Введение к работе
Актуальность работы. Главным направлением технического прогресса^ основных строительных материалов - бетона и железобетона являє гея повьіигешіе"~нрочностіШіх" свойств -бетона, снижение веса изделий, оперто- и трудоемкости изготовления и стоимости конструкций, повышение их качества, индустриальное и долговечности. Эти важнейшие задачи в комплексе могут быть решены применением в строительстве монолитных высокопрочных тяжелых бетонов марок 700-800 и выше с 50-60 %-ной суточной прочностью от нормативной без использования тепловлажностной обработки, что обеспечит (по предварительным данным) экономию бетона до 30-50 %, стали - до 1015 % и стоимость изготовления - до 10 %.
Из всех направлений получения высокопрочных бетонов наиболее эффективными являются те, которые не ориентированы на использование суперцементов специального минералогического состава марок 600-700 и выше. В этой связи весьма эффективной является разработка составов высокопрочных бетонов па рядовых цементах активностью 40-50 МПа с применением высококачественных заполіштелсії и высокоэффективных суперпластнфикаторов-разжи'жителеіі, а также высокодисперсных минеральных наполнителей.
Реологическое действие суперпластификаторов, в комплексе с высокодисперсными наполнителями (микрокремпеземом), создает усиливающий эффект, который позволяет снизить водо-цементпое отношение в 1,3-1,7 раза без изменения подвижности бетонных смесей. Однако вопросы использования в качестве дисперсных наполнителей гонкомолотых минеральных веществ природного или искусственного происхождения изучены недостаточно. Отсутствуют рекомендации по оптимальной дисперсности и концентрации наполнителей для высокопрочных бетонов с высокой суточной прочностью. Не изучена эффективность суперпластнфикаторов на дисперсных носителях, получаемых их совместным сухим помолом.
Работа выполнена в рамках научно-технической темы по программе "Архитектура и строительство" "Разработка методологии повышения эффективности и оценки действия пластификаторов и
суперпластификаторов в минеральных дисперсных системах для производства строительных материалов". (№ 2.4.4.7).
Цель работы. Целью настоящих исследований является разработка способа получения высокопрочных бетонов на рядовых цементах марок 400-500 с использованием комплексных органоминеральных добавок, получаемых совместным помолом минеральных наполнителей и суперпластификаторов.
Задачи исследования. Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих частных задач:
-
Исследовать реакционную активность цементов в присутствии суперпластификаторов и дать их классификацию не только по показателям нормативной, но и ранней суточной прочности.
-
Изучить гидравлическую активность дисперсных наполнителей на основе молотых шлаков, молотых 6етонов-"бетонитов", кварцевого песка и известняка.
-
Изучить водоредуцирующее действие суперпластификаторов и кинетику набора прочности МЗБ в зависимости от дисперсности цементов, количества дисперсных наполнителей, способа введения суперпластификатора и крупности песка.
-
Оптимизировать составы бетонов марок 900-1000 и изучить их физико-технические свойства.
Научная новизна. Разработана классификационная оценка гид-раташюнной активности цементов различных заводов в присутствии суперпластификатора С-3, позволяющая оптимизировать выбор цементов для беспронарочных высокопрочных бетонов. Выявлена эффективность влияния суперпластификатора на цементы различной дисперсности (рядовой цемент, ТМЦ, ВНВ) в зависимости от способа его введения. Рассмотрены структурообразующие функции наполнителей в цементах в связи с реакционно-химической активностью отдельных из них и способностью к самостоятельному формированию прочности. Исследовано влияние дисперсных наполнителей на понижение и повышение прочности цементного камня в зависимости от водосодержанпя в литых, виброуплотненных и прессованных композициях с суперпластификатором и без него. Исследовано влияние вида дисперсных носителей на кинетику набора прочности мелкозернистых и тяжелых бетонов. Оптимизированы составы высокопрочного бетона и исследованы его физико-механические свойства.
Практическое значение. Экспериментально установлены оптимальные значения технологических параметров приготовления оргапоминеральных модифицированных добавок-пластификаторов на дисперсных носителях; предложены простые способы рационального выбора цементов для приготовления беспропарочных высокопрочных бетонов; показана возможность 4-5-кратного снижения энергетических' затрат на помол дисперсных носителей по сравнению с ВНВ и ТМЦ при приготовлении смешанных цементов с 10-15 %-ным содержанием суперпластификатора; разработаны рациональные составы тяжелого бетона с высокой ранней и нормируемой прочностью на уровне 80-100 МПа с расходом цемента 480-550 кг/м"'.
Реализация работы. Разработанные составы высокопрочных бетонов на основе рядовых цементов с суперпластификаторами на дисперсных носителях получили опытно-промышленное внедрение в г.Пензе и области.
Апробация работы. По результатам исследований сделаны доклады и сообщения: на И, III, IV Международных научно-практических конференциях "Вопросы планировки и застройки городов" (1994, 1996, 1997 it.), г. Пенза; XXVI, XXVII, XXIX научно-техничесих конференциях ПГАСА (1992, 1994, 1997 гг.), г. Пенза; научно-технических конференциях "Теория п практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах" (1991. 1993 it.), г.Пенза; научно-технической конференции "Экологические аспекты технологии производства строительных материалов" (1992 г.), г. Пенза; научно-технической конференции "Современные проблемы строительного материаловедения" (1996 г.), г. Казань; III Международной конференции "Инженерные проблемы современного бетона и железобетона" (1997 г.), г. Минск.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ, получен патент № 2057731 "Вяжущее".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных литературных источников из 11-9 наименований, приложений, содержит №3, страшні машинописного текста, 2.3 рисунков, -33 таблиц.