автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Исследование свойств цементных бетонов с модифицированными лигносульфонатами

СЛРАТОВСЮГЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХШЧБСШЙ 'ШЁЕРСИТЕГ

на правах рукоп:

КОРОТШГ ?2Л1ЮБлЧ

СП0:Т.ТВ '1ЕЩ1ШН?! ЕБТОИОВ

Споапашюсть: 05.23.05-- Сгроителыше ттериаш и изделия

АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидат технических наук

Саратов - 1994

Работа выполнена на кафедре строительных конструкций 1'ордовс-кого государственного университета имени Е Е Огарева.

Научный руководитель:

.Консультант :

Официальные оппоненты:

- член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Селяев В. П.

- кандидат химических наук, доцент Бузулуков ЕЙ.

- член-корреспондзнт РАДОН, доктор хехничесюо: наук, профессор Прошш А. И.

- кандидат технических нау1< доцент Щэтшнш В. Г.

. Еодуцее предпршгхпе - территориальное производ-

ственное обгодпйзиие "Мэрдовстройматернали"

Защита состоится' ¿¿>е> у Е ■■ л? " часов на заседании

специализированного. совета К 063.58.02 в Сарашвскаа государственном технической униворсихете по адресу: '■

С диссертацией ' йсадо ознадаш-ься в библиотеке Саратовского государственного хехиипзжзго ¿¡терстета.

Автореферат разослан сс^-^^^^и юя 1г г.

Огзивы на автореферат в двух экьекчшрзх, вавереаиш печатью проспи направлять по адресу: 410016, г. Саратов ул. Шлююашчгскаи 77 Саратовский государственный технический университет.

Ученый секретарь

специализированного совета Кузнецов ЕЕ

овзуя ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря ка всзрсспий интерес к строительный материалам на основе» местных вяжущих и вяжущих кз отходов производства, применение цементных Сетонов и других композиций на основе цемента играет ведущум роль в современном строитедьстге. Поэтому улучшен;? физико-механических п х..лологи-ческих свойств, снижение расхода цемента, энергетически. затрат при изготовлении бетонов является вачяой экономической задачей.

В настоящее время практически исчерпаны возможности дальнейшего совершенствования технолог®! получения бетонов, основанной на применении традиционных способов и механизмов. Одним на путей качественного развития технологии бетона является широкое внедрение интенсивной раздельной технологии (КРТ) его приготовления. Одним иъ главных принципов КРТ является комплексная химизация технологии 'бетона. Кэ всех химических добавок для Сетонов в практике строительства самое широкое применение получили ' пластифицирующие добавки. Наиболее эффективными являются синтетические добавки, известные под названием суперпластификатороз "(СП): С-3, 0-4, 10-03, 40-03, Нельмент и другие. 3 России наибольшее распространение имеет суперпластификатор С-3. Эти добавки имеют высокую разжижающую ■ способность, кэ замедляют гидратацию Цс, ента и поЕшакя прочность цементного камня.

Однако, как выяснилось в последнее время, они имеют ряд недостатков: дефицитность, высокую стоимость, токсичность. Поэтому широко ведутся работы по получению пластификаторов из доступных и дешевых материалов, например, отходов производства. В частности, активно разрабатываются методы получения высокоэффективных пластификаторов на основе технических лигяосульф матов (ЛОТ). Получение добавки на основе ЛСТ, не уступающей известным сулерплаетифи-каторам,является весьма актуальной задачей. Известно иного эффективных модифицированных ЛСТ: ЛСТМ-2, НИЛ-20, КИЛ-21, ХДСК-2 и другие. . Однако задача получения суперпластификатора на основе ЛСТ, на сегодня не решена.

Кроме того,важным является экологический аспект этой проблемы. В настоящее время требуется внедрение безотходных и малоотходных технологий,.главным принципом которых является использование отходов одного производств- в качестве сырья в другом.

■ - 4 -

Цель работы. Улучшение физико-механических к технологических'свойств бетонов, изготовленных методами интенсивной' раздельной технологии, за счет применения модифицированных ЛСТ. Разработка шхастпфицируЕщей добавки на основе ЛСТ, не уступающей известным суперпластификаторам и не клещей их . негативных черт.

Для доски£'ния поставленной цели в работе были решены следующие задачи: - ' ' . •

1. Изучение известных методов модифицирования ЛСТ.

2. Разработка новых методов модифицирования ЛСТ:

- разработка пластифицирующей добавки на основе ЛСТ методом фракционирования его по молекулярной массе (Ш> различными'адсорбентами неорганического происхождения;

- разработка-пластифицирующей добавки путем модифицирования ЛСТ веществами органического происхождения;

- разработка пластифицирующей добавки путем целенаправленной, многоэтапной химической -обработки ЛСТ.

3. Оценка эффективности этих способов.

4. "физико-химические исследования полеченных добавок.

5. Исследование физико-технических свойств пластифицированных цементных композиций.

6. Исследование физико-механических и технологических сво. .¡тв бэтоно!, пластифицированных наиболее аффективной добавкой.

Н а у ч н а'я новизна работы. §^работе получена добавка на 'оСкойе"ЛСГ; йблкгзащаясуп^рпластифицирующим действием и не у£ггупах1чэя--йааееткам-Ш.----Ее- изпальэование дает возможность получать высокоподвимные~бетойные" смеси;" исключить из технологии изготовления бетона-суперпластификатор С-3, ' 'значительно улучшать свойства цементных ' бетонов ,-.и не "оиводит к удорожания конечного продукта. ■ х ' "

' Разработан способ ее получения путем комплексного модифицирования ЛСТ/"' Установлено, что при модифицировании происходит частичное разрушение углеводородного скелета фрагментов ллгюша, ч?:. привода„к формировании более линейной структуры модифкгцг-ванного ЛСТ. Проведена сравнение эффективности современных методов модифицирования -ЕСТ и показаны возможности наяд ого них. Получена новые эффективные л-чсткфикаторы.

Изготовлены составы плаптнф: -цчэваикнх цементных бетонов, от-улучшенными свойствами, повышенной прочностью, или у-чьшгм расходом вяжуще-о.

П р а к т и ч 5 с кал Ценность р а б о т Получен бетон, шеюцвй прочность на е.часие ка 20-50% зыке контрольного, за счет применения раэрзботанно:": суперпласти$ицирув^й добавки. Предложен состав бетона с добавкой, позаоляэдш снизить расход цемента на 155. При этом прочность бетона составляет 106% по стно^ешгй к контродьнсму. Кроме того, высокую практическую значимость шеег юамохноеть утилизации мнсгстоннглнье с.т:ссг~ь ЦБП.

Апробация работы.^' Саранском АО ".т.'елезобетон" выпущена стктно-^рсмызленнал партия фундаментных блоков из бетона срчзрабст&нной добавкой, Результаты работы докладывались на научно-технических конференциях 1930-Э4Г. и используется при проведении учебных занятий по курсу строительных материалов.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных и теоретических исследований разжимающих способностей ЛСТ, модифицированных разными способами.

2. Технология получения добавки на основе ЛСТ, обладающей су-перпластифицируищим действием.

3. Технология получения высокоподвижных и высокопрочных бетонов с разработанной пластифицирующей добавкой.

Публикации. По материалам работы имеется восемь публикаций, одно авторское свидетельство, два положительных решения на изобретения, одна заявка на изобретение.

Работа выполнена на кафедре строительных конструкции мордовского государственного университета имени Н.П.Огарева.

Объем и построение работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений; содержит 259 страниц текста, 69 рисунков,. 69 таблиц, список литературы из 225 наименований и 6 приложений на 14 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ литературных данных о современных взглядах на совершенствование технологии приготовлении цементных бетонов. Показано, что основным» направлениями интенсивной технологии являются раздельное приготовление наполненного вяжущего и бетона, комплексная химизация процесса.

Даны принципы систематизации химических добавок. Пс.-:зааис. что наиболее целесообразной для решения теоретических и прьктн чес-кил вопросов раграСотк:: кс :•: эффективных плаетпфиш'.руюцих д:,-

- б -

бавок ягляетея классификация Ассоциации Великобритании по добавкам.

Рассмотрены'"современны*? взгляды на механизм пластификации цементных композиции. Кз основании анализа суцэствувздах теорий, объясняющих аффект увеличения 'подвижности цементных компоашшй в присутствии пластифицирующих добавок, были сформулированы основные поло.ч?нкя механизма пластификации.-

Пров-пен анализ рез/дьтатов исследований состава, молекулярной массы, химического строения молекулы, в частности, вида к количества полярных групп, -на реологические возможности ЛСТ. Поддано, что активные функциональные группы з значительной мере определяют поверхностную активность ЛСТ. которая обуславливает его разхйГ-'СЕЗ» возможности и способность колдазаться модифицированию. ■ '

Изучены современные методы модифицирования ЛСТ' и сделан вывод о вогмокноети. создания на его основе високоэффэетивнзй добавки, пе уегупаяз^й известным суперпласти$ккаторам и не имеющей их недостатков. Определены основные пути кодио-'цироьанкя ЛСТ.

Зо второй главе работы приведены спалкс-.лшичесган методы исследований добавок, п-гчектных кошо»ищш и бетонов. Представлены методики определения воздухозоалекаваеп способности, мол>. /-лярнои массы добавок, а такте методики физико-химических исследований с использованием инфракрасной сшктрсокопия^ПКО) и- рентге-ко-фазного анализа" (РФА^-Лгпиая .нераэрупагщий метод определения ко?дш?кга >;е:-: дшкескнх -карзетёркакаг путгм внедрения конусообразного нкдентора. мегод.расчета основных параметров структуры пор цементного камня, методы, планирования и статистического анализа экспериментальных данных. Математическая к суа~пстпчеекая - обработка подученных реау-хтатоа проводкдасъ с ..омоцьв специально разработанных программ для 15ВЗМ на явыке програгошров&нпя Бейсик.

1. Исследование способов модифицирования ЛСТ к свойств пхастгфшлроЕанкых цементных КОМПОЗИЦИЙ.

ЛСТ" являются многотонналнами и относительно депхвыми отходам;; производства целлалс^н, Поэтому пспольвовв;-;;е ЛСТ в качестве дс-гля цемента; г.омпоеи;1пй в*едетазляетск оч&кь выгодным. Ои-пако, применение неыодп^пдправанкэгс ЛСТ ««-с-згагочко эффективно по . о используемыми в практике етро;пелъст~а супегплэ.. -

гификаторами, например,С-3. Основными недостатками технических ЯС являются непостоянство состава-и неупорядоченность строения. Пластифицирующие свойства ЛСТ можно повысит модифицированием. Исследованы различные методы повышения эффективности ЛСТ: замена катиона в молекуле ЛСТ; фракционирование ЛСТ неорганическими адсорбентами; обработка органическими веществам; химическое модифицирование ЛСТ. В результате получены новые пласткфишрующг.. добавки.

При исследовании влияния модифицированных ЛСТ на реологические 'и прочностные характеристики цементных композиций содержание добавки изменялось в пределах 0-0.91 от массы цемента. Наиболее оптимальным является содержание добавки в количестве 0.3-0.5% от массы цемента.

Изучено злияние природы катиона молекулы ЛСТ на его рази;иа-02!не способности и механические свойства цементных композиций. Для этого использсвалк ЛСТ натрия, аммония, калъпил и ЛСТ.полу-:ент;ые путем замены катиона натрия на катион бария или асаниния. Введение исследуемых ЛСТ в цементные компознцш при концентрации 0.3% увеличивают растекаемость цементных композиций на 40-50%. ■

Показано, что заряд катиона влияет на шгасгсфщирукжп» возможности ЛСТ, Так, его уменьшение на единицу гкпнает средкю УМ 10-155. Это способствует .увелдоенпо рззжикая-щ-эго эффекта ка 2-31 п воэдухововлеченпл ка Ю-15Х, вследствие чего пролеходит падение прочности цементных композиций и уменьшение нормальной густоты цементного теста (КГЦТ), при содержании ЛСТ- Солее 0.3%,-соответственно* на 5-10% и на 3-4%.

Установлено, что модифицирование путем замены катиона имеет малую эффективность. При,содержании ЛСТ незлее 0.45% снижение прочности цементных композиций составляет Солее 10%. Учитывая небольшие преимущества ЛСТ с катионами натрия или аммония, Солыпув доступность к меньшую стоимость, сделан вывод о целесообразности их дальнейшего'совершенствования с целью повышения реологических свойств ЛСТ.

Фракционирование ЛСТ неорганическими веществами, лмеющтш высокую г дсорбцяонную активность, является простым, доступным и достаточно эффективным ' способом повышения его пластифицирующей способности."Однако механизм осаждения отдельных фракций ЛСТ И' редуцирующих веществ (?3) путем адсорбции их неорганическими продуктами и-учен недостаточно.

Экспериментально установлено, что эффективность фракционирования 'ЛСТ определяется адсорбционной активностью минеральных веществ и зависит от величины удельной поверхности адсорбента и рБ раствора ЛСТ. В экспериментальных исследованиях использовали две группы адсорбентов. Первую группу составили высокодисперсные вещества с удельной поверхностью более 20000 см2/г и нейтральным характером среды (диатомит, термолит, глина). Во вторую группу вошли вещества с удельной поверхностью от 3000 до 30000 см2/г и щелочной средой (гвдроксид кальция, цемент, цементная пыль).

Установлено, что природа адсорбента существенно влияет на реологические и стабилизирующие способности ЛСТ. Наиболее эффективные модификаторы увеличивают разжижающие возможности ЛСТ 'на 10-12% и способствуют повышению прочности цементных композиций на 5-ЮХ. Адсорбенты, имеющие рН более 7, уменьшают стабилизирующее действие ЛСТ на;7-10%.

Показано, что увеличение разжижающей способности ЛСТ при фракционировании обусловлено снижением средней ММ и уменьшением содержания ЧРВ. Сокращение стабилизирующего действия ЛСТ, модифицированного адсорбентами второй группы, и количества РВ определяют повышение прочности цементных композиций. Доказано, что главным недостатком большинства фракционированных ЛСТ является их высокое воздухововлечение.

Установлено, что с увеличением значения рН'и удельной'поверхности адсорбента реологические возможности фракционированного ЛСТ повышаются. При этом кислотность среды имеет определяющее значение и обуславливает направленной протекание процесса фракционирования лет.

'В результате экспериментальных исследований сделан вывод о том, чту в качестве модификаторов ЛСТ целесообразнее применять вещества, имеющие щелочную реакцию в водном растворе ЛСТ.

Известным способом модифицирования ЛСТ является обработка цементом. Но поскольку цемент является достаточно дорогим и дефицитным продуктом, в работе исследована возможность замены его на более дешевый и доступный адсорбент - цементную пыль.

Изучено влияние добавок ЛСТ, модифицированных цементом (ЛСТЦЫ) и цементной пылью (ЛСГЦП) на свойства цементных композиций. Устанорлено, что фракционирование ЛСТ цементом повышает его эффективность на 7-8*, цементной пылью на Ю-12%. Фракционирование цемензом способствует повышению прочности на 1-3%, цементной

пьшью на 5%. В случае равноподвижных цементных композиции фракционированные ЛСТ повышают их прочность на Ю-15Х.

Методом РФА установлено, что в присутствии фракционированных ЛСТ скорость гидратации цемента увеличивается. Подтверждена более высокая эффективность цементной пыли при модифицировании ЛСТ. Исследованы физико-механические свойства плаетифпци' -ванных цементных композиций при содержании добавки 0.3% от массы цемента. Определено влияние добавок ЛСТЦМ и ЛСТЦП на комплекс механических и деформационных характеристик исследуемых композиции. Показано, что пластифицирующие добавки положительно влияют на прочность, твердость, модуль упругости и другие механические свойства.' Изучение изменения структуры пор цементного камня под действием исследуемых пластификаторов показало, что исходный ЛСТ увеличивает количество и размер пор. Фракционирование ЛСТ приводит к увеличению коэффициента микропористости и однородности пор по размера!.:. Добавка- ЛСТЦП способствует формированию более опт;мальной поровой структуры цементного камня.

С целью повышения пластифицирующих возможностей ЛСТ, придания ему новых свойств, уменьшения отрицательных эффектов, изучена возможность модифицирования ЛСТ отходом производства медицинской промышленности --сухим мицелием пенициллина.

Исследование разжижающего, водоредуцирующего действия модифи- \ цироЕЭНиого мицелием ЛСТ (ЛСТВД) и прочности цементных композиций показало, что добавка повышает пластифицирующий эффект на 15-17%, а прочность на 20% по сравнению с исходным ЛСТ. В равноподвижных композициях добавка ЛСТМЦ в количестве 0.32. от массы цемента способствует поЕьгаенио прочности на 25-30%. Установлено, что повышение эффективности ЛСТ в этом случае обусловлено снижением в два раза средней Щ, изменением структуры ЛСТ л 'уменьшением его воз-духововлекающей способности. Показано, что добавка .ЛСТВД приближается по своим реологическим возможностям к суперпластификаторам. При этом, она способствует значительному повышению прочности цементных композиций.

Методом РФА установлено, что обработанный мицелием ЛСТ практически ке замедляет процесс гидратации цемента. Сравнение влияния исходного и модифицированного ЛСТ ка скорость образования гидратов показало значительное увеличение количества новообразований в присутствие ЛСТМЦ. . годом количественного фазоЕсго анализа установлено, чте степень гидратации цемента в етсм олучъ'г

равна степени гидратации неплгсткфицироганного цементного камня. Установлено, что добавка ЛСТМЦ увеличивает раетекаемость цементной компогкцпа при одновременном повышении ее прочности. Следовательно, имеется возможность увеличить дозировку добавки и повысить реальный пласткфищфугащий эффект ог ее введения без снижения прочности пластифицированных цементных композиций.

Исследованиями физико-механических свойств цементных композиций, содержащих в качестве добавки модифицированный мицелием ЛСТ, га$ак?иро«шэ ловыоэа-ле механическиххарактеристик на 10-20':, снижение деформационных характеристик на 5-10%, сокращение пористости на 40', увеличение однородности и значительное уменьшение опедкего размера пор.

Эффективным способом повышения реологических свойств ЛСТ является направленное изменение его химического состава. В работе разработан и исследован метод поэтапного целенаправленного химического модифицирования ЛСТ. целью которого является увеличение числа активных функциональных групп и совершенствование структуры молекулы. Модифицирование проводилось путем последователь ксто окисления ЛСТ пероксидом водорода и нитровгнш . потной кислотой.

йссладовано влияние температуры и времени модифицирования, соотношения исходных компонентов на изменение реологических возможностей ЛСТ. Проведена оптимизация условий химического модифицирован;:5 ЛСТ. Показано, что повышение различающей способности ЛСТ при окисденщ,.п.вкгровашщ составляет 15-20%. ^ри последовательном .химическом., модифицировании увеличение пластифицирующих свойств ЛСТ (¿СТОН) достигает 35?.. "етодом химического анализа установлено, что при хгалическом модифицировании ЛСТ происходит изменение количества веющихся активных функциональных групп, в частности, гидрокслльных и метоксильных, присоединение нитрогрупг. и уменьшение средней ММ . СТ на 157=.

Изучение раолижавци:-: возможностей, нодоредуцирузощего действия добавки ЛСТОН и прочности цементных композиций показало высокую эффективность поэтапного химического модифицирования ЛСТ. Пластифицирующий эффект возрастает на 30-40% по сравнению с исходным ЛСТ ив 2.3 раза по сравнения с непластифицированной цементной композицией. Прочность увеличивается на 6-105» по сравнению с цэ-. ментной композицией, . включающей ЛСТ.. Сравнение с непластифицированной цементной композицией показало, что при содержании добавки 0.3% прочность увеличивается на 10%, при содержании добавки 0.9%

адение прочности не.презьпзет 7-8£. Введенный в таг.см т коли-естве немодпфицированннй ЛСТ йнижает прочность более чем на 5%. Доказано, что химически ¡модифицированный ЛСТ по реологически возможностям приближается к суперпластпфикаторам.

Методом ?ФА установлено ускорение гидратации цементного камня присутствии химически модифицированного ЛСТ. Были отмечены из-екешга з морфологии новообразований цементного камня, особенно в лучае разноподвилкых смесей, которые способствуют позылеьта рочности пластифицированных цементных композиций.

Исследованиями Физико-механнческпх свойств цементных кскпозв-ий с добавкой хшичеекв модя^ицкрованного ЛСТ определено, что го -введение приводит- к повышению механических характеристик на 0-15%, снижению деформационных характеристик на 5-7,1. Пористость еыэнтной кошгазпщш с добавкой ЛСТСН на 10% меньше. чем у цо-ептзой композиции с ЛСТ ;; равна пористости кеплаотпфицлротменой .ементной композиции. Еодопогло^екне уменьшается на 20Х. Добавка СТОН способствует умекы&нкп среднего размера пор, позкпеккэ од-ороднеетк пс? по размерам л увеличения микропсристаетп.

Проведении» исследования поеволизи оценить эффективность соз-едешшх способов повышения рагтавтазшзта способностей технических С, выявить достоинства и недостатки каждого способа, определить :етоды получения лс-нове ЛСТ сулерплгстифицируткнцей добавки.

г. Счтаигзкйг комплексного модифицирования ЛСТ путем !«1те».-йтпческого моделирования процесса.'

Пси методов модифищфования-лст -в работе было уета-

:свлено, что получен!» добазки с высоким пласткфицпрушцж дейс-•зием Р"?;гслно при комплексном ксподь&оваюэд наиболее качествен-:нх иг ни;:. Злло покггако, что самыми эффективная! методами явля-пс?. гп-мкчеекс- модпалпсфовзккэ и обработка мицелием. Поэтому г м^-.^дз:« мчт^чткчгского моделирования всесторонне исслэ-иг лл^ллечл-сго модифицирования ЛСТ зт'.с.'П способлмл.

■ лгуллн л-л^клзр ллллннл ка'-лсп с:зкомплексно;";

-пег. л леаул; лате :.'л;:'~лл;;гл:\клл пссклж' ¡от?• л-лл'^екле •,!л~ :ел:л л^ллллллг,;- оло-л-л;:;':- спг:г-:г; л.плли-лу лал; ;лл;'-:л-: нп лллоле ЛСТ ..г~-:Л0Т;.

Г;:-. ..■"Дгдгргд?-.:-:.-:;: л; аса ¿л;: ллплллллл;;;; гллллллг:;ллл ¡л:-;-: -л-;!-.?,; лл-;лс; к -спт:л;лдг.!:о;.'7 лл ■;;; на я типа

Бокса (ВЗ) с одной центральной точкой. В качестве варьируемы:-факторов были выбраны: XI - время окисления исходного ЛОТ 33°,-пе-роксидом водорода (пергидролем); Хо - время нитрования окисленного ЛС1 14%-ной азотной кислотой; Хз - количество мицелия. Границь изменения факторов были определены на основании проведенных ранее исследований.

В результате экспериментальных исследований были получены математические модели растекаемости (1) и прочности {'¿} цементных композиций.

Р-10.6? + 0.31X1 - 0.89Х12 - 0.08X1X2 - О-ОЭХ^э

+ 0.42ХО - 0.41Х»2 - - О.ОЗХзХэ 1

+ 0.21X3 - 0.42ХЭ2 й-59.56 - 0.20X1 - 3.58X12 - О.ИХ1Х0 - 0.06X1X3

- '+ 0.61X2 - 0.64X22 + + 0.19X2X3 2

f 2.65Хз - 1.03Хз* Статистическим анализом уравнений регресии определено влияние каждого фактора и их взаимодействий на растекаемость и прочность цементных композиций.

Определены максимальные и минимальные величины растекаемости и прочности композиций и обеспечиЕзкщие их значения факторов: > ■ Рмах-10.818сы Х1-2.3Ч; Х£-4.52ч; Хз-6.,1%. '3

Рш1п-8.8см , Х1-О; Хг-О;. Хз-0. 4

Кмах-61.5МПа Х1-1.9ч; Х2-4.89ч; Хз-10%. 5

йи1п-45.5Ша Х1-0 и 4ч; Хг-О, Хз-0. ц 6

Установлено, что практически любые условия модифицирования обеспечивают увеличение растекаемости и прочности цементных композиций.

Значения факторов Х1 и Хг, обеспечивающие достижение максимальных растекаемости. и прочности, отличаются незначительна. Поэтому высокая прочность цементных композиций обеспечивается при их максимальной ра:гекаемости. Это крайне важно с технологической точки зрения.

Установлено, что в области оптимальных значений факторов повышение растекаемости и прочности пластифицированных цементных композиций требует более точного их определения и более качественного контроля.

Исследовано влияние качдег: фактора на р&стекаемссть и прочное?! !-1аот;:' ;:ц;:реБанкь::: цементных композиций. Установлено, что сптимаи. •- . .• ^/с ^елу-^.'мо :•: •• является переменной ве-

дичиной, 5звисящ&а от других факторов эксперимента. Показаны изменения оптимальных значений факторов.

Разработаны технологические диаграммы для выбора оптимального значения исследуемого фактора при фиксированных значениях двух других факторов.

Показано, что факторы XI и Ка определяют^ повышение пластифицирующих свойств ЛСТ. Фактор Хз обеспечивает основной пг-чрост прочности цементных композиций.

Проведено ранжирование • факторов по влиянии модифишфозг..чзогс ЛСТ на растекаемость и прочность цементных композиций. Установлено, что влияние фактора Хз на растекаемость приблизительно з двг-раза меньше влияния фактора X*., и в полтора раза меньше влияния фактора Х'2- Влияние фактора Хз на прочность в два раза больш-влияния фактора х^, и з три раза больше влияния фактора Хг.

Определена устойчивость каждого фактора в оптимальном диапазоне з процессе модифицирования ЛСТ и чувствительность раакикап-щек способности ЛСТ я прочности пластифицированных,- цементных композиты! к одновременному изменению двух факторов! .Такие оцени;: очень вавды для определения факторов, которые должны быть стабилизированы с наибольшей точностью. Получены допустимые пределу колебания исследуемых факторов:

1ч.34м.<ха<3ч. 1м.; 2ч.51м.<Хг<оч.04.ч. ; 3,5й<Хз<8,75% 7

Произведена оценка "чувствительности" реологических свойств модифицированного ЛСТ при изменении каждой пара факторов во вс£й области чсслэдовзнного трехфакторного пространства. Получено, что наиболее выгодны с тачки зрения скорости достижения . максимальной растекаемости пластифицированных цементных • композиций является целенаправленное, последовательное химическое модифицирован«" ЛСТ, для достижения максимальной прочности - обработка мицелием, При этом показано, что стабильность комплексному процессу мелтгфп-дарования ЛСТ придает наличие фактора Хз.

В заключении были построены диаграммы Гкббса-Розенбо'а, ан^ лпз г.О'Оры:-: подтвердил сделанные ранее выгоды; -

Экспериментальные исследования свойств бетонной смеси ;; бетона с добавкой комплексно модифицирозанигго ЛОТ.

.3 з. гике-;.: ~

бетонов. Для зтого был приготовлен бетон, включающий цемент, пе сок, щебень,-воду и полученную путем комплексного модифицирована добавку-КШ1СТ. Для сравнения готовили беэдобаьочный бетон, бето с добавкой ^модифицированного ЛОТ и бетон с еуперпластификаторо: С-3. Бетоны готовились двух ендов: по равному В'Ц.и по равно подвижности ' бетонкой смэси. Были определены технологически-свойства бетонных смесей: осадка конуса (ОК), удобоукладывае-мость, плотность, предельное напряжение сдвига; и основные физико-технические свойства бетонов: плотность, куоиковая и призмен-ная прочность, нагрузка трещинообразования, модуль упругости.

Показано, что комплексное модифицирование увеличивает эффективность ЛСТ на 30-35%. По сравнению с контрольной осадка конус; бетонной смеси увеличивается в 6 раз. Доказано, что по эффективности пластификации добавка КМЛСТ не уступает еуперпластификаторо С-3. Бетон (при; В/Ц-consc) с добавкой КЫЛСТ имеет прочность н; 15% выше прочности бетона с ^.йемодифицироЕаниым ЛСТ, и раЕну* прочность с бетоном, вклшаящий супергшастнфикатор С-3. При исследовании плотности, нагрузки трэзшнообразованпя и модуля упругости прстоговленных бетснов зафиксировано их значительное улучшение в присутствие комплексно модифицированного ЛСТ.

В результате установлено, что добавка КЫЛСТ по эффективности не уступает супэрпласткфикаторам.

В экономической части работы даны-результата внедрения разработанной добавки в* Саранском АО "Железобетон" и приведен расчет экономической эффективности ее внедрения ка январь 1994.года. Условный экономический эффект был расчитан на 1м3 товарного бетона и составил 813 рублей.

' - Общие выводы.

1.' Исследованы физико-механические и технологические свойств цементных бетонов. Установлено их значительное повышение :, осадка конуса увеличивается в Б раз, прочность повышается на 15%, пористость .снижается.на 30-40% в присутствие пластифицирующей добавки, полученной путем комплексного модифицирования ЛСТ.

2. Разработаны методы повышения реологических способностей ЛСТ: фракционирование ЛСТ неор^ическши адсорбентами; обработка органическими веществами; целенаправленное химическое модифицирование ЛСТ. Установлено, что наиболее эффективными являются обра-

ботка мицелп~-м и целенаправленное химическое модифицирование ЛОТ. Доказано, что на ое-ксне ЛОТ можно получить суг.ерплао'гнфицпруюшут добавку, равную по эффективности синтетическим суперплзотификато-рам, путем комплексного последовательного мэгз^йвдрумкия ЛОТ.

3. Экспериментально разрз.Фотзна т^нолспы^скея последовательность комплексного модифицирования ЛСТ с целью получения су~ перпластифпцпоугцей дссанкц, состоящая из обеления, титрования и обработки ЛОТ мицелием.

•1. Получена магматическая мод--ль, поэзоляюг.ад оценить влияние каждой технологии :•:--. "й оптряспи кэ процесс тлучмшп суперп-ластифицируш^и добзвкм яр:: комплексном модифицировании ЛСТ. Произведена оптимизация процесса комплексного модифицирован!!.5? ЛСТ и сформулирована предложения для обеспечения оптимального режима мсгифицирования.

5. Установлено методами хп&пгскпсго анализа, инфракрасной зпёкгрсскслки, рентгено-фазного анализа, крпоскспическпм ьзтодок определения- молекулярной массы ЛОТ,, что в процессе комплексного модифицирования происходят структурние изменения ь молекуле ЛСТ. Показана возможность целенаправленного влияния на структуру ЛСТ для певьтсевпя ei о реологических способностей.

6. сравнением эффективности комплексно модифицированного ЛСТ с исходным и с-еупеппластифогпатором С-3 установлено, что добавка КМЛСТ ::о ра?.-?го^л:,ому действию не уступает известным суперплзсти-■pi.кагорам, типа 0-3. ,

7. Применение полученной добавки при изготовлении бетона дает возможность сократить расход цемента на 15%. Опытное- внедрение добавил при изготовления . бетонных изделий из бетона класса B3Q позволяет получить ус-лозный экономический эффект 813 руб на 1м3 бетона.

Осповш» положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Д.с:,' 1754655 СССР, У.Кд. С 04 В 7/СО. Вякушее. / Соломлтов B.Ji., СеляевВ.П., Синишн А.П., Гусаков A.B., Черкасов Б. Д., Резин В.В., Еузулуков З.И.. Коротии А. .И. // Открытия и изобретения. 165Я. NPO. С.104-105.

2. Ф-йявка на изобретение 5042285/33, Ч.Кл. С 04 В 7/00, Сь'рь-еве.я смесь. Селяев В.П., Солсматов Е.П., Коготпк А.П., Еу-зулукоя В.И. и др. Зал в л 18.06.92. Поло.»., рел. ib.iQ.93.

- - 16 -

3. Заявка на изобретение 5049055/05, М. Кя. С 04 В 7/00. Сырьевая смесь. / Седяев В. IL , Солоыатов В. И., Коротин Л. И., Бу-аудуков Б. JL и др. Баявл. 26.05. 92. Полоь реш. 17,02.93.

4. Коротин А. И. Исследование реологических свойств модифицированных лигносудьфонатов. // XXI Огаревские чтения: Тез. науч. конф, ' Саранск, 1992. С. 87.

5. Коротан L И. , Борисова Е. А. , Селяев В. IL Влияние диатомита на прочностные характеристики цементного вяжущего. // Научные исследования и их внедрение в строительной отрасй! (получение бетонов по раздельной технологии, долговечность строительных материалов и конструкций): Тез. науч. конф. Саранок, 1989. С. 37-38. ' ■. -

0. Коротан Л. И. , Зоаов А. Б.', Семенцов л. К1 Совершюг'ьовшше реологических свойств техничэских лигносульфонатов. /7 XXII Огаревскне чтения: Тев. науч.- ь".онф. Саранск, 1993. С. 154.

7. Селяев D. П. , Коротин Л. К. , Акимов Л. Причонзшк отходов производстве в качество пгосгн^ицвруадвс добагок. // Соаромэц-ные кошюшщионнм? материалы к ииа'знсиьлаа технология их производству.: Tes. науч. конф, Саранск. 1991. С. 13-15.

'3. Селяев Б. Е . Куярнятата JL JL , Глрочин Л. К. Влияние •пластификаторов на долговечность наполнеишк цементных fcowaosi;. / '^отзреыешше 'композкцшлшьв материала и интенсивная технология их производства:' Тез. науч. конф. Саранск, 1ЬЭ1.

0.9-12. й

I*!

щ, .....

■' Коротин Александр Иванович Исследование"свойств цементных бетонов с кодифицированными лигносульфонатами.. Автореферат Ответственный за выпуск доцепт Иг. В,Хомяков Корректор JL А. Скворцова .•

Подписано в пеуагв 16.09.94 .. формат 60X84 1-16 Бум, оберт. Усл. _ печ. л. 0,93( 1. уч. _ |13д, \ ^

Тираж ¿Ои эю.. Заказ Ш Втеплатно Саратоасхян государственный технический укверентет 410016 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Ротапринт ОПТУ, 410010 г. Саратоа, ул. Политехническая, 77