Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1. Методы ускорения твердения бетона 9
1.2. Химическая активация цемента 11
1.2.1. Современные представления о процессах твердения цемента .. 11
1.2.2. Химическое воздействие на процессы твердения 20
1.3. Добавки в бетон 28
1.3.1. Виды и назначение добавок 28
1.3.2. Влияние добавок на твердение и свойства бетона 34
1.4.Научная гипотеза. Цель и задачи исследования 37
Выводы по главе 1 40
2. Иследованные материалы. методика исследования 42
2.1. Характеристика сырья и материалов 42
2.1.1. Вяжущее 42
2.1.2. Мелкий заполнитель 43
2.1.3. Крупный заполнитель 44
2.1.4. Вода 44
2.1.5. Сернисто-полимерная добавка 44
2.2. Определение физико-механических свойств цементного камня и бетона 45
2.2.1. Прочность цементного камня 45
2.2.2. Прочность бетона 45
2.2.3. Морозостойкость бетона 46
2.2.4. Истираемость бетона 46
2.2.5. Тепло-влажностная обработка 47
2.3. Физико-химические методы исследования 47
2.3.1. Химический анализ 47
2.3.2. Рентгенофазовый анализ 48
2.3.3. Метод рентгеновской спектроскопии 48
2.3.4. Мессбауэровская спектроскопия 49
2.3.5. Инфракрасная спектроскопия 49
2.3.6. Потенциометрия 50
2.3.7. Дифференциально-термический анализ 50
2.3.8. Термогравиметрический анализ 51
2.4. Планирование эксперимента и математическое
моделирование 51
2.4.1. Построение плана эксперимента 52
2.4.2. Расчет математической модели 53
2.5.Статистическая оценка достоверности результатов испытаний 54
3. Процессы гидратации портландцемента с сернисто-полимерными добавками 57
3.1. Физико-механические свойства цементного камня 57
3.2. Гидратация цемента в суспензии 67
3.3. Гидратация минералов цемента в суспензии в присутствии добавки соединений серы 72
3.4. Превращения соединений серы в цементном камне 78
Выводы по главе 3 83
4. Свойства цементных бетонов с сернисто-полимерными добавками 85
4.1. Разработка модифицированной комплексной сернисто-полимерной добавки 85
4.1.1. Выбор и обоснование химических компонентов, используемых для разработки комплексной добавки 85
4.1.2. Кинетика твердения бетона с различными добавками 86
4.1.3. Изучение взаимного влияния компонентов комплексной сернисто-полимерной добавки и оптимизация ее состава 89
4.2. Изучение основных свойств бетона с комплексной сернисто-полимерной добавкой 93
4.2.1. Удобоукладываемость бетонной смеси 93
4.2.2. Прочность при сжатии 93
4.2.3. Морозостойкость 94
4.2.4. Истираемость 98
4.3. Влияние добавки на прочность бетона при тепловлажностной обработке 99
4.3.1. Режимы тепловлажностной обработки 99
4.3.2. Оптимизация состава бетона и оценка экономии сырья 102
4.4. Совершенствование технологии бетонов с комплексными сернисто-полимерными добавками ее технико-экономическая оценка 106
4.5. Технико-экономическая эффективность применения комплексных сернисто-полимерных добавок 109
Выводы по главе 4 109
Общие выводы по работе 111
Библиографический список 113
Приложения 125
- Современные представления о процессах твердения цемента
- Гидратация минералов цемента в суспензии в присутствии добавки соединений серы
- Изучение взаимного влияния компонентов комплексной сернисто-полимерной добавки и оптимизация ее состава
- Оптимизация состава бетона и оценка экономии сырья
Введение к работе
Актуальность темы. Производство бетонных и железобетонных изделий и конструкций является достаточно энергоемким процессом, связанным с необходимостью тепловлажностной обработки изделий.
В качестве альтернативы энергоемкой технологии используют введение химических добавок в бетонную смесь, которые активизируют процессы твердения бетона. Наиболее перспективными можно признать добавки комплексного действия, в частности сернисто-полимерные. Влияние таких добавок на гидратацию цемента и набор прочности цементного камня заключается в активационном воздействии на компоненты цемента при твердении и модификации структуры образующегося цементного камня. Однако механизм воздействия комплексных сернисто-полимерных добавок на процессы твердения цемента является малоизученным.
Изложенное определило тему настоящего диссертационного исследования, выполненного по плану научных работ Минвуза РФ по госбюджетной теме 1.2.98.1 (ЕЗН) «Исследование механизма образования сернисто-полимерных соединений в процессах сульфидизации в технологии строительных материалов» и тематическому плану научных работ НГАСУ по направлению №7 «Разработка новых строительных материалов и ресурсосберегающих технологий их производства» в 1999-2004 годах.
Цель работы; Совершенствование технологии тяжелых бетонов с химическими добавками на основе исследования механизма действия комплексных сернисто-полимерных добавок на структуру и свойства цементного камня.
Задачи исследования:
- анализ существующих добавок в бетоны комплексного действия, их влияние на структуру и свойства цементного камня, эффективности применения в технологии бетонов;
- изучение влияния комплексных сернисто-полимерных добавок на
процессы гидратации цементов различной активности и на структуру и свойства
цементного камня;
— оценка эффективности влияния сернисто-полимерных добавок на
технологические свойства бетонов и разработка комплексной добавки
повышенной эффективности;
- совершенствование технологии тяжелых бетонов с новой комплексной
добавкой, исследование свойств бетона, его эксплуатационной стойкости и
долговечности;
— промышленное апробирование разработанных комплексных добавок в
технологии бетонов и растворов, оценка их эффективности.
Научная новизна:
— Введение сернисто-полимерной добавки, содержащей эквимолярные
количества полисульфида (CaSn) и тиосульфата (СаБгОз) кальция приводит к
увеличению прочности цементного камня при гидратационном твердении
портландцемента. Наиболее эффективно действие добавки в случае частично
гидратированных (лежалых) шлакопортландцементов. При содержании шлака 20
% мае. и количестве связанной воды в цементе 2,8 % введение 1 масс. % добавки
приводит к увеличению предела прочности при сжатии после 28 суток
нормального твердения на 44,1%.
- Действие сернисто-полимерной добавки связано с ее влиянием на процесс
гидратации клинкерных минералов (C3S, C2S, C4AF) и цемента в целом. При
введении добавки в количестве 0,5 - 2 масс. % значительно увеличивается
содержание S1O2 в жидкой фазе. Количество AI2O3 в ней несколько уменьшается.
При гидратации C3S и C4AF в суспензии при соотношении твердой и жидкой фаз
1:3 соединения серы исчезают из жидкой фазы полностью. На поверхности
твердой фазы протекают восстановительные реакции, что приводит к
образованию кристаллической серы и сложных соединений кальция, содержащих
серу.
Эффективное действие на процесс гидратационного твердения цемента оказывает комплексная добавка, содержащая сернистые полимеры и бихромат калия К2СГ2О7. Содержание компонентов в ней соответствует соотношению: известь:сера:бихромат калия, равному 1:1,87:2,85. Введение этой добавки в бетонные и растворные смеси в количестве 2% от массы цемента обеспечивает повышение прочности бетона после тепловлажностной обработки на 20 - 70 % и в возрасте 28 суток на 20 - 40% по сравнению с бетоном без добавки. При этом в начальный период твердения (до 7 суток) преимущественное влияние оказывает бихромат калия, а в последующий период (14 суток и более) — сернистые полимеры.
Использование комплексной добавки (2% от массы цемента) приводит к уменьшению объема капиллярной пористости цементного камня, что обеспечивает повышение морозостойкости бетона. Введение добавки в бетонную смесь позволяет снизить длительность цикла тепловой обработки, уменьшить расход цемента на 16-20%, понизить истираемость бетона.
Практическое значение и реализация работы;
Предложена сернисто-полимерная добавка, содержащая полисульфид и тиосульфат кальция, обеспечивающая увеличение прочности цементного камня и бетона (патент РФ №2167116, 2001 г.). Действие добавки особенно эффективно в случае шлакопортландцементов и частично гидратированных (лежалых) цементов.
Предложена комплексная добавка, содержащая сернистые полимеры и бихромат калия (патент РФ №2215706). Введение добавки в бетонную смесь (2% от массы цемента) обеспечивает повышение его прочности и морозостойкости.
Предложена и опробована в производственных условиях энергосберегающая технология тяжелых бетонов с комплексными сернисто-поллимерными добавками, позволяющая значительно повысить прочность бетона в начальный и конечный период твердения в нормальных условиях и при тепловлажностной обработке.
- Разработаны временные технические условия «Добавки комплексные сернисто-полимерные».
На защиту выносятся:
- представления о механизме действия комплексных сернисто-
полимерных добавок на процессы гидратации цемента и структурообразования
цементного камня;
состав комплексной добавки в бетоны повышенной эффективности;
характеристики свойств тяжелых бетонов с разработанной комплексной сернисто-полимерной добавкой;
математическая модель, учитывающая влияние комплексных сернисто-полимерных добавок на прочность бетона;
- усовершенствованная технология производства бетонных изделий с
комплексными сернисто-полимерными добавками.
Автор выражает благодарность научному консультанту доктору физико-математических наук, профессору Мазалову Льву Николаевичу, а также сотрудникам ИНХ СО РАН за активное участие в проведении структурных исследований цементного камня и обсуждение полученных научных результатов.
Современные представления о процессах твердения цемента
Если же концентрация более высокая, то образуется преимущественно эттрингит. Эттрингит устойчив при концентрации CaS04 более 14,6 мг/л, повышенных температурах и давлении водяного пара 15,5 мм рт. ст. [43].
При протекании гидратационных процессов в цементе выделяется значительное количество теплоты, в основном на начальной стадии гидратации (рисунок 1.2).
Твердение цементного теста в первые сроки характеризуется замедлением скорости гидратации, что видно из рис. 1.2 при переходе от первого ко второму пику. Этот временной интервал называется индукционным периодом и соответствует времени до начала схватывания цементного теста [88]. Процесс гидратации можно условно разделить на три этапа [57]: 1. Процесс растворения вяжущих веществ является доминирующим. Скорость образования зародышей гидрата весьма мала, вся масса растворенного вещества идет на повышение концентрации раствора. 2. Происходит как растворение вяжущего, так и образование зародышей гидрата. 3. Возникновение зародышей практически прекращается, происходит только растворение исходного вещества и рост новообразования. При гидратации цемента процесс растворения протекает в кинетической области, т.е. скорость реакции гидратации лимитируется скоростью растворения минералов [57]. Вследствие большой плотности и относительно малой реакционной способности зерен цементного клинкера, их гидратация начинается с поверхности, медленно и более или менее равномерно распространяясь вглубь зерен. Однако при взаимодействии исходного цемента с водой происходит физико-химическая диспергация (или адсорбционная пептизация), приводящая к увеличению поверхности контактирования [63]. Первичным актом гидратации является адсорбция молекул воды на поверхности цементных составляющих. Скорость растворения зависит от состава и свойств кристалла, оказывающих влияние на адсорбционные свойства молекул воды по отношению к нему. Поверхность цементных минералов представлена атомами О, Si, Al, Са. В основном преобладают атомы О и Са (Са/О = 0,5-0,75) [81]. Поверхность частиц цемента - электрически неоднородна, т.е. на ней присутствуют свободные носители заряда, которые являются активными центрами, поэтому именно на них происходит адсорбция молекул воды. В реакциях гидратообразования образованные в воде комплексы ОН" и НзО+ являются активными компонентами среды. Адсорбция протекает по донорно-акцепторному механизму за счет водородных связей [81]. Протон и ОЬГ-ионы в результате высокой подвижности легко проникают сквозь слой гидратов в реакционную зону к «свежей» поверхности минералов [83]. Наибольший интерес при изучении гидратационных процессов, происходящих при твердении цемента, представляет механизм гидратации силикатов кальция как основных структурообразующих компонентов. Адсорбция молекул воды поверхностными атомами за счет водородных связей способствует ослаблению и разрыву связей -Ca-0-Sh=. Связи =Si-0-Si= рвутся в результате комплексообразования с ОН -ионами. В результате в жидкой фазе накапливаются ионы H3Si04 и H2Si04 Са2+, ОН" и ионы, присутствующие в виде примесей: Na+, SO42-, К+, а также в небольшом количестве комплексные ионы А1, Fe [39]. Изменение кристаллохимических характеристик клинкерных минералов за счет присутствия примесей сказывается как на скорости растворения, так и на скорости гидратации в целом. В связи с этим можно выделить ряд факторов, влияющих на механизм гидратации портландцемента [15]: 1. Искажения правильного строения элементарных ячеек решеток кристаллов минералов. 2. Деформации строения элементарных решеток кристаллов минералов за счет внедрения в них чужеродных элементов, обусловленных: - изменением сил химической связи в локальных объемах кристаллической решетки; - усилением блочности строения кристаллов и увеличением вследствие этого числа дислокаций; - смещением равновесия «порядок - беспорядок» в кристаллической решетке; - развитием локальных процессов сжатия и растяжения в решетке из-за несоответствия геометрических размеров замещающих ионов; - воздействием на все виды дефектов в кристаллической решетке, возникающих по другим причинам. 3. Увеличение концентрации электронных дефектов в кристаллических решетках. 4. Изменение в кристаллических решетках концентраций вакансий, чужеродных ионов, линейных атомных дислокаций, поверхностных и объемных дефектов. Гидратные новообразования относятся к малорастворимым соединениям [39]. Для большинства минеральных вяжущих продукты реакции гидратации, в виде отдельных ионов и их гидратов, переходят с поверхности в жидкую фазу, образуя раствор, пересыщенный по отношению к новообразованию; продукты гидратации выпадают из раствора в виде зародышей новой фазы. Новая фаза образуется в виде зародышей главным образом на поверхности вяжущих веществ [57].
Гидратация минералов цемента в суспензии в присутствии добавки соединений серы
Анализ литературных данных показал, что в технологии бетонных и железобетонных изделий одной из эффективных и перспективных является сернисто-полимерная добавка. Имеющаяся информация об этой добавке представлена главным образом в виде патентов, отсутствуют данные о механизме влияния добавки на свойства получаемого цементного камня и бетона, что затрудняет или делает применение этой добавки невозможным в производственных условиях. Поэтому создание научной базы по применению этой добавки для производства строительных материалов на основе цемента является актуальной задачей.
В связи с этим необходимо изучить влияние этой добавки на процессы твердения цемента, свойства и структуру получаемого цементного камня, так как свойства получаемого бетона главным образом определяются свойствами цементного камня, являющегося основным структурообразующим материалом. Однако на поведение цемента в составе бетона оказывает влияние ряд факторов, отсутствующих при испытании его в камне, где, в отличие от бетона, отсутствует заполнитель и используется меньшее значение водоцементного отношения.
Колебания величин В/Ц-отношения в бетоне достаточно велики. Так, В/Ц цементного теста нормальной густоты в зависимости от его активности может составлять 0,25 0,35, а В/Ц бетона изменяется от 0,2 до 0,8. Следовательно, необходимо изучить характер влияния добавки на прочность бетона и образование структуры в зависимости от дозировки добавки и водоцементного отношения.
Рядом исследователей [76, 109] отмечается положительное влияние сульфидов и тиосульфатов на активацию шлаков в составе вяжущего. Однако причины этого до сих пор не изучены. Следовательно, изучение такого влияния добавки позволяет повысить эффективность утилизации золы и шлаков, что имеет большое практическое значение.
В литературе [65, 66], приводится информация о сокращении длительности тепловлажностной обработки при введении в бетонную смесь тиосульфатов К и Na, однако отсутствуют данные о влиянии сульфида кальция (CaS) на режимы пропаривания и свойства бетонов, получаемых при такой обработке.
В соответствии с выдвигаемой в работе научной гипотезой, скорость реакции гидратации и процессы формирования структуры и набора прочности цементных материалов зависят от растворимости исходных минералов составляющих цемент. Растворимость этих минералов зависит от состояния их поверхности и состава жидкой фазы. При этом полисульфид и тиосульфат кальция, являясь составляющими сернисто-полимерной добавки, оказывают химическое и физико-химическое влияние на процессы твердения цемента. Это проявляется в следующем. С одной стороны, ионы Са , Sn " и S2O2 " оказывают влияние на ионный состав жидкой фазы. И, с другой стороны, компоненты добавки, являясь термодинамически нестабильными веществами, обладают способностью к химическим превращениям, активирующим поверхность цементных минералов. Поэтому введением добавок, содержащих сульфид и тиосульфат кальция, можно активно воздействовать как на состояние поверхности цементных минералов, повышая ее растворимость, так и на состав жидкой фазы затворенного водой цемента, регулировать кинетику кристаллизации новообразований и, вследствие этого, оказывать влияние на процессы формирования структуры твердения и прочностные свойства цементных минералов.
Целью настоящей работы является: изучение влияния сернисто-полимерной добавки на повышение активности цемента; исследование кинетики формирования структуры и прочностных свойств цементных материалов (цементный камень, бетон); обоснование действия добавки на твердение цемента и получение практических рекомендаций по ее применению. Для достижения поставленной цели необходимо решить комплекс задач: 1. Изучить влияние добавки на прочностные показатели цементных материалов (цементный камень, бетон). 2. Изучить эффективность влияния добавки на твердение цемента в зависимости от его активности и состава. 3. Установить оптимальное содержание добавки в бетоне расчетно-экспериментальным способом. 4. Изучить поведение добавки в жидкой фазе твердеющего цементного теста. 5. Установить влияние добавки на образование структуры цементного камня. 6. Исследовать влияние добавки на процессы твердения цементных материалов при повышенных температурах (в условиях тепло-влажностной обработки). 7. Изучить возможность изменения состава комплексной добавки с целью повышения ее эффективности. 8. Оценить прочность и долговечность бетона, полученного с использованием сернисто-полимерной добавки. 9. Разработать инструкции по применению сернисто-полимерных добавок при производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Изучение взаимного влияния компонентов комплексной сернисто-полимерной добавки и оптимизация ее состава
В главе 3 описан механизм воздействия комплексной сернисто-полимерной добавки на процессы гидратации и твердения цементного камня как основного структурообразующего и химически активного компонента тяжелого бетона. Используя полученные данные, представляет практический и научный интерес совершенствование состава комплексной добавки и повышение эффективности ее воздействия как на технологические свойства бетонной смеси, так и на эксплуатационные качества получаемого бетона.
Модификация комплексной добавки на основе сернисто-полимерной композиции сопряжена с рядом трудностей, которые заключаются в ограничении набора химических реактивов, используемых при разработке, в силу несовместимости некоторых из них с основными компонентами сернисто-полимерной добавки. Смешение различных химических реактивов в водной среде и их диссоциация на ионы может приводить к образованию труднорастворимых соединений, затрудняющих использование добавки по назначению [32].
Таким образом, учитывая вышеобозначенные условия, в разработке комплексной добавки могут быть использованы соли, содержащие в качестве катиона Na+, К+, Mg2+, Са2+. Наиболее распространенные из них, ускоряющие гидратацию и повышающие прочностные свойства бетона, представлены в таблице 4.1. Наиболее используемые соли магния в большинстве своем представляют труднорастворимые соединения, поэтому их сочетание с жидкой добавкой не совсем приемлемо.
Количество вводимой добавки варьировалось от 0,5 до 1,5% от массы цемента в бетонной смеси. Состав бетонной смеси рассчитан по программе «concret.exe» и сотавляет: Щебень - 1200 кг/1м ; Песок - 540 кг/1м ; Цемент — 340 кг/1м ; Вода - 176 кг/1м . Этот состав принят за базовый для дальнейших исследований.
Из рисунка следует, что из представленных добавок более эффективными являются соли калия и кальция. Наибольшее повышение прочности в начальные сроки твердения достигается при введении добавки К2СГ2О7. Введение этой добавки также способствует повышению прочности бетона в возрасте 28 сут. Кроме того, эта добавка является окислителем, тогда как сернисто-полимерная добавка — восстановитель. Их совместное применение может дать дополнительный эффект повышения прочности в силу различной специфики воздействия на процессы твердения цемента. Поэтому для дальнейших испытаний в качестве компонента комплексной сернисто-полимерной добавки принимается К2Сг207.
Данные уравнения регрессии можно представить графически в виде поверхности отклика изучаемой системы (рисунок 4.2). При анализе полученных поверхностей для каждого временного интервала твердения бетона наблюдается наличие выраженной пиковой области, соответствующей максимальным значениям прочности. Примечательно, что в процессе твердения бетона наблюдается миграция области максимальных значений прочности бетона от величин, соответствующих большему введению количества бихромата калия (К2СГ2О7) по сравнению с количеством введенного сернистого полимера, в сторону большего количества введенной сернисто-полимерной добавки по сравнению с бихроматом калия. Такое поведение этой области говорит о том, что в начальный период твердения (в возрасте до 7 суток) в повышении прочности преобладает доля от введенного бихромата калия, а в более поздние сроки твердения (14 сут и более) усиливается преобладание доли прочности от введенного сернистого полимера.
Таким образом, применение совместно с комплексной сернисто-полимерной добавкой обеспечивает значительный прирост прочности на протяжении всего периода твердения бетона (28 суток). На комплексную сернисто-полимерную добавку, модифицированную бихроматом калия, получен патент РФ №2215706, 2003г.
Для определения оптимального соотношения компонентов в разрабатываемой добавке необходимо изучить характер их взаимного влияния на свойства бетона. В качестве критерия оценки эффективности влияния добавки на твердеющий бетон при различных количествах и соотношении компонентов выбрана прочность бетона.
Для исследования влияния компонентов разрабатываемой комплексной добавки использовался метод регрессионного анализа. Планирование эксперимента и обработка полученных данных проводилась по программе «TehStat» на трех уровнях значений. Уровни и факторы варьирования представлены в таблице 4.3.
Оптимизация состава бетона и оценка экономии сырья
Из данных, представленных на рисунке, можно заключить, что введение комплексной сернисто-полимерной добавки приводит к увеличению марочной прочности бетона в возрасте 28 сут. Прочность бетона с добавкой существенно увеличивается при повышении температуры изотермической выдержки в процессе тепловой обработки.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о дополнительной существенной активации цемента в бетоне с добавкой при повышении температуры изотермической выдержки до 90-95 С. Оптимальное содержание добавки составляет 1-1,5% от массы цемента в бетоне.
Оптимизация состава бетона и оценка экономии сырья Эффект повышения прочности бетона после тепловлажностной обработки от введения в его состав комплексной сернисто-полимерной добавки позволяет осуществить экономию значительной части цемента, а также энергетических ресурсов. Для оценки этого эффекта выполнен эксперимент, позволяющий изучить зависимость прочности бетона от расхода цемента и пара. Исследованию подверглись образцы бетона стандартного размера 100x100x100 мм. Расход цемента в бетоне (щебень - 1270 кг/м3, песок -575 кг/м ,191 л/м ) составил 240, 290 и 340 кг/м . В бетонную смесь вводилась сернисто-полимерная добавка исходя из условия максимального воздействия на повышение прочности бетона после тепловлажностной обработки в количестве 1,5 % от массы цемента (определено в п. 4.3.1). Длительность изотермической выдержки составила 4 ч, что соответствует оптимуму (см. п. 4.3.1). Температура изотермической выдержки составила 75-80С и 90-95С. Результаты испытания образцов представлены в таблице 4.12. Полученные экспериментальные данные подтверждают правильность сделанных ранее выводов (см. п. 4.3.1) о существенном увеличении прочности бетона с добавкой при повышении температуры изотермической выдержки до 90-95 С и их справедливость в отношении бетонов с различным содержанием цемента. Таким образом, полученные зависимости позволяют определить оптимальный расход цемента, исходя из требований по марочной прочности. Для определения оптимального расхода цемента можно воспользоваться графическим или аналитическим (интерполяцией) методами. Графическое представление методики определения оптимальных значений приведено на рисунке 4.7. В соответствии с проведенными расчетами введение комплексной сернисто-полимерной добавки в бетонную смесь позволяет снизить расход цемента для бетона МЗОО, подвергнутого тепловлажностной обработке при температуре изотермической выдержки 75-80 С, от 318 до 268 кг/м3 бетона. А для бетона, прогретого при температуре 90-95 С, расход цемента снижается от 315 до 246 кг/м3. Таким образом, экономия цемента в первом случае составляет 15,7 %, а для второго — 21,9 %. Однако повышение температуры изотермической выдержки при тепловлажностной обработке приводит к увеличению расхода пара. Для количественной оценки расхода пара в промышленных условиях была использована программа для ЭВМ под названием «Tehnolog.exe», разработанная на кафедре строительных материалов и специальных технологий НГАСУ. Результаты расчетов показывают, что увеличение температуры изотермической выдержки от 80 до 95 С приводит к увеличению расхода пара от 176 до 209 кг/м бетона, что составляет 18,7 %. Используя полученные данные, построена диаграмма, выражающая зависимость расхода цемента от количества введенной добавки и расхода пара для получения бетона M300. В производственных условиях при производстве крупногабаритных изделий длительность изотермической выдержки увеличивается до 6 ч и более. Однако, учитывая то, что основное тепло расходуется в период нагрева, относительное изменение удельного расхода пара при увеличении продолжительности изотермической выдержки произойдет незначительно. В связи с вышесказанным, окончательное решение по экономии тех или иных ресурсов (цемента или пара) необходимо принимать исходя из их стоимости. Производство бетонных и железобетонных изделий с использованием комплексных сернисто-полимерных добавок имеет ряд особенностей: - комплексные добавки рекомендуется изготавливать непосредственно на предприятии; - при производстве добавки, в связи с невысокой стабильностью полисульфида кальция (CaSn), происходит выделение сероводорода, что требует введения определенных мер по технике безопасности и охране окружающей среды; - добавка имеет жидкое агрегатное состояние. В связи с этим необходимо разработать специализированный узел по приготовлению и введению добавки в бетонную смесь. Предлагаемое решение обозначенной задачи представлено на рисунке 4.9 в виде технологической схемы.
Основным сырьем для производства комплексной сернисто-полимерной добавки являются известь и сера, находящиеся в измельченном состоянии. В первую очередь в реактор, наполненный горячей водой, подается известь, а затем порошок серы. Приготовление добавки происходит в реакторе при температуре 80-90 С в активном термодинамическом режиме в течение 1— 1,5 ч. длительность приготовления добавки зависит от дисперсности сырьевых материалов и температуры в реакторе. Таким образом, приготовление добавки является энергоемким процессом. Снизить расход энергии можно введением негашеной извести.
