Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Четырехмодальное вяжущее нового поколения.

итак, хочу поделиться новыми достижениями

Прежние вяжущие , в основном, делались мной при применении помольных технологий и агрегатов. Этот же вариант - из серии "на всем готовом". То есть можно "все купить" по составляющим в готовом виде и получить искомое. А искомое таково: 

 высокопрочный, высоконаполненный ( по твердой фазе. то есть максимальное заполнение обьема тердыми компонентами)  состав МИКРОБЕТОНА, где самым крупным компонентом является цемент. То есть само вяжущее предсталяет собой смесь цемента и микронаполнителей, "встраиваемых" в межзерновое пространство цементных частиц ( +набор функциональных добавок). Данное вяжущее отличается способностью к нерасслаиваемости при отличной подвижности и минимальной водопортебности. Причем - сама подвижность характеризуется пониженной вязкостью. То есть кроме низкого напряжения сдвига, у него хорошая сокрость сдвига, не настолько низкая, как у "классических" составов ВНВ или композиций для реакционно-порошковых бетонов. те по консистенции напоминают цветочный мёд, медленно растекающийся, медленно выпускающий воздух и требующий усилий для укладки по поверхности ( если таковое присутствует. например - устройство высокопрочных пром-стяжек. медленно текущую, "упрямую", высоковязкую смесь распределить по площади равномерно не так то просто. хоть она и самоуплотняющаяся) . Данное же вяжущее и бетоны на ее основе - низковязкие, быстро-текущие, не создают препятствий для ручного распределения по поверхности ( стяжки или формы изделия) , более точно дозируются при укладке в формы, быстрее ее заполняют. Работают на самых минимальных вертикальных зазорах намного быстрее , чем "класические" СУБы. 

 Чем же достигаеются такие свойства? - прежде всего, правильным подбором гранулометрии вяжущего. Подбор основан на принципах четырехмодальной фрактальной упаковки. Конечно, абсолютно точно составить фракционный набор невозможно. Хотя бы потому, что сами цементы имеют широкое распределение фракций. Да и фракции микронаполнителей не настолько узкие, как хотелось бы. Но , тем не менее, результат все равно достижим. тут используется принцип подбора ОПУ - оптимально плотной упаковки.  ОПУ отличается от просто ПУ ( плотной упаковки. которая присутствует в классических порошковых СУБах и ВНВ) тем, что достижение максимальной плотности упаковки просиходит с наименее-возможным сокращении общей удельной ( смачиваемой) поверхности. Для того и нужны фракталы, чтобы можно было наиболее оптимально составить упаковку частиц.  Фрактальная решетка диктует - сколько и каких по размеру частиц какого диапазона из трех, прилагающихся к цементу ( точнее - к его среднеразмерному значению) надо вложить как матрешку - одну матрицу фракций в другую матрицу. Чтобы как можно меньше было пустоты между ними и при этом, иметь минимально-возможную смачиваемую поверхность.  Вот тогда все мезжерновые прослойки будут требовать минимум геля ( цементного геля) , но при этом смесь будет хорошо двигаться и хорошго будет работать пластификатор. А он тут то же не обычный. Ставшие уже привычными поликарбоксилаты, давно уже имеют свои различные модификации, среди которых есть бинарные стстемы, которые в силу своих своств создают более "толстые" сольватные оболочки на частицах. От чего и вязкость системы дополнительно снижается и плюс к тему - усваивается в цементный камень больше воды, чем обычно, что позволяет без вреда для прочности вводить немного больше воды, чем можно было бы дозировать при обычных поликарбоксилатах, что так же дополнительно снижает вязкость системы.  Итого, в сумме получается синергетический эффект- применение фрактальной ОПУ в гранулометрии этого комплексного вяжущего + утолщение сольватных оболочек на частицаз вяжущего. Есть и еще положительная "побочка" - увеличение водонепроницаемости, моорозостойкости, долговечности, устойчивости ( к внешним фаторам  - химическим и физическим) бетона на таком вот вяжущем нового поколения. 

 Области применения могут быть совершенно различные. Конечно, в выпуске рядового товарного бетона, где весь упор делается на ДЕШНЯК, говорить об таком вяжущем и не придется ( хотя при грамотном применении в заливках деталей узкого сечения (!), при бетоне высоких прочностных классов - это самое верное решение. УВЫ, которое не практикуется в современной проектировке до сих пор). Ну а сфера архитектурных, декоративных бетонов, МАФ, покрытий (пром-стяжек), мостовых, гидротехнических и прочих ответственных сооружений - тут самое оно. 

 Дополнительно сообщу, что данное вяжущее содержитв составе компоненты, создающие первый уровень армирования ( микроармирования), уплотнения, упрочнения, ускорения созревания, с частичной кольматации и без того небольших пор ( пустот) в образуемом "камне", который по своей сути уже есть МИКРОБЕТОН. Масштаб заполнения пустоты твердым веществом в пространстве может же быть каким угодно по диапазону. В нашем привычном представлении - это "щебень песок, цемент". Но и в этом диапазоне от цемента до щебня - еще не все "собаки скушаны", а тем более - в диапазоне мельче цемента. Так же и разномасштабные уровни обьемно-дисперсного армирования бетона ( как и микробетона)  - ой как далеки еще от всеобщей практики

применения. 

 Зполнить эти пробелы - наша с вами задача. Применение данного вяжущего возможно практически с любым составом наполнителей. И с мелкими песками самоуплотняющихся порошковых бетонов и в составах с разлиными наполнителями - крупным и средним песокм, крошкой, мелким щебнем, крупным щебнем - везде можно с пользой для дела применить данное вяжущее четырехмодального состава. В нашей стране все компоненты для него есть в наличии. Цемент для него нужен бездобавочный. Варианты для видов микронаполнителей так же имеются.  Конечно же, я всегда предлагаю (по вашей возможности)  самые оптимальные для вас варианты.  Не скрою, что бывают случаи когда и на трехмодальное вяжущее приходится ориентироваться в силу обстоятельств у клиента. ( две фракции микронаполнителей к цементу). Результат все равно будет отличным. хоть и не таким все-таки, как на полном наборе самых лучших вариантов микронаполнителей. Ну а про оптимальный набор фракций НАПОЛНИТЕЛЯ ( всего, что крупнее цемента в бетоне),  про соотношения реологических индексов между обьемами матриц. 

внутри обьема бетона, я расскажу в другой статье.  СПАСИБО. (фото не моего бетона. просто для примера)

 

НОВАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

По опыту предыдущей работы с ВЯЖУЩИМи ПЛОТНОГО СОСТАВА (ВПС) , решил поэкспериментировать в этом направлении с ШПЦ (скрестить, так скть)

И оказалось, что очень удачно. Подбор компонентов позволил получить и плотную ( по-сути, даже ближе к ОПУ - оптимально-плотную) упаковку и эффективную реакционную базу ( нижняя фракция - центры кристаллизации) и прекрасную реологию (за счет минимизации пустотности по ОПУ и учета зарядов по поверхности компонентов).

Без ускорителей и прогрева (нормальные условия) , самоуплотняющийся мелкозернистый бетон (СУБ) на таком многокомпонентном "ШПЦ-ВПС" с содержанием 108кг цемента на куб за два дня имеет прочность на сжатие 230 кг/см2, за неделю - 600кг/см2.

Не сомневаюсь, что и для ТВО при виброформовке это вяжущее проявит себя ничуть не хуже, а может даже и лучше... (проверю по ходу дела).

Акцентирую - это вяжущее "заточено" под плотное состояние, с минимальным "в\ц". Т.е. самоуплотняющиеся или принудительно-формующиеся бетоны ( цеховые жби, вибропрессовка и тп). На "товарняк" не пойдет.

При наличии сушки и помола, себестоимость такого вяжущего нааааамного меньше стоимости обычного цемента.

Привлекает так же потенциально-высокая долговечность, водо-хим-атмосферо-устойчивость, непроницаемость, экологическая чистота состава. У вяжущего отличное водоудержание. Ожидаемо - хорошая адгезия и низкая истираемость.

Вот как то так пока...


А МАРОЧНАЯ (28 суток) прочность бетона на ШПЦ плотного состава ( 108 кг портландцемента на куб) составила 885 кгс при ТВО и 920 кгс при нормальном твердении. И это еще не предел.

 

КОМПОЗИЦИОННОЕ, СУЛЬФАТНО-ШЛАКОВОЕ ВЯЖУЩЕЕ

Новый виток эволюции принёс более углубленный подход к когда-то оснвоенному ( но не так хорошо) виду вяжущего - СУЛЬФАТНО-ШЛАКОВОМУ . По началу, ( году в 2008, если не ошибаюсь) оно мне не понравилось - твердеет медленно, прочность не высокая.. Хотя привлекательно было просто смешать двуводный гипс с молотым шлаком и "затравкой"... И всё, сиди долго, жди упорно...  Но! Всё течет, всё меняется и тут вдруг стало понятно - как можно сделать так, чтобы обойти все эти отрицательные свойства , достигнув, как оказалось, больших и интересных перспектив, благодаря новому подходу и новым свойствам. Вот что модернизация делает!

Итак, сразу по описанию свойств:

1. можно "изобразить", буквально, гипсовую скорость схватывания, а можно хоть на пару суток "оттянуть" начало твердения.

2. сперва оно ведет себя как воздушное вяжущее, потом - как гидравлическое. Поэтому, в первые дни созревания не желательно "мочить" изделие из такого бетона с таким вяжущим. Что, впрочем, только в плюс для ленивых строителей, которым в лом хотя бы пленкой бетон накрыть для ухода. ( но накрывать все же надо. главное - не мочить дополнительно в первое время). Потом, в марочном возрасте, все вполне благопристойно и коэффииент размягчения бетона ( испытывал песчаный бетон на нём) - явно более 0,8. Т.е. по всем признакам - есть гидравлическое твердение ( да и как ему не быть ?- там граншлак же).

3. видите  в заголовке слово "композиционное" ?  Дело в том, что это не просто классическое сульфатно-шлаковое ( по реакции) вяжущее. Благодаря наличию дополнительных компонентов, на поверхности шлака происходит не только сульфатное растворение, но и щелочное. НО! в этой сборке одно другому не мешает . Всё  дело в том, что при определенных концентрациях портландита (свободной извести) все можно "порвать" вредной модификацией эттрингита ( пардон за "сложный французкий"). Т.е. если просто совместить обе реакции, то полученный камень тупо разпадется от расширяющих напряжений. И когда я изучил и понял ( не так давно. век живи, век учись) КАК можно так правильно вырастить эттрингит, чтобы упрочнить камень, а не порвать его, то стало понятно, что сие можно применить в роли безусадочного варианта вяжущих, и в тч - именно в сульфатно-шлаковом.

4. это вяжущее успешно противостоит усадке ( у меня, во всяком случае, и за месяц ни намека не наблюдалось). Благодаря правильно-выращенному эттрингиту, происходит не только компенсирующее расширение ( опять же - не критичное), но и микроармирование. Что даёт дополнительное качество такому камню в плане трещинностойкости. Плюсом к этому свойству является то, что коннактный слой такого камня с поверхностью наполнителей или другого бетона не испытывает отрывающих продольных напряжений и (!) - механическая связь такого камня в микронеровностях контактного слоя намного прочнее, нежели в сравнении с обычным цементом, имеющим усадку. А это улучшение адгезии!  Сие есть очень и очень важный фактор для качества сухих смесей ( штукатурок, клеев и тп.)

5. это вяжущее прекрасно пластифицируется, в отличии от шлакощелочных составов, где высокий рН среды сжигает практически моментально работу пластификаторов.  Это позволило еще больше модифицировать состав. Прочность (за месяц) на сжатие мелкозернистого, самоуплотняющегося  бетона на карбонатном наполнителе доходила до 710кг/см2 при влажности бетона 10% ( в\т = 0,1) и плотности 2,6 (!)  Но это , конечно, не статистика, а отдельные данные. Но, тем не менее, полученный результатдаёт основание для работы такого вяжущего в составах водоустойчивых штукатурок, шапклевок, клеев, штучных изделий  и монолита в широком диапазоне прочностей. в любом случае - фасадное покрытие (шпаклевка или шутикатурка) на таком вяжущем может стать готовым со скоростью гипсовых составов, без всякого опасения за влажность среды эксплуатации.

6. более плотное тело камня ( по сравнению с подверженными усадке вяжущими) предопределяет повышенную водонепроницаемость, морозостойкость и химическую ( сульфатно-карбонатно-кислотную) устойчивость.  Применить к такому камню условия для сульфатной или карбонатной коррозии - без толку.

7. по содержанию состава , вяжущее вообще не имеет никакой вредной составляющей. Работают минералы под управлением модифицирующих добавок, применимых в гостовских стандартах повсеместно . Проще говоря - ничем "вредным" такой бетон или сухая смесь отличаться не может. Для уточняющей "справки" - в составе НЕТ сульфо-нафталиновых  формальдегидов и тп производных. Принципиально - не применяю нигде эту гадость!

8. состав прекрасно оЦвечивается пигментами - благодаря очень светлому тону ( на обычном цементе тон намного более серый и более темный).

9. диферамбы , наверно, можно было бы продолжить. но пора и на землю вернуться. Себестоимость такого вяжущего, безусловно, имеет свое значение. Если вы не можете сами сушить-молоть-варить, а все компоненты покупные, то это , конечно же, дороже обычного цемента. Но не настолько , чтобы не увидеть перспективу прибыли от применения в спец-составах.  Добавив к вяжущему хотя бы просто обычный речной песок , можно получить самоуплотняющийся и безусадочный состав для наливного пола. К примеру, в сумме по затартам на сырье для самостоятельного замеса и укладки - рубля в 4 за кг в сухом весе.....  По сравнению с гипсовыми наливниками,  что продаются - это не только совсем другие затраты, но и совсем другое качество и свойства. Прочнее, в любом условии влажности, устойчивее химически, долговечней ( для бетонов на доменном граншлаке гарантии доходят до 100 лет).   А кто облицовочную плитку из гипса льет, тот сразу поймет, что фасад теперь его по всем фронтам! ( причем, можно так же применять дешевую, не щелочестойкую фибру или сетку!, если надо).  И вообще, оборот форм для изделий с "цементной прочностью" теперь может быть просто "гипсовый" по скорости.  А парк форм - это очень весомые затраты.....

10. варианты сотрудничества - в широком разнообразии!!!!  )))  Любое дело, если оно творческое - весьма интересно со всех сторон ( как сам процесс. так и финансовая перспектива)

Микронаполнитель. Три функции.

Не обделила судьба нашу область))


Имеется на территории нашей Рязанской области "источник" техногенного сырья в виде отхода - золы-уноса ТЭЦ. В последнне время её сжигание идет очень чисто, остаточного углерода очень мало. .... И сразу к итогу: эту золу можно превратить ( с дополнительной минеральной и химической добавкой) в высокоэффективный микронаполнитель для цемента. Просто сама по себе зола такого эффекта не даст, как дает специально приготовленный МОДИФИКАТОР из неё. Естественно, при помощи специально-настроенного помола. В результате (что подтверждается лабораторными изысканиями), цемент получает трёх-функциональный микронаполнитель. 1. это ТОПОЛОГИЯ. Т.е. средний размер такого модификатора "встраивается" в межзерновое пространство цемента без увеличения водопотребности. Наоборот - она уменьшается. Так как нет раздвижки зерен цемента и нет чрезмерного увеличения удельной поверхности ( как в случаях с применением просто золы или добавки микрокремнезема или т.п.). Заполнение пустотности межзернового пространства цемента твердым телом , да еще в приближении к оптимально-плотной упаковке создаёт самые лучшие условия для твердения цемента. Воды - минимум, тесный контакт зерен, ускорение реакций, снижение усадочных процессов, плотность и прочность.


2. это РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ. Измельченная зола имеет гораздо больше способности к связыванию портландита, чем не измельченная. Получение большего количества низкоосновных соединений - укрепляет цементный камень. Прочность, химическая устойчивость, водостойкость.


3. это РЕОЛОГИЯ. Т.е. наличие такой реакционно-способной муки даёт еще и улучшение подвижности самой цементной матрице. Измельченная до нужного размера зола + дополнительный минерал дают реально-ощутимое увеличение подвижности этой системе при минимальном количестве воды в ней. Это подтверждается и расплывами и снижением Нормальной Густоты такого теста ( без ввода модификатора цемент имеет на 1-2% больше влажности при НГ, чем с вводом модификатора. при прочих равных условиях)


 При применении эффективных пластификаторов, замещение части цемента может доходить до 50-70% ( в зависимости от требуемой марки).


 Например, в "стандартном исполнении" бетон класса В40 (520-550кг/см2) требует, обычно, ну никак не менее 400кг цемента на куб. Цена на цемент сейчас - 4,5р, а модификатор (покупной) может стоить не выше 2,5р. Замещение 50% цемента модификатором даёт экономию средств в 400р на кубе. Дозировка цемента получается 200кг на куб. Модификатора - 200кг. Практические исследования подтверждают - без изменения марки, без снижения кинетики набора прочности, с увеличением плотности, марки по морозостойкости и водонепроницаемости. А вот добавка обычной золы-уноса при таком замещении - все , грубо говоря, "портит" только.


 вот такие возможности имеют место в практике, согласующейся с теорией))