ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВОВ И СВОЙСТВ БЕЗУСАДОЧНЫХ ЗОЛО-ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ РАСТВОРОВ

RESEARCH OF COMPOSITIONS AND PROPERTIES OF NON-SHRINKING ASH-CEMENT-SAND MORTARS

Mikhail Lisitsyn

Student, Department of Construction, Sakhalin State University,

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

Ekaterina Glazkova

Student, Department of Construction, Sakhalin State University,

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

Alen Movsisyan

Student, Department of Construction, Sakhalin State University,

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

АННОТАЦИЯ

С точки зрения современных физико-химических представлений о механизме процессов схватывания и твердения минеральных вяжущих, усадка цементного камня и бетона обусловливаются сочетанием и взаимосвязью физико-химических и физико-механических явлений, протекающих в твердеющем цементе. Различие в усадке за счёт применения различных сортов цемента может достигать 50 %. Так, быстротвердеющий цемент даёт усадку примерно на 10 % большую, чем обычный цемент, для пуццоланового портландцемента также характерна большая усадка. Но наибольшая усадка характерна для высокопрочных цементов. Чем выше содержание в цементе СзА, тем больше расширение раствора в воде, что связано с образованием большего количества крупнокристаллического эттрингита, уменьшающего усадочные деформации. Чем выше содержание СзА, тем больше усадка раствора на воздухе и меньше его растворение в воде.

ABSTRACT

from the point of view of modern physical and chemical concepts of the mechanism of setting and hardening of mineral binders, the shrinkage of cement stone and concrete is caused by a combination and interrelation of physical and chemical and physical and mechanical phenomena occurring in hardening cement. The difference in shrinkage due to the use of differenttypes of cement can reach 50 %. So, fast-setting cement gives a shrinkage of about 10 % greater than normal cement, for pozzolanic Portland cement is also characterized by a large shrinkage. But the greatest shrinkage is characteristic of high-strength cements. The higher the content of SSA in cement, the greater the expansion of the solution in water, which is associated with the formation of more large-scale ettringite, which reduces shrinkage deformations. The higher the content of SSA, the greater the shrinkage of the solution in the air and less its dissolution in water.

Ключевые слова:  эттрингит, расширение, усадка.

Keywords: ettringite, expansion, shrinkage.

В работе изложены результаты исследования воздействия свободного оксида кальция, содержащегося в высоко-кальциевой золе ТЭЦ, на собственные деформации золо- цементно-песчаного раствора. В Казахстане скопилось колоссальное количество золы тепловых электростанций, которое из года в год возрастает на 16 млн. тонн. Произведены математические модели деформаций расширения растворного камня в зависимости от содержания оксида кальция и подвижности первичной растворной смеси. Приведены результаты исследований прочностных характеристик полученных стяжек для пола.

Для обеспечения нормативной прочности цементно-песчаных стяжек для пола содержание ВКЗ (высоко-кальцивая зола) в них должно находитcя в пределах от 40 % до 60 % от массы вяжущего при подвижноcти растворных смесей Пк2 (погружение конуса 10 см). С учетом наличия вяжущих свойств у высоко-кальциевой золы такие составы стяжек позволяют экономить до 9 % портландцемента [1,2].

Полученные модели взаимоcвязей собственных деформаций камня от содержания свободной извести в ВКЗ и подвижности растворных смесей устанавливают граничные значения содержания СаОсв, обеспечивающего безусадочное твердение стяжек. Для растворов с подвижностью Пк2 содержание СаО св должно быть не менее 3,5 %; для ПкЗ и Пк4 – не менее 5 % [3].

Исходя из условий транспортирования готовых растворных смесей, целесообразно производство золосодержащих сухих смесей или приготовление золосодержащей растворной смеси непосредственно на объекте, т.к. длительное перемешивание снижает линейные деформации расширения в 2-3 раза.

Использование глиноземистого цемента и гипса в качестве расширяющих добавок в количестве 5-15 % ГЦ и 10-15 % гипса от массы цемента (или 0,77-2,31 % от массы вяжущего) обеспечивает безусадочное твердение стяжек на золах с низким содержанием свободного СаО за счет образования дополнительного количества эттрингита. Прочность стяжек при этом составляет не менее 15 МПа (М150) [4-7].

Рисунок 1. Зависимость прочности при сжатии на 28 сутки от процентного содержания гипса в составе вяжущего и СаО сумм в золе

Как видно из рисунка 1, наибольшую прочность показывают составы с содержанием гипса 3-5 % и СаО св. сум. в золе 5,5-6,5 %. Это объясняется тем, что образование дополнительного количества эттрингита обеспечивает упрочнение структуры цементного камня.

Применение высоко-кальциевых зол ТЭЦ с содержанием свободного CaO более 3,5 % в составах стяжек для полов позволяет компенсировать усадку цементного камня.

Преобразование подвижности растворной смеси с П2 до П3 несущественно воздействует на собственные деформации золо-цементно-песчаного камня, но при всем этом нарастает граничное значение содержания CaO в золе, обеспечивающее безусадочность композиции на 1 %.

По прочностным характеристикам безусадочные стяжки для полов на основе ВКЗ аналогично маркам от М200 до М300 при уменьшенном на 9 % по сравнению с контролем содержания цемента.

Практика потребления зол ТЭС в строительстве дает немало случаев когда в материалах, произведенных на их основе, отсутствуют требуемые качеста, однако нормы по содержанию уровня несгоревшего угля выдерживаются. В связи с этим, в каждом отдельном случае для применения золы надлежит проведение специальных исследований.

Список литературы:

1. Королев, Е.В. Усадочные деформации и внутренние напряжения в радиационно- защитных раетворах на основе выеокоглиноземиетого цемента / Е.В. Королев, Н.А. Очкина, Ю.М. Баженов, А.П. Проишин, С.М. Саденко // Строительные материалы. - 2004. - №6. - С. 27-292.
2. Пащенко, А. А. Теория цемента / А. А Пащенко, Е. А. Мясникова, В.С. Гумен. - Киев: Будiвельник, 1991. - 168 c.
3. Демьянова, В. С. Напряжения в бетоне вследствие температурных и уеадочных деформаций / В.С. Демьянова // Известия ВУЗов: Строительство, 2004. - №4. - С. 25-27.
4. Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конетрукций / под ред. С. В. Александровекого. - М.: Стройиздат, 1976. - 286 с.
5. Пащенко, А. А. Новые цементы / А.А. Пащенко, Г.М. Бакланов, Е.А. Мясникова. - Киев: Будивельник, 1974. - 234 с.
6. Тейлор, X. Химия цемента / X. Тейлор - М.: Мир, 1996. - 620 с.
7. Шейкин, А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня / А.Е. Шейкин. - М. : Стройиздат, 1974. - 192 c.