РАЗДЕЛ 2
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы, используемые в исследованиях
В исследованиях использованы портландцемент Балаклеевского цементного завода, портландцемент Криворожского цементно-горного комбината, характеристика которых приведена в табл. 2.1, 2.2 и 2.3.
Таблица 2.1
Химический состав клинкеров
Завод-изготовитель
цемента,
условное обозначениеХимический составСодержание, %SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOКриворожский
ПЦ II/Б-Ш-40025,428,143,1257,122,50Балаклеевский
ПЦ II/Б-Ш-40022,325,334,2865,740,73
В качестве мелкого заполнителя для приготовления бетона использовался Днепровский речной песок, а в качестве крупного заполнителя - гранитный щебень, свойства которых приведены в табл. 2.4.
В качестве добавок использованы известь строительная (ДСТУ БВ.2.7-90-99), плав дикарбоновых кислот (ТУ 113-03-5761673-70) и лигносульфонаты технические (ТУ 13-0281036-05 ).
Таблица 2.2
Минералогический состав клинкеров
Завод-изготовитель
цементаМинералогический составСодержание, %C3SC2SС3АC4AFКриворожский55,020,06,511,7Балаклеевский56,821,26,812,1
Таблица 2.3
Физико-механическая характеристика цементов
Завод изготовитель цементаНормальная густота, %Сроки схватывания, мин.Предел прочности в 28 сут., МПаначалоконецпри изгибепри сжатииКриворожский26,52002606,842,2Балаклеевский26,01902506,642,0
2.2. Методики исследований
Скорость осаждения цементной суспензии с добавками определялась по методике МИСИ [118]. Цемент в количестве 20 г высыпался в фарфоровый стакан с 80 см3 воды и перемешивался шпателем в течение двух минут. Содержимое стакана переливалось в градуированный цилиндр емкостью 250 мл. При этом, остатки на дне и стенках стакана смывались дополнительным количеством воды 50 мл и также выливались в цилиндр. Цилиндр с содержимым взбалтывался и ставился на стол, после чего производился отсчет скорости осаждения взвеси во времени.
Таблица 2.4
Характеристика заполнителей
ПоказателиВид заполнителяДнепровский речной песокГранитный щебеньГранулометрический состав (частные остатки, % на ситах с размерами отверстий, мм)
2,52010_83,05_14,12,5_0,11,250,9_0,633,4_0,31543,5_0,1444,60,2прошло через сито 0,147,60,1Средняя насыпная плотность15701460Объем межзерновых пустот, %_44,1Модуль крупности1,45_
Структурообразование цементного теста определялось на коническом пластометре системы МГУ [119]. Принцип действия конического пластометра
основан на изменениях нагрузки, необходимой для погружения конуса с углом при вершине 450 в цементное тесто на глубину 5 мм. Необходимая нагрузка для погружения конуса на указанную глубину и отнесенная к площади, погруженной части конуса характеризует пластическую прочность цементного теста в данный момент времени. Вычисление пластической прочности производится по формуле:
F
Рm = -- К, (2.1)
h2
где F - нагрузка, действующая на конус;
h - глубина погружения конуса, равная 0,5 см;
К - постоянный коэффициент для конуса при угле = 450.
Расчет величины нагрузки на конус осуществляется по формуле:
A
F = Pk -- , (2.2)
a
где Р - масса груза, устанавливаемого на площадку, кг;
k - коэффициент, учитывающий трение и определяемый при тарировке;
A/a - соотношение плеч рычага.
По результатам замеров пластической прочности строится кривая структурообразования. За жизнеспособность материала принималось время, характеризующее период формирования структуры. На графике этот период отображается кривой изменения пластической прочности Рm в зависимости от времени от начала осей координат до точки изменения направления кривой. Эта точка характеризует так же начало периода упрочнения структуры материала. На рис. 2.1 показана схема конического пластометра системы МГУ.
Реологические свойства бетонной смеси определялись по методике Р.Лермита [120] на специальной установке. Емкость, диаметром 13 см и высотой 20 см, состоящая из двух половинок, заполнялась бетонной смесью, и после установки и закрепления ее на станине к верхней половине емкости прикладывалась горизонтальная сила. Смещение емкости фиксировалось индикатором часового типа. Схема установки по определению реологических свойств бетонной смеси представлена на рис. 2.2.
Рис. 2.1. Схема конического пластометра системы МГУ
1 - опорная плита; 2 - площадка для нагружения; 3 - подъемный столик; 4 - конус; 5 - шток; 6 - стойка; 7 - противовес; 8 - индикатор.
Рис. 2.2. Схема установки по определению реологических свойств бетонной смеси
S - горизонтальная сила смещения; 1 - верхняя половина емкости; 2 - нижняя половина емкости; 3 - станина; 4 - стойка; 5 - индикатор часового типа.
Кинетика изменения консистенции бетонной смеси во времени определялась на бетонных смесях без добавок и с химическими добавками. При этом, приготовленная бетонная смесь распределялась в емкости объемом 10 л. Определение подвижности бетонной смеси производилось стандартным конусом через каждые 30 минут.