Содержание к диссертации
#
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И
ИХ ВЛИЯНИЕ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КОМПОЗИТА 9
Интенсивная раздельная технология (ИРТ) приготовления бетонных смесей с гидроактивацией вяжущего 9
Технологические параметры ИРТ, определяющие качество бетонной смеси 19
Влияние ИРТ на свойства бетонных смесей и композитов (структуру, прочность, деформативность, долговечность) 27
Методы оценки долговечности цементных бетонов 34
Методы прогнозирования морозостойкости цементных бетонов 41
Цель и задачи исследования 46
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 48
Применяемые материалы 48
Методы исследований и применяемое оборудование 55
Экспрессное определение морозостойкости бетона дилатометрическим методом 58
2.4. Планирование эксперимента и методы статистического анализа
экспериментальных данных 61
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ И
МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ
БЕТОНОВ ОТ ПАРАМЕТРОВ ИРТ 64
3.1. Влияние режима перемешивания на однородность цементной
наполненной композиции 64
3.2. Физико-химическое взаимодействие агрессивной среды
с цементным вяжущим 68
Модели деградации цементных композитов. Аналитическое определение деградационных функций и параметров деградации 72
Выводы 76
4. ВЛИЯНИЕ ТУРБУЛЕНТНОЙ АКТИВАЦИИ ВЯЖУЩИХ НА
СВОЙСТВА НАПОЛНЕННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ 77
4.Ї. Влияние турбулентной активации цементного вяжущего на
прочность цементных композитов 77
4.2. Моделирование совместного влияния степени наполнения,
длительности перемешивания и количества пластификатора на
турбулентнуго активацию цементного вяжущего 86
Исследование свойств цементных композиций, наполненных модифицированной цеолитсодержащей породой 91
Влияние дисперсного армирования на свойства ЦК, изготовленных с применением турбулентной активации 104
Влияние модификации наполнителей на эффект турбулентной активации 108
Разработка и оптимизация композиций, полученных совмещением цементной пыли и молотой опоки 110
Выводы 114
5. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ
АГРЕССИВНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ 116
5.1. Сопротивление наполненных цементных композитов действию
водных сульфатсодержащих растворов 116
5.2. Сопротивление наполненных цементных композитов
знакопеременным температурам (морозостойкость) 124
5.3. Повышение долговечности цементных композитов путем
применения интегрально-капиллярных систем 128
5.4. Выводы 133
6. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ 134
Исследование изменения свойств цементных композитов в зоне деградации цементного камня 134
Сравнительная оценка сорбционных характеристик, полученных по изменению массы образцов и изохрон деградации 148
Прогнозирование морозостойкости бетона 151
Деградационные функции и их применение для оценки долговечности цементных композитов 158
Выводы 168
7. ОПЫТ ПРОМЫШЛЕННОГО ВНЕДРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОЙ
РАЗДЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 169
7.1. Опыт внедрения раздельной технологии изготовления бетона на ПО
СМК «Вангажи» 169
Рекомендации по приготовлению бетонных смесей по интенсивной раздельной технологии 174
Конструкция смесителя активатора 186
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 189
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
Введение к работе
Актуальность темы. Развитие строительной отрасли на современном этапе характеризуется появлением новых конструктивных решений, изделий, материалов, технологий их производства. Создаются материалы с более высокими прочностными, физико-техническими характеристиками. Новое рождение переживают бетоны на цементных вяжущих. Наряду с бетонами, которые имеют грубогетерогенную конгломератную структуру, появились бетоны-композиты, подбор состава которых основан на принципе построения «структуры в структуре».
Рассматривая бетон как композиционный материал, особое внимание уделяется разработке с заданным комплексом свойств цементных вяжущих, которые могли бы служить матрицей при создании бетона-композита для соответствующих условий эксплуатации. Создавая цементные композиты повышенной прочности, проводя механохимическую активацию вяжущего, достигая положительных эффектов в улучшении одних свойств, вероятно, происходит ухудшение других свойств, В научных публикациях неоднократно высказывалось мнение, что использование внутреннего потенциала цементного камня на повышение начальной прочности может привести к снижению его долговечности. Однако до сих пор не решен вопрос о том, как определить долговечность бетонных изделий в тех или иных условиях эксплуатации. Применение бетонов на активированных вяжущих ещё более усугубляет проблему, и ставит задачу разработки методов оценки стойкости и прогнозирования долговечности бетонных и железобетонных изделий, как первоочередную.
Поэтому работа, посвященная исследованию влияния мехаиохимической активации вяжущего, различного вида наполнителей на долговечность цементного композита является актуальной и имеет большое, как научное, так и практическое значение.
Цель работы - разработка составов, методов прогнозирования и оценки стойкости бетонов на активированных цементных вяжущих с учетом условий эксплуатации.
Реализация поставленной цели обуславливает необходимость комплексного решения следующих основных задач:
исследовать влияние технологических параметров, количества и удельной поверхности наполнителей, модифицирующих добавок, па механические, реологические и структурные характеристики цементного вяжущего и камня, приготовленного, как по традиционной, так и по интенсивной технологиям;
определить требуемое количество минеральных и химических добавок, оптимальную скорость и время перемешивания цементного теста, приготовленного по интенсивной технологии, повышающих механические характеристики композита;
разработать модели деградации цементных композиционных материалов, учитывающих первоначальное улучшение прочностных свойств цементного камня;
исследовать характер распределения упруго-прочностных характеристик цементного камня по высоте поперечного сечения при действии агрессивной среды, полученного по традиционной и интенсивной технологиям;
разработать методы количественной оценки и прогнозирования химического сопротивления цементных композитов, учитывающих структурные и технологические параметры цементного композита;
исследовать влияние интенсивной раздельной технологии, качества и вида модифицирующих добавок на химическую стойкость цементных вяжущих;
разработать цементные композиты с повышенным химическим сопротивлением и эксплуатационной надежностью;
развить отечественный дилатометрический метод прогнозирования свойств бетона;
разработать конструкцию смесителя-активатора для цементных вяжущих.
Научная новизна. Экспериментальными исследованиями установлено, что путем введения наполнителя, модифицирующих добавок, активации цементного вяжущего в скоростных смесителях турбулентного типа можно повысить химическое сопротивление и морозостойкость бетонов, оптимизируя его состав по показателям долговечности.
Впервые предложены методы прогнозирования: морозостойкости бетона, основанные на изменении объемных деформаций материала при действии отрицательных температур; долговечности бетонных изделий в условиях действия жидких агрессивных сред; основанные на применении деградационных функций.
Впервые показана связь деградационных функций с коэффициентом химической стойкости и эффективным коэффициентом диффузии, численное значение которых для бетонов нормируется.
Теоретически обоснована модель зависимости свойств цементных вяжущих от скорости перемешивания смеси в режиме турбулентной активации.
Экспериментально определены оптимальные параметры интенсивной технологии приготовления цементного вяжущего в скоростных смесителях турбулентного типа.
Склерометрическим методом показано, что после действия агрессивных сред на образцы из цементных композитов в зоне деградации прослеживается определенная закономерность в изменении свойств материала, что дало возможность предложить и обосновать модели деградации.
Практическая значимость работы. Разработана конструкция скоростного смесителя турбулентного типа, позволяющая проводить механохимическую активацию вяжущего (А.С. №1500480). Предложены наполнители для цементных вяжущих, снижающие расход цемента при сохранении конструкционных свойств материала на нормативном уровне и в некоторых случаях повышающие свойства базового материала
(A.C. №1700926). Предложена методика оценки долговечности изделий на основе цементных вяжущих с учетом действия жидких агрессивных сред и знакопеременных температур. Разработан ускоренный метод прогнозирования морозостойкости бетона (А.С. № 207241). Разработаны металлические формы для изготовления образцов (А.С. №1682174) и составы для смазки форм (А.С, №872270).
Все разработки защищены авторскими свидетельствами на изобретения и патентами.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных, российских, региональных и республиканских научно-технических конференциях, семинарах, в том числе на «I Всероссийских Соломатовских чтениях» МГУ, 2002г.
По результатам исследований подготовлены и утверждены Госстроем Российской Федерации: «Рекомендации по приготовлению бетонных смесей по интенсивной раздельной технологии» М. 1988; «Методика оценки долговечности химически стойких бетонов способом деградационных функций» М.2004.
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 23 работы.
Ряд представленных в диссертации исследований, идеи которых принадлежат ее автору, выполнены совместно с Куприяшкиной Л.И., Низиной Т.А., Ошкиной Л.М., Юдаковой Н.В. Автор выражает им благодарность за совместную работу.
Автор выражает благодарность профессору доктору технических наук Селяеву Владимиру Павловичу за консультации и многократные обсуждения основных положений работы.
»
