РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ СПОСОБОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА И ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

АННОТАЦИЯ

В настоящее время изучению роли комплексных органоминеральных добавок (ОМД), содержащих высокодисперсные минеральные компоненты и органические поверхностно-активные вещества (ПАВ) – суперпластификаторы (СП), в формировании структуры и обеспечении свойств бетонных смесей и бетонов посвящены работы многих исследователей. Вместе с тем, задачи повышения эффективности применения комплексных ОМД требуют дальнейшего детального изучения, предметом которого должно являться, в первую очередь, расширение сырьевой базы минеральных компонентов за счет использования местных доступных материалов.

ABSTRACT

Currently, the study of the role of complex organomineral additives (OMD) containing highly dispersed mineral components and organic surfactants (surfactants) - superplasticizers (SP) in the formation of the structure and ensuring the properties of concrete mixtures and concretes are devoted to the work of many researchers. At the same time, the tasks of increasing the efficiency of the use of complex OMD require further detailed study, the subject of which should be, first of all, the expansion of the raw material base of mineral components through the use of locally available materials.

Ключевые слова: бетон, пластификатор, абсорбация, ОМД, ПАВ.

Keywords: concrete, plasticizer, absorption, OMD, surfactant.

Cпособ приготовления комплексных ОМД, включающих химическую добавку – ПАВ (поверхностно-активных веществ) и минеральный компонент – носитель, является одним из основных факторов, определяющих структуру адсорбированных молекул ПАВ на поверхности минерального компонента и, следовательно, механизм протекания адсорбции при затворении водой. Кроме того, одним из критериев, определяющих эффективность ОМД, является то, что минеральный компонент должен обладать адсорбционной совместимостью с ПАВ, при этом необходимо, чтобы ПАВ равномерно распределялось по поверхности минерального компонента, образуя единое органоминеральное комплексное соединение. В связи с этим в работе было изучено влияния способов приготовления ОМД на свойства цементного теста и цементного камня, а в дальнейшем - на свойства бетонных смесей и бетонов.

Результаты экспериментальных исследований, проведенных при равной реологической характеристике цементного теста (табл. 1.1 – 1.3), показали, что наибольшие значения водоредуцирующего действия и как следствие большие величины плотности и прочности цементного камня были достигнуты при использовании ОМД, приготовленных в виде суспензии с последующей сушкой. Такая тенденция наблюдается при использовании всех исследованных ПАВ и минеральных компонентов в составе ОМД (рис. 1).

Таблица 1.

Влияние способов приготовления ОМД (минеральный компонент – молотый песок) на свойства цементного теста и цементного камня при равной реологической характеристике (расплыв по Суттарду 13…14 см)

Таблица 2.

Влияние способов приготовления ОМД (минеральный компонент – молотый шлак) на свойства цементного теста и цементного камня при равной реологической характеристике (расплыв по Суттарду 13-14 см)

Таблица 3.

Влияние способов приготовления ОМД (минеральный компонент – молотый известняк) на свойства цементного теста и цементного камня при равной реологической характеристике (расплыв по Суттарду 13-14 см)

Рисунок 1. Влияние способов приготовления ОМД на прочность цементного камня при равной реологической характеристике цементного теста (расплыв по Суттарду 13 – 14 см)

Для изучения процессов адсорбции ПАВ на поверхности частиц твердой фазы минеральных компонентов ОМД, приготовленных в виде суспензии с последующей сушкой, были исследованы изотермы адсорбции на примере добавки СП С-3 (рис. 2). Как показали изотермы адсорбции, при получении ОМД в виде суспензии ПАВ адсорбционно закрепляется на поверхности минерального компонента, при этом образуется упорядоченная структура слоев их молекул: первоначально формируется мономолекулярный адсорбционный слой (рис. 2, область 1), а в последующем - полимолекулярный адсорбционный слой        (рис. 2, область 2). Следовательно, на поверхности минерального компонента ОМД, полученной данным способом, находится большее количество активных молекул ПАВ, обеспечивающих диспергирование частиц цемента и минерального компонента, что отражается на свойствах цементного теста и цементного камня.

Рисунок 2. Изотерма адсорбции СП С-3 на молотом шлаке:

1 – область формирования мономолекулярного адсорбционного слоя; 2 – область формирования полимолекулярного адсорбционного слоя

Таким образом, в ходе исследований показана эффективность реализованных способов приготовления ОМД и их существенное влияние на свойства цементного теста и цементного камня, а в дальнейшем - на свойства бетонных смесей и бетонов.

Список литературы:

1. Перцев, В. Т. Исследование реологических свойств – важный этап в управлении технологией и свойствами бетонов [Текст] / В.Т. Перцев, А.А. Леденев // Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре: сб. статей междун. научно-практич. конф. / Липецкий гос. техническ. ун-т. – Липецк, 2007. – С. 122–126.
2. Леденев, А. А. Особенности получения и применения органоминеральных добавок для бетонов с высокими физико-техническими свойствами [Текст] / А. А. Леденев // Научный вестник Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. – 2009. - № 4 (16). – С. 78 – 83.
3. Чернышов, Е. М. Управление процессами структурообразования и качеством силикатных автоклавных материалов [Текст]: дис. … докт. техн. наук: 05.23.05: защищена: утв. / Чернышов Евгений Михайлович.- Л., 2017.- 523 с.