Высокофункциональные бетоны для станкостроения с применением нано- и микромасштабных сырьевых компонентов

Введение. Уникальное сочетание реотехнологических свойств и механических показателей обусловливает перспективы применения самоуплотняющихся и высокопрочных бетонов для изготовления базовых элементов станков и промышленного оборудования. Исследованы процессы адсорбции современных пластификаторов на ряде минеральных и полимерных модификаторов бетонной смеси. Степень совместимости нанои микромасштабных минеральных добавок в составах композиционных цементных вяжущих определялась методом калориметрии с использованием полуадиабатической установки усовершенствованной конструкции. Материалы и методы. Цементные вяжущие портландцемент ЦЕМ 0 52,5Н (ООО «Азия Цемент», Россия), Nanodur (Германия, Dyckerhoff GmbH); гиперпластификаторы Melflux 1641F, 2651F, 5581F (Германия), PCE TR-6088 (КНР), Sika ViscoCrete 240 HE Plus и 226-P (РФ); суперабсорбирующий полимер; нанои микромасштабные минеральные добавки микрокремнезем МК-85, метакаолин ВМК-45, микрокальцит ММ-315, маршалит Silverbond 15 EW, молотые кремнеземсодержащие породы. Использованы методы селективного растворения, дифференциально-термического анализа, лазерной гранулометрии и полуадиабатической калориметрии. Результаты и обсуждение. Качество ультрадисперсных минеральных добавок определяет их способность химически связывать портландит за счет проявления пуццоланических свойств. Из исследованного ряда максимальную пуццолановую активность проявляют микрокремнезем и опока. Термическая активация эффективна в отношении компонентов, состоящих из кристаллического кремнезема (маршалит, молотый кварцевый песок): в результате обработки рост показателей составил 25%. Установлено отсутствие избирательной адсорбции молекул гиперпластификатора суперабсорбирующими модификаторами составов на основе полиакрилата натрия. Из минеральных добавок высокую адсорбцию к гиперпластификаторам проявляют метакаолин и трепел. Экспресс-оценка влияния рецептурных факторов на твердение цементных композитов апробирована на усовершенствованном варианте полуадиабатического калориметра. Выводы. Установлено, что наличие в составе композиционного цементного вяжущего микромасштабных минеральных добавок на основе микрокремнезема обеспечивает возможность выработки на его основе высокофункциональных бетонов, адаптированных под станкостроение. Исследование пуццолановой активности, адсорбционной способности и характера кумулятивных кривых тепловыделения показало целесообразность замены микрокремнезема на метакаолин, а также перспективность его частичного микширования тонкомолотой природной опокой. Анализ тепловых эффектов, сопровождающих процессы гидратации системы «цемент добавка вода», с помощью термосных калориметров позволяет повысить оперативность исследований совместимости добавок в составах высокофункционального бетона.