Анализ воды

Свойства материалов для строительства

Развивая ранее высказанные представления, можно отметить, что влияние на свойства бетонов и совершенствование технологий их получения возможно с учетом как природы, так и размера вводимых твердых фаз. При этом по мере уменьшения размера частицы до 1…100 нм проявляются те ее особенные свойства, которые определяют мицеллярное строение частицы и являются резервом повышения уровня свойств цементных бетонов.

1. Энергетическая активность твердых дисперсий и их фазовых структур как конструктивного механизма формирования цементного композита

Труднорастворимые вещества из неколлоидной области II (область сверхнаноразмера) могут играть роль активаторов гидратационного твердения за счет кислотно-основного катализа, а также за счет явлений на границе раздела цементная матрица — дисперсия твердой добавки; при этом такого рода воздействие тем более заметно, чем выше акцепторная способность катиона, оцененная по орбитальной электроотрицательности: в таком строении на ионе А13+, который имеет самую высокую орбитальную электроотрицательность (6,01 эВ). Тогда в соответствии с кислотно-основным катализом может реализовываться схема 1 как пример каталитического воздействия, проявление которого можно ожидать при использовании алюмозоля.

2. Физико-химические исследования и физико-механические характеристики бетонов с вводимыми добавками наноразмера (золи)

В данной части работы проверялось влияние наноструктур как добавок из области II при получении тяжелых бетонов тонкослойных покрытий. В качестве высокоэффективной добавки, содержащей нанодисперсии, рассмотрен золь ортокремниевой кислоты, который модифицирован комплексом калия.

Экспериментально при помощи физико-химических методов исследований установлено, что цементосодержащие системы, активированные золем ортокремниевой кислоты, отличаются повышенным содержанием гидратных соединений.

Прослежено, что золь ортокремниевой кислоты оказывает существенное влияние и на формирование структуры цементного камня, обеспечивая получение особо плотной структуры. По данным микроскопических исследований определено, что общая пористость активированного материала уменьшается более, чем на 40%, по-видимому, за счет кальматации пор соответствующего размера как продуктами гидратации, образующимися в повышенном количестве, так и нанодисперсиями, входящими в состав золь-добавок. Указанный эффект действия зольсодержащих добавок, а именно активирующий и уплотняющий, явился основанием создания высокопрочных и высокоплотных материалов на цементной основе. Результаты экспериментальных исследований, представленные в таблице 2, показали, что при использовании в качестве добавки золя ортокремниевой кислоты и традиционных сырьевых компонентов, таких как портландцемент ПЦ400 Д20, песок для строительных работ с Мкр =2,3 и гранитный щебень фр. (5-20) мм, бетон в проектном возрасте достигает значения прочности, равного 82,0 МПа, что соответствует классу бетона В60.

Анализ полученных данных показывает, что активированный бетон характеризуется улучшенными физико-механическими характеристиками: прочность при сжатии увеличивается на 40-44%, при изгибе на 78%, что повышает трещиностойкость бетона, т.е. в присутствии золя формируется такая структура, которая позволяет получить бетон класса В60 на традиционных материалах. Отличительной особенностью и достоинством полученных высокопрочных бетонов является их повышенная морозостойкость, соответствующая марке F700, водонепроницаемость, соответствующая марке W16, при этом, усадка бетона не превышает значения 0,36 мм/м и затухает к 12-14 суткам.

Кремнезоль, обладающий уплотняющим эффектом, был рассмотрен при проектировании гидризоляционного защитного покрытия, основными и необходимыми параметрами которого являются повышенная плотность и прочность при сжатии и высокая адгезия.

Проведенные исследования подтвердили, что кремнезоль обеспечивает получение плотного мелкозернистого покрытия, водопоглощение которого понижается = на 25%, что подтверждается оценкой капиллярного подсоса. Кроме того, материал, активированный кремнезолем, характеризуется повышенной прочностью при сжатии на 40-45%, соответствуя марке М400, повышением прочности при изгибе до 60%, при этом соответственно повышается трещиностойкость материала, которая имеет принципиальное значение при использовании его в качестве защитного покрытия. Прослежено, что активированный золем материал характеризуется и повышенным значением адгезионной прочности, равной 2,7-3,2 МПа.

Приведенный материал свидетельствует о том, что механизм воздействия кремнезоля на цементную матрицу вскрывает резервы композиционной системы за счет уплотнения собственно наночастицей пор и капилляров соответствующего размера (1…100нм), что приводит к росту прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и поэтому долговечности, а также за счет мицеллярного строения наночастицы воздействия диффузного слоя на степень гидратации и количества гидросиликатов, что обеспечивает в том числе и повышение адгезионных характеристик композиционного материала на цементной основе.

Комментарии запрещены.