УДК 666.92:691.333

ВПЛИВ КАРБОНАТНОЇ ДОБАВКИ НА ВЛАСТИВОСТІ МАЛОКЛІНКЕРНОГО КАРБОНАТНО-ЗОЛЬНОГО В’ЯЖУЧОГО

Вінницький національний технічний університет

В.П. Очеретний, В.П. Ковальський, М.П. Машницький

На сучасному етапі розвитку промисловості наша держава зіштовхнулася з кількома проблемами що досить сильно впливають на подальший розвиток промисловості та екологічну ситуацію в Україні. Перша проблема значне подорожчання усіх видів джерел як тепло так і електроенергії, друга – значне накопичення промислових відходів, що загрожують екологічному стану планети, займають значні площі корисної родючих земель. В зв’язку з цим будівництво, як галузь що тісно зв’язана з іншими галузями має потребу зменшити затрати енергії на виробництво продукції, та збільшити кількість відходів промисловості, що використовуються у будівництві.

В попередніх роботах нами було досліджено властивості золошламового в’яжучого[1…3], проте при дослідженні застосування даного в’яжучого виявлено, що найкращі результати показують бетони на карбонатних мікровнювачах. Це пояснюється тим що вапняк не є інертним наповнювачем, а в процесі гидратації реагує з трьохкальцієвим алюмінатом з утворенням карбоалюмінатів кальцію. При цьому має місце утворення як висококарбонатної форми карбоалюміната С₃А^.3СаСО₃^.32Н₂О, так і низкокарбонатної С₃А^.СаСО₃^.12Н₂О. Ці різновиди наближаються по фізичних властивостях відповідно до високосульфатної форми (еттрингит) і моносульфатної форми сульфоалюминатів кальцію.

Оскільки карбонатна складова приймає активну участь у хімічних реакціях які проходять у в’яжучому, то доцільно дослідити шляхом проведення експериментальних досліджень складів з рівним співвідношенням компонентів золокарбонатного в’яжучого зі зміною лише вмісту карбонатної складової, таким чином встановити її оптимальний вміст у в’яжучому.

Нами було проведено дослідження властивостей малоклінкерного в’яжучого на основі карбонатних відходів різання вапняку, золи-винос, червоного шламу та портландцементу. При проведені дослідження співвідношення золи-винос до червоного шламу (ЗВ/ЧШ=11/9=const), вміст портландцементу(10%) та водотвердне відношення (В/Д=0,2) та умови тверднення не змінювались. Для дослідження було виготовлено 10 серій балочок розмірами 40×40×160 мм.

Таблиця 1

Склад в’яжучих сумішей

№ суміші	Зола-винос (%)	Червоний шлам (%)	Карбонатні відходи (%)	Портландцемент (%)
1	49,5	40,5	0	10
2	44	36	10	10
3	38,5	31,5	20	10
4	33	27	30	10
5	27,5	22,5	40	10
6	22	18	50	10
7	16,5	13,5	60	10
8	11	9	70	10
9	5,5	4,5	80	10
10	0	0	90	10

Властивості композиційного золокарбонатного в’яжучого визначалися згідно ДСТУ Б В.2.7.-22-95. Визначення фізико-механічних властивостей в’яжучих проводять за ГОСТ 310.1, ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4. Визначення граничної міцності при згині і стиску виконують за ГОСТ 310.4 з такими доповненнями.

Після виготовлення зразки в формах зберігалися у вологому середовищі протягом 7 діб, після чого їх виймали з форми та помістили поліпропіленову обгортку і зберігали протягом 21 доби. Після закінчення терміну зберігання зразки виймали із обгортки і через 20 хвилин випробовували за ГОСТ 310.4. Границю міцності при вигині обчислили як середнє арифметичне двох найбільших результатів випробувань, границю міцності при стиску обчислили як середнє значення чотирьох найбільших результатів випробувань шести зразків (рис).

P_ст

Pзг

Рис. Міцністні характеристики в залежності від складу суміші

Аналіз основних випробувань на міцність було визначено, що найкращим складом суміші для використання є склад в межах: 22-27,5% золи-винос, 18-22,5% червоного бокситового шламу 40-50% карбонатних відходів та 10% портландцементу. У всіх подальших дослідження використовували в’яжуче даного складу.

Тонкість помелу в’яжучих визначали за ГОСТ 310.2. Визначення рівномірності змін об’єму в’яжучих проводили за ГОСТ 310.3. Рівномірність змін об’єму в’яжучих визначали на трьох зразках-коржиках, котрі виготовляються із тіста нормальної густоти. За нормальну густоту тіста приймали таку його консистенцію, при якій товкачик приладу Віка, занурюючись в кільце з тістом, не доходив до пластини 7-11 мм. Результати випробувань фізико-механічних властивостей композиційного золокарбонатного в’яжучого зведенні в табл. 2.

Таблиця 2

Фізико-механічні властивості золокарбонатного в’яжучого

оптимального складу

Показник	Вимога ДСТУ	Результати досліджень
М’якість млива , %	Не більш 10	8,6
Нормальна густота цементного тіста, мм	7-11	10,5

Продовження таблиці 2

Початок тужавлення, год., хв.	Не раніше 0:45	2:00
Кінець тужавлення, год., хв.	Не пізніше 24:00	3:45
Рівномірності змін об'єму	Не допускаються тріщини і викривлення	Тріщини і викривлення відсутні
Границя міцності при згині у віці 28 діб, МПа (кгс/см^2)	1,5 (15) – 3,5 (35)	5,0 (50)
Границя міцності при стиску у віці 28 діб, МПа (кгс/см^2)	5,0 (50) – 10,0 (100)	1,0 (100)

В результаті аналізу стану питання вивчена можливість використання техногенних відходів промисловості у виробництві в’яжучих речовин та бетонів. Встановлені шляхи утилізації розглянутих відходів промисловості та обґрунтована можливість отримання нового комплексного в’яжучого.

Визначений оптимальний склад компонентів в’яжучого, модифікованого карбонатною добавкою. Доведено, що дані в’яжучі, модифіковані карбонатною добавкою придатні для використання в будівництві, а фізико-механічні властивості отриманого матеріалу відповідають ДСТУ Б В.2.7.-22-95.

Література

1. Очеретный В. П. Комплексна активна мінеральна добавка на основі відходів промисловості / Очеретный В. П., Ковальський В. П., Машницький М. П. //Научно-технический и производственный журнал// „Бетон и железобетон в Украине №1(41) 2008” Полтава: Полтавский ЦНТЭИ. – С. 6–9

2. Очеретний В. П. Мінерально фазовий склад новоутворень золошламового в’яжучого / Очеретный В. П., Ковальський В. П., Машницький М. П. // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві №3, 2006 Вінниця: ВНТУ. – С. 41–45

3. Очеретний В. П. Комплексне золошламове вяжуче / Очеретный В. П., Ковальський В. П. // Вісник одеської державної академії будівництва №21, 2006 Одеса ОДАБА. – С. 41–45