Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее зро.мя задача поеыгзния прочности бетона, увеличения скорости его твердения и экономия цемента является еосьмэ актуальной. Это связано с необходимостью применения такого бетона для строительства, реконструкций зданий и соору?.;енкй различного назначения, а также использование бетона для быстрого возведения и восстановления различных строительных объектов в районах стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций. Кроме того, очень важной задачей является создание экономически выгодных, ксгшурент--о--слособных технологий производства железобетонных изделий и конструкций, предусматривающих уменьиение времени тепловлажностной обработки, что приводит к существенному снижению энергозатрат.
Решить такие задачи можно, повысив химическую активность воды затворения, при ее обработке высоковольтным электрическим разрядом.
Цель работы заключалась в получении бетона с улучшенными строительно-техническими и физико-механическими свойствами,используя высоковольтный электрический разряд (ВЭР).
Для достижения, поставленной цели решались следующие задаем :
1. Обосновать теоретически, и экспериментально рациональ
ный режим активации воды затворения при параметрах разряда
V & Ю кВ, С > 100 мкФ для получения бетона ускоренного твердения и повышенной прочности.
-
Установить характер влияния активированной воды на гидратация, твердение и структурообразование основных клинкерных минералов»цемента.и бетона.
-
Определить строительно-технические и физико-механические свойства цементных растворов и бетона с применением активированной воды и в сочетании с пластифицирующими добавками в условиях нормального твердения и при ТВО.
-
Разработать технологию и освоить получение бетона с использованием ВЭР.
Научная новизна.
Обосновано получение бетона ускоренного твердения и повышенной прочности с применением активігрованной высоковольтным
электрический разрядом воды зз?вори:шя яря оптимальных параметрах разряда V = С кВ, С = 300 мкФ d периодическом рекимз рсзрядь, близком к критическому.
Определено, что воздействие на воду ЕЭР приводит к повышению концентрации ионов до 30 раз, при отом удельное электрическое сопротивление ( в ) падает в 2-2,5 раза, а рН повглпает-ся до значений 8-0,5. Установлено, что активкрованная вода сохраняет свои свойства в течение 24 часов.
Впервыо обнаружено, что активированная вода является ускорителем твердения всех іинералов соргландцэмзнгного клинкера, причем наибольший прирост прочности при сжатии получен для Ji -CgS - 73л и 62* б I и 28 суточной возрасте соответственно.
Подтверждено методами электроннографкческого, электронно-микроскопического, Оже-электронно-спектрального и рентгенофазо-вого анализов ускорение процессов гидратации твердения и струк-турообразования всех клинкерных минералов, а также цементов на сверхранней (30 сек) и ранней 'I сутки) стадиях гидратации
И В Последующие СРОКИ ТВерДЗНИЯ. При ЭТОМ ДЛЯ Ji-CjS в 8-Ю
раз повышается процесс растворения и структурообразования, а для алшосодержааих минералов иаалвдается появление значительного количества гидратов кубической- формы.
Установлено, что для цементного какмя на основе белого (ІДуровского М 400) цемента,с повышенным содержанием белитовой и алюминатной фаз при затворении активированной водой,в 2 раза' повышается ранняя прочность и на ,б(Й прочность в 28 суточном возрасте нормального твердения, при этом коэффициент белизны не меняется.
Проведенные исследования на минералах и цементах позволяют рекомендовать применение активированной ВЗР воды для получения бетона на белитовых, алгаминатных, шлакесодердсацих цементах.
Показана возможность совместного применения активированной ВЭР воды (АВ) и пластифицирующих добавок ЛТЙ, ЛОТ и С-3, причем с концентрацией на'0,1-0,2 % меньше, чем для контрольного состава. Определено, что при совместном использовании АВ и доба рок значительно,по сравнению с каждым способом в отдельности .улучшаются технологические свойства цементных растворов бетонной смеси, повышается прочностной эффект.
Практически ценность
Использование активированной методом ЮР ьоди затиорения легло е основу создания бетона ускоренного твердеккя п по вишенкой ПРОЧНОСТИ.
Обнаружено, что прирост ранней прочности бетона на активированной воде нереального тг-ордания з возрасте I суток достигает -15-74: (в зависимости от марки дефекта">, в 3 суточном возрасте прочность активированного бетона рчвна 70« от его марочной прогости. 3 ?.У суточном возрасто полутон прирост прочности - 24-2V.5.
Установлено, что ггрігрост прочности для бетона нз осново цементов :Л 400 на 10-15,0 виге, чем для бетона яг, основе цемента а 5оо.
Показано с по"сдьа метода сравнительного анализа изображений (СА1І), что при тверден.-ш от Р. до 8 суток умзны'зкие размеров и количества капиллярных и накропер у активированных образцов происходит на 13-20* интенсивнее, чел у контрольных. Общая пористость актированных образце»,по сравнению с контрольными, з среднее нг. 20^ 'зньгьэ.
Определено, что морозостойкость бетона на активированной БЭР воде на 50 ці"і:лоз Сольдо, гем для контрольного бетона.
Виявлено, что при совместном применении активированной воды и суперпластификатора (СП) С-3 (0,43 даос) наблюдается двукратное увеличение ранней прочности (I сутки) В возрасте 3 суток прочность достигает марочной, а в 28 суточном возрасто прирост прочности составляет 37-43#. Прирост прочности бетона на активированной воде и активированной воде с С-3 (0,4'л' масс) соответствует повышения на 1-2 .иорки (1-2 класса).
Показано, что при» использовании Активированной ВОР воды в технологии приготовления сборного железобетона при ТР,0 возмогло снижение расхода пе,-ента до 25« с сохранением показателей конструкций по прочности, r.ecTvocvn, гр&гиностойкости. При нормированной расхода цежнтл зозиож-о сокращение продолжительности ТВО нз 27 или снижение температури изотермического вцдер~!ва-іил до 60, что сокращает энергозатраты на 20-30,2.
Рззрзботска технологическая схема изготовления железобетонных конструкция с применением ВОР, вклачап.цая систему автоматического управления процессе.! обработки воды эатверения. Данная
схема освоєна с 1991 годі-, на Вильнюсском ІЇЗИ предприятия "Рєнкон" v. опробована в 1994 году в тресто "Ленмостострой". Технкко-экономиадзекпй расчет применения данной технологии показывает снижение затрат на изготовление I м3 железобетонных изделий в 1,0-2,2 раза.
На использование способа применения высоковольтного электрического разряда для упрочнения беконной сдоси получено авторское свидетельство іґ І624І05 и положительное ресениз но заявке !? 4763733/23.
Материалы диссертации использованы в учебном процессе Военно-транспортного института железнодорожных войск и воєнних сообщений и Академии тыла и транспорта, при подготовке военных специалистов для келезнодорокках войск Российской Федерации.
Апробация работы.
Основные положения работы были представлены и обсуждены на III и ІУ Всесоюзных конференциях "Злектрогидравлический разряд в жидкости и его применение е промкаленности" (г.Николаев, 1984, 1989); Всесоюзной конференции "Применение электрогидравдического эффекта для механизации трудоемких процессов п строительства", (ГЕШСУ г.Ленинград, I9S5); 10-ой Всесоюзной научно-технической конференции ВИТКУ км. ген.ар.А.Н.Комаровского (г.Ленинград, 1986); ХУ международной конференции силикатной промышленности к наукл о силикатах "Силкконф 1989" (г.Будапешт, 1989); Всесоюзном семинаре "^обильные и быстровозводимые здания, сооружения и комплексы: Опыт и перспективы". (ІШШСУ, г.Ленинград, 1969); Всесоюзной конференции "Разработка и внедрение перспективных технологических устройств для строительства и реконструкции народно-хозяйственных объектов в свободной экономической зоне г.Ленинграда и области" (г.Ленинград, 1991); Военко-научноЯ конференции Ш1 кн.А.Ф Можайского (г.Ленинград,.1991); /European conference application of surface and interface analysis. "SCASIA-91. - Budapest, 1991.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из зведення, 6 глав, общих выводов, списка литературы, включающего 154 наиыэносания и 5 приложений. Работа содержит 155 страниц машинописного текста, 76 рисунков и 50 таблиц.
