Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Ячеистые бетоны 9
1.1 Основные понятия и определения. Классификация 9
1.2. Состояние и перспективы развития производства ячеистых бетонов 10
1.3. Структурообразованиеячеистых бетонов 15
1.4. Свойства пены и пенообразователей для ячеистых бетонов 26
Глава 2. Материалы и методы исследования 46
2.1. Характеристика применяемых материалов 46
2.2. Методы испытаний. Приборы и оборудование 50
2.3. Планирование эксперимента 56
2.4. Физико-химические методы исследований 61
Глава 3. Разработка пенообразователя на основе продуктов микробного синтез 64
3.1. Теоретические предпосылки создания биопав 64
3.2. Исследование биохимических процессов при пенообразовании 69
3.3. Разработка технологических параметров получения белкового пенообразователя 76
3.4. Физико-технические свойства белкового пенообразователя 84
3.5. Модификация пенообразователя 96
3.6. Выводы к главе 100
Глава 4. Разработка пенобетона низкой плотности 102
4.1. Разработка составов и технологии применения пенобетона 102
4.2. Исследование влияния пенообразователя на процессы твердения цементного камня из
4.3. Улучшение физико-механических свойств и долговечности пенобетона с помощью модифицирующих добавок
4.4. Исследование физико-технических свойств пенобетонов 123
4.5. Выводы к главе 128
Глава 5. Промышленное внедрение и экономическая эффективность применения пенобетона на биопене ... 131
5.1. Опытно-промышленная линия по производству пенообразователя 131
5.2. Опыт производственного внедрения пенообразователя при производстве пенобетон 135
5.3. Экономическая эффективность внедрения пенобетона на основе белкового пенообразователя 139
5.4. Выводы к главе 142
Основные выводы 144
Список используемых источников
- Состояние и перспективы развития производства ячеистых бетонов
- Методы испытаний. Приборы и оборудование
- Физико-технические свойства белкового пенообразователя
- Улучшение физико-механических свойств и долговечности пенобетона с помощью модифицирующих добавок
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из важнейших проблем современного троительного материаловедения является получение эффективных теплоизо-яционных материалов с применением местного сырья или из вторичных про-уктов промышленных предприятий.
Сложившаяся ориентация строительной индустрии на преимуществен-ый выпуск материалов с низкими теплотехническими свойствами привела к ому, что в России затраты на отопление зданий в 2 раза выше по сравнению с азвитыми странами. Министерство строительства Российской Федерации по-тановлением от 11.08.95 № 18-81 ввело в действие изменение № 3 к СНиП 11--79* "Строительная теплотехника", в соответствии с которым установлено, что ачиная с 2000 года новое строительство, реконструкция, модернизация и катальный ремонт зданий должны осуществляеться в соответствии с повышен-ыми требованиями к теплозащите ограждающих конструкций зданий. Вели-ина термического сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций величивается в 3-3,5 раза. Проблема снижения теплопотерь в зданиях потре-овала создания эффективных теплоизоляционных материалов.
Перспективными с этой точки зрения являются безавтоклавные ячеистые етоны. Этот материал заслуживает особого внимания вследствие присущих му таких свойств, как негорючесть, биологическая стойкость, низкая тепло-роводность. Изделия, получаемые из ячеистых бетонов, долговечны, обладают ысокими теплофизическими свойствами, при правильной эксплуатации дли-;льное время сохраняют свои свойства, что позволяет экономить материалы и иергию.
Объективным показателем мирового уровня развития выпуска ячеистых гтонов является их производство на душу населения. Первое место по приме-ению ячеистых бетонов на душу населения занимает Швеция - 0,2 м3/чел., в ругих развитых странах этот показатель изменяется от 0,05 до 0,11 м3/чел. течественное производство и применение ячеистых бетонов в строительстве іачительно отстают от этих показателей, о чем свидетельствует низкий объем этребления, который в 15-20 раз меньше, чем в странах Западной Европы, іких, как Швеция, Чехия, Германия и др. Это объясняется тем, что внедрение іеистьіх бетонов производится без учета экономических факторов, влияющих а организацию промышленного выпуска и возможности комплексного исполь-івания сырьевых ресурсов страны.
Важнейшим компонентом в производстве пенобетона является пенообра-татель. В настоящее время преимущественно используются синтетические :нообразователи, которые не обеспечивают получение устойчивой пеномассы, грицательно влияют на прочность ячеистого бетона и не позволяют получать гнобетоны низкой плотности. Наиболее приемлемыми в этом отношении яв-іются белковые пенообразователи, которые не имеют негативных свойств, ха-іктерньїх для синтетических пенообразователей, однако из-за нехватки сырья энергоемкости производства они не нашли распространения в России. Поэто-
му весьма актуальной проблемой производства пенобетонов является получе ние пенообразователя из наиболее доступных белоксодержащих веществ. Та кими могут быть белки, синтезируемые микроорганизмами.
В этой связи исследования, направленные на разработку технологии по лучения и изучение свойств белоксодержащего пенообразователя, а также эф фективных теплоизоляционных строительных материалов и изделий на его ос нове, являются исключительно актуальными.
Цель работы заключается в разработке эффективного пенообразователя на основе продуктов микроорганического синтеза, по своим свойствам не усту пающего известным пенообразователям и не имеющего их негативных харан теристик, а также в разработке и исследовании свойств теплоизоляционных пе нобетонов на местном сырье с применением полученного пенообразователя. ] таком аспекте задачи исследования формулируются следующим образом:
с позиций современных представлений биохимии о продуктах микроор ганического синтеза обосновать пути и методы получения пенообразс вателя на основе белков, синтезируемых микроорганизмами;
исследовать основные физико-химические свойства пенообразователя;
разработать и оптимизировать технологические параметры получения хранения пенообразователя;
оптимизировать составы пенобетона на основе белкового пенообразс вателя по показателям прочности и плотности.
установить основные физико-технические свойства пенобетонов на о< нове полученного биопенообразователя.
подобрать эффективные добавки для пенобетона на основе биопеноо( разователя, позволяющие улучшить их физико-механические свойства долговечность.
осуществить опытно-промышленное внедрение пенобетона на осної биопенообразователя.
Научная новизна работы. Обоснована возможность и целесообразное! производства экологически безопасного пенообразователя из продуктов спит за микроорганизмов. Разработаны оптимальные параметры получения белоксі держащего пенообразователя и теплоизоляционного пенобетона на его основ получены математические модели, позволяющие установить зависимости ра личных характеристик пенообразователя и пенобетона от соотношения комп нентов и технологических параметров. Изучены основные факторы, влияющі на пенообразующую активность белоксодержащего пенообразователя.
Разработаны составы сверхлегких пенобетонов, не имеющих осадки, о личающихся высокой прочностью и морозостойкостью. Подобраны эффекта ные добавки, позволяющие улучшить физико-механические свойства безавт клавных пенобетонов.
Практическое значение работы
1. Разработана и апробирована технология получения пенообразовате из белков микробного синтеза. Данная технология открывает новые пути д. утилизации многотоннажных мицелиальных отходов фармацевтической, пин.
эй и'некоторых других отраслей промышленности.
-
Оптимизированы параметры производства белоксодержащего пенооб-ізователя и параметры максимальной пенообразующей активности.
-
Разработаны составы для теплоизоляционных пенобетонов с улучшен-ыми физико-механическими свойствами.
-
Выявлены оптимальные технологические режимы получения тепло-юляционных пенобетонов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и об-/ждались на следующих внутривузовских, всероссийских конференциях и се-инарах: Четвертых академических чтениях «Современные проблемы строи-гльного материаловедения» (Пенза, 1998); Третьей конференции молодых іеньїч Мордовского госуниверситета (Саранск, 1998); Шестых академических гениях «Современные проблемы строительного материаловедения» (Иваново, )00);
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, олучен патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти іав, основных выводов, списка использованной литературы и приложения, иссертация содержит 165 страниц текста, 36 рисунков, 20 таблиц и библио->афический список, включающий отечественные и зарубежные источники. В эиложении приведены акты промышленного внедрения и технические усло-ш на полученные пенообразователь и пенобетон. Работа выполнена на кафед-: прикладной механики Мордовского госуниверситета им. Н.П. Огарева.
Автор искренне благодарит академика РААСН, доктора технических іук, профессора В.И. Соломатова за оказанную помощь и консультации при шолнении диссертационной работы.
Состояние и перспективы развития производства ячеистых бетонов
Снижение средней плотности ячеисто-бетонных изделий и конструкций не должно сопровождаться ухудшением прочностных и эксплутацион-ных показателей. В связи с этим предполагается необходимость решения вопроса повышения прочности за счет увеличения прочности межпоровых перегородок и улучшения структуры порового пространства материала.
Понятие структуры межпоровых перегородок включает строение и минеральный состав, степень кристаллизации и дисперсность новообразований, а структура порового пространства - количество пор, распределение их по размеру, соотношение макро- и микропор. На формирование структуры оказывает влияние огромное количество факторов: вид исходного сырья, соотношение между компонентами, водотвердое отношение (В/Т), вид и количество порообразователя, режим тепловлажностной обработки, и т.д. Рассмотрим основные факторы, влияющие на качество ячеистых бетонов.
Структура порового пространства. Особое значение для обеспечения высокой прочности при малой объемной массе имеет качество пористой структуры материала. Структура порового пространства ячеистого бетона оказывает большое влияние на прочность и другие технические свойства материала.
Вопросы влияния вида, диаметра, распределения пор по размеру, характеристики пространственной их упаковки на прочность бетона рассматриваются в работах А.Т. Баранова, А, П. Меркина, В.А. Пинскера, А.В. Дом-бровского, Е.М. Чернышева и других авторов.
Общая пористость ячеистых бетонов складывается из микропор, сферических пор и макропор, образующихся в результате испарения избыточного количества воды затворения [153]. Доказано, что степень влияния на прочность материала микро- и макропористости различна. Однако точки зрения исследователей по этому вопросу не совпадают.
Глубокий анализ структуры ячеистого бетона и ее исследование приведены в работах А.П. Меркина [28,76,82,80], где рассмотрены вопросы геометрии, топологии газовых ячеек и структуры перегородок между ними, методы управления структурой. В работе [76] автор показал возможности математического описания строения ячеистого бетона и открыл перспективы дальнейших исследований в данном направлении. Им создана "комплексная классификация структуры", в соответствии с которой выделяются: - шесть характеристик поровой структуры - диаметр пор, характер распределения пор по размеру, эллиптичность пор, характер внутренней поверхности пор, характер распределения пор по объему, общая пористость; - семь характеристик мембран - капиллярная пористость мембраны, плотность мембраны, однородность распределения компонентов в мембранах, характер распределения мембраны по толщине, количество дефектов от тепловлажностной обработки, минералогический состав мембраны. Все характеристики структуры разделяются также на "технологические" (регулируемые) и "физические" (труднорегулируемые). При этом из рассмотрения исключаются трудно регулируемые характеристики, относящиеся к структуре сростка новообразований. Это обосновывается предпосылкой, что при современном уровне технологии влияние "технологических" элементов структуры на свойства значительнее, чем "физических".
При изучении влияния характеристик макроструктуры ячеистых бетонов на их прочность выделяются два основных определяющих фактора: средний радиус макропор и характер распределения пор по размерам. С увеличением вероятного радиуса сечения пор прочность ячеистого бетона уменьшается.
В результатах исследований, содержащихся в работе [83], приводится заключение о необходимости изготовления ячеистых бетонов с равномерно распределенными сферическими порами возможно меньшего, но одинакового диаметра, т.е. одномодальным распределением пор. Это заключение сделано, исходя из положения о концентрации напряжений в бетонах с неоднородными порами.
Противоположной точки зрения придерживаются А.Т. Баранов и Е.М. Чернышов [150]. По их мнению, если вся пористость равна микропористости, то полученный материал (микропорит) обладает высокой прочностью, но сравнительно низкой морозостойкостью. Это объясняется отсутствием резервных сферических пор куда вода, вытесняемая расширяющимся при замерзании льдом может стекать, не разрушая структуры материала.
В.А. Пинскер [107,108] считает, что прочность ячеистого бетона в основном обусловлена четырьмя факторами: а) ячеистой и микропористой структурой; б) фазовым составом цементного камня после его затвердевания; в) гигроскопической влажностью; г) изменениями цементного камня в эксплуатационных условиях.
Им теоретическим путем выведена формула, согласно которой прочность уменьшается значительно быстрее по сравнению с уменьшением плотности. Что является, по мнению автора, в более быстром утоньшении стенок ячеек в гексагональной упаковке, толщина которых определяет несущую способность материала.
Анализируя полученную формулу В.А. Пинскер приходит к выводу, что при данной средней плотности ячеистого бетона его прочность не зависит от величины ячеек, так как с увеличением размеров ячеек увеличиваются кольцевые растягивающие усилия, но пропорционально возрастает и толщина стенок. Поэтому при изготовлении ячеистого бетона следует стремиться не к уменьшению среднего диаметра ячеек, а только к их равномерному распределению в бетонной смеси.
Методы испытаний. Приборы и оборудование
А. Шелудко и Д. Ексерова показали, что кривые изменения времени жизни пены в зависимости от концентрации раствора поверхностно-активного вещества имеют S -образный вид [155]. Параллельно с исследованием физико-химических свойств пены они изучали концентрационную зависимость устойчивости отдельного газового пузырька на границе разделения жидкость - воздух. На примере растворов сапонина при невысокой концентраций получена прямолинейная логарифмическая зависимость возрастания среднего времени жизни пузырька с увеличением концентрации [24].
Е.К. Венстрем и П.А. Ребиндер провели исследование поверхностно-активных веществ в широком интервале концентраций и показали, что кривая t — с обнаруживает максимум с дальнейшим убывание среднего времени жизни пузырька [24]. Ими подробно был изучен вопрос о взаимосвязи между максимальной устойчивостью отдельного газового пузырька и величиной адсорбции на границе раствор - воздух. Они установили, что кривая t - с обнаруживает максимум до наступления предела адсорбции. Позднее был сделан общий вывод о том, что стабилизирующее действие достигает максимума при концентрации, несколько меньшей насыщения адсорбционного слоя, так как в насыщенном слое уменьшается подвижность молекулярной способности к восстановлению разрывов адсорбционного слоя [135].
Такую точку зрения, однако, разделяют не все исследователи. Так, в работе было установлено, что устойчивость единичного пузырька связана с достижением на поверхности раздела фаз насыщенного адсорбционного слоя [126]. Для растворов мицеллообразующих ПАВ показано, что при насыщении абсорбционного слоя стабильность пузырька резко возрастает и достигает максимума в области ККМ. При этом, по мнению указанных авторов насыщение адсорбционного слоя может произойти при концентрации, меньшей ККМ, определенной по изотерме поверхностного натяжения.
Изменение пенообразующей способности растворов связывают с изменением поверхностного натяжения. Так, при уменьшении поверхностного натяжения раствора его пенообразующая способность возрастает. Устойчивость пены также связывают с изменением поверхностного натяжения растворов и бинарных смесей, однако, результаты этих работ противоречивы. Было найдено что, например, устойчивость пены додецилсульфата натрия возрастает с уменьшением поверхностного натяжения раствора при увеличении его концентрации [168]. С увеличением поверхностного натяжения раствора вследствие уменьшения величины адсорбции поверхностно-активного вещества, например при добавлении 0,1 н. раствора соляной кислоты, наблюдается снижение устойчивости пены [176]. Вместе с тем уменьшение устойчивости пены может быть связано и с уменьшением поверхностного натяжения раствора [182].
Было показано [11], что снижение поверхностного натяжения бинарного раствора додецилсульфата натрия и лаурилового спирта повышает устойчивость пены, а также замедляет стекание пленок. Причиной изменения устойчивости пены бинарных растворов может служить изменение соотношения поверхностной активности компонентов. Например, менее активные добавки низших спиртов снижают устойчивость пены калиевых солей жирных кислот вследствие уменьшения концентрации основного пенообразователя в растворе. При практически одинаковой активности средних гомологов спиртов и основного пенообразователя, что наблюдалось при определенном соотношении этих компонентов, устойчивость пены повышалась вследствие образования смешанного адсорбционного слоя с повышенной поверхностной вязкостью. При более высокой поверхностной активности высших спиртов по сравнению с основным пенообразователем происходило снижение устойчивости пены вследствие предпочтительной адсорбции молекул высших спиртов и их незначительной устойчивости. Таков же механизм снижения устойчивости пены в бинарной смеси сапонина с олеатом натрия [133,158,159]. Их взаимодействие идет с образованием олеиновой кислоты, которая более поверхностно-активная, чем сапонин и олеат натрия, поэтому молекулы олеиновой кислоты вытесняли из адсорбционного слоя молекулы сапонина и мыла, и устойчивость пены снижалась.
Было найдено, что адсорбционные свойства бинарного раствора не зависят от поверхностной активности. Например, поверхностные свойства бинарного раствора определялись компонентом не только большей, но и меньшей поверхностной активности. Близкие по величине значения наименьшего поверхностного натяжения бинарного раствора и раствора более активного компонента показали, что адсорбционный слой бинарного раствора состоит главным образом из молекул более поверхностно-активного компонента [127]. Известно также, что поверхностная активность бинарного раствора неионогенного и катионного ПАВ приближалась к более поверхностно-активному компоненту [127,68].
Вместе с тем поверхностные свойства, а также величина равновесного поверхностного натяжения бинарного раствора могли определяться и менее поверхностно-активным компонентом, если такой компонент обладал достаточным межмолекулярным сцеплением [152]. В момент образования слоя в него попадали молекулы двух компонентов, образовывался смешанный слой. Процесс адсорбции - десорбции шел крайне медленно [48], межмолекулярные силы затрудняли его. Вытеснение менее активных молекул, попавших в первый момент на свободную поверхность, более поверхностно-активными могло требовать значительного времени [136].
Физико-технические свойства белкового пенообразователя
Структурные превращения фазового состава. Для определения влияния исследуемой в работе воздухововлекающей добавки на структуру и степень гидратации цементного камня был проведен рент-генофазный анализ. Относительная интенсивность линий на рентгенограмме зависит от структуры фаз. Определив местоположение линий на рентгенограмме (ее угол в) и зная длину волны излучения (Я), на которой была снята рентгенограмма, можно определить значения межплоскостных расстояний d/n по формуле Вульфа - Брегга
Определив d/n материала и сопоставив его с известными заранее данными для чистых веществ, их соединений, можно установить, какую фазу составляет изучаемый материал. Задача качественного анализа облегчается, если известен химический состав материала.
Исследования проводились с помощью дифрактометра ДРОН-2 с ионизационной регистрацией интенсивности рентгеновских лучей. Применялась фокусировка по Бреггу-Брентано {в - 2в).
Рентгеновский анализ проводили на установке ДРОН-2 (излучение Со А,=1,79 -10"1 м). Рентгенофазному анализу подвергались образцы со следующими условиями съемки: анодный ток рентгеновской трубки - 20 мА, напряжение - 30 кВ, ширина щели - 0,5 мм, скорость углового движения счетчика - 1 град/мин, постоянная времени записи - 20 с, диапазон интенсивности - 500 имп/с, интервал углов - 20 - 60. Результаты фиксировались на самописец со скоростью движения ленты - 720 мм/ч. Межплоскостные расстояния определяли по стандарту ASTM.
Для того чтобы полнее понять процессы, происходящие в цементе при гидратации, использовали количественный рентгеновский фазовый анализ. Он базируется на зависимости между интенсивностью дифракционной линии и количеством соответствующего минерала. Количественный анализ дает дополнительный объем информации при изучении цементов и цементного камня. Он позволяет объективно оценить степень гидратации цементного камня.
Степень гидратации определяется по уменьшению дифракционных линий главных клинкерных минералов на рентгенограмме цементного камня. Сравнение проводят с рентгенограммой негидратированного цемента, содержание каждого минерала, в котором принимают за 100 %. Выбор основных аналитических линий весьма важен, так как линии продуктов гидратации перекрывают на рентгенограмме линии исходных клинкерных минералов. УФ-спектр раствора пенообразователя. Спектр снят на приборе Specord UY VIS, при концентрации раствора ПАВ - 0,033 % ; 1 =1 см; Т= 23 С; ИК-спектр поглощения сухого остатка пенообразователя. Возможные изменения в структуре пенообразователя определяли методом ИК-спектроскопии. Отнесение полос поглощения провеодили в соответствии с литературными данными [53,36]. ИК-спектры высушенных до постоянной массы навесок раствора пенообразователя снимали на приборе Specord 79 iR в интервале волновых чисел 3 700 - 600 см" , Т = 25 С в тонком слое вазелинового масла, а также в таблетках бромида калия. Интенсивность полос выражали в виде относительной оптической плотности (ООП). ООП определяли с использованием метода базисной линии в сочетании с методом внутреннего стандарта. В качестве такового была выбрана полоса поглощения, не меняющая интенсивность.
Метод тонкослойной хроматографии (ТСХ) Метод основан на том, что различные типы ПАВ хроматографируются в тонком слое адсорбента и идентифицируются по значениям Rf (отношение расстоя 63 ния (і) пройденного пятном к расстоянию (т) пройденному фронтом элюен-та) и по цвету пятен окрашиваемых реактивами (рис. 2.1).
Разделение отдельных образцов ПАВ методом ТСХ позволяет полуколичественно оценить содержание в них промежуточных продуктов и основной части. Можно установить число компонентов в исследуемой смеси, получить данные об их строении и дифференцировать.
Анализ проводили в условиях, указанных в работе [145], на пластинке с закрепленным адсорбентом Silufol UV-254, элюент - этиловый спирт 70%. Пробу наносят на стартовую линию пластинки 1 в виде 1% раствора 2 и элюировали растворителем. Наблюдают передвижение пятна по потоку проявителя. При этом происходило разделение перемещающегося пятна на отдельные компоненты 3.
Улучшение физико-механических свойств и долговечности пенобетона с помощью модифицирующих добавок
Анализ полученных данных свидетельствует, что при В/Т отношении, соответствующем тесту нормальной густоты, существует зависимость между соотношением компонентов и расходом раствора пенообразователя с началом и концом сроков схватывания. Для того чтобы сократить сроки схватывания, надо уменьшать значения исследуемых факторов. Об этом свидетельствуют знаки (+) перед Х\ и Х2. Сравнивая величины коэффициентов, можно заметить, что концентрация раствора пенообразователя оказывает большее значение на сроки схватывания, чем процент наполнителя в вяжущем. Парное сочетание факторов в области исследуемых значений показывает, что оно незначительно и не способствует сокращению сроков схватывания.
Параметр прочности цементного камня позволяет определить величину отравления вяжущего раствором ПАВ. Результатом воздействия ПАВ на вяжущее следует считать изменение прочности при сжатии относительно образца без добавки. Определение прочности производилось после 1, 3, 7, 28 сут твердения в нормально-влажностных условиях (н.в.у). Исследование влияния белкового пенообразователя на прочность цементного камня проводили при неизменном В/Ц. Для сравнительной оценки влияния пенообразователей на прочностные свойства цементного камня было исследовано влияние известного германского пенообразователя «Неопор». Зависимость изменения прочности при сжатии от количества вводимой добавки приведена в табл. 4.3, и на рис. 4.7.
Анализ кривых на рис. 4.7 показывает, что при малом расходе пенообразователя наблюдается рост прочности цементного камня, а при большом расходе происходит снижение прочности. Максимальная прочность достигается при расходе добавки биоПАВ 0,4 %, а «Неопор» 0,6 % от массы цемента, она возрастает 5 %. Некоторое начальное замедление гидратации цемента и твердение цементного камня компенсируется уже в возрасте 1-3-х сут.
Снижение прочности при высоком содержании пенообразователя обусловлено замедлением гидратации цемента и замедлением структурообразо-вания цементного камня. При большом расходе пенообразователя в смеси содержание низкомолекулярных веществ достигает такого количества, при котором сильно замедляется гидратация цемента.
Уменьшению прочности также способствует дополнительное воздухо-вовлечение. Если при небольших количествах добавки увеличение пористости цементного камня не влияет существенно на прочность, то при дозировке свыше оптимума повышенный объем вовлеченного воздуха является дополнительным фактором, влияющим на снижение прочности цементного камня.
Для анализа продуктов взаимодействия компонентов и выявления роли влияния биоПАВ в формировании твердеющих структур был проведен рент-генофазовый анализ образцов-таблеток составов № 1,2,3 (табл. 4.4) На ди-фрактометре ДРОН-2 были сняты ионизационные рентгенограммы.
На рентгенограмме образца № 1 цементного камня, который твердел при н.в.у. более 28 сут, три дифракционных максимума с межплоскостными расстояниями равными 3,04; 2,82; 1,88 А были отнесены только к гидросиликатам кальция. Линия с d= 1,76 А несет информацию о не прореагировавших с водой зерен алита C3S. Пик при 2,63 А говорит о наличии небольшого количества в гидратированном цементе гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Дифракционные линии с d = (2,77; 2,74; 2,59) А относятся к алиту, как и к образовавшимся гидросиликатам кальция. Остальные дифракционные максимумы дает СаСОз, но на них так же накладываются максимумы от гидратов кальция.
Из сказанного следует, что реакция гидратации сильно замедляется при большом количестве добавки, так как интенсивность линий от гидросиликатов кальция уменьшилась, а некоторые исчезли, и возросла интенсивность линий, отнесенных к фазе алита. Это говорит о том, что количество фаз Са(ОН)2 осталась без изменения, так как на интенсивность этих линий добавка не повлияла. Таким образом, она не только замедляет гидратацию цемента, но и заставляет реакцию гидратации проходить несколько по-иному, т. е. не с образования геля, а с образования других гидросиликатов кальция, которым и принадлежит образование пика с межплоскостным расстоянием 1,98 А. Об этом свидетельствует и перераспределение интенсивностей между пиками 2,77 и 2,74 А , так как интенсивность максимума 2,77 А на контрольном образце №1 больше, чем образца, имеющего максимум 2,74 А, а на рентгенограмме образца № 3 - наоборот.
Данные рентгенофазного анализа свидетельствуют о том, что чем больше количество добавки, тем меньше скорость гидратации силикатных составляющих цемента и интенсивность формирования новообразований (тоберморитового геля, гидроксида кальция). Если учесть, что силикатные фазы в цементном камне являются основными носителями прочности, то при использовании данного ПАВ следует избегать больших дозировок в растворной смеси. Следует отметить, что введение 0,1 - 0,4 % ПАВ от массы вяжущего не приводит к значимым изменениям структуры новообразований по сравнению с бездобавочным составом.
С целью более полного изучения влияния биоПАВ на формирование новообразований в цементной системе получены и проанализированы данные рентгенофазного анализа образцов раствора с различным содержанием ПАВ от массы цемента в ранние сроки твердения - 1, 3, 7, 28 сут (табл. 4.5).
Похожие диссертации на Разработка пенобетонов низкой плотности на белковом пенообразователе
