РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Сировинні матеріали
У дослідженнях було використано Здолбунівський портландцемент ПЦ I-500-Н. На
його основі отримували пуцолановий цемент (ПЦЦ). За пуцоланову складову ПЦЦ
використовували ЗВ Ладижинської ДРЕС. У відповідності з вимогами ДСТУ Б
В.2.7-46-96 до цементів IV типу вміст ЗВ в складі ПЦЦ призначали в межах від 21
до 55%.
Хімічний склад клінкерної складової ПЦ I-500-Н і ЗВ наведено в табл. 2.1.
Таблиця 2.1
Хімічний склад вихідних матеріалів
Компоненти
ПЦЦ
Вміст оксидів, мас. %
в.п.п., %
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MgO
CaO
Na2O
K2O
SO3
Клінкерна складова
ПЦ I-500-Н
23,40
5,17
4,12
0,88
64,13
0,41
0,33
0,55
0,20
Зола-винесення
50,5
0,9
24,7
10,4
0,70
1,3
2,5
1,5
2,7
0,5
0,5 - 1
ЗВ Ладижинської ДРЕС відповідає вимогам ГОСТ 25818-91 і ДСТУ Б В.2.7-72-98 до
кислих ЗВ для визначення можливості їх використання для виготовлення бетонних і
залізобетонних виробів і конструкцій, які працюють в особливо важких умовах
(табл. 2.2).
Таблиця 2.2
Відповідність показників ЗВ Ладижинської ДРЕС нормативним вимогам
Назва показників
Одиниця виміру
Значення показників для ЗВ
нормативне по ГОСТ 25818-91, ДСТУ Б В.2.7-72
Ладижинської ДРЕС
Вміст оксиду кальція (СаО), за масою
Не більше 10
2,5
в тому числі вільного оксиду кальція (СаОв), за масою
Не нормується
Вміст оксиду магнія (MgO), за масою
1,3
Вміст сірнистих і сіркокислих сполук в перерахунку на SO3, за масою
0,29
Вміст лужних оксидів в перерахунку на Na2O, за масою
Не більше 3
1,88
Втрати при прокалюванні (в.п.п.), за масою
0,5 - 1
Питома поверхня
м2/кг
300
300
Залишок на ситі № 008, за масою
Не більше 15
10
Вологість, за масою
Не більше 1
0,5
Насипна густина ЗВ складала 1100…1200 кг/м3, густина зерен - 2,3 г/см3.
Мінералогічний склад клінкерної складової портландцементу і його
фізико-механічні показники за ГОСТ 310.1-4 представлено в табл. 2.3 і табл.
2.4, відповідно. Наведені результати свідчать про відповідність портландцементу
вимогам ДСТУ Б В.2.7-46-96 і ДСТУ Б В.2.7-112-2002.
Таблиця 2.3
Мінералогічний склад клінкерної складової портландцементу
Мінералогічний склад клінкеру, %
С3S
C2S
C3A
C4AF
62,8
16,3
6,1
14,8
Таблиця 2.4
Фізико-механічні властивості портландцементу
Умовне позначення
Питома поверхня
(за Блейном), м2/кг
Нормальна густина, %
Термін тужавлення,
год-хв
Міцність, МПа
на 28 добу
початок
кінець
згин
стиск
ПЦ І-500-Н
360
26,75
1-30
3-30
6,1
53,4
Для виготовлення бетонних сумішей в якості дрібного заповнювача використовували
дніпровський річковий пісок.
Оцінку якості дрібного заповнювача для одержання важкого бетону проводили
згідно вимогам, що зазначені в ДСТУ Б В.2.7-32-95 і ДСТУ Б В.2.7-43-96 та
наведені в таблиці 2.5. Наведені результати свідчать про те, що використаний
пісок задовольняв нормативним вимогам щодо його використання у важких бетонах.
В якості крупного заповнювача (КРЗ) для важких бетонів використовували
гранітний щебінь Коростенського кар’єру двох фракцій: від 5 до 10 мм і від 10
до 20 мм.
Оцінку якості КРЗ проводили згідно вимогам, що зазначені в ДСТУ Б В.2.7-75-98 і
ДСТУ Б В.2.7-43-96 та наведені в таблиці 2.6.
Наведені результати свідчать про те, що використаний КРЗ задовольняв
нормативним вимогам щодо його використання у важких бетонах.
Таблиця 2.5
Технічні характеристики дрібного заповнювача
Показники випробувань
Згідно з нормативними вимогами
Фактично
1. Середня густина зерен, кг/м3
2000 – 2800
2630
2. Насипна густина, кг/м3
не менше 1100
1550 – 1570
3. Модуль крупності
від 1.5 до 3.25
(допускається для бетону класів за міцністю до В30 від 1.0 до 1.5)
1.3 – 2.1
4. Наявність зерен розміром від 5.0 мм до 10 мм, % за масою
не більше 10
0.10 – 0.75
5. Вміст зерен розміром більш 10.0 мм, % за масою
не більше 0.5
0 – 0.5
6. Вміст зерен, що проходять крізь сито № 016, % за масою
не більше 15
1.0 – 5.5
7. Вміст пиловидних і глинистих часток розміром менше 0.05 мм, % за масою
не більше 3
0.5
8. Вміст органічних домішок
Низький
Низький
Примітка. Фактичні значення технічних характеристик наведені з метою їх
подальшого використання для розрахунку складів бетонних сумішей.
Таблиця 2.6
Вимоги до технічних характеристик крупного заповнювача
Технічні характеристики
Згідно з нормативними вимогами
Фактично
1. Вміст зерен пластинчастої (лещадної) і голчастої форми, % за масою
до 35
0,7
2. Марка за міцністю Марка за міцністю
Не нижче 800
для бетону класу за міцністю В30
1200
3. Вміст зерен слабких порід, % за масою
До 10
для бетону класу за міцністю В30
4. Вміст пиловидних і глинистих частинок, % за масою
1,0
0,7
5. Істинна густина, г/см3
2.671
6. Середня густина, кг/м3
2000 – 2800
2615
7. Насипна густина, кг/м3
1340
Примітка. Фактичні значення технічних характеристик наведені з метою їх
подальшого використання для розрахунку складів бетонних сумішей.
В роботі використовували пластифікуючі добавки І групи (СП) чотирьох типів [6,
37] на основі: сульфованих нафталінформальдегідних поліконденсатів (тип „НФ”);
сульфованих меламінформальдегідних поліконденсатів (тип „МФ”); поліакрилатів
(тип „ПА”) і полікарбоксилатів (тип „ПК”). За класифікацією по хімічній природі
СП розділені на дві групи – такі, що вміщують сульфатні групи, і безсульфатні.
У відповідності з М. Collepardi [52] структурні формули і механізм дії молекул
СП з групи сульфатвміщуючих наведено на рис. 2.1, з групи безсульфатних – на
рис. 2.2, відповідно. З кожної групи відібрані представницькі продукти, які і
були використані в дослідженнях, а саме:
СП типу „НФ” представлений п