Модифицированные ТМ.

Цель модификации ТМ — приведение в соответствие свойств базовых ТЦ и приготовляемых из них растворов с условиями применения. Это касается, прежде всего регулирования плотности ТР, а также скорости схватывания и твердения, реоло­гических свойств.

Модифицировать можно на стадии производства ТЦ путем введения твердых порошкообразных доба­вок, введением диспергируемых (в том числе чаще всего растворяемых) в жидкости затворения реагентов, путем аэрирова­ния раствора и т. д. Некоторые коррозионностойкие, термостой­кие и расширяющиеся ТЦ, по существу, являются модифицированными. Однако они включены в раздел базовых, так как могут подвергаться модификации. Рассмотрим это.

ТР представляют собой многокомпонент­ные системы, плотность (объемная масса) которых зависит от плотности входящих в них компонентов и объемного (или мас­сового) их соотношения. Уменьшить плотность ТР можно увеличением содержания жидкости затворе­ния по отношению к твердым фазам, если жидкость затворения имеет меньшую плотность, или путем замены:

· части или всей жидкости затворения жидкостью меньшей плотности;

· всего или части вяжущего вещества вяжущим веществом меньшей, плотности;

· всей или части добавки добавкой меньшей плотности;

· части вяжущего вещества специальной добавкой, обладаю­щей меньшей по сравнению с ним плотностью;

· части объема твердых и (или) жидких фаз газообразной фазой.

Выбор того или иного способа снижения плотности опреде­ляется условиями применения, технологическими возможно­стями, экономической целесообразностью. При использовании ТМ на основе минеральных вяжущих ве­ществ возможности регулирования плотности выбором их вида ограничены, если ориентироваться только на величину их плотности.

Допустим, необходимо снизить плотность ТР на основе портландцемента с 1830 кг/м³ при В/Ц – 0, 5 до 1500 кг/м³. Этого можно добиться путем замены или 90 % ПЦ клинкера самой легкой из минеральных добавок — пылевидной золой, или 46 % клинкера порошкооб­разным каменным углем — самой доступной из органических добавок, или введением 20 % газовой фазы к первоначальному объему раствора, или увеличением водосодержания до В/Ц= 1, 05.

Гельцементные растворыотносятся к облегченным ТР.Это растворы, содержащие в качестве облегчающей добавки высококоллоидальные, главным образом монтмориллонитовые (бентонитовые) глины. Эти глины имеют плотность 2300—2600 кг/м³ и вводятся обычно в количестве до 20 % от массы твердой фазы. Поэтому снижение плотности за счет введения менее плотного компонента твердой фазы неве­лико и достигается в основном за счет значительного увеличе­ния водосодержания гельцементных растворов по сравнению с обычными. Добавка к ТЦ 5—6 % высококачественного бентонита позволяет приготовить седиментационноустойчивые растворы с В/Т = 0, 7 – 0, 75, имеющие плотность 1600—1700 кг/м³. Введение 20—25% бентонита позволяет при­менять В/Т= 1, 3 – 1, 5 и получать плотность растворов 1300— 1400 кг/м³.

Седиментационная устойчивость сильно разбавленных гельцементных растворов обусловлена высокой дисперсностью час­тиц монтмориллонита в воде особыми свойствами их поверхности и формой (высокой анизометричностью), что в совокупности обеспечивает высокую структуро­образующую способность. Хорошо диспергированный бентонит образует в цементном растворе самостоятельную коагуляционную структуру, в которой взвешены частицы цемента. Впослед­ствии эта структура разрушается в результате коагулирующего действия иона кальция и заменяется структурой твердеющего цементного камня.

При водосодержании гельцементных растворов, обеспечива­ющем консистенцию раствора, равную обычному ТПЦ при В/Ц = 0, 4 – 0, 5, начальная скорость водоотдачи оказывается в несколько раз ниже. Добавка бенто­нита в значительно большей степени повышает сопротивление фильтрации, чем эффективную вязкость, что может быть объяснено ярко выраженной тиксотропией коагуляционных струк­тур монтмориллонита.

Гельцементные растворы пониженной плотности можно при­готовлять тремя способами: затворением на воде сухой смеси цемента и глинопорошка, затворением цемента на заранее при­готовленной и необходимое время выдержанной глинистой суспензии (глинистом растворе) и смешиванием глинистого и цементного растворов. При втором и третьем способах для до­стижения равной седиментационной устойчивости достаточно в 2—3 раза меньшего количества добавки.