Введение к работе
Актуальность работы. Изучению роли комплексных оргаиоминсральных добавок (ОМД), содержащих высокодисперсные минеральные компоненты и поверхностно-активные вещества (ПАВ) - сулерпластафикаторы (СП) или галерішастификаторьі (ГП), в формировании струюуры и обеспечении свойств бетонных смесей и бетонов посвящены работы многих исследователей. Вместе с тем, задача повышения эффективности применения комплексных ОМД требуют дальнейшего детального изучения, предметом которого должно являться, в первую очередь., расішіреіше сырьевой базы минер&тьных компонентов за счет использования местных доступных материалов. Дія минеральных компонентов еще недостаточно исследовано влияние их дисперсности, природы, свойств поверхности частиц на свойства бетонных смесей и бетонов. Необходимо получить иовые знания о механизме совместного действия минеральных компонентов с различными видами ПАВ. а также о влиянии способов приготовления ОМД на свойства бетонных смесей и бетонов. В связи с расширением в практике строительства объемов выпуска высококачественных бетонных смесей, отличающихся повышенной подвижностью, вплоть до самоуплотняющихся, возникает необходимость в регулировании їїх рсолопіческих свойств. Пршгаые в стандартах технические показатели реологических свойств бетонных смесей не всегда дают адекватную характеристику проявления этих свойств. На практике часто требуется получение бетонных смесей равной удобоукладьшемости, оцениваемой стандартными техническими показателями, но с различными величинами реолоп іческих свойств, которые обеспечивают сохранение структуры бетонных смесей при транспортировании и в то же время высокую текучесть при формовании. В связи с этим, при оценке свойств бетонных смесей необходимо использовать реолопгческие показатели в физически;; единицах: на-пряжение сдвига, предельное напряжение сдвига, эффективную вязкость.
На основании вышеизложенного в работе были сформушірованьї цель и задачи исследований,
Целью диссертационной работы является разработка составов и способов приготовления эффективных комплексных ОМД с использованием минеральных компонентов, полученных на основе месгного сырья и ПАВ различного вида, для регу;шрования реологических свойств бетонных смесей и позыш&ш физико-механических характеристик бетонов.
Основными задачами работы являются:
-
разработка методов к методик исследования структурно-реологических свойств обводненных дисперсно-зершісшх систем - минеральных паст, цементного теста, растворных и бетонных смесей, процессов формирования структуры бетонов как многоуроз-невых систем;
-
изучение влияния природы, свойств поверхносш, дисперсности минеральных компонентов, полученных на основе местного сырья и ПЛВ различного вида, на структур-но-реолопгческие свойства минеральных паст,
-
разработка составов и способов приготовления эффективных комплексных ОМД для бетонных смесей и бетонов;
-
определение путей повышения эффективности использования шперпластнфика-торов лоликарбоксилатного типа в составе ОМД;
Г.
5) исследование влияния комплексных ОМД на реологические и виброреолопіческне свойства бетонных смесей и основные физико-механические характеристики бетонов. Научная новині л работы:
-
разработаны новые методологические подходы к исследованию струкіурно' реологических свойств обводненных дисперсно-зернистых систем - минеральных паст, цементного теста, растворных и бетонных смесей, процессов формирования структуры бетонов как многоуровневых систем;
-
уточнены представления о механизме реологического поведеїшя обводнешшіх дисперсных систем при ttx течении в условиях изменяемого напряжения сдвига;
-
полугены новые данные о влиянии природы, свойств поверхности, дисперсности минеральных компонеіггов на структурнофеолоіическис характеристики минеральных паст, являющихся основой доя комплексных ОМД;
-
показано, что в качестве количественной характеристики структуры обводненных дисперсно-зернистых систем на микроуровне и микрострукгуры цементного камня может выступать показатель их фрактальной размерности - О;
-
уточнена возможность регулирования реологических свойств бетонных смесей в широких пределах при применении разработанных эффекшвиых комплексі сых ОМД, со-держшдих полученные на основе местного сырья минеральные компоненты и ПАВ различного вида;
-
определены пуп! повьппеїшя эффективности использования поликарбоксилашого гшерпластификатора в ОМД за счет его частичного замещения в составе комплексной химической добавки на полиэтиленгликоль, являющийся более дешевым и доступным химическим сырьем.
Достоверность результатов обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием стандартных средств и методов измерений; применением современных микроскопических и физико-химугческих методов; использованием стати* стической обработки результатов экспериментов; полученными данными не противорс-чаїщіми известным положениям и результатам других авторов.
Практическая значимость работы. Разработаны составы и способы приготовления новых видов эффективных комплексііьіх ОМД с использованием минеральных компонентов, полученных на осноеє местного сырья и ПАВ рагтичного вида, для регулирования реологических свойств бетонных смесей и повышения физико-механических характеристик бетонов. Определены пути повьгшения эффективности использования поликарбокси-латиых гиперпласіификаіоров:8составе ОМД Разработаны технологические рекомецда-ции по применению комплексных ОМД для бетонных смесей и бетонов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работъ» докладывались и обсуждались на 62-й, 63-й межотраслевых научно-практических конференциях «Инновации для строительной отрасли» (Воронеж 2007,2008); 64-й, 65-й всероссийских научно-практических конфереіщиях «Инновации в сфере науки, образования и высоких технологий» (Воронеж 2009,2010); Ш и IV международных научно-технических конференциях «Наука, техника и технология XXI» (Нальчик 2007,2009); международной нау^ісьпрактической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технология в строительстве и архитектуре» (Липецк 2007); межвузовской научно-технической конференции студаггов и аспирантов в области научных исследований «Молодежь и XXI век»
(Курск 2008); международном конгрессе «Наука и ишоващш в строительстве» (Воронеж 2008).
Внедрение результатов. Научно-пракгаческие результаты диссертационных исследований реализованы в производственном процессе ООО «Вороисжстройдеталь» (г. Воронеж) при проведении монолитного бетонирования на объекте строительства Нововоронежской АЭС-2 (Воронежская обл., г. Нововоронеж). Методические разработки и результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки шсженеров по специальностям: 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», 072000 «Стан-дартизация и сертификация», мапістраігюв направления «Строительство» по программе «Технология строительных материалов, изделий и конструкций».
На защиту выносятся:
-
методы и методики исследования структурно-реологических свойств обводненных дисперсно-зернистых систем - минеральных паст, цементного теста, растворных и бетонных смесей, представления о процессе формирования структуры бетонов как многоуровневых систем;
-
теоретические представления о механизме реологического поведения обводненных дисперсно-зфшетых систем при их течении в условиях изменяемого напряжения сдвига;
-
результаты экспериментальных исследований влияния природы, свойств поверхности, дисперсности минеральных компонентов, получеїтьіх на основе местного сырья, а также ПАВ различного вида на структурно-реологические свойства минеральных паст,
-
разработшшые составы и способы приготовления комплексных ОМД;
-
результаты исследовашш влияния комплексных ОМД на реологические, виброреологические свойства бетонных смесей и основные фтико-механические характеристики бетонов.
Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в 9 опубликованных научных статьях, в том числе в 2 изданиях, определенных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, изложена на 187 страницах, в том чисте машинописного текста 107 страниц, 35 таблиц, 79 рисунков, библиографического списка из 143 наименований, 2 приложений.
