Введение к работе
Актуальность работы. Одной из злободневных проблем строительства является обеспечение химической стойкости бетонов к воздействию агрессивных растворов грунтовых вод. Особенно актуальна эта проблема для условий эксплуатации сооружений в Средней Азии и Казахстане, е частности, в Приаралье, где грунтовые и речные вода отличаются очень высокой комплексной минерализацией солями сульфатов, хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Это приводит к тому, что значительная часть сооружений, особенно гидротехнических и оросительных систем не выдерживает проектных сроков эксплуатации, требует значительных затрат на ремонт или замену.
Повышение требований к эксплуатационной стойкости и долговечности бетонов в условиях комплексной солевой агрессии грун-тоеых и речных вод, характерных для Средней Азии и Приаралья ставят задачу создания цементов и бетонов более высокого качества.
Цели и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка вяжущих веществ с повышенной стойкостью к воздействию агрессивных растворов солей и долговечностью изделий на их основе. При этом решались задачи:
, - твердофазный синтез высокоосновннх силикатов и алюминатов кальция и их бариевых и стронциевых аналогов, а также образуемых, ими твердых растворов;
гидротермальный синтез и исследование гидросиликатов и. алюминатов.кальция в присутствии добавок.Ва, Sr- и суперпласти-фикатора; ' '
получение и исследование механохимически активированных вяжущих веществ содержащих Ва и 5г- и исследование их твердения в Еоде и агрессивных средах;
исследование твердения основных клинкерных минералов,их Ва и-Sr аналогов и твердых растворов в воде и агрессивных средах;
~ исследование свойств и микроструктуры вяжущих материалов
на модифицированных цементах; ,
- получение опытных партий модифицированных вяжущих веще
ств и их испытание в натуральных условиях для получения еысо-
нестойких конструкционных материалов.
Научная новизна. Показана возможность повышения.стойкости вяжущих материалов к воздействию агрессивных солевых растворов направленным модифицированием силикатов и алюминатов кальция барий или стронцийсодернащкми компонентами в сочетании с механо-химической активацией вяжущих веществ с минеральными добавками.
Установлена более высокая стойкость в агрессивных растворах солей вяжущего материала на основе силикатов и алюминатов стронция и бария и их соответствующих твердых растворов по сравнению с силикатами и алюминатами кальция.
Показано, что коррозионная стойкость материалов на основе силикатов двухвалентных металлов находится в зависимости от скорости и количества накопления сульфатов. Наименьшие линейные деформации в агрессивных растворах обнаруживают образцы камня на основе силикатов стронция.
Повышенная стойкооть вянущих материалов на основе новых составов цементов связана со снижением содержании в них гидрооксида кальция и его уплотнением за счет кристаллизации менее растворимых гипса, сульфатов бария и стронция и комплексных гвдросулыфалюминатов бария и стронция.
Впервые осуществлен низкотемпературный гидротермальный синтез соединений цементного камня при пониженных давлениях с применением в качестве растворителя 10$ растворов различных фракций суперпластификатора С~3. Синтезировано новое, неизвестное ранее соединение GaoAfej^HOlfOjj, выполнена расшифровка атомной структуры соединения с'мондклянной ячейкой: А. =11,558 (б); в = 6,449 (3); с = 9,754 (4) А; % =111,9, пр.-гр. С,
Практическая значимость. Разработаны новые составы -и технология получения вяжущих веществ о повышенной стойкостью к воздействию агрессивных растворов грунтовых вод. Опытные партии полученных образцов обнаружили Еысокие эксплуатационные качества в различных агрессивных средах. Выполненные в течение двух лат испытания образцов полученных вянущих веществ в натурных условиях Голодной степи подтвердили результаты лабораторных исследований.
Освоение новых вяжущих материалов в гидротехническом от-роитольства Средней Азии и Казахстана, особенно в условиях Пряаралья позволит существенно повысить долговечность сооруяе.
ний. Разработанная технология механохимичэской активации цемеи-.та может позволить снизить расход цемента в бетоне на 30-50$ при сохранении его прочностных и других эксплуатационных свойств.
Оценка экономической эффективности разработки показала экономию в размере I руб.на I м3 бетона.
На защиту выносятся:
положение о применимости комплексного кодифицирования вяжущих веществ за счет зведення в сырьевую смесь при его получении барий и стронцийсодержаших добавок, а такке введени в состав вяяущих пластифицирующих добавок суперпластификаторов с применением механохимической активации цемента в целях повышения его активности и стойкости цементного камня в агрессивных растворах;
новые составы модифицированных вяжущих веществ, включающие J.' - модификацию двухкальциєвого силиката, стабилизирующую ся в клинкере оксидами бария и стронция;
экспериментальные данные по влиянию добавок бария и стронция на синтез и свойства силикатов и алюминатов и стойкость цементного камня материалов на их основе в агрессивных растворах;
результаты гидротермального синтеза силикатных и алгаи-натных соединений кальция в присутствии, добавок оксидов бария и стронция с применением в качестве растворителя различных фракций суперпласткфикатора С-3;
получение нового, неизвестного.ранее соединения с вяжущими свойствами состава Са2//а(503)(0Н)2 и определенные особенности его атомного строения; '.'.''''
результаты испытаний коррозионнойстойкости'вянущих ве- ' ществ на основе' силикатов и алюминатов бария, стронция v кальция, а также их взаимных твердых растворов;
результаты испытаний новых составов вяжущих еєщєств и конструкционных материалов в натурных условиях Голодной степи.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на УП Всесоюзном совещании по химии оксидов (Ленинград,1988); на Всесоюзном совещании по экологическим проблемам промышленности строительных материалов (Чимкент,1990). -
Публикации. По материалам диссертации Ьпубликовано 5 статей и подана I заявка на изобретение.
Объем работы. Диссертация изложена на 223 страницах печатного текста и включает введение, 5 глав, вывод по работе и снабжена 54 рисунками и 20 таблицами, а также приложениями. Список -литературы включает 143 наименования отечественных и зарубежных источников .