Курсовая работа: Вяжущие низкой водопотребности
Тонкость помола вяжущих должна быть такой, чтобы при просеивании пробы через сито с сеткой № 008 по ГОСТ 3584-73 проходило не менее 95% массы просеиваемой пробы, а для ВНВ с минеральными добавками - не менее 90%.
Начало схватывания смеси должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец - не позднее чем через 10 ч.
Показатели, характеризующие технические и технологические свойства вяжущих, не должны быть хуже аналогичных показателей для портландцемента, приведенных в ГОСТ 10178-85.
Срок хранения вяжущих до их использования допускается ограничивать 15 сутками.
Механохимическая обработка позволяет усилить полезные свойства компонентов комплексного вяжущего: прочность цемента возрастает на 2-3 марки, а пластифицирующий эффект органического компонента модификатора увеличивается примерно в два раза. На практике это приводит к снижению водосодержания изопластичных бетонных смесей до 120-135 л/м3 и В/Ц до 0,25-0,30 для подвижных смесей и до 0,20-0,25 - для жестких (под Ц здесь понимается расход вяжущего).
Заметным преимуществом применения бетонов на ВНВ является снижение температуры изотермического прогрева или полный отказ от тепловой обработки. Так, при изготовлении объемных блоков из мелкозернистого бетона при температуре прогрева 35-50 О С выявлена возможность сокращения ТВО в два раза, причем проектная прочность достигалась уже в возрасте 1 суток, а в возрасте 28 суток фактическая прочность превышала проектную на 50-70 % и более.
Наряду с этим эффективность использования ВНВ обусловлена снижением расхода вяжущего при изготовлении 1 м3 равнопрочных бетонов: коэффициент использования вяжущего по данным промышленной апробации составляет 1,7-2,4 для тяжелого бетона и 1,3-1,4 - для мелкозернистого (коэффициент использования портландцемента - 0,6-0,9, т. е. каждому килограмму расхода портландцемента соответствует 0,06-0,09 МПа прочности бетона).[1]
Качество бетона минеральных вяжущих должно соответствовать требованиям ГОСТ 25192-82, 26633-91, СНиП 2.03.01-84* и обеспечивать изготовление изделий и конструкций, удовлетворяющих требованиям ГОСТ или ТУ и проектной документации. [10]
Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) для бетонов высокой прочности и морозостойкости, твердеющих при отрицательной температуре.
ВНВ было получено путём механохимической обработкой портландцемента М400 совместно с пластифицирующей добавкой суперпластификатора С-3 и противоморозной добавкой поташ в шаровой мельнице до удельной поверхности 400-450 м2/кг.
Способность бетона на ВНВ набирать прочность при отрицательной температуре связана с особенностями поровой структуры его цементного камня. Бетон на рядовом цементе имеет поры размером более 0,1 мкм, это крупные поры, вода в них замерзает при температуре минус 3...150. В бетонах на основе ВНВ преобладают поры размером 0,1...0,01 мкм, это мелкие поры и вода в них замерзает при температуре минус 20..400. Т.е. количество крупных капилляров (пор) в камне на основе ВНВ почти в 3 раза меньше, а мелких в 2 раза больше. Уникальность цементного камня на основе ВНВ и сведена к тому, что он содержит значительно меньше капилляров относительно большого диаметра и весьма большое количество капилляров малого диаметра. Этими структурными особенностями цементного камня на основе ВНВ объясняется низкое водопоглощение, высокая морозостойкость и способность быстро набирать прочность при отрицательной температуре.
Наличие тонких, не полностью замкнутых капилляров предопределяет существенное снижение количества льдистости. Способность бетона на ВНВ набирать прочность при отрицательной температуре объясняется тем, что льдистость смеси составляет 70-80%, а для бетонов на обычном цементе она равна 100%. Низкая льдистость обуславливает наличие свободной воды в микрокапиллярах, и, следовательно, реакции гидратации.
При температуре ниже минус 100 показатель льдистости цементного камня увеличивается, в связи с чем удлиняется процесс набора прочности, При введении в состав бетонной смеси небольшого количества солей электролитов - противоморозной добавки поташ, то льдистость сохраняется на уровне 80% и реакция гидратации продолжается. Поэтому бетоны на ВНВ с противоморозной добавкой обеспечивают получение зимнего бетона с прочностью 85-90% от марочной прочности при температуре -250 беспрогревным методом.[7]
Вяжущее низкой водопотребности для бетонов высокой прочности, водонепроницаемости и морозостойкости.
Разработка специального вяжущего низкой водопотребности (ВНВ) является результатом выполнения научно-исследовательской работы.
Все материалы, входящие в состав вяжущего были совместно измельчены и перемешаны в шаровой мельнице до высокой однородности и дисперсности c удельной поверхностью 400-450 м2/кг. Вяжущее получено при механохимической обработке портландцемента М400, добавки суперпластификатора С-3 и кремнийорганического гидрофобизатора №136-41 (ГКЖ-94).
В процессе гидратационного твердения ВНВ формируется тонкодисперсная и тонкопористая структура, обеспечивающая получение в производственных и лабораторных условиях композиционных материалов с прочностью в 2 и более раза превосходящей прочности обычных бетонов.
Для водонепроницаемости и морозостойкости бетонов опасны сквозные макропоры, которые образуются в результате пластического неравномерного расширения и седиментации при уплотнении. При применении химических добавок в бетонной смеси появляется высокодисперсная эмульсия, минерализованные воздушные пузырьки, блокирующие сквозные каналы фильтрации и увеличивающие плотность бетона. Роль кремнийорганического гидрофобизатора и заключается в гидрофобизации пор и капилляров химической фиксации кремнийорганического соединения.
Кремнийорганическая жидкость №136-41 работает как и умеренный микропенообразователь, снижающий поверхностное натяжение на границе бетонная смесь-воздух.
Правильность транспортировки и хранения материалов и изделий контролируется представителями строительных организаций и выборочно проверяется заказчиком. Транспортировка и хранение должны производиться в соответствии с требованиями ГОСТ и ТУ на материалы и изделия.
При перевозке и хранении цемент должен быть защищен от увлажнения, загрязнения, распыления и утечки. Цемент должен перевозиться в цементовозах, контейнерах или бумажных мешках.
На мешках с цементом должны указываться: название завода, название цемента и его марка, номер заводской партии, год, месяц и число затаривания. При перевозке цемента навалом эти сведения указываются в документе на каждую транспортную единицу. [7]
3. 2 Технология производства
3. 2. 1 Обоснование выбора сырья, материалов и их технологическая характеристика
Сырьё для вяжущих низкой водопотребности декоративных (ВНВД).
Белый цемент - достойная основа для цветного и белого декоративного бетона. Его белизна доходит до 75% - у отечественных и до 96% - у высококачественных импортных цементов. В последние годы этот материал все уверенней входит в отечественную строительную практику, позволяя придавать зданиям яркую и запоминающуюся внешность. Наряду с высокими эстетическими и конструктивными свойствами белые цементы удовлетворяют строителей и архитекторов такими своими параметрами, как выдающиеся эксплутационные свойства, прочность, долговечность, высокая морозостойкость и регулируемое время схватывания. Готовые фасадные элементы из белого цемента отличаются от изделий из своего серого собрата визуальной легкостью, экспрессивностью и яркостью. Особенно примечательно, что конструкции из декоративного цемента не нуждаются в последующей отделке и их содержание в первозданном виде не требует особых хлопот: помыл и порядок!
При желании и при использовании ассортимента красителей, предлагаемых ведущими производителями, можно получить цветной бетон практически любых оттенков. Наиболее распространенным типом пигмента является окись железа. Пигменты на ее основе экономичны, долговечны, не оказывают значительного влияния на экологию. Также безопасны для здоровья и широко доступны минеральные пигменты - соли и окиси железа, титана, кобальта, меди, хрома и прочих природных минералов. Оксиды обеспечивают отличную насыщенность цвета и, имея всего четыре «базовых» колера: черный, желтый и два красных (с оттенками желтого или голубого), - позволяют достичь практически любого требуемого цвета. Для получения зеленого пигмента используется окись хрома, а для голубого - кобальт.
Появление широчайшего спектра в раскраске бетона достигается смешиванием базовых оттенков. Применяют и другие природные материалы, такие как каолины, обманки, окрашенные туфы в количестве до 6% от цементной массы. Но многие популярные и экономные оттенки могут быть получены при значительно меньшей дозировке - около 1%. Расход красящего сырья при этом в значительной степени зависит от желаемой насыщенности цвета, а также от укрывистости, цветоотражательной способности, плотности и прочих свойств пигмента. И, конечно же, на внешний вид получаемого продукта - бетона, кроме самих красителей, влияют условия созревания цементного теста, соблюдение технологии отделки поверхности, ее текстура и цвета как непосредственно цемента, так и песка с наполнителями. [2]
Модификаторы противоморозного действия
Для зимнего бетонирования используется вяжущее низкой водопотребности с введением пониженного количества противоморозных добавок. Бетоны на этих вяжущих значительно превосходят по прочности и скорости твердения на морозе обычные портландцементые бетоны, однако не лишены недостатков. Один из них - это необходимость очень тонкого помола вяжущих (5 000 - 7 000 см2 /г), что проблематично для современного состояния промышленности.
Модификаторы противоморозного действия оказывают определенное влияние на сроки схватывания цемента, кинетику сохраняемости бетонной смеси, что в значительной степени формирует структуру и важнейшие физико-химические свойства бетонов, в том числе их долговечность. Природа электролитов существенно влияет на эти параметры цементных систем.