Введение к работе
Актуальность работы заключается в необходимости разработки и применения в строительстве конструкций из высокопрочных; долговечных а экономичных бетонов.
При этом весомым аргументом в пользу таких бетонов служит их высокая технико- экономическая эффективность*
Решение данной проблемы возможно найти на стнке ведущих направлений технологии бетона и железобетона и может быть представлено как концепция высоко- и сверхвысгжопрочннх (ВЦ и СВП) малоцементных бетонов,на основе кодифицированных смешанных вяжущих (МСВ). В таких бетонах високая прочность достигается за счет использования микрокремнезема (МК) и оуперплаоткфикатора (СП), а низкий расход портландцемента (ПЦ) (снинение расхода ЛЦ относительно' типовых норл -не менее 25%) компенсируется введением в состав вяжущего минеральных добавок ОГО - зол-уноса, молотых доменных гранулированных шлаков и зол гидроудаления, а такжэ.оптимизацией составов модифицированных смешанных, вяжущих (МСВ) и бетонов.
Диссертационная работа выполнялась в лаборатории химических добавок НИИЖБ Госстроя РФ в рамках Государственной научно-технической программы' "СТРОЙПРОГРЕСС-2000П- (проект 0.14.01.02 ^Разработать и внедрять- технология) изготовления тонкомолотого многокомпонентного цемента (ТЫЦВ) и на ^го основе бетонов низкой водопотрэбностн с целью экономии цемента на 35 и более" в соответствии с планом научно- исследовательских работ НИИЖБ по теме: 5.2.1. "Разработать составы сверхвысокопротаых (Л > 90 Ша) и шсокоплотных (її > 16) бетонов" под руководством д.т.н., проф. В.Г.Батракова.
Целью работы является разработка и внедрение малоцементных вы- -сокопрочных бетонов на основе модафицированных смешанных вяжущих (МСВ).
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научно- исследовательские задачи:
исследование особенностей процессов гидратации- систем "порт-^ланддемвнт-мшсрокрешэзем-сдаршастифшсатор";
исследование реологических характерстик суспензий МСВ разлет-; ного состава и получение моделей их реологии;
исследование прочностных характеристик (активности) МСВ различного состава и получение моделей их прочности;
оптимизация составов и анализ вффвккшооти различных МСВ;
исследование и оптимизация составов и свойств бетонной смеси и ВП бетонов на МСВ; - ' исследование кинетики твердения ВП бетонов на МСВ;
исследование деформативности ВП бетонов на ЫСВ;
получение моделей удобоукладдваемости бетонной смеси и прочности ВП бетонов на МСВ и, на основе этих моделей, разработка методики расчета составов таких бетонов,'учитывающей особенности рассматриваемых систем;
исследование долговечности ВП бетонов на МСВ; . "
анализ технике- акономичэской эффективности малоцементных ВП бетонов на МСВ. ,
Научную новизну работы составляют:
результаты исследований особенностей механизма действия раз-'"личных добавок и влияния состава ЫСВ на процессы его гидратации;
разработка методов и результаты комплексной оптимизации составов, многокомпонентных вяжущих (МСВ) ло реологическим и прочностным
характеристикам;
результаты эксперимента и модели, устанавливающие связь мезду характеристиками МСВ и свойствами бетонной смеси и бетонов;
условия получения малоцементных ВП бетонов с высокой морозостойкостью.
Практическое значение работы:
на основе результатов исследований и моделей реологических характеристик МСВ получены бетонные смеси с заднной кинетикой изменения удобоукладываемости и низкой расслаиваемостьв;
на основа результатов исследований и моделей прочностных характеристик МСВ получены малоцементные вяжущие с низким (до 25) содержанием Щ составляющей;
на, основе результатов исследований и оптимизации свойств бетонной смеси и батонов на МСВ различного состава получены экономичные малоцементвыэ (при снижении' расхода Щ относительно типовых норм - на 50- 80Ж) ВП и СЕЛ бетоны и их модели;
на основе результатов исследований долговечности ВП бетонов на МСВ получены малоцементные ВП и СВП бетоны с высокой (Ь700) морозостойкостью.
Реализация результатов работы: По результатам диссертационной работы были разработаны .^Рекомендации по составам высоко- и сверхшсокопрочных (СВП И ВП) высокоплотных бетонов" (1991) и "Рекоме: дации по приготовлению и применению высоко- и сверхшсокопрочных (СВП И ВП) высокоплотных бетонов" (1992). Оштно-експериментальная провара результатов работы проводилась на объектах Министерства обороны и при изготовлении сборного спецкелезобетона на заводах ЖЕИ треста "Павлодарлром-строй".
- б -
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в 3 публикациях и 2 научно- технических отчетах и обсуждены на конференциях: "Химические добавки и их применение в технологии сборного железобетона" (Москва, 1992); "Ресурсосберегающие модификаторы бетона" (Черновцы, 1992); "Экологические аспекты технологии производства строительных материалов" (Пенза, 1992).
диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы из 134- наименований, приложений и изложена на 235 страницах, в том числе содержит 150 страниц машинописного текста, 59 рисунков, 49 таблиц.
Состояние вопроса. Аналитический обзор исследований по Ш : (R > 60 Ша) и СШ (В. > 90 Ша) бетонам показал, что такие , бетоны могут быть получены при использовании МК и СП. Несмотря на значительный опыт применения Ж как добавки в бетон, во всем мире растет интерес к ВП и СВП бетонам на основе ВЦ, МК и СП.
Решение данной проблемы возможно также на основ" концепциии получения высокопрочных и сверхвысокопрочных (ВП и СВП) малоцементных бетонов на основе модифицированных смешанных вяжущих (МСВ). В соответствии с концепцией, МСВ содержит в своем составе от 5 до 25 микрокремнезема с размером частиц в 100-50 раз меньше зерен портландцемента, до 60 минеральной добавки (например, золы-уноса, молотого доменного гранулированного шлака или золы гидроудаления), портландцемент и эффективный СП при дозировке 0.5- 3.5 обеспечи-чвавдий оптимальную упаковку компонентов вяжущего.
Для получения Ш и СШ бетонов в качестве вакущих к минеральных, добавок в' работе были использованы: портландцемент марки 500
Белгородского цементного завода; микрокремнезем (Ж) марки МК-85 электрометаллургического комбината г.Челябинска; молотые доменные гранулированные шлаки металлургических комбинатов г.Череповца и г.Караганды; низкокальциевые золч- уноса и молотые золы гидроудаления ТЭЦ-22 г.Москвн и ТЭЦ г.Рязани; высококальциевая зола- уноса Прибалтийской ГРЭС. В. качестве модификаторов были использоваш суперпластификаторн С-3, СШНС, МФ-АР, пластификатор ЛСТ и комплексные модификаторы на их основе.