Размолоспособность компонентов цемента низкой водопотребности Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-2/2016 ISSN 2410-6070

Инновационный "боевой расчет", автомобиль-робот Т2, умеет идентифицировать не только статичные предметы, но и движущиеся объекты. Вовсе не для обстрела, как уверяют разработчики этого робота, а для того, чтобы мирно их объезжать. Предполагается, что на основе автономного шасси будет создана машина для перевозки людей, командный, санитарный, разведывательный и тыловой автомобили, а также другие образцы военной техники.

Развитее беспилотного автотранспорта поможет уменьшить те страшные цифры жертв погибших и получивших травмы в автокатастрофах. Увеличит добычу сырья на предприятиях, исключив вынужденный труд человека во вредных для организма условиях. Все это приведёт к увеличению гуманизации уровня жизни.

Список использованной литературы

1. Алябьев С.В.,Бортук И.С.Технологии будущего,2015.

2. Высочкина Л.И., Данилов М.В. Автомобили: конструкция, расчет и потребительские свойства: учебное пособие. - Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2013.

3. Гринцевич В. И. Техническая эксплуатация автомобилей: технологические расчеты: учебное пособие. -Красноярск: СФУ, 2011.

4. Гринцевич В. И. Информационное обеспечение технической готовности автомобилей автотранспортного предприятия: учебное пособие. - Красноярск: СФУ, 2014.

5. Никитин В.С. Технологии будущего. - М.: Издательство "Техносфера", 2010.

6. Садковский Б.П., Садковская Н.Е. Порядок определения показателей выбросов двигателей внутреннего сгорания, работающих на дизельном топливе: методические указания. - М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010.

© Карпов М. А., 2016

УДК 691.544: 666.949

Кашаев Э.Ф.

Магистрант 2 года

Института строительных технологий и инженерно-экологических сетей, Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Хохряков О.В.

К.т.н.,

доцент кафедры «Технологий строительных материалов, изделий и конструкций», Казанский государственный архитектурно-строительный университет

г. Казань, Российская Федерация

РАЗМОЛОСПОСОБНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ ЦЕМЕНТА НИЗКОЙ ВОДОПОТРЕБНОСТИ

Анотация

Определены характер размолоспособности и распределение частиц по размерам портландцемента, песка кварцевого и известняка, использующихся в качестве основных компонентов цемента низкой водопотребности.

Ключевые слова

цемент низкой водопотребности, минеральные наполнители, суперпластификатор, размолоспособность

Цементы низкой водопотребности - современные вяжущие вещества, обладающие огромным промышленным потенциалом. Они обладают повышенными физико-механическими и эксплуатационными

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-2/2016 ISSN 2410-6070

показателями, несмотря на то, что могут содержать до 70 % различных по природе и происхождению минеральных наполнителей [1-3].

Первым и важным технологическим этапом получения цементов низкой водопотребности (ЦНВ) является размолоспособность его минеральных компонентов, поскольку между ними есть различие по твердости. Базовыми и наиболее распространенными на территории Российской Федерации минеральными компонентами ЦННВ являются песок кварцевый и известняк. В качестве вяжущего используют портландцемент (ПЦ) различных марок.

Оценку размолоспособности этих материалов проводили по изменению удельной поверхности с течением времени помола. Для измельчения использовали известняк Серфимовского месторождения Республики Башкортостан, который перед помолом дробили до максимальной крупности зерен 1,25 мм ^уд = 60 см2/г). Песок кварцевый применяли с крупностью зерен не более 0,315 мм ^уд = 45 см2/г). Масса навески составляла 1 кг. Измельчение материалов проведено без и с использованием суперпластификатора С-3 (1 % от массы навески). Результаты размолоспособности приведены на рис. 1. Расчетные критерии эффективности размолоспособности представлены в табл. 1.

8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

^ j □ 0

ПГ 1 - 1' —< I— г--

-/V / I-

г"/ у

ь к

1 *' +

7 lf

г

1 2 3 4 5

m ' Из в Г~П —■—Шве С-3 (1%)

["¡~1 — ■--Песок с С-3 (1%) [7] — ^"ПЦ

|1П —Песок ПП —•—ПЦсС-3(1%)

Время, ч

Рисунок 1 - Размолоспособность известняка, песка кварцевого и портландцемента

в вибрационно-шаровой мельнице

Таблица 1

Расчетные критерии эффективности размолоспособности материалов

№ Наименование показателей Вид материалов

п/п известняк ПЦ песок

без с без с без с

С-3 С-3 С-3 С-3 С-3 С-3

1 Удельная поверхность, см2/г - начальная 45 45 3200 3200 60 60

- конечная 8куд 6000 6000 6000 6000 6000 6000

2 Время помола t до 8уд=6000 см2/г, ч 0,8 0,42 3,6 1,9 2,7 1,8

3 Коэффициент размолоспособности КР, см2/(кг*ч*1000) 7,4 14,2 0,8 1,5 2,2 3,3

4 Энергозатраты Э (при 8уд=6000 см2/г), кВт*ч/кг 0,44 0,23 1,98 1,05 1,49 0,99

Из полученных результатов видно, что наибольшей размолоспособностью обладает известняк. Энергозатраты на его измельчение значительно ниже, чем у портландцемента и песка. Введение суперпластификатора С-3 способствует увеличению коэффициента размолоспособности материалов в 1,5-

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-2/2016 ISSN 2410-6070

1,9 раза и снижению удельных энергозатрат на помол на 33-50 %.

Для прогнозирования влияния портландцемента, кварцевого песка и известняка на структуру и свойства ЦНВ определено распределение их частиц по диаметрам. С другой стороны, необходимо сделать вывод о влиянии на это распределение суперпластификатора С-3. Это распределение оценивали с помощью лазерного анализатора «Analisette 22 Nanotech». Результаты оценки приведены на рис. 2, 3, 4.

35

30

я

С 25 е; с U

20

15 10

'Vi 1

/г / L л\

) Ii ^^ * \ а / Ч ' Я \_

/} / 1 / iJ \ \

к \/ \ \л

(/ \\ 1

'ч > 1

100150

0-1 1-2 2-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-63 63-100

Размер частиц, мкм

немолотый (Эуд=2724 см2/г) р7] ^^ — ПЦ молотый (Sya=68J0 ем2/г) рГ| -"■— Щ молотый с СП С-3 (Эуд=6920 см2/г)

150200

200250

Рисунок 2 - Распределение частиц по диаметрам портландцемента

Как видно из рис. 2, гранулометрический состав частиц исходного цемента (3200 см2/г) имеет бимодальный характер распределения с максимумом по размерам 10-20 мкм и 63-100 мкм. При этом правая ветвь кривой «растягивается» до 200-250 мкм. Помол ПЦ с 1 % и без него увеличивает «высоту» основного максимума (диапазон 10-20 мкм) с 29 % до 34 и 32 %, соответственно, за счет домола более крупных фракций, при этом роль С-3 при помоле незначительна (во всем диапазоне). Помол в обоих вариантах увеличивает долю всех фракций меньше 10-20 мкм на 10-15 %, что однозначно предопределяет большую скорость и глубину гидратации цементного вяжущего.

.= 30

Я 25

U 20

15

10

гп

/ / / г 1—-- / л \\ \ \

J / / / / J с / гп \ \ \ \ \ \ \ \

/ s J ■г ш V \ \ л \ \

\ \ \ \

\ 1 1

0-1

1-2

2-5

5-10 10-20 20-30 30-40

40-50

Размер частиц, мкм

|Т] ■ Песок молотый (Syfl=6880 см2/г) [Т]— - Песок молотый с СП С-3 (Syn=7200 см2/г)

Рисунок 3 - Распределение частиц по диаметрам песка молотого

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-2/2016 ISSN 2410-6070

Как видно из рис. 3, характер распределения частиц песка молотого относится к бимодальному с максимумами в интервале 10...20 мкм (25 %) и 2...5 мкм (17,5 %). Общая доля средних частиц 2...20 мкм достигает 58 %, тонких (< 2 мкм) - 25 %, крупных (> 20 мкм) - 17 %. Введение при помоле песка СП С-3 ведет к смещению кривой в сторону тонких (28 %) и средних частиц (70 %). При этом содержание крупных частиц значительно снизилось (до 2 %). Следует отметить, что соотношение средних и тонких частиц песка, молотого как с С-3, так и без него, фактически сохраняется (1:2,2.2,5).

Рисунок 4 - Распределение частиц по диаметрам известняка молотого

Характер распределения частиц известняка молотого (рис. 4) относится преимущественно к одномодальному с максимумом в интервале 2.5 мкм (22 %). Распределение его частиц значительно отличается от распределения портландцемента и песка. Преобладает доля тонких частиц 0.2 мкм (33 %). Содержание средних частиц (2.20 мкм) составляет 35 %. Соотношение между ними фактически 1:1. Доля крупных частиц составило 25 %. Введение при помоле известняка СП С-3 сохраняет вид кривой распределения и практически не изменяет соотношение средних и тонких частиц.

Одним из главных выводов полученных кривых является тот, что при приготовлении «карбонатных» ЦНВ диапазоны распределения частиц портландцемента и известняка практически не пересекаются. Наибольшее количество частиц портландцемента находится в диапазоне 10.20 мкм, а у известняка - 2.5 мкм. Следовательно, упаковка их смеси будет выше, чем, например, у «кремнеземистого» ЦНВ, у которого диапазон частиц песка молотого составляет 2.20 мкм, что весьма схоже с распределением частиц портландцемента. Эта упаковка должна положительно отразиться на плотности бетона и, как следствие, его прочности, что важно учитывать при получении составов ЦНВ.

Список использованной литературы

1. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Башлыков Н.Ф. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы // Цемент и его применение, 2006, № 4. - С. 80-84.

2. Хозин В.Г., Хохряков О.В. Карбонатные цементы низкой водопотребности // Технологии бетонов, 2009, № 11-12. - С. 25-27.

3. Цемент низкой водопотребности и способ его получения: пат. 2373163 Рос. Федерация: МПК С1 С04В 7/00 7/52 / Сибгатуллин И.Р., Хозин В.Г., Хохряков О.В. - 2008119309/03; заявл. 15.05.2008; опубл. 20.11.2009, Бюл. №32. - 8 с.

©Кашаев Э.Ф. , Хохряков О.В., 2016