К.т.н. Серова Р.Ф., Сейдинова Г.А., Икишева А.О., Дадиева М.К.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО КОЛЛОИДНОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛЕЯ ТИПА МКЦ

Модифицированный коллоидный цементный клей типа МКЦ предназначается, прежде всего, для проведения ремонтно-восстановительных работ бетонных и железобетонных изделий и конструкций, формования облицовочных плиток и фигурных элементов мощения, важными свойствами цементного клея являются его текучесть (при сохранении однородности и сплошности) и прочность склеивания, например, с поверхностью «старого» раствора или бетона.

Известно, что среди разнообразных видов вязких жидкостей по реологическим свойствам в стационарном ламинарном потоке выделяются два основных класса жидкостей:

1 – ньютоновские, с величиной вязкости, не зависящей от действующего на них напряжения сдвига и градиента скоростей деформации;

2 – структурированные дисперсные системы, для которых величина эффективной вязкости может изменяться в широких пределах в зависимости от действующего напряжения сдвига и градиента скоростей. Такими структурированными системами являются коагуляционные структуры, к которым относятся и цементное тесто в первый период после затворения цемента водой.

В начальный период после затворения в процессе гидратации в цементном тесте образуется значительное число частиц коллоидных размеров. Появление их в цементном тесте определяет тип образовавшейся структуры.

По данным исследований ученых кафедры ТСМиИ КарГТУ Рахимова М.А. и Рахимовой Г.М., механоактивация цементных систем в присутствии воды, ПАВ и солей неорганических кислот в процессе получения модифицированного коллоидного цементного клея разрушает флокулы цемента. При этом увеличивается площадь смачивания цемента и улучшается связывание частиц вяжущего посредством образования вокруг зерен цемента «качественных» водных оболочек, которые главным образом стремятся к образованию монослоев вокруг зерна цемента. На протекание этого процесса влияют соли неорганических кислот, которые, как отмечается в работе, способствуют проявлению «высаливающего» эффекта с увеличением концентрации ПАВ в объеме цементного теста, обеспечивающим «дополнительное» улучшение вязкопластических характеристик цементных систем.

Для общей оценки улучшения качества реологических свойств и качества цементных паст на основе модифицированного коллоидного цементного клея типа МКЦ нами предлагается учитывать:

– их способность к прокачиванию;

– проникающую способность;

– наносимость на шероховатую горизонтальную поверхность.

Для оценки прокачиваемости цементных паст и растворов нами был изготовлен лабораторный стенд. Схема испытания представлена на рисунке 1. Следует отметить, что в работе рассматривались два варианта монтажа трубопровода: с резкими острыми углами поворота

- с закругленными углами поворота.

а)

б)

а) с заостренными поворотами цементно-растворного трубопровода(2 дюйма);

б) с закругленными (закругления диаметром 10 см) поворотами цементно-растворного трубопровода (2 дюйма)

1– цементный материал в трубопроводе; 2 – место соединения растворонасоса с трубопроводом стенда; 3 – формы кубов с длиной ребра 10 см (10х10х10 см.)

Рисунок 1 – Схема лабораторного испытательного стенда для оценки способности цементных паст и растворов к прокачиванию

Порядок выполнения опытных испытаний можно свести к выполнению ряда операций, в число которых вошли следующие:

– приготовление цементной пасты или цементного раствора. Удобоукладываемость или консистенция должны соответствовать требованиям, которые предъявляют к цементным системам для прокачивания бетонорастворным насосам.

– подача исследуемых цементной пасты или цементного раствора в объеме не менее 100л в приемное устройство насоса;

– прокачка цементной пасты или раствора под давлением 3,0 МПа. При этом замеряется время прокачки (в секундах) порции пасты (раствора) в объеме не менее 10 л.

Заостренные углы – повороты трубопровода затрудняют прокачиваемость, особенно цементных систем без модификаторов. При этом у растворов без модификаторов не только наблюдается ухудшение прокачиваемости, но и снижение их связности и однородности. Лучшие результаты в обеспечении требуемой прокачиваемости и сохранении связности и однородности достигаются применением модифицированных цементных систем (составы МКЦ–АВ, МКЦ–АТ и МКЦ–АПС).

Результаты испытания на прокачиваемость цементных паст и раствора, изготовленных на основе модифицированного коллоидного цементного клея, в трубопроводе с закругленными углами поворота сведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты испытания прокачиваемости изопластических цементных материалов, изготовленных на основе модифицированного коллоидного цементного клея

Материал	Время прокачки порции (относительная скорость прокачки), с	Визуальная оценка, десятибалльная шкала
Цемент	10	5 наблюдается нарушение однородности цем. теста
МКЦ–А	8	8
МКЦ–АУ	7–6	9–10
МКЦ–АВ	8	10
МКЦ–АТ	7	9–10

Для оценки проникающей способности цементных паст и растворов нами был сделан лабораторный стенд, схема работы которого представлена на рисунке 2.

1 – цилиндр с испытуемым цементным материалом; 2–задвижка; 3 – вибратор в виде полукольца; 4 – трубка Æ 1 см., через которую должна проникать цементная паста (раствор) под воздействием вибрации; 5– сборная воронка; 6 – сосуд для сбора проникаемого цементного материала; 7 – установочные опоры

Рисунок 2 – Схема лабораторного стенда для оценки проникающей способности цементных паст и растворов