Всего на сайте:
236 тыс. 713 статей

Главная | Строительство

Улучшения свойств бетонов и растворов высокомолекулярными соединениями  Просмотрен 62

ВВЕДЕНИЕ

Идея улучшения свойств бетонов и растворов высокомолекулярными соединениями и использование последних в качестве связующих не является чем-то принципиально новым в историческом аспекте. Известны многие памятники русской и западной архитектуры, при сооружении которых применяли кладочные растворы с добавкой природных высокополимеров – белковых веществ.

Повышенная адгезия полимерцемента к бетонным, деревянным и металлическим поверхностям, долговечность, благодаря стойкости полимера и комплексного вяжущего к атмосферным воздействиям, в сочетании с малыми сроками сушки, простотой применения, безвредностью и высоким качеством отделки позволяют считать его одним из наиболее эффективных отделочных материалов. Полимерцементные композиции широко применяются в виде грунтовочных, окрасочных и растворных составов. Также их используют в качестве вяжущего при изготовлении тонкостенных армированных фиброй изделий отделочного назначения.

В композиционном (смешанном) полимерцементном вяжущем полимерный компонент и неорганическое вяжущее вещество подбирают таким образом, чтобы они сочетались рационально, проявляя свои положительные свойства и дополняя положительные свойства второго компонента полимерцемента.

В последнее время значительно увеличилось число исследовательских работ по полимерцементам, возросла их научная значимость, глубина теоретической и экспериментальной проработки. Основные научные разработки направляются на установление механизма модификации вяжущего полимерами, изучение их влияния на реологические свойства бетонных смесей, оптимизацию режима гидратационного твердения вяжущего и отверждения полимера, на создание материалов и изделий с заданными свойствами. Также очень актуальны вопросы возможности использования минеральных тонкодисперсных материалов в производстве комбинированных вяжущих, как природного, так и искусственного происхождения.

Актуальность работы. Композиционные вяжущие, состоящие из минеральной и органической частей, известны и используются в строительстве давно. К началу 21 века к подобным композициям снова возрос интерес в связи с внедрением новых технологий в производстве строительных материалов [2, 9, 19].

Как показали результаты многочисленных работ, полимерные добавки, или модификаторы, значительно улучшают свойства материалов на основе цементов: прочность на изгиб и растяжение, прочность сцепления с другими поверхностями и арматурой, водонепроницаемость, атмосферостойкость, химическую стойкость и другие. Это происходит за счет образования полимерных мембран (пленок), которые формируются на части поверхности пор. В этой связи, высокопористая поверхность затвердевшего цементного камня становится уплотненной. Гидратирующийся цемент образует относительно жесткую структуру (каркас), внутри которой полимерная пленка имеет функцию шарниров. Эластичные и прочные при разрыве пленки способствуют повышению адгезии к гладким поверхностям и улучшению прочности на изгиб и растяжение [20].

К активным наполнителям относятся: кремнеземистые породы осадочного происхождения – диатомиты, трепелы, опоки; породы вулканического происхождения – пеплы, пемзы, трассы, туфы, а также искусственно полученные материалы – доменные и электротермофосфорные гранулированные шлаки, белитовый шлам, обожженные глинистые материалы, золы–унос некоторых видов твердого топлива. В качестве инертных применяют карбонатные наполнители, глины и другие материалы.

Противоречивость литературных данных о целесообразности использования, виде и расходах минеральных наполнителей в составе сложных композиционных вяжущих свидетельствует о сложности и неоднозначности этой проблемы [39].

Особенно актуальны вопросы создания композиционных вяжущих, содержащих портландцемент, полимер и наполнитель в технологии производства ССС [1, 5, 14, 19, 32]. Установлено, что, разрабатывая их рецептуры, необходимо стремиться обеспечить следующие условия:

- максимальную степень гидратации портландцемента. Известно, что в присутствии полимерных добавок, особенно при высоких полимерцементных соотношениях, он частично выступает как инертный наполнитель и не реализует свой вяжущий потенциал;

- длительную агрегативную устойчивость и благоприятные условия для пленкообразования полимерных дисперсий. Преждевременную коагуляцию частиц дисперсий и формирование структурно-неоднородной малоэластичной пленки может вызвать нагревание, резкое изменение щелочности жидкой фазы или концентрации в ней электролитов. Особенно чувствительными к двум последним факторам являются дисперсии, стабилизированные ионогенными ПАВ;

- оптимальное соотношение между кристаллической и аморфной (гелевидной) фазами в затвердевшем камне, обеспечивающее высокое сопротивление как хрупкому, так и пластическому разрушению.

Цель работы – исследовать влияние вида и количества органических добавок на физико-механические свойства портландцемента с разными наполнителями.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить аналитический обзор научно-технической литературы по составу, свойствам и применению полимерцементных композиций;

- исследовать свойства сырьевых материалов;

- изучить влияние вида и количества органических добавок на физико-механические свойства цементного камня;

- изучить влияние вида и количества минеральных наполнителей на прочностные свойства цементного и полимерцементного камня;

- разработать состав комплексной добавки и исследовать ее влияние на свойства цементного камня;

- разработать рекомендаций по оптимальному составу полимерцементной композиции и ее применению.

Научная новизна результатов исследований.

- при введении наполнителей (до 10 %) в состав цемента прочность не изменяется, дополнительное введение добавки полимера увеличивает прочность на изгиб, но снижает прочность на сжатие; добавка РПП PAV-22, вводимая в цемент, повышает прочность и на изгиб и на сжатие, в отличие от дисперсии, которая снижает прочность на сжатие; введение в данную систему наполнителя способствует дальнейшему росту прочности цементного камня с добавкой РПП, а дисперсии – снижает прочность на сжатие при сохранении прочности на изгиб на уровне прочности цементного камня с полимером;

- добавка золы способствует увеличению количества портландита и гидрокаброалюмината кальция, но снижает содержание эттрингита, тоберморита и низкоосновных силикатов кальция типа CSH(I), введение в систему «цемент-комбинированный наполнитель» полимерной дисперсии продолжает увеличивать содержание Ca(OH)2 и гидрокарбоната, замедляет гидратацию, снижая содержание тоберморита и низкоосновных силикатов кальция типа CSH(I), что по-видимому, обуславливает снижение прочности на сжатие.

Предыдущая статья:НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ, ГОСТ 24211-2008 Следующая статья:Практическая значимость работы.
page speed (0.7038 sec, direct)