В этой связи можно сделать вывод, что высокая плотность и прочность цементного камня, полученного на основе модифицированного коллоидного цементного клея, обеспечивает его высокую сопротивляемость истиранию и износу.
Таким образом, установлено, что увеличение прочности образцов затвердевших растворов сухих смесей связано с особенностями формирования структуры цементного камня с добавками на основе компонентов с высокими пуццолановыми, пластифицирующими и гиброфобизирующими свойствами. Улучшение адгезионных свойств затворенных сухих смесей происходит в результате повышения суммарной удельной поверхности смеси и увеличения площади контакта между растворным слоем и основанием, а также за счёт интенсификации процессов гидратации и гидролиза в системе, содержащей добавки на основе ультрадисперсных наполнителей с пластификатором. Увеличение данного показателя в 1,5-2 раза связано с введением добавок, содержащих метакаолин с большой удельной поверхностью. Определено, что чем выше дисперсность, тем больше адсорбционной воды удерживается на поверхности частиц. Пластическая прочность смеси с добавками на основе ультратонких наполнителей позволяет регулировать прочность на всём периоде процесса структурообразования. Определено, что введение предлагаемых добавок в состав сухих смесей на основе цемента позволяет снизить водопотребность при сохранении подвижности, повысить в 1,5- 2 раза водоудерживающую способность, ускорить набор структурной прочности цементного теста, что позволяет значительно повысить качество смесей.
Резюмирующим выводом можно сделать то, что полученные результаты явились фактами, свидетельствующими, что решение поставленных задач обеспечило достижение цели в рамках выдвинутой рабочей гипотезы.
5 Опытно–производственные работы по внедрению результатов исследования в технологию производства модифицирующих добавок для эффективных сухих строительных смесей
Опытно-промышленные работы проведены в условиях силикальцитного цеха ТОО «Дауылпаз», г. Атырау.
В программу работ нами были включены:
- изготовление опытной партии модифицирующих добавок КМ;
- изготовление опытной партии эффективных сухих смесей;
- технико-экономический анализ результатов внедрения.
В качестве вяжущего использовали портландцемент М400 (г. Усть-Каменогорск); в качестве заполнителей применяли песок новоалексеевский (Алматинская обл.) с модулем крупности Мкр ≈ 2,1 - 1,3.
При проведении испытаний с целью экономии цемента применяли обезвреженный гранулированный электротермофосфорный шлак.
В работе применяли составы сухих строительных смесей, приведенные в таблице 3.
Сухие строительные смеси получали путем совместного перемешивания цемента, песка и добавок в смесителе принудительного действия роторного типа. Технология приготовления сухих строительных смесей включала следующие технологические переделы: дозирование компонентов с помощью электронных весов и специальных емкостей; подачу компонентов в приемный бункер смесительной установки, затем с приемного бункера с помощью шнека в смеситель, где проходило перемешивание в течение 5-6 мин; готовую продукцию выгружали в бункер накопителя, из которого далее готовая продукция поступала на фасовку.
Таблица 3 – Составы сухих строительных смесей
Материалы | Содержание компонентов, мас. % | ||
Составы | |||
1 | 2 | 3 | |
Портландцемент М400 | 21-24,5 | 19-22,5 | 15-18,5 |
Кварцевый песок (0,05-1,2) | 67,95-57,9 | 67,95-57,9 | 53,95-43,9 |
Тилоза | 0,05-0,1 | 0,05-0,1 | 0,05-0,1 |
Комплексный модификатор КМ-4 | 6-8 | 6-8 | 6-8 |
Волластонит | - | 8-10 | - |
Обезвреженный гранулированный фосфорный шлак | - | - | 25-30 |
Были выполнены испытания по определению физико-технических и эксплуатационных характеристик полученных сухих строительных смесей. Влажность готовой сухой строительной смеси составляла 0,6-0,8 %. По внешнему виду смесь была однородной. Результаты испытаний приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Физико-технические и эксплуатационные характеристики сухих строительных смесей
Показатель | Состав | |||
конт- рольный | с КМ-4 | с КМ-4В | с КМ -4Ш | |
Растворные смеси | ||||
Подвижность, см | 7-9 | 6-8 | 6-8 | 6-8 |
Расслаиваемость, % | 4 | 2 | 2-3 | 2-3 |
Водоудерживающая способность | 96 | 98 | 97-98 | 97-98 |
Затвердевшие растворы | ||||
Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа | 6,0 | 7,1 | 6,7 | 6,8 |
Предел прочности на сжатие, МПа | 30,0 | 38,8 | 36,5 | 37,3 |
Динамический модуль упругости, кН/мм2 | 28,0 | 36,0 | 34,6 | 30,8 |
Усадка, мм/м, после 90 сут в обычных климатических условиях | 1,2 | 1,02 | 1,12 | 1,08 |
Адгезионная прочность к бетону, МПа | 0,80 | 1,12 | 0,98 | 1,04 |
Истираемость, г/см2 | 0,70 | 0,24 | 0,28 | 0,25 |
Испытания показали, что полученные составы сухих строительных смесей имеют хорошие технологические свойства, адгезию к минеральным основам, высокую изностойкость и прочность на истирание, низкую усадку и достаточную эластичность.
Полученные сухие строительные смеси применили при проведении ремонтно-восстановительных работ в силикальцитном цехе ТОО «Дауылпаз».
По результатам научных исследований и опытных испытаний были разработаны методические рекомендации по применению модифицирующих добавок для сухих строительных смесей.
Применение комплексного модификатора в сухих строительных смесях позволяет получить расчетный экономический эффект 41155,0 тыс. тенге при объеме выпуска 50000 т в год.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Разработаны новые составы комплексных модификаторов для эффективных сухих строительных смесей и способы их приготовления. В основе способов получения эффективных сухих строительных смесей лежат взаимодополняющие процессы механоактивации, комплексной пластификации и гидрофобизации органоминерального компонента получаемого продукта. Установлено положительное влияние механоактивации на компоненты добавок. Определено, что оптимальным является содержание добавки 6-8 %.
2. Разработана схема полученного агломерата – гранул комплексного модификатора, где вначале создается совмещением эмульсии с золой своеобразный «центр агломерации», на который оседают частицы соли неорганической кислоты. На границе «зола-эмульсия (она уже разрушилась на вкрапленники КОСЖК и кислая смолка)» происходит локальное «разжижение» в местах вкрапленников ПАВ, это способствует лучшему налипанию тонкодисперсного метакаолина.
3. Исследованиями установлено, что разработанные комплексные модифицирующие добавки способствуют разжижению и пластификации, что позволяют улучшить реологические свойства затворенных строительных смесей и обеспечить оптимальную подвижность, удобоукладываемость в широком диапазоне. Улучшение вязкопластических свойств связано с проявлением комплексной пластификации сухих строительных смесей на основе высокодисперсного активного метакаолина при сниженном расходе воды затворения на 12 – 18 % в сравнении с контрольным составом.
4. Установлено, что увеличение прочности образцов затвердевших растворов сухих строительных смесей связано с особенностями формирования структуры цементного камня с комплексными модифицирующими добавками на основе компонентов с высокими пуццолановыми, пластифицируюшими и гидрофобизирующими свойствами. Улучшение адгезионных свойств затворенных сухих смесей происходит в результате повышения суммарной удельной поверхности смеси и увеличения площади контакта между растворным слоем и основанием, а также за счёт интенсификации процессов гидратации и гидролиза в системе, содержащей добавки на основе ультрадисперсных наполнителей с пластификатором. Увеличение данного показателя в 1,5-2 раза связано с введением добавок, содержащих высокодисперсный активный метакаолин.
5. Определено, что введение предлагаемых добавок в состав сухих строительных смесей на основе цемента позволяет снизить водопотребность при сохранении подвижности, повысить в 1,5-2 раза водоудерживающую способность, ускорить набор структурной прочности цементного теста, что позволяет значительно повысить качество смесей.
6. Выявлено, что полученный результат высокой стойкости образцов с добавками при действии агрессивной среды связан не только с плотностью, особенностями капиллярно-пористой структуры и кинетикой диффузии агрессивного водного раствора, но и подавлением роста кристаллов и их модифицированием, что существенно снижает кристаллизационное давление солей в порах материала.
7. Показано, что повышение морозостойкости образцов с добавками связано с формированием более плотной и прочной структуры цементного камня в присутствии добавок серии КМ, способствующих снижению водопотребности и обеспечению гидрофобизирующего эффекта. Методом рентгеновского малоуглового рассеяния изучена микростуктура растворных образцов затворенных сухих смесей. Полученные данные свидетельствуют об улучшении микроструктуры цементного камня в присутствии комплексных модификаторов в сравнении со структурой цементного камня без добавок.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
