Протокол испытаний от 23.08.2007 г. Результаты испытаний образцов цементных балочек с замещением части цемента минеральным известняковым порошком с 3 %-ым содержанием суперпластификатора СП-1

К одним из резервов повышения экономичности цементных композиций по стоимости и расходу цемента, а так же улучшения строительно-технологических свойств можно отнести введение тонкодисперсных минеральных наполнителей. Так называемый «эффект микронаполнителя» выражается в повышении прочности при введении в бетонные и растворные смеси инертных тонкодисперсных минеральных наполнителей.

К минеральным наполнителям для бетонов, а также для вяжущих материалов относятся природные и техногенные вещества в дисперсном состоянии, преимущественно неорганического состава, не растворимые в воде (основное отличие от химических добавок) и характеризуемые крупностью зерен менее 0,16 мм (основное отличие от заполнителей).

Завод «ТЕХПРИБОР» совместно с лабораторией ОАО «Тулаоргтехстрой» исследовал влияние тонкодисперсного минерального наполнителя на изменение прочности цементного камня.

В качестве тонкодисперсного наполнителя использовался, минеральный известняковый порошок, прошедший классификацию с отделением тонкой фракции.

Выделение тонкой фракции произведено на воздушно-центробежном классификаторе «СЕЛЕКТОР-500/1500»: диапазон разделения граничной крупности — 20-80 мкм; максимальная частота вращения разделяющего ротора — 2500 об/мин; максимальная производительность — 5 т/ч.

При введении микронаполнителя в состав цементного порошка возможна потеря подвижности смеси, что приводит в итоге к увеличению водопотребности. Обеспечение реологии без значительного повышения водопотребности смеси, возможно, введением модифицирующих добавок.

В качестве модифицирующей добавки, для улучшения формовочных свойств смеси, применялся отечественный суперпластификатор СП—1, выпускаемый ОАО «ПОЛИПЛАСТ» в количестве 3 % от массы наполнителя.

Приготовление тонкодисперсного минерального наполнителя производилось на смесительном дезинтеграторе «ГОРИЗОНТ-1500 СД»^®: частота вращения дисков — 1500 об/мин; количество бил — 42 шт.; линейная скорость бил — 31,2 м/с; производительность — 3 м³ч.

Испытания проводились на образцах-балочках, согласно методике ГОСТ 310.1-310.4 «Цементы. Методы испытаний».
Тонкодисперсный минеральный наполнитель с 3%-ным содержанием СП-1 вводился по объему с замещением части цемента в количестве 10, 20, 30 % .

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Выводы:

1. Введение тонкодисперсного наполнителя в цементный камень способствует ускорению процессов кристаллизации в цементном камне. Повешение прочности вяжущего до 85 % можно объяснить свойством частиц микронаполнителя образовывать центры кристаллизации в зоне контакта с цементным зерном, что приводит к большей степени гидратации, ускоряет переход от стадии накопления коллоидных продуктов гидратации в гелевой фазе к стадии образования кристаллического сростка в структуре цементного камня.
2. Значительное увеличение прочности образцов объясняется оптимальной дозировкой микронаполнителя, необходимой для заполнения пор и пустот, что способствует уплотнению структуры цементного камня, а, следовательно, и повышению его прочности.
3. Приготовление добавки на смесительном дезинтеграторе «ГОРИЗОНТ-1500 СД»^® способствует не только равномерному распределению частиц в общем объеме тонкодисперсного порошка, но и частичному их домолу. Домол обеспечивает разрушение агломератов частиц наполнителя, обнажает контактные поверхности, что способствует повышению активности наполнителя в цементном камне, улучшению реологической способности новообразованных поверхностей.
4. Добавление пластификатора к микронаполнителю позволило избежать повышения количества воды, но при этом сохранить пластичность цементной смеси. В результате, введение пластификатора СП-1 позволяет ускорить процесс твердения за счет водоредуцирования, при этом прочность повышается на 60-85 %, в зависимости от количества композиционной добавки микронаполнителя.
5. Введение 10?30 % тонкодисперсного минерального наполнителя с 3%-ным содержанием СП-1 позволяет улучшить ряд свойств цементных композиций при одновременном экономическом эффекте за счет снижения расход цемента (~10-20%).
6. Введение же тонкодисперсного наполнителя в бетоны в ряде случаев способствует повышению его трещиностойкости. Микротрещины возникают вследствие тепловыделения цемента. Введение оптимального количества тонкодисперсного наполнителя позволяет сократить расход цемента, а, следовательно, снизить тепловыделение бетона. Этот эффект наиболее важен для возведения монолитных массивных конструкций.

Скачать Протокол испытаний от 23.08.2007 г. (pdf)

Инженер—технолог завода «ТЕХПРИБОР»
Коренюгина Н.В.