Зв’язуюче

Зв'язуюче, що включає портландцементний клінкер, гіпс, полікарбоксилат та електроліт, яке відрізняється тим, що воно додатково містить вапняковий мікронаповнювач при наступному співвідношенні компонентів, мас.% вапняковий мікронаповнювач 5,0-10,0 гіпс 3,5-4,0 полікарбоксилат 1,0-1,5 електроліт 1,0-2,0 портландцементний клінкер решта. (19) (21) u201014685 (22) 07.12.2010 (24) 11.07.2011 (46) 11.07.2011, Бюл.№ 13, 2011 р. (72) САНИЦЬКИЙ МИРОСЛАВ АНДРІЙОВИЧ, ПОЗНЯК ОКСАНА РОМАНІВНА, МАРУЩАК УЛЯНА ДМИТРІВНА, КІРАКЕВИЧ ІРИНА ІЛЬКІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" 3 61106 льної здатності. При цьому забезпечується набір ранньої та марочної міцності в різних температурних умовах. Використання вапнякового мікронаповнювача, що характеризується підвищеним ступенем дисперсності, зумовлює синергетичний вплив на властивості зв'язуючого. Введення вапнякового мікронаповнювача забезпечує оптимальний розподіл твердих частинок в системі, внаслідок чого вода розташовується не в пустотах, а між зернами матеріалу, відіграючи роль змазки, що створює сприятливі умови для ковзання частинок, мінімізації внутрішнього тертя і збільшення рухливості при однаковому водоцементному відношенні. Крім того, високодисперсний вапняковий мікронаповнювач виявляє роль жорстких стабілізаторів по відношенню до крупних часток, перешкоджаючи їх ближній коагуляції - стабілізаційний ефект. Основою вапнякового мікронаповнювача є кальцит (карбонат кальцію - СаСО3), що відіграє активну структуроутворюючу роль при твердненні зв'язної системи. В присутності СаСО3 гексагональні гідроалюмінати кальцію заміщаються на більш стабіль2ні гідрокарбоалюмінати С4А·СО2·12Н2О. Іони СО3 в структурі С3А·СаСО3·12Н2О упаковані паралель+ но до портландитоподібних шарів [Са2А1(ОН)6] і стабілізують їх, запобігаючи конверсії гексагональних гідроалюмінатів кальцію в кубічні та попереджуючи зниження міцності. Внаслідок епітаксальних зрощень гексагональні AFm-фази забезпечують добре внутрішнє зчеплення між складовими цементного каменю. З іншого боку, в результаті ефекту "дрібних порошків" частинки СаСО3 розсувають зерна тверднучої системи й виступають як мікронаповнювач, що при відведенні продуктів гідратації прискорює процеси тверднення, сприяє ущільненню каменю та зростанню його міцності, в т.ч. в умовах від'ємних температур. Полікарбоксилат характеризується наявністю розгалужених бічних ланцюгів, внаслідок чого, крім електростатичного, реалізується стеричний ефект пластифікування, що дозволяє одержати суміші з підвищеною рухливістю, пролонгованою в часі. 4 Електроліт внаслідок іонообмінних реакцій забезпечує прискорення гідратації зв'язуючого в початковий період тверднення, що дозволяє отримати матеріали з високою ранньою міцністю. Крім цього, введення електроліту забезпечує зниження температури замерзання рідкої фази зв'язуючого та деформації розширення свіжозамороженої композиції, що сприяє підвищенню швидкості набору міцності на морозі. Пропоноване зв'язуюче включає портландцементний клінкер, гіпс, полікарбоксилат, електроліт та додатково містить вапняковий мікронаповнювач при наступному співвідношенні компонентів: вапняковий мікронаповнювач - 5,010,0 мас. %, гіпс - 3,5-4,0 мас. %, полікарбоксилат 1,0-1,5 мас. %, електроліт - 1,0-2,0 мас. %, портландцементний клінкер - решта. Для визначення оптимальних складів пропонованого зв'язуючого і проведення порівняльних випробувань були приготовані та досліджені склади пропонованого та відомого зв'язуючого. Для приготування зв'язуючого використаний портландцементний клінкер ВАТ "Івано-Франківськцемент", мас.%: C3S - 60,20, C2S - 16,88, С3А - 5,80, C4AF - 14,42; гіпс Щирецького родовища з вмістом CaSO4·2H2O 97,8 мас.%. Як електроліт використано відходи коксохімічної промисловості - суміш тіосульфату та роданіду натрію (співвідношення 1:1) ТУ У В-2.7-19266746.001-96. Вапняковий мікронаповнювач з вмістом СаСО3 98,48 мас. %. Фізико-механічні випробування проводили на дрібнозернистому бетоні (Ц:П=1:2, В/Ц=0,36) згідно з ГОСТ 310.4, водоутримувальну здатність визначали за ГОСТ 5802-86. Приклад 1. У співвідношенні розмелюють портландцементний клінкер (89 мас. %) з гіпсом (4,0 мас. %) та вапняковим мікронаповнювачем - ВМ (5,0 мас. %) протя2 гом 20 хвилин до питомої поверхні 320 м /кг. З водою замішування вводять 1,0 мас. % електроліту та 1,0 мас.% полікарбоксилату (ПК). Результати випробувань наведені в табл. 1. Приклад 2, 3, 4, 5. В'яжуче готували аналогічно прикладу 1 при інших співвідношеннях компонентів (див. табл. 1). Таблиця 1 Склади зв'язуючих та результати їх випробувань № пр. Склад зв'язуючого, мас.% клінкер гіпс Вм електроліт 1 2 3 89,00 86,25 83,00 4,0 3,5 3,5 5,0 7,5 10,0 1,00 1,50 2,00 4 5 93,00 77,00 3,5 3,5 2,5 15,0 0,50 2,50 6 7 92,50 94,25 4,0 3,5 2,00 1,25 ПК Розплив Водо-утримуВ/Ц конусу, вальназдатність, мм % Запропоноване зв'язуюче 1,00 0,36 280 97,8 1,25 0,36 290 98,0 1,50 0,36 290 98,6 Позаграничні склади 0,50 0,36 220 96,2 2,00 0,36 290 98,1 Прототип 1,50 0,36 300 94,3 1,00 0,36 290 94,1 Приклади 6, 7. В'яжуче готували аналогічно прикладу 1, однак без вапнякового мікронаповню Границя міцності при стиску, МПа, через, діб 20 °С -10 °С 2 7 28 7 28 38,3 46,6 41,8 50,4 39,2 48,3 62,9 66,3 65,6 6,7 7,2 7,7 17,9 19,1 19,8 33,2 44,8 31,2 41,2 46,1 46,4 4,3 4,9 13,7 14,2 36,5 44,5 33,8 38,8 62,0 57,8 5,9 4,6 16,9 14,6 вача, використовуючи склад зв'язуючого за прототипом (див. табл. 1).Як видно з таблиці, запропо 5 61106 новане зв'язуюче (приклади 1-3) характеризується підвищеною рухливістю (РК=280-290 мм), водоутримувальною здатністю (97,8-98,6 %), в той час, як у складах за прототипом (приклад 6, 7) значення водоутримувальної здатності сумішей становить 94,1-94,3 %, що не задовольняє вимоги ДСТУ Б В.2.7-23-95. Міцність зв'язуючого, що містить запропоновані у винаході добавки, в усі терміни тверднення при різних температурах є вищою на 5-35 % порівняно із зв'язуючими без вапнякового мікронаповнювача за прототипом (приклад 6, 7). Так, використання максимальної кількості добавок у Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 складі зв'язуючого (приклад 3) забезпечує одержання міцності через 28 діб тверднення в нормальних умовах 65,6 МПа, що перевищує міцність складів без вапнякового мікронаповнювача на 5,8 %. В умовах від'ємних температур (-10 °С) 28добова міцність зразків зв'язуючого становила 19,8 МПа, у той час як міцність складів за прикладом 616,9 МПа. Позаграничні склади (приклади 4, 5) характеризуються деяким зниженням рухливості, водоутримувальної здатності та міцності в усі терміни тверднення на 10-40 % порівняно зі складом на запропонованому зв'язуючому. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601