VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Проведены эксперименты с цементным раствором. Цель исследования заключалась в выявлении воздействия воды-среды на показатели цементной композиции используемой для изготовления строительных деталей, изделий и конструкций.

Для опытов применяли следующие материалы:

1). Цемент – бездобавочный портландцемент марки 500. Минералогический состав: C₃S – 59%, C₂S – 21,5%, C₃A – 5%, C₄AF – 10%, CaSO₄•2H₂O – 4,5%. Остаток на сите №008 – 12%. Химический состав цементного клинкера указан в таблице.

CaO	SiO2	Al2O3	Fe3O4	MgO	SO3
58,8	28, 9	4,1	3,6	1,6	2,4

2). Мелкий заполнитель: песок с модулем крупности М_кр=2,45.

3). Вода – водопроводная.

Состав раствора Ц:П=1:3 при водоцементном отношении равном 0,45.

Приготовление смеси осуществляли с соблюдением принципа раздельной технологии. Из цемента с водой готовили связующее, которое совмещали с заполнителем. Приготовленную таким образом смесь укладывали в стандартные металлоформы (4•4•16 см) с последующим уплотнением на виброплощадке (частота вращения 3000 мин^-1, амплитуда колебаний – 0,5 мм). Отформованные призмы помещали в пропарочную камеру для тепловлажностной обработки (ТВО), которую проводили по режиму: предварительное выдерживание + подъём температуры + изотермический прогрев = 3 + 3 + 8 час. Температура изотермии – 358 К. Остывание изделий происходило вместе с камерой, после чего формы разбирали и призмы хранились в естественных условиях. По прошествии 15 суток после ТВО, часть образцов испытывали на изгиб и сжатие, а оставшиеся – помещали в воду (рН = 7,0). Соотношение объёма воды к суммарному объёму призм поддерживали в пределах 1:4÷6. Периодически проводили испытания на изгиб и сжатие.

Как оказалось, первое время воздействия воды-среды на материал образцов приводит к значительному снижению механической прочности с одновременным увеличением их массы. Причём, закономерность в изменении массы остаётся постоянной на протяжении всего времени испытания, чего нельзя сказать о прочностных показателях.

Так, в начальный период погружения – прочность снижается. Однако после 3 месяцев выдерживания в воде направление вектора меняется и далее происходит стабильный рост. Предположительно, наблюдаемые изменения являются следствием адсорбционного снижения прочности („эффект Ребиндера”). В целом же, динамика возрастания массы иллюстрирует затухающий характер процесса, сохраняющий общую тенденцию к увеличению.

Происходящее с массой можно объяснить следующим образом.

После ТВО в структуре материала образцов содержится большое количество пор заполненных воздухом. При погружении вода энергично вытесняет воздух, заполняя поровое пространство, что сопровождается увеличением массы призм. Высокая скорость изменения в первое время связана с тем обстоятельством, что вода легко проникает в сообщающиеся между собой большие поры. Быстро заполнив крупные открытые поры, вода испытывает всякого рода затруднения при заполнении пор малого диаметра и при движении по капиллярам. Вследствие чего и наблюдается замедление скорости нарастания массы образцов, хотя стабилизации массы не происходит.

Таким образом, из результатов эксперимента следует, что прочность цементного раствора твердевшего в ходе тепловлажностной обработки и последующем нахождении в воде – снижается в начальный период воздействия среды. Этот факт необходимо учитывать при загружении строительных деталей, изделий и конструкций эксплуатирующихся в аналогичных условиях.

Код для цитирования: Скопировать