Статьи

Исследование кинетики структурообразования кремнебетона Методика проведения экспериментальных работ

Хотите получать свежие статьи на свою почту?

Все свежие статьи публикуются в электронном журнале ВесьБетон.

Подписка на журнал бесплатная, процедура подписки занимает одну минуту! Подписаться!

Журнал «ВесьБетон» — всегда свежая и профессиональная информация о производстве и применению бетонов и других строительных материалов, добавках, оборудовании и многом другом.

Особенности журнала ВесьБетон:

1. Публикуются статьи и книги о производстве и применении строительных материалов, добавок.
   
2. Тираж более 10 500 профессиональных строителей.
   
3. Подписаны только строители, технологи и производители, так как публикуется только профессиональная информация.
4. Выходит 2 раза в месяц.
5. Честный тираж! Журнал распространяется через независимый канал Subscribe.ru
6. Обсуждение статей на форумах

Изучалась кинетика структурообразования кремнебетона, приготовленного на основе высококремнеземистого щелочного стекла (ВКС-вяжущее) с предельной крупностью зерен 1,25 мм и на тридимитокристобалитовом вяжущем (ТК-вяжущее) с предельной крупностью зерен 0,63 и 1,25 мм. Кремнебетон на ВКС-вяжущем затворяли водой, а кремнебетон на ТК-вяжущем — водой и жидким стеклом.

Время изотермической 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. Для бетона 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 изотермической выдержки выбирали исходя из априорной информации. При этом принимали во внимание степень растворимости кремнезема в различных полиморфных состояниях и при различной щелочности среды, учитывали также как лабораторный, так и производственный опыт изготовления кремнебетона. В связи с тем, что время предварительной выдержки, подъема и снижения температуры и давления не оказывает существенного влияния на кинетику структурообразования и свойства кремнебетона, оно было принято постоянным: 3, 3 и 4 ч соответственно.

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

Таблица 1. Составы кремнебетонной смеси для определения оптимального времени изотермической выдержки кремнебетона

Таблица 2. Результаты испытаний образцов по определению оптимального времени изотермической выдержки кремнебетона

Анализ полученных результатов

Исследуемые свойства кремнебетона в рассматриваемом 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 построены графики зависимости прочности, водостойкости и водопоглощения кремнебетона от времени изотермической выдержки (рис. 1–3).

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

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

Рис. 3. Зависимость водопоглощения кремнебетона от времени изотермической выдержки. 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, которое сопровождается ростом прочности и водостойкости и понижением водопоглощения кремнебетона. Оптимальное время изотермической выдержки зависит от исследуемых факторов и изменяется в интервале от 15 до 23 ч. Дальнейшее увеличение продолжительности изотермической выдержки приводит к деструктивным явлениям, природу которых еще предстоит установить, и сопровождается существенным снижением свойств.

Как интенсивность процесса структурообразования, так и степень деструкции в значительной степени зависят от щелочности кремнеземного вяжущего, предельной крупности его зерен и вида затворителя. Со снижением предельной крупности зерен техногенного кремнезема и повышением щелочности среды интенсивность процесса структурообразования возрастает, вследствие чего оптимальное время изотермической выдержки, обеспечивающее максимальную стойкость кремнебетона, снижается с 24 до 14 ч.

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

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

Учитывая характер влияния степени концентрации химически агрессивных растворов на свойства кремнебетона, в агрессивных средах низкой 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.

Еще статьи из этого раздела:

• Малоцементные бетоны с золомикрокремнезёмистым наполнителем. Свойства бетонных смесей с золомикрокремнезёмистыми наполнителями
• Легок ли легкий бетон?
• Влияние некоторых рецептурно-технологических факторов на степень поврежденности структуры и свойства кремнебетона
• Исследование кинетики структурообразования кремнебетона Методика проведения экспериментальных работ
• Гипсобетон и его применение в строительстве
• Прогнозирование долговечности сталефибробетонных пролетных строений и новый ГОСТ
• Проектирование составов малоцементных бетонов с золомикрокремнеземистым наполнителем