Содержание к диссертации
Введение 5
Глава 1. Состояние вопроса 10
1-1 Структурообразование бетона. Особенность структуры и уело- 11
вия работы плотины из укатанного бетона.
1 -1 -1. Особенность структуры, структурообразование бетона. 11
1-1-2. Особенность и условие работы бетоны плотин. 21
1-2 Особенность климата Вьетнама. 24
1-3. Анализ теоретической основы влияния условий жаркого влаж- 29
ного климата на структурообразование и структуру бетона.
1-4. Отрицательные влияния водопроницаемости на долговечность 36
бетона.
1-5. Обоснование введения добавок (бентонит и суперпластифика- 42
тор) в гидротехнический бетон.
Глава 2. Материалы, использованные в работе. Методики ис- 45
следований.
2-1. Материалы, использованные в работе. 45
2-2. Методики исследований. 50
Глава 3. Влияние добавок на структуру и свойства бетонной 62 смеси и бетона в условиях влажного жаркого климата.
3-1. Определения состава бетона с добавками (бентонит и супер- 62 пластификатор) при применении метода математического планирования экспериментов.
3-1-1. Определение состава бетона с добавками на основе метода 62 математического планирования экспериментов.
3-1-2. Выбор оптимального состава бетона с комплексными до- 76 бавками (бентонит + суперпластификатор).
3-2. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпластифика- 78 тор) на параметры структуры бетона в условиях влажного жаркого климата.
3-2-1. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпласти- 79 фикатор) на параметры структуры бетона.
3-2-2. Влияние условий влажного жаркого климата на параметры 81 структуры бетона.
3-3. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпластифика- 88 тор) на подвижность бетонной смеси.
3-4. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпластифика- 95 тор) на прочность бетона в условиях влажного жаркого климата.
3-4-1. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпласти- 95 фикатор) на прочность бетона.
3-4-2. Влияние условий влажного жаркого климата на прочность 97 бетона.
3-5. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпластифика- 98 тор) на водонепроницаемость бетона в условиях влажного жаркого климата.
3-5-1. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпласти- 101 фикатор) на водонепроницаемость бетона.
3-5-2. влияние условий ВЖК на водонепроницаемость бетона. 104
3-6. Влияние комплексных добавок (бентонит + суперпластифика- 105 тор) на долговечность бетона под влиянием циклического увлажнения-высыхания.
Выводы 113
Глава 4. Технология проектирования состав и производства бе- 115 тонной смеси с добавками (бентонит + суперпластификатор).
4-1. Установление требования к бетону гидротехнических соору- 115
жений.
4-2. Требования качества материалов. 117
4-3. Проектирование бетона и приготовление бетонной смеси с 122
добавками (бентонита + суперпластификатора).
4-3-1. Проектирование бетона с добавками (бентонита + супер- 124
пластификатора).
4-3-2. Приготовление бетонной смеси с добавками (бентонита + 130
суперпластификатора).
Глава 5. Практическое внедрение результатов исследований и 139
расчет экономической технической эффективности.
5-1. Практическое внедрение результатов исследований. 139
5-2. Расчет экономической и технической эффективности от при- 139
менения результатов исследований, полученных в работе.
Основные выводы 144
Список использованной литературы 146
Приложение 156
Введение к работе
Актуальность. В процессе развития народного хозяйства во Вьетнаме в настоящее время строят много гидротехнических плотин. Для снижения затрат и повышения темпа строительства используют укатанный бетон, поверхность его покрывают бетоном или железобетоном в качестве водонепроницаемого покрытия.
Проблема обеспечения повышенной стойкости и эффективности бетона связана с тем, что в регионах с влажным жарким климатом защитные бетонные слои многих гидротехнических плотин разрушаются и выходят из строя ранее расчетного срока эксплуатации, это приводит к значительным затратам.
Решение задачи повышения эффективности и эксплуатационной надежности бетонных покрытий гидротехнических плотин связано с повышением их водонепроницаемости.
Повышение водонепроницаемости бетонных покрытий возможно осуществить путем применения комплексных добавок, состоящих их ПАВ и тонкодисперсных глинистых наполнителей.
Вьетнам расположен в юго-восточной Азии и относится к тропической зоне земного шара. Основными особенностями его климата являются повышенная температура и относительная влажность воздуха, а также высокая интенсивность солнечной радиации.
Одним из факторов, влияющих на работу гидротехнических сооружений, является относительно высокая температура летного периода во Вьетнаме, которая способствует ускорению сроков схватывания цемента, что вызывает целый ряд нежелательных явлений, таких как:
- трудности при укладке и уплотнении бетонной смеси, вызванные потерей требуемой консистенции и связанная с этим необходимость увеличить расход воды и цемента;
ускорение процесса схватывания и твердения цемента, сопровождающееся повышенным тепловыделением, которое вызывает внутреннее разогревание бетона, что усиливает отрицательное воздействие внешней высокой температуры;
испарение воды из тела бетона, что приводит к усадке и появлению трещин в бетоне.
Вследствие этого бетонирование в условиях влажного жаркого климата имеет свои специфические особенности, недооценка которых приводит к снижению качества и долговечности бетонных и железобетонных сооружений.
Цель и задачи работы. Основной целью диссертационной работы является повышение водонепроницаемости бетонного покрытия гидротехнических плотин в условиях влажного жаркого климата при использовании комплексных добавок (бентонит и суперпластификатор).
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
обоснование применения комплексных добавок (бентонит и суперпластификатор) в гидротехнический бетон;
разработка оптимального состава бетона с комплексными добавками (бентонит и суперпластификатор) при применении метода математического планирования экспериментов;
изучение влияния комплексных добавок на структуру бетона с учетом влияния жаркого влажного климата;
оценка влияния комплексных добавок на подвижность бетонной смеси;
изучение влияния комплексных добавок на пористость и водопо-глощение бетона;
изучение влияния комплексных добавок на долговечность бетона при переменном увлажнении-высыхании;
оценка влияния комплексных добавок на прочность и водонепроницаемость бетона с учетом влажного жаркого климата;
рекомендация по технологии проектирования состава бетона и производства бетонной смеси с комплексными добавками (бетонит и суперпластификатор);
практическое внедрение результатов исследований и расчет экономической и технической эффективности.
Научная новизна состоит в следующем:
обоснована возможность использования комплексной добавки бентонита и суперпластификатора в гидротехническом бетоне для повышения их водонепроницаемости за счет снижения капиллярной пористости, получения стабильных новообразований в виде низкоосновных гидросиликатов кальция и мелко-кристаллических гидроалюминатов;
с использованием метода математического планирования эксперимента получены многофакторные зависимости для решения рецептурных задач для оптимизации состава бетонов с заданной подвижностью, прочностью и водонепроницаемостью;
установлено влияние комплексной добавки на количество воды и формы ее связи, влияющих на начальный период формирования структуры бетона в условиях влажного жаркого климата;
установлено, что бетон с комплексной добавкой имеет меньший размер капилляров и более однородные мелкие поры;
получены зависимости прочности на растяжение при изгибе от количества циклов попеременного увлажнения и высыхания, необходимые для прогнозирования стойкости бетонов в условиях влажного жаркого климата.
Практическая значимость:
- разработана комплексная добавка, состоящая из 5% бентонита и 0,8
суперпластификатора от массы цемента;
получен гидротехнический бетон прочностью 20,0 - 30,0МПа, водонепроницаемостью 0,9 - 1,4МПа;
разработана технология приготовления бетонных смесей с комплексной добавкой;
результаты исследований нашли свое отражение в разработке «Рекомендация по технологии приготовления бетонных смесей с комплексной добавкой», которые были внедрены при строительстве плотин «Динь Бинь» во Вьетнаме.
На защиту выносятся:
теоретическое обоснование необходимости повышения водонепроницаемости бетонного покрытия плотны в условиях влажного жаркого климата;
возможность использования сочетания комплексных добавок (бентонит и суперпластификатор) для повышения водонепроницаемости бетона;
- результаты экспериментально-теоретического исследования влияния комплексных добавок (бентонит и суперпластификатор) на свойства бетонных смесей и бетона при воздействии влажного жаркого климата;
технология проектирования состав и производства бетонной смеси с добавками (бетонит + суперпластификатор);
получение гидротехнического бетона с комплексными добавками (бентонит и суперпластификатор), характеризующегося повышенной водонепроницаемостью;
технико-экономическая эффективность при внедрении результатов исследований.
Работа выполнена на кафедре «Технология вяжущих веществ и бетонов» - МГСУ под руководством д.т.н., профессора Ю.М.Баженова, которому автор выражает искреннюю признательность за ценные консульта-
ции и советы при постановке задачи работы и обсуждении полученных
результатов.
»
9 \
