zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СТЕКЛОПОРОШКОМ И ДОБАВКОЙ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

 

к.т.н., доц. Бондаренко О.П.,

Захарченко К.Д., магистр,

Новоселенко Є.Д., студ.

Украина, м. Киев, Киевский национальный университет

строительства и архитектуры

 

Abstract. In work made the effect of glass powder battle of container glass for durability based on Blast-furnace cement.

Keywords: Blast-furnace cement, glass powder, granulated blast furnace slag, durability.

 

В настоящее время портландцемент является основным вяжущим материалом, широко используемым при производстве самых разнообразных строительных изделий, зданий и сооружений [1, 2]. Производство цемента является материалоемким и энергоемким. На производство 1 т цемента расходуется около 1,8 т природного и техногенного сырья, при среднем удельном расходе условного топлива на обжиг клинкера 185 кг (5420,5 МДж) на тонну клинкера и удельном расходе электроэнергии 115 кВт·ч/т цемента. Для получения 1 т клинкера необходимо приготовить 1,5 т сырьевой смеси, содержащей примерно 75 мас. % карбонатного компонента (известняка, мела, мрамора), при обжиге которой выделяется примерно 450 кг диоксида углерода. С учетом доли клинкера (87,2%) в объеме произведенного цемента, выбросы диоксида углерода составляют ориентировочно 26 млн. т в год, что является серьезной экологической проблемой производства цемента [3]. Анализ приведенных данных свидетельствует о необходимости разработки недорогого экологически безвредного вяжущего материала, обладающего высокими адгезионно-когезионными свойствами. Таким вяжущими материалами могут быть шлакопортландцементные композиции, модифицированные стеклопорошком от боя тарного стекла и добавкой полифункционального действия [4, 5].

Цель данной работы заключается в разработке шлакопортландцементных композиций, модифицированных стеклопорошком от боя тарного стекла и добавкой полифункционального действия. Полученные материалы предназначены для получения бетонов специального назначения с ускоренной кинетикой набора прочности, как на ранных, так и поздних етапах твердения, а также для защитных покрытий для бетона.

Для получения вяжущего вещества с переменным содержанием гранулированного доменного шлака (ГДШ) и стеклопорошка (СП) в качестве сырьевых компонентов использовали: портландцемент ПЦ I-500-Н ПАО производства «Волынь-Цемент» (ГОСТ В.2.7-46:2010), ГДШ производства ПАО «Днепровский металлургический комбинат им. Ф.Э. Дзержинского» (ТУ У В.2.7.-27.1-05393043-113:2010) и бой тарного стекла. Для снижения водопотребления было использовано добавку полифункционального действия поликарбоксилатного типа Coral N-4 (ТУ У В.2.7-24.6-35365973-001:2008).

По данным рентгенофазового анализа ГДШ содержит незначительное количество β-кварца (d=0,430; 0,334;0,213 нм) и мелилита Са2(Al, Mg, Si) Si2O7 (d=0,285; 0,252; 0,193; 0,175 нм), СП представлен аморфной фазой с включением β-кварца (d=0,334;0,213 нм).

Вяжущие вещества получали путем совместного помола ПЦ I-500-Н, ГДШ и боя тарного стекла по открытому циклу до удельной поверхности 3550 см2/г (по Блэйну).

Для реализации поставленной цели дальнейшие исследования были реализованы с помощью трехфакторного симплекс-центрального метода планирования эксперимента в математической среде Statistica 12.0.

В качестве факторов варьирования были выбраны: количество гранулированного доменного шлака (ГДШ),%, (фактор Х1), количество стеклопорошка (СП),%, (фактор Х2) и количество пластификатора Coral N-4 (фактор Х3), изменение которых представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 – Факторы варьирования

Факторы, вид

Уровни варьирования

Интервал варьирования

натуральный*

кодированный

Нижний 0

Верхний 1

ГДШ, %

Х1

20

60

40

СП, %

Х2

5

15

10

Coral N-4, %

Х3

0,1

0,3

0,2

Примечание*: ГДШ – гранулированный доменный шлак; СП – стеклопорошок; Coral N-4 – добавка полифункционального действия

 

В качестве выходных параметров выбрано изменение прочности при сжатии в зависимости от времени твердения, объемное и массовое водопоглощение и характеристики пористости: общей, открытой и закрытой.

В результате моделирования получены уравнения регрессии и построены тернарные поверхности изменений выходных параметров в зависимости от изменений варьируемых факторов (рис. 1 - рис. 3).

Уравнения регрессии для тернарных поверхностей:

Rсж2, МПа=7.5X1+13.25X2+12.5X3+88.5X1X2+87X1X3-1.5X2X3-11.25Х1Х2Х3

Rсж28, МПа=20.5X1+46.5X2+37.5X3+12X1X2-22X1X3+12X2X3-109.5Х1Х2Х3

Wо, %=20X1+13.33X2+12.5X3-35.9X1X2-34.24X1X3-1.66X2X3-38.31Х1Х2Х3

Wm, %=2.5X1+1.66X2+1.56X3-4.48X1X2-4.28X1X3-0.2X2X3-4.89Х1Х2Х3

Пи, %=21.88X1+21.88X2+21.88X3-56.76 X1X2+40.8X1X3-20.84X2X3-321.6Х1Х2Х3

По, %=20X1+13.33X2+12.5X3+30.9X1X2-34.24X1X3-1.66X2X3-252.48Х1Х2Х3

Пз, %=1.88X1+8.55X2+9.38X3+31.14X1X2+75.04X1X3-19.18X2X3+19.71X1X2X3.

Анализ полученных уравнений тернарных поверхностей показал, что по критерию Фишера они адекватны, факторы Х1, Х2 и Х3 значимые и равноценно во всех рассматриваемых вариантах влияют на изменение значений выходных параметров. Поэтому мы проанализировали совместное влияние произведений варьируемых факторов на свойства изучаемого материала. Как видно с уравнений, на рост прочности при сжатии на 2, 28 сутки твердения наибольшее влияние оказывает произведение Х1Х3, а на марочную прочность – Х2Х3.На изменение параметров водопоглощения влияют факторы Х1, Х2 и Х3. На рост показателей общей пористости сильное влияние оказывает произведение факторов Х1Х3, а на значения открытой пористости – Х1Х2, закрытой пористости – Х1Х2, Х1Х2Х3.

 

а)

б)

Рис. 1. Тернарные поверхности изменения прочности при сжатии (МПа) образцов на основе шлакопортландцементных композиций, модифицированных стеклопорошком от боя тарного стекла и добавкой полифункционального действия, после твердения в нормальных условиях, суток: а – 2; б – 28

 

На увеличение прочности после 2 суток твердения (рис. 1, а) влияет одновременное увеличение количества ГДШ от 25 до 56% (фактор Х1), СП от 6,5 до 12,5% (фактор Х2) и добавки полифункционального действия от 0,1 до 0,3 (фактор Х3). Изолинии тернарных поверхностей идентичны. Максимальной прочностью при сжатии на 2 сутки твердения 31,75 МПа характеризуется материал, в составе которого содержится 40: ГДШ (фактор Х1), 5% СП (фактор Х2) и 0,2% добавки полифункционального действия (фактор Х3). После 28 суток твердения образцов исследуемого материала отмечено падение марочной прочности на 33,1%, а также радикально изменяется и тернарная поверхность (рис. 1, б). Максимальной прочностью 46,5 МПа характеризуется материал, содержащий 20% ГДШ, от 10 до 15% СП и от 0,1 до 0,2% добавки полифункционального действия. Падение прочности возможно связать с перекристаллизацией высокоосновных гидросиликатов кальция в низкоосновные и началом кристаллизации смешанных (гибридных) гидратных фаз щелочноземельного состава и кальций-натриевых цеолитов.

Для образцов материала после 28 суток твердения определены параметры водопоглощения по объему и массе (рис. 2). Как видно с приведенных данных, тернарные поверхности изменения данных показателей идентичны. Минимальным значением объемного водопоглощения – 5,88% и водопоглощения по массе – 0,73% характеризуется материал, содержащий 33,3% ГДШ, 8,33% СП и 0,17% добавки полифункционального действия.

 

а)

б)

Рис. 2. Тернарные поверхности изменения показателя водопоглощения по объему (а) и массе (б), %, образцов на основе шлакопортландцементных композиций, модифицированных стеклопорошком от боя тарного стекла и добавкой полифункционального действия на 28 сутки твердения в нормальных условиях

 

Варьируемые факторы значительно влияют на показатели поровой структуры образцов после 28 суток твердения (рис. 3), что сказывается и на изменении характера тернарных поверхностей. На снижение значений общей пористости 5,88-7,69% существенное влияние оказывает совместное действие варьируемых факторов (рис. 3, а). При увеличении содержания ГДШ от 25 до 60% (фактор Х1), СП от 7,5 до 12,5% (фактор Х2) и добавки полифункционального действия 0,1 до 0,2 (фактор Х3) минимальные значения общей пористости находятся в пределах 5,88-7,69%.

Кардинально меняется характер тернарной поверхности значений открытой пористости, изолинии которой смещаются в центральную область факторного пространства (рис. 3, б). Минимальное значение этого показателя – 5,37-7,69% характерно для составов, ограниченных по Х1 содержанием ГДШ от 25 до 45%; по оси Х3 содержанием СП от 5 до 12,5% и по оси Х3 содержанием добавки полифункционального действия от 0,17 до 0,3%.

Для того, чтобы получить высокие значения морозостойкости изученных составов, значения закрытой пористости должны быть максимальными. Максимальные значения закрытой пористости от 17 до 24,4% (рис. 3, в) характерны для составов, содержащих от 25 до 50% ГДШ (фактор Х1), от 5 до 8,5% СП (фактор Х2) и от 0,17 до 0,28% добавки полифункционального действия (фактор Х3).

 

а)

б)

в)

Рис. 3. Тернарные поверхности изменения характеристик пористости (%) образцов материала на основе шлакопортландцементных композиций, модифицированных стеклопорошком от боя тарного стекла и добавкой полифункционального действия, после 28 суток твердения в нормальных условиях: а – общая; б – открытая; в – закрытая

 

В результате проведенной оптимизации следует, что для получения вяжущего вещества, характеризующегося максимальной прочности, минимальными водопоглощением, общей и открытой пористости и максимальной закрытой пористостью необходимо содержание ГДШ в количестве 35-45%, СП в количестве 8-12% и добавки полифункционального действия в количестве 0,15-0,25%.

Выводы:

Таким образом, в результате проведенных исследований доказана возможность использования порошка боя тарного стекла и добавки полифункционального действия в качестве активных модификаторов шлакопортландцементных вяжущих композиций. В результате оптимизации получен оптимальный состав вяжущего материала, включающий 40% ГДШ (фактор Х1), 5% СП (фактор Х2) и 0,2% добавки полифункционального действия (фактор Х3), характеризующийся прочностью при сжатии от 31,75 МПа до 46,5 МПа в промежутке 2-28 суток и минимальным значением водопоглощения с наиболее плотной структурой.

Полученные материалы могут быть рекомендованы для получения бетонов специального назначения с ускоренной кинетикой набора прочности, как на ранных, так и поздних етапах твердения, а также для защитных покрытий для бетона.

 

Список літератури:

1.     Борисов И.Н. Энерго- и ресурсосбережение в производстве цемента при комплексном использовании техногенных материалов / И.Н. Борисов, В.Е. Мануйлов // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. – 2009. – № 6. – С. 50-58.

2.     Бутт Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев. – М.: Высшая школа, 1980. – 472 с.

3.     Хабибулин Ш.А. Разработка составов и технологии получения модифицированного жидкостекольного вяжущего и композиционных материалов на его основе: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.17.11 / Хабибулин Шамиль Александрович. ФГАОУВО «Национальный исследовательский томский политехнический университет». – Томск, 2015. – 20 с.

4.     Бондаренко О.П. Стеклосодержащие шлакопортландцементные материалы / О.П. Бондаренко, С.Г. Гузий, Е.Д. Захарченко // Scientific JournalScience Rise”. – №11/2(16). – 2015. – С. 34-40. doi: 10.15587/2313-8416.2015.54099.

5.     Бондаренко О.П. Разработка защитных материалов на основе стекло- и шлаксодержащих портландцементных композиций / О.П. Бондаренко, С.Г. Гузий, Е.Д. Захарченко, Е.Д. Новоселенко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. №6/11(78)2015. – С. 41-47. doi: 10.15587/1729-4061.2015.56577.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info