Влияние минеральных добавок на свойства портландцемента | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №4 (294) январь 2020 г.

Дата публикации: 27.01.2020

Статья просмотрена: 4 раза

Библиографическое описание:

Сатыбалдиев А. К., Ивчин Д. С. Влияние минеральных добавок на свойства портландцемента // Молодой ученый. — 2020. — №4. — С. 11-14. — URL https://moluch.ru/archive/294/66751/ (дата обращения: 18.02.2020).



В статье авторы рассматривают влияние минеральных добавок, а именно метокаолина и известняка, на свойства портландцемента.

Ключевые слова: портландцемент, минеральная добавка, метокаолин, известняк.

Цементные бетоны являются самым распространенным материалом в современном строительстве. Они занимают лидирующую позицию на рынке строительных материалов, и их стоимость напрямую зависит от стоимости компонентов, самым дорогим из которых является цемент.

Производство цемента существенно выросло в течение последних десятилетий и на сегодняшний день является третьим по величине источником выбросов углекислого газа в мире. Снижение удельного количества выбросов парниковых газов и удешевление конечной продукции — это приоритетные задачи для технологов цементной промышленности.

Одним из путей выполнения этих задач является уменьшение содержания клинкера в цементе путем использования минеральных добавок. Это позволяет как уменьшить количество выбросов парниковых газов в атмосферу, так и снизить конечную стоимость цемента для потребителей.

Минеральная добавка — это дисперсный неорганический материал природного или техногенного происхождения, вводимый в бетонную или растворную смесь в процессе их приготовления в целях направленного регулирования их технологических свойств и/или строительно-технических свойств бетонов и/или придания им новых свойств. Минеральные добавки могут быть как техногенного, так и природного происхождения.

Основными эксплуатационными свойствами цемента и изделий на его основе являются: водопотребность, тонкость помола, тепловыделение, прочность, пористость и морозостойкость.

Для регулирования и улучшения свойств цементных бетонов, а также удешевления, используют различные минеральные добавки.

Одним из минеральных наполнителей, обладающих высокой реакционной способностью, является метакаолин — продукт дегидратации обогащенных природных каолинов. Известно, что метакаолин рекомендуется как добавка для получения высокопрочных бетонов, улучшающая структуру цементного камня и позволяющая получить повышенную прочность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Несмотря на то, что эффективность метакаолина как минеральной добавки с высокой активностью подтверждается рядом исследователей, использование его в производстве бетона остается ограниченным. Причиной такой ситуации является недостаточная информированность производителей бетона об основных преимуществах этой добавки, а также изученность технологических условий эффективного ее применения.

Дляпроведенияработыбыл использован портландцемент ЦЕМ Ӏ 42,5 Н (далее ЦЕМ1) производства ООО «ХайдельбергЦемент Рус».

Его химический состав цементов представлен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав цемента

Оксид

СаО

SiО2

Аl2О3

Fe2О3

MgО

SО3

R2О

ППП

Содержание, %

62,5

21,0

5,0

3,5

3,0

2,5

0,6

1,0

В качестве минеральных добавок был выбран известняк производства ООО «ХайдельбергЦемент Рус», месторождения п. Новогуровский, а также метакаолин ВМК-45 производства ООО «СИНЕРГО», месторождения Челябинская обл.

Известняк представляет малоактивную минеральную добавку, которая действует в основном как наполнитель. Метакаолин же представляет собой каолин, обожженный при температуре 700 °С и является пуццолановой добавкой, принимающей активное участие в процессах гидратации цемента.

Из портландцемента и минеральных добавок были приготовлены следующие составы, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Состав исследуемых смесей

Наименование

Содержание,%

Портландцемент

Известняк

Метакаолин

Состав 1

100

Состав 2.1

100

5

Состав 2.2

100

10

Состав 2.3

100

20

Состав 2.4

100

30

Состав 3.1

100

5

Состав 3.2

100

10

Состав 3.3

100

15

Нормальная густота и сроки схватывания цементного теста определяются на малом приборе Вика согласно ГОСТ 310.3–76.

Полученные экспериментальные данные представлены на рисунке 1 и 2.

Рис. 1. Нормальная густота исследуемых составов

05101520300510152030

Содержание, %Содержание, %

Рис. 2. Сроки схватывания исследуемых составов

Выводы: Исходя из полученных данных, тип минеральной добавки существенно влияет на водопотребность составов. При относительном содержании известняка в 5 % водопотребность понизилась на 1 %, однако последующее увеличение доли известняка в составе не повлекло за собой изменения водопотребности.

При введении метакаолина наблюдается равномерное увеличение водопотребности. Добавление 15 % метакаолина увеличивает водопотребность с 29 % до 34,5 %. Это обусловлено большой удельной поверхностью метакаолина, на поверхности частиц которого адсорбируются молекулы воды, что увеличивает количество воды, необходимое для достижения достаточно пластичного теста.

Присутствие известняка в составе удлиняется время начала схватывания, однако время конца схватывания остается неизменным при вводе до 10 % известняка, и сокращается со 190 до 175 минут при введении 30 % известняка.

При введении в состав метакаолина существенно повышается водопотребность и удлиняются сроки схватывания. С увеличением содержания метакаолина равномерно удлиняются сроки схватывания, (начало схватывания увеличивается с 60 до 150 минут, а конец — до 295 минут).

Литература:

1. Бутт Ю. М., Сычев М. М., Тимашев В. В. Химическая технология вяжущих материалов. — М.: Высшая школа, 1980. — 471 с.

2. Тимашев В. В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов. — М.: Наука, 1986. — 424 с.

3. ГОСТ 30515–2013 Цементы. Общие технические условия (Переиздание с поправкой)

4. Шейкин А. Е. Олейникова И. И. Влияние тепловлажностной обработки и тонкости помола цемента на структуру и свойства цементного камня. — 1964.

5. ГОСТ 31108–2016 Цементы общестроительные. Технические условия.

6. Добавки в бетоны и растворы. Н. Ф. Анафасьев. М. К. Целуйко. — К: Будивэльнык, 1989. — 128 с.

Основные термины (генерируются автоматически): состав, минеральная добавка, срок схватывания, нормальная густота, производство ООО, добавок, известняк.


Похожие статьи

Улучшение характеристик бетонов путем ввода активной...

Минеральные добавки из техногенного сырья имеют различный минеральные состав и дисперсность, в связи с чем обладают различным

 регулируемость потери подвижности бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения, тепловыделения

Свойства цементных сухих строительных смесей при введении...

Определялась нормальная густота и сроки схватывания цементного теста при введении в его рецептуру добавки на основе синтезированных алюмосиликатов (табл.1.). Таблица 1. Изменение нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста в зависимости от...

Исследование некоторых свойств цементов с тонкодисперсной...

Нормальная густота, % Сроки схватывания, час-мин. начало. конец.

содержание добавки , цементный камень , синтезируемая добавка , масса цемента , цементный тест, рецептура, нормальная густота , контрольный образец, синтезированная добавка , срок схватывания .

Реологические свойства композиционного известкового вяжущего...

Определялась нормальная густота и сроки схватывания цементного теста при введении в его рецептуру добавки на основе... Повышение эффективности жаростойких вяжущих за счет... Однако, дегидратация гидросиликатов и гидроалюминатов кальция – основных составляющих...

Влияние тонкомолотых добавок на технологические свойства...

Одним из таких видoв добавок являются тонкомолотые минеральные добавки (наполнители). В статье рассмотрены применение доменного молотого шлака и

Бетон, как и практически все материалы, имеет в своем составе некоторое количество примесей и добавок, целью которых...

Влияние содержания воды, вида суперпластификатора...

Нормальная густота цементного теста НГЦТ. Основные термины (генерируются автоматически): содержание добавки

направленная кристаллизация, нормальная густота, цементный камень, R-X, прирост прочности, содержание, срок схватывания, тонкодисперсная...

Самоуплотняющиеся бетонные смеси с раздельным введением...

Лабораторные испытания были посвящены подбору состава бетонов с различным расходом цемент.

мелкозернистый бетон, цементный камень, прочность, анортит, вес цемента, малый участок, комплексная добавка, исходный образец, ранний срок твердения, Элементный состав.

Исследование влияния комплексных минеральных...

Исследование влияния комплексных минеральных модифицирующих добавок, включая нанодобавки, на свойства мелкодисперсного бетона.

Цеолиты, характеризуемые повышенным содержанием кальция, способствуют замедлению процессов гидратации и твердения бетона.

Шлакощелочные бетоны высокой прочности для...

В Узбекистане запасы сырья, применяемые в качестве заполнителей для бетонов, ограничены.

Бетон на основе гравелита, подчиняется общим закономерностям, действующим при твердении шлакощелочного бетона.

Методика получения минерального порошка из углеродистого...

Минеральный порошок, представляющий собой полидисперсный материал, является важнейшим структурообразующим компонентом асфальтобетона. На его долю приходится до 90–95 % суммарной поверхности минеральных зерен, входящих в состав асфальтобетона.

Похожие статьи

Улучшение характеристик бетонов путем ввода активной...

Минеральные добавки из техногенного сырья имеют различный минеральные состав и дисперсность, в связи с чем обладают различным

 регулируемость потери подвижности бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения, тепловыделения

Свойства цементных сухих строительных смесей при введении...

Определялась нормальная густота и сроки схватывания цементного теста при введении в его рецептуру добавки на основе синтезированных алюмосиликатов (табл.1.). Таблица 1. Изменение нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста в зависимости от...

Исследование некоторых свойств цементов с тонкодисперсной...

Нормальная густота, % Сроки схватывания, час-мин. начало. конец.

содержание добавки , цементный камень , синтезируемая добавка , масса цемента , цементный тест, рецептура, нормальная густота , контрольный образец, синтезированная добавка , срок схватывания .

Реологические свойства композиционного известкового вяжущего...

Определялась нормальная густота и сроки схватывания цементного теста при введении в его рецептуру добавки на основе... Повышение эффективности жаростойких вяжущих за счет... Однако, дегидратация гидросиликатов и гидроалюминатов кальция – основных составляющих...

Влияние тонкомолотых добавок на технологические свойства...

Одним из таких видoв добавок являются тонкомолотые минеральные добавки (наполнители). В статье рассмотрены применение доменного молотого шлака и

Бетон, как и практически все материалы, имеет в своем составе некоторое количество примесей и добавок, целью которых...

Влияние содержания воды, вида суперпластификатора...

Нормальная густота цементного теста НГЦТ. Основные термины (генерируются автоматически): содержание добавки

направленная кристаллизация, нормальная густота, цементный камень, R-X, прирост прочности, содержание, срок схватывания, тонкодисперсная...

Самоуплотняющиеся бетонные смеси с раздельным введением...

Лабораторные испытания были посвящены подбору состава бетонов с различным расходом цемент.

мелкозернистый бетон, цементный камень, прочность, анортит, вес цемента, малый участок, комплексная добавка, исходный образец, ранний срок твердения, Элементный состав.

Исследование влияния комплексных минеральных...

Исследование влияния комплексных минеральных модифицирующих добавок, включая нанодобавки, на свойства мелкодисперсного бетона.

Цеолиты, характеризуемые повышенным содержанием кальция, способствуют замедлению процессов гидратации и твердения бетона.

Шлакощелочные бетоны высокой прочности для...

В Узбекистане запасы сырья, применяемые в качестве заполнителей для бетонов, ограничены.

Бетон на основе гравелита, подчиняется общим закономерностям, действующим при твердении шлакощелочного бетона.

Методика получения минерального порошка из углеродистого...

Минеральный порошок, представляющий собой полидисперсный материал, является важнейшим структурообразующим компонентом асфальтобетона. На его долю приходится до 90–95 % суммарной поверхности минеральных зерен, входящих в состав асфальтобетона.

Задать вопрос