Введение к работе
Актуальность работы.
Одним из важнейших показателей современных бетонов является высокая скорость набора прочности. Эта проблема актуальна во многих областях стройиндустрии, но особенно остро она стоит в производстве сборных бетонных и железобетонных конструкций и монолитном домостроении. Для производства сборного железобетона высокая скорость твердения определяет переход на малопрогревные и беспрогревные технологии с температурой выдерживания 25-40С, сокращение или исключение энергозатрат, повышение оборачиваемости тепловых агрегатов и производительности технологических линий.
Железобетонные конструкции с предварительным натяжением арматуры требуют особого качества производства работ. Примером таких конструкций, производство которых во всем мире постоянно растет, являются железобетонные шпалы. Общий объём выпуска железобетонных шпал в мире на сегодняшний день составляет примерно 20 млн. шпал в год.
На зарубежных заводах по производству железобетонных шпал внедряются энергосберегающие технологии с набором передаточной прочности бетона без ТВО, при этом снижается стоимость и повышается качества выпускаемой продукции. В России пока не существует предприятий по производству предварительно напряженных железобетонных конструкций, работающих без тепловлажностной обработки бетона. При сегодняшних объёмах выпуска железобетонных шпал необходимо учитывать, что, в основном, заводы работают в 2 смены с продолжительностью оборачиваемости форм 12 час. Внедрение беспрогревной технологии не должно менять технологический цикл.
(>ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ {
3 БИБЛИОТЕКА I
Цель работы. Целью работы является обоснование возможности внедрения на заводах России малопрогревной или беспрогревной технологии производства железобетонных подрельсовых конструкций при использовании отечественных цементов и новых комплексных добавок -модификаторов.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- оценить основные факторы, влияющие на раннюю прочность
цементного камня, цементно-песчаного раствора и тяжелого бетона
(химико-минералогический и гранулометрический состав
портландцемента, длительность, температура и условия твердения) в
присутствии добавок;
- провести оценку влияния добавок - модификаторов разной природы
на степень гидратации портландцемента, рост прочности цементного
камня и их взаимосвязь при введении исследуемых комплексных добавок;
- оценить действие добавок на структуро- и гидратообразование
цементной матрицы и определить их влияние на раннюю прочность и
долговечность цементного камня;
рассчитать экономический эффект перехода производства железобетонных подрельсовых конструкций на малопрогревную и беспрогревную технологию с использованием новых добавок-модификаторов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- проведено аналитическое сравнение химико-минералогического и
гранулометрического составов портландцементов ПЦ500-Д0Н
отечественных производителей и зарубежных цементов. Определены
возможные условия использования исследуемых отечественных цементов
для малопрогревной и беспрогревной технологии;
проведена количественная оценка эффективности добавок -модификаторов на раннюю прочность цементного камня с использованием показателей, учитывающих как их пластифицирующее, так и ускоряющее действие на кинетику роста прочности цементного камня;
установлена взаимосвязь между ранней прочностью образцов с добавками и гидратообразованием цементного камня. Проведена количественная и качественная оценка процесса образования гидратных фаз в период первых 12 часов нормального твердения цементного камня с новыми добавками - модификаторами в сравнении с известной зарубежной добавкой, используемой в настоящее время в производстве предварительно напряженных железобетонных шпал по беспрогревной технологии на заводе компании "SWEETRAK". Выявлены эффекты, положительно влияющие на гидратообразование (в частности показано, что в присутствии добавок образуется большее количество портландита, улучшающего деформативные характеристики цементного камня);
установлены зависимости кинетики набора прочности бетона при введении добавок — модификаторов разной природы. С помощью методов математической статистики получены зависимости прочности образцов от совместного влияния таких факторов, как температура и время твердения, вид и содержание добавки;
-теоретически и экспериментально обоснована возможность внедрения малопрогревной и беспрогревной технологии на отечественных заводах производства железобетонных подрельсовых конструкций;
-впервые преложен эффективный метод экспресс-оценки радиоактивности строительных материалов в производственных условиях. Рассчитаны коэффициенты пропорциональности между активностью (и удельной активностью) и мощностью экспозиционной дозы излучения.
Практическое значение работы заключается в следующем:
- предложенные добавки позволяют исключить термообработку из
процесса производства шпал, при этом остаётся неизменной
продолжительность технологического цикла, производительность
предприятия и показатели конструкций.
Достоверность полученных результатов подтверждается данными экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов физико-химического анализа, достаточными выборками и статистической обработкой результатов.
На защиту выносится:
- совокупность полученных теоретических и экспериментальных
результатов, установленных в процессе исследований.
Апробация работы.
Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Неделя науки», (ПТУПС 2001-2003 г.г.), II Международной научно-технической конференции «Применение геоматериалов при строительстве и реконструкции транспортных объектов», (СПб, ПГУПС, 2002), конференции творческой молодежи «Новые идеи развития бетона и железобетонных конструкций», (НИИЖБ, Москва, 2002г), Konferencja naukowo-techniczna. Aktualne problemy naukowo-badawcze budownicrva (Польша, 2002г.), международной научно-практической конференции "Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве" (Белгород, 2003), Международной конференции 15.1bausil (2003г., Веймар, Германия).
Публикации.
Основные положения диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах.
Структура' и объём работы. Диссертационная работа состоит из
введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы. Общий объём диссертационной работы составляет 168 страниц, в том числе 29 рисунков, 48 таблиц. Список литературы включает 126 наименований российских и зарубежных авторов.
