Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С




НазваниеПопулов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С
Дата публикации05.04.2013
Размер61.9 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Химия > Документы
О ПОДБОРЕ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК В БЕТОН


Популов М.Ф., канд. техн. наук, доц.,

Клименко Т.С.,
        1. Популов П.М.

Белгородский государственный технологический

университет им.В.Г. Шухова



Поверхностно-активные вещества, введённые в бетонные смеси в определённых концентрациях, могут существенно изменять свойства бетонной смеси и бетона. На этапе образования коагуляционно-кристал-лизационной структуры цементного камня, выделившиеся из сильно пе-ресыщенной жидкой фазы зародыши кристаллов постепенно укрупня- ются, что возможно при достаточном избытке свободной энергии для совершения работы образования новых поверхностей раздела фаз. П.А.Ребиндер отмечает [1], что при образовании сплошной пространст-венной структуры в процессе выкристаллизовывания новообразований между отдельными кристалликами гидратов возникают прочные крис-таллизационные контакты и контакты срастания, а иногда, вследствие кристаллизации в стеснённых условиях и невозможности приобретения в результате этого правильной формы, проявляется термодинамическая неустойчивость кристаллов, что может вызывать их перекристаллиза-цию. Выходит, что конечная прочность структуры во многом зависит от величины и кинетики пересыщения жидкой фазы, т.е. для достижения наибольшей прочности структуры необходимы оптимальные условия возникновения зародышей кристаллов и дальнейшего их роста. Далее предполагается возможность [2] управления прочностью кристаллиза-ционных структур в индукционном периоде структурообразования, из-меняя дисперсность кристалликов-зародышей посредством адсорбцион-ного модифицирования и, например, прекращения дальнейшего их рос-та адсорбционными слоями, а также изменением условий дальнейшего срастания кристалликов и обрастания каркаса.

Так как различные грани кристалла имеют разные поверхностные натяжения [3], в работе [4] отмечается, что адсорбируясь на гранях с большим поверхностным натяжением поверностно-активные вещества могут уравнять поверхностные натяжения, что способствует равновес-ным условиям образования кристаллов, т.е. при этом разрастаются в со-ответствии с принципом Гиббса-Кюри-Вульфа те грани, на которых вследствие адсорбции поверхностно-активных веществ свободная по-верхностная энергия снижена.Отсюда следует, что на процесс структу-рообразования дисперсных систем, в частности бетона, можно влиять путём введения небольших количеств поверхностно-активных веществ и их действие может быть эффективным на многих этапах структурооб-разования с целью получения бетона с заранее заданными свойствами для самых различных эксплуатационных условий. На многих Междуна-родных конгрессах по химии цемента заявлялось, что практика получе-ния материалов на основе конденсации и кристаллизации из дисперс-ных систем настолько успешно расширила возможности и границы при-менения в различных технологиях, что можно говорить о новом методе получения материалов с заранее заданными свойствами – «синтезе твёр-дого тела конденсацией дисперсных систем». Однако необходимо при-менение специальных поверхностно-активных веществ, обладающих избирательной особенностью хемосорбции по отношению к кристалло-гидратам вяжущего, а не использование всевозможных отходов про-мышленности, которые не могут иметь постоянного состава из-за не-прекращающегося развития и совершенствования промышленных тех-нологий. Это даст надёжность в использовании добавок-модификаторов свойств бетонных смесей и эксплуатационных качеств бетонов.

Класс добавок, поверхностно-активные вещества, подразделён на гидрофилизирующие и гидрофобизирующие. Известно, что они улуч-шают удобоукладываемость бетонных смесей. Механизм действия ос-нован на образовании адсорбированных плёнок и отталкивании друг от друга отдельных частиц цемента. Вокруг них создаётся водная оболоч-ка, что создаёт условие отсутствия непосредственного контакта частиц и происходит лучшее распределение зёрен наполнителя в массе. В ре-зультате удобоукладываемость смеси достигается при меньшем содер-жании воды. С этим согласовываются исследования М.И. Хигеровича [5], на основании которых он пришёл к выводу, что удобоукладывае- мость бетонных смесей достигается за счёт образования тонких ориен-тированных плёнок поверхностно-активных веществ, а не за счёт пу-зырьков вовлечённого воздуха. Он же отмечает, что гидрофобизирую-щие добавки, снижая предельное напряжение сдвига бетонных смесей, увеличивают их пластическую вязкость, в результате чего не наблюда-ется расслаиваемости бетонной смеси. Необходимо отметить, что ши-роко известные гидрофобизирующие добавки-пластификаторы эффек-тивно применялись для тощих бетонных смесей. Можно предположить, что здесь проявлялись особенности конформации углеводородных ради-калов гидрофобизирующих поверхностно-активных веществ.

М.И. Хигерович отмечает также, что введение гидрофобизирующих добавок существенно модифицирует поровую структуру бетона. Извест-но, что технические свойства многих кристаллических систем улучша-ются при уменьшении их зёрен. С одной стороны это выражается в бо-лее высокой прочности таких структур, с другой стороны уменьшается размер пор при неизменной интегральной пористости. Исследования Чеховского Ю.В. по определению дифференциальной пористости [6] методами оптической микроскопии и ртутной порометрии позволили сделать вывод, что при введении гидрофобизирующих добавок в бетон объём шаровидных пор с диаметрами от нескольких до 400-500 мк уве-личился в 2-3 раза, в то время как интегральная пористость увеличилась на 10-25 %, т.е. введение этих добавок способствует образованию мел-кодисперсной структуры. Однако здесь нужно отметить, что необходи-мо точно дозировать такие добавки из-за возможности избыточного вов-лечения воздуха в бетонную смесь, что отмечалось Ю.М. Баженовым [7], например, при введении ГКЖ-94 свыше 0,25 % от массы цемента наблюдается снижение прочности бетона.

Объёмная гидрофобизация уменьшает доступ влаги в бетон, увели-чивая тем самым количество резервных пор. Введение гидрофобизиру-ющих добавок будет способствовать и уменьшению миграции влаги в зоне замораживания, т.к. согласно закона Пуазейля-Гагена продвижение жидкости в пористом теле пропорционально величине поверхностного натяжения, квадрату радиуса капилляра, краевому углу смачивания и обратно пропорционально вязкости жидкости. Гидрофобный эффект в условиях переменного увлажнения и высушивания может длительно сохраняться, даже полностью насыщенные водой образцы после высу-шивания восстанавливают свои гидрофобные свойства.

Известно, что влага адсорбируется цементом, если расстояние моле-кул воды от поверхности частиц цемента не превышает критической толщины потенциального слоя. Исследованиями Г.М. Тарнаруцкого [8] показано, что критическая толщина потенциального слоя для клинкер-ных минералов-силикатов составляет 15-20 ангстрем, а для алюминатов 17-25 ангстрем. Для блокады потенциального слоя, т.е. создания гидро-фобизирующего эффекта, по мнению автора, молекулы поверхностно-активного вещества должны как бы перекрывать углеводородной час-тью молекулы этот слой. Длина проекции одного углеводородного зве-на около 1,3 ангстрем, поэтому в цепи должно быть не менее 13 атомов. На этом основании можно производить подбор поверхностно-активных веществ по структурным формулам с учётом конформации углеводо-родных радикалов.

Проведенные с применением в качестве добавок эквимолярных сме-сей триэтаноламиновых солей монодиэфиров фосфорной кислоты экс-перименты показали, что наиболее эффективными оказались те добавки, у которых алкилы имели длину радикала 10-17. Добавки с меньшей дли-ной радикала 7-12 слабее улучшали удобоукладываемость смесей, но при добавлении к ним в небольшом количестве моноалкиловых эфиров полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов показатели по удобоукладываемости смесей выравнивались. Добавки с длиной ра-дикалов 17-25 способствовали большему снижению прочности образ-цов, но в равноподвижных смесях несколько улучшались прочностные характеристики. Следует отметить, что углеводородные радикалы испы-туемых в качестве добавок веществ имели спиральную конформацию. Поэтому можно заключить, что подбор поверхностно-активных веществ в качестве добавок в бетон по структурным формулам может оказаться эффективным.

^

Список литературы


  1. Ребиндер П.А. Адсорбционные слои и их влияние на свойства дисперсных систем // В кн. Поверхностные явления в дисперсных сис-темах. Коллоидная химия. Избранные труды. – М.: Наука, 1978. – с.196-235.

  2. Ребиндер П.А. Современные проблемы коллоидной химии // Коллоидный журнал. - 1958. – Т.20.- № 5. – С.527-537.

  3. Ребиндер П.А. Поверхностные явления // В кн. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды. – М.: Наука, 1978. – С.54-57.

  4. Сычёв М.М. Закономерности проявления вяжущих свойств // В кн. Шестой Международный конгресс по химии цемента. – М.: Стройиздат, 1976. – Т.2. - Кн.1. - С.42-55.

  5. Хигерович М.И. Гидрофобный цемент и гидрофобно-пластифи-цирующие добавки. – М.: Государственное издательство литературы по строительным материалам, 1957. - 20 с.

  6. Чеховский Ю.В., Лореттова Р.Н. Исследование порового пространства бетона с химическими добавками // В сб. «Заводская технология сборного железобетона»: Труды Всесоюзного научно-исследовательского института железобетона. – М.: Стройиздат, 1972. - Вып.17. – С.78-89.

  7. Баженов Ю.М. Технология бетона: Учебн. пособие для технол. спец. строит. Вузов. 2-е изд.,перераб. – М.: Высшая школа, 1987. – 415с.

  8. Тарнаруцкий Г.М., Юдович Б.Э., Кравченко И.В. Дискуссия // В кн. Шестой Международный конгресс по химии цемента. – М.: Стройиздат, 1976. – Т.2. - Кн.2. – С.57.


http://conf.bstu.ru/conf/docs/0029/0607.doc

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconДержавні будівельні норми україни система стандартів безпеки праці...
Клименко; В. Кокшарьов, канд техн наук; Павлюк, канд техн наук; C. Полонська, канд техн наук(відповідальний виконавець); Р. Цесіс...

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук,...
Горин А. Н., д-р техн наук, проф., Дёмин М. В., канд техн наук, ст преп., Кудрин А. Б., канд техн наук, доц. (Доннуэт, Донецк)

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconКонструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconЗвенья железобетонные безнапорных труб прямоугольного сечения для...
С. Н. Путилова (руководитель темы); Е. Ф. Кульженко; Г. М. Реминец, канд техн наук; А. С. Герус; В. И. Мелихов, канд техн наук; К....

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconВлияние кавитации на гидравлические характеристики дроссельных устройств гидропривода
М. М. Глазков, канд техн наук, доц.; В. Г. Ланецкий, канд техн наук, доц.; В. Н. Куренков научн сотр.; Т. В. Тарасенко, ассист

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconОсобенности расчетА механического компенсатора погрешностей холодноштамповочного оборудования
В. С. Запорожченко*, канд техн наук, доц.;А. П. Качанов**, канд техн наук, доц

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconГосударственный стандарт союза сср    
И. В. Богданова, канд хим наук; И. Е. Ковалева, канд техн наук; З. Б. Энтин, канд техн наук (руководители темы); С. Г. Незнамова;...

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconОценка эффективности действия добавок системы «релаксол» при пониженных температурах
СоповВ. П., канд техн наук, доц., Синякин А. Г.,канд техн наук, доц., (Хгтуса, Харьков), Лихопуд А. П., технический директор, (Будиндустрия...

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconГосударственный стандарт союза сср установки парогазовые
Е. Н. Прутковский, д-р техн наук (руководитель темы); Г. Г. Ольховский, д-р техн наук; В. П. Дробот, канд техн наук; Н. С. Чернецкий,...

Популов М. Ф., канд техн наук, доц., Клименко Т. С iconМетодические рекомендации по формированию на предприятиях и объединениях...
Е. С. Миронова; Н. А. Михайлов, канд геол минер наук; Л. К. Плетников; Е. Б. Соснина; В. А. Улицкий, канд физ мат наук; С. В. Чернова;...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<