ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТВЕРДЕНИЯ ШПЦ С ДОБАВКОЙ ЛПМ
,
, д-р техн. наук,
Магнитогорский государственный технический
университет им.
, канд. хим. наук
Москва,
Среди многочисленных добавок, применяемых в технологии бетона, наибольшее значение имеют пластифицирующие добавки (разжижители), позволяющие улучшить обрабатываемость бетонных смесей без увеличения водоцементного отношения или существенно снизить водопотребность бетонных смесей при сохранении требуемой подвижности, повысить физико-механические показатели бетона и долговечность.
Новый тип высокоэффективных пластификаторов ЛПМ (лигносульфонатный пластификатор-модулятор) представляет собой технические лигносульфонаты, нормированные по фракционному составу молекул лигносульфонатных полимеров, количеству и составу органической и неорганической частей (минеральных солей). Применение указанного пластификатора в бетонах на основе портландцемента подтвердило его высокую эффективность.
Целью данной работы является исследование влияние добавки ЛПМ на процесс твердения шлакопортландцемента, который является наиболее доступным и распространенным цементом в Уральском регионе. Для исследования процесса твердения в нормальных условиях использовалось цементное тесто с В/Ц=0,3 и добавка ЛПМ (0,2% от массы цемента) 2-х модификаций: пластифицирующая (порошок) и пластифицирующее-воздухововлекающая (жидкая).
Вяжущая система в процессе своего развития является генератором электрической энергии, причём на разных уровнях взаимодействия в ней может создаваться постоянный или переменный ток [1]. Характер изменения электрического сигнала, генерируемого в твердеющем вяжущем, отражает протекающие в нём физико-химические явления. Для непрерывного определения и фиксации возникающего в вяжущей системе электрического сигнала используется малогабаритный акваметрический датчик и регистрирующий комплекс на базе ПЭВМ (рисунок 1), использование которого обеспечивает минимальную погрешность (± 0,1%) в измерении электрического сигнала акваметрического датчика [2].
Рисунок 1- Аппаратный комплекс для регистрации
электрического сигнала
На рисунке 2 приведены кривые изменения амплитуды электрического сигнала, возникающего в исследуемых вяжущих системах.
Рисунок 2 – Кинетика изменения электрического сигнала
в твердеющем цементном тесте
Начальный период твердения связан с растворением вяжущего вещества и отражает начальную гидратацию вяжущей системы с образованием коагуляционной структуры. Этот период характеризуется высоким значением силы тока, величина которого затем снижается, что заметно на всех приведенных кривых.
Далее имеет место низкое и практически постоянное значение тока – индукционный период твердения. Величина электрического сигнала определяется концентрацией в твердеющей системе свободных носителей заряда, и поскольку в течение индукционного периода эти носители находятся в ловушках поверхности [3], то это и является причиной низкого значения фиксируемого тока. В течение этого периода существует и развивается образовавшаяся при начальной гидратации коагуляционная структура, которая является термодинамически устойчивой [2]. В конце периода наблюдается скачкообразное возрастание тока, увеличение тока обусловлено возрастанием плотности заряда.
Скачкообразное изменение тока по окончании индукционного периода вызвано также увеличением количества твердой фазы в системе и усилением межчастичного взаимодействия вследствие изменения форм связи влаги с материалом. В следующий период твердения наблюдается плавное понижение тока вследствие сближения твердых частиц, перекрытия их двойных электрических слоев и образования жесткого пространственного каркаса в результате формирования конденсационно-кристаллизационных контактов.
Электрофизическое исследование процесса твердения цементного теста с добавкой ЛПМ показало, что она являются сильным замедлителем гидратации и вносит изменение в характер этого процесса (рисунок 2). Добавка, адсорбируясь на цементных зернах и новообразованиях, замедляет гидратацию и твердение цементного камня вследствие слабой проницаемости воды через создаваемые ею адсорбционные слои. Кроме того, имеет место и изменение знака заряда поверхности твердой фазы, что может быть связано с влиянием добавки ЛПМ на морфологию гидратных новообразований и изменение условий образования межчастичных контактов. Следует отметить, что жидкая модификация ЛПМ в большей степени замедляет процесс твердения шлакопортландцемента, что связано с наличием в ее составе воздухововлекающего компонента.
Список литературы
1. Нехоpошев А. В., , Баpанов , механизм и энеpгетические уpовни обpазования стpуктуpиpованных диспеpсных систем // ДАН СССР. - 1981. - Т.258. - №1. - С.149-153.
2. , Гаркави метод контроля твердения вяжущих веществ // Цемент. – 1999. - №5-6. – С.34-36.
3. Сычёв представления о механизме гидратации цементов. - М.: ВНИИЭСМ, 1984. - 50с.
http://conf. bstu. ru/conf/docs/0029/0650.doc
