Материал: Разработка эффективных комплексных органоминеральных добавок для регулирования реологических свойств бетонных смесей. Перцев В.Т., Леденев А.А
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
, с |
20 |
1 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скорости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Градиент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
|
|
|
|
Напряжение сдвига, Па |
|
|
|
|||
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Па·с |
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вязкость |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
0 |
1 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
|
|
|
|
Напряжение сдвига, Па |
|
|
|
|||
Рис. 4.25. Влияние вида ПАВ на реологические свойства дисперсной системы «молотый известняк-вода», проявляемые при равном расплыве по Суттарду (расплыв 13 – 14 см): 1 – без добавки; 2 – с ГП Melflux 2651F; 3 – с СП С-3; 4 – с СП Полипласт СП-3; 5 – с ГПМ-Ж
86
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с-1 |
20 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скорости |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Градиент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
||
|
|
|
|
Напряжение сдвига, Па |
|
|
|
|
|
|
||||
|
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Па·с |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вязкость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективная |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
||
|
|
|
|
|
Напряжение сдвига, Па |
|
|
|
|
|
||||
Рис. 4.26. Влияние вида ПАВ на реологические свойства дисперсной системы «молотый шлак-вода», проявляемые при равном расплыве по Суттарду (расплыв 13 – 14 см): 1 – без добавки; 2 – с ГП Melflux 2651F; 3 – с СП С-3; 4 – с СП Полипласт СП-3; 5 – с ГПМ-Ж
87
|
30 |
|
|
|
|
|
|
, с-1 |
25 |
|
|
|
|
|
|
сдвига |
20 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
скорости |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Градиент |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3 |
|
|
2 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
|
|
Напряжение сдвига, Па |
|
|
||
|
60 |
|
|
|
|
|
|
·с |
50 |
|
|
|
|
|
|
, Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вязкость |
40 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
Эффективная |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
5 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
|
|
Напряжение сдвига, Па |
|
|
||
Рис. 4.27. Влияние вида ПАВ на реологические свойства дисперсной системы «зола-вода», проявляемые при равном расплыве по Суттарду (расплыв 13 – 14 см): 1 – без добавки; 2 – с ГП Melflux 2651F; 3 – с СП С-3;
4 – с СП Полипласт СП-3; 5 – с ГПМ-Ж
Обобщенные данные реологических испытаний исследуемых систем (табл. 4.4, рис. 4.28) позволяют сделать вывод о том, что технические показатели часто неадекватно оценивают реологические свойства обводненных дисперсий.
88
Таблица 4.4 Влияние вида ПАВ на реологические характеристики дисперсных
систем (расплыв 13 – 14 см)
|
|
|
|
|
|
Характеристики систем при введении ПАВ |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Водоредуцирую- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
щее действие от- |
|
Предельное |
|
Минимальная эф- |
|||||||||||
|
В/Т-отношение |
носительно си- |
напряжение сдви- |
фективная вязкость |
|||||||||||||||||
Вид |
|
|
|
|
|
стемы без доба- |
|
га τ0, Па |
|
|
ηэфф min, Па·с |
|
|||||||||
систе- |
|
|
|
|
|
|
|
вок, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мы |
без добавки |
|
|
|
ГПМ - Ж |
без добавки |
|
|
|
ГПМ - Ж |
без добавки |
|
|
|
ГПМ - Ж |
без добавки |
|
|
|
|
ГПМ - Ж |
|
Melflux |
С-3 |
СП-3 |
Melflux |
С-3 |
СП-3 |
Melflux |
С-3 |
СП-3 |
Melflux |
С-3 |
СП-3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«моло- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тый |
0,42 |
0,23 |
0,3 |
0,37 |
0,27 |
- |
45,2 |
28,6 |
12,0 |
36,0 |
41,1 |
15,0 |
55,4 |
54,1 |
31,0 |
8,0 |
26,3 |
14,2 |
10,8 |
|
16,7 |
цемент |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– вода» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«моло- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тый |
0,37 |
0,29 |
0,28 |
0,3 |
0,26 |
- |
21,6 |
24,3 |
19,0 |
30,0 |
23,8 |
17,2 |
46,6 |
22,8 |
22,8 |
6,4 |
17,4 |
16,6 |
7,5 |
|
13,0 |
песок – |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вода» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«моло- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тый |
0,32 |
0,13 |
0,18 |
0,19 |
0,17 |
|
60,4 |
43,7 |
40,6 |
47,0 |
30,0 |
28,0 |
34,5 |
32,8 |
31,0 |
5,3 |
67,8 |
34,3 |
16,7 |
|
23,1 |
извест- |
- |
|
|||||||||||||||||||
няк – |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вода» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«моло- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тый |
0,37 |
0,18 |
0,27 |
0,26 |
0,26 |
- |
51,3 |
27,0 |
29,7 |
30,0 |
22,8 |
6,5 |
20,8 |
16,3 |
15,2 |
9,6 |
55,0 |
16,7 |
12,8 |
|
14,0 |
шлак – |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вода» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«зола – |
0,43 |
0,34 |
0,4 |
0,41 |
0,4 |
- |
21,0 |
7,0 |
5,0 |
7,0 |
19,5 |
9,8 |
22,0 |
19,6 |
16,3 |
8,7 |
15,1 |
8,5 |
5,8 |
|
7,6 |
вода» |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так, при равном расплыве по Суттарду исследуемые обводненные дисперсные системы обладают наименьшими значениями τ0, равными 6,5 … 28,0, Па, и максимальной величиной ηэфф min - 15,1 … 67,8 Па с в зависимости от вида минеральных паст при использовании ГП Melflux 2651F, для которого преобладающим является «стерический» механизм действия. В свою очередь системы, содержащие СП с электростатическим механизмом действия: С-3, Полипласт СП-3 и ГПМ-Ж - обладают наибольшими значениями τ0, а ηэфф min имеет минимальные показатели во всех испытанных системах. Такое различие в изменении реологических свойств обводненных дисперсий обусловлено химической природой и механизмом действия ПАВ. Применение ГП Melflux 2651F вследствие значительно больших сил «стерического» отталкива-
89
ния обеспечивает минимальные величины τ0. В свою очередь, высокие показатели ηэфф min могут быть объяснены наличием в структуре молекулы ГП Melflux 2651F боковых полимерных цепей. В процессе течения полимерные цепи гибких молекул цепи могут переплетаться. Взаимная ориентация полимерных цепей в процессе их течения является причиной повышения вязкости по сравнению с использованием СП с «электростатическим» механизмом действия. Более того, для некоторых дисперсий, например для систем: «молотый шлак-вода» и «зола-вода», при использовании ГП Melflux 2651F наблюдается изменение характера их течения (рис. 4.26, 4.27): дисперсии переходят из тиксотропного режима течения в дилатантный, что проявляется в росте эффективной вязкости при увеличении скорости сдвига.
Полученные экспериментальные данные по влиянию на структурнореологические характеристики обводненных дисперсных систем свойств минеральных компонентов и вида ПАВ являются определяющими факторами для получения бетонных смесей с требуемыми реологическими показателями, исходя из условий их применения.
а)
Предельное напряжение
сдвига τ0, Па
60
50
40
30
20
10
0
Без Melflux С-3 |
СП-3 ГПМ-Ж |
добавок |
|
Вид ПАВ
Молотый
цемент 
Молотый
песок 
Молотый
известняк 
Молотый
шлак
Зола
б)
Минимальная
эффективная вязкость
ηэфф min, Па·с
80
60
40
20
0
Без Melflux С-3 СП-3 ГПМ-Ж
добавок |
Вид ПАВ |
|
Молотый
цемент 
Молотый
песок 
Молотый
известняк 
Молотый
шлак
Зола
Рис. 4.28. Сравнение физических и технических показателей реологических свойств обводненных дисперсных систем с различными видами ПАВ при равном
расплыве по Суттарду (расплыв 13 … 14 см):
а) для предельного напряжения сдвига; б) для эффективной вязкости
90