Исследование эксплуатационных свойств золоцементных материалов с модифицированно-пластифицирующими добавками полифункционального действия

Автор: Алиназаров А.Х., Каюмов Д.А., Жалолдинов А.А.

Журнал: Экономика и социум @ekonomika-socium

Статья в выпуске: 3 (70), 2020 года.

Бесплатный доступ

В статье приведены особенности эксплуатационных свойств золоцементных материалов с модифицированно-пластифицирующими добавками полифункционального действия, а также результаты исследование долговечности, водопоглощение и морозостойкость образцов мелкозернистого материала.

Солнечная энергия, зола, цемент, композиционный строительный материал, тепловая обработка, прочность, термовлажностная обработка

Короткий адрес: https://sciup.org/140247877

IDR: 140247877

Текст научной статьи Исследование эксплуатационных свойств золоцементных материалов с модифицированно-пластифицирующими добавками полифункционального действия

При применении золоцементных материалов в стеновых конструкциях наиболее важными характеристиками являются их класс (марка), определяемые по прочности на сжатие, и плотность.

Все оптимизированные составы получены при введении добавок Модифицированно-пластифицирующих добавок (МПД) в количестве 0,300,32% от массы золоцементного материала. Кроме того, при получении изделия с классом прочности В 15, предусмотрена механическая активизация в турбулентном смесителе СБ-148. Следует отметить, что расход цемента в золоцементных материалах во всех случаях ниже расхода цемента для легких керамзитобетонов с аналогичной прочностью и, кроме того, позволяет обходится без дефицитных керамзитовых заполнителей и песка.

Классификация золоцементных материалов как объектов гелиотепловой обработки приведены в табл. 1.

Установлено, что для всех составов наиболее эффективно введение добавок МПД-2 и МПД-1. Прирост прочности в этом случае по сравнению с введением МПД-3 достигает 10-15%.

Плотность золоцементного материала вполне сопоставима с плотностью легких бетонов, хотя несколько превышает ее. Рост плотности прямо пропорционален увеличению плотности материала, а при турбулентном перемешивании, в связи со значительным уплотнением структуры, резко возрастает (табл.1). Коэффициент вариации прочности для всей партии изделий снижается с ростом прочности - наибольшая разнородность наблюдается для образцов с наименьшим содержанием цемента (15%) и достигает 20-22%. Физико-технические показатели золоцементных изделий класса В 7,5 приведены в табл. 2.

Таблица 1

Классификация золоцементных материалов как объектов гелиотеплохимической обработки

о 05	Д' SS о S а о к н о о О	Расход материалов на 1 м³, кг				о й ^й н Н И О о с	и Д	Н	Проч-ность на сжатие, R²⁸ ср , МПа		Коэффи-циент вариации прочности, V п , %
		Ц	З	И	В				Проч-ность на сжатие, R²⁸ ср , МПа		Коэффи-циент вариации прочности, V п , %
		Ц	З	И	В					* *	*	* *
В 7,5	85:15	180	1020	51	475	0,32	1316	-	9,1	7,8	20,3	20,8
В 10	80:20	230	920	46	441	0,30	1360	-	11,8	10, 3	17,6	19,7
В 12,5	75:25	290	870	43	430	0,30	1410	-	14,5	12, 7	16,2	18,2
В 15	74:26	295	860	42	427	0,30	1530	60	16,5	15, 2	12,2	14,6

Примечание: * - прерывистая термообработка; ** - постоянная термообработка.

Таблица 2

Физико-технические показатели золоцементных изделий класса В 7,5

№	Соотношение компонентов, %			Расход воды, кг/м³	Добавка МПД		о О	m	н о С	о я н я s х я н о Я w ⁰⁰я S см С °
№	к s о Д'	л ч о п	н о и со S	Расход воды, кг/м³	с к н	О м н о 5^й о⁴ и	о О	m	н о С	о я н я s х я н о Я w ⁰⁰я S см С °
1	15	81	4	465	МПД-2	0,30	18-20	0,376	1325	7,9
2	16	80	4	470	МПД-1	0,32	18-20	0,380	1335	8,0
3	18	78	4	462	МПД-3	0,28	18-20	0,380	1350	7,8

Возрастание механической прочности ограничивается обычно 180-270 сутками твердения. В связи с этим изучена кинетика твердения золоцементных материалов различных составов. Изменения прочности образцов на сжатие и изгиб приведены в табл. 3 и 4.

Анализ данных табл. 3. показывает, что в 3-х суточном возрасте прочность золоцементных образцов с добавками при обычном перемешивании составляет 17-22% от 28-ми суточной. Полученные результаты несколько ниже (на 5-8%) приводимых в различных источниках и свидетельствуют о более низкой активности используемой золы Ферганской ТЭЦ. Как и ожидалось, основной период нарастания прочности – 7-90 суток. В возрасте 90 суток прирост прочности составляет 35-50%, через 180 суток увеличивается дополнительно на 25% и к 270 суткам практически останавливается.

Таблица 3

Кинетика набора прочности при сжатии золоцементных материалов

№ составов	Класс	Прочность при сжатии, МПа, в возрасте, сут.
№ составов	Класс	3	7	28	90	180	270
1	В 7,5	1,8	3,3	9,1	14,4	16,9	17,2
2	В 10	2,0	4,2	11,8	17,7	21,2	21,8
3	В 12,5	3,2	6,5	14,5	21,0	23,4	26,0
4	В 15	5,1	9,6	16,5	22,8	28,1	28,5

Таблица 4

Кинетика набора прочности при изгибе золоцементных материалов

№ составов	Класс	Прочность при изгибе, МПа, в возрасте, сут.
№ составов	Класс	3	7	28	90	180	270
1	В 7,5	38/0,7	55/1,1	1,9/20,9	151/2,9	176/3,3	181/3,4
2	В 10	39/0,8	58/1,2	2,1/17,8	144/3,0	170/3,6	175/3,7
3	В 12,5	42/1,0	64/1,5	2 ,4/16,5	136/3,3	164/3,8	167/4,0
4	В 15	49/1,7	72/2,4	3,4/20,6	128/4,4	159/5,4	161/5,5

По результатам табл. 4 установлено, что прочность при изгибе золоцементных материаловв возрасте 28 суток составляет 17-21% от прочности на сжатие, что почти вдвое выше отношения для чистоцементных материалов. Положительное влияние золы на упругость цементно-зольного камня отмечено в работах, а в данном случае дополнительный эффект достигается также за счет пластифицирующего действия добавок. Прочность при изгибе составляет в возрасте 3 и 7 суток 38-42 и 55-64% от 28-ми суточной к 90 и 180 суткам. Rизг повышается дополнительно на 36-51 и 6476% и далее практически не меняется.

В случае турбулентной обработки смеси кинетика роста прочности как при сжатии, так и при изгибе значительного ускоряется (состав № 4 табл. 1 и 2), что свидетельствует о механической активизации смеси в начальный период твердения.

Как известно, усадка цементных систем оказывает значительное влияние на их эксплуатационные свойства и, следовательно, на долговечность. Учитывая, что золоцементные материалы в своем составе не содержат крупного и мелкого заполнителя, а усадка цементного камня превышает усадку обычных легких бетонов почти на порядок, проведено исследование этого показателя для композиций различных возрастов твердения (табл. 5).

Таблица 5

Усадочные деформации золоцементных материалов

№ составов	Класс	Набухание (+) и усадка (-) образцов, Е отн , мм/м, через, сут.
№ составов	Класс	3	7	14	28	90	180
1	В 7,5	0,08	-0,09	-0,39	-0,64	-0,76	-0,80
2	В 10	0,05	-0,15	-0,46	-0,69	0,85	-0,88
3	В 12,5	0,00	-0,14	-0,52	-0,71	-0,85	-0,92
4	В 15	-0,05	-0,15	-0,37	-0,60	-0,68	-0,70

Анализируя данные табл. 5 можно отметить, что в начальные сроки твердения (до 3 суток) происходит незначительное набухание образцов и лишь затем развиваются деформации усадки, достигая к 180 суткам величин 0,80-0,92%, что вполне сопоставимо с усадкой шлакобетонов - 0,6-0,7%. Величина усадки образцов возрастает с увеличением расхода цемента в золоцементных композициях. Следует отметить пониженные на 20-25% усадочные деформации образцов после турбулентного перемешивания. Это объясняется значительным уплотнением микроструктуры материала под воздействием механической активации.

Список литературы Исследование эксплуатационных свойств золоцементных материалов с модифицированно-пластифицирующими добавками полифункционального действия

Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Свойства золоцементных композиций при механохимической активации //Проблемы механики, 2002. - Вып. 5. - С. 48 - 51.
Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Формирование свойств золоцементных композиций полиструктурного строения //Гелиотехника, 2003. - Вып. 1. - С. 86 - 88.
Алиназаров А.Х., Выровой В., Махмудов З. Особенности гетерогенности среды на распределение усадочных деформаций в золоцементных вяжущих материалах //Проблемы механики, 2005. - № 4. - С.7-10.
Алиназаров А.Х. Гелиотеплохимическая обработка золоцементных материалов //Альтернативная энергетика и экология, АЭЭ, 2006. - № 6 (38). - С. 114-116.
Алиназаров А., Холмирзаев А. Изменение температуры по толщине внецентренно - сжатых железобетонных колон из керамзитобетона при воздействии солнечной радиации // Гелиотехника, 2005. - Вып. 2 - С. 23-26.
Соломатов В.И. и др. Бетон как композиционный материал Тошкент: УзНИИНТИ,1985. - 31с.
Ганин В.П. Расчёт нарастания прочности бетона при различных температурах выдерживания//Бетон и железобетон. 1974. №8. -29 -31 с.
Alinazarova M., Gulyamov A.G., Alinazarov A.Kh. Control Over the Thermal Propertis of Fine Composite Materials in Solar Thermochemical Treatment. Applied Solar Energy, vol.38, No 3, Allerton Press, Ins / New York 2002. p.p. 75-78

Еще

Статья научная