Валерий Станиславович Лесовик — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительного материаловедения, изделий и конструкций
308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46
Valeriy S. Lesovik — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Building Materials Science, Products and Structures
46 Kostyukov st., Belgorod, 308012
Даниил Александрович Толыпин — аспирант кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций
308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46
Daniil A. Tolypin — postgraduate student of the Department of Building Materials Science, Products and Structures
46 Kostyukov st., Belgorod, 308012
Наталья Максимовна Толыпина — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций
308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46
Natalia M. Tolypina — Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Construction Materials Science, Products and Structures
46 Kostyukov st., Belgorod, 308012
Введение. На практике в качестве показателей эффективности действия добавок-разжижителей используют стандартные технические характеристики (осадка конуса, диаметр расплыва смеси и др.), по которым сложно судить о реологических свойствах цементных систем. Исследование посвящено анализу соотносительности показателей подвижности с реологическими характеристиками и вопросу регулирования реологических показателей цементных смесей с учетом электроповерхностных явлений.
Материалы и методы. Использовали наполнители (кварц, мрамор) с различными электроповерхностными свойствами (Sуд = 300 и 600 м2/кг); вяжущее: ЦЕМ I 42,5 Н ЗАО «Осколцемент»; пластифицирующие добавки: суперпластификатор Полипласт СП-1, гиперпластификатор Sunbo 2021. Реологические характеристики дисперсий определяли на ротационном вискозиметре Rheotest RN 4.1, подвижность — при помощи мини-конуса. Микроанализ поверхности проводили с использованием РЭМ TESCAN MIRA 3 LM. Удельную поверхность определяли на приборе ПСХ-10а, электрокинетический потенциал поверхности частиц — на оборудовании Zetasizer Nano ZS.
Результаты. Показано, что наибольший разжижающий эффект наблюдается в суспензиях, где преобладающий знак заряда поверхности частиц минеральных наполнителей противоположен знаку заряда функциональной группы анионных пластифицирующих добавок, и наоборот. Выявлено, что вид минерального наполнителя сильнее сказывается на показателях подвижности, чем на реологических характеристиках. Установлена взаимосвязь между пластической вязкостью и подвижностью (РК). На основе анализа полученных реологических данных и подвижности выявлены области течения цементных дисперсий.
Выводы. Применение тонкодисперсных порошков положительно влияет на текучесть цементных дисперсий, мраморный наполнитель более эффективен, чем кварцевый. В области умеренного разжижения дисперсий (РК = = 60–170 мм) расплыв конуса аутентичен реологическим показателям, а крайние области плохо идентифицируются. Практическое применение результатов исследований позволит повысить эффективность использования супер- и гиперпластификаторов и упростить оценку реологического режима течения дисперсий.
Introduction. In practice, standard technical characteristics (such as cone slump, mixture spread diameter, etc.) are used as indicators of the efficiency of plasticizing additives. However, these characteristics make it difficult to judge the rheological properties of cement systems. This paper is devoted to analyzing the correlation between mobility indicators and rheological characteristics, as well as the regulation of rheological parameters of cement mixtures considering electro-surface phenomena.
Materials and methods. Fine fillers (quartz, marble) with different electro-surface properties (Ssp = 300 and 600 m2/kg) were used. The binder was CEM I 42.5 N produced by CJSC “Oskoltsement”; chemical additives included the superplasticizer Polyplast SP-1 and the superplasticizer Sunbo 2021. Rheological characteristics of the dispersions were determined using a Rheotest RN 4.1 rotational viscometer, and mobility was assessed with a mini-cone. Surface microanalysis was conducted using a TESCAN MIRA 3 LM scanning electron microscope. Specific surface area was measured with a PSKh-10a device, and the electrokinetic potential of particle surfaces was measured using a Zetasizer Nano ZS.
Results. It was shown that the greatest thinning effect was observed in suspensions where the predominant surface charge of mineral filler particles was opposite to the charge of the functional group of anionic plasticizing additives, and vice versa. It was revealed that the type of mineral filler had a stronger impact on mobility indicators than on rheological characteristics. A correlation between plastic viscosity and mobility (spread diameter) was established. Based on the analysis of the obtained rheological data and mobility, flow regions of cement dispersions were identified.
Conclusions. The use of fine powders positively influences the flowability of cement dispersions, with marble filler being more effective than quartz. In the region of moderate dispersion thinning (spread diameter = 60–170 mm), the cone spread is consistent with the rheological properties of cement systems. Practical application of the research results presented in this paper will enhance the efficiency of superplasticizers and superplasticizers and simplify the assessment of the rheological flow regime of dispersions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.