ВЛИЯНИЕ МИКРОКРЕМНЕЗЕМА НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ

АННОТАЦИЯ

В работе изложены результаты влияния микрокремнезема на строительно-технические и теплофизические свойства неавтоклавного газобетона. Установлено, что введение микрокремнезема в состав цемента способствует позволяет увеличению прочность при сжатии неавтоклавного пенобетона более чем в 2 раза по сравнению с контрольными образцов. При этом теплопроводность материала с добавками изменяется незначительно.

ABSTRACT

The paper presents the results of the influence of microsilica on the construction, technical and thermal properties of non-autoclaved aerated concrete. It has been established that the introduction of microsilica into the composition of cement helps to increase the compressive strength of non-autoclaved foam concrete by more than 2 times compared to control samples. At the same time, the thermal conductivity of the material with additives changes insignificantly.

Ключевые слова: портландцемент, микронаполнитель, суперпластификатор, композиционный смесь, водотвердой соотношения, реологические свойства, плотность, прочность на сжатие, теплопроводность,

Keywords: portlandcement, microfiller, superplasticizer, composite mixture, water-solid ratio, rheological properties, density, compressive strength, thermal conductivity,

Введение. В строительстве актуальным направлением представляется разработка и основение производства и применение теплоизоляционных композиционных материалов с применение тонкодисперсных техногенных отходов промышленности в качестве активной минеральной добавки и различных химических добавок способствующие повышению реакщюнной способности цементных растворных смесей при формирование композиционных теплоизоляционных материалов ячеистой структуры [1,2]

Производства высокоэффективные композиционных теплоизоляционных материалов и изделий ячеистой структуры достигается использованием композиционных вяжущих и материалов полученных с применением тонкодисперсных кремнеземистых отходов как активный минеральный добавки в производстве цементно-микрокремнеземистые композиционные вяжущие[ 1,3].  

Материалы ячеистой структуры обладают низкой теплопроводности, достаточной огнестойкости, экологической безопасности, простоты технологии, невысокого уровня производственных затрат при получении. Это связано с тем, что применение новых тонкодисперсных кремнеземистых отходов в качестве наполнителя и газообразующего реагента для формирования макропористой структуры при изготовление материалов низкой и средней плотности на одном и том же оборудовании.

Объект и методы исследования. Для изучения влияние микрокремнезема и суперпластификатора на свойства цементно-микрокремземистой композиции в лабораторных условиях разработан составы в которых входило гидравлические вяжущие, микрокремнезем как тонкодисперсный наполнитель и известь. Для снижение водо:цементной соотношение (В/Ц) растворных смесей в качестве химической добавки использованы суперпластификатор СП-1 «Полпласт» [4 ].

Цементно-микрокремнеземистые композиции готовились методом смешиванием компонентов в разных соотношениях в лабораторном миксере в течение 15 минут, до образование гомогенной композиции. Химический состав исходных материалов приведена в таблице 1. Для изучения влияния микрокремнезема на прочностные характеристики из разработанных композиционных вяжущих готовили стандартные образцы размером 4х4х16 см. из теста нормальной густоты. Сроки схватывания растворных смесей, нормальную густоту растворных смесей и плотность изделий на основе цементно-микрокремнеземистых композиции определяли согласно ГОСТ 10174-90.

Таблица 1.

Химический состав исходных материалов для производства цементно-микрокремнеземистой композиции

Полученные результаты и их обсуждение. Исследование влияние микрокремнезема и суперпластификатора на реологические свойства цементно-микрокремземистой композиции показали, что с повышением содержания микрокремнезема водопотребность растворной смеси увеличивается, за счет наличие в составе высоко дисперсносной SiO₂, требует для смачивания своих частиц больше воды, чем исходный портландцемент. Средний размер частиц микрокремнезема составляет 0,35-0,65 мкм, что значительно меньше среднего размера частиц цемента, равного 6,0 мкм. Результаты исследования показали, что с увеличением содержания микрокремнезема до 10 % в составе композиционных смешанных вяжущих удельный поверхность достигает до 5500 см²/г.

Исследование реологических свойств разработанных цементно-микрокремнеземистых композиции показали, что водопотребность растворной смеси увеличивается, за счет наличие в составе высоко дисперсносной микрокремнезема, требует для смачивания своих частиц больше воды, чем исходный портландцемент. Средний размер частиц микрокремнезема составляет 0,35-0,65 мкм, что значительно меньше среднего размера частиц цемента, равного 6,0 мкм. С введением микрокремнезема в композиционный смесь водопотребность цементно-микрокремнеземистых композиции увеличивается с 25,0 до 37,0 %. Установлено, что с повышением количество микрокремнезема в композиции увеличивается водопотребность композиционных вяжущих с 25,0 до 37,0 %, при этом удлиняет схватывание композиционной растворной смеси и замедляется процесс гидратация композиционного вяжущего.

Изучение сроков схватывания показали, что с увеличением количества микрокремнезема, как начало, так и конец схватывания растворной смеси возрастает. Результаты исследования приведен в таблице. 2.

На основание проведенных исследование установлено, что физико-механические свойства цементно-микрокремнеземистой композиции зависит от нормальной густоты, тонкости помола и различных добавок. В связи тем нами проведены исследование по изучению влияния содержания микрокремнезема на сроков схватывания цементно-микрокремнеземистых композиции предназначенные для производства композиционных теплоизоляционных материалов ячеистой структуры [5 ].

Для снижение водопотребности и повышение прочностных характеристик цементно-микрокремнеземистой растворной смеси в работе нами использован суперпластификатор марки СП-1 «Полипласт». Результаты исследование по изучению влияние количества микрокремнезема и суперпластификатора на нормальную густоту показали, что с повышением количество микрокремнезема и суперпластификатора в составе растворной смеси увеличивается растеаемость. При введение 0,5-0,75 % суперпластификатора от массы композиции снижается водо:цементной соотношение.

Проведенные исследование показали, что наличие в составе цементной композиции тонкодисперсного микрокремнезема улучает процесс формирование структуры за счет заполнения свободных пространств в структуре затвердевшего цементного камня. В результате происходит восстановление самопроизвольно отдаваемой воды в процесс гидратации мономинералов цементного клинкера и повышается сцепление цементной матрицы с тонкодисперсным наполнителем и формирование плотной структуры.

На основание проведенных исследование установлено, что пуццолановые реакции тонкодисперсного микрокремнезема, как фактор химического воздействия, вызывают дальнейшее повышение прочности и долговечности изделий [5-7]. Результаты изменение прочностных характеристик цементно-микрокремнеземистых композиции показан в таблице 2.

Таблица 2.

Влияние количество микрокремнезема на прочность цементно-микрокремнеземистых композиции

На основание полученных результатов исследований разработаны высокоэффективные составы цементно-микрокремнеземистые композиции для производства строительных материалов и изделий на их основе, применяемые в строительной индустрии.

Заключение. На основание проведенных исследование установлено, что введение микрокремнезема в состав цемента и получение композиционных вяжущих оказывает положительной влияние на реологические свойства как композиционной растворной смеси, так и на объемный вес изделий на его основе. В процессе образование гидратных соединение минералов тонкодисперсные частиц микрокремнезема заполняют объем между грубодисперсными частицами гидратных соединение цемента, что приводит резкому сокрушения водоотделение из композиционной растворной смеси.

Изучение процесса твердения цементно-микрокремнеземистой композиции показали, что в процессе образование гидратных соединение мономинералов цемента тонкодисперсные частиц микрокремнезема заполняют объем между грубодисперсными частицами гидратных соединение цемента, что приводит резкому сокрушения водоотделение из композиционной растворной смеси.

На основание полученных результатов установлено, что применение цементно-микрокремнеземистой композиции в производстве теплоизоляционных материалов ячеистой структуры с применением газообразующего реагента способствует получение изделий с объемным весом 400-800 кг/м³, которые имеют низкую коэффициент теплопроводности.

Список литературы:

1. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Строительные материалы из отходов промышленности. Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. 268 с.
2. Величко Е.Г., Белякова Ж.С. Некоторые аспекты физикохимии и механики композитов многокомпонентных цементных систем // Строительные материалы. – 1997. – № 2. С. 21–25.
3. Talipov N.H., DosanowaG.M., TuljaganowA.A.,ReimowA.M. Die Anwendung des porösen Füllstoffs bei der Produktion von Wärmedämmstoffen // InternationaleBaustofftagung: Tagungsband. – Weimar, 2018. – С. 2–1153−2–1156.
4. ТУ 5870-002-58042865-05 Суперпластификатор «Полипласт СП-1» Технические условия. – ОАО «Полипласт» г.Москва, 2005. – 18 с.
5. Гуриненко Н.С.. Батяновский Э.И. Полифункциональная добавка с ультрадисперсным микрокремнеземом для цементного бетона / Проблемы современного бетона и железобетона: сб. науч. тр. / «Ин-тБелНИИС». Минск, 2018. Вып. 10. С. 135-154.
6. Балмасов Г.Ф., Стреленя Л.С., Илларионова М.С., Мешков П.И. Реологические свойства строительных растворов [Текст] / Строительные материалы. – 2008. – №1. – С.50 – 52.
7. Талипов Н.Х., Каттаходжаев Д.Ю., Равшанов З.А. Маткаримов С.Т. Бесцементный ячеистый бетон на основе гипса //Композиционные материалы. 2013, №1 С. 74-75.