Введение к работе
Актуальность работы.
В настоящее время особое внимание, уделяется ресурсосберегающим, и в частности — цементосберегающим, технологиям, так как производство цемента связано- с большими энергетическими затратами.
Одним из путей повышения эффективности использования клинкерного фонда цементных вяжущих, наряду с широко распространенным применением гидравлически активных материалов — гранулированных доменных шлаков, активных минеральных добавок, зол ТЭС и т. п. является производство вяжущих, в которых часть цемента заменена тонкомолотой инертной добавкой — микронаполнителем из карбонатной горной 'породы.
Вопрос о целесообразности ввода известняков или других
карбонатных горных пород в состав смешанного вяжущего
на основе портландцементного клинкера в сложившихся усло
виях производства цементов заслуживает особого внимания
по следующим причинам. Известняк—'основное сырье при
производстве портландцемента, и поэтому цементные заводы
расположены обычно вблизи от их -месторождений. В послед
нее время увеличивается дефицит доменных гранулирован
ных Шлаков — основного вида гидравлически активных доба
вок, применяемых для'производства портландцементом и шла-
копортландцемента. Кроме того, следует учитывать достаточ
но большой опыт применения смешанных цементов с добавкой
известняка за рубежом, хотя в различных странах и'меегместо
своя специфика, изготовления и-применения данного вида
вяжущего. ,.-..- . , ...
В этой связи выявление основных закономерностей влияния карбонатных микронаполнителей на стронтельно-техни-
ческие свойства цементных вяжущих и бетонов и строительных растворов на их основе представляет собой важную и актуальную научную и хозяйственную задачу.
Работа выполнялась в рамках проекта 0.14.01.02 «Разработать и внедрить технологию изготовления тонкомолотого многокомпонентного цемента (ТМЦ) и на его основе бетонов низкой водопотребностн с целью экономии цемента на 35 и более процентов», разрабатываемого по программе «Строй-прогресс—2000».
Целью настоящей работы является:
— изучение влияния карбонатного микронаполнителя на основные свойства цементных вяжущих и тяжелых бетонов (строительных растворов) на их основе;
— определение оптимальных составов цементных вяжу
щих с карбонатным микронаполнителем и рациональных об
ластей их применения.
На защиту выносятся:
-
Физико-технические характеристики тонкомолотых цементных вяжущих с карбонатным микронаполнителем.
-
Результаты исследований влияния карбонатного микронаполнителя в составе вяжущего или при автономном введении в бетонную смесь на прочностные свойства тяжелых бетонов и строительных растворов; результаты определения экономии цемента при использовании микронаполнителей и оптимального содержания карбонатного микронаполнителя в вяжущем.
-
Результаты экспериментальных исследований основных строительных свойств тяжелых бетонов на тонкомолотом цементном вяжущем с карбонатным микропаполнителеи: морозостойкости, усадки, ползучести, пористости, защитных свойств по отношению к стальной арматуре.
4. Рациональные области применения .тонкомолотых це
ментных вяжущих с карбонатным мнкронаполнителем с раз
личным содержанием последнего.
Научная новизна работы:
— установлены.зависимости активности и других физико-
технических свойств тонкомолотых цементных вяжущих с кар
бонатным микронаполнителем от минералогического состава
исходного портландцемента, от прочности исходной карбо-
натной горной породы и от содержания мнкронаплоннтеля в вяжущем, варьируемого в пределах 10...60% от массы всего вяжущего; предложены математические модели данных зависимостей; -
установлено, что оптимальный расход добавки ПАВ (в процентах от массы вяжущего) не зависит ни от водовяжу-щего отношения, ни от содержания карбонатного микронаполнителя в вяжущем, и прямо пропорционален удельной поверхности вяжущего;
установлен механизм уплотняющего действия карбонатного микронаполнителя в цементном тесте (примерно на 30% за счет снижения нормальной густоты теста и на 70%' в результате создания более плотной упаковки частиц вследствие изменения гранулометрического состава вяжущего) и в бетоне; исследованы зависимости открытой капиллярной пористости и интегральной пористости бетона от содержания карбонатного микронаполнителя;
установлено, что повышенная тонкость помола клинкерных частиц в вяжущем с карбонатным микронаполнителем по сравнению с исходным портландцементом, а также уплотняющий эффект микронаполнителя являются основными факторами, позволяющими экономить исходный портландцемент; определена значимость данных факторов для цементных вяжущих с различным содержанием микронаполнителя;
установлен более высокий уровень пластификации бетонных смесей добавками ПАВ в случае применения тонкомолотого цементного вяжущего с карбонатным микронаполнителем по сравнению с бездобавочным цементом;
впервые изучены основные строительно-технические свойства тяжелых бетонов на тонкомолотых цементных вяжущих с карбонатным микронаполнителем: усадка, ползучесть, кинетика длительного твердения, защитные свойства по отношению к стальной арматуре.
Практическая ценность работы.
Разработаны и предложены составы тонкомолотых цементных вяжущих с карбонатным'микронаполнителем в широком диапазоне активности, позволяющие заменять до 50% цемента мпкронаполнителем и обеспечивающие значительную экономию цемента — до 25% при использовании в, тяжелых бетонах и строительных растворах.
Установлены рациональные области применения тонкомолотых цементных вяжущих с карбонатным микронаполнителем дифференцированно от содержания микронаполнителя.
Результаты исследований, выполненных по теме настоящей диссертационной работы, использованы при разработке технических условий на «цемент с карбонатной добавкой — наполнителем», а также при получении п/о «Горнозаводскце-мент» разрешения на выпуск портландцемента ПЦ-Д20 марок 400 и 500. с полной заменой доменного гранулированного шлака, на кристаллический известняк.
Апробация работы.
Основные результаты исследований 'докладывались на
секциях Ученого Совета НИИЖБ (1989—1990' гґ.), на
XXIII"Международной конференции в области бетона и же
лезобетона (16—23 мая 1991 г.); а также на Научно-техниче
ском совещании руководящих и технических работников це
ментных заводов Минсевзапстроя СССР в т. Горнозаводске,
1990 г. , -
