РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Сировинні матеріали
При дослідженнях в'яжучих були використані портландцемент виробництва ВАТ "ВОЛИНЬ ЦЕМЕНТ" ПЦ І 500 згідно ДСТУ Б В 2.7-46-96 та будівельний гіпс марки Г-5 Б II згідно ДСТУ Б В.2.7-82-99 Артемівського заводу "Стромгіпс", хімічний склад яких наведений у табл. 2.1.
В якості активних мінеральних добавок розглядалися два основних типи каолінітових порід: первинні і вторинні, які випалювали для одержання термоактивованих продуктів.
Первинні каоліни були представлені глухівецьким, просянівським та турбівським родовищами, вторинний - каоліном Положського родовища, їх хімічний склад і питомі поверхні наведені в таблиці 2.2.
В якості активних мінеральних добавок використовували також золу-винос Ладиженської ДРЕС за ГОСТ 25818-91, з питомою поверхнею 0,280 м2/г (табл. 2.1), та відхід виробництва Запорізького заводу феросплавів - мікрокремнезем за ТУ 14-15-157-87, з питомою поверхнею 20 м2/г.
Таблиця 2.1
Хімічний склад вихідних матеріалівНайменуванняВміст оксидів, мас. %в.п.п. %SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaONa2OK2OSO3ПЦ І 50023,4-5,174,12-0,8864,130,410,331,030,20Мікрокремнезем93,6-0,960,26--1,520,37--2,92Зола-виносу Ладиженської ДРЕС 50,271,2023,559,600,700,945,301,560,471,05Гіпс Г5 0,54-0,070,05-0,1338,60,0554,4 Як відомо [103], ПЦ І 500 виробництва ВАТ "ВОЛИНЬ ЦЕМЕНТ" є типовим нормальним середньоалюмінатним цементом, найбільш характерним для сучасної вітчизняної цементної промисловості (табл. 2.3).
Вибір низько і середньоалюмінатних цементів виправданий як з точки зору економії пластифікатора, якого при високоалюмінатному цементі (С3А > 7%) за даними В.Г. Батракова [14, с.205], необхідно майже в 2 рази більше для одержання литої розчинової суміші, так і з міркувань підвищення сульфатостійкості, на що вказує Й. Штарк [40, с.135].
Таблиця 2.2
Хімічний склад збагачених каолінів
ОксидКількість, % , за родовищамиГлухівецькеПросянівськеТурбівськеПоложськеSiO245,5245,0845,2345,02Al2O338,9138,8438,1337,00Fe2O30,200,211,371,14ТiO2Сліди0,080,190,91FeO"Сліди0,20...CaO0,140,280,350,38MgO0,650,680,160,20Ka2O0,080,050,140,40Na2O0,420,160,020,09P2O50,060,120,09...SO30,060,120,16...H2O13,8814,2014,0814,00Сума100,33100,22100,55100,25Sпит , м2/г5,35,99,422,4
Таблиця 2.3
Мінералогічний склад клінкеру
Тип та марка цементуМінералогічний склад клінкеру, %С3SC2SC3AC4AFПЦ І-50062,816,36,114,8
В якості наповнювачів при виготовленні розчинів використовували природний річковий фракціонований пісок дніпровського басейну (ДСТУ Б В.2.7-32-95) . Зерновий склад пісків наведений у таблиці 2.4.
Таблиця 2.4
Характеристика пісків№ п/пОсновні показникиПісок 0,315 *
(П-0,315)Пісок 0,63*
(П-0,63)Пісок 1,25*
(П-1,25)1Залишок на ситі 1,25мм---20,63--14,930,315-57,448,940,1691,338,933,15дно8,73,73,16Істинна густина, кг/м3 2650271027407Насипна густина, кг/м31540156016008Пустотність, %43,242,441,0* 0,315 (0,63; 1,25) - розмір вічка сита в мм при просіюванні піску.
Властивості розчинів регулювали за допомогою добавок сухих редиспергованих порошків сополімерів вінілацетату, вінілверстатату, вінілхлориду, етилену та вініллаурату, а також модифікованих ефірів целюлози та крохмалю торгівельних марок відповідних фірм, суперпластифікаторів основних типів, а саме нафталін - сульфонатного типу С-3, меламін - сульфонатного типу Melment F-10, полікарбоксилатного Melflux 1641 X.
Редисперговані полімерні порошки (РПП) представлені сополімером вінілацетату та вінілверстатату - марки Vinavil VV 10 Z (фірма Vinavil, Італія), вінілацетату та етилену - марки Vinnapas RE 5044 N, вінілхлориду, етилену та вініллаурату - марки RI 554 Z (фірма Wacker-Chemie, Германия), вінілацетату та вінілверстатату - марки Rhoximat PAV 23 (фірма Rhodia, Франція).
У якості порошкоподібного суперпластифікатора використовували суперпластифікатор С-3 виробництва ЗАО "Владимирський ЖБК" з повітрявідділюючою добавкою ПТВ-10, яка як зазначається [104], покращує ефективність СП.
Крім того, в якості СП меламін - формальдегідного типу використовували продукт марки Melment F10 та полікарбоксилатного типу - марки Melflux 1641 X, виробництва фірми SKW Polymers (Німеччина).
У роботі використовували метилгідроксиетилові та метилгідроксипропилові ефіри целюлози та крохмалю з такими характеристиками: насипна густина - 200...500 кг/м3, вміст частинок менше 100 мкм - 95 %, розчинність у воді при 200С - 10 хв, вміст активної речовини - 93 %, вологість - 5 %, нерозчинний залишок у NaCl - не більше 1 %, в'язкість по Брукфільду при 200С, 20 с-1, шпіндель 6 - від 100 до 25 000 мРа.с.
Ефіри целюлози в дослідженнях були представлені продуктами: Walocel W400 (Wolff cellulosics, Германия), Mecellose FMC 60150, S9-D01, ефір крохмалю -S-100 (Samsung Fine Chemicals, Корея).
В якості прискорювачів тверднення використовували: натр їдкий технічний - NaOH (ГОСТ 2263); кальциновану соду - Na2СО3; натрій сірчанокислий технічний - Na2SO4 (ГОСТ 6318); хлористий натрій - NaCl (ДСТУ 3583).
2.2. Методи досліджень
2.2.1. Загальна методологія досліджень.
Поставлені задачі, сформульовані вище, обумовили розробку стратегії та схеми досліджень, що відображені на рис. 2.1.
Рис. 2.1 Блок-схема досліджень.
Умовні позначення на рис. 2.1:
ПЦ - портландцемент;
АМД - активна мінеральна добавка;
МС -мінеральні солі;
Н - наповнювач;
З - заповнювач;
СП - суперпластифікатор;
ЕЦК- ефіри целюлози і крохмалю;
РПП - редиспергований полімерий порошок;
Х1 - вид активної мінеральної добавки;
Х2 - вміст активної мінеральної добавки до це