Введение к работе
Актуальность. В Чеченской Республике накоплен огромный объем промышленных отходов техногенной деятельности Их утилизация может внести весомый вклад в дело восстановления Чеченской Республики и охраны окружающей среды В Республике с 1929 года до последних лет функционировали ТЭЦ. За долгие годы их эксплуатации накоплены сотни-тысяч тонн золошлаковых отходов, занимающих значительные территории, мощность которых местами достигает 10-ти метров. Эти отходы могут быть с успехом использованы в мелкозернистых бетонах Однако широкомасштабное применение мелкозернистых бетонов сдерживает ряд существенных недостатков повышенный расход цемента, отсутствие жесткого каркаса, повышенная пористость, усадочные явления, ползучесть и др
Известны способы совершенствования технологии производства мелкозернистых бетонов, основу которых составляет активация цемента при сухом или мокром домоле, введение активаторов и других химических добавок, разно-частотное виброуплотнение жестких и особожестких бетонных смесей. Но недостатки, присущие мелкозернистым бетонам, столь существенны, что масштаб их применения в общем объеме производства бетона остается небольшим.
Поэтому проблема повышения эффективности мелкозернистых бетонов на основе золошлаковых смесей, подвергнутых механохимической активации совместно с добавками поверхностно-активных веществ является наиболее актуальной
Работа выполнена в соответствии с государственной целевой программой «Восстановление экономики и социальной сферы Чеченской республики на 2002 и последующие годы»
Цель работы. Повышение эффективности мелкозернистых бетонов различного назначения с использованием техногенного сырья
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи
- обоснование получения эффективных мелкозернистых бетонов для монолитного строительства путем исполь-
зования в качестве наполнителей золошлаковых смесей, подвергаемых механохимической активации,
оптимизация режимов механохимической активации золошлаковых смесей,
разработка оптимальных составов мелкозернистых бетонов с органоминеральной добавкой,
определение свойств мелкозернистых бетонов с орга-номинеральными добавками от основных факторов;
разработка рекомендаций по производству эффективных мелкозернистых бетонов с органоминеральной добавкой.
Научная новизна. Разработаны положения о повышении эффективности мелкозернистых бетонов для монолитного строительства путем использования органоминеральной добавки, получаемой механохимической активацией золош-лаковой смеси с суперпластификатором С-3, способствующей существенному снижению расхода цемента за счет сокращения капиллярной пористости, образованию стабильных низкоосновных гидросиликатов кальция и улучшению контактной зоны между цементным камнем и заполнителем
Показано, что пористость цементного камня на основе ВНВ-50 в 2 раза ниже, чем - на основе портландцемента Количество капиллярных пор с радиусом более 1 мкм снижается в 6-7 раза, а с радиусом 1,0-0,1 мкм - на порядок
Установлено, что период формирования структуры мелкозернистых бетонов с органоминеральной добавкой увеличивается на 3,0-3,5 ч, что необходимо учитывать при проектировании сроков бетонирования и при назначении режимов тепловлажностной обработки несущих конструкций в процессе монолитного бетонирования.
Установлены зависимости кубиковой и призменной прочности, капиллярного всасывания, нижней и верхней точек параметров микротрещинообразования, коэффициента интенсивности напряжений, продольных и поперечных деформаций, статического и динамического модулей упругости, усадочных деформаций, дилатометрического эффекта мелкозернистых бетонов с использованием органоминеральной добавки от состава и структурных показателей бетона
(водоцементного отношения, средней плотности, величины и характера пор).
Практическое значение работы. Разработана технология производства органоминеральной добавки, получаемой путем совместного помола золошлаковой смеси с суперпластифицирующей добавкой в количестве 0,7-1,0 % от массы золошлаковой смеси до удельной поверхности 300-500 м2/кг
Разработана технология производства мелкозернистых бетонов на основе портландцемента и органоминеральной добавки
Получены мелкозернистые бетоны с органоминеральной добавкой с прочностью до 40 МПа, морозостойкостью 100-150 циклов, с пониженной усадкой и повышенной тре-щиностойкостью
Внедрение результатов исследований. Результаты разработок и исследований нашли отражение в Технических условиях на мелкозернистый бетон на золошлаковых смесях, а также в рекомендациях по технологии приготовления и укладке мелкозернистых бетонных смесей на основе портландцемента и органоминеральной добавки для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций
Разработанные нормативные документы были внедрены в условиях производства строительно-восстановительных работ ГУП «Стройинвестиции ПЧР» и ООО «Авангард» ( г Грозный, Чеченская Республика)
Экономический эффект от внедрения разработок достигнут за счет значительного снижения расхода цемента путем замены его активированным наполнителем и составляет 900-1200 рублей на 1м3 бетона
Апробация работы. Основные результаты, полученные в диссертации, были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (г. Грозный, ЧГУ, 2007 г) и на Всероссийской научно-практической конференции «Наука, образование и производство», посвященное 95-годовщине академика М Д Миллионщикова (г Грозный, ГГНИ, 29 фев-раля-01 марта 2008 г)
Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в семи научных публикациях, в том числе в двух статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, включающего 24 таблицы, 36 рисунков, список литературы из 173 наименований и 5 приложений. На защиту выносятся:
