Строительные статьи

25.10.2008 17:12:33

Исследование кинетики структурообразования кремнебетона Методика проведения экспериментальных работ

Изучалась кинетикаструктурообразования кремнебетона, приготовленного на основе высококремнеземистогощелочного стекла (ВКС-вяжущее) с предельной крупностью зерен 1,25 мм и натридимитокристобалитовом вяжущем (ТК-вяжущее) с предельной крупностью зерен0,63 и 1,25 мм. Кремнебетон на ВКС-вяжущем затворяли водой, а кремнебетон наТК-вяжущем — водой и жидким стеклом.

Времяизотермической выдержки варьировали в интервале: для кремнебетона на основе ВКС-вяжущего— от 7 до 35 ч; для кремнебетона на основе ТК-вяжущего — от 10 до 49 ч. Длябетона на ВКС-вяжущем время изотермической выдержки закрепляли на пяти уровнях(7, 14, 21, 28 и 35 ч), а для бетона на ТК-вяжущем — на семи уровнях (10, 14,21, 28, 35, 42 и 49 ч). Уровни и интервалы варьирования времени изотермическойвыдержки выбирали исходя из априорной информации. При этом принимали вовнимание степень растворимости кремнезема в различных полиморфных состояниях ипри различной щелочности среды, учитывали также как лабораторный, так и производственныйопыт изготовления кремнебетона. В связи с тем, что время предварительнойвыдержки, подъема и снижения температуры и давления не оказывает существенноговлияния на кинетику структурообразования и свойства кремнебетона, оно былопринято постоянным: 3, 3 и 4 ч соответственно.

Исследованияпроводили на пяти составах, изготавливая образцы-кубы с размером ребра 10 см.Составы кремнебетона, отличающиеся видом вяжущего, предельной крупностью зерен ТК-вяжущегои видом затворителя, приведены в табл. 1. О кинетикеструктурообразования кремнебетона судили по таким свойствам, как прочность,водопоглощение и водостойкость. Результаты испытаний образцов приведены в табл.2.

Материалы

Номер состава

1

2

3

4

5

ВКС, фр. <1,25 мм

301

ТК смесь, фр. <0,63 мм

291

291

ТК смесь, фр. <1,25 мм

307

307

Затравка, Sуд=5000 см2/г

297

328

328

346

346

Песок кварцевый рядовой

366

274

274

301

301

Щебень кварцитовый, фр. 5–20 мм

1321

1379

1379

1321

1321

Жидкое стекло, ? = 1,3 г/см3

167

164

Вода

121

128

128

Таблица 1. Составы кремнебетонной смеси для определения оптимальноговремени изотермической выдержки кремнебетона

Номера

состава

Время изотермической выдержки, ч

Свойства кремнебетона

Прочность на сжатие, МПа

Водостойкость, %

Водопоглощение, %

в сухом состоянии

в водонасыщенном состоянии

1

7

69,7

40,3

57,8

4,6

14

110,3

79,1

71,7

3,4

21

128,2

102,9

80,3

2,2

28

123,1

92,2

74,9

2,6

35

115,0

71,9

68,5

3,4

2

10

98,9

69,7

70,5

3,6

14

104,5

86,0

82,3

3,2

21

106,6

91,7

86,0

2,4

28

108,1

81,9

75,8

3,0

35

109,2

69,5

63,6

3,6

42

110,4

64,7

58,6

3,8

49

111,6

64,1

57,4

3,9

3

10

123,1

84,1

68,3

2,3

14

134,2

101,3

75,5

1,4

21

117,4

76,8

65,4

2,8

28

99,2

46,1

46,5

4,8

35

92,0

30,1

32,7

5,9

42

89,5

23,5

26,3

6,4

49

88,8

22,7

25,6

6,5

4

10

99,1

69,2

69,8

3,9

14

106,8

83,4

78,1

3,5

21

110,8

94,4

85,2

2,6

28

112,8

94,0

83,3

2,7

35

114,9

82,2

71,5

3,2

42

116,2

74,1

63,8

3,5

49

117,6

73,5

62,5

3,5

5

10

119,7

79,2

66,2

2,6

14

132,0

99,1

75,1

1,7

21

130,0

96,1

73,9

2,2

28

114,5

70,8

61,8

4,2

35

105,6

50,9

48,2

5,4

42

102,7

38,5

37,5

5,9

49

102,2

36,2

35,4

6,0

Таблица 2. Результаты испытаний образцов по определению оптимальноговремени изотермической выдержки кремнебетона

Анализполученных результатов

Исследуемые свойства кремнебетона врассматриваемом эксперименте изменяются в достаточно широком интервале:прочность на сжатие в сухом состоянии — от 69,7 до 134,2 МПа, водостойкость —от 25,6 до 86 %, водопоглощение — от 1,4 до 6,5 %.

По полученным результатам построеныграфики зависимости прочности, водостойкости и водопоглощения кремнебетона отвремени изотермической выдержки (рис. 1–3).

Рис. 1. Зависимость прочностикремнебетона от времени изотермической выдержки. 1–5 — номера составов по табл.1

Рис. 2. Зависимость водостойкостикремнебетона от времени изотермической выдержки. 1–5 — номера составов по табл.1

Рис. 3. Зависимость водопоглощения кремнебетона от времени изотермическойвыдержки. 1–5 — номера составов по табл. 1

Из приведенных зависимостей следует,что для всех составов кремнебетона в начальный период изотермической выдержки(до 15–20 ч) наблюдается интенсивное структурообразование, котороесопровождается ростом прочности и водостойкости и понижением водопоглощениякремнебетона. Оптимальное время изотермической выдержки зависит от исследуемыхфакторов и изменяется в интервале от 15 до 23 ч. Дальнейшее увеличение продолжительностиизотермической выдержки приводит к деструктивным явлениям, природу которых ещепредстоит установить, и сопровождается существенным снижением свойств.

Как интенсивность процесса структурообразования,так и степень деструкции в значительной степени зависят от щелочности кремнеземноговяжущего, предельной крупности его зерен и вида затворителя. Со снижениемпредельной крупности зерен техногенного кремнезема и повышением щелочностисреды интенсивность процесса структурообразования возрастает, вследствие чегооптимальное время изотермической выдержки, обеспечивающее максимальнуюстойкость кремнебетона, снижается с 24 до 14 ч.

Вид кремнеземного вяжущего при прочихравных условиях на интенсивность процесса структурообразования существенноговлияния не оказывает. Так, при предельной крупности зерен ВКС- и ТК-вяжущего1,25 мм оптимальное время изотермической выдержки в обоих случаях составляет 20ч. Степень деструкции кремнебетона главным образом зависит от вида кремнеземноговяжущего и щелочности среды. Изменение же предельной крупности зерентехногенного кремнезема с 1,25 до 0,63 мм существенного влияния не оказывает. Сповышением щелочности вяжущего степень деструкции повышается, вследствие чего,например, водостойкость состава 3 изменяется в интервале от 75 до 25%.

Наиболее высокими свойствами обладаеткремнебетон на высококремнеземистом щелочном стекле и тридимитокристобалитовомвяжущем, затворенном жидким стеклом: прочность — 131–138 МПа; водостойкость —78–83 %; водопоглощение — 1,3–2,1 %. Кремнебетон на ТК-вяжущем, затворенныйводой, обладает достаточно высокими характеристиками по прочности (R=106–110МПа), водостойкости (К=80–83%) и проницаемости (W=2,1–2,7%).

Учитывая характер влияния степени концентрациихимически агрессивных растворов на свойства кремнебетона, в агрессивных средахнизкой концентрации наиболее высокой стойкостью будет обладать кремнебетон на ТК-вяжущем,затворенный водой, а в агрессивных средах средних и высоких концентраций —кремнебетон на ВКС- и ТК-вяжущем, затворенном жидким стеклом.

    Была ли полезна информация?
  • 2405
Автор: @Сергей Эстрин
Яндекс.Директ