Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Мадатян Сергей Матевосович

Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей
<
Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Мадатян Сергей Матевосович. Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.05.- Ростов-на-Дону, 2002.- 137 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/1606-X

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований 10

1.1. Анализ существующих способов предварительного разогрева керамзито-бетонных смесей 10

1.2. Формирование структуры бетонов из предварительно разогретых керам-зитобетонных смесей 18

1.3. Особенности протекания тепломассообменных процессов на стадии приготовления и последующего выдерживания при различных способах предварительного разогрева керамзитобетонных смесей 23

1.4. Рабочая гипотеза. Цели и задачи исследования 35

Глава 2. Материалы, установки и методика проведения экспериментальных исследований 36

2.1. Характеристика исходных материалов 36

2.2. Методики экспериментальных исследований 39

2.2.1. Методика исследования структуры керамзитобетонов .41

- открытая капиллярная пористость 41

- микроскопический анализ 42

- микротвердость 43

- дифференциально-термический анализ 44

- рентгенографический анализ 45

2.2.2. Методика определения физико-механических свойств керамзитобето нов 46

- морозостойкость 46

- прочность на растяжение при изгибе 47

- модуль упругости 47

- призменная прочность 48

2.2.3. Математическое планирование экспериментов 48

Глава 3. Влияние способов ускоренного твердения керамзитобето- на на формирование его структуры 50

3.1. Определение показателей структурной пористости керамзитобетонов по кинетике водопоглощения 50

3.2. Влияние способов предварительного разогрева керамзитобетонных смесей на формирование контактной зоны заполнителя и цементно-песчаной м атри цы 54

3.3. Исследование микротвердости цементного камня керамзитобетонов 63

3.4. Исследование влияние способов ускоренного твердения на гидратацию основных клинкерных минералов при помощи дифференциально-термического и термовесового анализов 70

3.5. Рентгенографический анализ 73

3.6. Выводы . 76

Глава 4. Формирование показателей назначения керамзитобетона из предварительно разогретых бетонных смесей 78

4.1. Постановка задач исследования. Обоснование выбранных факторов...78

4.2. Прочность при сжатии бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей 82

4.3. Влияние технологии раздельного бетонирования на формирование приз-менной прочности керамзитобетонов 87

4.4. Прочность на растяжение при изгибе 91

4.5. Модуль упругости бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей 93

4.6. Морозостойкость керамзитобетонов 95

4.7. Выводы 99

Глава 5. Предложения по изготовлению трехслойных ограждающих панелей с использованием технологии раздельного бетонирования 101

5.1. Обоснованность применения технологии раздельного бетонирования с использованием сухих горячих смесей 101

5.2. Варианты технологии изготовления трехслойных ограждающих керамзи-тобетонных панелей 103

5.3. Технико-экономическая эффективность производства трехслойных ограждающих керамзитобетонных панелей с использованием технологии раздельного бетонирования 112

5.5. Выводы 114

Общие выводы 116

Список литературы

Введение к работе

Процесс твердения бетона значительно превышает по длительности все остальные процессы по изготовлению бетонных и железобетонных изделий. Применение быстротвердеющих цементов, добавок-ускорителей твердения, жестких бетонных смесей лишь в немногих случаях может обеспечить получение требуемой прочности бетона в короткие сроки, поэтому тепловая обработка сборных железобетонных изделий является технологической необходимостью.

Основным способом интенсификации твердения бетона, обеспечивающим за несколько часов достижение его распалубочной прочности, является паропрогрев, на долю которого приходится до 70% общепроизводственного теплопотребления, что делает проблему энергосбережения актуальной.

Мероприятия, связанные с экономией топливо-энергетических и материальных ресурсов в промышленности сборного железобетона, сводятся, в основном, к двум принципиальным направлениям: - совершенствованию способов тепловой обработки с целью снижения удельных затрат; - сокращение расхода вяжущего без ухудшения показателей назначения бетона.

Одним из способов совершенствования тепловой обработки и повышения показателей назначения бетона является использование предварительно разогретых бетонных смесей, применение которых сокращает длительность тепловой обработки и дает возможность в некоторых случаях полностью исключить энергозатраты на тепловую обработку.

В отечественной и зарубежной практике монолитного и сборного железобетона для разогрева бетонных смесей применяют следующие способы:

-форсированный электроразогрев бетонной смеси;

-пароразогрев в бетоносмесителях;

-разогрев бетонной смеси за счет предварительного нагрева компонентов;

-разогрев бетонной смеси за счет тепла остывающих зерен крупного пористого заполнителя.

Использование горячего керамзитового гравия с целью получения горячих бетонных смесей позволяет полностью исключить или существенно сократить затраты энергии на тепловую обработку бетона, а также получить бетоны с более качественной структурой и повышенными показателями назначения за счет кардинальных отличий в протекании тепло и массообменных процессов на начальной стадии приготовления бетонной смеси.

Научная новизна работы

теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения посредством раздельного бетонирования керамзито-бетонов с повышенными показателями назначения при полном исключении традиционной тепловой обработки за счет утилизации тепла остывающего керамзита;

развиты и дополнены представления о тепло - и массообменных процессах, происходящих в керамзитобетонных смесях, приготовленных по технологии раздельного бетонирования. Выявлена роль температуры заполнителя в тепло - и массообменных процессах между заполнителями и цементной матрицей и установлены закономерности их влияния на формирование структуры керамзитобетона в целом;

установлены общие закономерности формирования структуры и свойств керамзитобетонов, приготовленных по технологии раздельного бетонирования, в зависимости от основных рецептурно-технологических факторов, которые могут быть использованы для нормативного обеспечения применения таких керамзитобетонов в строительстве;

изучены свойства контактной зоны цементно-песчаной матрицы с горячим и холодным заполнителями. Установлено, что в керамзитобетонах, приго-

7 товленных по технологии раздельного бетонирования, микротвердость контактной зоны в 5 - 6 раз выше микротвердости контактной зоны керамзитобето-нов на холодном заполнителе, а количество минеральных новообразований на 5 - 10 % выше, чем в керамзитобетонах на холодных заполнителях;

установлены закономерности изменения прочностных и деформативных показателей керамзитобетона, приготовленного по технологии раздельного бетонирования, в сравнении с предварительным электроразогревом, традиционным использованием горячего керамзита, паропрогревом и нормальными условиями твердения;

разработаны предложения по использованию результатов исследования технологии раздельного бетонирования для реализации энергосберегающей (энергетически без затратной) технологии изготовления многослойных ограждающих панелей в условиях сблокированного производства.

Практическая значимость работы

сформулированы основные положения технологического регламента по изготовлению трехслойных ограждающих панелей в условиях сблокированного производства, позволяющие получать изделия с заданными показателями термического сопротивления при полном или частичном отказе от традиционных энергозатрат на тепловую обработку;

получены функциональные зависимости показателей назначения керамзитобетона в зависимости от технологических параметров приготовления керамзитобетонной смеси, позволяющие определять рациональные составы керамзитобетона с учетом конкретных условий производства, которые могут быть использованы для нормативного обеспечения применения таких керамзитобетонов в строительстве;

проведенные исследования позволили дополнительно разработать способ ремонта дорожных покрытий с использованием технологии раздельного бетонирования на горячих заполнителях посредством утилизации тепла остывающего керамзита (патент РФ № 2171237);

8 Достоверность исследований обеспечена использованием методов

испытания по действующим государственным стандартам и поверенного оборудования, методов математического планирования исследований и обработки экспериментальных данных, современной вычислительной техникой и программным обеспечением, количеством контрольных образцов - близнецов, обеспечивающем доверительную вероятность 0,95 при погрешности не более 10%, а также использованием современных методов исследования структуры керамзитобетонов. Автор защищает

теоретические положения и результаты исследований по особенностям формирования структуры и свойств керамзитобетонов, приготовленных с использованием технологии раздельного бетонирования, в сравнении с предварительным элекгроразогревом, традиционным использованием горячего керамзита, паропрогревом и нормальными условиями твердения;

результаты исследования структурных характеристик керамзитобетонов, приготовленных по технологии раздельного бетонирования на горячем и холодном заполнителях;

результаты исследования основных прочностных и деформативных показателей керамзитобетонов, приготовленных с использованием технологии раздельного бетонирования, в сравнении с предварительным элекгроразогревом, традиционным использованием горячего керамзита, паропрогревом и нормальными условиями твердения;

технологические основы производства трехслойных ограждающих панелей с использованием технологии раздельного бетонирования в условиях сблокированного производства.

Апробация работы

Диссертационная работа выполнялась в период с 1999 по 2002 г. на кафедре технологии строительного производства и строительных машин Ростовского государственного строительного университета и в лаборатории ремонта и эксплуатации зданий и сооружений Ростовского НИИ АКХ.

9 Часть исследований в рамках программы международной стипендии имени Эйлера проводилась совместно со строительной фирмой Max Bogl в г. Ноймаркт (ФРГ). В части этих исследований было выполнено бетонирование фрагментов железобетонных конструкций по технологии раздельного бетонирования с использованием горячего керамзита. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на:

* международных научно-практических конференциях:

«Строительство», РГСУ, 1999, 2000, 2001,2002 г.г.;

международной конференции, г. Брауншвайг (ФРГ), 2000 г.; -"Бетон и железобетон в третьем тысячелетии", Ростов-на-Дону, 2002 г.;

* конференции "Проблемы развития атомной энергетики на Дону",
г. Ростов-на-Дону, 2000 г.

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в девяти опубликованных работах и патенте РФ № 2171237 "Способ ремонта дорожного покрытия".

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Содержит 138 страниц текста, 51 рисунка, 22 таблиц, 113 литературных источников.

Анализ существующих способов предварительного разогрева керамзито-бетонных смесей

Известно, что наиболее эффективным способом интенсификации твердения бетона и сокращения времени его выдерживания, до достижения требуемой прочности, является тепловая обработка. Этот технологический процесс для бетонов имеет свои особенности, определенные структурой материала и его плотностью. Применение пористого заполнителя, высокое водосодержание, особенно бетонов с малой плотностью налагают на процесс термообработки легкобетонных изделий и конструкций определенные показателей назначения. Оптимизация способа тепловой обработки зависит от ряда факторов в их числе, тип конструкции, изделия, условия работы в период эксплуатации, наличие арматуры, марка бетона, конкретные условия и требования производства бетонных работ.

Основной метод тепловой обработки легкобетонных изделий - паро-прогрев. С его применением изготавливается около 90% заводской продукции. Время термообработки при этом составляет 12-16часов, расход пара находится пределах 15,42 кг У.Т. на 1м бетона. Время и режимы термообработки изделий из легкого бетона класса В 7,5 и выше, практически соответствуют применяемым для изделий из тяжелого бетона [28, 33, 35,43,69,70,91]. Как известно, в настоящее время в качестве основных источников теплоносителей рассматривают только три вида: пар, электрический ток и продукты сжигания природного газа.

Как было отмечено, пар является основным теплоносителем при тепловой обработке бетона, для этого большинство предприятий должны иметь собственную котельную или снабжаться паром от ТЭЦ. Из этого вытекают известные недостатки пропарочных агрегатов: большие капитальные затраты на строительство и эксплуатацию котельных; транспорт ные расходы на подачу малокалорийного топлива для котельных; большие расходы пара, ухудшение санитарно-гигиенических условий труда рабочих, неоднородность качества продукции, обусловленная разностью температур паровоздушной среды по высоте камеры, которая достигается до 20 С на высоту. Пропаренные бетоны обладают повышенной водопроницаемостью, пониженной морозостойкостью и прочностью. К 28-ми суточному возрасту у бетонов после паропрогрева наблюдается недобор прочности при сжатии 10-15% (рис. 1.1.) [1, 10, 36, 69, 75].

Прочность в 28-ми суточном возрасте с использованием различных способов ускоренного твердения. 1-нормальное твердение; 2-паропрогрев; 3-предварительный электроразогрев; 4-традиционное приготовление бетонной смеси с использованием горячего керамзита; 5-технология раздельного бетонирования

Паропрогрев, ускоряя реакцию гидратации цемента, как правило, негативно влияет на физические процессы в твердеющем бетоне, представляющем собой многокомпонентную систему, в которой твердая, жидкая и газообразная фазы по разному реагируют на изменение температуры. Основную роль в объемных деформациях бетона при нагреве играет расширение газа и воды. Эти две фазы, увеличивающиеся в объеме при нагревании на один-два порядка больше, чем твердые компоненты, создают в бетоне в процессе твердения основной объем пор, которые еще более увеличиваются и становятся направленными за счет миграции воздуха и влаги. Испаряющаяся влага образует направленные капилляры, по которым вместе с влагой удаляется парогазовая смесь, уменьшение содержания которой в бетоне существенно ограничивает деформации расширения.

Из рассмотренных недостатков паропрогрева можно выделить ключевые недостатки. Это, прежде всего деструктивные процессы, происходящие в свежеуложенном бетоне на всех стадиях тепловой обработки и большие энергозатраты, создающие дополнительные проблемы с охраной окружающей среды.

Одним из способов снижения энергозатрат при тепловой обработке и повышения показателей назначения бетона является использование предварительно разогретых бетонных смесей, применение которых сокращает длительность тепловой обработки и дает возможность в некоторых случаях полностью исключить энергозатраты на тепловую обработку.

Известно несколько способов получения предварительно разогретых бетонных смесей: -предварительный разогрев заполнителей и воды с последующим их перемешиванием в смесителе; -разогрев бетонной смеси электрическим током; -разогрев бетонной смеси паром; -разогрев бетонной смеси теплом остывающего керамзита.

Методика исследования структуры керамзитобетонов

Открытая капиллярная пористость оценивается величиной объемного водопоглощения и параметрами поровой структуры в соответствии с ГОСТ 12730.4-78 "Бетоны. Методы определения показателей пористости".

Анализ структуры проводился на шлифах и аншлифах образцов керамзитобетонов, приготовленных при различных способах предваритель ного разогрева в сравнении с нормальными условиями твердения и паро-прогревом.

Микроскопический анализ шлифов образцов осуществлялся с применением поляризационного микроскопа "ПОЛАМ-ЛМПР" с увеличением до 1000х рис. 2. 1 - поляризационный микроскоп с системой окуляров и объективов; 2 - фотоаппарат "ZENIT"; 3 - переходник с системой трубчатых линз. Микроскоп поляризационный предназначен для исследования кристаллических и других прозрачных объектов в проходящем поляризованном свете и обеспечивает: - наблюдение и фотографирование объектов в ортоскопическом и коноскопическом ходе лучей; - определение морфометрических параметров компонентов керамзитобетона (коэффициента формы, среднего размера, размера поперечника, поровой структуры и т.д.) и их распределение.

Общее увеличение микроскопа определяется по формуле: I Ртуб.л. Роб Рок? где (Зтуб.л - увеличение системы тубусных линз равное 1.2; Роб — увеличение объектива; Рок - увеличение окуляра. Измерение микротвердости проводилось с использование микротвердомера ПМТ-3 фирмы ЛОМО, набора грузов от 10 до ЗООг путем вдавливания алмазной пирамидки с углом 136 С рис.2.3.

Исследование микротвердости цементного камня с использованием микротвердомера 1 - штатив с системой окуляров и объективов; 2 - световая подсветка; 3 - алмазная пирамидка.

Микротвердость рассчитывается по формуле: Н=1,854 Р/Т2, где Н- микротвердость, МПа; Р- масса груза, кг; Т- максимальный размер отпечатка алмазной пирамидки, мм При использовании дифференциально-термического анализа исследуемый образец подвергается постепенному нагреванию или охлаждению с непрерывной регистрацией температуры, осуществляемой автоматически. Физические и химические процессы, протекающие с поглощением или выделением тепла, на непрерывной дифференциальной кривой выражаются серией определенных эндотермических и экзотермических эффектов. Получаемые кривые нагревания позволяют судить о характере и интенсивности тепловых эффектов, о температурах, при которых тепловые эффекты проявляются, о минералогическом составе исследуемого материала и характере протекающих в нем при нагревании фазовых превраще нии.

С помощью дериватографа получены дериватограммы (ПРИЛОЖЕНИЕ 1), которые дают возможность иметь четкое представление о количественном и качественном минералогическом составе материала. Термический анализ выполнен на дериватографе системы Ф.Паулик, И.Паулик и Э.Эрдей. Подготовка проб осуществлялась измельчением и просеиванием материала через сито с сеткой № 008. Анализ проводили нагреванием измельченных проб (навеска в воздушно-сухом состоянии) в интервале 20 -1000 С со скоростью подъема температуры 10 С в минуту. Получаемые кривые нагревания позволяли судить о характере, интенсивности и величине тепловых эффектов. Интерпретацию полученных результатов о фазовом составе и протекающих превращениях выполняли с использованием ранее полученных данных [26, 27].

Рентгенографический анализ является более универсальным и к настоящему времени более совершенным методом исследования материалов, чем другие метода анализа. Съемка была выполнена на дифрактомет-ре ДРОН - 2 в СиКа - излучении при скорости сканирования 1/мин в интервале 20 от 8 до 60 . Пользуясь этим методом, можно производить как количественный и качественный фазовый анализ сложных по своему составу материалов, так и определить строение кристаллических решеток индивидуальных соединений, преимущественную ориентировку и размер кристаллов, измерять напряжения и искажения кристаллических решеток. В практике проведения рентгеноструктурного анализа вяжущих веществ как поликристаллических тел используется главным образом метод порошка.

Пучок рентгеновских лучей, имеющих длину X, падая на ряд параллельных атомных плоскостей кристалла под углом 6, отражается от них под тем же углом. Лучи отраженные от этого ряда плоскостей, будут находится в одной фазе и усиливать друг друга в том случае, если разность их хода после отражения теми или иными по порядку плоскостями будет равна целому числу волн (Хл, где п - порядок отражения в целых числах: 1, 2, 3 и т.д.). Разность же хода лучей (рис. 2.5), отразившихся от двух соседних плоскостей, равна 2 (d sin 9).

Определение показателей структурной пористости керамзитобетонов по кинетике водопоглощения

На основании методики представленной в п. 2.2.1, были проведены исследования по основным структурным показателям керамзитобетонов, приготовленных с использованием предварительного электроразогрева, горячего керамзита по традиционной схеме получения горячей бетонной смеси (Песок + Горячий керамзит + Цемент + Вода), сухого горячего термоса - технология раздельного бетонирования (Горячий керамзит + це-ментно-песчаный раствор) в сравнении с паропрогревом и нормальными условиями твердения керамзитобетона.

Одной из важных характеристик структуры керамзитобетона, определяющей его долговечность, является открытая капиллярная пористость. Большое влияние на качество структуры керамзитобетонов оказывает способ и режим теплового воздействия. Известно, что керамзитобетоны, приготовленные с использованием предварительного разогрева бетонных смесей, имеют менее дефектную структуру в сравнении с бетонами после па-ропрогрева и нормальными условиями твердения [5, 8, 10, 28, 39, 58, 67, 104,110].

Также известно, что затвердевший керамзитобетон является капиллярно-пористым телом с наличием большого количество пустот и пор различных размеров и разветвленной сети сообщающихся микротрещин и капилляров. По разным источникам [22, 23, 25, 49, 50, 89, 100] открытая капиллярная пористость у керамзитобетонов составляет 3 - 8%. Часть пористости обуславливается пустотами и порами в зоне контакта цементного камня с заполнителем, а также пористостью цементного камня и порами, образующимися в результате вовлечения воздуха при формовании.

Открытая капиллярная пористость оценивается величиной объемного водопоглощения и параметрами поровой структуры (ГОСТ 12730.4-78). Результаты эксперимента представлены в табл. 3.1.

Изучение кинетики изменения характеристик поровой структуры показало, что с течением времени твердения уменьшается общий объем открытых капиллярных пор и средний размер открытых капиллярных пор. Это объясняется резким ростом новообразований в керамзитобетонах, приготовленных с использованием предварительного разогрева бетонных смесей.

Наибольшее изменение структуры бетона происходит в первые 14 суток твердения. К 28-и суткам получены следующие характеристики по-ровой структуры керамзитобетона, обусловленные различием в протекании тепло и массообменных процессов: наименьшей открытой капиллярной пористостью характеризуются керамзитобетоны, приготовленные с использованием предварительного разогрева бетонных смесей. В частности, при использовании предварительного электроразогрева, горячего керамзита и сухого горячего термоса, открытая капиллярная пористость ке-рамзитобетонов в 1,5-2 раза меньше чем у керамзитобетонов после па-ропрогрева (рис. 3.1). Поры различных размеров образуются не только при перемешивании и укладке бетонной смеси, но и появляются в процессе паропрогрева. При паропрогреве свежеотформованного керамзитобетона происходит температурное расширение свободной воды, воздуха, цементного теста и заполнителей соответственно их коэффициенту температурного расширения.

Содержащийся в керамзитобетоне воздух, а также вода, основное количество которой сразу после формования находится в свободном состоянии, при нагревании раздвигают частицы бетонной смеси тем самым, повышая пористость. В процессе твердения и образования цементного камня этот объем фиксируется.

Под воздействием температурного градиента, влага в бетонной смеси движется в направлении теплового потока (от теплой поверхности к холодной). Воздух, содержащийся в керамзитобетонной смеси, движется в обратном направлении. Это приводит к образованию направленной капиллярной пористости и другим дефектам структуры (более глубоко механизм образования направленной капиллярной пористости рассматривается в п. 3.2).

Аналогичным процессом тепло и массообмена на начальной стадии теплового воздействия, характеризуется керамзитобетон с использованием предварительного электроразогрева (рис. 1.6. - глава 1).

Прочность при сжатии бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей

При анализе экспериментально-статистических моделей предела прочности при сжатии керамзитобетонов, приготовленных с использованием предварительного электроразогрева, горячего керамзита, технологии раздельного бетонирования в сравнении с нормальными условиями твердения и паропрогревом, установлено, что повышение прочности керамзитобетонов в большинстве случаев происходит при снижении В/Ц, что вполне согласуется с известными представлениями о прочности керамзи-тобетона[13, 15, 17, 19,21,76].

Анализируя влияние концентрации керамзита на прочность отмечено, что с увеличением концентрации керамзита в бетоне наблюдается снижение прочности при сжатии (рис. 4.2).

Анализируя полученные зависимости (рис. 4.2 - 4.6) прочности при сжатии керамзитобетонов в 28-ми суточном возрасте твердения от водоцементного отношения В/Ц и коэффициента раздвижки зерен К, можно сделать вывод, что при увеличении концентрации керамзита происходит резкое снижение прочности керамзитобетона независимо от способа ускоренного твердения. Снижение прочности объясняется несколькими факторами, сам керамзит имеет низкую прочность (прочность на сжатие в цилиндре составляет 1,5 МПа) и увеличение его содержания в объеме керамзитобетона снижает содержание более прочной, растворной составляющей. С увеличением коэффициента раздвижки зерен при равных значениях, для нормальных условий твердения, паропрогрева ширина контактной зоны 2 - 3 раза меньше, чем ширина контактной зоны между зерном керамзита и растворной составляющей при традиционном использовании горячего керамзита и технологии раздельного бетонирования и составляет 0,5 - 1 мм. Это обстоятельство играет значительную роль в повышении физико-механических свойств керамзитобетонов. Увеличение толщины контактной зоны между керамзитом и растворной составляющей у предварительно разогретых керамзитобетонных смесей, объясняется более глубоким взаимодействием крупного пористого заполнителя с цементной матрицей. В частности при традиционном использовании горячего керамзита и технологии раздельного бетонирования, это взаимодействие проявляется максимальным образом, предел прочности при сжатии керамзитобетона на 10-20% выше чем, у керамзито-бетонов нормальных условий твердения и паропрогретых.

Зависимость прочности керамзитобетонов от водоцементного отношения В/Ц носит совершенно иной характер. Так, например, при увеличении В/Ц у керамзитобетонов нормальных условий твердения, паропрогретых и с использованием предварительного электроразогрева, наблюдается зависимость, аналогичная известной зависимости прочности керамзитобетона от водоцементного отношения [15, 17, 19, 76], т.е. прочность при сжатии уменьшается. В случае выше рассмотренных способов, количество воды, необходимое для получения более подвижной керамзитобетонной смеси, является излишним. Оптимальное водоцементное отношение В/Ц, при котором керамзитобетонная смесь имеет необходимую подвижность, а прочность керамзитобетона максимальна составляет 0,6.

При анализе зависимостей прочности керамзитобетонов с традиционным использованием горячего керамзита и технологии раздельного бетонирования выявлено, что при увеличении В/Ц от 0,6 до 0,65, прочность керамзитобетона возрастает в среднем на 5 - 10 %. Это можно объяснить тем, что при В/Ц = 0,6 происходит интенсивное миграция воды из растворной составляющей в зерно керамзита, что приводит к потере подвижности керамзитобетонной смеси и некоторые области межзерновой пустотности керамзита остаются незаполненными. При В/Ц = 0,65 керамзитобетонная смесь имеет достаточную подвижность и хотя процессы приготовления сопровождаются интенсивным отсосом воды из растворной составляющей, воды достаточно для сохранения технологической подвижности и для гидратации основных клинкерных минералов. При увеличении В/Ц до 0,7, как и в случаях применения нормальных условий твердения, паропрогрева, предварительного электроразогрева, вызывает снижение прочности, очевидно, по той же причине (расслаеваемость, образование высокой капиллярной пористости и т.д.). Для приготовления керамзитобетона с традиционным использованием горячего керамзита и технологии раздельного бетонирования В/Ц = 0,65 является оптимальным.

По проведенному анализу зависимости прочности керамзитобетонов, при традиционном приготовление керамзитобетонной смеси с использованием горячего керамзита и технологии раздельного бетонирования с использованием сухих горячих смесей, можно сделать вывод, о том, что применение горячих смесей дает увеличение прочности при сжатии в среднем на 10 - 20%. Это объясняется, тем, что при традиционном использовании горячего керамзита и технологии раздельного бетонирования за счет явление самовакуумирования керамзита, происходит более интенсивное проникновение растворной составляющей в зерно керамзита, вследствие чего вокруг зерен крупного заполнителя формируется более прочная оболочка и образуется более широкая контактная зона. Что, как отмечалось ранее, положительно влияет на основные физико-механические показатели.

Похожие диссертации на Структура и свойства бетонов из предварительно разогретых керамзитобетонных смесей