Введение к работе
Актуальность работы.
Повышение эффективности жилищного строительства тесно связано с использованием строительных материалов на основе отходов промышленности. Одним из таких отходов является бетонный лом, получаемый при сносе зданий и сооружений.
В настоящее время используются комплексы по разрушению бетонного лома сносимых зданий и сооружений, в результате получают щебень из дробленого бетона и отсевы дробления. Однако щебень из бетона существенно отличается от исходных заполнителей и уступает им по качеству. Особенности свойств и неоднородность щебня из бетона обусловливают его рациональное использование в малощебеночных бетонах, характеризующихся повышенным содержанием мелкого заполнителя.
Решение задачи повышения эффективности малощебеночного бетона связано с особенностью структуры и свойств малощебеночных бетонных смесей, имеющих повышенную формуемость, а также в возможности применения в качестве активных минеральных добавок отсевов дробления, подвергнутых механохимической активации.
Работа выполнялась в соответствии с «Программой жилищного строительства по городскому заказу до 2005 г и задания по жилищному строительству на период до 2010 г, утвержденных Постановлением Правительства г. Москвы № 494-ПП от 2.8.2002 г».
Цель и задачи работы.
Основной целью диссертации является разработка эффективных малощебеночных бетонов на основе комплексного использования бетонного лома и технологии производства изделий для массового строительства.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-обосновать возможность повышения эффективности малощебеночных бетонов за счет комплексного использования щебня из бетона и отсевов дробления, образующихся при производстве щебня;
- разработать технологию получения органоминеральной добавки на основе отсевов дробления ;
- установить закономерности изменения свойств малощебеночных бетонных смесей и процесса начального структурообразования;
- установить закономерности прочностных и деформативных свойств, морозостойкости, трещиностойкости малощебеночных бетонов от главных факторов;
- установить влияние технологических факторов на структуру и свойства малощебеночных бетонов;
- разработать рекомендации по производству изделий из малощебеночных бетонов.
Научная новизна.
Обоснована возможность повышения эффективности малощебеночного бетона за счет комплексного использования бетонного лома: в виде щебня, содержащего значительное количество цементного камня на поверхности зерен с большим количеством дефектов, полученных при дроблении, уменьшение количества которого ведет к снижению величины контактной зоны, являющейся слабым по прочности и высокопористым звеном, а также возможность использования отсевов дробления в виде органоминеральной добавки, представляющей собой тонкодисперсную высокоактивную полиминеральную смесь, для модификации малощебеночного бетона и сокращения расхода цемента.
Исследование вязкости (формуемости) равноподвижных бетонных смесей с долей песка в смеси заполнителей от 0.4 до 0.8 показали, что наилучшей формуемостью, т.е. наименьшей вязкостью, отличались смеси с содержанием песка в смеси заполнителей от 0.55 до 0.65. Снижение содержания песка в смеси заполнителей ниже 0.5 ведет к уменьшению величины раздвижки зерен крупного заполнителя и как следствие, к увеличению структурной вязкости смеси. При увеличении содержания песка свыше 0.7 ведет к возрастанию суммарной удельной поверхности смеси заполнителей и, как следствие, к уменьшению толщины обмазки зерен заполнителя цементным тестом. Равноподвижные малощебеночные бетонные смеси с долей песка в смеси заполнителей, равной 0.55-0.65, имеют наименьшую вязкость и характеризуются оптимальным соотношением крупного и мелкого заполнителей.
На основе математического метода планирования эксперимента были получены многофакторные квадратичные зависимости водопотребности малощебеночных бетонных смесей и прочности малощебеночных бетонов в зависимости от показателей подвижности, доли песка в смеси заполнителей и расхода цемента.
Показано, что призменная и кубиковая прочности малощебеночного бетона, а также значения коэффициента Пуассона, модуля упругости и коэффициента интенсивности напряжений незначительно отличаются от нормируемых величин для обычных тяжелых бетонов.
Установлена связь температурно-влажностных деформаций образцов малощебеночных бетонов в сухом и насыщенном водой состоянии, а так же морозостойкости малощебеночных бетонов с величиной капиллярных пор и «приведенным удлинением».
С помощью математического метода планирования эксперимента оптимизированы режимы тепловлажностной обработки. В результате обработки данных были получены многофакторные зависимости прочности малощебеночных бетонов через 12 ч после ТВО и 27 суток дальнейшего их твердения в нормальных условиях.
Получена зависимость величины удельной поверхности органоминеральной добавки от времени помола.
С помощью методов РФА и ДТА, электронной микроскопии установлено, что механохимическая активация отсева дробления способствует интенсивному взаимодействию его с гидратными образованиями цемента с возникновением мелкокристаллических соединений типа низкоосновных силикатов и гидрокарбоалюминатов кальция.
Практическая значимость.
Разработана технология эффективных малощебеночных бетонов с использованием щебня из бетона и органоминеральной добавки на основе отсевов дробления.
Разработана технология производства органоминеральной добавки с использованием механохимической активации отсевов дробления совместно с суперпластификатором С-3.
Получены малощебеночные бетоны, обеспечивающие прочность от 15 до 25 МПа и морозостойкость около120 циклов.
Внедрение результатов.
Разработанные рекомендации по производству изделий из малощебеночных бетонов были внедрены на Тучковском заводе ЖБИ ОАО «Бикор» при изготовлении фундаментных блоков в объеме 50 м3.
Апробация работы.
Результаты, полученные в диссертации, были доложены и обсуждены на научно-практических конференциях в Московском государственном строительном университете: «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» в 2007 и 2009 годах.
На защиту выносятся:
- обоснование возможности повышения эффективности малощебеночных бетонов за счет комплексного использования щебня из бетона и отсевов дробления, образующихся при производстве щебня;
- технология получения органоминеральной добавки на основе отсевов дробления;
- закономерности изменения свойств малощебеночных бетонных смесей и процесса начального структурообразования ;
- закономерности прочностных и деформативных свойств, морозостойкости, трещиностойкости малощебеночных бетонов от главных факторов;
- влияние технологических факторов на структуру и свойства малощебеночных бетонов;
- опытно-промышленное опробование полученных результатов.
Объем работы.
Диссертация изложена на 123 листах машинописного текста, иллюстрирована 20 рисунками и 27 таблицами. Она состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложений.
