Введение к работе
Актуальность темы. Повышение коррозиокностоикости сооружений, в 1ом числе, возводимых ив цэментсодерхгащих композиций, ' является важнейшей іфоблемой современного строительства ' не только для обеспечения надежности работе изделий и ' конструкций при их эксплуатации, но л ввиду резкого возрастания стоимости материален, топливе, энергии, транспортных и других расходов Их-производства.
Fei'jeme вопросе предотвращения коррозии цементсодэржащих композицій в строительных объектах сводится к,созданию непроницаемой или ягалопроницаемой структуры цементного камня и разработке таких составов цементных вяжущих, при твердении которых образуются високо-, ігрочнне продукты, стойкие к действию агрессивных веществ. Наиболее, эффективным способом создания непроницаемой структурі и получения высокопрочных компонентов цементного камня является модафацироввние составов цементов .добавками химического и минерального происхождения.
В Таджикистане и некоторых странах Центральной Азии практичеекг
отсутствует промышленное производство эффективных добавок к цементу.
В то х;е время имеются потенциальные сырьевые возможности для
организации производства высокоэффективных добавок. Перспективным
является использование природного волластонита и отходов флотационно
го обогащения флюоритових руд как минеральных добавок цементов. В
качество .химических модификаторов наиболее рациональным является
применение мсдкфищпх>ва;ашх технических лигносульфонатов и декстрина;
Потенциальными источниками сырья для получения добавок к цементам
являются' стебли хлопчатника. Однако, недостаточный объем научных
исследований, подтвопздэщих их эффективность, а также дефицитность
известных модификаторов цемента способствуют проведению широких
последовжини по разработке новых высокоэффективных добавок ия местных
видов сырья, в том числе из отходов производств других материалов, и
делает их актуальным и перспективным направлением развития технологий
получения цементных вяжущих и- композиций, что определило цоль
выполнения настоящей работа.' " '
Цель работы - разработка коррозионноотойких цементоодоржащих кои-110211 с местными химическиїли, минеральными и омешашдали добавками.
і 4 Поставленная цель достигается решэкием следующих радач исследований:
- разработкой технологии производства высокоэффективных полифункциональных модификаторов цемента на основе технических лигнссульфона-' тоа, декстрине, компонентов стеблей хлопчатника и минеральных добавок из природного волластонита и'отходов флотационного обсг&даїшя флкори-товых руд и их применения, в составе обычных цементов д}л повышения коррозиогаюстойкости цэментсодешяцих. композиций и увеличения долговечности строительных сооружений и изделий в агрессивных средах;
созданием малоклинкерных составов цементсодеркащих композиций и изучением их свойств при длительном воздействии различных агрессивных сред на них; '
разработкой' эффективных методов и способов повышения непроницаемости цементного камня при модифицировании цементов и композиций на их основе миаерфіьно-химичеокими добавками;
выяснению] Механизмов действия добавок на повышение непроницаемости цементного камня и его стойкости в агрессивных средах.
Научная новизна: обоснована" возможность модифицирования лигшсульфонатюв технических ^ЛСТ) лессом и другими глинистыми веществами. Установлено, что на поверхности частиц лесса происходит адсорбция високомоло-кулярных фракций и рэдуцируищих веществ добавки, замедляющих скорость гидратации цемжгных минералов» а в модифицированные лигаооульфонать .растворяются неорганические соли состава лесса, увеличивая дол* электролита в добавка и ее ускоряющее влияние на процесс тперденш цемвнтссдержащих композиций;
- покаэага, что химические добавки: модифицированный лшчюсульфона^ .технический (WICT), декстрин и щелочной экстракт стеблей хлопчатник! (1ЦЭ0Х). тлеют одинаковый характер действия .на свойства цемантсодержа-щих оистем, что' обусловлено подимерикм отрооЕкем их молекул, наличие) в низ: однородных структурных алиментов к фуькдаональшх групп. Добав ки сйЕиэют.мезфваовую энергия чаотиц и диспьргируют их; Выявлено, чт в Cijoveue" "деїіаіигВода" .действие. ШІОТ бедам проявляема на траншу "кода - Боалухч.', а действие декстрина - на граница "вода - тверда фаза", дрбааки Заменяют морфологию образования гвдратсііїх фаа цемента
5 они становятся короче и тоньше с блочно-ритми-шой структурой, приводящей к образованию плотного строения и повышению непроницаемости цементного камня в агрессивных средах, при этом благодаря однородности молекулярного состава и упорядоченности расположения функциональных групп, эффективность действия декстрина проявляется при значительно меньших расходах, чем МЯОТ;
- установлено, что ЩЭСХ повышает тюдоудеркиващув способность цекентсодержащих композицій,' является ускорителем схватывания цементов и снижает воздухововлекащеэ действие технических лигносульфонатов. Введение - ЩЭСХ в смеси с декстрином способствует регулированию процессов схватывания цементов и получении композиций с оптимальными физико-механическими свойствами;
обоснована возможность повышения коррозиопностойкости цоментсодержащих композиций,введением в состэе вяжущего минеральных добавок из волластонита и отходов флотационного обогащешія флюоритових руд (СШ - отходи производства флюорита). Показано, что волластонит и ОПФ в составе вяжущего цементсодержащей композиции благоприятно влияют на образованна гидросиликатов кальция низкой основности CSH(B). Виявлено, что в составе композиций с минеральными добавками уменьшение содержания минералов С-А и С4А? приводит к уменьшению количества образующегося эттрингита и ослаблению «го экранизирующей роли поверхности частиц цемента. Это благоприятно влияет на доступ волн к ним для возрастания степени гвдратаціш силикатішх минералов CgS и CgS. Установлено, что в среде твердеющих минералов цемента частицы волластонита и компонентов ОПФ играют рель центров кристаллизации, нитевидная и волокнистая их форма способствует армированию структуры кристаллизующихся новообразований цемента, цепочечное и каркасное строение их молекул образует более плотную структуру цементного камня за счет внутриповерхкоотного соединения с гадратоксцдом Са(0Н)2 и гидросиликатами C-S-H кальция, другими продуктами гидратации цемента, с образованием КрбМНИЙКИСЛОрОДНЩ. MOTITBOB, состоящих из чередующихся МО жду СО'ОЛ [Si04]4~, tSigOg)4", [SlgOg]6" и т.п. Предполсданэ, что при НОМОЛО происходит поверхностная активизация частиц . г.оллаетоинтг, аморфировЕнае кварца и расщепление полевых шпатов состава ОПС, что способствует поношению активности минеральной дсбавн-д v oj
. взаимодействию с продуктами гидратации цемента;
1.- - установлено,' что небольшие дозировки отхода асбестоцемонтного производства без и с добавками МЛСТ и декстрина повышают плотность и непроницаемость цементно-во^ластонитсодеркащкх композиций.. Выявлено, что влияние МЛСТ и декстрина на свойства смешанных цементов с воллас-тонитом и ОПФ имеет такую ке природу,,что и механизм их действии на свойства цемента без добавок. Химические добавки адсорбируются на поверхностях волластоніїта и частиц ОПФ, активизируют их реакционную способность путем усиления процесса зародашеобраэования кристаллических новообразований, увеличения степени гидратации добавок и их взаи-годействия с продуктами гидратации цемента, упрочнения силы адгезии продуктов новообразований с поверхностью частиц наполнителя, что приводит к существенному возрастанию роли минеральных добавок в уплотнении структуры цементного камня и повышении его коррозионностойкости з . агрессивных срэдах.
Практическая ценность:
- разработана технология получения полифун-циональной добавки
цементов ШЇСТ, имеющей свойства суперпластификатора. Экспериментальна
подтверждена эффективность применения МЛСТ и малых дозировок
декстрина в составе обычных цементов, получена новая добавка цементов
из-Стеблей хлопчатника;
;'- розданы малоклинкэрные составы коррозионностойких цемонтсодерзи-щих композиций с волластонитом и ОПФ, новыо составы вяжущих < химическими и минеральными добавками, отличающихся високої активностью л меньший трудо- и энергозатратами производства позволяющие получить высококачественные Сетонныэ изделия;
- разработаны коныэ метода и способы повышения прочности
^водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионностойкости бэтоно
Ідей.одновременном снижении удельного расхода цемента в их составе.
. 'Эффективность применения МЛСТ, декстрина и ЩЗСХ в цементных ком позициях выражается в улучшении их реологических свойств и строитель ,ро-;технических характеристик, снижения трудозатрат изготовлена Изделий и удельного,расхода цемента.
;:..,-:,-введение минеральных добавок из природного волластонита и ОПФ состав- вяжуЦих позволяет модифицировать обычные цементы в коррозиог
.. . 7". нестойкие при снижении их удельного расхода в составе композиций (при , использовании волластонита до 30-40 Я, ОПФ - до 20 ....25 Ж) без ухудшения строительно-технических , харакгеристюс изделий. Использование отходов флотационного обогащения флюоритових руд, кроме того; обеспечивает ресурсосбережение технологий получения 'цементных вяжущих к улучшает экологическое положение районов их выброса и хранения. ''
Внедрение результатов работы осуществлено на заводах Ж5К-І, ЖБК-6", ДОЗКГи ЖБИ, трестов кланов строй", "МснолитстроЯ", "Тад-жикстройиндустрия", "Таджиксольстройматериалы" г.Душанбе, объединении крупного панельного домостроения г.Нофзрнигон госкомпании "Иурафзо", тресте "^вюшабадстрей", тресте "Таджико^твхсельстрсй" и др. Объем .' внедрений составляет более 150 тыс. м бетонных изделий.
Некоторые результаты исследований, предотазленнае е диссертации, т,ашли также отражение в научно-технических отчетах о законченных НИР, выполненных в Таджикском политехническом ішституте (Таджикском техническом университете) в I984-"J?,rr: "'Лссле,гпвание и подбор оптимальны:: составов бетонных и рэсть -рных смесей с добавка?."* " (N гос.per. 01.84.0046088); "Внедрение химдобавок в состав бетонных смесей " (Н гос.per. 01.85.0028297); "Разработка технологи*' внодренкк активных минеральных добавок из местных материалов в производстве бетонов на предприятиях "Ленипэбадстрря" части I, II и III (К гос.per. 0I.C5.0C28292, 1985, 1986, 1937гг. г.Душанбе); "Разработка и внедрение» эффективных строительных 'материалов из местных видов 'сырья", . части I и II (N гос.per. Ш.88.0019109, 1983, 1989 гг. Г.Душанбэ).
Апробация работы. Основные результаты работа обсуждены ; п* Всесоюзных научно-гвхническіос конференциях, состоявшихся вРссто-зэ-на-Дону, 1981г.; Ташкенте, 198Бг.; Пен-э, 1991г.; Белгороде, 1991г.; международных научно-технических конференциях в Ташкенте, 1992, и Чимкенте, 1993г.; республиканских научно-технических конференциях в .г. Душанбе 1986, 1988, 1989, 1990гг.; Кургаи-Тибе,' І99І и ежегодных институтских конференциях преподавателей ТНИ (*ГУ). ,
Публикации. По материалам работ издана монография "Цэмент-но-волластонитоше вяжущие и химиче-кие добавки для повышония,». г^сй-кости бетона и агрессизных средах" объемом 16,5 п.л.',..Душпнбеі Донш,
8
1294г., опубликованы 39 научных стотей и тезисы докладов. Новизна
разработок данных исследований подтверждена 12 авторскими свидетель
ствами ССОР. ' . . "
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает введение, 6 глав, общие вывода, список литературы (330 наименований) и приложения.
Диссертационная работа содержит 334 страницы машинописного текста, Еключая 33 таблицы, 100 рисунков и 33 страницы-прило-кенкй.
