Введение к работе
Л і; т у а л ън ос т /. п р о б л е м ы. Важной задачей технологии бетона является улучшение эксплуатационных характеристик бетона при снижении энерго- и материалоемкости его производства. Особенно актуальность этой задачи возрастает в современных условиях при переходе к рыночным отношениям, сопровождающимся значительным увеличением стоимости энергетических и материальных ресурсов.
Решение данной задачи предусматривает широкое применение в производстве достижений строительного материаловедения - как научно-технических разработок, так и новых теоретических знаний о взаимосвязи технологии получения, структуры и свойств бетона, рассматриваемых в рамках структурной механики бетона. Развитие структурной механики расширяет возможность изучения и управления свойствами бетона путем направленного модифицирования структуры на разных уровнях.
Одним из путей направленной организации структуры бетона является применение так называемых демпфирующих компонентов -дисперсных добавок пониженной жесткости (относительно других составляющих композита) минеральной или органической природы. Как показано в исследованиях, проведенных в ПГУПС, НИИЖБ, НИИ-промстрое, Уфимском нефтяном институте, Пензенском, Ростовском и Одесском ИСИ, модифицирование структуры бетона маложесткими добавками является эффективным технологическим приемом, способствующий повышению прочности, трещиностойкости, ударной стойкости, морозо- и морозосолестойкости бетона. Поэтому дальнейшие исследования свойств бетона с демпфирующими добавками и изучение механизма их действия является актуальной и важной задачей.
Работа выполнена на кафедре "Строительные материалы и технологии" Петербургского государственного университета путей сообщения.
Целью работы является разработка научно-практических основ получения бетонов повышенной прочности и деформатишгостн на основе модифицирования структуры бетона демпфирующими добавками.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
исследовать механизм влияния демпфирующих добавок на бетон при механическом нагружении и усадке;
провести комплексные исследования прочностных и деформативных показателей бетона с демпфирующими добавками;
установить взаимосвязь процессов, происходящих в структуре бетона при введении демпфирующих добавок, с его прочностью и де-формативностыо;
разработать рекомендации по применению демпфирующих добавок для регулирования прочностных и деформативных показателей бетона.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Предложены и апробированы комплексные критерии оценки напряженного состояния структуры бетона, возникающего при различных видах эксплуатационных воздействий. В качестве таких критериев приняты: удельная механическая энергия и коэффициент вариации энергии, характеризующие степень нагруженности и неоднородности распределения напряжений в структуре бетона.
-
Установлен механизм влияния демпфирующих добавок на бетон при механическом нагружении и усадочных деформациях цементного камня в зависимости от соотношения модулей упругости добавки и цементной матрицы.
3. Получены количественные зависимости прочностных и дсформативных показателей цементно-песчаного раствора от содержания демпфирующих добавок и соотношения модулей упругости добавки и цементного камня. По результатам исследования предложены оптимальные характеристики демпфирующих добавок и составы растворов.
Практическое значение. Экспериментально установлена возможность регулирования в широких пределах прочностных и деформативных показателей цементно-песчаного расгвора за счет введения демпфирующих добавок. При оптимальном содержании добавки к соотношении упругих характеристик цементного камня и добавки:
прочность при сжатии, изгибе и осевом растяжении раствора увеличивается на 40%;
предельные деформации увеличиваются при всех видах нагру-жения на 25...52%;
модуль упругости цементно-песчаного раствора снижается на 27%.
Разработаны рекомендации по применению демпфирующих добавок для регулирования прочностных и дсформативных показателей мелкозернистого бетона.
Реализация работы. Результаты исследования отражены в научно-техническом отчете ПГУПСа за 1990 г. Разработанные составы мелкозернистых бетонов с демпфирующими добавками получили опытно-промышленное внедрение на участке по производству тротуарной плитки ТОО "Элвейс" при изготовлении партии бетонной тротуарной плитки.
Апробация работы Основные положения работы и полученные результаты доложены и обсуждены на 3-й научно-технической конференции "Прогрессивные технологии в транспортном строительстве" (Ленинград, 1991); 1-ой региональной научно-технической конференции "Проблемы совершенствования производства сгеноных
материалов с целью индустриализации строительства и повышения сейсмостойкости зданий" (Бишкек, 1991); Республиканской научно-технической конференции "Совершенствование существующих и создание новых ресурсосберегающих технологий и оборудования п машиностроении, сварочном производстве и строительстве" (Могилев, 1991); Международной научно-технической конференции "Внедрение перспективных технологии в монтажных и специальных строительных работах" (С.Петербург, 1992); 5 Всероссийской школе-семинаре "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород" (пос. Борок 1994); 1-ой международной конференции "Актуальные проблемы прочности" (Новгород, 1994); Международной конференции "Проблемы прочности материалов и сооружении на транспорте" (С.Петербург, 1995), Юбилейной конференции "75 лет Строительному факультету".
П у б л и к ац и и. По результатам диссертационной работы опубликовано шесть печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 85 наименований и приложения; изложена на 126 страницах машинописного текста, включает 31 рисунков и 17 таблиц.
