Abstrakt vědeckého článku o materiálových technologiích, autorka vědecké práce – Elena Aleksandrovna Stroiteleva

Tento článek je věnován úpravě struktury jemnozrnného cementového betonu pomocí plniva z popílku z Dálného východu. Byl studován vliv popela na strukturu a pevnostní charakteristiky při vytvrzování za normálních vlhkostních podmínek a při tepelném a vlhkostním zpracování. Pro potvrzení probíhajících procesů modifikace struktury byly provedeny další studie pomocí elektronového mikroskopu

Podobná témata vědecké práce o technologii materiálů, autorkou vědecké práce je Elena Aleksandrovna Stroiteleva

Vliv podmínek tvrdnutí na optimální množství popela při výměně písku a na mikrostrukturu cementového betonu

Výzkum mechanismu působení komplexních multifunkčních modifikátorů na strukturu a vlastnosti těžkého betonu

Studium parametrů ovlivňujících účinnost tepelného zpracování samozhutnitelného betonu s minerálními přísadami

Použití kyselého popela v cementovém betonu

Abstrakt: Tento článek se zaměřuje na úpravu struktury jemnozrnného cementového betonu v důsledku použití plniva z popílku na Dálném východě. Studoval vliv popela na strukturu a pevnostní charakteristiky během tuhnutí za normálních vlhkostních podmínek a při tepelné a vlhkostní úpravě. Pro potvrzení procesů modifikace struktury byly provedeny další studie pomocí elektronového mikroskopu.

Text vědecké práce na téma “Využití kyselého popela v cementovém betonu”

Použití kyselého popela v cementovém betonu Stroiteleva E. (Ruská federace)

Aplikace kyselého popela v cementovém betonu Stroiteleva E. A. (Ruská federace)

Stroiteleva Elena Aleksandrovna / Stroiteleva Elena – kandidátka technických věd, docentka, Ústav výroby stavebních konstrukcí a stavební mechaniky,

Kubanská státní technologická univerzita, Krasnodar

Abstrakt: Tento článek je věnován úpravě struktury jemnozrnného cementového betonu pomocí plniva z popílku Dálného východu. Byl studován vliv popela na strukturu a pevnostní charakteristiky při vytvrzování za normálních vlhkostních podmínek a při tepelném a vlhkostním zpracování. Pro potvrzení probíhajících procesů modifikace struktury byly provedeny další studie pomocí elektronového mikroskopu. Abstrakt: Tento článek se zaměřuje na úpravu struktury jemnozrnného cementového betonu v důsledku použití plniva z popílku na Dálném východě. Studoval vliv popela na strukturu a pevnostní charakteristiky během tuhnutí za normálních vlhkostních podmínek a při tepelné a vlhkostní úpravě. Pro potvrzení procesů modifikace struktury byly provedeny další studie pomocí elektronového mikroskopu.

READ
Jak ošetřit dřevěný nábytek proti plísním?

Klíčová slova: popílek, cementový kámen, plnivo, pevnost v tlaku,

Klíčová slova: popílek, cementový kámen, plnivo, pevnost v tlaku, jemnozrnný beton.

Zájem o využití průmyslových odpadů v podmínkách tržní konkurence neustále roste, neboť snižování ceny a energetické náročnosti výrobků je jednou z priorit stavebního komplexu [1-5]. Tento směr je zvláště důležitý pro oblast Dálného východu, protože všechny přísady používané dnes v moderních technologiích jsou dováženy. Na základě toho je nutné upravovat skladby betonů za účelem snížení nákladů jejich nahrazením místními materiály nebo druhotnými průmyslovými produkty, což by mělo umožnit kromě hlavního úkolu řešit i ekologickou problematiku regionu. Z hlediska recyklace odpadů z různých průmyslových odvětví patří cementový beton mezi perspektivní oblasti.

1. Vyjádření problému

Popely z Dálného východu jsou svým chemickým složením podobné [4], proto byl ve studiích jako plnivo použit popílek z Chabarovsk CHPP-3. Tyto popely jsou kyselé a mají nízkou hydraulickou aktivitu, což vede ke snížení účinnosti jejich použití k náhradě části cementu v betonu. Proto nahrazení i 5 % portlandského cementu vede ke snížení pevnostních vlastností cementového betonu.

Předchozí studie prokázaly možnost nahrazení části jemného kameniva (písku) popílkem z tepelných elektráren Dálného východu, aniž by došlo ke snížení jejich deformačně-mechanických vlastností. Byla předložena pracovní hypotéza, že zlepšení struktury a vlastností betonu při výměně části písku je spojeno s působením dvou mechanismů:

1) změna topologie distribuce částic a snížení pórovitosti betonové směsi zvýšením objemu systému cement-popel-voda a zlepšení podmínek pro hydrataci pojiva;

2) výskyt pucolánových reakcí mezi novotvary cementového kamene a popílku s tvorbou nízkobazických hydrosilikátů a ucpáváním pórů v tvrdnoucím betonu. Když funguje druhý mechanismus, použití tepelného a vlhkostního ošetření by mělo zvýšit účinnost použití popílku v cementovém betonu k nahrazení části jemného kameniva.

V níže uvedených studiích bylo úkolem vybrat optimální dávkování popela, který by nahradil část písku v jemnozrnném betonu. Stanovit mechanismus vlivu popílku na strukturu a vlastnosti jemnozrnného betonu.

2. Vliv podmínek tuhnutí na pevnostní vlastnosti jemnozrnného betonu

Byla provedena experimentální studie vlivu pískové výplně na vlastnosti betonu výměnou části písku v rozmezí od 0 do 25 %. Skladby byly připravovány za podmínky zachování stálé pohyblivosti betonové směsi, což vyžadovalo zvýšení spotřeby vody při zanášení popílku. Vzorky vytvrdly za normálních vlhkostních podmínek (NHU) a za podmínek vystavení působení tepla a vlhkosti (HHT). Vzorky byly testovány na pevnost v tlaku ve stáří 7 a 28 dnů (obr. 1).

READ
Jak postavit výběh pro psa?

Optimální stupeň plnění za normálních vlhkostních podmínek vytvrzování je 10 %. Nahrazení písku popílkem v tomto množství umožňuje zvýšit pevnost oproti kontrolní kompozici o 21 % ve stáří 7 dnů a o 28 % ve 64. dni. Nárůst pevnosti je vysvětlován optimálním topologickým uspořádáním částic, vytvořením příznivých podmínek pro hydrataci cementu díky vysoké vodozadržovací schopnosti popela, jakož i tvorbou dalších nízkobazických hydrosilikátů vápenatých pucolánového typu a snížení pórovitosti cementového kamene.

Rýže. 1. Vliv nahrazení části písku popílkem z jemnozrnného betonu na hranici

pevnost v tlaku

Zvýšení množství popela nad 10 % vede ke snížení pevnosti, protože se zvýšením poměru voda-cement začíná převládat tvorba kapilárních pórů.

Použití tepelné a vlhkostní úpravy posouvá optimum pro zanášení popílku na náhradu části písku do rozmezí 15-20%. Tepelná a vlhkostní úprava aktivuje pucolánovou reakci mezi novými cementovými formacemi a popílkem, která kompenzuje zvýšení poměru voda-cement, aby byla zachována pohyblivost betonové směsi. Nárůst síly ve stáří 7 dnů je 25 % ve vztahu ke kontrolní skladbě a ve věku 28 dnů – 52 %.

3. Vlastnosti vývoje mikrostruktury cementového kamene v závislosti na podmínkách vytvrzování

Studovali jsme pomocí elektronového mikroskopu vzorky cementového kamene vyrobeného z těsta normální tloušťky, stejně jako vzorky z popela-cementového kamene, z nichž některé byly vyrobeny z těsta s podobným poměrem voda-cement a nízkou pohyblivostí, a druhá část, v důsledku zvýšení poměru voda-cement, odpovídala konzistencí testu normální konzistence.hustota.

Analýza štěpkování cementového kamene obsahujícího plnivo z popílku a čistého cementového kamene ukazuje zvláštnosti vývoje mikrostruktury v závislosti na podmínkách vytvrzování. Za normálních vlhkostních podmínek vytvrzování je ve vzorcích s pevným poměrem voda-cement a nízkou pohyblivostí popel-cementové pasty (č. 2) pozorována tvorba mikrotrhlin, zatímco u vzorků z mobilních popelovocementových směsí se zvýšenou vod- poměr cementu (č. 3) a čistého cementového kamene (č. 1) nejsou žádné (obr. 2).

Rýže. 2. Mikrostruktura cementového kamene a kamene obsahujícího popílkové plnivo při vytvrzování za normálních vlhkostních podmínek, zvětšení x 10000 1 – 0 % popela; 2 – popel 30 % (B/U,=konst); 3 – popel 30% (V/Tsfsotr

Použití tepelné a vlhkostní úpravy vede k výraznému nárůstu počtu krystalických novotvarů a jejich velikostí na povrchu částic popela jak ve vzorcích popela-cementového kamene s konstantním poměrem voda-cement (č. 5), tak i s konstantní pohyblivostí a zvýšeným poměrem voda-cement (č. 6) (obr. 3), což potvrzuje zvýšení hydraulické aktivity popela za podmínek tepelné a vlhkostní úpravy. Je třeba si uvědomit, že u vzorků se zvýšeným poměrem voda-cement se na povrchu částic popela vytváří hustší, stejnoměrnější a pravidelnější krystalická struktura než u vzorků z tuhé směsi popela a cementu. To potvrzuje předpoklad, že jsou vytvořeny příznivé podmínky pro tvorbu struktury cementového kamene v přítomnosti popela při zvýšeném poměru voda-cement.

READ
Co znamenají čísla na vrtačce?

Rýže. 3. Mikrostruktura cementového kamene a kamene obsahujícího popílkové plnivo při tepelné a vlhkostní úpravě, zvětšení x 10000 4 – 0 % popela; 5 – popel 30 % (B/U=konst); 6 – popel 30% (V/Tsfsotr

Provedené studie potvrdily vysokou účinnost použití kyselého popílku jako náhrady části jemného kameniva v jemnozrnném betonu za účelem zvýšení pevnostních vlastností. Byly stanoveny optimální dávky popela pro náhradu části písku, které v závislosti na podmínkách vytvrzování činí 10-20%. Potvrdila se hypotéza o příznivém vlivu popela za přítomnosti dostatečného množství vody na tvorbu struktury cementového kamene. Ukázalo se, že použití tepelného a vlhkostního ošetření s optimálním dávkováním plniva vede k zesílení reakce pucolánového typu a výrobě betonů, které jsou pevnostně lepší než podobné kompozice tvrdnoucí za normální vlhkosti.

1. Volzhensky A.V., Ivanov I.A., Vinogradov B.N. Aplikace popela a palivových strusek při výrobě stavebních materiálů. M.: Stroyizdat, 1984. 255 s.

2. Dolgorev A. V. Druhotné suroviny při výrobě stavebních materiálů. M.: Stroyizdat, 1990. 446 s.

3. Yarmolinskaya N. I., Lazareva T. L. Využití odpadů z tepelného a energetického průmyslu Dálného východu v technologii stavebních materiálů Chabarovsk, 2000. 96 s.

4. Stupachenko P. P. Stavební materiály z průmyslového odpadu Dálného východu. Vladivostok, 1988. 173 s.

5. Stroiteleva E. A. Úprava struktury cementového betonu plnivem z popílku z tepelných elektráren Dálného východu.: Disertační práce pro stupeň kandidáta technických věd. Chabarovsk, 2007. 145 s.

Jasanové betony - charakteristika a vlastnosti

Popelový beton je druh lehkého betonu, ve kterém popel působí jako plnivo. Takové kompozice se používají jako hlavní materiál pro konstrukci obvodových konstrukcí. Dodávají se ve formě velkých bloků.
Cementobeton se používá pro výstavbu průmyslových a bytových zařízení.

Vlastnosti a vlastnosti jasanového betonu

Pevnostní hodnota jasanového betonu se pohybuje v rozmezí od 40 do 100 kg/cm2, přičemž objemová hmotnost je 900-1400 kg/m. Je třeba se zaměřit na jeden důležitý bod – vrchní vrstva popelavého betonu často nemá vysokou pevnost ve směru pokládky. Částečně je to dáno vlastností materiálu aktivně absorbovat vlhkost a vodu z okolního prostoru do své struktury.
Pórovitost jasanového betonu se pohybuje od 50 do 60 %. Materiál je kompozice s velkým množstvím malých pórů, které stejně jako kapiláry pronikají do materiálu. Hodnota nasákavosti u jasanového betonu nepřesahuje 45 %.

READ
Co je to provzdušňovač vody?

Jasanové betony - technologie výroby

Tepelným zpracováním lze tuto hodnotu snížit na 30 %, přičemž vnější vrstva bude mít vlhkost 35 %. Dotyčný materiál velmi pomalu uvolňuje vlhkost do okolního prostoru, což výrazně komplikuje proces sušení materiálu. V přírodních podmínkách ztrácí jasenový beton až 4 % vlhkosti za rok.

Technické vlastnosti a materiálové složení

K přípravě cementové kompozice na bázi popela se používá popel získaný při spalování uhlí ve specializovaných pecích a zařízeních. Odborníci doporučují používat cement M400 v přirozené koncentraci vody. Pokud mluvíme o přibližné spotřebě cementového složení a vápna, pak se berou v poměrech 0.7 až 0.3.

  • 420 kg popela;
  • 750 kg vápenné nebo dolomitové drti;
  • 200 kg cementu třídy M500;
  • 100-120 litrů čisté vody.

Jasanové betony - komponenty a komponenty výroby.

Při výběru složení popílkového betonu je důležité vzít v úvahu jednu důležitou okolnost – objemová hodnota hmotnosti popela by neměla přesáhnout 40 % deklarované objemové hmotnosti popílkového betonu. Pokud jde o suché jemně mleté ​​a adstringentní přísady, jejich podíl na konečném složení by neměl přesáhnout 1-3%.

Jak vyrobit popelový beton vlastníma rukama

  1. Do míchací jednotky se nalije malá část čisté vody.
  2. Poté přidejte adstringentní přísady a důkladně promíchejte s vodou.
  3. Roztok na bázi cementu se smíchá s popelem a zbytkem vody.
  4. Popel se přivádí na základnu bubnu a následně 2/3 vody.
  5. Kompozice se míchá další 3 minuty.
  6. Poté se přidají adstringentní složky a voda se vylije.
  7. Složky se důkladně promíchají.
  • do základny bubnu se přidává speciální plnivo;
  • kompozice je naplněna 2/3 čisté vody;
  • Složky se důkladně promíchají během následujících 3 minut.

Pokud mluvíme o tepelném a vlhkostním ošetření hotových roztoků získaných z popelavého betonu, provádí se analogicky s lehkým betonem.

Vlastnosti jasanového betonu

Jasanové betony - aplikační technologie

Vědci zabývající se výzkumem popelavého betonu učinili řadu zřejmých závěrů ohledně schopností a vlastností daného materiálu. Kompozice získaná z portlandského cementu je schopna udržet si své původní vlastnosti po dlouhou dobu, za předpokladu provozu v suchém prostředí.

Autoklávovaný jasanový beton je vysoce odolný proti vlhkosti. Pokud jde o vlastnosti mrazuvzdornosti a odolnosti proti vodě, přímo závisí na pojivových složkách a přísadách. Pokud do kompozice přidáte cementy z portlandské vlny, utrpí především odolnost proti vodě a mrazuvzdornost.

Charakteristickým znakem jasanových konstrukcí je vysoký stupeň nasákavosti. V důsledku toho existuje naléhavá potřeba předběžné hydrofobizace vnějších ploch. Pokud jsou použity kovové armatury, musí být také chráněny před korozí. Popelobeton je ve stavebnictví poměrně rozšířený. Dotyčný materiál se používá ve formě buněčných bloků.
Vědci zkoumali objekty postavené z popelavého betonu 15 let po jejich uvedení do provozu. Nebylo identifikováno žádné zjevné strukturální poškození, oslabení nebo destrukce. Jedinou výjimkou z pravidla jsou ty části stěn, které zůstaly neošetřené a nechráněné před vlhkostí.
Zkušení řemeslníci důrazně doporučují nepoužívat lehký beton na bázi popela pro stavbu vnějších stěn. Hlavní podmínkou je výběr správného složení a dodržování léty prověřené technologie výroby materiálu. Připravené bloky se vyznačují vysokou životností a požární odolností.