Modern kémiai adalékanyagok
A kémiai adalékanyagoknak az utóbbi években Oroszországban és külföldön történő betongyártásának jelentős növekedése a tudományos kutatások növeléséhez vezetett a különböző típusú betonok termofizikai jellemzőinek befolyásolásához.
Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a polisztirol beton egy hatékony hőszigetelő anyag, amely szerkezeti anyagként használható, de nem vizsgálták kellőképpen strukturális anyagként. Eközben a nagy szilárdságú polisztirol-beton - a gazdaság és az energiatakarékosság elvének egyikeként az építőipar egyik leghatékonyabb - igénye és ígéretes jövője.
JSC „Ural Kutató Intézet Építészeti és Építőipari” (a korábbi tudományos része Uralpromstroyniiproekta) a szovjet időkben, természetüknél fogva a területi felosztás NIIZhB meg Gosstroy az Orosz Föderáció az Urál régióban, és mindig is támogatta a prioritást a tudományos kutatás terén az új építési anyagok és termékek.
A strukturális polisztirol beton készítmények optimalizálásának folyamatában két irányt választottak:
- javult betonkeverék paraméterek (megmunkálhatóság, egységességét, csökkenti az áramlás a cement vagy víz), és ennek következtében, megnövelni a szívósságot a mátrix (aktiválási összehúzó aggregált, cement hidratációs folyamat és a súrlódás);
- javítása felületi fúziós habarcs mátrix a képződött pórusok határán fázisa érintkezik a gyöngyök fő töltőanyag - polisztirol, és ennek következtében, kevésbé rugalmas anyagok.
Volt egy feladat, a modern kémiai adalékanyagok előállítására elég fény (a sűrűsége 900-1300 kg / m 3) és szilárd (7,0-16,0 MPa) polisztirol jó szigetelő tulajdonságokkal. Az eredmények szerint a előzetes vizsgálatok be van állítva a legjobb az Urál régióban a szerkezeti töltőanyag polisztirol - granulált kohósalak Serov Kohászati Plant frakciókat 0,64-1,25.
Meg kell jegyezni, hogy az ellenőrző szerkezeti anyag azzal felhasználásra sorozatgyártás gyárakban beton falpanelek, áthidalók, födémek és burkolatok, így további korlátozó faktor, ami egy szükséges legalacsonyabb érték az új beton.
Kísérleti vizsgálatok több mint 2 éve szakemberei „hordozói vasbeton szerkezetek,” Test Center „BRE”, valamint a támogatást a Tanszék laboratóriumában „Építkezés” Építőipari Kar Ural Állami Műszaki Egyetem.
A polisztirol-beton kompozíciókat a GSOT 27006-86-nak megfelelően választottuk ki, az NIIZhb módszertan alapján, ahol a szükséges számú komponenst a számítási és kísérleti módszerrel határoztuk meg. A "Nevyansk cement" M400 DO növényt (ásványi adalékok nélkül) tartalmazó Portland-cementet használtuk.
A víz mennyiségét a keverék kívánt munkateljesítményének állapotából választottuk ki.
Vizsgálatok kocka nyomószilárdság végeztünk mintákat a geometriai méretek 10,0 * 10,0 * 10,0 cm-es, a hajlítási szilárdság - a Ravine geometriai méretei 4,0 * 4,0 * 16,0 cm-es, és a nyomószilárdság ( határozottan a rugalmassági modulus és a Poisson-számítás.) - mintákon geometriai méretei 15,0 * 15,0 * 60,0 cm-es geometriai mérete a vizsgálati mintákat a hajlítószilárdság vettünk alapján az optimális arány az átlagos szemcsemérete 3,0 mm-es polisztirol aggregált és a bordaszél magassága 40,0 mm. A minták sorozatát a készítmény a projekt három prizmák dimenziók 15,0 * 15,0 * 60,0 cm-es, három kereszttartók - 4,0 * 4,0 * 16,0 cm-es, és hat kockákra - 10,0 * 10,0 * 10,0 cm.
A polisztirol-beton rezisztenciájának fő jellemzője a prismatikus erő. A kockák erejétől a prizmák erejéig történő megváltoztatásakor meghatároztuk a prizma erősségének együtthatóját (a kockák erejének aránya a prizmák erősségéhez viszonyítva). 0,92-ről 0,97-re változott, és átlagosan közel 0,95 volt.
A prizmák tesztelése előtt a fizikai tengelyre koncentráltak. A betöltést a várható pusztító terhelés 2,5% -a (500 kgf) végeztük. Minden szakaszban 3 perces zársebességet végeztünk, és az expozíció elején és végén a műszer számlálást rögzítettük. A hosszanti és keresztirányú deformációk megváltoztatásához 0,01 mm-es osztással rendelkező órajel-indikátorokat használtunk. A prizma-sorozat vizsgálata alapján a stressz és a stressz közötti vonalat ábrázoltuk.
Ahhoz, hogy meghatározzuk a fizikai jellemzői a szerkezeti polisztirollal, egy teszt kocka fagy geometriai méretei 10,0 * 10 * 10,0 cm-es mennyiségben 18 mintát minden sorozat 100 ciklus fagyasztás és felolvasztás. Ezenkívül 15 mm-es átmérőjű és 15,0 cm-es magasságú polisztirol-betonhengerek vizsgálatát végeztük el mindegyik sorozatban 12 pórus-permeabilitási sorozat esetén.
Hidrofób tulajdonságok tüdő polisztirol zártcellás aggregátumok (a töltés felületén polisztirol gyöngyök a folyamatban részt vevő nedvesítő) lehet káros hatással, mert csökkenti az erejét a fázis kapcsolatok (kötés a cementpép és a felület a részecskék). Következésképpen, szükség van az, hogy kémiai adalékanyagok megváltoztassák ezt töltésével ellentétes a granulátum felületén mutatott hidrofil tulajdonságokkal. Továbbá, célszerű használni adalék fokozó oldatot plaszticitást (P-3, TEA, SDE) egyidejűleg az adalékok, amelyek növelik a cementpép szilárdsága a felületen a szemcsék polisztirol (mésztej és egy epoxigyanta) és fanyar aktivitás szemes, salak töltőanyag (NaOH-oldat).
Így, a kezdeti szakaszban a kísérletek már próbáltak olyan változatos kémiai adalékot, mint a folyósító NW, TEA, nátrium-hidroxid maró, PVA, epoxigyanta együtt polietilén-amin és mésztej és légpórusképzŒ adalék DLS.
Beépítése 0,5% és 0,8% a szuperfolyósító NW a cement súlyának a keverékben polisztirol mintákat adott nagyobb szilárdság és kompressziós és hajlító a kontrollal összehasonlítva a 2,1 MPa és 2,5 MPa, illetve. A kötőanyag blokkolásának vízkövetelménye a keverék plaszticitásának növekedésével 40 és 55% -kal csökkent a kontroll összetétel vízigénye miatt. A kockák fagyállósága nem kevesebb, mint 100 ciklus.
A mintákat növekszik erősségében elért nyomó és hajlító 80% használata esetén epoxigyanta hozzáadásával egy hígítószer és keményítőszer aceton polietilénimin kompenzálja a nagyobb értéke polisztirol majdnem 2-szer miatt a magas költségek a adalékanyagok. A kockák fagyállósága nem kevesebb, mint 50 ciklus.
A polisztirol beton alapanyag-komponensek fizikai-mechanikai és hőszigetelési tulajdonságainak legjobb kiválasztása érdekében ezen adalékanyagok különböző kombinációit tesztelték.
A polisztirol beton előállításához használt adalékok optimális kombinációja a C-3 lágyítószer használata SDO-val, amikor a polisztirol granulátumot mésztejzel előkezeltük. Mind az adalékanyagok, mind a tervezett beton piaci értékét mutató mutatók számát vették figyelembe, a könnyű alkalmazhatóságot és az anyag tulajdonságainak összetett javulásának hatását.
A legjobb eredményt 0,5% C-3 és 0,25% SDS hozzáadásával érte el, majd a kapott mintákat a gőzkamrában a nap folyamán, + 800 ° C hőmérsékleten feldolgoztuk. A pre-bevonat granulátum polisztirol mésztej további növekedését erőssége a minták kapunk 20-25% polisztirol, de azt figyeltük meg enyhe csökkenés a lágyító hatása a használata a C-3 és a DLS. Ezenkívül megváltozott a polisztirol betonminták megsemmisítésének jellege a nyomás alatt, valószínűleg a polisztirol granulátum és a cementkötés közötti határfázisú érintkezők erősségének növekedésével.
A jövőben, összefüggésben a megjelenése a piacon az új kémiai adalékanyagok a betonhoz, javított tulajdonságokkal rendelkező szempontjából a gyártó, szükség van az összehasonlító vizsgálatok kísérleti minták szerkezeti szilárdság polisztirol.
Érdemes megjegyezni, hogy egy új generáció adalékanyagai, mint például a polikarboxilátok és az összetett vállalatokkal rendelkező akril-kopolimerek, még mindig nem versenyképesek az orosz piacon a magas költségek miatt. Ezeknek az adalékoknak a nagy hatékonysága várhatóan a cementrészecskéket körülvevő adszorpciós rétegekben sztérikus repulzív erők kialakulása miatt várható. A szterikus hatás hatása sokkal erősebb, mint az elektrosztatikus repulzív erők hatása a részecskék között, amelyek lineárisan kapcsolódnak a cementpaszta folyékonyságához. Sajnos ezek a kémiai adalékok nem egyetemesek az orosz cementek összes összetevőjével. Ez azt jelenti, hogy az adalékanyagok időben történő hatásának megőrzését a cement tulajdonságai és kémiai összetétele korlátozza. Például az olyan adalékanyag, amely az EMACO keverékeinek része, melyet a Degussa a fő vegyi anyaggal állít elő, csak a Starooskolsky M600 növény cementjével nagyon hatékony.
Kémiai adalékanyagok csoport lingosulfatov kapott hulladéknak az iparban papírgyártás (lingopan bájt 1-4, CMC, stb) kevésbé hatékony, mint a C-3 és származékai (így adalékanyagok csoport „Relakson”) és több Alkalmazásuk kellemetlen, összetételük és tulajdonságaik instabilitásának köszönhetően. Pozitív tényező az ilyen adalékok relatív alacsony költsége.
Az összehasonlító kísérlethez kiválasztott új vegyi anyagok és levegőátadó adalékok rövid leírása.
LégpórusképzŒ adalék «SDO-L» egy módosítása a jól ismert LMS, amelyet már széles körben használják a termelés hőszigetelő polisztirol SDO-L jelentése egy additív célja, hogy csökkentse a sűrűséget és javítja a feldolgozhatóságot a keverék, valamint az, hogy növelje hőszigetelési tulajdonságai a beton. A porozitási cementpróba elve alapján jár el. DLS kapott miatt a legjobb egyensúlyt a gyanta és zsírsavak (más módon nem szappanosítható szappanosítható) savak feldolgozása bizonyos keményfa, mint például a nyír. És az SDO-L a fejlesztők szerint a fás csúcsok elszappanosításának terméke, azaz hulladékok száraz desztilláció (pirolízis) során. A szerves részt kivonással, majd desztillációval extraháljuk. A Vneshimotte cég szakemberei által fejlesztett és felajánlotta Yu.M. Goldshmita, Nizhny Novgorod. Az Urals régióban a "Lakra" cég nyújtja.
A "KF-ragasztó" kémiai adalékanyag kifejezetten polisztirol betonhoz lett kifejlesztve. A cselekvés elve az adhéziós elektrokémiai reakciók mechanizmusán alapul (pl. Aranyozás, krómozás csak áram nélkül). Ez létrehoz egy mezőt a szemcsék felszínén, szemben az ellenkező töltéssel, a cementcementek helyett, ami viszont cementet visz polisztirol betonra. Így megvalósítható a polisztirol és a cementpaszta tömegének kiegyenlítése, és egységes keveredése következik be. Az adalékanyagot több évvel ezelőtt a "Tribus" Volgograd cég szakemberei fejlesztették ki, ma pedig ezt a céget az építőipari piacon szállítja.
Megnövekedett költségek fogyóeszközök konstruktív polisztirol becsült sűrűsége körülbelül 1000 kg / m 3 használata esetén 47,5 kg adalékok „Relamiks 2” per 1 m 3 12-13% a polisztirol. Ugyanakkor (a gyártó szerint adalékanyag), termelékenység növekedése, vagyis csökken a teljes költség a megkeresett tábla fölött, és egyéb költségek csökkenni fog mintegy 8-szor.
Ha «SDO-L» polisztirol növekedését az elegy térfogata miatt habosodjon, így a szabályozás a folyamat paramétereinek szükséges mennyiségének csökkentését polisztirol és mennyiségének növelése a cement, amely csökkenését okozza a kezdetben meghatározott hőszigetelő tulajdonságokkal. Ellenállás hőátadási koefficiens 0,24 V / MOS mintákat sűrűséggel tartományban 870-900 kg / m 3. Frost kockák - nem kevesebb, mint 100 ciklus.
Alkalmazása légpórusképzŒ adalékok «SDO-L» az igény a hőszigetelő polisztirol nem igényel nagy szilárdság (a sűrűségek tartománya 150-600 kg / m 3), míg a kémiai adalék „KF - ragasztó” annak hatásmechanizmusa az első helyen, kereslet a konstruktív polisztirol sűrűsége 900-1300 kg / m 3. Mindazonáltal, a hatás a kémiai adalék „KF - ragasztóanyag” a thermophysical jellemzőit polisztirol igényel további mélyebb kutatást.
Meg kell jegyezni, hogy a korábbi vizsgálatok eredményeit, melynek mértéke gyógyítására a polisztirol összesített granulált kohósalak nyúlik hosszabb ideig (60 nap képest 28+). Feltételezzük, hogy idővel a polisztirol-beton erősségi jellemzőinek különbsége ezen adalékanyagok felhasználásával kissé csökkenthető.
Előzetes eredmények a kiválasztási és tesztelése a készítmények a nyersanyagok a szerkezeti polisztirollal táblázatban mutatjuk be № 1, hagyja, arra utalnak, hogy a legjobb kombináció a vegyi adalékok használata lágyító „Relamiks-2” együtt „KF - ragasztóanyag” alacsonyabb koncentrációban, ha előkezeljük polisztirol gyöngyök mész tejet.
Ennek eredményeként a vizsgálatok tervezésére és tesztelésére a készítmények a thermophysical tulajdonságai polisztirol kapunk egy új anyag épületszerkezetek jó szilárdsági és szigetelő tulajdonságai, előállítására szánt gyárakban beton falpanelek, áthidalók, födémek és burkolatok.
A második szakaszban a kutatási munka a tervek szerint számítási módszereit hajlító és excentrikus sűrített erősített szerkezet nagy szilárdságú polisztirol, a kibocsátást az ideiglenes műszaki előírások ezeket a termékeket.
AS NOSKOV, Műszaki Tudományok Doktora, professzor, V.P. PHILIPPOV, V.A. BELYAKOV, USTU-UPI,
Ural Építészeti és Építészeti Tudományos Kutatóintézet