Способ исследования реакционной способности пуциоланических добавок Советский патент 1937 года по МПК G01N5/02 G05D11/02 

По существующим методам оценка и определение активности пуццоланических добавок производится следующим образом. Проводится определение количества СаО, поглощенного пуццоланическими добавками в цилиндрах с небольшим количеством (100 насыщенного раствора Са(ОН)2 на 2 г добавки в спокойном состоянии при комнатной температуре. При этом процесс оценки активности длится 28 дней и поглощенное количество СаО не является предельным (Труды Комиссии по добавкам).

Исходя из физико-химических основ процесса можно сделать заключение, что существующий метод оценки активности является условным, так как процессы сорбции СаО добавками заканчиваются до достижения предела сорбции, т. е. не выявляется полная реакционная способность добавок.

Затем количество раствора Са(ОН)2 берется условно 100 см и поэтому процесс сорбции проводится при низких концентрациях СаО по отношению к сорбционной поверхности добавок и их полной реакционной способности, благодаря чему процесс сорбции происходит очень медленно.

Особенно существенным недостатком существующих методов оценки активности добавок является отсутствие тех условий хемосорбций, которые существуют при процессах твердения в пуццолановых цементах, т. е. нет приближения к производственным условиям поведения добавок в цементах. Это вытекает из следующих соображений: в существующих методах не учтены температурные условия испытания на основе изучения экзотермии цементов; не учтены значения концентрации Са(ОН)2, которые существуют при твердении цемента; не учтено время, в течение которого происходит максимальное поглощение СаО при температуре твердения цемента, т. е. время максимальной экзотермии.

При определении реакционной способности пуццоланических добавок по предлагаемому способу берутся концентрация и количество раствора Са(ОН).,, соответствующие получаемой концентрации при схватывании и твердении цементов, т. е. выявляется более полная реакционная способность добавок.

Как показали исследования, для

выявления более полной реакционной способности необходимо брать 1, 5 л насыщенного раствора Са(ОН)2 на 1 г добавки, заменяя менее концентрированный раствор, получающийся в процессе проведения испытания, насыщенным раствором несколько раз через полчаса. При таком методе работы получается быстрое достижение предела хемосорбции без значительного изменения концентрации. При этом реакционная способность добавок определяется при температурах, соответствующих теплотам схватывания и твердения, согласно экзотермии цементов.

Как показали исследования, испытание необходимо производить при температурах 45-75°, в зависимости от марки клинкера, из которого предполагается получить пуццолановый цемент.

По литературным данным температуры в массивах бетона достигают 57°, а так как теплота твердения цемента марки 000 за 4 дня равна 70-80 б. кал., а марки 00 равна 40-50 б. кал. и за остальные 24 дня выделяется около 10 б. кал., то для этих цементов в адиабатных условиях температура была бы 200-400°; учитывая же добавку песка и других инертных материалов, а также теплообмен с окружающей средой, можно принять средний температурный интервал бетона 45-73° для первых 4-5 суток исследования.

При испытании при данных температурах и концентрациях раствора Са(ОН), получается соответствие с условиями хемосорбции, которые существуют при твердении цементов в производственных условиях. Повышение температуры ускоряет процесс хемосорбционной реакции, что дает возможность сократить время анализа.

Однако, необходимо отметить, что производить анализ при вышеуказанных температурах нецелесообразно, так как хотя процесс анализа еще более ускоряется, но можно притти к заключению о повышенной, не соответствующей действительности, активности реакционной способности добавок. Это доказывается тем, что произведенные опыты по поглощению

СаО песком при температуре 90-100 показывают наличие реакционной способности песка при этих условиях, тогда как известно, что песок является инертной добавкой в цементе. Реакционная способность песка при высоких температурах также известна из производства известково-песчаных кирпичей.

Помимо этого, при высокой температуре активная кремнекислота переодит в золь, а последний по произведенным исследованиям поглощает 1,5-2 раза более СаО, чем SiOj в виде геля. Это обстоятельство заставляет особенно обратить внимание на температурный режим испытания для возможного получения правильной оценки реакционной способности добавок в условиях, которые существуют при твердении цемента.

Процесс анализа реакционной способности должен проводиться при указанных температурах в течение времени, которое соответствует окончанию процесса выделения максимума теплоты схватывания и твердения цементов.

Днализ проводится при перемешивании в течение 30 минут в начале и при спокойном состоянии в течение остального времени, в отличие от существующих методов, при которых перемешивание производят один раз (через сутки в продолжение 28 суток). Влияние перемешивания сильно изменяет величину поглощенного СаО; так, например, для SiO., разница выражается в 40% при испытании при встряхивании через сутки в спокойном состоянии. Поэтому для соблюдения условий, которые имеются при твердении цемента, от встряхивания необходимо отказаться.

Исследования экзотермии цемента марки 000 показали, что за 4 суток выделяется максимум теплоты схватывания и твердения, после чего идет очень медленная экзотермия.

Надо полагать, что в условиях обычного строительства в бетонах высокая температура быстро понижается вследствие хорощего теплообмена. Исходя из этого, можно ограничить время анализа реакционной способности пуццоланических добавок 3-5 сутками, в зависимости от марки и сорта цемента. Исключением должен служить цемент для бетонных массивов, где высокая температура держится долгое время.

Таким образом за 5 суток вместо 28 выявляется почти полная реакционная способность добавок в условиях твердения цемента.

Предмет изобретения.

1. Способ исследования реакционной способности пуццоланических добавок по поглощению СаО из раствора Са(ОН).,, отличающийся тем, что обработку испытуемых добавок раствором Са(ОН),. производят при непрерывно

поддерживаемой концентрации последнего в растворе, соответствующей получаемой концентрации, при схватывании и твердении цементов.

2.Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что обработку испытуемых добавок раствором Са(ОН)2 производят при температу 5е, соответствующей теплотам схватывания и твердения цементов.

3.Прием выполнения способа по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обработку испытуемых добавок раствором Са(ОН), производят в течение времени, соответствующего окончанию процесса выделения максимума теплоты схватывания и твердения цементов.