Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1 Зависимость растекаемости цементного теста от содержания суперпластификатора Полипласт СП-1
Рис.2 Зависимости прироста удельной поверхности и мгновенной скорости помола композиционного вяжущего от времени.
Рис.3 Распределение частиц композиционного
вяжущего по размерам.

Получение высокоэффективного композиционного вяжущего

Ключевые слова:  периодика, строительные материалы

Автор(ы): Башлыкова К.А., Семенков П.Е., Широкий В.В.

Опубликовал(а):  Семенков Павел Евгеньевич

17 апреля 2011

Решение проблемы более рационального использования портландцемента возможно за счет применения композиционных вяжущих и комплекса технологических приемов, предусматривающих уменьшение содержания в нем малоактивных частиц путем более тонкого помола и предотвращения флокуляции частиц цемента, взаимодействия продуктов гидратации портландцементного клинкера с активированными тонкомолотыми минеральными добавками [1…3].

Получение высокоэффективных вяжущих веществ нового поколения сегодня сопровождается использованием сложных составов компонентов с целью получения высококачественных бетонов разного функционального назначения с улучшенными, а иногда и с принципиально новыми свойствами и определенной заранее заданной структурой. В основу создания таких вяжущих положен принцип целенаправленного управления технологией на всех ее этапах: использование активных компонентов, разработка оптимальных составов, применение химических модификаторов, использование механохимической активации компонентов и некоторых других приемов.

При изготовлении композиционных вяжущих процесс помола является основным по роли капиталовложений в оборудование. В ходе помола происходит физико-химическая активация компонентов, в дальнейшем определяющая свойства полученного композиционного вяжущего.

В качестве активного компонента вяжущего применялись цемент ЦЕМ I 42,5 Н и клинкер ЗАО «Белгородский цемент», в качестве химической добавки − суперпластификатор Полипласт СП-1 производства ООО «Полипласт Новомосковск», в качестве наполнителя – перлит Мухор-Талинского месторождения (Бурятия).

Суперпластификатор Полипласт СП-1 вводился при совместном помоле цемента (клинкера) с сухой добавкой, что обеспечивало капсулирование зерен цемента суперпластификатором.

При определении оптимальной дозировки суперпластификатора Полипласт СП-1, необходимой для получения композиционных вяжущих, проводили исследования с химическими добавками для бетонов методом мини-конуса.

После анализа зависимостей растекаемости цементного теста от концентрации добавки суперпластификатора Полипласт СП-1 (рис. 1) была принята следующая его дозировка − 1 % от массы вяжущего.

Получение композиционных вяжущих возможно с использованием как портландцементного клинкера, так и уже готового портландцемента.

Помол компонентов производился в центробежном агрегате с параллельными помольными блоками (ЦА ППБ) при постоянной во всех опытах загрузке (по массе) измельчаемого продукта и мелющих тел.

Для экономии клинкерной составляющей и регулирования свойств вяжущих варьировалось содержание минеральной добавки (перлита). Была установлена целесообразность замены клинкера и введения в состав вяжущего до 30 % без снижения прочностных характеристик и принят следующий исходный состав композиционного вяжущего: портландцементный клинкер + гипс – 70 % (гипс 5 % от клинкерной составляющей), наполнитель (кремнеземсодержащая добавка) – 30 %, суперпластификатор – 1 % от общей массы вяжущего.

Описание кинетики измельчения является одной из наиболее важных проблем при разработке общей теории процесса.

Большой практический интерес вызывает совместный помол цемента и минеральных наполнителей в присутствии суперпластификатора, что имеет место при получении композиционных вяжущих.

Для анализа этих процессов был произведен помол ряда составов, для которых были определены кинетические константы помола [4], представленные в табл. 1.

Таблица 1

Кинетические константы помола композиционных вяжущих

Состав вяжущих

Начальная скорость (U0), м2/(кг×мин)

Коэффициент торможения (kt), кг/м2

Коэффициент корреляции (kkor)

ЦЕМ I 42,5 Н + Полипласт СП-1 + перлит

10,72

0,0012

0,9944

Клинкер + гипс + Полипласт СП-1 + перлит

10,1

0,0008

0,9537

Изменения прироста удельной поверхности композиционных вяжущих и их мгновенной скорости помола представлены на рис. 2.

Сравнивая фактическое значение мгновенной скорости помола композиционного вяжущего с расчетным, полученным путем сложения соответствующих долей скоростей помола в тех же условиях отдельных компонентов вяжущего видно, что во временном интервале до 40 мин (достаточном для получения КВ) имеет место взаимодействие компонентов, приводящее к взаимному ускорению помола. Причем, вероятно, большее значение имеет ускорение помола цемента и клинкера с кремнеземсодержащими добавками, так как обратный процесс не способен обеспечить такой прирост скорости.

Анализ полученных расчетных данных по начальной скорости помола и коэффициенту торможения, показал, что больший прирост удельной поверхности через 150 мин помола наблюдается у состава, состоящего из 70 % клинкера + гипс, 30 % перлита с добавкой суперпластификатора Полипласт СП-1. Этот состав, как видно из табл. 1, имеет сравнительно меньшую начальную скорость помола, равную U0 = 10,1 м2/(кг×мин), чем состав на цементе (U0 = 10,72 м2/(кг×мин)), однако коэффициент торможения у него меньше, и составляет kt = 0,0008 кг/м2, по сравнению с составом цемент + перлит +Полипласт СП-1 (kt = 0,0012 кг/м2), что может быть обусловлено тем, что размолотый цемент вызывает более сильное вторичное агрегирование частиц, налипание на мелющие тела и корпус мельницы, что не наблюдается у клинкера.

Использование перлита в качестве минеральной добавки вносит существенное изменение в зерновой состав вяжущего (рис. 3), что обусловлено, в первую очередь, особенностями строения самой добавки.

Графики вяжущего на основе портландцемента имеют похожий вид с одним четким пиком в области крупных частиц. Вяжущие на основе клинкера имеют большое содержание мельчайших частиц в диапазоне 0,66…1,81 мкм. Введение минерального наполнителя при помоле вяжущего на основе клинкера смещает графики в область более мелких частиц, при этом кривые имеют несколько ярко выраженных пиков, по сравнению с портландцементом. Кривая вяжущего с перлитом имеет большое содержание мелких частиц в диапазоне 0,66…1,81 мкм.

Определены основные физико-механические характеристики композиционных вяжущих, результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Физико-механические характеристики композиционных вяжущих

Компоненты вяжущих

Прочность, МПа, в возрасте, сут

при изгибе

на сжатие

3 сут

7 сут

28 сут

3 сут

7 сут

28 сут

ЦЕМ I 42,5 Н

4,61

5,3

7,4

33,2

36,4

52,6

ЦЕМ I 42,5 Н + Полипласт СП-1

6,8

9,08

11,63

47,2

65,4

83,7

ЦЕМ I 42,5 H + Полипласт СП-1+ перлит

7,34

9,69

12,45

50,7

66,9

87,1

Клинкер + гипс

7,73

9,45

10,65

54,9

79,4

96,2

Клинкер + Полипласт СП-1+ гипс

8,66

11,8

14,2

62,4

65,2

73,5

Клинкер + Полипласт СП-1 + перлит + гипс

7,26

9,33

12,65

52,3

67,2

90,5

На основании полученных данных анализа распределения частиц по размерам и физико-механических испытаний предлагается высокоэффективное композиционное вяжущее с прочностью на сжатие 90,5 МПа с использованием перлита в качестве минеральной добавки.

Список используемой литературы:

1. Кузнецова, Т.В. Механоактивация портландцементных сырьевых смесей [Текст] / Т.В. Кузнецова, Л.М. Сулименко // Цемент и его применение. - 1985. - № 4. - С. 20-21.

2. Юдович, Б.Э. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы [Текст] / Б.Э. Юдович [и др.] // Цемент и его применение. – 2006. – Июль – август. – С. 80–84.

3. Сулейманова, Л.А. Неавтоклавные газобетоны на композиционных вяжущих [Текст] / Л.А. Сулейманова, В.С. Лесовик, А.Г. Сулейманов. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. – 152 с.

4. Рахимбаев, Ш.М. Расчет констант скорости некоторых процессов технологии искусственных конгломератов [Текст] / Ш.М. Рахимбаев // II Проблемы материаловедения и совершенствование технологии производства строительных изделий. – Белгород: БТИСМ, 1990. – С. 42–51.


В статье использованы материалы: Наноопен


Средний балл: 10.0 (голосов 3)

 


Комментарии
Статья класс!!!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Золотые кружева
Золотые кружева

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.