Влияние добавок органической и неорганической природы на свойства белого цемента

Прочность на изгиб определяется не матрицей нитрида кремния, а промежуточной фазой, которая распределяется по границам зерен нитрида кремния в виде непрерывной фазы. Добавка не инертна по отношению к нитриду кремния, она растворяется в зернах нитрида кремния, кристаллизуясь в виде Р-сиалонов.

Спекание в СВС-реакторе проходит в крайне неравновесных условиях, поэтому для получения нитридкремниевой керамики высокого качества необходимо более подробное изучение влияния условий синтеза и характеристик исходного сырья на процессы структуро и фазообразования.

Список литературы

1. Гаршин, А.П. Керамика для машиностроения / В.М. Гропянов, Г.П. Зайцев, С.С. Семенов - М.: Научтехлитиздат, 2003. - 384 с.

2. Огнеупоры и их применение. - М.: Металлургия, 1984. - 446 с.

3. Effect of Dilution and Porosity on Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Silicon Nitride / I.G. Cano, I.P. Borovinskaya, M.A. Rodrigues, V.V. Grachev // J. Amer. Ceram. Soc. - 2002. - V.85. - № 9. - P.2209.

4. Закоржевский, В.В. Особенности синтеза композиций a-Si3N4 - (MgO, Y2O3) в режиме горения и некоторые свойства керамики из них / В.В. Закоржевский, И.П. Боровин-ская, Л. А. Чевыкалова, И.Ю. Келина // Тез. докл. Третьей междунар. конф. «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследование, именение, получение». - Каци-вели, 2004. - С. 178 - 179.

УДК 666.942.82 Д.Е. Ляпидовский

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ОРГАНИЧЕСКОЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ НА СВОЙСТВА БЕЛОГО ЦЕМЕНТА

In work influence of additives of plasticizing agent, silicone hydrophobic and silica on structure and properties of white cement is considered. The optimum concentration of additives adequating to the most dense and strong structure of a cement stone is established. Corrosion resistance of the received structure essentially above pure the sample.

В работе рассматривается влияние добавок пластификатора, кремнийорганического гидрофобизатора и кремнегеля на структуру и свойства белого цемента. Установлена оптимальная концентрация добавок, отвечающая наиболее плотной и прочной структуре цементного камня. Коррозионная стойкость полученного состава существенно выше бездобавочного образца.

Современное промышленное и гражданское строительство характеризуется высокими требованиями к дизайну и внешнему архитектурному и колористическому оформлению зданий, сооружений и строительных комплексов. Решение этой важнейшей проблемы возможно только при использовании эффективных отделочных строительных материалов, в том числе декоративных, которые должны обладать необходимым комплексом строительно-технических и декоративных свойств, особенно в условиях современного скоростного индустриального многоэтажного строительства [1]. Применяемые для этих целей декоративные строительные материалы должны отвечать жестким требованиям к прочности, коррозионной и морозостойкости, обеспечивать

возможность создания широкой гаммы цветовых композиций, стойких в различных климатических условиях.

К таким декоративным строительным материалам относятся белый портландцемент и цветные цементы на его основе [2]. Эти цементы позволяют получать декоративные цветные бетоны самого различного назначения, а также сухие смеси широкого ассортимента. Производство сухих смесей интенсивно развивается во многих странах мира, в том числе и в России [3]. Сегодня это одно из наиболее актуальных направлений в развитии промышленности строительных материалов.

В данной работе проводилось исследование влияния добавок органической и неорганической природы: гиперпластификатора МеШих 2651 Б (далее ГП), гидрофобизи-рующей эмульсии БИгеБ ББ 1306 (далее ГФ) и кремнегеля, на структурные и прочностные свойства белого цемента. Действие гиперпластификатора и гидрофобизатора противоположно действию кремнегеля на реологические свойства цементного камня. Ввод добавок ГП и ГФ в состав белого цемента в количестве от 0,1 до 0,2 % масс. приводит к серьезному снижению нормальной густоты с 36 до 26 - 33% и некоторому сокращению сроков схватывания, это можно объяснить снижением водоцементного отношения, что увеличивает долю коагуляционных контактов на ранних этапах твердения. В присутствии же 2 - 7% кремнегеля значение нормальной густоты цементного теста возрастает до 37 - 39%, время конеца схватывания цементного теста при этом увеличивается. Поэтому для изучения характера действия добавок в сравнении с бездобавочным цементом был разработан оптимальный состав, который содержит комплексную добавку: ГП и ГФ по 0,15 % масс., КГ - 5%. Для изучения влияния комплексной добавки на прочностные и структурные свойства цементного камня, были приготовлены образцы-кубы 14,14x14,14x14,14 мм из теста с водоцементным отношением соответствующим, нормальной густоте. В начальный период твердения (3 сут.) прочность модифицированного и бездобавочного цементного камня различается почти вдвое (68 ± 3 и 37 ± 2 МПа, соответственно). В более поздние сроки твердения тенденция сохраняется, однако прочность изменяется не так сильно:

100 -|--------------------------------------------------------------

80---------------------— -------------------------------------------

§ 60------------------------ ---------------- --------------- —

N 40--------.= ------- ------- ------- ---

^ 20-------- --------------- ---------------- --------------- -----------

0 -----------------,---------------,---------------,---------------,

3 7 14 28

Время твердения, сут О Бездобавочный О Модифицированный

Рис. 1 Кинетика набора прочности цементного камня

Полученные результаты по пористости коррелируют с данными по прочности (табл.1). В начальный период твердения (3 сут.) пористость модифицированного и без-добавочного цементного камня, также различается почти вдвое (16 ± 1 и 28 ± 2 %, составы №2 и №1 соответственно), что связано со значительным снижением водоцементного отношения. В более поздние сроки твердения пористость бездобавочного состава снижается интенсивнее, но все равно остается выше модифицированного состава.

Для оценки коррозионной стойкости образцы цементных камней в возрасте 28 суток подверглись многократному попеременному увлажнению и высушиванию при температуре 60 - 80°С. В качестве коррозионной среды использовались дистиллированная вода и 2% раствор сульфата натрия. После пятнадцати циклов попеременного увлажне-

ния - высушивания прочность бездобавочного цемента снизилась на 32% до 52 МПа, против 24% до 71 МПа у модифицированного состава. Характер изменения прочности цементного камня при коррозии в 2% растворе сульфата натрия аналогичен (рис. 2).

Таблица 1. Зависимость открытой пористости цементного камня от времени гидратации

Время твердения, сут. Открытая пористость, %

3 7 14 28

Бездобавочный цемент 28,7 24,9 18,7 12,3

Модифицированный состав 16,5 17,8 13,7 8,5

Проведённые электронно-микроскопические, дифференциально-термические и рентгенофазовые анализы показывают, что при использовании белого цемента с комплексной добавкой происходит существенное уплотнение структуры цементного камня, что подтверждает данные коррозионных испытаний

100 80 § 60 S 40 20

15

a)

100 so § 60 S 40

2o

0 3 7 15

Циклы попеременного увлажнения - высушивания  Бездобавочный  Модифицированный б)

Рис. 2. Изменение прочности цементного камня, твердевшего 28 суток после коррозии в дистиллированной воде - а и в 2% растворе сульфата натрия - б.

Таким образом, полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что при модифицировании рядового белого цемента комплексной добавкой, содержащей 0,15% гиперпластификатора МеШих 2651 Б, 0,15% гидрофобизирующей кремнийорганиче-ской эмульсии БИгеБ ББ 1306 и 5% кремнегеля, достигается уплотнение структуры, упрочнение и повышение коррозионной стойкости цементного камня.

0

0

3

7

o

Список литературы

1. Бутт, Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов/ Ю.М. Бутт. - М.: Высш. школа, 1980. - 472 с.

2. Боженов, П.И. Цветные цементы и их применение в строительстве/ И.П. Боженов. -Л.: Стройиздат, 1968. - 174 с.

3. Корнеев, В.И. Словарь «Что» есть «что» в сухих строительных смесях/ В.И. Корнеев. - СПб.: НП союз производителей сухих строительных смесей, 2004 г. - 312с.