РОЗДІЛ 2
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1 Матеріали, які використані в дослідженнях
Як основні матеріали в дослідженнях були використані портландцементи, що
виробляються заводами України, відрізняються хімічним, мінералогічним складом і
властивостями (табл. 2.1...2.3) та відповідають вимогам нормативних документів
[131]. Вибір цементів визначався розходженням вмісту в них мінералів, які
швидко гідратують і термінами тужавіння й твердіння.
Таблиця 2.1
Хімічний склад цементів
Завод-виробник
Вид і марка цементу
Вміст оксидів, %
SiО2
Al2O3
Fe2O3
CaО
ВАТ «Донцемент»
ПЦ 400
24,52
4,63
5,27
60,35
ВАТ «Балцемент»
ПЦ 400
22,34
5,26
4,58
66,23
ВАТ «Кривий Ріг Цемент»
ПЦ 400
22,86
4,42
2,82
58,52
Таблиця 2.2
Мінералогічний склад цементів
Завод-виробник
Вміст мінералів, %
C3S
C2S
C3A
C4AF
гіпс
ВАТ «Донцемент»
51,6
23,7
7,8
11,9
5,0
ВАТ «Балцемент»
61,7
18,6
5,9
10,3
3,5
ВАТ «Кривий Ріг Цемент»
53,5
25,3
9,2
9,0
3,0
Таблиця 2.3
Властивості цементів
Цемент
Нормальна густота, %
Термін тужавіння, хв.
Міцність при вигині, МПа
Міцність при стиску, МПа
початок
кінець
7 діб
28 діб
7 діб
28 діб
ВАТ «Донцемент»
26,5
105
260
4,3
6,6
29,7
42,7
ВАТ «Балцемент»
25,5
132
280
4,6
6,9
28,8
43,1
ВАТ «Кривий Ріг Цемент»
27,0
137
390
4,7
7,1
29,3
42,8
Як заповнювач використовувалися матеріали, що застосовуються для виробництва
бетону: дніпровський річковий пісок і відходи криворізьких
гірничо-збагачувальних комбінатів (ГЗК) (табл. 2.4).
Таблиця 2.4
Властивості дрібних заповнювачів
Вид заповнювача
Істинна щільність, кг/м3
Насипна щільність, кг/м3
Часткові залишки на ситах, %
2,5
1,25
0,63
0,315
0,16
Класифіковані відходи ГЗК
2650
1520
16,1
22,9
52,7
7,8
0,5
Пісок річковий дніпровський
2600
1490
12,1
26,9
32,6
28,4
Як залізовмісний компонент комплексної добавки застосовувалися оксид заліза -
FeО і гірські породи Криворізького залізорудного родовища, які переважно
складаються із кварцу - SiО2, сидериту - FeCO3 і магнетиту - Fe3+2Fe2+O4 (табл.
2.5; 2.6).
Таблиця 2.5
Хімічний склад гірських порід Криворізького родовища
Вміст основних компонентів, %
SiО2
FeОЧFe2O3
Fe2O3
FeCO3
CаО
58,0
20,8
17,5
10,0
1,0
Таблиця 2.6
Мінералогічний склад порід Криворізького родовища (в %)
Кварц
Залізо
Магнетит
Гематит
Сидерит
Силікати заліза
Оксид сірки
Оксид кальцію
52
8,2
20,8
1,9
10,0
6,5
0,3
0,3
Вибір у якості залізовмісного компонента комплексної добавки гірських порід
Криворізького залізорудного родовища зумовлений висновками, зробленими в
роботах [66,67] про їхню ефективність використання в бетонах, призначених для
посилення будівельних конструкцій.
У якості солі вищої жирної кислоти, ґрунтуючись на дані роботи [67],
використовувався олеат натрію.
Як простий ефір використовувалася карбоксиметилцелюлоза, як найбільш широко
розповсюджений простий ефір.
2.2. Методика досліджень
Помел залізовмісних гірських порід робили в кульовому млині до залишку на ситі
008 (4900 отв/см2) 5-8%.
Вміст пилоподібних і глинистих домішок у річковому піску й збагачених відходах
ГЗК, визначений відмулюванням, становив 0,4...0,5%. Органічних домішок в
дрібних заповнювачах не виявлено. Для виготовлення бетонів і розчинів
використовували водопровідну воду. Цементне тісто невеликих порцій (до 3 кг)
виготовляли вручну.
Порядок перемішування компонентів в'яжучого й бетонної суміші, а також
тривалість їхнього перемішування визначали при плануванні експерименту по
однофакторному плану. В'яжуче готувалося шляхом змішування гідравлічного
в'яжучого з мінеральними складовими добавки з подальшим додаванням водяного
розчину органічного компонента комплексної добавки. Приготування більших партій
сухої суміші здійснювалося перемішуванням у лабораторній мішалці у тім же
порядку. З отриманої суміші виготовляли цементне тісто й бетони. Бетони
використовували як дрібнозернисті, так і грубозернисті пластичної
консистенції.
Вимірювання величини нормальної густоти цементного тіста проводилися за
стандартною методикою [132-134]. Пластична міцність цементного тіста й
розчинної суміші визначалася за допомогою конуса «СтройЦНИИла» і вимірювалася
за глибиною занурення в розчинну суміш конуса [132-134]. Дослідження
реологічних властивостей бетонних сумішей проводилися за стандартними
методиками.
З отриманих цементного тіста й розчинної суміші виготовляли зразки-балочки
розміром 40Ч40Ч160 мм, які випробувалися на вигин і стиск. При формуванні
зразки ущільнювалися на лабораторному вібромайданчику.
Дозування води призначали з розрахунку одержання тіста або розчину нормальної
густоти або заздалегідь заданої рухливості. Консистенцію цементного тіста
перевіряли за допомогою стандартних методів, а розчину - по зануренню конуса
«СтройЦНИИла» [132-134].
Межа міцності цементного каменю й розчину при вигині визначалася як середнє
арифметичне значення із двох найбільших результатів випробувань трьох зразків.
Для визначення межі міцності при стиску цементного каменю й розчину були
випробувані, отримані після випробувань на вигин, 6 половинок балочок. Межу
міцності при стиску зразків цементного каменю й розчину обчислювали як середнє
арифметичне значення міцності чотирьох зразків, які показали найбільші
результати із шести випробуваних [135,136].
Усадку цементного каменю визначали на зразках розміром 40Ч40Ч160 мм при їхній
герметизації парафіном. Деформації усадки вимірювали індикатором годинникового
типу й лінійним мікроскопом «МИР-12».
Міцність зчеплення цементного каменю, розчину й бетону з поверхнею бетонних
констр
- Київ+380960830922