Осмелюсь продолжить...
| Цитата |
|---|
Morfeus пишет:
| Цитата |
|---|
olvik пишет:
Что он дает в ТМЦ? Во-первых, повышает концентрацию твердой фазы в единице объема, что снизит ранг пористости и увеличит плотность цементной матрицы. |
Повысит концентрацию только при определенном соотношении размеров зерен фракций..
При указанных Вами соотношениях 1/10 - весьма сомнительно.. |
В примере 2 не тот же песок, что в примере 1, точнее, не указывалось соотношение 1/10. Тем не менее, все должно зависеть не только от указанного соотношения, но и от содержания дисперсного песка (того, что по левую сторону) по отношению к цементу в ТМЦ. Если его содержание относительно невелико, он легко должен уместиться между цементными зернами. А вот с увеличением его содержания наступит такой момент, когда окружающие цементные зерна начнут раздвигаться, и концентрация твердой фазы в единице объема перестанет нарастать. Тоже касается размещения частиц цемента в массе тонкого песка (того, что по правую сторону).
Правда следует сделать ещё некоторое уточнение. При 1/10 велика вероятность наложения диапазонов фракционных составов всех трех компонентов рассматриваемого ТМЦ: дисперсного песка (ДП), цемента (Ц) и тонкого песка (ТП), потому как в них самих разница между минимальным и максимальным размером диаметров частиц может отличаться на два порядка. Например, цемент, несмотря на то, что он молотый и одномодальный, «расползается» своим дисперсным составом в интервале от 1 до 100 мкм (100 раз). Это может привести к вытеснению одноразмерных частиц и «конкурированию» за топологическое пространство. Тогда концентрация твердой фазы может особо не измениться.
Т.е., для того чтобы примерно оценить изменение концентрации твердой фазы, следует обращать внимание на широту каждого диапазона всех трех компонентов. Очевидно, чем она меньше, тем плотнее в матрице упакуются частицы. При этом соотношение средних диаметров частиц отдельных диапазонов не всегда информативно, потому как при одном и том же среднем диаметре диапазон дисперсного состава может быть и пологим и относительно узким. Поэтому при соотношении 1/10 всё может быть и так и эдак в зависимости от конкретного случае и примера.
Тем не менее, чтобы определить подход к проектированию состава тонкомолотых продуктов, рассмотрим случай для вышеуказанного ТМЦ-50, и оценим до какого предела может повыситься концентрация твердой фазы, после которого произойдет раздвижка окружающих зерен.
Допустим, мы получили такой дисперсный состав ТМЦ, при котором соотношение средних размеров диаметров частиц отличается в 10 раз, т.е. ДП:Ц:ТП=1:10:100 мкм. Пусть массовое соотношение этих компонентов в ТМЦ получено следующим 10:50:40 %. Думаю, оно (или близкое к этому) будет наиболее удачным и к нему необходимо стремиться, потому что ДП будет отвечать за пуццолановый характер твердения и его много не потребуется (ещё лучше скорректировать исходя из выделяемой из гидратирующегося цемента извести по хим. реакциям), Ц имеет относительно средний размер частиц, что снизит опасность, возникающей, например, при переизмельчении, а ТП не даст слишком возрасти водопотребности и к тому же послужит в качестве инертного «разбавителя-удешевителя» вяжущего.
Примем, что ТМЦ, затворенный водой с В/Т=0,2, имеет плотность 2160 кг/м3. Тогда, зная массовое соотношение, расход каждого компонента будет следующий: ДП=180 кг, Ц=900 кг, ТП=720 кг плюс вода=360 кг. При плотности цемента и песка, соответственно, 3 и 2,65 г/см3, объемы будут следующие 68, 300 и 272 л. В сумме с водой 1000 л.
Итак, рассмотрим первоначально кубическую ячейку с плотно прилегающими зернами ТП. По её углам будет расположено по 1/8 зерна ТП с размером dтп/2=100/2=50 мкм. Длина ребра ячейки будет равна двум диаметрам, т.е. 100 мкм. Минимальное расстояние, свыше которого зерна будут раздвигаться внутренним матричным материалом, будет располагаться по диагонали, идущей между противоположными углами ячейки, и будет равно пустому промежутку между зернами. Простые геометрические подсчеты дают расстояние Х=0,41d=41 мкм. Т.е. уместится между зернами ТП четыре частицы цемента диаметром 10 мкм.
Далее оценим, какой объем Ц потребуется для заполнения пустоты между зернами ТП и проверим насколько он раздвигает или нет эти зерна. Объем ячейки Vя= 100^3=10х10^5 мкм^3. Объем зерен ТП в ячейки равен восьми осьмушкам, т.е. будет равно одному целому зерну и Vтп=(пd^3)/6=5,2х10^5 мкм^3. Следовательно, объем пустоты Vп=(10-5,2)х10^5 мкм^3 = 4,8х10^5 мкм^3. Составляя пропорцию к общему объему ТП (272 л), приходящегося на 1000 л, получим, что общий объем пустот составит 251 л. Т.к. объем Ц (300 л) превышает эту величину на 49 л, делаем вывод, что он не умещается между зернами ТП и, соответственно, их раздвигает.
Идем дальше. Рассмотрим элементарную кубическую ячейку, по углам которой расположено, раздвинутых на расстояние Х, по 1/8 зерна ТП с размером dтп/2=100/2=50 мкм, а её межзерновое пространство также заполнено цементными частицами. Требуется найти это минимальное расстояние Х, при котором уместится максимальное количество цементных частиц между зернами ТП, тем самым определиться насколько может повышаться раздвижка сверх предела концентрации твердой фазы. Очевидно, что это минимальное расстояние между зернами ТП будет находиться на ребре элементарной ячейки. Для его вычисления можно воспользоваться формулой Калашникова Х=0,806∙dтп∙(корень^3 из 1/С) - dтп, где Х – искомое минимальное расстояние, С – объемная концентрация ТП, определяемая отношением Vтп/1000. Она будет 272/1000=0,272. Тогда Х=24 мкм. В этом расстоянии может уместиться 2 частицы цемента со средним размером диаметра 10 мкм.
Таким образом, до объема 251 л Ц уплотняет межзерновое пространство более крупных зерен ТП, а сверх этого значения раздвигает.
Таким же образом можно рассчитать размещение ДП в межзерновом пространстве Ц. Получиться, что объем пустот Ц составит 273 л, а объем ДП равен 68 л. Следовательно, второй полностью уместиться в первом.
Представленный примитивный расчет может быть с успехом использован и для других тонкомолотых продуктов со сколь угодным количеством компонентов и их известным соотношением. Это всё к ответу на вопрос уважаемого Zermahlen о том, какую же фракцию "ПОЛЕЗНО ЗАМЕНИТЬ" мельче 10мкм или нет. Лучше все рассчитать, типа того, как я привел плюс с поправками уважаемого Morfeusа.
Следует оговориться с допущениями, принятыми в расчете.
1. Все частицы приняты шарообразными и не учтены разнообразная форма и возможная анизотропность.
2. Принят узкий гранулометрический состав с соответствующим средним размером (1, 10 или 100 мкм);
3. Исключено наличие жидкой фазы в затворенном ТМЦ;
4. Не взято во внимание увеличение диаметра, особенно мелких частиц, за счет адсорбционной воды, которая составляет 0,1-0,5 мкм. По Ахвердову, например, 0,15 мкм.
5. Не учтено воздухововлечение.
Добавим, что не всегда следует лишь уплотнять мелкими частицами межзерновое пространство крупных зерен. В ряде случаев, необходимо из мелких частиц создать тонкодисперсную реологическую прослойку, снижающую трение между зернами и изменяющую водопотребность, типа того, что предусматривается при проектировании составов порошковых бетонных смесей. Но это уже необходимо проектировать в смеси с ПАВами.
| Цитата |
|---|
Morfeus пишет:
| Цитата |
|---|
olvik пишет:
.Во-вторых, обеспечиться улучшенный характер твердения, потому как содержание активной цементной составляющей в удаленном песке минимально и её растворение и массоперенос будет протекать интенсивней. В-третьих, в смеси с суперпластификаторами, вводимыми при производстве бетонов на ТМЦ, можно ожидать хорошей реологической способности. |
То же самое, все это верно только при других соотношения размеров зерен фракций.. |
С реологической т.з согласен! Про характер твердения осмелюсь утверждать, что соотношение размеров фракций не является определяющим, если мы не рассматриваем случай смешения крупного гравия с цементом. Здесь растворяющемуся цементному веществу просто некуда мигрировать. А в цементных системах, наполненных минеральными добавками, движение гидравлического вещества идет от более концентрированной области (вблизи поверхности частиц цемента) к менее концентрированной – место наиболее удаленное от соседних частиц цемента. От того-то степень гидратации чисто клинкерных цементов, где гидравлическому веществу распространяться некуда, ниже, чем у наполненных минеральными добавками. С оговорками эти тезисы справедливы для цементов с активными минеральными добавками, которые сами способны растворяться и формировать гидравлическое вещество. Думаю, так.
| Цитата |
|---|
Morfeus пишет:
| Цитата |
|---|
olvik пишет:
..Если подходить по «правильному», то необходимо ранжировать все используемые тонкомолотые продукты по гидравлической и пуццолановой активности, дабы был разносторонний подход к улучшению свойств бетонов. |
Вот это - в самую точку..
При определенном гранулометрическом составе и определенном минеральном составе можно получить снижение водопотребности смеси и одновременном ее улучшении реологии, а в некоторых случаях можно получить несколько пиков водопотребности разнесенных по времени и естественно - ухудшении реологии - резком возрастании жесткости смеси.. |
Поясните, плз, тезис "...можно получить несколько пиков водопотребности разнесенных по времени...". Оценивали кинетику уменьшения изначально добавленной воды затворения или как-то по-иному?
| Цитата |
|---|
Morfeus пишет:
| Цитата |
|---|
olvik пишет:
..
Инертные материалы (такие как песок и др.), не обладающие реакционно-химической способностью,
фактически будут топологической «подстройкой» к составам цементным композиций. |
Ну почему ".. не обладающие ..",
я бы не был так категоричен - диоксид кремния с размерами меньше микрона - весьма способен к химическим реакциям..
Аксакалы - не дадут соврать.. |
Да, конечно, спору нет. Привык, что "мельники" не любят молоть песок свыше 6000 см2/г, а менее этого значения он фактически инертен. Поэтому не уточнил.
В заключение прошу, плз, не бить будущего робкого аспиранта слишком сильно! Эта лишь попытка выстроить некоторый алгоритм «мельникам» для того, чтобы знать, какими должны быть тонкомолотые продукты (точнее, их дисперсные составы) и каким целям они обязаны отвечать! В конце концов я только учусь! С уважением, olvik.
, у нас стоит в округе 3 мельницы, по производству, с учётом ЕС вливаний на строительство дорог и производством разного рода смесей под дороги и производство асфальта, мельницы работают круглосуточно, я много что пробовал и тем не менее это дорого. Почему ответ прост как верно говорит Максим Векслер, ТехПрибор, это слишком дорогое удовольствие содержание такого рода оборудования, даже если используют осадочные мягкие породы, или мелкодисперсные вещества сплошной среды. Отсюда и цена :? Поэтому время на такого рода гоморой я пока оставил на года когда будет свободное время.
и специалисты у нас тоже есть.