Прочность цемента: Как усилить прочность цемента — Официальный сайт производителя сухих строительных смесей в Москве

Как усилить прочность цемента — Официальный сайт производителя сухих строительных смесей в Москве

Один из определяющих факторов маркирования бетонных строительных материалов является прочность цемента. Также данный показатель определяет дальнейшие эксплуатационные показатели строения.

Что представляет собой показатель прочности цемента

Предельный показатель прочности цемента – это его марка. Его определяют опытным путем, проведя ряд испытаний. Исследователь создает небольшой участок цемента, после чего на него оказывается давление разной силы. Показатели заносятся в протокол испытаний. На основании этих данных цементу присваивается марка, определяющая максимальную прочность материала.

Существует три класса прочности цемента

1. Сверхпрочный цемент выдерживает нагрузку от 50 МПа и выше.
2. Прочный цемент справляется с давлением в 30-50 МПа.
3. Цемент пониженной прочности может выдержать нагрузку не больше 30 Мпа.

Показатель прочности цемента играет большую роль, поскольку готовые бетонные конструкции будут подвергаться механическим, статическим и динамическим нагрузкам, перепадам температур, атмосферных осадков, неблагоприятным техногенным воздействиям.

Как повысить показатели прочности цемента и других технических характеристик?

Чтобы улучшить эксплуатационные и технические показатели цемента, производители бетона добавляют в состав смеси различные вспомогательные компоненты (пластификаторы), которые усиливают прочностные характеристики продукта и увеличивают продолжительность эксплуатации строений.

Увеличение прочностных показателей цемента требует дополнительных расходов и не всегда является целесообразным. В усилении нуждается материал, который будет эксплуатироваться в условиях повышенной влажности, сильных морозов, резких перепадов температур и давления.

Существует несколько типов химических реагентов, способных улучшить показатель прочности цемента. Как правило, это сырье синтетического происхождения, которое добавляют в жидкую смесь. Внедрять химические добавки после застывания бетона невозможно.

Виды повышающих прочность компонентов

• Ускорители набора прочности – добавка, способствующая быстрому схватыванию и застыванию бетона. Также она увеличивают марочную прочность готового бетона. В состав ускорителей входит хлористый кальций, благодаря его свойствам застывшая бетонная смесь не только становится крепче, но и в несколько раз быстрее набирает прочность. Следовательно, ускоряется весь процесс производства.
• Пластификаторы – компоненты, повышающие подвижность раствора и устойчивость бетона к динамическим нагрузкам. При этом прочность бетонных конструкций возрастает на 140%, повышается их водонепроницаемость и морозостойкость. Благодаря добавлению пластификаторов уменьшается расход цемента для замеса раствора на 25%.
• Противоморозные добавки (ПМД) – вещества, формирующие сопротивляемость бетона низким температурам. Основными компонентами смеси являются гидрофобизаторы и нейтрализованная смола. Поэтому наряду с устойчивостью к низким температурам застывший бетон становится еще и водонепроницаемым. Благодаря химическому реагенту бетон не растрескивается во время морозов и позволяет выполнять бетонные работы в любое время года.
• Модификаторы – разнообразные добавки, придающие бетону дополнительные свойства: устойчивость к коррозии, снижение объемов усадки, предотвращение поражению плесенью, делают раствор более удобным для формования и укладки.

Благодаря разнообразным добавкам в сухую смесь уменьшается расход цемента и увеличивается качество бетона.

Пропитки и упрочнители

Повысить качество бетона после затвердевания помогут специальные пропитки и упрочняющие поверхностный слой составы. Жидкие пропитки и упрочнители содержат специальные компоненты, способные проникать в мельчайшие поры бетона. Чтобы эффект был максимальным, в составе раствора должны отсутствовать гидрофобизаторы.

При контакте с поверхностью бетона пропитка вступает в химическую реакцию, в результате которой образуется нерастворимое соединение. Данную пропитку можно наносить как на свежеизготовленные бетонные конструкции, так и на старую поверхность бетона. Как только упрочнитель наберет силу, бетон обретает устойчивость к более высоким нагрузкам, чем предполагает его марка.

Также для улучшения свойств цемента в раствор добавляют порошкообразный упрочнитель. Благодаря компонентам, входящим в состав упрочняющей смеси, окрепшая бетонная конструкция свободно выдерживает давление в районе 70 МПа. Это могут быть как статические, так и динамические нагрузки на сжатие\растяжение. Преимущества сухого упрочнителя перед растворами состоит в том, что сырье можно использовать для эксплуатации бетона в агрессивно среде. Применение упрочнителя увеличивает продолжительность эксплуатации монолита на 10-15 лет.

Современные технологии производства сухих смесей для изготовления раствора позволяют усилить прочность и другие технические характеристики цемента, готового раствора и сухого бетона, таким образом, современные монолитные и бетонные конструкции получили сроки эксплуатации на десятки лет дольше, чем у их предшественников.

Поделиться с друзьями

Предел прочности цемента — Справочник химика 21

[c. 339]

    Маркой цемента называется предел прочности на сжатие образца цемента после затвердевания его в течение двадцати восьми суток, выражаемый в кг/см . Чем больше марка цемента, тем выше его качество. Существуют марки 400, 500 и 600. 

    Анализ табл. 261 показывает, что цементы с водоцементным отношением 0,5 имеют предел прочности на изгиб ниже установленного для горячих скважин. При снижении процента воды затворения прочность цементов повышается. [c.345]

    Портландцемент и шлакопортландцемент ГОСТ 10178—76 применяют в качестве вяжущих для приготовления растворов при облицовке строительных конструкций кислотостойкими штучными материалами, в основном, для защиты от воздействия щелочных растворов. По механической прочности они разделяются на марки 300, 400, 500, 550, 600, означающие предел прочности при сжатии и изгибе образцов, испытанных через 28 суток с момента изготовления. Технические требования к цементам следующие тонкость помола — проход через сито 008 не менее 85 % сроки схватывания — начало не менее чем через 45 мин, конец не более чем через 10 ч предел прочности — в зависимости от марки при изгибе от 5,5 до 6,5 МПа, 

[c. 17]

    Вид цемента Предел прочности через 28 сут, МПа [кгс/см З, не менее  [c.9]

    В СССР цемент изготовляется путем размола доменного шлака, получаемого при плавке бокситовой железной руды, с добавкой извести и железного лома. Приобретает почти полную прочность через 15—24 ч после затворения. Сроки схватывания начало не ранее 45 мин, конец не позднее 12 ч. Предел прочности при изгибе образцов-балочек, испытанных через 28 сут твердения, может быть ниже прочности образцов, испытанных через 3 сут твердения, но не более чем на 10% (табл. 8). 

    А. ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ и ПРИ СЖАТИИ ЦЕМЕНТОВ [c.255]

    Среднюю величину предела прочности при сжатии испытуемого цемента рассчитывают как среднее арифметическое четырех наибольших значений из шести испытанных образцов. Форма записи приведена ниже. [c.263]

    Ход работы. Для определения величины предела прочности при сжатии из испытуемого цемента готовят цементное тесто [c.263]

    Сульфат натрия и сульфат кальция при взаимодействии с гидроалюминатом кальция образуют гидросульфоалюминат состава ЗСаО-А120з-ЗСа804-31Н20. Гидросульфоалюминаты кальция занимают объем, более чем в два раза превосходящий объем исходных алюминатов. Вследствие этого возникают внутренние напряжения, превышающие предел прочности цемента при растяжении. Сульфат магния вступает в реакцию с гидроксидом, гидросиликатом и гидроалюминатом кальция. Один из продуктов этой реакции — М (ОН)2 —очень мало растворим, и поэтому реакция идет до конца. Часто такой вид агрессии наиболее опасен. [c.369]

    Имеющийся опыт показывает, например, что увеличение тонкости помола цементного клинкера с доведением его удельной поверхности с 2500-—3000 до 4000—5000 слг /г (при определении удельной поверхности по методу Товарова) позволяет повысить предел прочности цемента с 300—400 до 600—800 /сг/сл . Благодаря этому значительно сокращается расход цемента в растворах и бетонах. С другой стороны, повышение удельной поверхности позволяет получить быстротв.ердеющие цементы и тем самым обеспечивает значительное упрощение и ускорение технологического процесса производства. [c.211]

    Примечание. За ЮО б принят предел прочности цемента, не содержащего Р2О5, через 28 суток после изготовления образца. [c.13]

    Пример 2.9. Подобрать машину для измельчения известняка высокой плотности с начальным размером частицы бншах = 6Х Х10″ м, пределом прочности при сжатии сТсж = 200-10 Па, модулем упругости = 5. 10 Па и насыпной плотностью р = = 1800 кг/м . Материал подается на измельчение с производительностью С = 30 т/ч и далее используется для производства цемента мокрым способом. Конечный размер частиц должен быть меньше 0,15-10- м. [c.56]

    Пределы прочности при сжатии кислотоупорного цемента через 4 суток после изготовления 13,0—14,0 Мн1м , через 28 суток 16,0—17,0 Мн/м . Предел прочности при растяжении равен 10% от предела прочности при сжатии. Химическая стойкость кислотоупорного бетона такая же, как и кислотоупорных цементов. [c.459]

    Скорость нарастания пластической прочности в период упрочнения структуры цементного теста увеличивается. Предел прочности на одноосное сжатие образцов цементного камня, полученных из виброактивированного теста, оказался значительно более высоким, чем для образцов, приготовленных без активирования. Это обусловлено увеличением равномерности распределения воды между зернами цемента при низком В/Ц, приводящее к повышению пластичности и снижению прочности коагуляционной структуры, дополнительным механическим диспергированием зерен цемента и ускорению процессов гидратации за счет усиления процессов адсорбционного и химического диспергирования и постоянного отвода продуктов гидратации с поверхности вибрирующих зерен и обнажения свежих поверхностей для дальнейшей гидратации [435].  [c.187]

    Согласно ГОСТу 10178—62 портландцемент делится на семь марок (200, 250, 300, 400, 500, 600, 700), которые обозначают предел прочности (в кГ1см ) при сжатии образцов, изготовленных из смеси цемента с нормальным вольскнлг песком (в весоом соотношении 1 3) и испытанных через 28 дней после затво-рення водой. Наиболее распространенными являются марки от 300 до 600. [c.339]

    ГОСТ 1581—63 предусматривает также испытание тампонажных цементов на временное сопротивление изгибу. Испытанию подвергаются балочки размером 40 X 40 X 160 мм, изготовленные из цемента (без добавок) с водоцемент-ныы отношением 0,5, после твердения в течение двух суток в воде. Цементы, предназначенные для тампонирования холодных скважин, должны иметь предел прочности при изгибе не менее 27 кГ/см в случае затворения пресной водой и 32 кГ1см при затворении морской водой. Для горячих скважин яременное сопротивление изгибу должно быть не менее 62 кГ)см нри затворе- 1ии как пресной, так и морской водой температура затворения 75 3°С.  [c.343]

    По стандарту портланд-цемент делится на марки от 300 до 900. Эти марки соответствуют пределу прочности при сжатии (в кг1см ) образцов, полученных при затворении с водой смеси цемента с песком через 28 дней. Начало схватывания при 24— 25%-ном содержании воды наступает не ранее чем через 45 мин, конец — не позже чем через 12 ч от начала затворения. [c.244]

    Марки жаростойких бетонов, определяемые величиной предела прочности при сжатии образцов-кубиков размером ЮОХ X100X100 мм, выдержанных в течение 3 суток для бетонов, изготовленных на глиноземистом цементе и жидком стекле, и 7 суток для бетонов, изготовленных на портландцементе и пе-риклазоБом цементе, а затем высушенных при температуре 100—110° в течение 32 час. , находятся в пределах 100—300 в зависимости от расчетных данных. [c.33]

    В современной практике использования вяжущих веществ большое значение отводится использованию быстротвердеющих и особо быстротвердеющнх цементов, т. е. цементов БТЦ и ОБТЦ. Характерная особенность этих цементов заключается в том, что после затворения водой прочность их нарастает значительно быстрее, чем у обычных цементов. Поэтому ГОСТ П78—62 предусматривает нормативную величину предела прочности при сжатии стандартных образцов не 28-суточного, как для обычных цементов, а 3-суточного возраста. При этом прочность таких об разцов должна составлять для быстротвердеющего портландце мента не менее 200 кГ/ см 200-98066 н/м ) и для быстротверде ющего шлакопортландцемента не менее 150 кГ/см (или 150-98066 н/ж2). [c.254]

    Соответственно с марочностью цементов для каждого из них нормируется и величина предела прочности при изгибе, которая должна составлять для цементов марок 200, 250, 300, 400, 450 и 500 соответственно 35, 40, 50, 60, 65 и 70 кГ/ см чтобы выразить приведенные величины в н/м , необходимо числовые значения их умножить на переводной коэффициент 98066,5.  [c.254]

    Для определения предела прочности при изгибе и предела прочности при сжатии цемента необходимо установить водо-це-ментное отнощение раствора и приготовить раствор требуемой гост консистенции из цементного раствора отформовать образцы в виде балочек стандартных размеров выдержать изготовленные образцб по предусмотренным ГОСТ 310—60 условиям и срокам подвергнуть образцы испытанию на определение величины предела прочности при изгибе полученные в результате предыдущего испытания половинки балочек n nbiTatb на сжатие. [c.255]

    Влиянию пониженных температур —попеременному замораживанию и оттаиванию — подвергаются практически все открытые сооружения, служащие в условиях атмосферного воздействия. Особенно опасная ситуация возникает, когда воздействуют одновременно низкая температура и растворы солей, например при работе бетона в морских сооружениях. Суть действия пониженной температуры в бетоне заключается, в возникновении деформации расширения замерзающей воды в опасных порах, которая может привести к оазрушению. Возникают но меньшей мере два источника разрушающих сил первый — увеличение объема воды при замерзании — 9%), что ведет к возникновению большого гидравлического давления иа стенки пор и капилляров, второй — осмотическое давление, возникающее благодаря локальному увеличению концентрации раствора из-за отделения замерзающей воды от раствора. По мнению некоторых исследователей, величина осмотического давления может достигать 1—2 МПа. Многократные теплосмены постепенно расшатывают структуру цементного камня и бетона, снижают его прочность и в момент, когда давление расширения превышает предел прочности при растяжений, бетон разрушается. Как показано Б. Г. Скрамтаевым, В,- М. Москвиным7 В. В. Стольниковым и С. Д. Мироновым, основную роль в разрушении при действии низких температур играют как общая пористость, так и характер капиллярно-пористой структуры материала — в искусственном камне имеются поры, наиболее опасные и ответственные за развитие разрушения материала. Практически не опасны, например, — очень мелкие поры геля, поскольку вода в них замерзает толы о при температуре ниже 193 К. Поскольку морозостойкость искусственного камня зависит от характера и величины общей пористости, то е снижением можно добиться существенного повышения морозостойкости. Общую пористость можно уменьшить снижением В/Ц, использованием цемента с пониженной водопотребностью, а также введением разных типов добавок — пластифицирующих, гидрофобизирующих, воздухововлекающих. [c.369]

    Прочность цементного камня. Механическая прочность цеменг-ного камня является важнейшей характеристикой и оценивается пределом прочности при сжатии, изгибе и растяжении. Существующие ГОСТ 10178—76 и 310—76 регламентируют испытание цементов и определение их свойств. По активности портландцементы делят на четыре марки — 400, 500, 550 и 600. [c.376]

таблица на сжатие по классам в МПа, от чего зависит

Прочность – это техническая характеристика, по которой определяется способность выдерживать механические или химические воздействия. Для каждого этапа строительства требуются материалы с разными свойствами. Для заливки фундамента здания и возведения стен применяется бетон разных классов. Если использовать материал с низким прочностным показателем для строительства конструкций, которые будут подвергаться значительным нагрузкам, то это может привести к растрескиванию и разрушению всего объекта.

Оглавление:

1. От чего зависит значение прочности?
2. Способы проверки качества бетона
3. График набора прочности
4. Маркировка растворов

Как только в сухую смесь добавляется вода, в ней начинается химический процесс. Скорость его протекания может увеличиваться или уменьшаться из-за многих факторов, например, температуры или влажности.

Что влияет на прочность?

На показатель оказывают влияние следующие факторы:

• количество цемента;
• качество смешивания всех компонентов бетонного раствора;
• температура;
• активность цемента;
• влажность;
• пропорции цемента и воды;
• качество всех компонентов;
• плотность.

Также он зависит количества времени, которое прошло с момента заливки, и использовалось ли повторное вибрирование раствора. Наибольшее влияние оказывает активность цемента: чем она выше, тем больше получится прочность.

От количества цемента в смеси также зависит прочность. При повышенном содержании он позволяет увеличить ее. Если же использовать недостаточное количество цемента, то свойства конструкции заметно снижаются. Увеличивается этот показатель лишь до достижения определенного объема цемента. Если засыпать больше нормы, то бетон может стать слишком ползучим и дать сильную усадку.

В растворе не должно быть слишком много воды, так как это приводит к появлению в нем большого количества пор. От качества и свойств всех компонентов напрямую зависит прочность. Если для замешивания использовались мелкозернистые или глинистые наполнители, то она снизится. Поэтому рекомендуется подбирать компоненты с крупными фракциями, так как они значительно лучше скрепляются с цементом.

От однородности замешанной смеси и применения виброуплотнения зависит плотность бетона, а от нее – прочность. Чем он плотнее, тем лучше скрепились между собой частицы всех компонентов.

Способы определения прочности

По прочности на сжатие узнаются эксплуатационные характеристики сооружения и возможные на него нагрузки. Вычисляется этот показатель в лабораториях на специальном оборудовании. Используются контрольные образцы, сделанные из того же раствора, что и отстроенное сооружение.

Также вычисляют ее на территории строящегося объекта, узнать можно разрушаемым или неразрушаемым способами. В первом случае либо разрушается сделанная заранее контрольная проба в виде куба со сторонами 15 см, либо с помощью бура из конструкции берется образец в виде цилиндра. Бетон устанавливается в испытательный пресс, где на него оказывается постоянное и непрерывное давление. Его увеличивают до тех пор, пока проба не начнет разрушаться. Показатель, полученный во время критической нагрузки, применяется для определения прочности. Этот метод разрушения пробы является самым точным.

Для проверки бетона неразрушаемым способом используется специальное оборудование. В зависимости от типа приборов он делится на следующие:

• ультразвуковой;
• ударный;
• частичное разрушение.

При частичном разрушении на бетон оказывают механическое воздействие, из-за чего он частично повреждается. Провести проверку прочности в МПа этим методом можно несколькими способами:

• отрывом;
• скалыванием с отрывом;
• скалыванием.

В первом случае к бетону на клей крепится диск из металла, после чего его отрывают. То усилие, которое потребовалось для его отрыва, и используется для вычисления.

Метод скалывания – разрушение скользящим воздействием со стороны ребра всего сооружения. В момент разрушения регистрируется значение приложенного давления на конструкцию.

Второй способ – скалывание с отрывом – показывает наилучшую точность по сравнению с отрывом или скалыванием. Принцип действия: в бетоне закрепляются анкера, которые впоследствии отрываются от него.

Определение прочности бетона ударным методом возможно следующими путями:

• ударный импульс;
• отскок;
• пластическая деформация.

В первом случае фиксируется количество энергии, создаваемой в момент удара по плоскости. Во втором способе определяется величина отскока ударника. При вычислении методом пластической деформации используются приборы, на конце которых расположены штампы в виде шаров или дисков. Ими ударяют о бетон. По глубине вмятины вычисляются свойства поверхности.

Метод с помощью ультразвуковых волн не является точным, так как результат получается с большими погрешностями.

Набор прочности

Чем больше прошло времени после заливки раствора, тем выше стали его свойства. При оптимальных условиях бетон набирает прочность на 100 % на 28-ой день. На 7-ой день этот показатель составляет от 60 до 80 %, на 3-ий – 30 %.

Рассчитать приблизительное значение можно по формуле: Rb(n) = марочная прочность*(lg(n)/lg(28)), где:

• n – количество дней;
• Rb(n) – прочность на день n;
• число n не должно быть меньше трех.

Оптимальной температурой является +15-20°C. Если она значительно ниже, то для ускорения процесса затвердения необходимо использовать специальные добавки или дополнительный обогрев оборудованием. Нагревать выше +90°C нельзя.

Поверхность должна быть всегда влажной: если она высохнет, то перестает набираться прочность. Также нельзя допускать замерзания. После полива или нагрева бетон снова начнет повышать свои прочностные характеристики на сжатие.

График, показывающий, сколько времени требуется для достижения максимального значения при определенных условиях:

Марка по прочности на сжатие

Класс бетона показывает, какую максимальную нагрузку в МПа он выдерживает. Обозначается буквой В и цифрами, например, В 30 означает, что куб со сторонами 15 см в 95% случаев способен выдержать давление 25 МПа. Также прочностные свойства на сжатие разделяют по маркам – М и цифрами после нее (М100, М200 и так далее). Эта величина измеряется в кг/см². Диапазон значений марки по прочности – от 50 до 800. Чаще всего в строительстве применяются растворы от 100 и до 500.

Таблица на сжатие по классам в МПа:

М50, М75, М100 подходят для строительства наименее нагружаемых конструкций. М150 обладает более высокими прочностными характеристиками на сжатие, поэтому может применяться для заливки бетонных стяжек пола и сооружения пешеходных дорог. М200 используется практически во всех типах строительных работ – фундаменты, площадки и так далее. М250 – то же самое, что и предыдущая марка, но еще выбирается для межэтажных перекрытий в зданиях с малым числом этажей.

М300 – для заливки монолитных оснований, изготовления плит перекрытий, лестниц и несущих стен. М350 – опорные балки, фундамент и плиты перекрытий для многоэтажных зданий. М400 – создание ЖБИ и зданий с повышенными нагрузками, М450 – плотины и метро. Марка меняется в зависимости от количества содержащегося в нем цемента: чем больше его, тем она выше.

Чтобы перевести марку в класс, используется следующая формула: В = М*0,787/10.

Перед сдачей в эксплуатацию любого здания или другого сооружения из бетона оно обязательно должно быть проверено на прочность.

Что влияет на прочность бетона, полезные советы

Основной состав бетона состоит из трех компонентов цемент, как главный связующий элемент, вода и наполнитель (песок). Также в бетон иногда добавляются различные химические добавки для увеличения его прочности и морозостойкости.

Однако, даже без каких-либо добавок имеющийся трехкомпонентный состав должен на высшем уровне обеспечивать надлежащую прочность и морозостойкость строительного материала. Несмотря на то, что для изготовления смеси бетона используются по сути дела компоненты природного происхождения и сам технологический процесс замешивания смеси не требует особых новаторских технологий за исключением соблюдения необходимых пропорций, требуется пристальное внимание к составу компонентов бетонной смеси. Примером подбора некачественных исходных материалов может послужить снижение качества материала и разрушение будущей бетонной конструкции в целом.

Для достижения максимальной прочности бетона следует руководствоваться одним правилом: правильный подбор песчаного заполнителя. Прежде всего это означает, что следует подбирать песок мелкозернистой структуры, поскольку чем меньше образуется зазоров между зернами песка, тем лучше происходит их склеивание цементной смесью и соответственно увеличивается крепость бетона.

Как правило, песок одной массы в общем объеме на 4/10 содержит пустоты, в то же время сборный песок из различных масс намного плотнее. В целях получения максимальной прочности бетонной смеси перед замешиванием, песок делят на крупный мелкий по размерам песчаных зерен. Затем смешивают в определенных пропорциях песок, тем самым получают песчаный наполнитель. В таком наполнителе песчаные зерна будут плотнее прилегать к друг другу соответственно будет более прочное их склеивание цементной массой. Таким образом изготовленная сухая смесь бетона будет иметь максимальную прочность при минимальных затратах цемента.

В основной своей массе бетонная смесь замешивается из заполнителя произвольных песчаных масс, добыча которых производится в карьерах, а также путем дробления камней. В таком случае получить надежно прочный бетон вряд ли получится. Для достижения минимально необходимой прочности потребуется большое количество цемента.

Не мало важную роль играет вода, для бетонной смеси она должна быть максимально чистой от всех примесей. Содержащиеся в обычной воде жиры, кислоты, сульфаты могут оказать негативное воздействие на структуру и прочность бетона. В идеале следует использовать очищенную воду, предназначенную для питья.

Если так или иначе приходится использовать грунтовые или речные воды, то следует помнить, что они насыщенны различными органическими веществами и перед началом процесса замешивания следует установить какие именно органические вещества входят в состав воды. Если используются промышленные воды, то в их составе как правило присутствуют остаточные количества гипса и серной кислоты. Так или иначе все вышеуказанные типы вод с содержанием примесей могут спровоцировать ослабление прочности бетона и его разрушение.

Огромное влияние на прочность бетона имеет используемый в замесе цемент. При выборе цемента действует все то же правило, чем меньше помол, тем крепче связующие элементы. Именно поэтому целесообразно использовать цемент с наименьшим зерном помола.

Наиболее часто используемый в промышленном строительстве вид цемента – сульфатостойкий. Он менее всего подвержен воздействиям внешних агрессивных сред. Сфера применения такого вида цемента весьма различна от простых промышленных сооружений до мостовых конструкций.

Для иных случаев строительства используют обычный цемент, он подразделяется на марки по классификациям – М100, М200, М300, М400, М500. При возрастании порядкового номера увеличивается вяжущая способность цемента.

Прочность цементного камня — Энциклопедия по машиностроению XXL

При воздействии температуры выше 700 (до 900°) в результате частичного образования жидкой фазы происходят усадка и снижение прочности цементного камня.  [c.31]

При измельчении цемента повышается степень дисперсности и увеличивается реакционная поверхность. С ростом удельной поверхности цемента возрастает и прочность цементного камня на его основе. Эта закономерность сохраняется у цемента с удельной поверхностью до 7—10 тыс. сж /г. Дальнейшее измельчение иногда приводит к уменьшению прочности. Однако на заводах и в лабораториях цемент измельчается до удельной поверхности 2,5—5 тыс. см 1г, поэтому можно считать, что с ростом удельной поверхности возрастает и прочность цементного камня.  [c.109]

Предел прочности цементного камня, кГ/см , армированного различными видами стеклянного волокна  [c.174]

Асбестоцемент является цементным камнем, армирован-ным тонкими короткими волокнами асбеста. Высокая прочность волокон асбеста повышает предел прочности цементного камня при растяжении, изгибе и ударных нагрузках.  [c.50]

Наличие начальных напряжений вызывает возникновение в цементном камне микротрещин, снижающих прочность (главным образом при растяжении).  [c.364]

Плотность является главным классификационным признаком бетонов, так как с ней связаны его основные свойства — прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, теплопроводность и др. Плотность бетона зависит главным образом от плотности цементного камня, вида заполнителей и его структуры.  [c.300]

Мелкозернистый бетон отличается большим содержанием цементного камня, поэтому его усадка и ползучесть несколько выше. Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного. Однако качество песка оказывает более заметное (на 25…30%) влияние на прочность. Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью на изгиб, хорошей водонепроницаемостью и морозостойкостью.  [c.306]

Цементно-полимерные бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих минерального вяжущего и органического веществ. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зерен цемента и заполнителя тонкую пленку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате цементно-полимерный бетон приобретает особые свойства повышенную по сравнению с обычным бетоном прочность на растяжение и изгиб, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионные свойства, высокую износостойкость, непроницаемость. В то же время для этого бетона отмечается несколько повышенная деформируемость, а также снижение показателей прочности при водном хранении.  [c.316]

Асбестоцемент отличает высокая предельная растяжимость — 8…16 10″, превышающая растяжимость цементного камня в 6—10 раз. Теплопроводность при плотности 1900 кг/м и естественной влажности составляет 0,35 Вт/(м К). Предельная температура применения асбестоцементных изделий на портландцементе 250°С, но значительное снижение прочности наступает после нагрева до 400…500°С. Однако при использовании вяжущего вещества с кремнеземистыми добавками можно получить изделия, выдерживающие температуру 1000°С.  [c.335]

Ремонт шелушения цементобетонных покрытий. Как отмечалось ранее, причина шелушения цементобетонных покрытий заключается в недостаточной прочности поверхностного слоя цементобетона, а также в возникновении в нем при климатических воздействиях напряжений сжатия и растяжения, вследствие чего происходит нарушение связности между цементным камнем и заполнителем, расслоение поверхности и выкрашивание из бетона мелких частиц. К основным факторам, способствующим шелушению, относятся  [c.472]

Кроме того, в цементные смеси перед бетонированием целесообразно вводить специальные добавки. Последние должны также обладать полифункциональными свойствами и обеспечивать ускорение твердения цемента управляемое, согласованное е увеличением прочности расширение цементного камня регулирование схватывания и пластифицирующий эффект высокую анодную поляризуемость стали, стабильную в присутствии хлоридов эффективность катодного процесса, достаточную для поддержания коррозионного потенциала в области пассивации. -  [c.119]

Помимо трех основных видов коррозии, охватывающих подавляющее большинство процессов, которые приводят к разрушению бетона, исследованы также некоторые специфические виды коррозионного воздействия, из которых следует выделить процессы адсорбционного понижения прочности капиллярно-пористых материалов. Эти процессы развиваются при действии на бетон поверхностноактивных веществ, которые, адсорбируясь на цементном камне, существенно уменьшают его поверхностную энергию, что способствует развитию микротрещин в бетоне и понижению его прочности. Учитывать адсорбционное понижение прочности следует прежде всего в тех случаях, когда поверхностно-активные вещества воздействуют на бетон, находящийся в напряженном состоянии.  [c.121]

При температуре 100° происходит значительное уплотнение структуры и повышение прочности различных составов цементного камня с шамотным заполнителем (рис. 16 и 17).  [c.22]

Однако, анализируя результаты наших испытаний (см. рис. 17), а также результаты испытаний К. А. Полякова — можно отметить, что характер изменения прочности образцов цементного камня при нагревании не зависит от модуля жидкого стекла.  [c.23]

В интервале 500—600° происходит некоторое разрыхление структуры у большинства составов цементного камня. Одновременно снижается прочность (см. рис. 15, 17), что вызвано модификационным превращением -кварца, образовавшегося в результате кристаллизации геля. Наибольшее снижение прочности наблюдается у образцов с кварцевым и андезитовым заполнителями вследствие большого содержания кристаллического кварца непосредственно в заполнителе. В этом случае снижение прочности продолжается вплоть до 700° и составляет приблизительно 70% от прочности высушенных образцов (см. рис. 15).  [c.24]

На рис. 18 приведены кривые изменения прочности образцов, цементного камня с высокоогнеупорными заполнителями хромо-  [c.25]

На рис. 19 приведены кривые изменения прочности образцов цементного камня с хромомагнезитом при нагревании в зависимости от добавки кремнефтористого натрия.  [c.26]

Бетоны, полученные на глиноземистом цементе, обладают водо-, воздухо- и морозостойкостью. Они устойчивы в пресных и сульфатных водах и в меньшей степени, чем портландцемент,-разрушаются растворами кислот и щелочей. При нагревании с 25 до 100° С прочность цементного камня уменьшается, поэтому такой цемент нельзя применять для изготовления обогреваемых конструкций.  [c.317]

Песок. Желательно брать песок с остроугольными зернами — он лучше сцепляется с цементным камнем и придает бетону большую прочность. Промывка песка от глины сложна и дорога, поэтолгу обычно предпочитают речной песок.  [c.455]

Избыточная вода остается в бетоне в виде водяных пор или испаряется, оставляя воздушные поры. В обоих случаях цементный камень в бетоне ослабляется, поперечное сечение тела камня, противостоящее нагрузке, уменьшается, а вокруг пор концентрируются местные напряжения. Поэтому прочность бетона будет тем меньше, чем больше пористость цементного камня, т. е чем больше было взято воды по отношению к весу цемента в свежеизготовленной бетонной смеси и чем меньше воды связалось химически в процессе твердения бетона.  [c.1020]

Для дорожного бетона применяют портландцемент высоких марок, качественные высокопрочные заполнители — щебень крупностью до 40 мм и чистый песок, что улучшает сцепление цементного камня с заполнителем и обеспечивает необходимую прочность на изгиб. Долговечность бетона достигается ограничением водоцементного соотношения, которое должно быть не более 0,5 для сурового, 0,53 для умеренного и 0,55 для мягкого ютимата.  [c.306]

Влияние нагревания на свойства цементного камня изучалось по результатам термографических и микроскопических исследований, на основании испытаний прочности образцов при сжатии в нагретом и охлажденном состоянии и деформации образцов под нагрузкой при высоких температурах, а также по потерям воды при нагревании и изменению линейных размеров рбразцов.  [c.17]

Лрочность образцов цементного камня при высушивании повышается, причем это увеличение прочности наибольшее у составов с шамотным заполнителем. Шамот интенсивно поглощает влагу из жидкого стекла, увлекая вместе с ней в поры гидросиликат натрия, не связанный с кремнефтористым натрием, и гель кремневой кислоты, что вызывает уплотнение и упрочнение образцов. На рис. 15 приведены кривые изменения прочности образцов цементного камня на жидком стекле при нагревании в зависимости от вида заполнителя.  [c.22]

Образцы цементного камня с заполнителем в виде технического глинозема после изготовления и хранения на воздухе в течение 7 суток, а также после высушивания имели сравнительно невысокую прочность (25—44 кг/см по сравнению с 150—-170 кг1см-для других заполнителей), что вызывается образованием нефелина и альбита при затворении цементной смеси жидким стеклом.  [c.22]

Как увеличить прочность и качество цементного раствора в несколько раз. | Дачный СтройРемонт

В наше время это можно сделать дешево и легко. Если вас интересует как, сейчас расскажу…

Замешиваем бетон доступными методами

На полках строительных магазинов в настоящее время можно найти множество добавок, которые в разы улучшают качество раствора, а так же уже готовые смеси и всевозможные виды клея. Но расценки на все это разнообразие, мягко говоря, неприличные.

Но есть одна добавка, которая добавлялась в раствор еще во времена СССР. Подойдет этот ингридиент практически для любых типов смеси.

В Советское время достать и купить готовый цементный и клеевой раствор было почти нереальной и не выполнимой задачей. Поэтому народ придумал свой способ изготовления такого раствора. Этот способ включал в себя добавление клея ПВА в цементный раствор. Такой цементный раствор использовали для всех видов работ: для штукатурки, укладки плитки, бетонировании полов и прочих работ.

При добавлении клея, раствор становился более эластичным, крепким и цепким, что повышало в несколько раз качество работ.

Фото с сайта https://kakkley.ru

К сожалению, есть одно «НО». Не каждый клей подойдет для данного метода. Для получения положительного эффекта нужен клей ПВА — МБ. В его составе находиться полимер под названием поливинилацетат. Он очень устойчив к низким и высоким температурам, пластичен и имеет высокую адгезию ко всем видам поверхности.

Но тогда назревает следующий вопрос: сколько или в каком соотношении нужно добавлять клей в раствор. Все зависит от того, для каких целей вы замешиваете раствор.

• если нужен раствор для кладки керамической плитки (особенно для кладки на стены), то берется 1 часть цемента, 5 частей песка. И в эту сухую смесь добавляется клей ПВА-МБ в соотношении 20 % от количества цемента. При необходимости добавляется немного воды;

Добавление клея в цементный раствор

• для увеличения прочности бетонной смеси и повышения её пластичности добавляют 5 — 10 % клея от количества цемента;
• для бетонирования пола замешивают 50 килограмм цемента, 100 килограмм песка, 150 килограмм щебня. Добавляют 10 кг клея (20 % от массы цемента). Воды уменьшают на количество добавленного клея;
• для ремонта осыпающихся бетонных стен применяют состав в соотношениях: 1 часть цемента, 3 части песка и 0,5 части клея. Такой раствор очень крепко сцепляется со старым покрытием;
• для оштукатуривания поверхностей раствор замешивают в пропорциях: 1 часть цемента, 4 — 5 частей песка. И на 10 кг данного раствора добавляют 60 — 80 мл клея ПВА-МБ.

Получился качественный и эластичный раствор

В конце 90-х я с отцом выкладывал в ванной плитку размером 10 на 10 см. И в раствор мы лили именно клей ПВА. 2 года назад решил сменить плитку на более красивую и большую, но при демонтаже старой я долго ругал тех, кто ложил старую плитку.

С огромным трудом я все таки демонтировал её. Поэтому я на практике убедился в эффективности добавления клея ПВА-МБ в цементный раствор.

Дорогие

Цемент с повышенным содержанием минеральных добавок

Опубликовано 20 апреля 2020, среда

С целью снижения содержания клинкерной части в цементах, широкого использования минеральных компонентов – отходов промышленности, снижения выбросов углекислого газа при производстве клинкера во многих передовых странах мира получили широкое распространение цементы с высоким содержанием (от 30 до 80%) активных минеральных добавок. Использование активных минеральных добавок при производстве цемента обусловлено не только необходимостью экономии дорогостоящего клинкера, но и необходимостью придания бетонам определенных строительно-технических свойств (повышенная водонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость, стойкость к коррозии). Данное положительное влияние на свойства бетона обусловлено наличием пуццоланической активности у минеральных компонентов (шлак, кислая зола-уноса, пуццолана, микрокремнезем), т.е. способностью взаимодействовать с гидроксидом кальция, который образуется в значительном количестве (15-20%) при гидратации основных клинкерных минералов, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция гелевидной структуры, которые уплотняют и упрочняют структуру цементного камня. Наиболее широко в мировой практике для производства цементов применяются золы-уноса и шлаки. Пуццоланы имеют высокую водопотребность, поэтому их использование ограничено. Микрокремнезем по причине высокой удельной поверхности имеет низкую технологичность (зависает в силосах, налипает на транспортирующие и дозирующие устройства), поэтому при производстве цемента не используется. В России нет зол-уноса требуемого качества для производства цемента, поэтому единственный материал, пригодный для производства цемента с повышенным содержанием минеральных добавок класса прочности не ниже 42.5 – это доменный гранулированный шлак.

Пластифицированный цемент низкой водопотребности

Данная технология производства цемента была разработана в СССР для обеспечения нужд военно-промышленного комплекса. Технология предполагает совместный помол компонентов цемента в присутствии органического модификатора с целью механохимической активации клинкера и минеральных добавок. Преимущества данной технологии производства цемента следующие:

• Снижение клинкерной части до 30% за счет замещения ее минеральными добавками до 70%
• Повышение прочности цементов до класса 82,5 (до 100 МПа) за счет увеличения степени гидратации клинкера и снижения водопотребности
• Повышение гарантированного срока хранения цемента до 12 месяцев
• Снижение удельных затрат топлива и выбросов СО2 и Nox на каждую тонну цемента в 2-3 раза
• Улучшение технологических параметров работы цементных мельниц, перекачиваемости цементов
• Повышение качества и долговечности бетонов

На заводе Щурово было проведено несколько промышленных тестов по производству цемента низкой водопотребности. В качестве минерального компонента использовался шлак Северсталь и кварцевый песок в количестве около 40%. В качестве органического модификатора использовалась химическая добавка на основе эфиров поликарбоксилатов, которая показала более высокую эффективность по сравнению с нафталин сульфонатами. Характеристики цемента (по ПНСТ 19-2014 — расплыв конуса 130 мм) представлены в таблице ниже.

№	Прочность при сжатии			Сроки схватывания		Н.Г.Ц.Т.	Блэйн	Шлак	Песок	Химическая добавка ЭПК
	2 суток	7 суток	28 суток	начало	конец
	MПa	MПa	MПa	мин	мин	%	см2/г	%	%
1	45. 0	55.7	62.6	247	377	22.0	4656	-	40	0.6
2	58.0	72.5	86.0	246	380	22.2	4729	37	-	0.6

Из таблицы видно, что прочностные характеристики цемента со шлаком значительно выше во все сроки твердения, поскольку песок является инертным компонентом. Также необходимо отметить низкую водопотребность цемента (22%) по причине использования химической добавки. Водопотребность обычных цементов в пределе 27-28%. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3), характеристики которых представлены в таблице ниже.

№	Плотность [кг/м3]	В/Ц	ОК [см]	ОКt [см]	t [мин]	R ТВО [МПа]	R 3 сут [МПа]	R 7сут [МПа]	R 28/56 сут [МПа]
Без химических добавок
№1 песок	2380	0. 51	21	12	120	21.8	22.2	26.3	30.6/30.8
№2 шлак	2390	0.49	20	11	105	31.9	26.0	36.1	47.0/52.3
Зика Пласт Е-4 0.5%
№1 песок	2480	0.42	23	10	180	36.5	39. 0	46.2	53.6/57.8
№2 шлак	2500	0.46	21	10	110	44.1	38.1	46.1	62.7/68.4
Зика Пласт Е-4 1.0%
ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н ЩУР	2400	0.56	21	13	130	26.3	25.9	33.5	41.4
ЦЕМ I 42.5Н ЩУР	2430	0. 55	22	13	190	32.0	30.8	40.2	48.8

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

• Возможность производства на цементе со шлаком бетонов класса прочности В35 без химических добавок и В50 с химическими добавками • Возможность производства на цементе с песком бетонов класса прочности В22.5 без химических добавок и В40 с химическими добавками • Остановка кинетики набора прочности после 28 суток на цементе с песком без химических добавок • Недостаточная сохраняемость подвижности бетонов на цементах низкой водопотребности

Кроме того, была зафиксирована потеря пластифицирующего эффекта цемента с химической добавкой на основе эфиров поликарбоксилатов в процессе хранения. При этом, себестоимость цемента низкой водопотребности значительно выше по сравнению с обычными цементами по причине использования химической добавки. Таким образом, широкое применение цемента низкой водопотребности невозможно по вышеуказанным причинам. Альтернативная возможность для производства цемента с повышенным содержанием минеральных компонентов – цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%.

Цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%

С целью изучения возможности производства данного типа цемента на заводах Щурово и Ферзиково были проведены сравнительные тесты с целью определения возможности производства продукта оптимального качества. Сырьевые компоненты на данных заводах отличаются. Активность клинкера Ферзиково выше Щурово по причине наличия в сырьевой базе Щурово высокого содержания оксида магния. Кроме того, шлак Тулачермет, который использует завод Ферзиково, имеет преимущества по активности и размалываемости перед шлаком Северсталь, который использует завод Щурово. Характеристики цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н (по ГОСТ 30744) представлены в таблице ниже.

№	Прочность при сжатии			Сроки схватывания		Н. Г.Ц.Т.	Блэйн	Шлак
	2 суток	7 суток	28 суток	начало	конец
	MПa	MПa	MПa	мин	мин	%	см2/г	%
1 ЩУР	20.8	27.5	46.9	171	245	28. 0	4922	33
2 ФЕР	24.1	35.7	48.3	205	265	27.0	3932	32

Из таблицы видно, что начальная прочность цемента, производства Щурово значительно уступает цементу Ферзиково, в то время, как разница в марочной прочности незначительна. Удельная поверхность цемента, при которой были достигнуты требуемые показатели прочности, завода Ферзиково значительно меньше завода Щурово по причине более высокой активности клинкера и шлака завода Ферзиково. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3) без использования химических добавок (вариант тарированного применения), характеристики которых представлены в таблице ниже.

	Плотность [кг/м3]	В/Ц	ОК [см]	ОКt [см]	t [мин]	R ТВО [МПа]	R 3 сут [МПа]	R 7сут [МПа]	R 28 сут [МПа]
Без химических добавок
1 ЩУР	2360	0.68	21	14	135	18.9	16.0	20. 8	31.9
2 ФЕР	2370	0.68	20	15	130	21.8	17.4	21.1	31.1
ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н ЩУР	2350	0.72	20	14	120	13.4	13.2	18.5	25.5
ЦЕМ II/А-И 42.5Б ФЕР	2410	0.71	21	14	105	17. 3	17.4	20.2	27.4

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит. Результаты тестирования стандартных составов бетона (расход цемента 330 кг/м3) с использованием химических добавок (вариант навального применения) представлены в таблице ниже.

	Плотность [кг/м3]	В/Ц	ОК [см]	ОКt [см]	t [мин]	R ТВО [МПа]	R 3 сут [МПа]	R 7сут [МПа]	R 28 сут [МПа]
Зика Пласт Е-4 1. 0%
1 ЩУР	2430	0.54	21	15	230	31.9	27.6	35.8	48.4
2 ФЕР	2420	0.53	20	15	170	32.2	30.5	37.2	46.0
ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н ЩУР	2400	0.56	21	13	130	26. 3	25.9	33.5	41.4
ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н ФЕР	2410	0.55	21	13	150	28.9	30.9	37.9	45.6

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

• Результаты промышленных тестов показали возможность выпуска цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с повышенным до 32% содержанием минеральной добавки шлака сопоставимого по качеству с текущими продуктами ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42. 5Н заводов Ферзиково и Щурово
• По причине низкой активности шлака производства Северсталь и высоких затрат на помол выпуск цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Щурово экономически нецелесообразен
• По причине высокой активности шлака производства Тулачермет экономически целесообразно выпускать цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Ферзиково

Понравилась статья?

Поделиться в соцсетях:

Оценка прочности и долговечности портландцементных растворов, приготовленных из богатой водородом воды

Мы исследовали влияние воды, богатой водородом (HRW), на прочность и долговечность портландцементных растворов. Мы провели сравнительную оценку характеристик растворов на основе HRW (HWM) по сравнению с цементными растворами, изготовленными из контрольной воды (CWM). Результаты показывают, что использование HRW значительно улучшает прочность растворов на сжатие, изгиб и растяжение при раскалывании как в раннем, так и в более позднем возрасте отверждения. Долговечность оценивали по капиллярному поглощению, скорости ультразвукового импульса (UPV), динамическому модулю упругости (DEM) и удельному электрическому сопротивлению (ER). Мы приписываем в целом улучшенные механические свойства и долговечность HWM образованию большего количества гидратов цемента с меньшим количеством пустот в среде, богатой водородом. Основываясь на анализе рентгеновской дифракции (XRD), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и сканирующей электронной микроскопии (SEM), мы пришли к выводу, что использование HRW в портландцементных растворах дает более компактную, плотную и прочную микроструктуру с меньшим пустоты из-за более высокой степени гидратации.

1. Введение

Бетон на основе портландцемента является наиболее широко используемым строительным материалом. Это побудило исследователей изобретать новые технологии производства цемента и исследовать использование различных материалов и добавок. Бетонные конструкции подвергаются воздействию агрессивных сред, что влияет на их долгосрочную работоспособность и долговечность [1]. Долговечность бетона определяется как его способность сохранять структурную целостность, защитные свойства и эстетические характеристики в течение длительного периода времени.Исследователи всегда работают над созданием более прочного и долговечного бетона. Кроме того, стремление к более короткому времени схватывания и высокой начальной прочности побудило исследователей модифицировать портландцемент с использованием инновационных химических и минеральных добавок для удовлетворения этих требований. Необходимость производить более устойчивый бетон привела исследователей к разработке сложных смесей, в которых используются вторичные минеральные добавки и широкий спектр химических добавок для улучшения характеристик бетона [2].

Наиболее важное соображение, которое следует учитывать при использовании различных продуктов в бетоне, — это их возможное влияние на устойчивость конечной конструкции.Как правило, цемент частично заменяют минеральными добавками (золой-уносом, шлаком, золой рисовой шелухи, микрокремнеземом и т. д.) для повышения долговечности бетонных материалов за счет получения плотных и компактных микроструктур [3–6]. Кроме того, минеральные добавки улучшают поверхность раздела между цементным тестом и заполнителями за счет увеличения плотности цементного теста, что способствует улучшению механических характеристик. Хотя минеральные добавки являются дешевыми материалами, что приводит к снижению проницаемости, низкой теплоте гидратации и повышению химической стойкости получаемых бетонных материалов, они часто связаны с некоторыми недостатками, такими как снижение прочности в раннем возрасте и более длительное время отверждения. 7].В дополнение к минеральным добавкам инженеры также используют различные химические добавки в бетон для улучшения его характеристик. Обычно ускорители схватывания (как хлоридные, так и нехлоридные) используются для сокращения времени схватывания и повышения ранней прочности бетонных материалов. Однако недостатком ускорителей схватывания на основе хлоридов является депассивация стальной арматуры. Латекс и стеарат кальция снижают проницаемость, повышают водонепроницаемость бетонных материалов и повышают их долговечность.Некоторые гидрофобные материалы (гидрофобизаторы) также имеют тенденцию повышать сопротивление впитыванию и тем самым долговечность бетона [8]. Понизители содержания воды и суперпластификаторы, такие как лигносульфонат и поликарбоксилат, также имеют тенденцию улучшать механические характеристики и долговечность бетона за счет снижения водоцементного отношения, не влияя на текучесть [9]. Использование эпоксидных смол [10], пенополистирола [11] и субабсорбирующих полимеров [12] также привело к повышению прочности и долговечности цементных растворов.Некоторые самоотверждающиеся химические вещества также повышают долговечность бетона за счет снижения водотранспортных свойств за счет более высокой степени гидратации [13].

Обзор литературы показывает, что минеральные и химические добавки определяют прочностные и долговечные свойства бетона. С химической точки зрения важно ускорить скорость гидратации силиката трикальция (C ₃ S), который отвечает за производство гидрата силиката кальция (CSH) — основного продукта гидратации, обеспечивающего повышенную прочность и долговечность. Однако иногда эта повышенная реакция гидратации отрицательно сказывается на прочности и долговечности. На основании обширного литературного исследования установлено, что влияние богатой водородом воды (ГВП) на долговечность цементной системы еще предстоит изучить должным образом. Поэтому мы исследовали влияние использования обогащенной водородом воды в качестве химической добавки на прочность и долговечность цементных растворов. Мы сравнили наши результаты с результатами для растворов, изготовленных из обычной (контрольной) воды.В нашей предыдущей работе мы продемонстрировали, что HRW ускоряет механизм гидратации цемента, заставляя простые цементные пасты схватываться с большей скоростью [14]. HRW представляет собой тип воды с высоким содержанием молекулярных водородных соединений (H ₂ ). HRW обладает уникальным потенциалом подавления ряда заболеваний человека [15, 16]. В данном исследовании HRW производилась с использованием химической смеси, содержащей глицерин, гидрид магния и гидрид кремния. Во время производства HRW система производит гидроксид магния, а также гидроксид кремния, что, в свою очередь, увеличивает pH системы.Это указывает на увеличение концентрации OH ^— (гидроксила) в системе HRW. Результаты, полученные в ходе этого исследования, позволяют предположить, что HRW оказывает положительное влияние на прочностные и долговечные свойства портландцементных растворов. По мнению Главинда [17], цели устойчивого бетона должны достигаться за счет использования изначально экологически полезных свойств бетона, например, высокой прочности и хорошей долговечности. Для гражданской инфраструктуры ключевыми вопросами устойчивости являются прочность и долговечность, поскольку, если долговечность хуже, срок службы конструкции будет сокращен, а воздействие на окружающую среду конечного бетона может быть неблагоприятным.Кроме того, основным аспектом устойчивости химических добавок является рабочая среда; примесь (химическая или минеральная) не должна представлять опасности для рабочих и здоровья конструкции. Установленная склонность HRW к ускорению благоприятствует его использованию вместо хлорида кальция, что связано с серьезными проблемами долговечности армированного и предварительно напряженного бетона. HRW, с другой стороны, считается устойчивым развитием в области химических добавок, которые не только сокращают время схватывания, но также улучшают прочность и долговечность цементных растворов.

2. Экспериментальный

2.1. Материалы

Портландцемент, соответствующий стандарту ASTM C150, с удельным весом 3,09, предоставленный Sayeong Inc., Корея, использовался в качестве основного связующего материала в этом исследовании. Его химический состав приведен в Таблице 1. Использовался речной песок со средним размером частиц 2,34 мм и удельным весом 2,72, соответствующий требованиям классификации ASTM C33. HRW была произведена с использованием химической смеси, предоставленной H ₂ Vision Inc., Корея (http://www.h3vision.co.kr). Это химическое вещество производит водород в обычной воде. Химический состав смеси состоял из 95 % глицерина, 4 % MgH ₂ и 1 % SiH ₄ .

2.2. Пропорции смесей и изготовление строительных растворов

Всего было приготовлено 5 пропорций смесей из обычной воды и HRW. Водоцементное отношение и пескоцементное отношение поддерживались постоянными для каждого состава смеси и составляли 0,485 и 2,75 соответственно. CWM были произведены с использованием обычной воды, а HWM — с использованием HRW.Концентрации HRW составляли 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 млн. Концентрацию водорода в воде контролировали с помощью игольчатого датчика водорода, предоставленного Японией. Растворы были промаркированы следующим образом: нормальная вода (контроль) — CWM0, а растворы, приготовленные из 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 ppm концентрированных HRW, — HWM0,2, HWM0,3, HWM0,4 и HWM0,5, соответственно. Сводное изложение состава для минометных смесей в таблице 2.

7 Смесивая смесь Цемент (кг) Песок (кг) Вода (кг) Вода (кг) водорода.(М.д.) CWM0 542 1490,5 262,87 0 HWM0.2 542 1490,5 262,87 0,2 ​​ HWM0. 3 542 542 1490.5 262.87 0.3 HWM0.4 542 1490,5 1490,5 262.87 262.87 0,4 HWM0.5 542 542 1490.5 262.87 0.5 A = Нормальный (контроль) вода; b = вода, богатая водородом (HRW). Цемент и песок сначала смешивали в сухом виде в смесителе со скоростью вращения 80 об/мин в течение одной минуты. Затем добавляли воду (HRW для растворов HWM) и перемешивали еще в течение одной минуты. Приготовленные растворы заливали в формы в три слоя, каждый слой трамбовали 32 раза.Образцы извлекали из форм через 1 сутки и помещали в обычную воду для отверждения при °С и относительной влажности 100 % на 7, 28, 56 и 90 суток. 2. 3. Методы испытаний Начальное и конечное время схватывания цементных растворов определяли с помощью прибора ELE для сопротивления проникновению, соответствующего стандарту ASTM C403/403M [18]. Этот метод определяет усилие, необходимое для введения иглы диаметром 5 мм в свежеприготовленный раствор толщиной 25 мм, помещенный в кубическую форму диаметром 100 мм. Сопротивление проникновению, обеспечиваемое минометами, было построено в зависимости от времени.Начальное и конечное время схватывания рассчитывали по одному и тому же графику, когда значения сопротивления проникновению достигали 3,5 МПа и 27,6 МПа соответственно. Кажущуюся пористость образцов строительного раствора, затвердевших в течение 28 дней (сторона 50 мм), определяли в соответствии со стандартом ASTM C642 [19]. Испытания на прочность на сжатие и изгиб проводились на боковых кубах размером 50 мм и призматических образцах размером 40 × 40 × 160 мм 3 соответственно. Прочность растворных смесей на сжатие и изгиб соответствовала ASTM C109 [20] и ASTM C348 [21] соответственно через 7, 28, 56 и 90 дней. Испытание на растяжение при раскалывании проводили на кубических образцах размером 70 × 70 × 70 мм 3 в соответствии с BS EN 12390-6 [22] через 7, 28, 56 и 90 дней. Кубические образцы со стороной 50 мм использовались для оценки капиллярного поглощения, скорости ультразвукового импульса (UPV), динамического модуля упругости (DEM) и удельного электрического сопротивления (ER) растворных смесей. 7-, 28-, 56- и 90-суточные УПВ растворных смесей определяли в соответствии с ASTM C597 [23]. МДЭ () растворных смесей определяли по соответствующим значениям УПВ в разные сроки твердения по формуле где — скорость ультразвукового импульса в м/с, — сухая плотность затвердевшего раствора в кг/м 3 , υ — коэффициент Пуассона.Коэффициент Пуассона для всех смесей был принят равным 0,20. Испытание на капиллярную абсорбцию кубических образцов проводили через 28 дней отверждения в соответствии с UNI EN 1580:2010 [24]. В этом испытании измеряется количество воды, поглощенной посредством капиллярной абсорбции высушенным образцом. Образцы высушивали при °С до тех пор, пока масса не становилась постоянной. Боковые поверхности образцов были загерметизированы герметиком для контакта с водой на глубину до 5 мм. Испытание ЭУ на растворах проводили на 7, 28, 56 и 90 сут с использованием устройства для измерения ЭУ с двумя электродами.Электроды крепились к двум сторонам образцов; ER рассчитывали по формуле где – сопротивление, – площадь поперечного сечения, – длина образца. Для анализа методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и рентгеновской дифракции (XRD) использовались 28-дневные образцы гидратированного раствора (CWM0 и HWM0.5), взятые из образцов раствора с трещинами после испытания на прочность на сжатие. Образцы измельчали ​​и обрабатывали ацетоном для удаления воды и тем самым смягчения реакции гидратации.ИК-Фурье выполняли с использованием спектрометра (Nexus 870, Thermo Nicolet Corp., США). Ровно 1 мг образца смешивали со 100 мг KBr, чтобы получился поддон. Мы собрали 32 скана на образец на расстоянии от 4000 до 400 см -1 . Структурные характеристики образцов гидратированного цементного раствора оценивали с использованием рентгеновского дифрактометра (Ultima III, Rigaku Inc., Япония), работающего с элементом излучения Cu-K α (40 кВ, 30 мА), для записи рентгенограммы гидратированного цементного раствора. образец цемента в диапазоне 2 θ от 8 до 90 градусов со скоростью 1 градус в минуту.Для наблюдения за морфологией и степенью образования продуктов гидратации на микроуровне анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) (режим обратного рассеяния) был выполнен на 7- и 28-дневных гидратированных образцах (CWM0 и HWM0.5) с использованием автоэмиссионного сканирования. электронный микроскоп (Nova Nano SEM 450, Field Electron and Ion Co., США). Образцы покрывали платиной для предотвращения заряда и анализировали при 15 кВ при увеличении 12кх. 3. Результаты и обсуждение 3.1. Время схватывания и кажущаяся пористость На рисунке 1 представлены начальное время и время схватывания всех свежих строительных смесей, использованных в этой экспериментальной программе. Как показано на рисунке, повышенные концентрации HRW уменьшали время схватывания строительных растворов. Начальное время настройки для CWM0, HWM0.2, HWM0.3, HWM0.4 и HWM0.5 составляло 350, 302, 248, 196 и 44 минуты соответственно. Время окончательного схватывания для тех же смесей составило 462, 377, 297, 254 и 62 минуты. Это уменьшение времени схватывания (как начального, так и конечного времени схватывания) с увеличением концентрации ТВС указывает на ускоряющее схватывание действие ТВС в растворных смесях. Быстрое раннее и окончательное время схватывания связано с быстрой гидратацией среды HRW.Известно, что ускоритель схватывания сокращает продолжительность индукционного периода, необходимого для роста гидратов цемента, что приводит к более высокой степени гидратации в раннем возрасте [25, 26]. 28-дневная кажущаяся пористость всех растворных смесей также показана на рисунке 1. Результаты показывают, что увеличение концентрации HRW приводит к снижению пористости строительных растворов. Кажущаяся пористость за 28 дней для HWM0.5 составила 13%, тогда как для CWM0 она составила 17%. Пониженная пористость указывает на наличие меньшего количества открытых пор и пустот, что предполагает плотную микроструктуру.Кроме того, предполагается, что в HWM более высокая степень гидратации приводит к уменьшению объема капиллярных пор, поскольку капиллярные поры заполняются продуктами гидратации, а объем пор геля увеличивается по мере образования большего количества геля. Это приводит к уменьшению общей пористости в случае HWM. 3.2. Прочность на сжатие, изгиб и растяжение при раскалывании Изменение прочности на сжатие всех растворных смесей в течение всего периода отверждения показано на рис. 2(а).Представленные результаты прочности на сжатие являются средним значением для 6 образцов для каждой растворной смеси. Как показано на рисунке, прочность на сжатие увеличивается со временем отверждения независимо от смеси. Прочность на сжатие через 28 суток всех растворных смесей находилась в диапазоне 30,28–37,54 МПа: 30,28, 32,84, 33,98, 34,95 и 37,54 МПа для CWM0, HWM0,2, HWM0,3, HWM0,4 и HWM0,5. , соответственно. Более высокий прирост силы для HWM также наблюдался в более позднем возрасте (56 и 90 дней). Процентное увеличение прочности на сжатие для HWM0.5 по сравнению с CWM0 через 7, 28, 56 и 90 дней отверждения составил 76%, 24%, 33,5% и 33% соответственно. Это заметное увеличение прочности на сжатие в раннем возрасте указывает на ускоряющий эффект HRW. Повышение прочности на сжатие в HWM связано с их более компактной и плотной микроструктурой, вызванной осаждением большего количества продуктов гидратации (гидроксида кальция (CH) и CSH) в среде, богатой водородом, что приводит к уменьшению кажущейся пористости и меньшему количеству прерывистых пор.Эти гидратированные продукты способствуют повышению прочности на сжатие за счет снижения пористости и улучшения микроструктуры пастообразной матрицы и межфазных переходных зон на границе цемент-песок растворных смесей. Хорошо известно, что прочность цементных растворов в первую очередь является результатом трехмерной сети гидратных фаз, которые обеспечивают устойчивость к внешним нагрузкам без разрушения. Прочность на изгиб всех растворных смесей систематически увеличивается с прочностью на сжатие (рис. 2(b)).Во всех возрастных группах (7, 28, 56 и 90 сут) наблюдается тенденция к увеличению прочности на изгиб во всех смесях. Прочность на изгиб всех растворных смесей через 28 суток находилась в пределах 6,72–8,09 МПа. Самая высокая 28-дневная прочность на изгиб была у HWM0,5 (8,09 МПа), а самая низкая прочность была у CWM0 (6,72 МПа). Таким образом, можно сделать вывод, что ГВМ лучше сопротивляются деформациям при изгибных нагрузках, чем ГВМ. Изменение предела прочности при растяжении при раскалывании образцов строительного раствора с возрастом показано на рисунке 3.Прочность на растяжение при раскалывании не показала значительного увеличения в растворах, изготовленных с использованием низких концентраций HRW (0,1, 0,2 и 0,3 ppm), но значительное улучшение наблюдалось при концентрациях HRW 0,4 и 0,5 ppm. Наивысшая прочность на растяжение при раскалывании 2,5 МПа через 28 дней была достигнута при использовании HWM0. 5 по сравнению с 2 МПа, достигнутой при использовании CWM0. В отличие от результатов прочности на сжатие и изгиб, наблюдалось относительно меньше резких изменений прочности на растяжение. В целом HRW оказывает положительное влияние на прочность растворов на разрыв при раскалывании, что мы связываем с его наполняющим эффектом, вызванным осаждением большего количества гидратов цемента. HRW повышает рН обычной воды с 7 до 10. В другом месте [27] утверждается, что при значении рН ниже 8,5 кальций в основном существует в виде Ca +2 , тогда как частицы кремнезема находятся в слабой форме. ионизированное состояние. Однако при повышенном значении pH частицы кальция и силикатов существуют в виде гидроксилированных частиц (Ca(OH) 2 ) и анионов силиката соответственно. Поэтому междоузельный CSH образуется за счет комбинации Ca(OH) 2 и ионов силиката на поверхности зерна [28].Во время фазы гидратации раствор цементных пор богат такими соединениями, как Na + , Ca + , K + , и OH — . Алюминий, силикат и железо также присутствуют в меньших количествах [29]. Повышенная концентрация ионов OH − , которые HRW вносит в поровый раствор, приводит к повышенному растворению ионов Ca +2 , вызывая быстрое зародышеобразование и рост CH и CSH. 3.3. Капиллярная абсорбция Поглощение и пропускание воды, капиллярная абсорбция , указывают объем пустот в системах цементного раствора.Более высокое значение капиллярной абсорбции указывает на более проницаемые пустоты. Вода является переносчиком различных вредных ионов; поэтому капиллярная абсорбция является важным тестом на долговечность строительных материалов. Как правило, более высокая механическая прочность коррелирует с более низким коэффициентом капиллярного поглощения. На рис. 4 показан коэффициент капиллярной абсорбции для всех растворных смесей через 28 дней. На этом рисунке видно, что увеличение концентрации HRW приводит к снижению капиллярной абсорбции.Процент снижения капиллярной абсорбции по отношению к CWM0 для HWM0. 2, HWM0.3, HWM0.4 и HWM0.5 составил 13,3, 26,3, 40 и 46,6% соответственно. Более высокое поглощение воды в CWM0 вызвано его более крупными капиллярными порами, тогда как более низкое поглощение воды в HWM происходит из-за того, что они имеют меньше взаимосвязанных проточных каналов. В HWM продукты гидратации занимают больше места, чем в CWM0; иными словами, образование продуктов гидратации снижает пористость капилляров.Таким образом, более высокая степень гидратации приводит к уменьшению капиллярной пористости [30]. 3.4. Скорость ультразвукового импульса и динамический модуль упругости UPV и DEM, продемонстрированные всеми смесями в разном возрасте отверждения, показаны на рисунках 5(a) и 5(b) соответственно. Как показано на рисунке, значения UPV увеличиваются с возрастом отверждения независимо от смеси. Как CWM0, так и HWM0.2 показывают значения UPV ниже желаемого нижнего предела 4500  м / с, как указано Уайтхерстом [31] для прочного бетона, до 56 дней. HWM0.3, HWM0.4 и HWM0.5 достигали 4500 м/с в возрасте отверждения 56, 28 и 7 дней соответственно. На значения UPV влияют такие факторы, как структура пор, свойства материала, пропорция смеси и межфазная зона между заполнителями и цементным тестом. Установлено, что HRW вызывает осаждение большего количества продуктов гидратации по сравнению с CWM, что приводит к более плотным и компактным микроструктурам. В результате пористость цементной матрицы уменьшилась, а сплошность пор уменьшилась. Таким образом, в CWM увеличенное количество пор и границ раздела CSH/поры задерживает распространение ультразвукового импульса, что приводит к снижению скорости.DEM зависит от значения UPV и сухой плотности каждого раствора. Как и ожидалось, использование HRW увеличило плотность раствора, поскольку более высокая степень гидратации приводит к образованию большего количества гидратов цемента и снижению кажущейся пористости. Таким образом, HWM продемонстрировали более высокую DEM, чем CWM0, из-за их более высоких значений UPV и плотности. 3.5. Удельное электрическое сопротивление УЭС всех растворных смесей показано на рис. 6(а). Значительное увеличение ER было замечено с возрастом для всех смесей.Как показано на рисунке, ЭС всех растворных смесей в возрасте отверждения 28 дней находится в диапазоне 7–10,5 кОм-см: 7, 7,5, 8, 10 и 10,5 кОм-см для CWM0. , HWM0.2, HWM0.3, HWM0.4 и HWM0.5 соответственно. Согласно ACI 222 [32], коррозия менее вероятна, когда ER равен или превышает 10. Через 28 дней этому критерию соответствовали только HWM0,4 и HWM0,5. Положительное влияние HRW на ER было еще более выраженным через 56 и 90 дней. Процентное увеличение ER на 50% и 52% наблюдалось для HRW0.5 по отношению к CWM0 через 56 и 90 дней соответственно. Кроме того, установлено, что увеличение концентрации HRW позволило строительным растворам развить более плотную и компактную микроструктуру, что уменьшило взаимосвязь между порами и, таким образом, привело к более высокому УЭС. То есть предполагается, что более плотная микроструктура, менее непрерывная система пор и уменьшенная пористость позволяют HWM демонстрировать лучшее удельное сопротивление. ER является важным параметром, определяющим коррозию арматуры в бетоне.Уплотнение микроструктур увеличивает как ЭУ, так и прочность растворов на сжатие [33]. Известно, что с увеличением прочности на сжатие увеличивается и ЭС. Некоторые исследователи обнаружили значительную корреляцию между двумя параметрами, что привело их к формулировке логарифмических, экспоненциальных и линейных зависимостей [34]. В этом исследовании мы наблюдали экспоненциальную зависимость между прочностью на сжатие и ER для всех возрастов отверждения с коэффициентом регрессии () равным 0.93, как показано на рисунке 6(b). Предполагается, что щелочная среда в поровом растворе HWM обеспечит подходящую среду для встроенных стальных стержней, чтобы они могли пассивироваться и оставаться пассивированными против коррозии. Повышенная щелочность приводит к более плотной структуре пор, что, по-видимому, перевешивает повышенную концентрацию ионов в поровой воде. Повышенное электрическое сопротивление бетона наблюдали Прукнер и Гьорв [35] в щелочной среде, обеспечиваемой NaOH. 3.6. XRD и FTIR анализы На рисунках 7(a) и 7(b) представлены рентгенограммы, полученные для образцов CWM0 и HWM0.5 после 28 дней гидратации в диапазоне 2 θ 8–90° соответственно. Рентгенограммы образцов строительного раствора CWM0 и HWM0.5 в основном содержат пики в одних и тех же положениях, но с разной интенсивностью. Выраженные пики при значениях 2 θ 18,09°, 34,09°, 47,12°, 50,77°, 54,34° и 64,23°, по-видимому, связаны с портландитовой фазой (P) [36, 37].Интенсивные пики при значениях 2 θ 20,85°, 26,65°, 36,54°, 39,46°, 50,14°, 59,95°, 68,13° и 67,75° обусловлены присутствием кварца (Q) [36]. На рентгенограмме HWM0.5 появляются некоторые другие пики, обусловленные оксидом магния (75,6° и 77,75°) и гидроксидом магния (79,88° и 81,35°). Кинетику процесса гидратации можно изучить, измеряя количество непрореагировавшего C 3 S (алита) на рентгенограмме в зависимости от времени гидратации [38]. Менее интенсивный алит (A) имеет пик при значении 2 θ , равном 29. Таким образом, 4° на рентгенограмме указывает на большую степень гидратации в HWM0,5. Кроме того, из-за менее кристаллической природы гидрата силиката кальция его трудно идентифицировать. В [39] утверждается, что пик фазы гидрата силиката кальция (CSH) в основном расположен за несколькими рефлексами фазы алита (особенно при 2 θ = 29,2°). Таким образом, количество гидроксида кальция (портландита) в гидратированном цементном тесте будет показателем образования гидратированного продукта.Согласно Невиллу [40], ход гидратации цемента можно определить, прогнозируя содержание гидроксида кальция. На рентгенограммах видно, что HWM0.5 показывает более интенсивные пики для портландита (CH), чем CWM0, что указывает на более высокую степень гидратации из богатой водородом среды. На рисунках 7(c) и 7(d) показаны спектры пропускания FTIR для CWM0 и HWM0.5, отвержденных в течение 28 дней соответственно. ИК-полосы 713, 873, 930–1020, 1420, 1640, 2890, 3100–3400 и 3638 см –1 появились вследствие растяжения v 4 карбоната, 201 225 v 9022 карбонат, колебания CSH, v 3 растяжение карбоната, v 2 изгибание молекул воды, HC растяжение метила, v 1 и v 2 и растяжение молекул воды, ОН-валентные колебания Ca(OH) 2 соответственно [41]. В высокой зоне появляется более острый пик на 3638  см -1 из-за растяжения O-H Ca(OH) 2 в HWM0.5, чем в CWM0, что указывает на большую степень образования CH. Сравнивая полосы двух образцов из силиката при 930-1020 см -1 , видно, что HRW ускоряет образование CSH, так как полоса значительно усилена в HWM0.5 по сравнению с CWM0. Степень гидратации является фундаментальным параметром для вяжущих материалов, поскольку от нее во многом зависит эволюция механических свойств [42].Таким образом, FTIR-анализ помогает подтвердить образование большего количества гидратированных продуктов (CH и CSH) в HWM0.5 по сравнению с CWM0. 3.7. Исследования микроструктуры Наше исследование микроструктуры растворов представляет собой внутреннюю структуру, которая включает CH, CSH и микропоры. На механические характеристики и долговечность строительных растворов большое влияние оказывает их микроструктура, которую можно показать на микрофотографиях СЭМ. На рис. 8 показаны изображения микроструктуры СЭМ CWM0 и HWM0.5. Очевидно, что HWM0.5 (рис. 8(b) и 8(d)) имеет более плотную, более компактную и в целом улучшенную микроструктуру, содержащую CSH, кристаллический CH и меньше пустот, чем CWM0 (рис. 8(a) и 8(c)). Повышенное количество гидратов цемента, таких как CH и CSH, в HWM0.5 объясняет его более высокую механическую прочность. СЭМ-изображение HWM0,5 через 28 дней (рис. 8(d)) показывает CSH типа II (ретикулярная или сотовая форма) в сочетании с CSH типа I (стержнеобразная форма). Согласно Рамачандрану и соавт. [43], это явление обычно имеет место в присутствии химических примесей.Относительно стойкости установлено, что микроструктуры смесей с ТРО становятся более плотными и упакованными, особенно в пожилом возрасте. Кроме того, капиллярные поры становятся меньше, что создает компактную микроструктуру, что приводит к высоким значениям ER, UPV и DEM. Прочность бетона во многом зависит от микроструктуры и однородности продукта цементного теста; таким образом, рост и развитие CSH являются решающим фактором для характеристик бетона с точки зрения долговечности [44]. Кроме того, Ca(OH) 2 также играет жизненно важную роль в долговечности бетона; это источник высокого pH в поровой жидкости бетона, что имеет значение с точки зрения химических воздействий, таких как коррозия и щелочно-кремниевая реакция [30].Развитие прочностных, долговечных и зависящих от времени свойств бетонных материалов в значительной степени зависит от микроструктуры цементного теста. Таким образом, содействие более однородному росту гидратов цемента положительно влияет на долговечность бетона, как это наблюдается в наших HWM. 4. Выводы Чтобы оценить влияние HRW на механические характеристики и долговечность систем цементного раствора, мы провели экспериментальное исследование. Экспериментальное исследование привело к следующим выводам: (1) Использование HRW в растворе сокращает начальное и конечное время схватывания.Эффект сильно выражен при концентрации HRW 0,5 ppm. Быстрое время схватывания свидетельствует об ускоренной гидратации. Использование HRW уменьшило кажущуюся пористость строительных растворов, что указывает на формирование плотной микроструктуры. (2) Когда HRW используется в цементе, прочность на сжатие и изгиб увеличивается как в более раннем, так и в более позднем возрасте. Значительное увеличение предела прочности при раскалывании растворов наблюдалось для растворов, изготовленных из HRW с концентрацией 0,4 и 0,5 ppm. Повышенная прочность объясняется промотированием реакций гидратации в присутствии HRW.(3) Результаты для коэффициентов капиллярного поглощения HWM предполагают, что его использование в строительных растворах повышает их долговечность из-за компактной и плотной микроструктуры. Снижение транспортных свойств приводит к повышению долговечности. (4) Результаты UPV, DEM и ER демонстрируют лучшие характеристики HWM по сравнению с CWM за счет улучшенной микроструктуры и однородности продукта с менее взаимосвязанной сетью пор. Кроме того, на основе результатов ER делается вывод, что HWM обладают лучшей устойчивостью к коррозии.(5) На основании результатов XRD, FTIR и SEM делается вывод, что HWM демонстрируют большее образование гидратированного продукта из-за более высокой степени гидратации, что является причиной их лучших механических характеристик и долговечности по сравнению с CWM. Анализ SEM выявил более компактную и плотную микроструктуру в HWM с меньшим количеством капиллярных пор по сравнению с CWM. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Пристальный взгляд: типы цемента от I до V Примечание редактора: Это вторая статья из годовой серии, посвященной обычному сырью, используемому в сборном железобетоне. Кайла Хэнсон, ЧП Свидетельства использования цементных материалов восходят к началу письменной истории. Египтяне использовали смесь цементных материалов в качестве раствора для закрепления каждого 2,5-тонного каменного блока Великой пирамиды более 4500 лет назад. Римляне использовали пуццолановую вяжущую смесь для строительства акведуков и других чудес инженерной мысли, включая Пантеон, крыша которого до сих пор является самым большим неармированным бетонным куполом в мире.Европейцы в средние века использовали гидравлический цемент для строительства каналов и крепостей, некоторые из которых стоят до сих пор. Сегодня мы в основном используем портландцемент в нашем бетоне. Ингредиенты современных портландцементов тщательно отбираются, производятся, тестируются и регулируются по качеству и постоянству. Портландцемент доступен в многочисленных вариантах, каждый из которых состоит из точного количества различных материалов, предназначенных для конкретных применений в бетонировании. Технические характеристики портландцемента ASTM C150, «Стандартная спецификация для портландцемента», описывает 10 типов цемента, пять из которых обычно считаются основными типами цемента, используемыми на заводах по производству сборных железобетонных изделий: Тип I – нормальное/общее назначение Тип II – средняя стойкость к сульфатам Тип III – высокая ранняя прочность Тип IV – низкая теплота гидратации Тип V – высокая стойкость к сульфатам Тип V – высокая стойкость к сульфатам Тип I Цемент типа I считается универсальным цементом общего назначения и используется, когда не требуются особые свойства других типов цемента. Тип II Цемент типа II указывается в сценариях, где требуется, чтобы бетонное изделие проявляло повышенную устойчивость к сульфатам. Бетон, изготовленный из цемента типа II, может быть полезен для подземных сооружений в районах, где почва и грунтовые воды содержат умеренное количество сульфатов, а также для дорог, транспортных средств и т. д. Тип III Цемент типа III обеспечивает ускоренное развитие прочности в раннем возрасте. Поскольку более низкие температуры окружающей среды могут привести к замедлению гидратации цемента, цемент типа III часто используется при бетонировании в холодную погоду для ускорения набора прочности на ранних стадиях гидратации цемента.Цемент типа III также полезен, когда сборщики сборных железобетонных изделий отливают одну и ту же форму дважды за один день. Тип IV Цемент типа IV выделяет меньше тепла во время гидратации и отверждения, чем обычный портландцемент типа I. При массовых заливках или отливке больших объемов бетонных изделий часто используется цемент типа IV, чтобы уменьшить количество выделяемого тепла и снизить риск мгновенного схватывания или теплового удара. Способность цемента типа IV выделять меньше тепла во время гидратации также полезна при бетонировании в жаркую погоду, когда свежий бетон может затвердевать с ускоренной скоростью из-за высоких температур окружающей среды. Тип V Цемент типа V используется в бетонных изделиях, где необходима повышенная стойкость к сульфатам. Береговые конструкции, пирсы, подводные туннели, подводные конструкции, фундаменты, дороги и транспортные средства — все это обычные области применения цемента типа V. Цементные элементы Портландцемент сначала производится путем производства клинкера в массивной печи. Производство портландцементного клинкера в основном зависит от известняка, глины, песка, железной руды и гипса.Эти исходные материалы являются отличными поставщиками кальция, железа, кремнезема и глинозема среди других элементов. Преобладание этих элементов в портландцементе определяется долей каждого исходного материала, используемого при производстве клинкера. Количество каждого элемента, присутствующего в цементе, влияет на физические характеристики и поведение цемента. Цементные фазы Каждый тип портландцемента состоит из четырех преобладающих фаз или соединений: C 3 S, C 2 S, C 3 A и C 4 AF. 1 Каждая фаза играет уникальную роль в характеристиках цемента. Доля каждой фазы в портландцементном клинкере зависит от количества используемого исходного материала. C 3 S (трехкальциевый силикат) содержит от 50% до 70% портландцементного клинкера. C 3 S быстро увлажняется и затвердевает, в результате чего в значительной степени отвечает за прирост прочности в раннем возрасте и начальное схватывание. По мере увеличения содержания C 3 S в портландцементе увеличивается и его способность способствовать развитию прочности бетона в раннем возрасте. C 2 S (двухкальциевый силикат) содержит от 10% до 25% портландцементного клинкера. C 2 S медленно гидратируется и затвердевает, в результате чего в первую очередь способствует набору прочности бетона в течение одной недели. C 3 A (трехкальциевый алюминат) содержит до 10% портландцементного клинкера. Хотя он лишь незначительно способствует развитию прочности в раннем возрасте, C 3 A является наиболее реакционноспособной из четырех основных фаз и легко выделяет тепло в течение первых нескольких дней гидратации.Цементы с более низким процентным содержанием C 3 A более устойчивы к почвам и воде, содержащей сульфаты. C 4 AF (тетракальциевый алюмоферрит) содержит до 15% портландцементного клинкера. Его вклад в развитие прочности бетона минимален. Типичный серый цвет портландцемента в значительной степени приписывается C 4 AF. 2 На рис. 1 ниже показаны C 3 S и C 2 S при увеличении примерно в 400 раз. Рисунок 1 Полированный шлиф портландцементного клинкера показывает C 3 S в виде светлых угловатых кристаллов.Более темные округлые кристаллы обозначаются как C 2 S. Увеличение примерно в 400 раз. 3 Влияние фазового состава Химический состав каждого типа цемента, соответствующего стандарту ASTM C150, должен соответствовать требуемому пределу или находиться в пределах указанного диапазона, установленного в стандарте. Определенные требования к составу применяются ко всем типам цемента. Например, для каждого типа цемента, соответствующего стандарту ASTM C150, допускается максимальное содержание оксида магния 6%. Оксид магния вызывает небольшое расширение при гидратации цемента, поэтому количество этого материала должно быть ограничено. Требования к составу для типов от II до типа V разработаны с учетом того, чтобы цементы работали в соответствии с их предназначением. См. рис. 2, чтобы соотнести относительную реакционную способность каждой фазы со следующими свойствами цемента. Рисунок 2 Относительная реакционная способность цементных компаундов. Кривая с пометкой «В целом» имеет состав 55 % C 3 S, 18 % C 2 S, 10 % C 3 A и 8 % C 4 AF, средний состав цемента типа I ( Теннис и Дженнингс 2000). 3 Сульфатостойкость Нижний C 3 Содержание A в цементе соответствует повышенной сульфатостойкости. Таким образом, цемент типа II, предназначенный для умеренной сульфатостойкости, допускается с максимальным содержанием C 3 A 8%. Точно так же цемент типа V, предназначенный для высокой сульфатостойкости, допускается с содержанием C 3 A не более 5%. Развитие прочности в раннем возрасте и повышенная теплота гидратации C 3 A также вносит основной вклад в теплоту гидратации портландцемента.Цемент типа III, который используется в сценариях, где желательна высокая начальная прочность или повышенная теплота гидратации, допускает относительно высокое содержание C 3 A до 15%. Низшая теплота гидратации И наоборот, цемент типа IV, который указывается, когда необходима низкая теплота гидратации, допускает максимальное содержание C 3 A 7%. Кроме того, для цемента типа IV требуется минимальное содержание C 2 S, равное 40%, поскольку C 2 S гидратируется и затвердевает медленно и способствует увеличению прочности в течение одной недели.Это помогает обеспечить более медленное развитие силы и меньшее выделение тепла в раннем возрасте. C 3 S быстро гидратируется и вносит значительный вклад в развитие силы в раннем возрасте и начальный набор. Таким образом, цементы Типа IV допускают максимальное содержание C 3 S 35%, что регулирует прирост прочности в раннем возрасте и тепловыделение. Влияние физических характеристик Размер частиц Тонкость по Блейну — это мера тонкости частиц цемента, определяемая в соответствии со стандартом ASTM C204 «Стандартные методы определения крупности гидравлического цемента с помощью прибора для определения воздухопроницаемости». Общая площадь поверхности частиц, заполняющих заданный объем, увеличивается по мере уменьшения размера частиц. Таким образом, частицы меньшего размера обеспечивают большую площадь контакта с водой для смешивания. Увеличенная площадь поверхности цемента и большая площадь контакта с водой затворения позволяет более мелким цементам легче вступать в реакцию с водой, что может ускорить гидратацию, набор прочности в раннем возрасте и время схватывания. Некоторые из основных типов цемента имеют требования к размеру частиц в форме пределов крупности по Блейну, чтобы помочь цементам работать в соответствии с их типом. Например, цемент типа III будет иметь более высокую долю частиц меньшего размера, что поможет достичь большего набора прочности в раннем возрасте, в то время как цемент типа IV, вероятно, будет иметь большую долю частиц большего размера, чтобы помочь регулировать время схватывания и обеспечивать более низкое тепловыделение. увлажнения. Прочность на сжатие ASTM C150 также описывает минимальные результаты прочности на сжатие для паст, изготовленных с каждым из основных типов цемента. Важно отметить, что это минимальные значения, и они не отражают прочность бетона на сжатие в этом возрасте.На рис. 3 показано среднее время схватывания некоторых образцов портландцемента. Рисунок 3 Среднее (среднее) время схватывания портландцемента по ASTM C191. Цифры в столбцах обозначают количество цемента, включенного в среднее значение (Tennis 2016). 3 Паста, изготовленная из цемента типа I, необходима для достижения минимальной прочности на сжатие 1740 фунтов на квадратный дюйм через 3 дня и 2760 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней. Паста, изготовленная из цемента типа II, необходима для достижения прочности на сжатие 1450 фунтов на квадратный дюйм через 3 дня и 2470 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней.Паста, изготовленная из цемента типа V, должна иметь минимальную прочность на сжатие 1160 фунтов на квадратный дюйм через 3 дня, 2180 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней и 3050 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней. Поскольку цементы Типа II и Типа V имеют более низкое содержание C 3 A для достижения большей устойчивости к сульфатам, разумно ожидать несколько более низкие результаты прочности на сжатие в раннем возрасте. Паста, изготовленная из цемента типа III для использования, когда требуется более высокая прочность в раннем возрасте, должна иметь минимальную прочность на сжатие 1740 фунтов на квадратный дюйм через 1 день и 3480 фунтов на квадратный дюйм через 3 дня.Никаких дополнительных требований к прочности не указано, потому что ранний возраст обычно относится к первым нескольким дням гидратации. Паста, изготовленная из цемента типа IV, необходима для достижения минимальной прочности на сжатие 1020 фунтов на квадратный дюйм через 7 дней и 2470 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней. Низкое содержание C 3 S в цементе типа IV снижает теплоту гидратации за счет замедления скорости реакции цемента, что, в свою очередь, снижает прирост прочности в раннем возрасте. Таким образом, требования к прочности на сжатие для пасты, изготовленной из цемента типа IV, ниже, чем требования для других типов цемента. Цемент для любого применения Каждый тип цемента имеет разный набор химических и физических требований, которые способствуют предпочтительному поведению бетонной смеси, чтобы оптимизировать ее практически для любого применения. Поскольку характеристики цемента постоянно изменяются, производители сборных железобетонных изделий могут добиться улучшенных характеристик бетона в более сложных условиях. Рассмотрите возможность просмотра сертификатов цементных заводов для получения информации о составе каждой партии. Поскольку для многих компонентов в типе цемента допускается определенный диапазон значений, может быть полезно использовать детали, указанные в сертификате завода, для прогнозирования характеристик свежего или затвердевшего бетона или для устранения незначительных несоответствий.Проконсультируйтесь с вашим поставщиком цемента, чтобы узнать больше о вашем цементе и о том, как он взаимодействует с другими материалами в вашей смеси для достижения наилучших результатов. Кайла Хэнсон, ЧП, директор технических служб NPCA. Каталожные номера : 1. Это сокращенные обозначения химических соединений. В соответствии с ASTM C150 при выражении фаз C = CaO, S = SiO 2 , A = Al 2 O 3 , F = Fe 2 O 3 . 2. PCA Design and Control of Concrete Mixtures, 15th Edition 3. Kosmatka, Steven H. and Wilson, Michelle L., Design and Control of Concrete Mixtures, EB001, 16th edition, Portland Cement Association, Скоки, Иллинойс, США, 2016, 632 страницы. Прочность цемента на сжатие через 7 дней и 28 дней Прочность цемента на сжатие через 7 дней и 28 дней, Привет, ребята, в этой статье мы знаем о прочности на сжатие цемента и цемента OPC, PPC, PSC, SRC, RHPC, HAC, SSC, IRS-T 40 и RHC . раствор, делая пробное прессование куба с помощью гидравлической машины, а также знать об испытании цемента на прочность при сжатии. Прочность цемента на сжатие через 7 дней и 28 дней Прочность цемента на сжатие определяют кубическим испытанием на кубах цементного раствора, утрамбованных с помощью стандартной вибрационной гидравлической машины. Стандартная вибрация для изготовления куба составляет 12000 ± 400 колебаний в минуту, и он будет вибрировать в течение 2 минут. Стандартный песок в соответствии со стандартом IS:650 известен как иннорский песок, получаемый из Тамил Наду и используемый для приготовления цементного раствора. Для приготовления цементного раствора мы используем соотношение цемента и песка 1:3, при котором одна часть цемента и 3 части песка. Изготовьте 3 куба малого размера с образцом (длина × ширина × высота) 70,6 мм × 70,6 мм × 70,6 мм. Большой размер куба не производится из-за усадки и растрескивания. Прочность цемента на сжатие через 3,7 и 28 дней. Прочность цемента на сжатие рассчитывается в единицах СИ, МПа, которая равна Н/мм2, и в обычном для нас регионе она измеряется в фунтах силы на квадратный дюйм, обычно обозначаемых как фунты на квадратный дюйм. Существуют различные типы цемента, такие как цемент OPC, PPC, PSC, SRC, RHPC, HAC, SSC, IRS-T 40 и RHC .Давайте поговорим о различных типах цемента и их прочности на сжатие. Для кладочного цемента прочность на сжатие составляет 33–53 МПа через 28 дней, 22–27 МПа через 7 дней и 16–27 МПа через 3 дня отверждения после заливки. Прочность на сжатие рядового портландцемента (OPC) — OPC — обозначение обычного портландцемента, представленного как OPC33, OPC43 и OPC53. Портландцемент является наиболее распространенным типом цемента, который широко используется во всем мире в качестве основного ингредиента бетона, строительных растворов, штукатурки и неспециализированных растворов.Он был разработан из других типов гидравлической извести в Англии в начале 19 века Джозефом Аспдином и обычно происходит из известняка. Прочность цемента на сжатие через 7 дней и 28 дней Для обычного портландцемента (OPC) прочность на сжатие составляет 33–53 МПа через 28 дней, 22–27 МПа через 7 дней и 16–27 МПа через 3 дня отверждения после заливки. ● Прочность на сжатие портланд-пуццоланового цемента (PPC): PPC обозначает портланд-пуццолановый цемент.Пуццолановый цемент (PPC) изготавливается путем комбинации пуццолановых материалов. Пуццолан — это искусственный или натуральный материал, содержащий диоксид кремния в реакционноспособной форме . Для портланд-пуццоланового цемента (PPC) прочность на сжатие составляет 33 МПа через 28 дней, 22 МПа через 7 дней и 16 МПа через 3 дня отверждения после отливки. ● Прочность на сжатие шлакопортландцемента (ШПЦ): ПШЦ обозначает шлакопортландцемент. Шлакопортландцемент (PSC) производится либо путем совместного измельчения портландцементного клинкера, гипса и гранулированного шлака, либо путем смешивания молотого гранулированного доменного шлака (GGBS) с обычным портландцементом с помощью механических смесителей. Для шлакопортландцемента (PSC) прочность на сжатие составляет 33 МПа через 28 дней, 22 МПа через 7 дней и 16 МПа через 3 дня отверждения после отливки. ● Прочность на сжатие сульфатостойкого портландцемента (SRC): SRC означает сульфатостойкий портландцемент, это тип портландцемента, в котором количество трехкальциевого алюмината (C3A) не превышает 5 % и (2 C3A + C4AF) ниже 25%. SRC можно использовать для конструкционного бетона. Для сульфатостойкого портландцемента (SRC) прочность на сжатие составляет 33 МПа через 28 дней, 16 МПа через 7 дней и 10 МПа через 3 дня отверждения после заливки. ● Прочность на сжатие быстротвердеющего портландцемента (RHPC): Быстротвердеющий портландцемент представляет собой цемент с более высоким содержанием клинкера трикальциевого силиката (C3S). Он более мелкий в измельчении и имеет свойства быстрого отверждения, однако конечная прочность равна прочности обычного портландцемента. Для быстротвердеющего портландцемента (RHPC) прочность на сжатие составляет 27 МПа через 3 дня и 16 МПа через 1 день отверждения после заливки. Однодневная сила RHC сравнима с трехдневной силой OPC ● Прочность на сжатие низкотемпературного портландцемента: это цемент с высоким содержанием двукальциевого силиката (C2S) и более низким содержанием C3A и C3A.Скорость выделения тепла вначале медленнее, но на более поздних стадиях скорость схватывания и отверждения выше, чем у OPC. Для низкотемпературного портландцемента прочность на сжатие составляет 35 МПа через 28 дней, 16 МПа через 7 дней и 10 МПа через 3 дня отверждения после заливки. ● Прочность на сжатие высокоглиноземистого цемента (HAC): иногда его называют алюминатно-кальциевым цементом (CAC) или глиноземистым цементом, он состоит из алюминатов кальция, в отличие от портландцемента, который состоит из силикатов кальция.Изготавливается из известняка или мела и боксита . Для высокоглиноземистого цемента (HAC) прочность на сжатие составляет 35 МПа через 3 дня и 30 МПа через 1 день отверждения после отливки. ● Прочность на сжатие суперсульфатированного цемента (SSC): Изготавливается из хорошо гранулированного доменного шлака (80-85%), сульфата кальция (10-15%) и портландцемента (1-2%) и молотый палец, чем портландцемент. Одним из важнейших его свойств является низкая общая теплота гидратации. Для суперсульфатированного цемента (SSC) прочность на сжатие составляет 30 МПа через 28 дней, 22 МПа через 7 дней и 15 МПа через 3 дня отверждения после заливки ● Прочность на сжатие цемента IRS-T 40: Это особый тип цемента, который в основном используется только в железнодорожных работах. Этот специальный цемент производится в соответствии со спецификациями, утвержденными министерством индийских железных дорог. Этот цемент содержит большое количество C3S, который тонко измельчается для развития высокой ранней прочности. Для цемента с высоким показателем IRS-T 40 прочность на сжатие составляет 37,5 МПа через 7 дней отверждения после заливки. Испытание цемента на прочность при сжатии Прочность цемента на сжатие определяют кубическим испытанием на кубах цементного раствора, утрамбованных с помощью стандартной виброгидравлической машины. Стандартная вибрация для изготовления куба составляет 12000 ± 400 колебаний в минуту, и он будет вибрировать в течение 2 минут. 1) Для кубического теста нам потребуется следующее оборудование ● Форма для кубиков размером 70.6 × 70,6 × 70,6 мм3 (IS:10080) ● Вибромашина Должна соответствовать IS:10080 ● Весы 1000 г ● Мерный цилиндр 200 мл ● и другое оборудование, используемое для кубического теста: Эмалированный лоток, мастерок, Стержень, пресс-форма для цемента 2) условия окружающей среды: температура должна быть 29℃ или 25℃ представлена ​​как температура 27 ± 2°C, влажность должна быть 65 ± 5% 3) соотношение цемента и песка: _ соотношение цемента и песка для приготовления раствора составляет 1:3, в котором 1 часть цемента и 3 части песка. Процедура испытания цемента на прочность при сжатии Возьмите 200 г цемента и 600 г стандартного песка (1:3) и тщательно перемешайте насухо. Добавить цемент консистенцией 2 по воде (где Р — % воды, необходимой для приготовления пасты стандартной консистенции) в сухую смесь цемента и песка и тщательно перемешать в течение не менее 2 минут вибратором со скоростью 12000+- 400 в минуту для получения смеси однородного цвета. Поместите тщательно очищенную и смазанную маслом (внутреннюю поверхность) форму на вибрационную машину и удерживайте ее в этом положении с помощью зажимов, предусмотренных для этой цели на машине. Заполните форму всем количеством раствора, используя подходящую воронку, прикрепленную к верхней части формы для облегчения заполнения, и вибрируйте ее в течение 2 минут с указанной скоростью 12000 ± 400 в минуту для достижения полного уплотнения. Снять форму с машины и выдержать в месте с температурой 27±2°C и относительной влажностью 90% в течение 24 часов. По истечении 24 часов извлеките кубик из формы и немедленно погрузите в свежую чистую воду. Куб вынимается из воды только на время тестирования. Приготовьте не менее 3 кубиков таким образом. Поместите тестовый куб на платформу испытательной машины без какой-либо прокладки между кубом и плитами испытательной машины. Прилагайте нагрузку стабильно и равномерно, начиная с нуля, со скоростью 35 Н/мм2/мин. Цемент на сжатие = нагрузка/площадь поперечного сечения F= p/A Где, F = прочность цемента на сжатие P=Максимальная нагрузка на куб. (Н) A=площадь поперечного сечения (рассчитывается по средним размерам) (мм2) ● МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ:- 1) Форма должна быть смазана маслом перед использованием 2) Взвешивание должно быть выполнено точно 3) Температура и влажность должны точно контролироваться 4) Постепенно увеличивайте нагрузку во время тестирования. 5) Кубики следует тестировать сразу после извлечения из воды и не давать им высохнуть до тех пор, пока они не выйдут из строя при тестировании. 6) Необходимо строго соблюдать время замеров. 7) Кубики следует тестировать на боку, а не на лицевой стороне. ● Техническое обсуждение:- Испытания на прочность чистого цементного теста не проводятся из-за трудностей формования и испытаний, что приводит к большому разбросу результатов испытаний. Прочность на сжатие зависит от типа цемента, а точнее от состава смеси и крупности цемента. Следует исходить из того, что два типа цемента, отвечающие одним и тем же минимальным требованиям, будут давать одинаковую прочность раствора или бетона без изменения пропорций смеси. ● Прирост времени и прочности: зависимость времени и прочности цемента нелинейна. 1) за 1 сутки твердения цемент набирает прочность около 16% от общей прочности 2) за 3 суток твердения цемент набирает прочность около 40% от общей прочности 3) за 7 суток твердения цемент набирает прочность около 65 % от общей прочности 4) 14 дней твердения цемент набирает свою прочность около 90% от общей прочности 5) 28 дней твердения цемент набирает свою прочность около 99% от общей прочности 6) 3 месяца времени твердения цемент набирает свою прочность прочность около 110 % от общей прочности 7) за 6 месяцев цемент набирает прочность около 115 % от общей прочности 8) за 1 год цемент набирает прочность около 120 % от общей прочности. ◆Вы можете подписаться на меня в Facebook и подписаться на наш канал Youtube Вам также следует посетить:- 1) что такое бетон, его виды и свойства 2) расчет количества бетона для лестницы и его формула Прочность цемента | ВВМ Нарастание прочности цемента определяется не только составом , но и тонкостью помола , разделенной на классы 9036.5 — 42,5 — 52,5) . Эта классификация основана на испытании под давлением через 28 дней. В каждом классе прочности характеристики с самого начала определяют различие между «нормальной» (N) и «быстрой» (R) версиями. Призматические растворы основаны на стандартном соотношении цемента, воды и песка.   Показания прочности для цемента имеют лишь ограниченное влияние на прочность бетона или растворов, которые должны быть достигнуты.Это связано с тем, что может быть создан тип бетона, среди прочего, с более низким водоцементным фактором (соотношение цемента и воды), чем тип раствора, который используется для классификации цемента по прочности. Состав заполнителя также влияет на конечную прочность бетона. По этой причине класс прочности цемента нельзя отнести к максимальному классу прочности бетона или раствора.   Класс 32.5 предназначен для применений, где не требуется высокая начальная прочность, при средних температурах окружающей среды (10 — 15°C) и в конструкциях стандартной толщины (< 50 см).   Цементы с классом прочности 42,5 в основном используются в том случае, если требуемая прочность бетона на сжатие через 28 суток должна превышать 30 Н/мм² (т.е. выше класса С25/30 по НБН В 15-001). Эти цементы также подходят для использования при более низких температурах.   Класс 52.5 используется там, где требуется еще более высокая начальная прочность, чем класс 42.5. Например. для быстрой зачистки сборных элементов.     Прочность бетона по сравнению с марками цемента Исследование прочности бетона по сравнению с марками цемента Д-р Рену Матхур , ученый и руководитель, Д-р А.К. Мишра , ученый и Панкадж Гоэль , технический сотрудник, Отдел жестких покрытий, Центральный институт дорожных исследований, Нью-Дели. Введение Цементы разных марок, т.е. 43 OPC (IS-8112) 1 , 53 OPC (IS-12269) 2 и портландцемент Пуццолана (на основе летучей золы), IS-1489 Часть I 3 и т.д.на рынке представлены под разными торговыми марками. Однако при лабораторных испытаниях эти цементы не дают прочности, соответствующей их маркам в случае ОПЦ и маркировке типа 43 МПа, 53 МПа на их мешках в случае портландпуццолановых цементов. Для расчета бетонной смеси желаемой прочности с использованием доступных материалов требуется прочность цемента через 7 дней (IRC:44-2008) 4 или через 28 дней (IS:10262-1982) 5 . Основываясь на значениях прочности цемента, водоцементное отношение считывается непосредственно из доступных диаграмм, приведенных в IRC-44 и IS-10262.Выбирая руководящие принципы в соответствии с вышеупомянутыми стандартами, в прошлом было возможно очень хорошее приближение прочности бетона, но в последние пару лет возникают трудности с получением желаемой прочности бетона с помощью современных цементов. Бывают случаи, когда цементы определенных марок на 7-е сутки дают прочность выше установленной, после чего до 28-х суток наблюдается очень небольшой прирост их прочности, а в ряде случаев прочность не достигает уровня по марке.Бывают также случаи, когда цемент марки 43 дает 28-дневную прочность, совпадающую с маркой 53. Ранее ИС – 269 6 удовлетворял всем требованиям цемента в стране. Однако в то время существовали определенные особые требования, касающиеся прочности и состава цемента, предъявляемые железными дорогами и министерством обороны, и было желательно, чтобы они были охвачены стандартизацией, чтобы они также могли быть доступны как продукт с маркировкой ISI. Поэтому появились высокопрочные цементы марок IS-8112, OPC-43 и IS-12269, OPC-53, отвечающие этим специфическим требованиям.Все три класса, т. ИС 269 (марка 33), ИС – 8112 (марка 43) и ИС – 12269 (марка 53) – обычные портландцементы. Помимо этих трех марок OPC, в настоящее время в стране имеется ряд разновидностей цементов, подпадающих под действие IS – 1489 (часть I) – 1991, Спецификация для портландцемента – пуццоланового цемента (на основе летучей золы). Поскольку эти РРС не были классифицированы, нет процедуры проверки их качества на основе их прочности через 3, 7 или 28 дней. Поскольку эти цементы основаны на летучей золе, пропорции которой не указаны, они не следуют какой-либо модели прочности в зависимости от возраста, как в случае с OPC.Мешки с этими цементами имеют маркировку ИС – 1489 – часть I, 43-МПа или 53-МПа. Поскольку IS: 1489 (часть I) разработан для обеспечения прочности только порядка 33-МПа, маркировка 43-МПа/53-МПа на цементных мешках вводит в заблуждение, поскольку потребитель не может отказаться от партии в случае более низкой прочности. . Неустойчивое поведение цемента w.r.t. их прочность и прочность бетонных смесей предполагали детальное изучение доступных цементов. Цели и объем Общая цель проекта заключалась в изучении различных известных марок цемента, доступных на рынке w.р.т. набор прочности бетона, приготовленного с их использованием. Упростить процедуру расчета бетонной смеси на имеющихся цементах. Рабочий план и методология На местном рынке были закуплены цементы разных марок и цементы одной марки, но из разных партий. Они были проверены на прочность на сжатие через 7, 28 и 90 дней для изучения динамики увеличения прочности. С тремя различными марками цемента были разработаны бетонные смеси в соответствии с существующими стандартами с использованием четырех различных количеств цемента на кубический метр бетона при различном водоцементном соотношении. Полученные результаты проанализированы, обсуждены и даны предложения по проектированию бетонных смесей с имеющимся цементом в разумные сроки. Результаты и обсуждение Прочность на сжатие цементов разных марок и цементов одной марки, закупленных из разных партий, представлена ​​в таблице 1. Таблица 1: Серийный номер Детали из цемента Прочность на сжатие кг/кв.см 7 дней 28 дней 90 дней 1. Бирла Цемент 53 МПа 248 425 468 2. Амбуджа Цемент 53 МПа 335 510 597 3. Шри Ультра 53 МПа 247 348 400 4. Дж.К. Цемент OPC 43 315 400 425 5. Бирла Нирман Цемент 53 МПа 361 490 530 6. Бирла Самрат 53 МПа 251 530 550 7. Раджшри OPC 53 363 523 545 8. АСС 53 МПа 355 573 590 9. Амбуджа 53 МПа 387 527 540 10. Лафарж 53 МПа 227 423 525 11. Лафарж 53 МПа 229 375 470 12. Лафарж 53 МПа 230 350 400 13. Лафарж 53 МПа 250 435 500 14. Лафарж 53 МПа 360 450 475 15. Шри Рам OPC 53 359 519 519 16. Шри Рам OPC 53 377 517 535 17. Шри Рам OPC 53 468 492 500 18. Шри Рам OPC 53 360 400 430 19. Шри Рам OPC 53 448 570 603 20. Шри Рам OPC 53 472 580 590 21. Дж. К. Сарва Шактиман OPC 43 268 438 580 22. Дж.К. Сарва Шактиман OPC 43 247 430 480 23. Дж. К. Сарва Шактиман OPC 43 300 400 490 24. Дж. К. Сарва Шактиман OPC 43 370 450 475 Из результатов видно, что эти цементы не соответствуют требованиям по прочности, установленным BIS для OPC или PPC (таблица 2).Из результатов также видно, что, хотя большое количество цементов имеют 7-дневную прочность на сжатие (C/S) ниже 300 кг/кв. см, у большинства из них 28-дневный К/С выше 400 кг/кв. см и 90 дневный ц/с до 500 кг/кв. см и еще выше. Таблица 2: Серийный номер Тип цемента Прочность на сжатие кг/кв. см 7 дней 28 дней 1 OPC-43 (IS-8112) 330 430 2 OPC-53 (IS-12269) 370 530 3 КПП (ИС-1489, часть I) 220 330 Из этого исследования выяснилось, что эти доступные цементы могут быть использованы для цементобетонных работ, включая бетон качества дорожного покрытия.Хотя портланд-пуццолановые цементы рассчитаны на класс прочности 33, ни один из ПЦП, испытанных в рамках данного исследования, не обладал прочностью этого порядка. Полученные результаты очень высокие. Дело в том, что невозможно спроектировать бетонную смесь высокой прочности с цементами низкой прочности, среди производителей портландпуццолановых цементов существует тенденция выпускать высокопрочные ППК с маркировкой типа IS:1489 (Часть I). , 43-МПа и IS: 1489 (Часть I), 53-МПа для привлечения потребителя. Дилемма заключается в том, что при недостижении прочности 43-МПа/53-МПа потребитель не может отказаться от ППК и в любом случае должен использовать поставляемый цемент с пределом прочности при сжатии не менее 7 суток, 220 кг/кв.м.см и 28 дней прочность на сжатие, 330 кг/кв. см. В настоящее время, когда производители ПБК не сортируют свою продукцию, а также предложение ОПК на открытом рынке сильно ограничено, потребителю остается только найти пути использования имеющихся цементов для создания бетонных смесей различного назначения. Таким образом, для любого проекта разработка бетонной смеси стала сложной задачей. Чтобы сделать процесс проектирования бетонной смеси менее громоздким, на основании настоящего исследования минимальная 7-дневная прочность на сжатие 250 кг/кв.см рекомендуется для цементов, используемых для бетона дорожного покрытия (PQC). Из перечня испытанных цементов для исследования были выбраны три марки цемента. Для детальных исследований был разработан ряд цементобетонных смесей с использованием четырех различных количеств цемента (360 кг, 380 кг, 400 кг и 420 кг) и различных соотношений воды и цемента, а именно. 0,45, 0,50, 0,55 и 0,60. Результаты суммированы в таблицах 3, 4, 5. Таблица 3: J K ЦЕМЕНТ OPC — 43 Содержание цемента на кубический метр Водоцементное отношение 360 кг 380 кг 400 кг 420 кг Содержание воды Прочность кг/кв.см Содержание воды Прочность кг/кв.см Содержание воды Прочность кг/кв. см Содержание воды Прочность кг/кв. см К/С Ф/С К/С Ф/С К/С Ф/С К/С Ф/С 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День   28 День 56 День 28 День 0.45 162 — — — 171 490 520 57,0 180 480 512 56,0 189 455 490 51,0 0,50 180 427 480 48.4 190 421 460 50,7 200 396 426 44,0 210 405 445 45,0 0,55 198 358 388 39,5 209 354 384 39.0 220 — — — 231 — — — 0,60 216 295 333 33,0 228 — — — 240 — — — 252 — — — Таблица 4: БИРЛА НИРМАН 53 МПа Содержание цемента на кубический метр Водоцементное отношение 360 кг 380 кг 400 кг 420 кг Содержание воды Прочность кг/кв.см Содержание воды Прочность кг/кв.см Содержание воды Прочность кг/кв. см Содержание воды Прочность кг/кв. см К/С Ф/С К/С Ф/С К/С Ф/С К/С Ф/С 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 0.45 162 — — — 171 470 495 52,0 180 475 500 54,0 189 470 490 52,0 0,50 180 439 480 48.0 190 430 475 46,6 200 398 427 42,0 210 390 420 41,0 0,55 198 393 469 43,6 209 328 393 38.5 220 — — — 231 — — — 0,60 216 350 398 36,5 228 — — — 240 — — — 252 — — — Таблица 5: БИРЛА САМРАТ 53 МПа Содержание цемента на кубический метр Водоцементное отношение 360 кг 380 кг 400 кг 420 кг Содержание воды Прочность кг/кв.см Содержание воды Прочность кг/кв.см Содержание воды Прочность кг/кв. см Содержание воды Прочность кг/кв. см К/С Ф/С К/С Ф/С К/С Ф/С К/С Ф/С 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 28 День 56 День 28 День 0.45 162 — — — 171 480 525 56,0 180 480 527 57,0 189 448 490 50,0 0,50 180 409 466 47.0 190 451 533 54,0 200 405 501 43,5 210 425 445 44,0 0,55 198 381 449 40,0 209 401 468 45.0 220 — — — 231 — — — 0,60 216 364 430 38,5 228 — — — 240 — — — 252 — — — Из результатов видно, что при одинаковом соотношении воды и цемента прочность на сжатие и изгиб продолжает снижаться по мере увеличения содержания цемента с 360 кг до 420 кг при содержании воды более 190 литров на кубический метр бетона.По мере увеличения содержания цемента при том же водоцементном соотношении содержание воды на кубический метр бетона продолжает увеличиваться. Чтобы ограничить максимальное содержание воды на кубический метр бетона до 190 литров, учитывая рекомендации, предложенные в IRC-44 и IS-10262 (для максимального размера крупного заполнителя 20 мм), и большую крупность имеющихся цементов, в/ц. коэффициент может быть выбран равным 0,50 для 360 и 380 кг цемента на кубический метр бетона и 0,45 для 400 и 420 кг цемента на кубический метр бетона. Согласно исследованию, бетонная смесь может быть легко разработана в течение минимально разумного времени, следуя описанной ниже процедуре: Проверьте цемент на прочность на сжатие в течение 7 дней. Если прочность на сжатие больше 250 кг/кв. см, выберите ее для расчета бетонной смеси. Расчет четырех бетонных смесей с помощью Цемент – 360 кг; Вода – 180 литров Цемент – 380 кг; Вода-190 л Цемент-400кг; Вода – 180 литров Цемент-420 кг; Вода – 190 литров Приготовьте все четыре смеси одновременно в лаборатории.Проверить удобоукладываемость и при необходимости использовать суперпластификатор. Подготовьте кубические и балочные образцы из смесей для испытаний через 28 дней. По результатам можно выбрать смесь с требуемой прочностью на сжатие и изгиб. Следует избегать использования очень низкого водоцементного соотношения и чрезмерного использования суперпластификаторов, так как помимо того, что их использование является неэкономичным, долгосрочные эффекты этих добавок, как правило, неизвестны обычным пользователям. Заключение и рекомендации Все доступные OPC и PPC, независимо от маркировки на их мешках, имеют 28-дневную прочность более 400 кг/кв.м.см . Прочность этих цементов со временем еще больше увеличивается, и через 90 дней у большого количества цементов отношение C/S превышает 500 кг/кв. см. Поскольку цементы обладают хорошей прочностью, их можно использовать для изготовления бетона дорожного покрытия. Портланд-пуццолановые цементы по IS: 1489 (часть I) были произведены для долговечности конструкции, а не для большей прочности. Поскольку все доступные PPC обладают высокой прочностью, производителям пора оценить свои PPC. Каталожные номера IS 8112: 1989 (подтверждено в 2005 г.) «Технические условия на обычный портландцемент марки 43». IS 12269: 1987 (подтверждено в 2008 г.) «Технические условия на обычный портландцемент марки 53». IS 1489: Часть 1: 1991 (подтверждено в 2005 г.) «Технические условия на портланд-пуццолановый цемент, часть 1, на основе летучей золы». IS 10262: 1982 (подтверждено в 2004 г.) «Рекомендуемые рекомендации по расчету бетонной смеси». IRC: 44-1976 «Предварительные рекомендации по расчету цементобетонных смесей для дорожных покрытий (для бетона без воздухововлечения и бетона с непрерывной фракцией)».(Первая редакция). IS 269: 1989 (подтверждено в 2008 г.) «Технические условия на обычный портландцемент марки 33». Прочность шлакоцемента Почему важны улучшенные сильные стороны? Бетон на шлаковом цементе обеспечивает более высокую прочность на сжатие и изгиб по сравнению с прямым бетоном на портландцементе. Повышенная прочность облегчает достижение заданных коэффициентов безопасности бетонной смеси и может предоставить инженерам инструмент для оптимизации конструкции бетонных элементов.Он обеспечивает улучшенные свойства материала, позволяя производителям оптимизировать состав бетонной смеси. Владельцы могут осознать снижение стоимости жизненного цикла. Как шлакоцемент повышает прочность? Шлаковый цемент повышает прочность обычного бетона на сжатие и изгиб (рис. 1 и 2) и часто является жизненно важным компонентом при производстве высокопрочного бетона. 28-дневная прочность обычно увеличивается по мере увеличения процентного содержания шлакового цемента, примерно до 50 процентов шлакового цемента в расчете на процент вяжущего материала.Когда портландцемент реагирует с водой, он образует гидрат силиката кальция (CSH) и гидроксид кальция (Ca(OH) 2 ). CSH — это клей, придающий прочность и скрепляющий бетон, Ca(OH) 2 — побочный продукт гидратации портландцемента, не повышающий прочность. Когда шлакоцемент используется в составе вяжущего материала в бетонной смеси, вступает в реакцию с водой и Са (ОН) 2 , чтобы сформировать больше CSH. Дополнительный CSH уплотняет бетонную матрицу, повышая прочность. Как шлакоцемент влияет на набор прочности? Когда шлакоцемент используется в бетонных смесях, набор начальной прочности может быть медленнее, а предел прочности будет выше, чем у прямых смесей портландцемента. При необходимости более быстрого набора прочности бетонную смесь можно модифицировать по традиционной технологии, например, применением ускоряющих добавок, применением нагретых материалов или режимов твердения. Бетон, изготовленный из шлакового цемента, будет иметь более высокий прирост прочности в течение срока службы бетонного элемента по сравнению с бетонными смесями с прямым портландцементом.Несколько факторов влияют на набор прочности смеси. Они включают: Химический состав шлака. Пропорции шлаковой составляющей. Температура среды отверждения. Химический состав цементного компонента. Температура бетона. Крупность шлаковой составляющей. Наличие растворимой щелочи. Шлаковый цемент оказывает особенно значительное влияние на прочность бетона на изгиб.Прочность на изгиб (или модуль разрыва) является одним из основных факторов при проектировании бетонного покрытия. Повышенная прочность на изгиб показана на рис. 2, где 50-процентный шлаковый цемент обеспечивает повышение прочности на 20 процентов, даже несмотря на то, что общее содержание вяжущего уменьшилось на 52 фунта/куб. ярд. Улучшенная прочность на изгиб объясняется повышенной плотностью пасты и улучшенным сцеплением пасты с заполнителем. Каковы преимущества повышенной прочности Особенность Преимущество Прочность на сжатие Преимущество Прочность на изгиб Повышенный коэффициент безопасности Повышенная надежность Повышенная надежность Оптимизированная конструкция элемента Более тонкие элементы Легкие элементы Меньшее количество элементов Меньшая статическая нагрузка Больше полезной площади пола Тонкая секция Оптимизированные смеси Меньшие цементирующие факторы Меньшая усадка Меньшая теплота Меньшие цементирующие факторы Меньшая усадка Меньшее скручивание Стоимость жизненного цикла Увеличенный срок службы Увеличенный срок службы Снижение затрат на техническое обслуживание Большая способность справляться с неожиданным увеличением объемов трафика «Как и все бетонные смеси, пробные партии должны быть выполнены для проверки бетона характеристики.Результаты могут отличаться в зависимости от различных обстоятельств, в том числе температуры и компонентов смеси, среди прочего. Вам следует обратитесь за помощью к специалисту по шлаковому цементу. Ничего не содержится в настоящем документе должны рассматриваться или истолковываться как гарантия или гарантия, либо явные или подразумеваемые, включая любые гарантии пригодности для конкретного цель.» Цемент на основе дерева с высокой прочностью и многофункциональностью Формование и трехмерная архитектура древесноподобного цемента.а) Схематические изображения микромеханизмов образования древесного цемента в процессе замораживания, оттаивания и твердения. b) Объемные визуализации XRT цемента с ледяным шаблоном, изготовленного из вяжущих растворов с В/Ц значением 0,4 и 1,3, в сравнении с березой Betula schmidtii. Поры в материалах обозначены синим цветом. FD и GD представляют направление промерзания льда и направление роста древесины соответственно. Кредит: Advanced Science, doi: 10.1002/advs.202000096 Природа часто предлагает многообещающее вдохновение для биомиметических искусственных материалов. В новом отчете, опубликованном в Advanced Science , Фахэн Ван и группа ученых в области передовых материалов, техники и науки в Китае разработали новые цементные материалы на основе однонаправленно-пористой архитектуры, чтобы воспроизвести дизайн натурального дерева. Полученный древесноподобный цементный материал показал более высокую прочность при равной плотности, наряду с многофункциональными свойствами для эффективной теплоизоляции, водопроницаемости и легкой регулировки водоотталкивания.Команда одновременно добилась высокой прочности и многофункциональности, чтобы сделать древесноподобный цемент перспективным новым строительным материалом для конструкций, имитирующих древесину, с высокими эксплуатационными характеристиками. Они представили простую процедуру изготовления для повышения эффективности при массовом производстве с применением, подходящим для других систем материалов. Разработка древесноподобных материалов на основе биоинспирации Пористые материалы на основе цемента обладают низкой теплопроводностью для теплоизоляции, высокой звукопоглощающей эффективностью, отличной воздухо- и водопроницаемостью при сохранении легкого веса и огнестойкости.Тем не менее, по-прежнему остается ключевой задачей одновременное улучшение как механических, так и многофункциональных свойств, включая механическую поддержку, эффективную транспортировку и хорошую теплоизоляцию. Поэтому крайне желательно создавать материалы с повышенными механическими и многофункциональными свойствами, чтобы активно реализовывать принципы дизайна натурального дерева. В ходе экспериментов Wang et al. разработал древесноподобный цемент с однонаправленно-пористой структурой, образованной методом двунаправленной заморозки.Процесс позволил образовать мосты между составляющими конструкции, затем команда оттаивала полностью замороженные тела до тех пор, пока лед постепенно не растаял, а цемент не затвердел. Последующий процесс гидратации привел к образованию новых минералов и гелей в цементе, включая гидроксид кальция в форме шестиугольника, игольчатый эттрингит и гели с гидратом силиката кальция. Фазы в основном образовывались в цементных пластинах и врастали в их промежутки в процессе оттаивания и отверждения для лучшей структурной целостности с усилением взаимосвязей пластин во время формирования пористого цемента.Затем с помощью рентгеновской томографии (XRT) команда обнаружила образование однонаправленных микропор в цементе с ледяным шаблоном. Микроструктурные характеристики древесноподобного цемента. а) СЭМ-изображения поперечного сечения цемента с ледяным шаблоном, полученного из растворов с В/Ц 1,3. b–d) РЭМ-изображения взаимосвязей между цементными ламелями. б) Мосты и пересечения, образующиеся в процессе замораживания, как показано желтыми стрелками, вместе с минеральными продуктами реакций гидратации в) гидроксидом кальция и г) эттрингитом.e) Схематическое изображение различных типов взаимосвязей и пор в цементе, приготовленном по ледяному шаблону. Кружками обозначены элементы A и L для определения прочности с использованием метода эквивалентных элементов. е) Изменения общей пористости Pобщ, открытой пористости Ротн и межпластинчатой ​​пористости Ринтер в цементе с В/Ц в исходных вяжущих растворах. Данные на панели (f) получены как минимум из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение.Кредит: Advanced Science, doi: 10.1002/advs.202000096 Понимание микроструктуры Ван и др. использовали изображения сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), чтобы выявить однонаправленные поры между ламелями в ледяном цементе, которые охватывают большое количество взаимосвязей, соединяющих ламели. Команда классифицировала взаимосвязи на три типа: (1) мосты и пересечения, образованные из-за частиц цемента, поглощенных кристаллами льда в процессе замораживания, (2) шестиугольный гидроксид кальция и (3) игольчатый эттрингит.Последние минералы образовались в результате реакций гидратации цемента в процессе оттаивания и твердения. Ламели цемента содержали обильные поры, образовавшиеся в процессе сушки цемента за счет обезвоживания гелей и удаления воды. Ученые классифицировали поры в древесноподобном цементе на три типа, включая (1) межламеллярные открытые поры, (2) внутриламеллярные открытые поры и (3) внутриламеллярные закрытые поры. Межпластинчатая пористость в основном определялась содержанием воды, которая играла роль порообразующего агента. Механические свойства древесного цемента. а, б) Репрезентативные кривые напряжения-деформации при сжатии древесноподобного цемента, изготовленного из растворов с различным В/Ц: а) без и б) с добавками SF. c, d) Изменения в c) деформации разрушения, d) плотности поглощения энергии, представленные с использованием площади под кривой напряжения-деформации до пикового напряжения и удельной прочности (вставка на панели (d)) как функция общей пористости Pобщ. Общие изменяющиеся тенденции показаны пунктирными кривыми для ясности.д) Зависимость прочности на сжатие от относительной плотности древесноподобного цемента. f) Интерпретация прочности в соответствии с подходом эквивалентного элемента с учетом различных типов пор. Данные на панелях (c)–(f) получены как минимум из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, doi: 10.1002/advs.202000096 Многофункциональные характеристики древесноподобного цемента.а) Изменение коэффициента теплопроводности древесного цемента на поперечном профиле в зависимости от номинальной плотности. 0,4-C указывает на цемент, изготовленный из растворов с В/Ц 0,4, но без обработки льдом. Данные для случайно пористых цементных материалов с открытыми порами также показаны для сравнения. 100°С. в) Зависимость коэффициента водопроницаемости по вертикали от общей пористости Pобщ в древесноподобном цементе.Установка, используемая для измерения водопроницаемости, показана на вставке. г) Изображения и схематические иллюстрации, показывающие водопроницаемость и отталкивание цемента до и после гидроизоляционной обработки, а также эффекты капиллярного притяжения и отталкивания внутренних поверхностей благодаря гидрофильным и гидрофобным характеристикам. Данные на панелях (а) и (с) получены как минимум из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение.Общие изменяющиеся тенденции показаны пунктирными кривыми для ясности. Кредит: Advanced Science, doi: 10.1002/advs.202000096 Механические и многофункциональные свойства материала Команда получила репрезентативные кривые напряжения-деформации при сжатии древесноподобного цемента с добавлением или без добавок кремния в его состав.Прочность на сжатие монотонно уменьшалась с увеличением соотношения вода/цемент в растворах, используемых для разработки материала, что в конечном итоге привело к увеличению пористости цемента. Поскольку деформация разрушения материала увеличивается с увеличением общей пористости, прочность пористых твердых тел может определяться их пористостью. Затем команда измерила коэффициент теплопроводности древесноподобного цемента с ледяным шаблоном, чтобы показать снижение теплопроводности с увеличением пористости материала.Они также использовали инфракрасные (ИК) изображения, чтобы четко увидеть прочные теплоизоляционные свойства цементного материала с ледяным шаблоном. Для регулирования эффективности теплоизоляции Wang et al. отрегулировать содержание твердых частиц в вяжущих растворах, увеличив содержание воды/цемента. Полученный цементный материал поглощал воду из-за гидрофильного (привлекающего воду) характера его внутренних поверхностей. Напротив, они могли предотвратить проникновение воды в поры, гидроизолируя поверхности кремнийорганическим агентом; такие усилия по гидрофобности могут даже привести к тому, что материал будет плавать на воде.Таким образом, способ может облегчить переключаемые приложения в качестве водопроницаемых или водонепроницаемых конструкций, подходящих в качестве строительных материалов. Сравнение древесноподобного цемента с натуральной древесиной и другими пористыми цементными материалами. [3-8, 31, 43, 53, 59-61] прочности современного древесноподобного цемента при равной плотности. LAC: легкий заполнитель; OPC: обычный портландцемент; ПФ: полипропиленовое волокно; ПК: портландцемент; CSA: заполнитель бетонного шлама; S/C: весовое отношение песка к цементу.b) Схематические иллюстрации о стратегиях дизайна натурального дерева и древесноподобного цемента для оптимизации их механических и многофункциональных свойств, связанных с однонаправленно-пористой архитектурой. Данные прочности и плотности современного древесноподобного цемента на панели (а) представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, doi: 10.1002/advs.202000096 Перспективы древесно-цементных материалов Таким образом, Faheng Wang и его коллеги представили метод ледяных шаблонов как жизнеспособный подход к созданию однонаправленных микропор для применения в керамике, полимерах, металлах и их композитах.Ученые разработали процесс лиофильной сушки, основанный на самозатвердевании цемента при контакте с реакциями гидратации. Получившаяся древесно-цементная архитектура содержала множество пор в открытой или закрытой форме и множество взаимосвязей, соединяющих их ламели. При увеличении пористости прочность цемента снижается. Древесноподобный цемент также отличался меньшей теплопроводностью и хорошей водопроницаемостью. Команда могла изменить цементный материал на водоотталкивающий или водопривлекательный с помощью гидрофобной или гидрофильной обработки соответственно.Простая и практичная стратегия разработки материалов в сочетании с самозатвердевающей природой ее компонентов может значительно повысить экономическую и временную эффективность метода ледяного шаблона для формирования устойчивого бетона с потенциалом для применения этого метода к другим системам материалов. Наноинженерный цемент перспективен для герметизации протекающих газовых скважин Дополнительная информация: Ван Ф.и другие. Цемент на основе дерева с высокой прочностью и многофункциональностью, Advanced Science , doi: doi.org/10.1002/advs.202000096 Монтейро П. и др. На пути к устойчивому бетону, Nature Materials , doi.org/10.1038/nmat4930 Рой Д. М. Новые прочные цементные материалы: химически связанная керамика, Science , 10.1126/science.235.4789.651 © 2021 Наука Х Сеть Цитата : Цемент под дерево с высокой прочностью и многофункциональностью (2021, 5 января) получено 12 января 2022 г. LEAVE A REPLY Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Рубрики Газобетон Дом Разное Своими руками Советы Строительство Схема