close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;doc

код для вставкиСкачать
НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ КОМПОЗИТЫ
Пименов А.И., Ибрагимов Р.А.
Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань,
Россия
e-mail: [email protected]
На современном этапе развития нанотехнологий изучение свойств модифицированного
бетона представляет собой научный и практический интерес.
Существует несколько видов нанодобавок. Для улучшения механических свойств
цементных композитов рационально использовать вытянутые наночастицы например
углеродные нанотрубки (УНТ) [1]. Они обладают высокой прочностью, инертностью к
кислотам и щелочам. УНТ армируют цементный камень и являются центрами
кристаллизации, превращая его в высокопрочный материал [2].
В качестве модификатора для цементных композитов использовались УНТ «Таунит»
производства ООО «НаноТехЦентр». Этот материал представляет собой смесь нановолокон
и нанотрубок диаметром 40…60 нм и длиной до 2 мкм.
В настоящее время предложено несколько способов эффективной диспергации
агломератов УНТ – метод гидродинамической кавитации [4], метод ультразвукового
воздействия [3].
В данной статье показаны сравнительные результаты двух способов введения УНТ в
состав цементного композита:
- механическое перемешивание в среде поверхностно-активных веществ (ПАВ);
- ультразвуковая диспергация (УЗД) в среде ПАВ.
В работе использовали суперпластифицирующую добавку «Гиперлит».
Добавка «Гиперлит» производится компанией ООО «Сван» – сополимер на основе
полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот, содержание сухого
вещества 30-35 %. Рекомендуемая дозировка 0,9-1,5 %.
Задача данной работы – резкое повышение темпа роста прочности цементных
композитов в ранние сроки твердения, обеспечение высокой марочной прочности, а также
однородное распределение УНТ в его структуре.
Исследовано влияние добавления УНТ и пластифицирующей добавки «Гиперлит» в
цементное тесто на сроки схватывания и нормальную густоту. В эксперименте применялся
портландцемент Вольского завода ПЦ400 Д20. Сравнивались составы, полученные при
различном способе дозировки УНТ в состав цементного теста. Результаты эксперимента
приведены в таблице 1.
Таблица 1. – Влияние УНТ, гиперпластифицирующей добавки и способа их введения в состав
цементного теста на сроки схватывания.
Сроки схватывания, мин
«Гиперлит
УНТ, %
Н.Г.
»,%
начало
конец
1
0
0
0,27
170
220
2
1,25
0
0,23
330
420
3
0
0,005
0,27
145
185
4
1,25
0,005
0,23
290
350
5
1,25
0,005
0,23
215
290
Примечание*: 1-контрольный состав; 2-состав с гиперпластификатором; 3-состав, полученный
механическим перемешиванием УНТ в воде затворения; 4-состав, полученный механическим
перемешиванием УНТ в среде гиперпластификатора, с последующим введением в воду затворения;
5-состав с комплексной добавкой (КД).
№ п/п*
КД приготавливалась с помощью ультразвуковой диспергации УНТ «Таунит» в
гиперпластификаторе «Гиперлит» на приборе УЗГ13-0,1/22 в течение 3 мин.
Из таблицы 1 видно, что добавка «Гиперлит» уменьшает нормальную густоту,
увеличивает начало схватывания на 160 мин и конец схватывания на 200 мин. При
добавлении в состав УНТ уменьшается начало схватывания на 25 мин и конец схватывания
на 35 мин. При добавлении УНТ в гиперпластификатор механическим перемешиванием, и
дальнейшим введением в состав цементного теста сокращается начало схватывания на 40
мин, конец схватывания на 70 мин, по сравнению с составом без УНТ. При введении КД в
состав цементного теста уменьшается начало схватывания на 115 мин и конец схватывания
на 130 мин, по сравнению с составом без УНТ.
Исследовано влияние физико-механических свойств цементного раствора, полученного
добавлением УНТ и пластифицирующей добавки «Гиперлит». Сравнивались составы,
полученные при различном способе добавления УНТ в состав цементного теста.
Экспериментальные работы выполнялись в соответствии с ГОСТ 310.4-81. В качестве
мелкого заполнителя использовался песок Камско-Устьинского месторождения с модулем
крупности 2,7. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.
Таблица 2. – Физико-механические свойства цементного раствора.
Способ
Прочность при
Гиперлит, УНТ,
№ п/п
введения
В/Ц, %
изгибе, кг/см²
%
%
добавки
7 сут. 28 сут.
41,9
49,6
42
1
0
0
100%
100%
100%
50,4
57,6
32
2
1,25
0
76%
130%
126%
Механ.
32
56,7
64,4
перемешив.
3
1,25
0,005
76%
135%
130%
УНТ
59,1
67,4
32
4
КД
1,25
0,005
76%
141%
136%
Прочность при
сжатии, кг/см²
7 сут.
28 сут.
301,7
399,6
100%
100%
356,9
449,0
138%
122%
339,5
142%
503,5
129%
422,4
155%
519,5
146%
Из таблицы 2 видно, что при введении в цементный раствор добавки «Гиперлит» в
оптимальном количестве прочность при изгибе цементно-песчаного раствора через 7 суток
повышается на 30 %, а через 28 суток на 26 %, и при сжатии увеличение прочности
составляет 38 % и 22 % соответственно, по отношению к составу без добавок.
При добавлении УНТ в гиперпластификатор механическим перемешиванием,
прочность образцов увеличивается при изгибе на 7 сутки твердения на 35 % и на 28 сутки –
на 30 %, а при сжатии на 7 и 28 сутки – 42 % и 29 % соответственно.
Цементно-песчаный раствор, модифицированный КД, показывает прирост прочности
при изгибе на 7 сутки твердения 41 % и 28 сутки – 36 %, при сжатии прочность
увеличивается на 55 % и 46 % соответственно.
1) Староверов В.Д. Структура и свойства наномодифицированного модифицированного камня.
Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб., 2009. С.19.
2) Яковлев Г.И., Первушин Г.Н., Бурьянов А.Ф., Кодолов В.И., Крутиков В.А., Фишер Ф.-Б., Керене
Я. Модификация поризованных цементных матриц углеродными нанотрубками // Строительные
материалы. 2009. №3. С.99-102.
3) Габидуллин М.Г., Хузин А.Ф., Рахимов Р.З., Ткачев А.Г и др. Ультразвуковая обработка –
эффективный метод диспергирования углеродных нанотрубок в объеме строительного композита //
Строительные материалы. 2013. №2. С.57-59.
4) Пудов И.А. Наномодификация портландцемента водными дисперсиями углеродных нанотрубок.
Дис. канд. техн. наук. Казань, 2013. С.185.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа