Введение к работе
Актуальность работы. Бетон и железобетон в XXI веке сохраняют позиции широко распространенных конструкционных строительных материалов. Поэтому необходимость снижения материалоемкости, энергозатрат и себестоимости бетонных и железобетонных изделий при одновременном повышении их качества является актуальной задачей. В связи с этим применение дешевых местных строительных материалов для изготовления легких бетонов и конструкций из них является приоритетной задачей.
В последние годы в связи с ужесточением требований строительных норм по сейсмостойкости зданий и сооружений и возросшими требованиями к гибкости архитектурно-планировочных решений, каркасно-монолитное строительство приобрело большие масштабы. Тенденция роста монолитного строительства также обуславливается рядом технико-экономических преимуществ, в том числе относительно низкими капиталовложениями в производственную базу; меньшими, по сравнению с полносборными конструкциями, материалоемкостью и трудозатратами и более высокими эксплуатационными качествами в связи с отсутствием стыков.
На территории Кабардино-Балкарской Республики (КБР) имеются большие запасы пористых туфовых пород и ведется добыча пиленного стенового камня. При этом образуется 30-50 % отходов в виде бута, щебня и песка, которые целесообразно использовать при изготовлении пористых заполнителей для бетона. Целесообразность эффективного использования туфовых заполнителей для приготовления легких и облегченных бетонов и конструкций из них сомнений не вызывает. Развитие теории и практики технологии легких бетонов на туфовых заполнителях должно быть направлено на снижение усадочных деформаций, повышение трещиностойкости и уровня нормируемых показателей качества. Одним из направлений решения указанных проблем является применение расширяющих добавок (РД) к цементу, которые фДиШгШШМИКШМЩЮГ^роцессы
4 развития усадочных деформаций и формирования структуры бетона. Другим
возможным методом уменьшения усадочных деформаций является замена части низкомодулъных заполнителей на более плотные. Применение смешанных заполнителей способствует повышению конструкционных свойств легких бетонов на пористых заполнителях. Отсутствие результатов исследований бетонов с компенсированной усадкой на природных пористых заполнителях КБР предопределяет актуальность изучения основных вопросов бетоноведения применительно к указанным бетонам.
В предгорной и равнинной частях КБР зимний период продолжается до 6 месяцев, что предопределяет актуальность исключения сезонности ведения бетонных и железобетонных работ. Кроме того, в связи с необходимостью развития в республике курортного дела, туризма и альпинизма возрастают потребности в строительстве инфраструктуры в высокогорных районах с постоянной отрицательной температурой. Известны различные методы производства бетонных работ в зимнее время, обеспечивающие достижение необходимого уровня прочности бетона к требуемому моменту времени. Но остаются не в полной мере раскрытыми вопросы влияния зимних методов производства бетонных работ на свойства туфобетонов, определяющие стойкость конструкций при сейсмических воздействиях, в частности, на сцепление туфобетонов с арматурой.
Целью диссертационной работы является развитие научных представлений о формировании структуры и свойств бетонов с компенсированной усадкой на природных пористых заполнителях Кабардино-Балкарии при различных температурных условиях твердения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- исследовать основные факторы, определяющие предел прочности туфобетонов на различных песках при применении РД;
установить взаимосвязь между пределом прочности при сжатии и другими конструкционными свойствами туфобетонов на различных песках при применении РД;
выявить влияние температуры твердения и зимних методов производства бетонных работ на формирование строительно-технических свойств туфобетонов;
установить основные закономерности влияния рецептурно-техноло-гических факторов на сцепление арматуры с туфобетоном.
Научная новизна работы заключается в:
доказанной целесообразности применения комплексной добавки для получения бетонов классов В20-В45 на природных пористых заполнителях Кабардино-Балкарии при различных температурных условиях твердения;
определении величины критической прочности при раннем замораживании в условиях «мягкой» зимы для бетонов классов В20-В45 на пористых природных заполнителях Кабардино-Балкарии; .
полученных зависимостях между основными показателями качества туфобетонов с компенсированной усадкой при различных температурных условиях твердения, позволяющих разработать нормативную базу применения бетонов классов В20-В45 с плотностью 1700-2000 кг/м3.
Практическое значение работы
предложена технология легких бетонов на пористых заполнителях КБР с повышенными показателями качества;
получены зависимости строительно-технических свойств от водоце-ментного отношения, прочности растворной составляющей, прочности туфового заполнителя. Получены зависимости призменной прочности, предела прочности при растяжении, начального модуля упругости, сцепления арматуры с бетоном от предела прочности при сжатии;
- установлена величина критической прочности туфобетонов на раз
личных вяжущих и песках, по достижении которой обеспечивается практиче
ски бездефектное формирование структуры бетона. Определено необходимое
количество градусо-часов для набора критической прочности свежеуложен-
ного бетона до его замерзания.
Достоверность исследований обеспечена
использованием при проведении экспериментальных исследований методик, регламентированных действующими стандартами, поверенного оборудования;
использованием современной ЭВТ и программного обеспечения при обработке экспериментальных данных, испытанием необходимого количества контрольных образцов-близнецов, обеспечивающего доверительную вероятность 0,95 при погрешности не более 10 %.
Автор защищает
установленное впервые влияние рецептурно-технологических факторов на основные свойства и их взаимозависимость для туфобетонов с компенсированной усадкой на различных песках;
результаты исследований влияния некоторых методов зимнего бетонирования на строительно-технические свойства туфобетонов с компенсированной усадкой и портландцементных туфобетонов.
Апробация работы. Диссертационная работа выполнялась в период с 2002 по 2005 гг. на кафедре строительного производства Кабардино-Балкарского государственного университета и кафедре технологии строительного производства и строительных машин Ростовского государственного строительного университета.
Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международной и Всероссийских научных конференциях:
Всероссийская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. «Перспектива 2003», «Перспектива 2005», КБГУ, Нальчик.
Всероссийская научно-техническая конференция «Наука, техника и технология нового века» НТТ 2005г, КБГУ, Нальчик.
Международные научно-практические конференции «Строительство - 2005», «Строительство - 2006» РГСУ, Ростов-на-Дону.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 7 работ общим объемом 0,7 п.л., в т.ч. 4 - без соавторов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы и приложений.
Содержит 186 страниц, 50 рисунков, 26 таблиц, 173 литературных источника.
Автор выражает глубокую признательность заведующему кафедрой строительного производства доценту, кандидату технических наук Сабанчиеву З.М. за помощь и постоянное внимание к работе.