Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Химическое сопротивление бетонополимеров Макаров, Юрий Алексеевич

Химическое сопротивление бетонополимеров
<
Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров Химическое сопротивление бетонополимеров
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Макаров, Юрий Алексеевич. Химическое сопротивление бетонополимеров : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.05.- Саранск, 2000.- 211 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/733-2

Содержание к диссертации

Введение

1. Бетонополимеры. технология получения. свойства 9

1.1. Технология получения бетонополимеров 9

1.2. Структура и свойства бетонополимеров 26

1.3. Химическое сопротивление бетонополимеров и методы его прогнозирования 35

1.4. Цель и задачи исследования 46

2. Материалы и методы исследований 48

2.1. Материалы, используемые в работе 48

2.2. Методы исследований 58

2.3. Планирование эксперимента и статистические методы анализа экспериментальных данных 65

3. Теоретические основы переноса жидкостей в капиллярно-пористых телах 71

3.1. Механизмы переноса жидкости через бетон 71

3.2. Перенос жидкости через бетон под действием капиллярных сил 73

3.3. Перенос влаги в капиллярно-пористых телах под действием электрического поля 84

3.4. Выводы 92

4. Изучение структуры и свойств бетонополимеров 93

4.1. Математическая модель зависимости прочности, характеристик поровой структуры и привеса полимера при пропитке цементно-песчаного раствора от его состава 93

4.2. Фрактальный анализ поровой структуры и свойств импрегнированных наполненных цементных композитов 133

4.3. Технология импрегнирования бетона 146

4.4. Физико-механические свойства и химическое сопротивление бетонополимеров 161

4.5. Выводы 172

5. Долговечность бетонополимеров 174

5.1. Расчет состава бетона высокой морозостойкости 174

5.2. Экспериментальные исследования физико-механических

свойств бетонополимеров 175

5.3. Исследование морозостойкости и химического сопротивления бетонополимеров 179

5.4. Выводы 186

6. Общие выводы 188

Список литературы

Введение к работе

Актуальность проблемы

Цементный бетон и железобетон на сегодняшний день являются эсновными материалами, применяемыми в строительстве. Их роль.трудно переоценить при работе в нормальных условиях, однако когда дело касается различных афессивкых воздействий, железобетон не справляется с возложенными на него функциями и без специальной защиты быстро разрушается и выхолит из сгроя. Наиболее эффективным способом защиты бетона от агрессивных воздействий является пропитка его полимерами. В настоящее время уже имеется определенный опыт по изготовлению широкой номенклатуры изделий из бетонополимеров. Однако применение зетонополимеров сдерживается тем, что мало изучена их долговечность в реальных условиях эксплуатации. Определенные трудности возникают и в процессе производства бетонополимеров, обеспечения достаточной толщины шщитиого слоя и привеса полимера в процессе пропитки. Поэтому актуальна проблема научного исследования физико-мечанических свойств и химического :оііротивлеііия бетонополимеров и совершенствования их технологии с целью :оздания материалов более высокого качества и расширения области жсплуатации бетонополимерных материалов и конструкций.

Цель работы заключалась в исследовании химического сопротивления Зетонополимеров, изготовленных на основе наполненных цементных бетонов, разработке составов с высокой химической стойкостью и совершенствовании технологических приемов получения бетонополимеров.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие іадачи:

исследовать влияние наполнителей и их пористости на прочность, юристость, химическую стойкость и технологию бетонополимеров;

исследовать влияние степени наполнения цеолитом на структурные и [шзико-механические характеристики цементного камня, цементно-песчаного >аствора и тяжелого цементного бетона;

определить оптимальные составы бетонных смесей, обеспечивающих [рочностные характеристики на заданном уровне, высокую химическую тонкость и долговечность;

разработать новые технологические приемы получения бетонополимеров;

разработать математические модели переноса жидкости в капиллярно-юристых телах.

Научная новизна заключается в том, что впервые:

в технологии бетонополимеров с целью ускорения процесса пропитки и величения ее глубины была применена пропитка ' под действием лектрического поля;

изучено влияние электрического поля на кинетику пропитки тяжелого ементного бетона;

предложив вводить отвердитель ПЭПА в цементную композицию вместе с водой затворения, что повышает эффективность использования эпоксидной смолы для пропитки цементного камня;

разработана математическая модель кинетики пропитки и теоретически получено уравнение переноса жидкости в капиллярно-пористое тело при совместном действии сил капиллярного подсоса и электрического поля;

Практическая значимость работы

Разработана и опробована в объеме опытных образцов технология получения бетонополимеров с применением электрофореза.

Разработаны рекомендации по получению прочных и химически стойких бетонополимеров на основе наполненных цементных бетонов.

Разработан состав исходного цементного бетона с применением наполнителей.

Теоретически смоделированы процессы пропитки капиллярно-пористых сред.

Доказана эффективность использования разработанного материала в различных отраслях строительной индустрии: в гражданском и промышленном строительстве, в дорожном и гидротехническом строительстве и их технико-экономическая эффективность по сравнению с традиционными материалами.

Апробация результатов работы Основные разделы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных и университетских научно-технических конференциях и симпозиумах, в том числе: Научной конференции Мордовского государственного университета имени Н.П.Огарева «XXV11 Огаревские чтения» (Саранск, 1998); Научной конференции Мордовского государственного университета имени Н.П.Огарева «XXVIII Огаревские чтения» (Саранск, 1999); IV конференции Молодых ученых Мордовского госуниверситета (Саранск, 1999); V Академических чтениях РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения» (Воронеж, 1999); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2000).

Публикации

По материалам выполненных исследований опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы

Химическое сопротивление бетонополимеров и методы его прогнозирования

Исследование структуры цементного камня с помощью сканирующей электронной микроскопии [1] показало, что цементный камень характеризуется наличием сигарообразных и глобулярных частиц. Основными структурными элементами твердой фазы затвердевшего цементного камня являются гель C-S-Н, кристаллы гидрата окиси кальция и клинкерные реликты. Естественно, что такая гетерогенная система характеризуется пористостью, которую весьма условно можно считать системой пор разных диаметров. Действительная геометрия микроструктуры обладает большим разнообразием и микронеоднородностью; она носит смешанный характер и включает как ячеистые элементы, так и линейные и четочные капилляры.

Поровая структура бетона представляет собой систему хаотически расположенных пор размером от 0.01 до 100 мкм (иногда даже до 5 мм.) Возможны нарушения сплошности бетона в контактной зоне цементного камня и крупного заполнителя в результате недостаточной адгезии. При всем этом общая пористость плотного бетона лежит в пределах 6-20%. Поровая структура цементного камня и бетона, как правило, изотропная.

Размеры пор и капилляров весьма различны и зависят от вида вяжущего и условий твердения. Распределение пор по размерам в цементном камне характеризуется двумя максимумами. Первый максимум (0.01 мкм) соответствует преобладающему размеру пор гидросиликатного геля, второй -порам, образующимся в результате испарения воды затворения, вовлечения воздуха и т.д. (0.06-0.07 мкм).

Пористость можно Менять, регулируя температуру и влажность среды твердения, а также водоцементное отношение. Изменение поровой структуры бетона возможно также благодаря применению различных химических добавок и минеральных наполнителей. Применяя различные наполнители можно менять не только общую пористость, но и соотношение открытой и замкнутой пористости, что оказывает огромное влияние на морозостойкость бетона, а, следовательно, и на его долговечность.

В зависимости от вида, дисперсности и количества введенного наполнителя размеры и конфигурация пор в бетоне меняются в широких пределах; могут преобладать микро- или макрокапилляры. Это оказывает определенное влияние как на технологию получения бетонополимеров, так и на свойства конечного продукта. Влияние наполнителей на поровую структуру бетона изучалось в работе [2].

Проводились также исследования влияния наполнителей на параметры технологических операций при производстве бетонополимеров и их свойства. Однако эти исследования немногочисленны и данные их очень противоречивы. Так, в работе [3] утверждается, что применение пористых наполнителей, увеличивающих открытую пористость бетона, приводит к увеличению химической стойкости и прочности бетонополимера за счет более глубокого проникания мономера в бетон, и, следовательно, более высокой степени заполнения пор полимером. Однако в работе [4] напротив отмечается снижение прочности и химической стойкости, связанное с увеличением общей пористости.

В работе [3] показано, что в бетоне с применением пористых наполнителей потери мономера при полимеризации уменьшаются за счет образования более тонкопористой структуры, а по данным работы [5] потери мономера меньше в случае применения малопористых наполнителей за счет уменьшения общей пористости бетона. Таким образом, очевидно, требуются дополнительные исследования в этой области.

По данным исследований [6] наиболее эффективно применение в качестве наполнителя для бетонов цеолита. В настоящее время уже имеются многочисленные исследования влияния цеолита на структуру, прочность и долговечность цементных бетонов. Показано, что введение цеолита в бетон снижает дефектность структуры, повышает однородность бетона и его химическую стойкость, увеличивает прочность на 20-30%. Однако в области бетонополимеров такие исследования еще не проводились и поэтому представляют научный и практический интерес.

Сведения о размерах пор и доступности их жидким средам определяют выбор пропитывающих составов и режимы обработки, так как для каждой пористой структуры целесообразен индивидуальный подход, чтобы получить наилучшие результаты. При пропитке бетона конфигурация его пор и капилляров определяет как скорость пропитки, так и возможное предельное насыщение бетона мономером. Для успешного протекания процесса полимеризации необходимо, чтобы мономер прочно удерживался в капилляре. Вместе с тем, при полимеризации мономер стремится уменьшиться в объеме, и поэтому только в тонких капиллярах с шероховатыми стенками будет удерживаться достаточно прочно. Таким образом, желательно иметь в бетоне более тонкие капилляры.

Однако, оптимальные размеры капилляров бетона зависят также от свойств пропиточного состава. При его высокой вязкости тонкие капилляры могут вообще не заполняться мономером. Поэтому при применении очень вязких мономеров прочность бетонополимера будет невелика. При очень жидких мономерах, наоборот, они будут плохо удерживаться в толстых капиллярах, что вводит ограничения по верхнему пределу радиуса капилляров. Следовательно, имеется определенное оптимальное распределение капилляров в бетоне, при котором достигается их наиболее полное заполнение мономером и его удержание при последующей обработке.

Планирование эксперимента и статистические методы анализа экспериментальных данных

В процессе кислотной коррозии бетонополимера роль диффузии агрессивной среды сквозь поровое пространство материала падает, фронт разрушения проходит через компоненты бетона - цементный камень и заполнители. Поэтому тонкие прослойки полимера в структуре бетона хотя и замедляют процесс коррозии, но не могут полностью его предотвратить. Поэтому для повышения коррозионной стойкости необходимо применять более стойкие в данных средах цементы, заполнители и пропиточные составы. Использование стойких заполнителей в сочетании с качественной пропиткой способствует получению материалов особо высокой коррозионной стойкости. Процесс коррозии бетонополимера можно условно разделить на два процесса: процесс коррозии компонентов исходного бетона (и цементного камня в частности) и процесс химической деструкции полимера, заполняющего поры и капилляры бетона. Химические процессы, вызывающие повреждение исходного цементного бетона в кислых средах, можно разделить на несколько видов: -процессы вымывания, при которых из материала десорбируют компоненты, растворимые в воде. Этот вид коррозии протекает под действием воды с малой временной жесткостью и называется выщелачиванием; - процессы химического взаимодействия реакционноспособных компонентов электролита и композита с образованием растворимых солей или других продуктов, растворимых в воде; процессы химического взаимодействия реакционноспособных компонентов электролита и композита с образованием нерастворимых солей, кристаллизующихся в порах и уплотняющих структуру бетона на начальной стадии и разрушающих ее с увеличением объема больше критического предела.

Исследования, проделанные по изучению коррозии первого вида [60, 61, 62], показали, что причиной коррозии бетона в пресных водах является растворимость отдельных частей цементного камня. Наиболее растворим гидроксид кальция (известь), образующийся при гидролизе C3S. В результате выноса гидроксида кальция из бетона происходит понижение его прочности. В цементном бетоне выщелачивание рассматривается как последовательный процесс разложения компонентов цементного камня, обусловленный изменением концентрации гидроксида кальция.

По мнению Ф.М.Иванова и В.В.Кинда выщелачивание опасно в основном при фильтрации воды с низким содержанием карбонатов кальция и магния. При этом со стороны подвода воды происходит понижение, а со стороны отвода воды - повышение прочности. Коррозия бетона первого вида особенно прогрессирует в условиях проточной воды, и ее скорость прямо пропорциональна скорости течения воды.

К основным факторам, определяющим кинетику процесса выщелачивания бетона, В.М.Москвин относит плотность бетона, его непроницаемость, общее количество оксида кальция в цементном камне и его минералогический состав. Бетоны на цементе с пониженным содержанием оксида кальция имеют повышенную химическую стойкость.

В результате обменных реакций, протекающих в процессе коррозии второго вида, образуются продукты, которые либо выделяются в виде аморфной массы, либо легко растворяются. В этом случае прочность цементного камня снижается, пористость возрастает, вследствие чего коррозия бетона усиливается [63, 67, 68, 69]. Новообразования не обладают достаточной плотностью и не препятствуют проникновению агрессивной среды вглубь бетона. Вследствие этого обнажаются внутренние слои бетона, которые тоже разрушаются и в результате этого процесс коррозии протекает до полного разрушения бетона [68]. Коррозия бетона второго вида чаще всего протекает под действием сернокислых и хлористых солей, которые содержатся в грунтовых водах и морской воде [69].

К третьему виду коррозии бетона относят сульфатную коррозию бетона, которая происходит вследствие образования и кристаллизации в поровом пространстве гидросульфоалюмината кальция и гипса и при проникновении сульфат-ионов в цементный камень из внешней среды. Интенсивность сульфатной коррозии зависит от концентрации сульфат-ионов в растворе, минералогического состава цемента и особенно от плотности (проницаемости) бетона [64].

Бетон, подвергающийся сульфатной коррозии, на начальной стадии обладает несколько большей прочностью, чем незатронутый коррозией бетон. Только при дальнейшем развитии процесса образующиеся в бетоне кристаллы вызывают растрескивание вплоть до полного его разрушения. Коррозия бетона, вызванная кристаллизацией солей, может происходить при взаимодействии трехкальциевого алюмината с хлористым кальцием.

Наиболее опасными для бетона _ являются неорганические кислоты: соляная, азотная и серная. Среди органических кислот наиболее агрессивны уксусная и молочная кислоты. Агрессивность кислот по отношению к цементному камню объясняется тем, что содержащаяся в бетоне гидроокись кальция как сильное основание легко реагирует со всеми кислотами, образуя соль. При высоких концентрациях кислот (выше 60-70%) реакционноспособными становятся силикаты и алюминаты кальция.

Перенос влаги в капиллярно-пористых телах под действием электрического поля

Кажущаяся пористость (интегральный объем открытых пор, доступных водопоглощению) оценивается значением объемного водопоглощения W0. Равновесное поглощение Wp, изменяющееся в пределах 0 Wp We} является интегральной оценкой количества в материале макропор (г 0.1 мкм) и микропор (г 0.1 мкм). При Wp = .0 вся пористость представлена макропорами, а при Wp = We вся пористость представлена микропорами. WP _ Отношение величины ттг- Км характеризует относительное количество микропор в материале и называется коэффициентом микропористости, лі Показатели среднего размера пор Я2 и однородности пор по размерам ос рассчитываются с помощью номограмм или по аналитическим формулам. Таким образом, данный метод качественно выявляет и количественно характеризует довольно большой диапазон размеров пор и капилляров бетона. Метод дает достаточно надежные и хорошо воспроизводимые результаты.

Микротвердость образцов определялась методом царапанья на склерометре, разработанном ИМАШ РАН (ГОСТ 21318-78). Испытания образцов проводились согласно ГОСТ 10717-78. Метод царапанья заключается в следующем: под действием груза массой т индентор прибора внедряется в испытываемый образец материала на глубину h. Индентором является трехгранная алмазная пирамида (Берковича). При движении образца навстречу ребру пирамиды образуется канавка (царапина) шириной Ь и глубиной h. Микротвердость царапаньем определяется как нагрузка, отнесенная к боковой поверхности контакта пирамиды с образцом. Для трехгранной пирамиды микротвердость Я(МПа) тт 3138Р # = --г- (2.10) где: Р - нормальная нагрузка, кг; Ъ - ширина царапины, мм. Для построения кривых распределения пор по размерам были сделаны снимки микроструктуры цементного камня. Плоский срез образца помещался под сканер с высокой разрешающей способностью. Полученное таким образом изображение увеличивалось в 10 и 25 раз и затем преобразовывалось с помощью ЭВМ. По полученным снимкам подсчитывалось количество пор определенного диаметра на единице поверхности образца и строились кривые распределения пор по размерам. Эти снимки были также использованы для определения фрактальной размерности методом покрытия изображения множеством N ячеек со стороной S (клеточной размерности).

Под математическим планированием эксперимента понимают постановку опытов по заранее составленной схеме, обладающей оптимальными свойствами с точки зрения объема экспериментальных работ и статистических требований. В основу теории планирования эксперимента положены вероятностно-статистические методы, позволяющие теоретически обоснованно установить минимально необходимое число и состав экспериментов, порядок их проведения для получения количественных зависимостей между изучаемым параметром и влияющими на него факторами. Планирование эксперимента предполагает выбор наиболее существенных факторов и диапазона их варьирования для определения выходных параметров, а также проведение опытов по определенному статистически оптимальному плану (матрице), вид которого определяется характером предполагаемой зависимости (модели). Наиболее удобной формой записи количественной зависимости является уравнение в виде полинома Шеффе для q -компонентной системы: Y = YjAivi + T MvJ+llAi4vivj(vi-vj)+lL (2.П)

По данным эксперимента рассчитываются только статистические оценки истинных коэффициентов полинома.

При планировании эксперимента весьма важным этапом является выбор основных факторов. Модель при одинаковых входных воздействиях (факторах) имеет одинаковую с оригиналом реакцию на выходе. Для целенаправленного изменения выходов изменяются значения входных факторов.

Факторы - это изменяемые переменные величины, принимающие в некоторый момент времени определенные значения, контролируемые в процессе эксперимента. К факторам предъявляются следующие требования: совместимость, независимость, достижимость в определении, возможность варьирования в заданных пределах. Предпочтительнее, чтобы факторы имели количественную оценку. После выбора факторов необходимо установить уровни их варьирования. Совокупность всех значений, которые может принимать фактор в пределах эксперимента, называют областью его варьирования.

В области определения фактора выбирается подобласть для проведения планирования эксперимента. Выбор этой подобласти включает два этапа: выбор основного уровня и выбор интервалов варьирования. Интервалом варьирования является число, прибавление к которому основного уровня дает верхний, а вычитание из основного уровня - нижний предел. При планировании эксперимента производится нормализация факторов xt. Взамен натуральных значений xt вводятся кодированные ХІ - . После нормализации xt переменных факторное пространство ограничивается треугольником с координатами вершин xt = 0;+1. В матрице планирования факторы даются в кодированном виде. Количественное или качественное выражение влияния управляющих факторов на функционирование объекта называется выходом или откликом. Факторы и выходы системы являются параметрами оптимизации, которые обеспечивают эффективность с точки зрения достижения цели, оценивают функционирование системы, имеют четкий физический смысл.

Существует несколько схем организации эксперимента. Наиболее целесообразно применять схему Г: серия из дублирующих опытов с т = const измерениями в каждом опыте, что позволяет получить п измерений.

На основании данных эксперимента рассчитываются средние величины в каждой строке плана, которые участвуют в расчете оценок коэффициентов математической модели. Важнейшей частью исследования является регрессионный анализ модели, основной задачей которого является вычисление параметров и статистическое исследование математических моделей, полученных по экспериментальным данным. Математическая модель процесса определяется с помощью регрессионного анализа; она линейна относительно параметров и представляет собой конченный степенной ряд. Такая модель называется уравнением регрессии. Поверхность, описываемая уравнением регрессии и являющаяся геометрическим отображением процесса, называется поверхностью отклика.

Фрактальный анализ поровой структуры и свойств импрегнированных наполненных цементных композитов

С увеличением концентрации заполнителя прочность цементно-песчаного раствора на начальном этапе возрастает (рис.4.1), что связано с формированием достаточно плотного каркаса структуры 2-го вида и подтверждается уменьшением общей пористости материала (рис. 4.4). При дальнейшем увеличении концентрации заполнителя образуется структура 3-го вида, пористость возрастает и, соответственно, уменьшается прочность.

В ходе экспериментов было установлено, что введение в материал мелкодисперсного наполнителя в количестве до 17% от массы цемента способствует увеличению прочности. При дальнейшем наполнении наблюдается падение прочности, что согласуется с полиструктурной теорией композиционных строительных материалов [71, 92]. Увеличение прочности композиций при оптимальных степенях наполнения можно объяснить ориентирующим воздействием поверхности зерен наполнителя на продукты гидратации цемента и образованием кластерных структур. Положительное влияние оказывают также образующиеся в результате химического взаимодействия компонентов дополнительные связи. При большем содержании наполнителя наблюдается непосредственный контакт его зерен, нарушение сплошности цементной матрицы, что приводит к уменьшению прочности материалов. Кроме того, при наполнении цементных композиций цеолитосодержащими породами значительно возрастает водопотребность при изготовлении растворов, так как цеолит обладает большим количеством внутрикристаллических пустот.

Повышение физико-механических свойств цементных композитов, наполненных цеолитами, также связано с наличием в цеолитовой фазе активных кремнезема и глинозема. Цеолиты, выступая в роли активных минеральных добавок, интенсивно связывают образующиеся в процессе твердения портландцемента гидроокись кальция в низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. При увеличении степени наполнения цементной системы свободная гидроокись кальция, образованная в результате гидратации цемента, вступает в реакцию с цеолитом. Представляется, что при введении цеолита в систему свободная гидроокись кальция будет поглощаться цеолитом. Это приводит к ускорению структурообразования в системе. Дополнительно образующиеся в процессе твердения низкоосновные гидросиликаты кальция уплотняют цементный камень и упрочняют его.

Анализируя механизмы контактных взаимодействий в наполненных цементных системах, можно наметить пути активации наполнителей с целью усиления их адгезии к связующему [102].

Анализ результатов проведенного планирования эксперимента позволил установить, что поровая структура цементно-песчаного раствора определяется его составом. Как сказано выше, в зависимости от состава цементно-песчаный раствор может иметь структуру трех видов, и так как пористость его определяется в основном пористостью цементной матрицы, то минимальной пористостью должен обладать состав, имеющий минимальный объем цементного камня при полном заполнении им пустот между зернами заполнителя. Такой состав соответствует структуре 2-го вида и подтверждается результатами эксперимента: минимальной пористостью обладает состав, имеющий максимальную прочность при сжатии: П/Ц=2/1, Н/Ц=0,17, В/Ц=0,6. При изменении любого из этих отношений наблюдается увеличение объема открытых пор Wo и истинной пористости Пи. Возрастает также и коэффициент микропористости.

Большой интерес представляют экспериментальные данные о влиянии факторов х\,Х2, хз на показатель среднего размера пор Х2, так как при заданной пористости чем меньше размер пор, тем выше прочность, что подтверждается результатами исследований.

С целью изучения влияния вида наполнителя на физико-механические свойства цементно-песчаного раствора нами в качестве наполнителя (кроме цеолита) были использованы диатомит и маршалит. Изготавливались также образцы цементно-песчаного раствора без наполнителя. Результаты исследований приведены в таблице 4.3. Таблица 4. Наполнитель МПа wB,% Wo, % пи,% Км h а ДМ,% — 21.35 7.23 14.0 24.31 0.924 1.19 0.37 3.47 цеолит 27.29 9.94 18.8 25.70 0.710 0.52 0.45 4.39 диатомит 22.18 8.76 16.7 25.49 0.950 1.48 0.34 4.10 маршалит 22.85 6.58 12.8 23.92 0.846 1.04 . 0.37 3.18 по Анализом поученных результатов установлено, что введение в цементно-песчаный раствор мелкодисперсного наполнителя благоприятно влияет на прочность материала. Так, при введении 17% диатомита прочность образцов возросла на 4% по сравнению с контрольным составом, маршалита -на 7%. Максимальный рост прочности отмечен с применением в качестве наполнителя цеолита и составил 28%.

Поровая структура материала также меняется в зависимости от вида вводимого наполнителя. Максимальной пористостью обладают составы, наполненные цеолитом и диатомитом. Это объясняется тем, что данные наполнители характеризуются большими значениями пористости (см. таблицы 2.2 и 2.3) и значительно увеличивают водопотребность смеси, что также способствует увеличению пористости. Цементно-песчаный раствор, наполненный цеолитом, обладает также и наибольшим интегральным объемом открытых пор, что создает благоприятные условия для насыщения материала мономером при его пропитке, а сравнительно небольшой показатель среднего размера пор способствует прочному удержанию мономера в капилляре в процессе полимеризации (см. главу 1.1). Минимальную пористость имеет состав, наполненный маршалитом. Он также характеризуется относительно большим показателем среднего размера пор Х2- Таким образом, бетонополимеры предпочтительнее изготавливать на основе растворов, наполненных цеолитом. Это подтверждают данные, полученные в результате пропитки образцов, изготовленных с применением различных наполнителей, композицией на основе эпоксидной смолы ЭД-20, приведенные в таблице 4.3. Согласно им максимальный привес полимера имеют образцы, наполненные цеолитом (4,39%), а минимальный - маршалитом (3,18%).

Похожие диссертации на Химическое сопротивление бетонополимеров