В керамзитобетон (В7,5) М100 при смешивании в бетономешалке добавлялось 35 кг/м3 мелко измельченного вторичного ПВХ (Sуд = 2000 см2/г) с дибутилфталатом (ДБФ) 70 % ПВХ + 30 % ДБФ (в течении 6 часов предварительной выдержки, переодичеки перемешивая).
ТО (термообработка) 4 ч - выдержка, 3 ч - подъем температуры, 4 - изотермическая выдержка при t = 75 °С, 2 ч - подъем температуры, 2 ч - сухой прогрев при t = 150 °C, снижение температуры по 40 °С в час.
Количество кристаллов гидросиликатов кальция (С-S-Н) характеризующих глубину процесса гидратации прочность и долговечность, в бетоне на карбонатном песке без ПВХ в 2,2 раза больше чем на кварцевом. Под действием добавок ПВХ в процессе ТО возникает в 1,4 раза больше кристаллов С-S-Н в бетоне на карбонатном песке по сравнению с контрольным.
В керамзитобетоне на карбонатном песке меньше доля крупных мезопор, чем на кварцевом, как в контрольных образцах, так и в образцах с добавкой. В контрольных образцах в случае у карбонатного песка доля крупных мезопор dn = 24-234 нм составляет 16 %, а кварцевого песка - 30 %; в образцах с добавкой - карбонатного песка она равна 25 %, а кварцевого песка 67 %.
Добавка ПВХ+ДБФ в сочетании с карбонатным песком создает в керамзитобетоне более плотный или менее пористый (на уровне мезопор) цементный камень, чем в сочетании с кварцевым песком, подобно тому, как в керамзитобетоне цементный камень на карбонатном песке без добавки более плотный (менее мезопористый), чем на кварцевом песке.
|
№ п/п |
Вид бетона, марка (класс) по прочности на сжатие |
Плотность, кг/м3 |
Водопоглащение, % |
Водостойкость |
Водопроницаемость |
Морозостойкость |
|
1. |
Керамзитобетон, М100 (В7,5) контрольный |
1220 |
9,1 |
1,1 |
6 |
100 |
|
2. |
Керамзитобетон с ПВХ, М150 (В12,5) модифицированный |
1380 |
6,3 |
1,0 |
10 |
150 |
Интегральный объем мезопор в керамзитобетоне на карбонатном песке с ПВХ в 2,7 раза меньше, чем на кварцевом. Можно прогнозировать меньшую влажность и пониженную теплопроводность модифицированного бетона на карбонильном песке.
В контрольных составах (без добавки) большей плотностью и компактностью характеризуются цементный камень на карбонатном пecкe. Его интегральная макропористость в 2 раза меньше, чем в образце на кварцевом песке, преобладают более мелкие макропоры, меньше пор более 1 нм, перегородки цементного камня между порами шире и прочнее.
В цементном камне бетона на карбонатном песке присутствует в значительном количестве тонкодисперсная фракция от карбонатного песка, которая, очевидно, выполняет роль уплотнителя.
Примерно одинаковая прочность образцов керамзитобетона на кварцевом и карбонатном песках (Rсж - 9,0 и 8,5 МПа) при разных значениях Ип (35,0 и 14,5 %) может быть обусловлена в первом случае за счет большей прочности кварцевого песка по сравнению с карбонатным, а во втором за счет более плотного и, вероятно, прочного цементного камня.
Введение модифицирующей добавки ПВХ в керамзитобетон (как на кварцевом, так и карбонатном песках) приводит к значительному уменьшению интегральной макропористости, уплотнению цементного камня за счет кольматации макропор, в основном размером 100 мкм, перераспределению диффузной пористости в область пор Æ 100-150 мкм. Наиболее ярко это выражено в керамзитобетоне на кварцевом песке.
Ип образцов на кварцевом песке с добавкой ПВХ стала равна 3,6 % вместо 35 % в контрольном образце. У образцов на карбонатном песке с добавкой полимера Ип составляет 4,3 %, вместо 14,5 % в контрольном образце.
Микроскопический анализ контрольных и модифицированных бетонных образцов показал, что упрочнение керамзитобетона от введения добавки достигается посредством уплотняющего эффекта композиции «ПВХ + ДБФ» и характером образований ПВХ в структуре бетона во время термообработки. Перемещаясь «вытекая» из пор в более мелкие поры за счет температурных градиентов, сорбционных сил и капиллярного давления частицы полимера принимают различные объемные формы в основном нитевидного характера и являются дисперсно-армирующим компонентом цементно-песчаной матрицы, а также упрочняют контактную зону, проникая внутрь открытых пор зерен керамзита.