Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время для устройства защиты подземных частей зданий и сооружений широкое распространение получили гидроизоляционные обмазочные материалы на минеральной основе. Однако обмазочные составы отечественного производства обладают рядом недостатков: низкой водонепроницаемостью при действии подземных напорных вод; недостаточной адгезией для применения при негативном давлении воды; невысокой коррозионной стойкостью, вследствие чего их применение ограничено в условиях агрессивных сред. Составы обмазочных смесей зарубежного производства известны не в полной мере, кроме того, они значительно превосходят в цене отечественные материалы.
Решением обозначенной проблемы является разработка эффективного гидроизоляционного обмазочного материала, получаемого путем введения в цементно-песчаную композицию механоактивированной натриевой силикат-глыбы и микрокремнезема в комплексе с пластифицирующей и водоудерживающей добавками.
Работа выполнена в соответствии с НИР ФГБОУ ВПО МГСУ, Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 гг.» (мероприятие 5.2).
Цель и задачи работы
Целью диссертационной работы явилась разработка эффективного гидроизоляционного обмазочного материала на минеральной основе с улучшенными физико-механическими и гидрофизическими характеристиками и повышенной стойкостью к действию агрессивных сред для защиты подземных частей зданий и сооружений.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
теоретического обоснования возможности получения эффективного гидроизоляционного обмазочного материала на цементной основе с заданными свойствами;
разработки и изготовления тестовых составов и исследования их основных физико - механических и гидрофизических характеристик;
установления математических зависимостей физико-механических и гидрофизических характеристик разработанного материала от содержания основных компонентов;
оптимизации разработанного состава;
определения состава кристаллической фазы продуктов гидратации системы «портландцемент – микрокремнезем – силикат-глыба»;
опытного исследования коррозионной стойкости разработанного материала в условиях воздействия агрессивных сред;
разработки технологии применения гидроизоляционного обмазочного материала на цементной основе;
внедрения разработанного материала при устройстве гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений;
проведения испытаний по сравнительной оценке гидрофизических и механических характеристик разработанного материала и существующих аналогов;
оценки экономической эффективности применения нового гидроизоляционного обмазочного материала на цементной основе для защиты подземных частей зданий и сооружений.
Научная новизна работы
обоснована возможность получения эффективного гидроизоляционного обмазочного материала на цементной основе для защиты подземных частей зданий и сооружений за счет применения механоактивированной силикат-глыбы и микрокремнезема в комплексе с пластифицирующей и водоудерживающей добавками; высокие показатели физико-механических и гидрофизических характеристик материала, а также стойкость к действию агрессивных сред достигаются в результате образования низкоосновных гидросиликатов кальция C-S-H, уплотняющих структуру цементного камня; образования водородных связей между ортокремниевой кислотой (выделяющейся при диссоциации силикат-глыбы) и гидроксильными группами продуктов гидратации цементного камня, что обеспечивает высокие адгезионные свойства; организации особо плотной упаковки частиц за счет введения микрокремнезема и мелких фракций кварцевого песка;
определен качественный и количественный состав кристаллических фаз продуктов взаимодействия компонентов системы «портландцемент-микрокремнезем-силикат-глыба» в процессе гидратации: методом рентгенофазового анализа установлено снижение содержания портландита в 3,4 раза, а эттрингита - в 3,75 раз по сравнению с контрольными образцами;
установлены математические зависимости водонепроницаемости, прочности при сжатии, прочности сцепления с бетонным основанием и водостойкости от расхода микрокремнезема, силикат-глыбы и водотвердого отношения с целью прогнозирования свойств материала;
установлены зависимости величины объема воды, профильтрованной через покрытие, от давления воды для определения степени повышения водонепроницаемости бетона с гидроизоляционным покрытием;
установлены зависимости интенсивности коррозии покрытия, протекающей при действии растворов соляной и серной кислот, от времени для оценки коррозионной стойкости покрытия.
Практическая значимость
разработан эффективный гидроизоляционный обмазочный материал на цементной основе «МИНСЛАШ-12» для защиты подземных частей зданий и сооружений с улучшенными физико-механическими и гидрофизическими характеристиками: прочностью при сжатии 54,5 МПа, прочностью сцепления с бетонным основанием 1,7 МПа, водонепроницаемостьюW20, водостойкостью Кр=0,97; а также стойкостью к действию агрессивных сред;
разработан и введен в действие Технологический регламент на приготовление и применение обмазочных гидроизоляционных составов на минеральной основе группы МИНСЛАШ, Москва, 2012 г.
Внедрение
Гидроизоляционный обмазочный материал на цементной основе «МИНСЛАШ-12» применен при производстве работ по гидроизоляции следующих объектов:
фундамента стенда «Горизонтальная огневая печь» площадью 186 м2 в здании корпуса ЖБК, расположенного по адресу: Московская область, г. Мытищи, пр-т Олимпийский, д.50., корп.19; экономический эффект составил 164 руб. на 1 м2 (в ценах 2012 г.);
фундамента дома коттеджного типа площадью 620 м2, расположенного по адресу: Московская область, пос. Летний отдых, ул. Пушкинская, д.11; экономический эффект составил 69 руб. на 1 м2 (в ценах 2013 г.).
Новизна разработок подтверждена положительным решением по заявке на выдачу патента № 2012149798/03.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: 13-й, 14-й, 15-й Международных межвузовских научно-практических конференциях молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство – формирование среды жизнедеятельности» (Москва, МГСУ, 2010, 2011, 2012 г.); Научных чтениях, посвященных памяти Горчакова Г.И. и 75-летию кафедры «Строительные материалы» (Москва, МГСУ, 2009 г.); IX Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов, студентов «Здания и конструкции с применением новых материалов и технологий» (Макеевка, ДонНАСА, Украина, 2010 г.); I Международной конференции по экологическим материалам и технологиям (Веленье, Словения, 2011 г.); I Международной научной конференции "Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании" (Москва, МГСУ, 2012 г.); Международной научной конференции «Промышленное и гражданское строительство в современных условиях» (Москва, МГСУ, 2012 г.).
На защиту выносятся
теоретическое обоснование возможности получения гидроизоляционного обмазочного материала на цементной основе за счет применения механоактивированной силикат-глыбы и микрокремнезема в комплексе с пластифицирующей и водоудерживающей добавками для защиты подземных частей зданий и сооружений;
математические зависимости прочности при сжатии, прочности сцепления с бетонным основанием, водонепроницаемости и коэффициента размягчения материала от содержания силикат-глыбы, микрокремнезема и водо-твердого отношения;
результаты анализа данных, полученных в ходе рентгенофазового исследования кристаллической фазы продуктов гидратации компонентов систем «портландцемент-микрокремнезем», «портландцемент -силикат-глыба», «портландцемент-микрокремнезем-силикат-глыба»;
результаты анализа данных, полученных в ходе экспериментальных испытаний по определению физико-механических и гидрофизических характеристик разработанного гидроизоляционного обмазочного материала;
результаты анализа данных, полученных в ходе экспериментальных испытаний по определению коррозионной стойкости в условиях действия растворов соляной и серной кислот;
результаты внедрения эффективного гидроизоляционного обмазочного материала на цементной основе «МИНСЛАШ-12» для защиты подземных частей зданий и сооружений.
Объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 147 наименований, и 4 приложений. Работа изложена на 173 страницах текста, содержит 44 рисунка, 42 таблицы.
Похожие диссертации на Эффективный гидроизоляционный обмазочный материалдля защиты подземных сооружений с механоактивированной силикат-глыбой.
