автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Коррозия цементного бетона в сахарсодержащих растворах

На правах

прарах рукописи

Киреев Юрий Николаевич

ТБ ОД

2' 2 ВП £300

КОРРОЗИЯ ЦЕМЕНТНОГО БЕТОНА В САХАРСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРАХ

Специальность 05.17.11 — Технология керамических, силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород - 2000

Работа выполнена на кафедре химической технологии строительных материалов Белгородской государственной технологической академии строительных материалов.

Научный руководитель: — заслуженный деятель науки России,

доктор технических наук профессор Лугинина И. Г.

Официальные оппоненты: — доктор технических наук,

профессор Зубехин А. П.

— кандидат технических наук доцент Свергузова С. В.

Ведущая организация: —ГУЛ ВИОГЕМ

Защита диссертации состоится ¡ЛЛ&^К 2000 г 0~ часов на заседании диссертационного совета К 064.66.01 в Белгородской государственной технологической академии строительных материалов (БелГТАСМ), по адресу:

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БелГТАСМ.

Отзывы на автореферат диссертации, заверенные печатью, просим направлять по адресу:

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БелГТАСМ, отдел аспирантуры

Автореферат разослан «_ 11 » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Бельмаз Н.С.

mu wо-33&т.ощ

Актуальность проблемы. Основной проблемой на сахарных заводах является быстрое разрушение бетонных конструкций и полов технологическими сахарсодержащими растворами. Так, фундаменты под оборудованием могут разрушиться за 3-4 месяца работы. Ежегодный ремонт поврежденных сооружений требует, как правило, значительных денежных затрат, которые составляют 1015% от расходов на ремонт оборудования. В связи с изменением цен на энергоресурсы и материалы значительно повысилась стоимость ремонтных работ, поэтому с 1991 года ремонт бетонных сооружений не производится в полном объеме. Ремонтируются только аварийные участки силами персонала заводов с использованием рядовых портландцементов.

Коррозия бетона под действием сахарсодержащих растворов свойственна не только сахарным заводам, но и кондитерским фабрикам и предприятиям крахмалопаточного производства. Однако, проблема сохранения бетонных конструкций при воздействии сахарсодержащих растворов пока не нашла удовлетворительного решения.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР БелГТАСМ, финансируемых по единому заказ-наряду (1995-1996 гг., шифр 31.27.23).

Цель настоящей работы заключается в исследовании процессов коррозии гидратов клинкерных минералов и цементного камня в сахарсодержащих растворах промышленной концентрации и разработке рекомендаций по фазовому составу цементов для. бетона, укладываемого на сахарных заводах.

В соответствии с поставленной целью следовало:

-установить фазовый состав образцов корродировавшего бетона с действующих предприятий;

-исследовать под микроскопом особенности процессов гидратации клинкерных фаз и цемента в сахарном растворе промышленной концентрации;

-изучить физико-химическими методами анализа влияние сахарного раствора промышленной концентрации на сформировавшуюся структуру затвердевших клинкерных минералов и цементного камня;

-проанализировать влияние сахарного раствора на изменение фазового состава и прочности цементного камня во времени;

-разработать рекомендации по фазовому составу клинкеров и цементов для использования на сахарных заводах.

Научная новизна.

1. Установлена зависимость коррозионной стойкости цементного камня в бетоне от фазового состава клинкера и содержания минеральных добавок к агрессивному действию сахарных растворов. По увеличению коррозионной стойкости клинкерные фазы располагаются в ряд: С3А"^С}8"^С28"^С4АР. Показано, что для уменьшения коррозии цементного камня в сахарном растворе необходимо использовать цементы с пониженным содержанием С3А (до 4% в клинкере) и добавкой более 50% гранулированного шлака.

2. Установлены физико-химические особенности коррозии бетона под действием сахарсодержащих растворов. Показано, что при попадании сахарсодержащих растворов на поверхность бетона происходит пропитывание поверхностных слоев сахарным раствором с образованием кристаллических

органических соединений и метастабильной модификации карбоната кальция -ватерита, перекристаллизация которого в кальцит вызывает разрушение цементного камня.

3. Показаны структурные изменения клинкерных фаз при их взаимодействии с сахарным раствором. Впервые установлено диспергирующее действие сахарных растворов на клинкерные фазы (С3Б, С28, С3А), негидратированный цемент и цементный камень, реализация которого в структуре цементного камня обусловливает снижение его прочности.

4. Дополнен известный механизм коррозия цементного камня в сахарном растворе, когда наряду с образованием сахаратов кальция и обменными реакциями под действием кислотных продуктов брожения происходит диспергирование цементного камня сахарозой, адсорбированной на продуктах гидратации, с быстрым разрушением участков срастания кристаллов.

Практическая ценность.

1. Разработаны рекомендации по подбору фазового состава клинкера и цемента, более устойчивых к коррозионному воздействию сахарсодержащих растворов. С целью повышения коррозионной стойкости бетона необходимо использовать шлакопортландцемент содержащий до 4% С3А в клинкере и более 50% гранулированного шлака. Необходимым условием высокой коррозионной стойкости бетонных конструкций является повышение плотности бетона. Получены согласительные письма от сахарных заводов Белгородской области ЗАО «Штерн Импекс НТ» и ЗАО «КРИСТАЛЛ-БЕЛЛ» о принятии разработанных рекомендаций.

2. Разработана методика, которая с учетом изменения свойств сахарного раствора во времени позволяет определить через 7 суток коррозионную стойкость цементного камня, сопоставимую со стойкостью цементов, полученной по методике испытаний через 6 месяцев нормального твердения.

Апробация работы. Результаты исследований апробированы на Международных и региональных конференциях в Барнауле (1997), Москве (1997), Белгороде (1997,1998,1999), Пензе (1998), Воронеже (1998), атакже обсуждены на курсах повышения квалификации ведущих специалистов сахарных заводов (Белгород, 1999).

Публикации. Опубликовано 11 работ, из них по теме диссертации 8.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4 глав, общих выводов и списка литературы. Работа изложена на 136 страницах, включает 5 таблиц и 76 рисунков.

Характеристика исходных материалов к методы исследования

В работе использованы промышленные клинкера и цементы четырех заводов, отличающиеся минералогическим составом, видом и количеством вводимых минеральных добавок и приготовленные в лаборатории низкоосновный (КН=0,67), пластифицированный, пуццолановый и гидрофобный цементы. При исследовании коррозионной стойкости клинкерных минералов (С38, С2Б, С3А, С4АР) использованы фазы, синтезированные в НИИЦементе.

В работе применяли рентгенофазовые исследования (РФА) образцов в виде порошков и по специальной методике в виде суспензий на дифрактометрах

"ДРОН-2" и "ДРОН-3" с медным антикатодом и никелевым фильтром и дифференциально-термический анализ на дериватографе фирмы "MOM". Ультрафиолетовые спектры поглощения образцов записывали на автоматическом двухлучевом ультрафиолетовом спектрометре "SPECORD UV VIS". Петрографические исследования в иммерсии и фотографирование образцов выполнены по усовершенствованной методике с использованием светового микроскопа NU-2 фирмы KARL ZEIS IENA в проходящем свете при большом увеличении (1000х). В качестве иммерсионной жидкости использовали 30% сахарный раствор. Исследование и запись кривых изменения pH во времени проводили на милливольтметре рН-121 и самописце КСП-4.

Физико-механические испытания цементов выполняли в малых образцах-призмах (10x10x60 мм) и образцах-кубиках (14,1x14,1x14,1 мм) в растворе 1:3; коррозионную стойкость клинкерных фаз и цемента определяли в малых образцах-призмах (10x10x60 мм) в тесте в агрессивных растворах трех видов: технологическом сахарсодержащем (мелассе АООТ «Дмитротарановский сахарник», 30% сахарозы), 30% свежеприготовленном и забродившем (30% сахарозы + 6% уксусной кислоты) растворах.

Для теоретического расчета расстояний между двумя атомами кислорода в молекуле сахарозы использован программный пакет ChemWindowSuite (© Bio-RadLaboratories, Sadtler Division 1997, версия 5.1).

Состав новообразований в промышленном бетоне, корродировавшем под действием сахарсодержащпх растворов

Обследование бетонных полов на сахарных заводах АООТ «Дмитротарановский сахарник» и АООТ «Валуйкисахар» показало, что в местах розлива технологических растворов полы претерпели значительные разрушения: вяжущее растворилось, и обнажился крупный заполнитель бетона. Отобрано 14 проб поврежденного бетона, которые условно разделены на 3 группы: 1 -полностью разрушившийся бетон; 2 - пробы с видимым повреждением бетона; 3 - высолы на поверхности бетона.

Установлено, что во всех отобранных пробах полностью отсутствовал Са(ОН)2, но содержалась метастабильная модификация карбоната кальция — ватерит, при перекристаллизации которого в кальцит наблюдаются значительные объемные деформации, по данным Й. Штарка, приводящие к быстрому разрушению поверхности цементного камня. В полностью разрушенном бетоне, кроме гидросиликата кальция, обнаружены неидентифицированные отражения органических соединений, предположительно сахаратов кальция (отражения 1,19; 1,0; 0,819; 0,599; 0,404; 0,2186 нм). В пробах с видимым повреждением бетона обнаружены отражения кальцита, клинкерных фаз (алита и белита) и гидросиликатов кальция. Высолы представлены отложениями белого цвета в виде сцементированной пены и состояли преимущественно из кальцита и хорошо закристаллизовавшегося гидросиликата кальция - 2CaO Si02-H20.

Дифференциально-термический анализ корродировавшего бетона выявил следующие тепловые эффекты: окисления органических соединений при 200400 °С, перекристаллизации ватерита в кальцит при 440 °С и диссоциации СаС03 при 810-820 °С. Зафиксированные эндотермические эффекты при 70-130 "Смогут

быть вызваны дегидратацией гидратных фаз и удалением воды из органических соединений. В высолах на поверхности бетона наблюдался дополнительно экзотермический эффект при 315°С, который, по-видимому, является следствием окисления сахаратов кальция.

Таким образом, в местах розлива технологических растворов поверхностные

слои бетона насыщаются органическими соединениями, взаимодействующими с гидроксидом кальция с образованием сахаратов кальция и ватерита, перекристаллизация которого приводит к интенсивному разрушению поверхностного слоя бетона. Присутствие в корродировавшем бетоне отражений негидратированных клинкерных минералов показывает, что разрушение цементного камня происходит задолго до полной гидратации клинкерных фаз.

Влияние стареющих сахарных растворов на стойкость цементного камня

Известны два механизма разрушения бетона в сахарсодержащих растворах. Согласно первому, разрушение бетона происходит в результате выщелачивания гидроксида кальция из гидратированного цемента; по другому, бетон корродирует вследствие агрессивного воздействия продуктов брожения сахарсодержащего раствора (в исследованиях использовали 20% сахарный раствор). Согласно литературным данным, средняя концентрация технологического сахарного раствора составляет 30%. Поэтому исследование коррозионной стойкости цементного камня нами проводилось в 30% сахарном растворе, т.е. более концентрированном, нежели ранее.

С целью установления динамики коррозии цементного камня и выяснения стойкости исследовались цементы, отличающиеся минералогическим составом, видом и количеством добавок: сульфатостойкис Лг=1 с КН=0,83 и С3А=4,5%; Л~7 с КН=0,9 и С3А=3,4%; рядовые №2 с КН=0,91 и С3А=6,3%, добавка - 20% опоки; №4 с КН=0,93 и С3А=7,2%; №5 с КН=0,91 и С3А=7,1%; №6 с КН=0,91 и С3А=7,1%, добавка-20% доменного шлака; шлакопоршандцемент№3 с добавкой 54% фосфорного шлака и быстрогвердеющий №8 с КН=0,9 и С3А=3,5%. После 28 суточного твердения цементы помещались на 6 и 12 месяцев в 30% сахарный раствор, который не меняли в течение всего эксперимента, что обеспечивало химическое старение раствора. Стойкость цемента оценивали по коэффициенту стойкости - КС, показывающего отношение прочности корродированных образцов к

щ Органические соед>адения

прочности образцов, твердевших в воде (рис. 2).

Все изучаемые цементы имели неудовлетворительную стойкость при хранении в течение 6 месяцев в сахарном растворе. Процесс коррозии цементного камня в сахарных растворах визуально представляется как растворение части затвердевшего цемента, при этом объемные деформации даже в течение 12 месяцев не отмечены. Установлено, что разрушение цементного камня происходит задолго до полной гидратации клинкерных минералов, что подтверждается присутствием их в разрушившихся образцах. Контакт цементного камня с сахарным раствором в ранние сроки вызывает выщелачивание Са(ОН)2.

Поэтому цементы с повышенным содержанием С3 А и алита (№ 4, 5 и 8) и при отсутствии (№ 1, 7) или недостатке (№ 2,6) активных минеральных добавок, взаимодействующих в процессе гидратации с гидроксидом кальция, имели низкую коррозионную стойкость. Быстротверде-ющий цемент №8 в сахарном растворе в течение 3 месяцев способен наращивать прочность с более высокой скоростью, чем при твердении в воде в результате повышения растворимости извести и способности сахарозы выступать как диспергатор по отношению к частицам Са(ОН)2. В последующем наблюдалось резкое снижение прочности вследствие снижения концентрации Са(ОН)2, необходимой для стабильного существования высокоосновных гидросиликатов кальция. Цемент №2 с 20% опоки характеризуется весьма низкой стойкостью в сахарном растворе из-за повышенной растворимости аморфного кремнезема опоки. Цемент №6 с 20% шлака обладает повышенной стойкостью только в течение 1 месяца. Шлакопортландцемент №3 с 54% шлака при твердении в сахарном растворе в течение 2 месяцев отличался повышенным коэффициентом стойкости в результате более активного взаимодействия гидроксида кальция с активным кремнеземом добавки и снижении доли С3А и алита при уменьшении количества клинкера в готовом цементе, но через 3 месяца его коэффициент стойкости снизился до 0,53 (рис. 2).

Рис» 2 Изменение КС цементов Вольского (1,2), Безмеппского (3), Старооскольского заводов (4-8) времени.

1- ССПЦ 400 ДО; 2- ПЦ 500 ДО0 (опока); 3-ШПЦ 300 (фосфорный шлак); 4-ПЦ 500 ДО; 5-ПЦ 400 ДО; б-ПД 400 Д20(домепныи шлак); 7-ССПЦ 500 ДО; 8-ПЦ500 Д0-Г,.'

Таким образом, результаты исследований показали, что повышенной стойкостью в стареющих сахарных растворах будут обладать только цементы со значительным количеством гранулированного шлака. Методика определения коррозионной стойкости цементов весьма продолжительна, так как наблюдения за образцами проводятся в течение 6 месяцев.

Взаимодействие клинкерных минералов с сахарсодержащими растворами

Домашевский A.A. и Соломатов В.И. отмечали особое влияние биологической агрессии на бетон. Нами биологическая агрессия продуктов брожения изучалась на предварительно гидратированных в течение 28 суток клинкерных минералах е технологическом сахарсодержащем растворе, который в течение 2 лет не заменяли. В возрасте 6 месяцев изменяли условия твердения верхней половины призм, которая была подсушена и в течение 2 недель находилась на воздухе, чтобы обеспечить биологическую агрессию под действием плесени, а затем образцы вновь погружали в раствор.

Коррозию оценивали по изменению внешнего вида призм. Через две недели углы и ребра призм пропитались мелассой, приобретая бурый цвет мелассы, а через 4 месяца произошло полное изменение цвета образцов. Начало разрушения образцов из С3А отмечено через 4 месяца, образцы C3S, C2S, C4AF обнаружили через б месяцев только незначительную коррозию.

Образование плесени под действием кислорода на верхней половине призм всех клинкерных минералов произошло за две недели, под которой образцы изменили цвет на более темный и интенсивно разрушались. Уменьшилась площадь сечения призм из алюмоферритов и силикатов кальция, а часть призм из С3А, находившаяся под плесенью, разрушилась полностью. Таким образом, коррозия под действием плесени протекает примерно в 8 раз быстрее, чем в сахарном растворе, что подтверждает ее интенсивную биологическую агрессию.

После погружения всех образцов в стареющий сахарсодержащий раствор установлено, что образцы из С3А полностью разрушились через 10 месяцев, образцы из силикатов кальция разрушились через 2 года, при этом призмы из C4AF остались без изменений. Рентгенофазовым анализом корродировавших образцов в течение 2 лет установлено полное разрушение кристаллической структуры образцов из силикатов кальция (рис. 3). Во всех пробах из клинкерных минералов отсутствует гидроксид кальция и определяется ватерит. В образцах из C3S и C2S обнаружены отражения гидросиликатов кальция, а в образцах из С3А и C2S присутствуют неидентифицированные отражения соединений, предположительно сахаратов кальция (рис. 3), аналогичных наблюдаемым в промышленном корродировавшем бетоне (рис. 1).

Дифференциально-термический анализ выявил высокое содержание во всех образцах органических соединений. Так, при попытке съемки ДТА образца С3А после коррозии произошло вспучивание и выплескивание из тигля. На термограммах других минералов отмечены следующие тепловые эффекты: дегидратации органических соединений и гидрагных образований при 140-197°С, окисление органических соединений при 200-462°С, перекристаллизации ватерита в кальцит и последующей декарбонизации СаС03 при 810-820°С.

О Органические соединения О Ватврит ▼ СЭН(В)

Таким образом, по стойкости к агрессивному действию сахарсодержащих растворов гидратированные клинкерные минералы можно расположить в порядке увеличения стойкости: С3А, С38, С28, С4АЕ

Из работ Сапронова А.Р. с сотрудниками известно, что сахароза обладает диспергирующим действием на Са(ОН)2. В связи с этим было необходимо выяснить оказывает ли сахароза диспергирующее действие в процессе гидратации отдельных клинкерных минералов и цемента. Исследованы в течение 20 суток под микроскопом в проходящем свете с помощью усовершенствованной методики препараты из порошков отдельных клинкерных фаз, цемента и для сравнения порошка цементного камня после 28 суток водного твердения. По результатам исследований взаимодействия клинкерных фаз с сахарным раствором составлены сравнительные схемы, представленные на рис. 4-7.

Взаимодействие С3Б с сахарным раствором состоит из четырех последовательных стадий: 1-образование пленок

новообразований на поверхности исходных кристаллов; 2-начало диспергирования кристаллов С3Б; 3-дальнейшее диспергирование кристаллов фазы и появление пленок новообразований на вновь образовавшихся поверхностях; 4-образование гелеобразных продуктов взаимодействия С38 и сахарного раствора. Гидратация С3Б в воде состоит из 6-ти стадий: 1-образование пленок гидратов и Са(ОН)2 на поверхности кристаллов С38; 2 и 3-увеличение количества кристаллов Са(ОН)2 и гидратных образований в виде утолщения пленок на кристаллах С3Б; 4-появление первых диспергировавших кристаллов С38 и гелеобразных продуктов гидратации; 5-появление слоистых образований в кристаллах С3Б; 6-дальнейшее увеличение количества слоистых образований и начало роста игловидных кристаллов. Таким образом из анализа представленной схемы видно, что сахарный раствор ускоряет гидратацию С38 и через 14 сут. С3Б прогидратировал полностью.

Взаимодействие С2Б с сахарным раствором состоит из 3-х стадий, а с водой - из 4-х. Так, взаимодействие с сахарным раствором сопровождается: 1-появлением пленок новообразований на поверхности кристаллов С28; 2 и 3-появлением первых полностью прореагировавших кристаллов С28 в виде бесформенных гелеобразных образований, наблюдается диспергирование зерен фазы. При гидратации в воде 1 и 2 стадии: образование и утолщение пленок гидратов; 3-появление единичных прогидратировавших кристаллов; 4-болыная часть кристаллов диспергирована. Таким образом, в сахарном растворе в

Рис. 3. Фазовый состав разрушенных образцов СзА и Сзв после 2 лет коррозии

результате диспергирования наблюдается ускорение гидратации С28, к 4 суткам происходит замедление взаимодействия, и при наблюдении под микроскопом в течение 20 суток и по данным РФА гидратация не протекает.

с^ с2э

Сахарный раствор

4 ним. | 4.5 ч.

г-^О

Сахарный раствор

Вола

Рис. 4. Сравнительная схема гидратации Сзй

в сахарном растворе и воде. 1 - исходная фаза: 2 - пленка гидратов: 3-диспергирование кристаллов; 4-геле-образные продукты гидратации; 5-крис-таллы Са(ОН)2; б-новообразования.

Рис. 5. Сравнительная схема гидратации

С^ в сахарном растворе и воде. 1 - исходная фаза; 2 - пленка гидратов; З-диспергнрование кристаллов; 4-гелс-образные продукты гидратации; 5-конечные гелеобразные продукты гидратации; б-новообразования.

Взаимодействие С3А с сахарным раствором состоит из 4-х, а с водой - из 6-ти стадий. Гидратация в сахарном растворе сопровождается: 1-появлением первичных новообразований и через 5 минут началом диспергирования кристаллов; 2,3 и 4-последовательным диспергированием исходных кристаллов; 5-наличием мелких кристаллов и отсутствием видимых в микроскоп взаимодействий. При гидратации С3А в воде наблюдается: 1 и 2-разбухание кристаллов; 3,4 и 5-дальнейшее разбухание кристаллов, образование игольчатых кристаллов по периметру зерен, появление у кристаллов сетки трещин; 6-образование мелких темноокрашенных кристаллогидратов. Таким образом, гидратация С3А в сахарном растворе также протекает быстрее, чем в воде, и

уменьшение размера кристаллов до 1-2 мкм наблюдалось уже через 5 мин, а через 5 час большая часть фазы в сахарном растворе прореагировала.

Таким образом, под влиянием сахарного раствора С35, С2Б и С3А испытывают диспергирование, когда сахароза, хемосорбируясь на поверхности кристаллов, ослабляет, а затем и разрывает связи в минерале и в участках срастания кристаллогидратов.

Сахарный раствор Вода Сахарный раствор Вода

СзА

С«АЯ

Сахарный раствор

12-

5 мин. 7 мин.|

2 —^

15 мин.

Ч (

\ 40 мин.

В- /

о

3-5 мин.

15 мин.

55 мин.

|7Г М

-г

Ч'

Рис. 6. Схема гидратации СзА в сахарном

растворе и воде. 1-исходная фаза; 2-первичные

новообразования; 3-диспергирование кристаллов; 4-конечные продукты взаимодействия; 5-граница раздела фазы и жидкости; 6-иглообразные кристаллы; 7-рост кристаллов.

" ■■ о, '

Рис. 7. Схема гидратации С-АР в сахарном

растворе и воде. 1-исходная фаза; 2-пленка пиратов; 3-растворение кристаллов С«АР; 4-конечные гелеобразные продукты взаимодействия; 5-иглообразные

кристаллы; 6-сростки кристаллов.

Взаимодействие С4АБ с сахарным раствором протекает несколько иначе и состоит из 3-х, а в воде - из 6-х последовательных стадий (рис. 7). Так, при взаимодействии С4АБ с сахарным раствором наблюдается: 1 -образование пленок гидратов на кристаллах исходной фазы; 2-растворение, а не диспергирование кристаллов С4АР; 3-формирование конечных гелеобразных продуктов взаимодействия. При гидратации С4АБ в воде наблюдается: 1-образование через 3-5 минут отдельных игольчатых кристаллов на поверхности фазы; 2, 3 и 4-

образование из игольчатых кристаллов плотной оболочки по периметру кристалла исходной фазы, формирование скоплений игольчатых кристаллов; 5-образование кристаллов округлой формы, с обесцвечиванием зерен исходной фазы; 6-образование на непрореагировавших кристаллах С4АБ пленок новообразований.

Таким образом, взаимодействие С4АБ с сахарным раствором в первые часы по сравнению с гидратацией в воде замедляется, но через сутки - ускоряется. Через двое суток С,АР прореагировал с сахарным раствором полностью, в воде же процесс продолжался более 3-х суток. Взаимодействие С4АБ с сахарным раствором представляется как процесс растворения фазы в растворе.

Визуальные наблюдения под микроскопом показали, что скорость взаимодействия всех исследованных клинкерных фаз с сахарным раствором увеличивается в результате диспергирования исходной фазы и выщелачивания Са(ОН)2, при этом в сахарном растворе не образуются кристаллические новообразования. Однако, по современным представлениям, для создания структуры цементного камня необходимо присутствие кристаллогидратов,

армирующих гидросиликатный гель.

Установлено, что сахарный раствор оказывает диспергирующее действие как на негидратированные цементы, так и на сформировавшуюся структуру цементного камня (рис. 8).

Результаты микроскопических исследований позволяют уточнить известный механизм коррозии, когда дополнительно происходит диспергирование сахарозой, адсорбированной на цементном камне, за счет разрушения участков срастания кристаллов.

Сравнительное исследование методами ультрафиолетовой спектроскопии и рН-метрии процессов, протекающих в первые минуты контакта цементного камня с сахарным раствором, позволило доказать образование растворимых сахаратов кальция и по изменению рН установить, что при взаимодействии цементного камня с сахарным раствором протекают реакции, аналогичные системе гадроксид кальция - сахарный раствор.

Поэтому дальнейшие исследования проводились со свежеобожженной известью и 30% сахарным раствором. Эксперимент был поставлен следующим образом. В сахарный раствор при постоянном перемешивании постепенно вводили известь до полного растворения. Затем дополнительно вводился 20% избыток извести до получения суспензии. Контроль изменений в суспензии проводили через 20 минут, 1,7, 14 и 34 суток методом РФА. Установлено, что сахараты кальция в течение 34 суток не кристаллизуются, являются

-Я Йк -

Рис. 8. Диспергированная частица

Цементного камня в сахарном растворе

и

рентгеноаморфными, что согласуется с литературными данными.

Взаимодействие сахарного раствора с Са(ОН)2 не ограничивается образованием сахаратов кальция. Происходит адсорбция сахарозы на кристаллах Са(ОН)2, в которой принимают участие предположительно несколько атомов кислорода из молекулы сахарозы (ОН-группы), и взаимодействие происходит выборочно по определенным плоскостям кристалла. При помощи программного пакета СЬет\¥Ъёо\у8ш1е выполнен расчет расстояний между разными комбинациями из двух атомов кислорода в молекуле сахарозы (рис. 9). Известно, что взаимодействие возможно, если разность расстояний между атомными плоскостями реагентов составляет не более 15%. Анализ полученных расчетных

Таблица 1

Расчетное расстояние между атомами кислорода в молекуле сахарозы

Группы атомов (к рис. 10) Межплоскостное расстояние 3 кристаллической решетке Са(ОН),, нм Расчетное расстояние между зтимами кислорода в молекуле сахарозы, нм Разность расстояний, %

1-5 0,2777 +5,3

9-10 0,2806 +6,4

2-6 0,2637 0,2842 +7,8

5-9 0,2848 +8,0

3-5 0.2886 +9,4

2-4 0,3274 +5,3

8-10 0,3121 0,3339 +7,4

2-3 0,3450 +10,9

34 0,3461 +11,3

3-7 0,5216 +5,8

2-11 0,4928 0,5287 +7,3

3-9 0,5536 +12,4

данных (табл. 1) и результатов РФА (рис. 10) показал, что взаимодействие сахарозы и Са(ОН)2 происходит по атомным плоскостям кристалла Са(ОН)2 с межплоскостным расстоянием 0,3121 нм. При этом на рентгенограммах наблюдается значительное уменьшение интенсивности и смещение отражений

в сторону увеличения межплоскостных расстояний по этой атомной плоскости. Таким образом, в выборочной адсорбции участвуют два атома кислорода (группа 3-4), в результате чего происходит диспергирование кристаллов гидроксида кальция.

Нзмепение

Рис. 9. Пространственная структура молекулы сахарозы.

1-11 - атомы кислорода

10.

интенсивности отражений Са(ОН)2 до (1) и после 34 суток (2) взаимодействия с сахарным раствором

В ходе комплексного исследования взаимодействия отдельных клинкерных минералов, промышленного цемента, цементного камня и гидроксида кальция с сахарным раствором в течение 34 суток установлено отсутствие кристаллических новообразований и диспергирующее действие сахарозы, которое носит адсорбционный характер. Это позволило уточнить механизм коррозии цементного камня, когда наряду с образованием сахаратов кальция и воздействием продуктов брожения происходит диспергирование за счет разрушения участков срастания в кристаллической структуре цементного камня.

Разработка методики ускоренных испытаний цементов на коррозионную стойкость в сахарных растворах

По принятой в настоящее время классификации различают 3 вида коррозии бетона. Коррозия 1 вида-разрушения, возникающие в бетоне при вымывании составных частей цементного камня. Коррозия 2 вида-разрушения, вызванные обменными реакциями с составными частями цементного камня под действием кислот. Коррозия 3 вида-накопление в порах бетона малорастворимых солей, кристаллизация которых вызывает возникновение внутренних напряжений в структуре бетона.

Коррозия бетона, наблюдаемая на сахарных заводах, объединяет коррозию 1 вида (выщелачивание гидроксида кальция с образованием растворимых сахаратов кальция) и коррозию 2 вида (агрессивное воздействие органических кислот, образующихся при брожении сахарного раствора). В начальный моменг агрессивного воздействия сахарного раствора ведущим процессом коррозии будет выщелачивание гидроксида кальция, в дальнейшем, в зависимости от условий, ведущим становится воздействие органических кислот. Диспергирующее действие сахарного раствора на сформировавшуюся структуру цементного камня не входит ни в один из видов общепринятой классификации коррозии. Таким образом, изучаемую в данной работе коррозию цементного камня можно выделить как самостоятельный вид, совмещающий коррозию 1 и 2 вида и диспергирующее действие сахарозы на цементный камень. В соответствии с этим возникает необходимость в создании специальной методики испытания стойкости цементов б сахарных растворах.

Предлагаемая методика складывается из четырех последовательных этапов: 1—формование образцов; 2-тепловлажностная обработка (ТВО) с целью формирования структуры цементного камня и синтеза 28 суточной прочности по режиму, предложенному А.Б. Виткупом (нагрев -4, изотермическая выдержка -1, охлаждение -19 часов); 3-прогрев испытуемых образцов в сахарном растворе в течение 3 суток с выдержкой 1 час при 80°С и последующим охлаждением до 1=30°С; 4—прогрев испытуемых образцов в моделируемом забродившем сахарном растворе (смесь 30% сахарного раствора и 6% уксусной кислоты) в течение 3 суток с выдержкой 1 час при 80°С и последующим охлаждением до 1=30°С. Длительность третьего и четвертого этапов составляет 72 часа каждый. Контроль состояния образцов проводился испытанием на прочность при сжатии.

Для испытаний формовали 21 образец состава 1:3, В/Ц=0,4; песок Вольский по ГОСТ 6139-91. Формы с образцами выдерживались в ванне с гидравлическим затвором 24±2 часа до приобретения распалубочной прочности. Затем формы

разбирали, образцы подвергали тепловлажностной обработке и последующему прогреву в агрессивных растворах. В определенный срок испытывали три образца: после ТВО, через 5,48,72,77,120, и 144 часа от момента начала прогрева в агрессивных растворах. Состояние образцов оценивалось по введенной безразмерной величине - коэффициенту устойчивости - (КУ), который определялся как частное от деления прочности при сжатии образцов, находившихся в агрессивной среде, на прочность при сжатии контрольных образцов после ТВО:

г\«

где Ркоррод, Кксктр - прочность при сжатии образцов корродировавших и после ТВО.

Цемент считался стойким, если его коэффициент устойчивости на все сроки испытаний оставался больше или равен 1.

По предлагаемой методике иснытаны 8 цементов: бездобавочный, гидрофобный, пластифицированный, пуццолановый (30% опоки), приготовленные в лаборатории на основе белгородского клинкера с КН=0,9 и С,А=4,5% и низкоосновный цемент, приготовленный из синтезированного клинкера с КН=0,67 и С3А=3,2%, и для сравнения быстротвердеющий ПЦ 500 ДО-Б, ПЦ 400 Д-20 (доменный шлак) и ШПЦ 300 (54% фосфорного шлака), исследованные ранее по методике в течение 6 месяцев при нормальном твердении (табл. 2).

Введение гидрофобной добавки в цемент №1 не повышает стойкость цементного камня в растворах сахара, так как сахароза дифильна и легко нарушает гидрофобный слой, способствуя процессу гидратации частиц, что вызывает увеличение прочности образцов уже через 48 и 72 часа, значение КУ увеличилось до 1,33, в дальнейшем под действием забродившего сахарного раствора происходит разупрочнение структуры цементного камня и снижение КУ до 0,64.

Снижение коэффициента устойчивости быстротвердеющего цемента №2 через 5 часов прогрева в сахарном растворе возможно объясняется перестройкой структуры цементного камня в результате выщелачивания Са(ОН)2 и перекристаллизации высокоосновных гидросиликатов кальция, образовавшихся после ТВО, в более низкоосновные формы. Под воздействием забродившего сахарного раствора КУ снижается до 0,81, т. е. быстротвердеющий цемент №2 не обладает коррозионной стойкостью, что подтверждает результаты, полученные по методике длительных испытаний в течение 6 месяцев при нормальном твердении (рис. 2).

Лучшей по сравнению с бездобавочным цементом №3 стойкостью в сахарном растворе через 72 часа обладает пластифицированный цемент №4 (1,07 и 1,53 соответственно), что объясняется действием пластифицирующей добавки, способствующей увеличению плотности цементного камня. Однако, при прогреве в забродившем сахарном растворе КУ снижается до 0,7 и 0,86 соответственно. Цемент №5 с 30% опоки в результате повышенной растворимости активного кремнезема опоки при прогреве в сахарном растворе в течение 72 часов имеет КУ=0,66. Цемент №6 с 20% шлака даже при прогреве в течение 120 часов в

забродившем сахарном растворе имеет КУ=1,17, а к 144 часам КУ снижается до 0,92, что подтверждает результаты, полученные ранее. Шлакопортландцемент №7 с 54% фосфорных шлаков имеет величину коэффициента устойчивости более 1 как при прогреве в сахарном растворе, так и в забродившем растворе, что согласуется с результатами полученными ранее. Цемент №8, характеризующийся отсутствием С3Б и содержащий 70% и 23% С4АР, обладает максимальной

Таблица 2

Изменение коэффициента устойчивости от длительности воздействия сахарсодержащих агрессивных растворов

№ Тип цемента Величина коэфе шциента устойчивости через, час

5 4В 72 77 1120 _ 144

саха рный раствор забродивший раствор

1 Гидрофобный 0,98 1,01 1,33 0,98 0,71 0,64

2 ПЦ500ДО-Б 0,98 1,07 0,98 0,94 0,60 0,81

3 Бездобавочный 1,06 1,37 1,07 0,94 0,74 0,70

4 Пластифицированный 1,12 1,59 1,53 1,34 0,89 0,86

5 Пуццолановый (30% опоки) 1,34 1,52 0,66 0,51 0,48 1,03

6 ПЦ 400 Д-20 (шлак) 1,07 1,44 1,32 1,24 1,17 0,92

7 ШПЦ 300 (54% шлака) 1,18 1,77 1,66 1,46 1,35 1,10

8 Низкоосновный 1,20 2,03 2,91 2,75 4,52 4,03

стойкостью к коррозии в сахарсодержащих растворах, причем величина КУ после 144 часов возрастает до 4,03.

Таким образом, исследования, выполненные но разработанной методике, показали, что цементы с повышенным содержанием С,Б и С3А, а также при недостаточном количестве минеральных добавок характеризуются пониженной стойкостью в сахарсодержащих растворах, причем цемент с 20% шлака более стоек, нежели цемент с 30% опоки. Наиболее устойчивыми в сахарсодержащих растворах оказались шлакопортландцемент и особенно низкоосновный цемент. Результаты ускоренных испытаний коррозионной стойкости цементов подтверждают данные, полученные но методике после 6 месяцев нормального твердения.

Основные выводы

1. Впервые установлена зависимость коррозионной стойкости цементного камня в бетоне от фазового состава клинкера и содержания минеральных добавок к агрессивному действию сахарных растворов. Показана низкая стойкость в технологическом сахарсодержащем растворе гидратированного в течение 28 суток С3А, разрушившегося через 10 месяцев с образованием кристаллических органических соединений. Через два года в образцах гидратированных С35 и С2Б произошло полное разрушение кристаллической структуры, а гидратированный С4АР остался без изменений. По увеличению коррозионной стойкости в сахарном растворе клинкерные фазы располагаются в ряд:

3 3 2 4

2. При сравнении коррозионной стойкости в течение 6 месяцев промышленных цементов, отличающихся фазовым составом клинкера, видом и

количеством вводимых добавок, установлено, что все цементы являются недостаточно стойкими при службе на сахарных заводах. В начальный период сахароза способствует гидратации в результате выщелачивания гидроксида кальция, при этом возможно временное повышение прочности цементов с повышенным содержанием алита. В дальнейшем вследствие снижения концентрации портландита, армирующего гидросиликатный гель, прочность цементного камня существенно понижается. Процессы брожения в стареющем сахарном растворе увеличивают скорость коррозии цементного камня из-за образования органических кислот, которые более а1рессивны, чем сахароза. Наибольшей стойкостью обладает шлакопортландцемент, содержащий более 50% гранулированного шлака, вследствие снижения доли С3А и алита и взаимодействия гидроксида кальция с активным кремнеземом добавки.

3. Исследования корродировавшего промышленного бетона показали, что в местах розлива технологических сахарсодержащих растворов поверхностные слои бетона насыщаются сахарозой, взаимодействующей с гидроксидом кальция цементного камня с образованием сахаратов кальция и метастабильной модификации карбоната кальция - ватерита, перекристаллизация которого приводит к интенсивному разрушению поверхностного слоя бетона. Присутствие в корродировавшем бетоне отражений негидратированных клинкерных минералов показывает, что разрушение цементного камня происходит задолго до полной гидратации клинкерных фаз.

4. Наблюдения процесса гидратации под микроскопом в течение 20 суток показали, что сахарный раствор оказывает диспергирующее действие на С3А, С3Б и С^, существенно уменьшая через 5 минут размер кристаллов С3А и через сутки - силикатов кальция. Взаимодействие С^АР с сахарным раствором протекает несколько иначе и происходит растворение, а не диспергирование кристаллов С4АР. Процесс взаимодействия клинкерных фаз с сахарным раствором протекает более интенсивно по сравнению с гидратацией в воде в результате повышенной растворимости в сахарных растворах исходных фаз и образованием растворимых сахаратов кальция. Отсутствие видимых кристаллических новообразований (портландита) при взаимодействии клинкерных фаз с сахарным раствором будет приводить к нарушению армирующей составляющей в цементном камне. Сахарный раствор оказывает диспергирующее действие как на негидратированные минералы и цемент, так и на сформировавшуюся структуру цементного камня. Процесс диспергирования может иметь адсорбционный характер.

5. Установлено, что при коррозии цементного камня в сахарсодержащих растворах наблюдаются коррозия 1 и 2 вида, когда наряду с выщелачиванием Са(ОН)2 с образованием растворимых сахаратов кальция и ватерита, и воздействием кислотных продуктов брожения сахарных растворов, разрушающих в результате обменных реакций структуру цементного камня, дополнительно происходит диспергирование с быстрым разрушением участков срастания кристаллов, что приводит к снижению прочностных характеристик.

6. Методом ультрафиолетовой спектроскопии и рН-метрии подтверждено образование в цементном камне растворимых сахаратов кальция, не

кристаллизующихся в течение 34 суток, и идентичность процессов, протекающих в системах цементный камень-сахарный раствор и гидроксид кальция-сахарный раствор. Сахарный раствор взаимодействует с Са(ОН)2 не только путем образования сахаратов кальция, но и адсорбируя сахарозу по определенным атомным плоскостям Са(ОН)2. Согласно расчетным данным в выборочной адсорбции участвуют два атома кислорода.

7. Разработана методика, учитывающая влияние изменения свойств сахарного раствора во времени, которая позволяет в течение 7 суток определить коррозионную стойкость цементного камня в сахарсодержащих растворах. Результаты, полученные по предложенной методике, согласуются с результатами стойкости цементов, полученными по методике испытаний в течение 6 месяцев нормального твердения.

8. Исследования по разработанной методике ускоренных испытаний коррозионной стойкости гидратированного цемента различного фазового состава подтверждают особенности процесса разрушения в сахарном растворе, полученные по методике длительных испытаний в течение 6 месяцев. Установлено, что наименьшей коррозионной стойкостью обладают цементы с повышенным содержанием С3А, и С38, цементы содержащие опоку или недостаточное количество шлака. Увеличение количества шлака до 50-60% значительно улучшает коррозионную стойкость цементов. Наибольшей стойкостью в сахарсодержащих растворах имеет низкоосновный цемент, содержащий 70% С^ и 22,6% С4АГ, причем КУ повышается до 4,03.

9. Результаты исследований коррозионной стойкости цементного камня в сахарсодержащих растворах позволили рекомендовать сахарным заводам приготовление бетона с использованием шлакопортландцемента с пониженным содержанием С3А (до 4% в клинкере) и повышенным количеством доменного гранулированного шлака (более 50%), отличающегося повышенной коррозионной стойкостью в сахарсодержащих растворах.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Киреев РЗ.Н., Лугшшна Й.Г. Влияние сахарсодержащих растворов на устойчивость гидратироваыных клинкерных фаз//' Тез. докл. Межд. научно-технической конференции «Резервы производства строительных материалов». -Барнаул, 1997. -Ч. 1. - С. 161.

2. Киреев Ю.Н., Лугинина И.Г. Об устойчивости цементов нескольких заводов в сахарных растворах// Сб. докл. Меж. конф. "Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночной экономики.'-Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1997. 4.1.-С. 62-64.

3. Киреев Ю.Н., Маматова Е.Г., Лугинина И.Г. Влияние сахарсодержащих растворов на специальные цементы// Тез. докл. XI Межд. конф. молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-97», М., 1997. -С. 108.

4. Киреев Ю.Н., Лугинина И.Г. О составе новообразований, разрушающих бетон на сахарных заводах// Тез. докл. Межд. конф. «Современные проблемы строительного материаловедения». -Пенза, 1998. -Ч. 2. -С. 110-111.

5. Киреев Ю.Н., Лугинина И.Г. О выборе цементов устойчивых в сахарных растворах // Тр. VI Регион, научно-технической конф. «Проблемы химии и химической технологии». -Воронеж, 1998. -Т. 2. -С. 152-155.

6. Киреев Ю.Н. Особенности гидратации клинкерных фаз в сахарном растворе // Сб. докл. Межд. конф. молодых ученых и аспирантов «Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века» -Белгород: изд-во БелГТАСМ, 1998. -4.2. -С.238-245.

7. Киреев Ю.Н., Нестерова Л.Л., Лугинина И.Г. О взаимодействии минералов портландцементного клинкера с растворами сахара// Цемент и его применение. -1999.-№ 4,-С. 19-21.

8. Киреев Ю.Н. Изучение взаимодействия извести с сахарным раствором // Сб. докл. Межд. конф.-шк.-сем. молодых ученых и аспирантов «Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века» -Белгород: изд-во БелГТАСМ, 1999. -4.2. -С. 98-102.

Подписано в печать 20.04.2000г., объем 1 усл.-изд. л., формат 60x80/16, заказ 116, тираж ЮОэкз. Отпечатано на ризографе "ЧП Важинекий"

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Влияние сахарных растворов на бетон.

1.2 Химическое взаимодействие в системе сахароза -оксид кальция - вода.

1.3 Химическое взаимодействие в системе сахароза -оксид кальция - углекислый газ - вода.

1.4 Особенности гидратации клинкерных минералов и цемента в растворах сахара малых концентраций.

1.5 Зависимость стойкости бетона от биологических процессов, протекающих в сахарсодержащих растворах

1.6 Влияние качества укладки бетонной смеси на стойкость затвердевшего бетона.

1.7 Меры по защите бетонных конструкций от коррозии в сахарных растворах.

1.8 Выводы из обзора литературы.

1.9 Цель и задачи исследования.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Методы исследования.

2.2 Характеристика сырьевых материалов.

2.3. Расчет химического состава моделируемого забродившего" сахарного раствора.

3. СОСТАВ НОВООБРАЗОВАНИЙ В ПРОМЫШЛЕННОМ БЕТОНЕ, КОРРОДИРОВАВШЕМ ПОД ДЕЙСТВИЕМ САХАРСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ.

-34. ВЛИЯНИЕ СТАРЕЮЩИХ САХАРНЫХ РАСТВОРОВ НА 39 СТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ.

5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ С САХАРСО-ДЕРЖАЩИМИ РАСТВОРАМИ.

5.1 Стойкость продуктов гидратации клинкерных фаз в са-харсодержащих растворах.

5.2 Особенности взаимодействия клинкерных фаз с сахарным раствором.

5.2.1 Взаимодействие C3S с сахарным раствором.

5.2.2 Взаимодействие C2S с сахарным раствором.

5.2.3 Взаимодействие С3А с сахарным раствором.

5.2.4 Взаимодействие C4AF с сахарным раствором.

5.3 Взаимодействие цемента и цементного камня с сахарным раствором.

5.4. ВЫВОДЫ.

6. РАЗРАБОТКА УСКОРЕННОЙ МЕТОДИКИ ПО ИСПЫТАНИЮ ЦЕМЕНТОВ НА КОРРОЗИОННУЮ УЯЗВИМОСТЬ.

Основной проблемой на сахарных заводах является быстрое разрушение бетонных конструкций и полов технологическими сахарсодержащими растворами. Так, фундаменты под оборудованием могут разрушиться за 3-4 месяца работы. Ежегодный ремонт поврежденных сооружений требует, как правило, значительных денежных затрат, которые составляют 10-15% от расходов на ремонт оборудования. В связи с изменением цен на энергоресурсы и материалы значительно повысилась стоимость ремонтных работ, поэтому с 1991 года ремонт бетонных сооружений не производится в полном объеме. Ремонтируются только аварийные участки силами персонала заводов с использованием рядовых портландцементов.

Коррозия бетона под действием сахарсодержащих растворов свойственна не только сахарным заводам, но и кондитерским фабрикам и предприятиям крахмалопаточного производства. Однако, проблема сохранения бетонных конструкций при воздействии сахарсодержащих растворов пока не нашла удовлетворительного решения.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Бел-ГТАСМ, финансируемых по единому заказ-наряду (1995-1996 гг., шифр 31.27.23).

ЦЕЛЬ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ заключается в исследовании процессов коррозии гидратов клинкерных минералов и цементного камня в сахарсодержащих растворах промышленной концентрации и разработке рекомендаций по фазовому составу цементов для бетона, укладываемого на сахарных заводах.

В соответствии с поставленной целью следовало:

-установить фазовый состав образцов корродировавшего бетона с действующих предприятий;

-исследовать под микроскопом особенности процессов гидратации клинкерных фаз и цемента в сахарном растворе промышленной концентрации;

-изучить физико-химическими методами анализа влияние сахарного раствора промышленной концентрации на сформировавшуюся структуру затвердевших клинкерных минералов и цементного камня;

-проанализировать влияние сахарного раствора на изменение фазового состава и прочности цементного камня во времени;

-разработать рекомендации по фазовому составу клинкеров и цементов для использования на сахарных заводах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в следующем: установлена зависимость коррозионной стойкости цементного камня в бетоне от фазового состава клинкера и содержания минеральных добавок к агрессивному действию сахарных растворов. По увеличению коррозионной стойкости клинкерные фазы располагаются в ряд: C3A^C3S^C2S->C4AF. Показано, что для уменьшения коррозии цементного камня в сахарном растворе необходимо использовать цементы с пониженным содержанием С3А (до 4% в клинкере) и добавкой более 50% гранулированного шлака. установлены физико-химические особенности коррозии бетона под действием сахарсодержащих растворов. Показано, что при попадании сахар-содержащих растворов на поверхность бетона происходит пропитывание поверхностных слоев сахарным раствором с образованием кристаллических органических соединений и метастабильной модификации карбоната кальция - ватерита, перекристаллизация которого в кальцит вызывает разрушение цементного камня. показаны структурные изменения клинкерных фаз при их взаимодействии с сахарным раствором. Впервые установлено диспергирующее действие сахарных растворов на клинкерные фазы (C3S, C2S, С3А), негидра-тированный цемент и цементный камень, реализация которого в структуре цементного камня обусловливает снижение его прочности. дополнен известный механизм коррозии цементного камня в сахарном растворе, когда наряду с образованием сахаратов кальция и обменными реакциями под действием кислотных продуктов брожения происходит диспергирование цементного камня сахарозой, адсорбированной на продуктах гидратации, с быстрым разрушением участков срастания кристаллов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Разработаны рекомендации по подбору фазового состава клинкера и цемента, более устойчивых к коррозионному воздействию сахарсодержа-щих растворов. С целью повышения коррозионной стойкости бетона необходимо использовать шлакопортландцемент содержащий до 4% СзА в клинкере и более 50% гранулированного шлака. Необходимым условием высокой коррозионной стойкости бетонных конструкций является повышение плотности бетона. Получены согласительные письма от сахарных заводов Белгородской области ЗАО «Штерн Импекс НТ» и ЗАО «КРИСТАЛЛ-БЕЛЛ» о принятии разработанных рекомендаций.

Разработана методика, которая с учетом изменения свойств сахарного раствора во времени позволяет определить через 7 суток коррозионную стойкость цементного камня, сопоставимую со стойкостью цементов, полученной по методике испытаний через 6 месяцев нормального твердения.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований апробированы на международных и региональных конференциях в Барнауле (1997), Москве (1997), Белгороде (1997, 1998, 1999), Пензе (1998), Воронеже (1998), а также обсуждены на курсах повышения квалификации ведущих специалистов сахарных заводов Белгород (1999).

ПУБЛИКАЦИИ. Опубликовано 11 работ, из них по теме диссертации 8.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Влиянии сахарных растворов на бетон.

О влиянии Сахаров на цементные материалы, как в отечественной, так и в зарубежной литературе имеются весьма ограниченные сведения. Существует ряд статей, свидетельствующих о разрушении железобетонных и бетонных конструкций в зданиях и сооружениях предприятий по производству сахара и кондитерских изделий. Известны работы, касающиеся коррозии бетона в растворах сахара [1, 2, 3, 4]. Однако известные публикации не дают достаточных представлений о механизме процессов и не позволяют определить оптимальные меры повышения стойкости строительных конструкций, подвергающихся действию Сахаров, технологических растворов и конечной продукции сахарных заводов.

В Советском Союзе этот вопрос изучали Клейнлогель [1], Чуйко [2], Домашевский [4], Филатова, Субботкин и некоторые другие исследователи.

Клейнлогель [1] указывал, что сахар является опасным врагом раствора и бетона, поэтому необходимо уделять особое внимание защите конструкций от возможных повреждений при контакте с сахарным раствором.

Обследование ряда заводов паточного производства, проведенные исследователями [2], показало, что железобетонные конструкции таких предприятий быстро выходят из строя и требуют частых ремонтов (спустя 6-8 месяцев). При этом установлено, что наибольшее разрушение полов основного производства происходит в особенности в местах попадания сахарных растворов и по каналам стоков смывных вод. В табл. 1 представлены физико-химические характеристики сточных вод свеклосахарного производства [5, 6].

Из табл. 1 видно, что сточным водам сахарных заводов характерно достаточно высокие значения рН (больше 7), поэтому если взять за характеристику агрессивности величину рН, то, можно предположить, что наибольшей агрессивностью отличаются жомопрессовая и кислая жомовая воды. Это предположение подтверждается также величиной БПК5. Однако имеющиеся данные по коррозии бетонов в условиях свеклосахарного производства в основном посвящены воздействию сахарсодержащих растворов на бетоны как наиболее агрессивного по сравнению со сточными водами свеклосахарного производства и все разрушения бетонов в продуктовых цехах сахарных заводов вызваны действием сахарных растворов, а не сточных вод.

Таблица 1

Физико-химическая характеристика сточных вод свеклосахарного производства.

Воды рН бпк5* Содержание, мг/л

Хлориды Аммиак и соли аммония Фосфаты

При переработке сахарной свеклы

Разбавленный осадок транспортерно-моечной воды 7,8 3110 183 7,2 15

Разбавленный фильтрационный осадок 10,9 4290 105 51 3,0

Жомопрессовая 5,7 6570 140 43 14

Кислая жомовая 4,0 15091 53 82 39

Лаверная 7,0 117 91 33 1,5

От продувки паровых котлов 8,5 225 210 16 3,1

От промывки ионито-вых фильтров 7,2 320 297 211 0,9

Смесь сточных вод 3 категории 7,9 4670 163 43 4,5

При переработке тростникового сахара-сырца

Разбавленный фильтрационный осадок 10,3 3496 145 23 1,4

Лаверная 6,9 81 159 54 0,3

Смесь сточных вод 3 категории 8,1 1830 234 43 од биохимическое потребление кислорода, определяется в миллиграммах кислорода, расходуемого в течение 5 суток на окисление примесей в 1л очищаемой воды при протекании в ней биохимических процессов [5] и является косвенным количественным показателем концентрации органических соединений. Субботкин с сотрудниками [1] исследовал стойкость материалов на основе портландцемента и показал, что наиболее агрессивными по отношению к бетону являются: патока, растворы на основе мальтозного и крахмального сиропа, а также растворы содержащие серную кислоту. По данным Субботкина, после шестимесячного хранения в паточном сиропе образцы из цементнопесчанистого бетона теряли до 50% прочности. Указанные испытания проводили на цементнопесчанистых растворах высокой пористости (цемент : песок =1:3, водоцементное отношение 0.55 [1]).

Ли [7] отмечает повышенную, по сравнению с сахарным раствором, агрессивность мелассы (отход производства сахара: сухие вещества да 7685%, сахароза да 46-51%, молочной кислоты да 4-6%, уксусной и муравьиной кислот да 0.2-0.5% рН да 6-8 [8]). Примечательно, что светлая очищенная меласса является более агрессивной, чем темная [7].

Таким образом, обширные разрушения цементного бетона на сахарных заводах вызваны агрессивным воздействием сахарсодержащих растворов (сиропа, мелассы).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые установлена зависимость коррозионной стойкости цементного камня в бетоне от фазового состава клинкера и содержания минеральных добавок к агрессивному действию сахарных растворов. Показана низкая стойкость в технологическом сахарсодержащем растворе гидратированного в течение 28 суток С3А, разрушившегося через 10 месяцев с образованием кристаллических органических соединений. Через два года в образцах гид-ратированных C3S и C2S произошло полное разрушение кристаллической структуры, а гидратированный C4AF остался без изменений. По увеличению коррозионной стойкости в сахарном растворе клинкерные фазы располагаются в ряд: C3A^C3S^C2S^C4AF.

2. При сравнении коррозионной стойкости в течение 6 месяцев промышленных цементов, отличающихся фазовым составом клинкера, видом и количеством вводимых добавок, установлено, что все цементы являются недостаточно стойкими при службе на сахарных заводах. В начальный период сахароза способствует гидратации в результате выщелачивания гидроксида кальция, при этом возможно временное повышение прочности цементов с повышенным содержанием алита. В дальнейшем вследствие снижения концентрации портландита, армирующего гидросиликатный гель, прочность цементного камня существенно понижается. Процессы брожения в стареющем сахарном растворе увеличивают скорость коррозии цементного камня из-за образования органических кислот, которые более агрессивны, чем сахароза. Наибольшей стойкостью обладает шлакопортландцемент, содержащий более 50% гранулированного шлака, вследствие снижения доли С3А и алита и взаимодействия гидроксида кальция с активным кремнеземом добавки.

3. Исследования корродировавшего промышленного бетона показали, что в местах розлива технологических сахарсодержащих растворов поверхностные слои бетона насыщаются сахарозой, взаимодействующей с гидроксидом кальция цементного камня с образованием сахаратов кальция и метастабильной модификации карбоната кальция - ватерита, перекристаллизация которого возможно приводит к интенсивному разрушению поверхностного слоя бетона. Присутствие в корродировавшем бетоне отражений не-гидратированных клинкерных минералов показывает, что разрушение цементного камня происходит задолго до полной гидратации клинкерных фаз.

4. Наблюдения процесса гидратации под микроскопом в течение 20 суток показали, что сахарный раствор оказывает диспергирующее действие на С3А, C3S и C2S, существенно уменьшая через 5 минут размер кристаллов С3А и через сутки - силикатов кальция. Взаимодействие C4AF с сахарным раствором протекает несколько иначе и происходит растворение, а не диспергирование кристаллов C4AF. Процесс взаимодействия клинкерных фаз с сахарным раствором протекает более интенсивно по сравнению с гидратацией в воде в результате повышенной растворимости в сахарных растворах исходных фаз и образованием растворимых сахаратов кальция. Отсутствие видимых кристаллических новообразований (портландита) при взаимодействии клинкерных фаз с сахарным раствором будет приводить к нарушению армирующей составляющей в цементном камне. Сахарный раствор оказывает диспергирующее действие как на негидратированные минералы и цемент, так и на сформировавшуюся структуру цементного камня. Процесс диспергирования может иметь адсорбционный характер.

5. Установлено, что при коррозии цементного камня в сахарсодержа-щих растворах наблюдаются коррозия 1 и 2 вида, когда наряду с выщелачиванием Са(ОН)2 с образованием растворимых сахаратов кальция и ватерита, и воздействием кислотных продуктов брожения сахарных растворов, разрушающих в результате обменных реакций структуру цементного камня, дополнительно происходит диспергирование с быстрым разрушением участков срастания кристаллов, что приводит к снижению прочностных характеристик.

6. Методом ультрафиолетовой спектроскопии и рН-метрии подтверждено образование в цементном камне растворимых сахаратов кальция, не кристаллизующихся в течение 34 суток, и идентичность процессов, протекающих в системах цементный камень-сахарный раствор и гидроксид каль-ция-сахарный раствор. Сахарный раствор ускоряет гидратацию извести, взаимодействуя с Са(ОН)2 не только путем образования сахаратов кальция, но и адсорбируя сахарозу по определенным атомным плоскостям Са(ОН)2. Согласно расчетным данным в выборочной адсорбции участвуют два атома кислорода.

7. Разработана методика, учитывающая влияние изменения свойств сахарного раствора во времени, которая позволяет в течение 7 суток определить коррозионную стойкость цементного камня в сахарсодержащих растворах. Результаты, полученные по предложенной методике, согласуются с результатами стойкости цементов, полученными по методике испытаний в течение 6 месяцев нормального твердения.

8. Исследования по разработанной методике ускоренных испытаний коррозионной стойкости гидратированного цемента различного фазового состава подтверждают особенности процесса разрушения в сахарном растворе, полученные по методике длительных испытаний в течение 6 месяцев. Установлено, что наименьшей коррозионной стойкостью обладают цементы с повышенным содержанием С3А, и C3S, цементы содержащие опоку или недостаточное количество шлака. Увеличение количества шлака до 50-60% значительно улучшает коррозионную стойкость цементов. Наибольшей стойкостью в сахарсодержащих растворах обладает низкоосновный цемент, содержащий 70% C2S и 22,6% C4AF, причем КУ повышается до 4,03.

9. Результаты исследований коррозионной стойкости цементного камня в сахарсодержащих растворах позволили рекомендовать сахарным заводам приготовление бетона с использованием шлакопортландцемента с пониженным содержанием С3А (до 4% в клинкере) и повышенным количеством доменного гранулированного шлака (более 50%), отличающегося повышенной коррозионной стойкостью в сахарсодержащих растворах.

1. Субботкин М. И., Бессонов В. С., Шмаков С. А. Коррозия бетона на сахарных заводах // В сб. тр. НИИЖБ Госстроя СССР. -М., 1984. -С.71-76.

2. Чуйко А.В., Черникова С.Н. О стойкости строительных конструкций в условиях мальтозно-паточного производства //В сб. тр. Пензенского инженерно-строительного института. -Саратов. Пенза, 1966. выпуск 3.

3. Чуйко А.В., Черникова С.Н. Коррозия строительных конструкций на предприятиях безалкогольных напитков // В сб. тр. Пензенского инженерно-строительного института. -Саратов. Пенза, 1966. выпуск 3.

4. Домашевский А. А. Стойкость полов против агрессивного действия сахарных растворов // Сахарная промышленность. -1961. -№ 11. -С.З0-3 5.

5. Пархомец А.П., Сергиенко В.И. Биологическая очистка сточных вод сахарных заводов. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -110 с.

6. Самойленко B.C., Савдун Н.А., Сергиенко В.И. и др. Загрязненность сточных вод предприятий // Сахарная промышленность. -1994. -№1 -С. 22-23.

7. Ли Ф. М. Химия цемента и бетона. -М.: Госстройиздат, 1961. -С.606-607.

8. Петрушевский В.В., Бондарь Е.Г., Винокурова Е.В. Производство сахаристых веществ. -Киев: Урожай, 1989. 166 с.

9. Харин С.Е., Палаш И.П. О строении сахаратов // Сахарная промышленность.-1964.-№12.-С.11-15.

10. Головин П.М. Технология свеклосахарного производства. -М.-Л.: Пище-промиздат, 1940. -390 с.

11. Силин П.М. Физико-химические основы свеклосахарного производства. -М.-Л.: Пищепромиздат, 1941. -С. 29.

12. Бобровник Л.Д., Волошаненко Г.П., Ремесло А.В О свойствах сахаратов кальция // Сахарная промышленность. -1981. -№11. -С. 27-29.

13. Сапронов А.Р., Озеров Д.В., Караулов Н.Е, и др. О равновесии системы сахароза-известь-вода // Сахарная промышленность. -1983. -№5. -С.73-39.

14. Озеров Д.В., Сапронов А. Д. Поведение гидроксида кальция в сахарсо-держащих растворах // Сахарная промышленность. -1985. -№5. -С.20-23.

15. Даишева Н.М., Молотилин Ю.И., Хатко З.Н., Даишев М.И. О структуре известково сахарных растворов // Сахарная промышленность. -1993. -№5-6.-С. 19-21.

16. Ратинов В.Б., Шестоперов С.В., Кржыжановский И.И. и др. Защитные свойства бетона на шлакопортландцементах // Бетон и железобетон. -1974.-№8.-С. 38-40.

17. Нейланд О .Я. Органическая химия. -М.: Высшая школа, 1990. -751с.

18. Бугаенко И.Ф., Самойлова Т.Н. Растворимость извести в концентрированных сахарных растворах // Сахарная промышленность. -1981. -№1. -С.27-28.

19. Бобровник Л.Д., Волошаненко Г.П., Хорунжая JI.B. О влиянии сахарозы на пептизацию осадка кальциевых солей при дефекации диффузионного сока // Сахарная промышленность. -1981. -№10. —С.30-31.

20. Силин П.И. Технология сахара. -М.: Пищевая промышленность, 1967. -624 с.

21. Бойнтон Р.С. Химия и технология извести.-М.: Издательство литературы по строительству, 1972. -С. 70-71.

22. Силин П.И. Вопросы технологии сахара. -М.: Пищепромиздат, 1967. -624 с.

23. Сапронов А. Р., Озеров Д. В., Антоновский В. Н, и др. О системе известь сахароза (несахар) - вода II Сахарная промышленность. -1993. -№5-6 .-С. 17-21.

24. Головин П.В., Герасименко А.А., Третьякова Г.С. Сахараты и их применение в промышленности. -Киев: Изд-во АН УССР, 1960. -236 с.

25. Технология сахара: Пер. с нем под ред. Силина М.П. -М.: Пищепромиз-дат, 1952. -480с.

26. Мищук Р.Ц., Катроха И.М., Литвин Н.И. Равновесие в системе сахароза-известь-вода-углекислый газ // Сахарная промышленность. -1992. -№1. -С.17-20.

27. Мищук Р.Ц., Грабова Л.С. Состав и параметры образования углекальцие-вых сахаратов // Сахарная промышленность. -1993. -№1. -С.7-8.

28. Даишева Н.М., Даишев М.И., Молотилин Ю.И. Малорастворимые соли кальция и эффективность известково-углекислотной очистки // Сахарная промышленность. -1992. -№5. -С. 9-10.

29. Даишева Н.М., Бобровник Л.Д., Хатко З.Н., Даишев М.И. Механизм карбонизации известково-сахарных растворов II Сахарная промышленность. -1994.-№1.-С. 9-11.

30. Мищук Р.Ц., Катроха И.М., Литвин Н.И. Равновесие в системе сахароза-известь-вода // Сахарная промышленность. -1992 №1. -С.24-25.

31. Могильный Е.А., Шапиро Л.Б. Сепарация сахара из мелассы. -М.: Пище-промиздат, 1959. -234 с.

32. Лосева В.А., Научиченко И.С., Перелыгин В.М. Растворимость извести в воде и водно-сахарном растворе. Изв. ВУЗов. Пищевая технология, 1987. -№3. -С.76-78.

33. Мищук Р.Ц. Температура и равновесие в системе сахароза оксид кальция - вода // Сахарная промышленность. -1992. -№4. -С.23-25.

34. Мищук Р.Ц., Шевцов Л.Д., Верченко Л.М. Равновесие в системе сахароза -диоксид углерода-вода//Сахарная промышленность.-l994.-№4.-С.25-27.

35. Подгорнова Н.И., Перелыгин В.М., Бугаенко И.Ф. Растворимость силикатов кальция и магния в воде и водосахарных растворах. // Сахарная промышленность. -1986. -№10. -С.20-22.

36. Подгорнова Н.И., Бугаенко И.Ф., Перелыгин В.М. Растворимость карбон-та кальция в водно-сахарных растворах. —Изв. ВУЗов. Пищевая технология, 1984. -№6. -С.23-26.

37. Подгорнова Н.И., Перелыгин В.М., Бугаенко И.Ф. Влияние температуры на растворимость карбоната кальция в воде и водно-сахарных растворах // Сахарная промышленность. -1984. -№8. -С.23-25.

38. Тейлор X. Химия цемента. -М.: Мир, 1996. -С.410-415.

39. Ramachandran V.S., Feldman R.F., Beaudoin J.J. Concrete science. —London. 1981. Hey den. 427 pp.

40. Янг Дж. Я. Влияние Сахаров на гидратацию трехкальциевого алюмината. // 5-й Междунар. конгр. по химии цемента. М.: 1973. -С. 209-210.

41. Бугаенко И.Ф., Подгорнова Н.М., Сапронов А.Р. Комбинированный способ удаления солей кальция из сахарных растворов // Сахарная промышленность. -1982. -№4. -С.24-26.

42. Поляченко М.М. Растворимость извести в сахарных растворах при разной температуре. Труды КТИПП, 1948, вып. 7, с.21-24.

43. Лаврега Л.Я., Бориславская И.В., Байза А.И., Унчик С.Я. Повышение долговечности бетона при воздействии органических кислых сред // Бетон и железобетон. -1989. -№3. -С.20-22.

44. Соломатов В.И., Ерофеев В.Т., Фельдман М.С. Биосопротивление композиционных строительных материалов // Междунар. конф. "Современные проблемы строительного материаловедения" Сб. докл. СамГАСА. -Самара.-1995.-4.2.-С. 4-7.

45. Method for preventing hardened cementitious material from deteriorating; Пат. 4931314 США, МКИ5, В32В35/00/.

46. Hofman Joachim, Heinrich Wolfgang. Zur Korrosionskinetik von Beton mit Viskomentzusatz gegeniiber Soccharoselosungen II "Betontechnik". -1983. -4. -№>3. -p. 87-89.

47. Perkins Philip H. Improving the corrosion resistance of concrete. // "Concrete", -1982. 16. -№8. -p.29-30.

48. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. -М.: Высш. шк., 1973.-504 с.

49. Powder diffraction file. Search Manual alphabetical listing inorganic. USA. -ASTM, ICPDS.-Philadelphia, 1946-1977.-p. 1-27.

50. Горшков B.C., Тимашев B.B., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. -М.: Высш. шк., 1981. -335 с.

51. Рамачандран B.C. Применение дифференциального термического анализа в химии цементов. -М.: Стройиздат, 1977. -408 с.

52. Зубехин А.П., Страхов В.И., Чеховский В.Г. Физико-химические методы исследования тугоплавких неметаллических и силикатных материалов. -СПб.: Синтез, 1995.-190 с.

53. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. -М.: Мир, 1982. -328 с.

54. Хигерович М.И. Гидрофобный цемент. -М.: Промстройиздат, 1957 г.

55. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. -М.: Высш. шк., 1980. -472 с.

56. Виткуп А.Б. Эффективные режимы тепловлажностной обработки бетонов. -М.: Промстройиздат, 1957. -120 с.

57. Артеменко А.И., Малеванный В.А., Тикунова И.В. Справочное руководство по химии. -М.: Высш. шк., 1990. -303 с.

58. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. -М.: Химия, 1989. -448 с.

59. Справочник химика: Справочник: В 3 г. -М. -Ленинград: ГУИ, 1951. -Т.2.-1147 с.- 12662. Буров Ю.С., Колокольников B.C. Лабораторный практикум по курсу Минеральные вяжущие вещества. -М.: Строительство., 1967. С. 78-80.

60. Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. -М.: Недра., 1987. С.29-33.

61. Штарк И. Взаимосвязь между гидратацией цемента и долговечностью бетона // Цемент. -1996 (спец. выпуск). -С. 39-45.

62. Методическое руководство по петрографо-минералогическому изучению глин/Под ред. М.Ф. Викуловой—М.: Госгеолтехиздат, 1957.

63. Вайнштейн Б.К., Фридкин В.М., Инденбом B.JI. Современная кристаллография: В 4 т. -М.: Наука, 1979, Т. 2. -360с.

64. Морозов В.П., Королев Э.А., Бахтин А.И. Рентгенографическое исследование кристаллогенеза минералов в цементных камнях.: Тез. докл. XIV Междунар. совещ. по рентгенографии минералов, -С-Пб, 21-24 июня, -1999. -С. 258.

65. Москвин В.М. Коррозия бетона. -М.: Госстройиздат. 1952. -341 с.

66. Дымшиц В.А. Химия органических кристаллов. -С.Пб.: Химия. 1994. -152 с.

67. АППАРАТУРА Чаша сферическая по ГОСТ 310.3-76. Лопатка по ГОСТ 310.3-76.

68. Вибрационная площадка по ГОСТ 310.4-81 с частотой колебаний 300 кол/мин,амплитудой колебаний 0,35 мм.

69. Ванна с гидравлическим затвором по ГОСТ 310.4-81.

70. Весы технические (точность определения 0,1 г).1. Нож.

71. Форма для изготовления образцов 14,1x14,1x14,1 мм. (рис. 1).1. Водяная баня.1. Термос бытовой 0,5 л.1. Полиэтиленовые пакеты.1. Пинцет.1. Магнитная мешалка.

72. Мерные колбы 2 шт. 500 мл. типа К-2-500-34 ТХС по ГОСТ 25 336-82

73. Чаша для выпаривания. Мерный цилиндр.

74. Штангенциркуль, предел измерений 0-250 мм.

75. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ И ФОРМОВАНИЕ ОБРАЗЦОВ

76. Испытания выполняют с применением цементно-песчаного раствора состава Ц:П=1:3 при В/Ц=0,4. Всего на одно испытание готовят 21 образец.

77. Приготовленный раствор переносят в прямоугольную форму, заполняя ее до половины. Для заполнения углов раствор штыкуют 10 раз в каждой ячейке ножом. Проводят окончательное заполнение форм раствором с излишком.

78. Заполненные формы удерживают рукой на вибрационной площадке и вибрируют 3 мин. Формы снимают с площадки, излишек раствора срезаютсмоченным в воде ножом. Поверхность образцов зачищают и заглаживают вровень с краями формы.

79. Для проведения ТВО и определение прочности образцов с использованием моделируемого забродившего сахарного раствора берут раствор приготовленный по п.2.2. и повторяют действия описанные в п.3.3.

80. Общая длительность испытания составляет 144 ч.

81. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

82. По результатам испытаний прочности вычисляют среднее значение прочности на каждый срок испытания и по формуле (1) вычисляют значение коэффициента стойкости на каждый срок испытания.

83. Цементный камень является стойким к действию сахарных растворов, если величина коэффициента стойкости на все сроки испытаний больше или равна 1. Испытуемый цемент рекомендуется использовать при изготовлении бетонных конструкций на сахарных заводах.

84. Режим тепловлажностной обработки образцов (по Виткупу)

85. Изотермическая выдержка 1 час1. Sw. ПУПЯ^- rial pfcJb 1 rlflC