МЕХАНОАКТИВАЦІЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ З ДОБАВКОЮ МЕЛЕНОГО ВАПНЯКУ І ЇЇ ВПЛИВ НА ЕКЗОТЕРМІЮ І МІЦНІСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМЕНЮ

Анотація

У статті представлено результати експериментальних досліджень, спрямованих на встановлення закономірностей впливу механохімічної активації портландцементу з добавкою меленого вапняку (у кількості до 40 %) на термомеханічні характеристики цементного каменю на стадіях тверднення та після його затвердіння.

Встановлено, що актуальним напрямом удосконалення властивостей змішаного в’яжучого (портландцемент + мелений вапняк) є його активація в присутності суперпластифікуючої добавки типу «Релаксол-Супер ПК» у кількості до 1 % від маси в’яжучого. Використання високошвидкісного активатора (n = 1800 об/хв) забезпечує інтенсифікацію процесів гідратації цементу, стабілізацію необхідної рухливості цементно-вапнякової композиції при зниженій витраті води замішування (порівняно з немеханічно активованою системою), а також підвищує інтенсивність екзотермічного розігріву.

Експериментальні дані дали змогу кількісно оцінити вплив тривалості механохімічної активації та вмісту суперпластифікатора на водовміст цементно-вапнякової композиції. Виявлено домінуючий вплив суперпластифікуючої добавки та активації суміші протягом 180 секунд на зменшення водо-твердого відношення системи, що зумовлює поліпшення її фізико-механічних властивостей.

Встановлено, що введення меленого вапняку до складу цементно-водної композиції спричиняє збільшення водо-твердого відношення при збереженні заданої рухливості. Зокрема, заміна 20 % портландцементу меленим вапняком призводить до зростання В/Т з 0,38 до 0,41 (приблизно на 8 %), а при збільшенні вмісту вапняку до 40 % цей показник підвищується до 0,42 (приблизно на 11 %).

Ідентифіковано, що механохімічна активація цементно-вапнякової композиції зумовлює інтенсифікацію тепловиділення, зокрема підвищення швидкості та максимальної температури екзотермічного розігріву. Для композицій на основі неактивованого портландцементу індукційний період триває 3–3,5 години від моменту замішування, тоді як для механічно активованого цементу цей період скорочується до 2 годин.

Визначено, що механохімічна активація цементно-вапнякових систем сприяє зростанню міцності цементного каменю у тридобовому віці на 30–35 %, а при використанні суперпластифікатора підвищення міцності сягає близько 70 %. Отримані результати підтверджують ефективність комбінованої дії механічної активації та хімічної модифікації у формуванні структури цементного каменю з підвищеними експлуатаційними характеристиками.