Jedním z nejoblíbenějších témat na různých fórech věnovaných pěnovému betonu je nesoulad mezi charakteristikami výsledných produktů a charakteristikami očekávanými nebo deklarovanými výrobci zařízení. A na prvním místě jsou problémy se silou.
„. beru cement doporučený technologickým předpisem, opět doporučené pěnidlo, dodržuji všechna dávkování a režimy přípravy, před každou várkou se skoro modlím – a výstup je zilch. ” Výsledný pěnobeton: „. ničí se při přepravě. “, „. zlomí se, jakmile to zvednete…“, „…. propíchnout šroubovákem. “, „. dá se propíchnout prstem. “ atd.
Samozřejmě se můžete zašklebit a poradit vám, abyste si utrhli prst někde jinde – alespoň si uděláte radost, ale podívejme se na problém z vědeckého hlediska a s přihlédnutím k metodice plánování experimentu.
Máme tedy klasickou systémovou fluktuační chybu v reprodukovatelnosti experimentu. Jinými slovy, z nevysvětlitelných důvodů jsou výsledky experimentu (v našem případě výroby pěnobetonů) náhodné.
Již dříve jsme se rozhodli a nechali jsme to projít podle hodnocení „Given“, že výsledek je trvale dosažitelný, pokud jsou splněny určité požadavky. V našem případě, na základě standardních technologických předpisů pro výrobu pěnobetonů, tyto spadají a jsou hlavní:
– požadavky na dávkování, míchání a přípravu složek;
– požadavky na následnou péči o pěnobeton ve fázi tvrdnutí a nabírání pevnosti
Pokud takové výchozí podmínky nabídnete jakémukoli vážnému experimentátorovi, určitě si začne klást spoustu upřesňujících otázek, protože Tento technologický předpis není v zásadě schopen zajistit striktní reprodukovatelnost výsledků.
Vezměme to nejjednodušší – proč jste se rozhodli, že použité pěnidlo je naprosto identické s tím původním, akceptovaným jako standard pro reprodukovatelnost? Neberme v úvahu nepoctivost výrobce pěnového koncentrátu – náhodných faktorů je již dost. Například některé pěnotvorné látky se vysrážejí (lepidlo-nekale a aluminosulfon-ropa), některé se rozkládají vlivem enzymů (saponin), některé jsou náchylné k bakteriální destrukci (GK), některé se stratifikují při dosažení mezní koncentrace (lepidlo-kalafuna) , atd. Jak a kde byl uložen? Při jaké teplotě? A jak byl strýc Vasja opilý, když vám to nakreslil ze sudu. Odkud to vzal? Chytili jste navrch nějakou tekutinu, nebo jste chytili i hustou?
I při nejpřísnějším nastavení podmínek pro reprodukovatelnost experimentu by samozřejmě měly být vyloučeny taktické, technické a operační charakteristiky strýce Vasyi v každém jednotlivém časovém a prostorovém období, a to z důvodu jejich výrazné povahy vyšší moci – proti šrotu neexistuje žádná metoda. Ale zbytek musíme vzít v úvahu. A předvídat možné následky.
Na toto téma bylo řečeno a probráno mnoho, ale já si dovolím zaměřit se na téma nejméně probírané – téma adstringentů. Co si obvykle výrobci pěnobetonu představují pod pojmem pojivo? – Cement. Jeho branding je také někdy specifikován – M400, M500, M600. Ještě přesnější popis je, že je specifikováno množství minerálních přísad. U PC-500D0 – až 5 %, u VPC-500D20 – až 20 % atd. Už něco, ale pořád to absolutně nestačí.
(Zde a dále vše, co bylo řečeno, absolutně neplatí pro cementy některých rozvojových zemí, které ve snaze o „nezávislost“ byly v tomto úsilí tak úspěšné, že dokonce předběhly evropskou lokomotivu, a nyní mají portlandský struskový cement s obsahem strusky až 35%, na rozdíl od Moskvanů se hrdě nazývá portlandský cement druhé skupiny účinnosti – spadá do kategorie „strýček Vasya“).
Při specifikaci použitého cementu je nutné odkázat na jeho výrobce. V závislosti na vlastnostech místní surovinové základny se mineralogie cementů z různých závodů velmi liší. A to především z hlediska aluminity. Existují nízko-, středně- a vysokohlinitanové cementy. A přestože stejné značky těchto cementů mají stejnou 28denní pevnost, kinetika jeho vývoje, stejně jako doba tuhnutí a tvrdnutí, zejména pod vlivem pěnidla, která inhibují hydrataci cementu, jsou velmi rozdílné.Stejně citlivé jsou různé cementy a „pohání“ je urychlovači. (Na příkladu 7denní síly je to velmi jasně pozorováno v tabulce níže. U 3denní a zejména denní síly je tento vzorec ještě markantnější).
Faktor skladování (organizace) cementu se vůbec nebere v úvahu. Jakýkoli cement během skladování ztrácí 8–15 % své aktivity za měsíc. Navíc menší čísla označují cementy nízké kvality a větší čísla označují cementy vysoké kvality! Po pouhém půl roce skladování se i M600, dokonce i M500, dokonce i M400 stejně bezpečně promění v M200, nebo ještě hůř. K procesu dochází nejen z vlhkosti, ale také pod vlivem atmosférického oxidu uhličitého – a pro něj nejsou velkou překážkou ani bitumenizované šestivrstvé kraftové pytle. (Problém je vážný, ale řešitelný. Navíc je velmi jednoduché i v garážových podmínkách získat cement, který při skladování neztrácí, ale . získává! aktivitu, tzv. autoaktivační efekt cementu. Tomuto tématu se dostatečně podrobně věnuje kniha „Forgotten Knows“, která se připravuje k vydání – jak sovětského stavebnictví, řada „Efektivní stavitelství. Tajemství řemesel“).
Řešit lze ztrátu aktivity cementů při skladování, jakož i absenci, vysokou cenu nebo nedostatek čerstvých vysoce kvalitních cementů vhodných pro výrobu vysoce kvalitního pěnobetonu. K tomu je nutné zavést do technologického řetězce další, vcelku jednoduchý celek, ve kterém se bude provádět předhydratace a mechanická aktivace cementu. Jednotku je velmi snadné reprodukovat podle níže uvedených výkresů (viz Příloha 1). A není ani nutné je striktně dodržovat. Hlavní věc je pochopit a realizovat myšlenku.
Podrobnější pokrytí tématu s obligátním (a kde bez něj?) teoretickým exkurzem do teorie hydratace cementu a jak „to vše“ aplikovat v praxi bude pokračovat v příštím roce. Mezitím výsledky účinnosti popsaného mechanického aktivátoru.
SULFOALUMOFERITOVÝ CEMENT / MECHANOAKTIVACE / RYCHLE TUHNUJÍCÍ CEMENT / POŽADAVKA NA VODU / PEVNOSTNÍ VLASTNOSTI / STUPEŇ HYDRATACE
Abstrakt vědeckého článku o stavebnictví a architektuře, autor vědecké práce – Churyukin Maxim Andreevich, Zorin Dmitry Aleksandrovich, Khamutaev Arbi Vakhaevich
Nejdůležitějším úkolem cementářského průmyslu je v současnosti výroba rychle tuhnoucích pojivových kompozic. Tento článek prezentuje výsledky studií výroby rychle tvrdnoucích pojivových kompozic na bázi obyčejného cementu a sulfoaluminoferitového cementu za hydrodynamické aktivace. Výsledkem práce byl stanovení stupně hydratace cementu, studium struktury cementového kamene a stanovení fyzikálních a mechanických vlastností cementového kamene. Ukázalo se, že hydrodynamická aktivace umožňuje získat rychle tvrdnoucí pojivo. Síla takových kompozic se první den po aktivaci zvýší o 62 %.
Podobná témata vědecké práce o stavebnictví a architektuře, autorem vědecké práce je Maxim Andreevich Churyukin, Dmitrij Aleksandrovich Zorin, Arbi Vakhaevich Khamutaev
ZVÝŠENÍ AKTIVITY CEMENTU PŘI HYDRODYNAMICKÉ AKTIVACI
Nejdůležitějším úkolem cementářského průmyslu je nyní získat rychle tuhnoucí cementové kompozice. V tomto článku prezentujeme výsledky studií přípravy rychle tuhnoucích adstringentních kompozic na bázi obyčejného cementu a sulfoaluminoferitového cementu za hydrodynamické aktivace. Výsledkem práce bylo stanovení stupně hydratace cementu, studium struktury cementového kamene a stanovení fyzikálních a mechanických vlastností cementového kamene. Je ukázáno, že hydrodynamická aktivace umožňuje získat rychle tvrdnoucí pojivo. Síla takových kompozic v prvním dni aktivace se zvyšuje o 62 %.
Text vědecké práce na téma „ZVYŠOVÁNÍ AKTIVITY CEMENTU PŘI HYDRODYNAMICKÉ AKTIVACI“
Churyukin M.A., Zorin D.A., Khamutaev A.V.
ZVÝŠENÍ AKTIVITY CEMENTU BĚHEM HYDRODYNAMICKÉ AKTIVACE
Churyukin Maxim Andreevich, student 3. ročníku Institutu stavitelství a architektury; Zorin Dmitry Aleksandrovich, Ph.D., docent, Ústav technologie pojiv a betonu, e-mail: dim-z@yandex.ru;
Khamutaev Arbi Vakhaevich, inženýr kvality, Crown LLC,
1 Národní výzkum Moskevská státní univerzita stavebního inženýrství (NRU MGSU), Moskva, Rusko
129337, Moskva, Yaroslavskoe dálnice, 26
2 Společnost s ručením omezeným „Crown“, Moskva, Rusko Moskva, st. Zubovskaya, 7 budova 2 kancelář 9
Nejdůležitějším úkolem cementářského průmyslu je v současnosti výroba rychle tuhnoucích pojivových kompozic. Tento článek prezentuje výsledky studií výroby rychle tvrdnoucích pojivových kompozic na bázi obyčejného cementu a sulfoaluminoferitového cementu za hydrodynamické aktivace. Výsledkem práce byl stanovení stupně hydratace cementu, studium struktury cementového kamene a stanovení fyzikálních a mechanických vlastností cementového kamene. Ukázalo se, že hydrodynamická aktivace umožňuje získat rychle tvrdnoucí pojivo. Síla takových kompozic se první den po aktivaci zvýší o 62 %.
Klíčová slova: sulfoaluminoferitový cement, mechanická aktivace, rychle tvrdnoucí cement, spotřeba vody, pevnostní vlastnosti, stupeň hydratace.
ZVÝŠENÍ AKTIVITY CEMENTU PŘI HYDRODYNAMICKÉ AKTIVACI
Churyukin MA1, Zorin DA1, Khamutaev AV2
1 Moskevská státní univerzita stavebního inženýrství (MGSU) Národní výzkumná univerzita, Moskva, Rusko
2 Společnost „Crown“, Moskva, Rusko
Nejdůležitějším úkolem cementářského průmyslu je nyní získat rychle tuhnoucí cementové kompozice. V tomto článku prezentujeme výsledky studií přípravy rychle tuhnoucích adstringentních kompozic na bázi obyčejného cementu a sulfoaluminoferitového cementu za hydrodynamické aktivace. Výsledkem práce bylo stanovení stupně hydratace cementu, studium struktury cementového kamene a stanovení fyzikálních a mechanických vlastností cementového kamene. Je ukázáno, že hydrodynamická aktivace umožňuje získat rychle tvrdnoucí pojivo. Síla takových kompozic v prvním dni aktivace se zvyšuje o 62 %.
Klíčová slova: sulfoalumoferitový cement, mechanoaktivace, rychle tuhnoucí cement, spotřeba vody, pevnostní vlastnosti, stupeň hydratace.
Při výstavbě konstrukcí z monolitického betonu je potřeba používat cementy, které zajišťují vysokou pevnost betonu s jeho intenzivním nárůstem v počátečních fázích tvrdnutí [1]. Takto intenzivní zvýšení pevnosti lze zajistit použitím rychle tvrdnoucích a vysokopevnostních cementů.
Výroba rychletvrdnoucích a
vysokopevnostní cementy jsou omezené
nutnost optimalizace složení surovinových směsí a technologických režimů jejich výroby, jako je disperze surovinové směsi, fázové a mineralogické složení slínku a určité granulometrické složení cementu. Výroba takových cementů je spojena s vysokými náklady na energii a palivo. Takové cementy podléhají požadavkům na distribuci velikosti částic a
rychlost nabírání síly v prvních dnech otužování. [2].
Jedním ze způsobů, jak zvýšit konstrukční a technické vlastnosti cementu, včetně zkrácení doby dosažení jeho jakostní pevnosti a zajištění úplnějšího využití chemické energie pojiva, je zvýšení jemnosti jeho mletí a zajištění racionálního distribuce velikosti částic při mletí [3].
Velká a rychlá ztráta aktivity vysokopevnostních a rychle tvrdnoucích cementů při jejich přepravě a skladování způsobuje snížení účinnosti spotřeby energie na jemné mletí. Hledání řešení zaměřených na zvýšení efektivity použití běžných cementů v kombinaci se speciálními cementy a získání
rychle tuhnoucí cementy na jejich bázi je velmi relevantní.
V poslední době se pro zintenzivnění procesů v heterogenních prostředích současně více používají zařízení
poskytující hydrodynamické toky a účinný mlecí účinek na dispergované médium [4-6].
Účelem této studie bylo studium hydrodynamické aktivace kompozic běžného cementu se sulfoaluminoferitovým cementem za účelem získání rychle tvrdnoucího pojiva.
V této práci bylo k aktivaci cementu použito dispergační zařízení směsi (MDD) kombinující principy dismembrátorů, koloidních mlýnů a odstředivých čerpadel.
Pracovními prvky UDS jsou rotor a statory s výstupky ve tvaru polokoulí nebo elips. Při rotaci rotoru rychlostí 3000 ot/min je zpracovávané kapalné médium vystaveno intenzivnímu mechanickému namáhání, hydraulickým rázům a kavitaci.
V této práci byl připraven rychle tvrdnoucí cement podle práce [7], společným mletím portlandského cementového slínku (OJSC
“Gornozavodskcement”), sulfoaluminoferitický slínek (JSC “Podolsk-Cement”) a sádrový kámen z ložiska Novomoskovskoe v mlýně MBL. Disperze připraveného cementu byla ~ 350 m2/kg.
Chemické složení výchozích materiálů je uvedeno v tabulce. 1.
Zpracování cementu v UDS bylo prováděno po dobu 3 minut.
Zkoušky cementu před a po aktivaci byly prováděny v souladu s metodikou zkoušení pojiv na malých vzorcích. Byla stanovena normální hustota a doba tuhnutí cementů. Vzorky trámů byly připraveny z cementové pasty s normální hustotou, poté byly skladovány za normálních podmínek až do testování. Výsledky testu jsou uvedeny v tabulce. 2 a 3. Vytvrzené vzorky byly zkoumány pomocí elektronové mikroskopie a rentgenové fázové analýzy.
Z prezentovaných údajů je zřejmé, že potřeba vody aktivovaného pojiva se mírně zvyšuje, ale zároveň se zkracuje doba tuhnutí cementové pasty. Nárůst potřeby vody je způsoben zvýšením množství jemných frakcí ve složení cementu. Zkrácení doby tuhnutí se vysvětluje tím, že při aktivaci pojiva v UDS dochází k intenzivní hydrataci sulfoaluminoferitů vápenatých za vzniku ettringitu, jehož krystaly mají jehličkovitý tvar. Vzájemná adheze pojivových částic majících hydratační obal z jehličkovitých a prizmatických krystalů vede ke ztrátě pohyblivosti plastické hmoty, tzn. ke zkrácení doby tuhnutí cementové pasty (obr. 1). Získaná data jsou v dobré shodě s předchozími studiemi [8].
Tabulka 1 – Chemické složení portlandského cementu a sulfoaluminoferitových slínků
Druh slínku ^02 AlO20 Fe0 CaO MgXNUMX BOXNUMX Množství
Portland 22,03 5,15 4,86 65,41 1,20 0,34 98,99
Sulfoaluminoferitický 10,34 12,30 16,07 50,27 3,69 7,20 99,87
Tabulka 2. Potřeba vody a doba tuhnutí počátečního a aktivovaného cementu
originál po aktivaci
Normální hustota, % 27 29
Čas tuhnutí, hodina – min začátek 1 – 35 1 – 10
konec 3 – 50 3 – 10
Rýže. 1. Mikrostruktura cementového kamene (1 den tvrdnutí). Vlevo je původní cement, vpravo je aktivován
Vytvořený krystalický rám z jehličkovitých a prizmatických krystalů je porostlý gelovitou hmotou rychle se tvořících hydrosilikátů v aktivovaném cementu, což způsobuje tvorbu husté a odolné struktury kamene. Při aktivaci se pevnost cementového kamene v první den hydratace zvýší o 62 % z 18,03 MPa na 29,25 MPa. Ve značkovém stáří pevnost aktivovaného cementu přesahuje 18 MPa o 62,58 % oproti neaktivovanému cementu 52,86 MPa.
zvýšení disperze cementu,
aktivovaný v UDS vede k urychlení hydratace slínkových minerálů za podmínek mechanochemické aktivace. O tom
Na základě výsledků práce lze vyvodit následující závěry:
1. Při aktivaci cementu se zvyšuje jeho disperze, což vede ke zvýšení defektnosti slínkových minerálů a má za následek zvýšení hydratační aktivity cementu v prvním dni 2x, ve stáří o 48%.
2. Struktura cementového kamene je v prvním dni tvořena jehličkovitými a prizmatickými krystaly, tvořícími pevný rám, který je následně porostlý gelovitými špatně krystalizovanými vápenatými hydrosilikáty.
3. Hydrodynamická aktivace kompozic běžného cementu sulfoaluminoferitovým cementem umožňuje získat rychle tvrdnoucí pojivo. Síla takových kompozic se první den po aktivaci zvýší o 62 %.
1. Gusev B.V., In Yen-liang Samuel, Kuzněcovová T.V. Cementy a betony – vývojové trendy. M.: Vědecký svět. 2012. 134 s.
2. Gusev B.V., Krivoborodov Yu.R., Samchenko S.V. Technologie portlandského cementu a jeho odrůd. Elektronická publikace vzdělávací sítě – Režim přístupu: http://lib.mgsu.ru/Scripts/irbis64r 91/cgiirbis 64.exe? C21 COM=F&I21 DBN=IBIS&P21 DBN=IBIS
udává stupeň hydratace cementu stanovený rentgenovou metodou (tab. 4). První den se stupeň hydratace minerálů slínku zvyšuje dvakrát. Toto zrychlení hydratačních procesů vede k prudkému zrychlení tvrdnutí, které je u rychle tvrdnoucích cementů vyžadováno. Ve stáří převyšuje stupeň hydratace aktivovaných cementů o 2 %. To může být způsobeno tím, že v důsledku aktivace se zvyšuje defektnost málo aktivních minerálů, zejména belitu. Jejich zvýšená aktivita v kombinaci s kalciumsulfoaluminoferrity dává
výrazné zvýšení síly ve vintage věku.
3. Samčenko, S.V. Vznik a geneze struktury cementového kamene. Monografie /S.V. Samčenko – M.: Moskevská státní univerzita stavebního inženýrství, IP Er Media, EBS ASV, 2016. – 284 s. Režim přístupu: http://www. iprbookshop.ru/49874.
4. Gusev B.V., Ying Yen-Liang S., Krivoborodov Yu.R. Aktivace tuhnutí portlandského struskového cementu // Concrete Technologies. – M., 2012, č. 7-8, s. 21-24
5. Krivoborodov Yu.R., Yasko D.A. Aktivace cementu pro zlepšení vlastností betonu // Nová věda: problémy a vyhlídky. – Sterlitamak: RITA MI. – 2015. – č. 3. – s. 39-41
6. Krivoborodov Yu.R., Plotnikov V.V. Efektivita mletí cementu v zařízení pro dispergaci směsí // Cement. 1988. č. 12. s. 16-17.
7. Samčenko S.V. Síranovápenaté aluminoferrity a cementy na jejich bázi. Monografie /S.V. Samčenko – M.: RKhTU im. DI. Mendělejev. – 2004. 120 s.
8. Samčenko S.V. Úloha ettringitu při tvorbě a genezi kamenné struktury speciálních cementů. Monografie /S.V. Samčenko – M.: RKhTU im. DI. Mendělejev. -2005. 154 str.
