Введение к работе
Актуальность
В настоящее время в строительстве наряду с традиционными тяжелыми бетонами с прочностью 10 - 50 МПа применяются новые эффективные виды бетонов. Высококачественный бетон широко применяется при строительстве уникальных сооружений, монолитных и сборно-монолитных специальных сооружений, покрытий аэродромов, взлетно-посадочных полос, монолитных конструкций стартовых комплексов для космических систем и других специальных объектов. В качестве заполнителя используется высокопрочный щебень, который является дефицитным. В то же время актуальным является использование высококачественных бетонов, что позволяет получить строительные конструкции с высокими эксплуатационными характеристиками и снизить расходы связанные с функционированием зданий и сооружений и с проведением ремонтных работ, что стало возможным благодаря обеспечению высоких физико-механических свойств бетона.
В то же время одним из актуальных направлений эффективного применения высококачественного бетона является использование мелкозернистого бетона. Решающее влияние на свойства мелкозернистого бетона оказывает количество и свойства вяжущих в нем и заполнителей (крупность зерен, гранулометрический состав, характеристика поверхности, пустотность, прочность).
Поэтому в развитии технологии мелкозернистого бетона актуальным является снижение расхода цемента и получение однородной структуры материала за счет применения композиционных вяжущих, на основе техногенного сырья. Анализ месторождений КМА показал, что наиболее перспективным сырьем для получения высококачественных бетонов являются крупнотоннажные мелкозернистые отходы отсева дробления кварцитопесчанника.
Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке в форме гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых. МК-3123.2008.8. «Разработка теоретических принципов повышения эффективности мелкозернистых бетонов с использованием техногенных песков для жилищного строительства». В рамках федеральной целевой программы Научные и научно-педагогические кадры инновационной России. МК 220 П/8. «Утилизация отходов горно-обогатительных комбинатов в дорожном строительстве».
Цели и задачи работы. Повышение эффективности производства высококачественного мелкозернистого бетона за счет использованием композиционных вяжущих веществ и техногенного заполнителя. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Исследование состава и свойств отсева дробления кварцитопесчанников КМА как минеральной добавки в композиционные вяжущее и заполнителя высококачественного мелкозернистого бетона;
разработка составов, получение и исследование свойств композиционных вяжущих;
- подбор составов и изучение свойств высококачественных мелкозерни
стых бетонов;
- подготовка нормативных документов и реализация теоретических и экс
периментальных исследований в промышленных условиях
Научная новизна.
1. Предложены принципы повышения эффективности высококачествен
ных мелкозернистых бетонов за счет использования композиционных вяжу
щих, микронаполнителя из техногенного песка - отсева дробления кварцито
песчанннка, суперпластификатора Полипласт СП-1 гиперпластификатора
Muraplast FK-63. При этом изменяется состав, свойства и характер новообра
зований, о чем свидетельствуют данные рентгенно-фазовых исследований и
растровой электронной микроскопии. Оптимизация микроструктуры матри
цы и строения мелкозернистого бетона позволила получить на материалах
КМА бетон с пределом прочности при сжатии 140 МПа.
2. Установлены закономерности изменения коллоидно-химических
свойств цементных паст на основе ТМЦ-100 и суперпластификатором Поли
пласт СП-1. Заключающиеся в снижении прочности контактов в коагуляци-
онных структурах за счет образования мономолекулярного адсорбционного
слоя суперпластификатора на поверхности дисперсной фазы и позволяющие
получить предельно агрегативно устойчивые суспензии с жидкоообразным
характером течения. Полученные данные позволили оптимизировать процесс
проектирования состава мелкозернистого бетона.
3. Выявлен характер зависимости подвижности, водопотребности, проч
ности, морозостойкости высококачественного мелкозернистого бетона на
отсеве дробления кварцитопесчанников от характеристик вяжущего, микро
наполнителя и количества гиперпластификатора Muraplast FK-63.
Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования отсева дробления кварцитопесчанннка в качестве заполнителя и микронаполнителя для получения высококачественного мелкозернистого бетона.
Получены составы высококачественных мелкозернистых бетонов на основе отсева дробления кварцитопесчанника и композиционных вяжущих, в том числе с высокоплотным составом заполнителя.
Разработаны композиционные вяжущие и высококачественные мелкозернистые бетоны с использованием техногенного песка региона КМА, для возведения монолитных и сборно-монолитных сооружений, с кубиковой прочностью до 140 МПа и морозостойкостью F500.
Внедрение результатов исследований.
Внедрение результатов работы происходило на ООО «Вектор» при строительстве монолитного участка в г. Старый Оскол. При производстве колец канализационных на ООО «Первая Строительная Компания» г. Белгород. Планируется использоваться ГУ «Управление автомобильных дорог и транспорта Белгородской области» при строительстве взлетно-посадочных полос аэропорта.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы представлены на: Всероссийской научной конференции МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва, 2007); Международной научно-технической конференции посвященной 50-летию Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (г. Пенза, 2008), конференции «Здоровье населения-стратегия развития среды жизнедеятельности» (г. Белгород 2008); Международная научно-техническая конференция «Наука и технология строительных материалов: состояние и перспективы их развития» (г. Белгород, 2009).
Публикации. По материалам и результатам исследований опубликовано б работ, в том числе три статьи в изданиях, входящем в перечень ВАК РФ.
Объем и структура работы.
