View
241
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
2012 Holcim (Rus) OAO
Ускорение
кинетики
твердениярастворов
и
мелкозернистых
бетонов
на
основе
белого
цемента
© 2012 Holcim Ltd
Возможные
направления
подбора
добавок-ускорителей твердения
растворов
и
мелкозернистых
бетонов
2
© 2012 Holcim Ltd
Выбор
системы
для
подбора
добавок-ускорителей твердения
3
•
Вяжущее:
белый
цемент, глиноземистый
цемент, гипс, известь…
•
Заполнитель/ наполнитель: кварцевый
песок, известняк, мел, доломит, керамзит, перлит, каолин, микрокремнезем…
•
Химические
добавки: пластификаторы, водоудерживающие, полимеры, воздухововлекающие, регуляторы
схватывания, ускорители, загустители, гидрофобизаторы…
•
Вяжущее:
белый
цемент
•
Заполнитель: кварцевый
песок
•
Химические
добавки: ускорители, пластификаторы, комплексы…
•
Простая/ базовая
растворная
система, которая
может
служить
основой
для
разработки
рецептур•
Нет
дополнительных
факторов, влияющих
на
гидратацию
цемента
© 2012 Holcim Ltd
Опыт
Holcim (Rus) CM по
ускорению
кинетики
твердения мелкозернистого
бетона
на
основе
белого
цемента
4
Почему
возникла
потребность
повысить
прочность мелкозернистого
бетона
в
ранние
сроки
твердения?
• Снижение
себестоимости
готовой
продукции
за
счет
уменьшения
расхода
белого
цемента•
Сокращение
продолжительности
производственного
цикла
за
счет
оборачиваемости
форм
Расход
-
18% Прочность
+ 45%
© 2012 Holcim Ltd
Этап
I –
Сравнительный
анализ
базовых
составов
+ введение
ГЦ
5
•
Провести
сравнительные
испытания
контрольного
состава и
базового
состава
с
пониженным
расходом
цемента
•
Ввести
в
базовый
состав
1.5% ГЦ
от
веса
цемента
с
целью ускорения
кинетики
твердения
в
ранние
сроки
(12-24 ч)
© 2012 Holcim Ltd
Этап
I –
Состав
исследуемых
растворов
[кг/м3]
8
No В/Ц Вода
[л]
Белый
цемент
[кг]
Глино-
земистый
цемент
[кг]
Пигмент
[кг]
СПЛ
FT30LV [л]
Песок
[кг]
Контрольный 0.52 224 435 - 26 2.6 1533
Базовый 0.65 237 369 - 22 2.2 1560
1.5% ГЦ 0.65 236 368 5.5 22 2.2 1557
© 2012 Holcim Ltd
Этап
I –
Результаты
определения
прочности
при
изгибе [МПа]
12
1.9
1.3 1.2
4.2
3.6
3.2
7.3
6.1
7.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Контрольный Базовый 1.5% ГЦ
12 ч 24 ч 28 сут
-32%
-14%
-16%
-37%
-24%
-3%
© 2012 Holcim Ltd
Этап
I –
Результаты
определения
прочности
при
сжатии [МПа]
13
6.7
4.0 3.6
19.7
13.6 13.3
48.1
32.734.9
0
10
20
30
40
50
60
Контрольный Базовый 1.5% ГЦ
12 ч 24 ч 28 сут
-40%
-31%
-32%
-46%
-32%
-27%
© 2012 Holcim Ltd
Выводы
по
этапу
I – Сравнительный
анализ
базовых составов
+ результаты
введения
ГЦ
14
•
Базовый
состав
с
пониженным
расходом
цемента предсказуемо
продемонстрировал
более
низкие
прочностные
показатели
по
сравнению
с
контрольным•
Сокращение
расхода
цемента
приводит
к
увеличению
В/Ц
с
0.52 до
0.65, что
отрицательно
сказывается
на прочностных
показателях
•
Введение
1.5% ГЦ
без
активатора
твердения
Li2
CO3
отрицательно
сказывается
на
прочностных
показателях
© 2012 Holcim Ltd 15
Состав
химических
добавок, выбранных
для проведения
испытаний
Производитель
добавки
Название
добавки Функционал
Вводимая
концентрация
[% от
веса
цемента
по
товарному
веществу]
Химическая
основаЦена
добавки
[руб/т]
White Hills WH Пластификатор 0.5 НСФ
+ ЭПК 24’000
Rhein Chemotechnik FT 30 LV Пластификатор 0.5 НСФ
+ ЭПК 24’000
BASF Glenium ACE 430 Пластификатор 0.3 и
0.6 ЭПК 125’000
Полипласт Реламикс
Тип
2 Комплексная 2.0 НСФ, тиосульфат
и
роданит
натрия 65’000
Полипласт Реламикс
ПК Комплексная 1.25 ЭПК, тиосульфат
и
роданит
натрия 60’000
MC Bauchemie Rapid 675 Ускоритель 2.0 Неорганические
соли 32’000
Sika Rapid 21 Ускоритель 2.0 и
4.0 Неорганические
соли Пилот
Жидкое
стекло Ускоритель 5.0 Силикат
натрия 26’500
BASF X-Seed 100 Модификатор 0.3 Центры
кристаллизации 86’000
Номитек
Kemira ALG Ускоритель-
модификатор 1.0 Сульфат
алюминия 5’700
Аэромикс Аэромикс-М Модификатор 2.5 Механоактивированный
песок, НСФ, метакаолин 20’000
© 2012 Holcim Ltd 16
Этап
II –
Проведение
испытаний
набора
химических добавок
Испытать
химические
добавки
и
их
комбинации:•
Суперпластификаторы
FT 30 LV (0.5%), WH (0.5%) и
Glenium
ACE 430 (0.3%)•
Ускорители
Rapid 675, Реламикс
Тип
2 и
Реламикс
ПК
• Модификатор
X-Seed 100
Первая
часть
испытаний
химических
добавок проводилась
на
Песке
1, предоставленном
клиентом
(используется
в
производстве)
© 2012 Holcim Ltd
Этап
II –
Состав
исследуемых
растворов
[кг/замес]
17
Добавка В/Ц Вода
[л]
Белый
цемент
[кг]
Пигмент
[кг]
Химическая
добавка[л]
Песок
1
[кг]
FT 30 LV 0.68 34.0 50 3 0.3 216
FT 30 LV + Rapid 675 0.65 32.5 50 3 0.3 + 0.62 216
WH 0.65 32.5 50 3 0.22 216
WH + Rapid 675 0.63 31.5 50 3 0.22 + 0.62 216
Glenium ACE 430 0.73 36.3 50 3 0.14 216
Glenium ACE 430 + X-Seed 100 0.66 32.8 50 3 0.14 + 0.13 216
Реламикс
Тип
2 0.65 32.5 50 3 0.82 216
Реламикс
ПК 0.66 32.9 50 3 0.53 216
© 2012 Holcim Ltd
2.02.8
2.23.0
2.5 2.41.3
2.5
6.4
8.0
6.6
9.6
6.37.0
4.1
6.9
0.68
0.65
0.650.63
0.73
0.66 0.65 0.66
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0
2
4
6
8
10
12
FT 30 LV FT 30 LV + Rapid675
WH WH + Rapid 675 Glenium ACE 430(0,3%)
Glenium ACE 430(0,3%) + X‐Seed 100
Relamix Type 2 Relamix PK
Прочность при изгибе [МПа] Прочность при сжатии [МПа] В/Ц
Этап
II –
Результаты
определения
прочности
при
изгибе и
сжатии
через
12 ч
твердения
-9%
+27%
-3%
+21%
+36%
+46%
+14%
-5%
+9%
+6%
-41%
-38%
+14%
+5%
© 2012 Holcim Ltd 19
Выводы
по
этапу
II
–
Результаты
введения
химических добавок
Суперпластификатор
WH немного
более
эффективен
по сравнению
с
FT 30 LV
Введение
Rapid 675
в
количестве
2% способствует
увеличению прочности
при
изгибе
и
сжатии
на
27% и
21% соответственно
на
составе
с
FT 30 LV;
на
составе
с
WH
прирост
прочности составляет
36% и
46% соответственно
Glenium
АСЕ
430 в
количестве
0.3% демонстрирует
результаты, сопоставимые
с
FT 30 LV
Дополнительное
введение
0.3% X-Seed приводит
к
увеличению прочности
при
сжатии
на
6%
Реламикс
Тип
2 в
количестве
2% демонстрирует
наихудшие результаты, приводя
к
снижению
прочности
в
среднем
на
40%
Реламикс
ПК
в
количестве1.25% приводит
к
увеличению
прочности при
сжатии
и
изгибе
на
14% и
5% соответственно
© 2012 Holcim Ltd 20
Этап
III –
Корректировка
и
испытание
дополнительных химических
добавок
Испытать
дополнительные
потенциальные
варианты:•
Увеличить
дозировку
Glenium
ACE 430 с
0.3%
до
0.6%
• Испытать
ускоритель
Rapid 21 с
дозировкой
2% и
4%
• Испытать
ускоритель
ALG
• Испытать
модификатор
Aeromix-M
• Испытать
жидкое
стекло
Вторая
часть
испытаний
химических
добавок проводилась
на
Песке
2, обладающем
большей
водопотребностью
(предоставлен
клиентом, используется
в
производстве)
© 2012 Holcim Ltd
Этап
III –
Состав
исследуемых
растворов
[кг/замес]
21
Добавка В/Ц Вода
[л]
Белый
цемент
[кг]
Пигмент
[кг]
Химическая
добавка[л]
Песок
2 [кг]
WH 0.70 35.0 50 3 0.22 216
Glenium ACE 430 (0.6%) 0.62 30.9 50 3 0.3 216
WH + Rapid 675 0.68 34.0 50 3 0.22 + 0.62 216
WH + Rapid 21 (2%) 0.68 34.1 50 3 0.22 + 0.82 216
WH + Rapid 21 (4%) 0.66 33.0 50 3 0.22 + 1.64 216
WH + Aeromix-M 0.72 36.0 50 3 0.22 + 2.5 (сухой) 216
WH + ALG 0.74 37.2 50 3 0.22 + 1.0 (сухой) 216
WH + Жидкое
стекло
(5%) 0.76 38.1 50 3 0.22 + 1.83 216
© 2012 Holcim Ltd
2.0
2.8
2.2
3.0
2.5 2.4
1.3
2.5
1.5
1.1
2.0
1.7
2.1
1.11.4
1.6
0.68
0.65
0.650.63
0.73
0.66 0.65 0.66
0.70
0.62
0.68 0.680.66
0.720.74
0.76
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Прочность при изгибе [МПа] В/Ц
22
Этапы
II и
III –
Результаты
испытаний
прочности
при изгибе
через
12 ч
твердения
Песок
1 Песок
2
+27%
-9%
+36%
+14%+9%
-41%
+14%
-27%
+33%
+13%
+40%
-27%
-7%+7%
© 2012 Holcim Ltd
6.4
8.0
6.6
9.6
6.37.0
4.1
6.9
4.02.9
5.34.4
5.4
2.63.6
4.3
0.680.65 0.65
0.63
0.73
0.66 0.65 0.66
0.70
0.62
0.68 0.680.66
0.720.74
0.76
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
Прочность при сжатии [МПа] В/Ц
23
Этапы
II и
III
–
Результаты
испытаний
прочности
при сжатии
через
12 ч
твердения
Песок
1 Песок
2
-3%
+21%
+46%
-5%
+6%
-38%
+5%
-28%
+32%
+10%
+35%
-35%
-10%
+8%
© 2012 Holcim Ltd 24
Выводы
по
этапу
III
–
Корректировка
и
испытание дополнительных
химических
добавок
Составы
с
Rapid 675
продемонстрировали
самые
лучшие рабочие
свойства
–
прирост
прочности
при
изгибе
на
36%, при
сжатии
–
на
46%
Rapid 21
демонстрирует
сравнимые
результаты, но
расход добавки
слишком
большой
(4%), что
делает
раствор
неэкономичным
Состав
Rapid 21
сопоставим
по
показателям
с
составом
на жидком
стекле: прирост
прочности
при
изгибе
и
сжатии
около
10%
Составы
с
Glenium ACE 430 имеют
самые
низкие
результаты
– сброс
прочности
при
изгибе
и
сжатии
на
26%, при
этом
наблюдается
сильное
водоотделение
Aeromix-M приводит
к
спаду
прочности
при
сжатии
на
35%, при изгибе
–
на
27%, ALG
приводит
к
снижению
прочностных
показателей
на
10% и
7% соответственно
© 2012 Holcim Ltd
Выводы
по
работе
–
Подбор
эффективной
добавки- ускорителя
твердения
для
раствора
на
белом
цементе
25
На
основании
достигнутых
результатов
лабораторных
испытаний Rapid 675 (MC Bauchemie)
был
выбран
в
качестве
наиболее
эффективного
ускорителя
твердения:
Расход
добавки
2% от
веса
цемента
Прирост
прочности
в
возрасте12 ч:
изгиб
+ 45%, сжатие
+ 35%
Не
влияет
на
схохраняемость
подвижности
Не
влияет
на
цвет
конечного
продукта
Не
обладает
сильным
запахом
Нет
необходимости
менять
поставщика
добавок
© 2012 Holcim Ltd
Расчет
выгоды, созданной
для
конечного
потребителя
26
•
Годовое
потребление
белого
цемента
6’000 [т]•
Экономия
на
расходе
цемента
80 [кг/м3]
•
Сокращение
затрат
на
цемент
495
[руб/м3]•
Расход
добавки
7 [кг/м3]
•
Затраты
на
добавку
225 [руб/м3]•
Выгода
на
1 м3
бетона
270 [руб/м3]
•
Выгода
на
1 т
цемента
760 [руб/т]•
Годовая
выгода
4’560’000 [руб/год]
© 2012 Holcim Ltd
Продолжение
проекта
Холсим
(Рус) СМ
по
подбору добавок-ускорителей
твердения
27
Комплексная
система
оценки
эффективности
(CPTS)
Recommended