Визначення впливу хімічних додатків на кінетику тужавіння цементного тіста

Строки тужавіння є важливою характеристикою портландцементу, яка в значній мірі залежить від вмісту додатку. Кінетику процесу тужавіння цементного тіста досліджують за допомогою приладу Віка шляхом занурення голки в кільце, заповнене тістом нормальної густоти. Тобто це визначення проводиться тільки після встановлення нормальної густоти цементного тіста всіх досліджуваних складів.

Дослідження проводять одночасно для всіх складів, включаючи контрольний /без додатків/. Для цього потрібно мати у розпорядженні таку кількість однакових кілець, що відповідає кількості досліджуваних складів. Готують послідовно цементне тісто всіх досліджуваних складів з кількістю води, що відповідає його нормальній густоті. Розраховану кількість додатку вводять з водою затворення в цемент, при цьому необхідно зафіксувати час вливання води до цементу τ₀ та прийняти його за початок відліку. Для попередження сплутування кожне кільце необхідно промаркувати згідно з його складом.

Наступний етап роботи полягає у визначенні початку тужавіння цементного тіста. Для цього періодично /через 5-15 хв/ голку приладу підводять до поверхні цементного тіста, відпускаючи стопорний гвинт та фіксують глибину її занурення за шкалою. При цьому послідовно досліджують всі кільця, пересуваючи їх та слідкуючи, щоб голка кожний раз попадала в різні місця. При кожному вийманні голки з тіста її необхідно витирати. За початок тужавіння τ_п.т. приймають час з моменту затворення до того моменту τ₁, коли голка не буде доходити до пластинки на 1…2 мм. Початок тужавіння умовно відповідає стадії колоїдації в процесі тверднення зв’язного за О.О.Байковим [1]. По мірі накопичення продуктів гідратації глибина занурення в часі буде зменшуватися. Відкладаючи по осі ординат глибину занурення голки, а по осі абсцис- час, одержимо графіки кінетичних кривих процесу тужавіння тіста, характерних для кожного з досліджуваних складів. Глибину занурення голки після початку тужавіння необхідно вимірювати для всіх складів через рівні проміжки часу /15…30 хв/ до кінця тужавіння. За кінець тужавіння приймають час від початку затворення до моменту τ₂, коли голка буде опускатися в тісто не глибше ніж на 1 мм. При цьому

τ_п.т.= τ₁- τ₀; τ_к.т.= τ₂ - τ₀,

τ_п.т – час початку тужавіння τ_к.т. – час кінця тужавіння.

Результати досліджень заносять в табл.2.1. аналіз одержаних результатів дозволяє прослідкувати особливості процесу тужавіння цементного тіста в присутності певних хімічних додатків.

Таблиця 2.1

Вплив кількості та виду додатків на кінетику тужавіння портландцементу

№ складу	Назва додатку	Кількість додатку, мас. %	Час, хв.	Глибина занурення голки, мм

В5.3. Визначення впливу кількості хімічних додатків на міцність портландцементу

Дослідження проводять на зразках-кубах 2х2х2 см, що формують з тіста нормальної густоти різного складу: без додатків /контрольний склад/ та з різною кількістю додатків. Цементне тісто після визначення нормальної густоти в 2 прийоми вкладають у попередньо змащену форму, штикуючи кожен шар 10 разів за допомогою шпателя або скляної палички. Надлишки тіста зрізають ножем, загладжують поверхню зразків та залишають їх для тверднення у вологому просторі на 24 години /накритими вологою тканиною/. Через 24 години зразки розформовують, маркують згідно з їх складом та вміщують в ексикатор для тверднення над водою. Випробовують зразки через 1, 3, 7, 28 діб. На кожний строк випробування з ексикатора виймають по 3 зразки всіх заформованих складів, витирають їх та відразу піддають випробуванню на стиск. Границю міцності на стиск визначають для кожного складу, як середнє значення з трьох випробувань за формулою:

R = P/F, де

P- руйнівна сила, кг; F – площа зразка,см².

Результати випробувань заносять в табл.2.2. після завершення всіх випробувань будують графічну залежність в координатах “міцність – кількість додатку” для кожного строку випробувань.

Таблиця 2.2.

Вплив кількості та виду хімічних додатків на властивості портландцементу

№ складу	Назва додатку	Кількість додатку, мас.%	Нормальна густина, %	Строки тужавіння, год.- хв..	Границя міцності при стиску МПа, зразків через, діб
початок	кінець

В5.4. Визначення пластифікуючої дії хімічних додатків

Робота виконується на кількох складах цементно-піщаного розчину 3:1, які відрізняються кількістю пластифікуючого додатку або їх видом / за завданням/. Один із складів має бути контрольним – без пластифікую чого додатку.

Спочатку готують розчин контрольного складу. Відважують 600 г піску та 200 г цементу, перемішують їх насухо протягом 1 хв., замішують водою. Кількість води встановлюють дослідним шляхом, керуючись необхідністю одержати нормальну консистенцію розчину. Згідно із стандартом, за нормальну, вважається така консистенція розчину, яка відповідає діаметру розпливу конуса 106-115 мм. Для визначення розпливу ретельно перемішаний протягом 5 хв. розчин у два прийоми вкладають у попередньо зволожену форму-конус, яка встановлена на диску струшуючого столика. Кожен шар розчину штикують: верхній -10, нижній – 15 разів. Після загладжування поверхні форму обережно знімають, а розчин струшують на столику 30 разів на протязі 30 ± 5 сек. Розплив конуса вимірюють у двох перпендикулярних напрямках та визначають середнє значення. Якщо визначений розплив вкладається в інтервал 106-115 мм, консистенцію такого розчину вважають нормальною. У випадку відхилень в той чи інший бік дослід повторюють, коректуючи кількість води.

Нормальну консистенцію цементного розчину характеризують водоцементним відношенням В/Ц з точністю ± 0,01.

Після визначення нормальної консистенції та В/Ц розчину контрольного складу послідовно за описаною методикою визначають діаметр розпливу розчинів, що містять пластифікуючий додаток. При цьому додаток у попередньо розрахованій кількості /доповнення 1/ вводиться у розчинному вигляді з рідиною затворення. Неодмінною умовою є постійне В/Ц, а відповідно, і кількість рідини затворення / без врахування додатку/, що дорівнює значенням, визначеним для контрольного складу. Після визначення кожен із досліджуваних складів, внаслідок дії пластифікуючих додатків, буде мати різний діаметр розпливу розчину. Результати досліду заносять в таблицю 2.3.

Таблиця 2.3.

Вплив пластифікуючи додатків на текучість та міцність цементно-піщзаного розчину /1:3/

№ складу	Назва додатку	Кількість додатку, Мас.%	В/Ц	Розплив конуса, мм	Гриниця міцності при стиску, МПа зразків через, діб

На основі одержаних результатів будують графік залежності діаметру розпливу розчину від вмісту пластифікуючих додатків. Аналіз графічних залежностей дозволяє вибрати оптимальну кількість або вид додатку. Але одержані результати необхідно ще скоректувати з огляду на відомий вплив пластифікуючих додатків на міцність цементу.

З цією метою паралельно із визначенням нормальної консистенції формують після додаткового перемішування зразки-куби розміром 2х2х2 см за описаною в розділі 2.3 методикою із тих самих розчинів, що були використані для вимірювання діаметру розпливу. Необхідно заформувати по 2 форми кожного із досліджуваних складів. Зразки після попереднього тверднення у формі на протязі 1 доби продовжують тверднути в ексикаторі над водою. Випробовують на стиск по 3 зразки через 1, 3, 7, 28 діб /розд.2.3/. Одержані результати заносять в таблицю 2.3, а також представляють у вигляді графічної залежності в координатах “міцність зразків-кількість /вид/ додатку”.

Сумісний аналіз встановлених графічних залежностей дозволить встановити оптимальну кількість /вид/ пластифікуючи додатків, як таку, що при мінімальному розході має найкращу розріджуючу дію та не має негативного впливу на міцність цементу.

ВИСНОВКИ

На основі проведеного аналізу одержаних результатів та побудованих графічних залежностей оцінити характер та ефективність дії досліджуваних додатків.

Додаток 1