Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНА
I.T. Аналитический обзор литературы по вопросу совершенствования бетона путем использования комплексных химических добавок на основе суперпластификаторов 10
1.2. Влияние комплексных добавок на основе суперпластификаторов на структурно-механические свойства цементной системы 21
Выводы 25
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ 27
2.1. Использованные материалы 27
2.2. Методики исследования 31
3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ 33
3.1. Реологические свойства цементного теста с комплексными добавками на основе суперпластификаторов 33
3.2. Реологические характеристики цементно-песчаного раствора с комплексными добавками на основе суперпластификаторов 61
3.3. Реологические характеристики бетонной смеси с комплексными добавками на основе суперпластификаторов
3.4.Обоснование реологических кривых с применением математического аппарата 77
3.5.Влияние комплексных добавок на основе суперпластификаторов на технологические свойства бетонной смеси 83
Выводы 96
4. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ СТРУКТУРУ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И РАСТВОРНОЙ ЧАСТИ БЕТОНА 99
4.1. Пористость литого бетона 99
4.2. Гидратация и формирование структуры цементного камня с комплексными добавками на основе суперпластификаторов 107
Выводы П 116
5. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИТОГО БЕТОНА С КОМПЛЕКСНЫМИ ДОБАВКАМИ НА ОСНОВЕ СУПЕРПЛАСТ] ФИКАТСРСВ 117
5.1. Прочностные свойства литого бетона с комплексными добавками на основе суперпластификаторов 117
5.2. Оценка однородности литого бетона с комплексными добавками на основе суперпластификаторов 130
5.3. Деформативные свойства литого бетона с комплексными добавками на основе суперпластификаторов..136
5.4. Температурно-влажностные деформации и морозостойкость бетона с комплексными добавками на основе суперпластификаторов
Выводы ".. 162
6. БРОШВОДСГЕВШНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 164
6.1. Изготовление железобетонных изделий и конструкций из литых бетонов с комплексными добавками на основе суперпластификаторов .164
6.2. Экономическая эффективность производства железобетонных изделий для промышленного строительства с применением комплексных добавок на основе суперпластификаторов 164
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 172
ЛИТЕРАТУРА 175
ПРИЛОЖЕНИЯ 1
Введение к работе
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, утвержденных ХХУІ съездом КПСС, предусматривается увеличение объема выпуска строительных материалов, в том числе монолитного и сборного железобетона на 17-19$ ( 66 ).
При таких масштабах строительного производства особое значение приобретают вопросы повышения их эффективности и качества, а так»е же всемерной экономии сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов. В этой связи актуальным становится использование в беес тоне химических добавок, что в полной мере отвечает постановлению ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 30 июля 1981 года "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов ".
Применение добавок является одним из наиболее перспективных направлений технического прогресса в технологии бетона. Вводимые в небольших количествах добавки являются эффективными регуляторами формирования структуры, позволяющими коренным образом улучшить технические свойства бетонных смесей и бетона.
За последние годы в СССР и за рубежом интенсивно проводятся исследования и внедрение высокоэффективных специально синтезированных добавок - суперпластификаторов, позволяющих значительно улучшить технологию сборного и монолитного железобетона и получить целый ряд преимуществ по сравнению с общепринятой технологией, в том числе технического, экономического и экологического характера.
В нашей стране наибольшее распространение получили добавки на основе нафталин- и меламинформальдегидных олигомеров. К концу 1983 года в СССР уложено 2 млн.м бетона с суперпластификаторами. Объем производства суперпластификатора "0-3" в настоящее время составляет свыше 2000 т в год и предполагается, что к концу пятилетки его выпуск будет доведен до 210-230 тыс.т в год, что поз-волит ежегодно укладывать до 70 млн.м пластифицированного бетона с предполагаемым технико-экономическим эффектом свыше 200 млн.рублей в год ( 6 J.
Однако наличие суперпластификатора в бетонной смеси, как и других известных поверхностно-активных добавок, нескольно замедляет период формирования структуры твердеющего цементного теста, что требует применения мягких режимов термообработки, особенно времени предварительной выдержки перед тепловлажностнои обработкой и скорости подъема температуры ( 54, 86, НО ).
Задача ускорения процесса твердения бетона решается несколькими основными способами; интенсификацией и совершенствованием тепловлажностнои обработки, применением быстротвердеющих и-о.собобыс-тротвердеющих цементов ( БТЦ и 0БТЦ ) и использованием добавок -ускорителей схватывания и твердения вяжущих веществ ( 52, 81, 82, ПО ).
Большой интерес представляют комплекеные добавки на основе суперпластификаторов и электролитов. При использовании суперпластификатора в комплексе с ускорителем твердения эффективность его применения повышается.
Комплексные добавки позволяют влиять сразу на несколько характеристик бетона, причем часто не связанных друг с другом.
Многочисленные эксперименты комплексных добавок, состоящих из пластификатора и ускорителя твердения, показывают, что такое сочетание наиболее эффективно как для бетона твердеющего в естественных условиях, так и для бетона, подвергнутого тепловлажностнои обработке ( 33, 36, 51 ). Учитывая невысокий уровень производства литых бетонов, в нашей стране представляет особый интерес улучшения такого бетона за счет использования суперпластификаторов индивидуально и в комплексе с ускорителем твердения.
Однако, как показывает практика, широкое внедрение комплексных добавок на основе суперпластификаторов в технологии бетона пока еще сдерживается. С одной стороны это является следствием дефицитности и высокой стоимости сырья для изготовления суперпластификаторов, с другой - недостаточностью проведенных исследований в этом направлении»
Целью диссертационной работы является обоснование эффективности влияния комплексных добавок на основе суперпластификаторов на технологические свойства литых бетонных смесей, технические и эксплуатационные свойства литого бетона, обладающего высокими физико-механическими свойствами, и на возможность экономии материальных, энергетических и людских ресурсов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи;
- разработка комплексных добавок на основе суперпластификаторов, оптимизация их составов ;
- влияние комплексных добавок на основе суперпластификаторов на физико-химические и структурные характеристики цементного камня и бетона ;
- определение оптимального состава литого бетона с минимальным расходом цемента и нерасслаиваемой бетонной смесью ;
- изучение однородности, прочностных и деформативных свойств литых бетонов марок М 300-500 с комплексными добавками на основе суперпластификаторов ;
- опытно-производственная проверка результатов исследования и обоснование технико-экономического эффекта применения комплексных добавок на основе суперпластификаторов в литой бетон. Автор защищает :
- методику оценки эффективности действия комплексных добавок на основе суперпластификаторов ;
- результаты экспериментально-теоретического исследования реологических свойств литых бетонных смесей;
- получение литого бетона, характеризующегося высокими физико-механическими и деформативными свойствами, однородностью, долговечностью, на основе высокоподвижных текучих бетонных смесей
с повышенной удобоукладываемостью (осадка конуса более 20 см). Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Теоретически обосновано влияние комплексных добавок на основе суперпластификаторов на реологические характеристики бетонной смеси.
2. Установлены основные закономерности структурообразования цементного теста с комплексными добавками на основе суперпластификаторов ;
3. Выдвинута рабочая гипотеза о полифункциональном действии комплексных добавок на основе суперпластификаторов на процесс твердения и свойства литого бетона. Такая комплексная добавка сохраняет высокопластифицирующее действие суперпластификатора и одновременно снимает его стабилизирующий эффект, уменьшает водо-потребность цементного теста, ускоряет его структурообразование, тем самым способствует формированию более плотной структуры цементного камня.
4.Научно обоснована возможность получения литого бетона с улучшенными физико-механическими свойствами, отвечающего всем требованиям, предъявляемые к современному литому бетону, что существен 9 но расширит его возможность более широкого и эффективного использования в производстве сборного железобетона. Практическое значение работы.
На основании исследований автора и при его участии осуществлено внедрение результатов при опытно-промышленном выпуске железобетонных изделий марок 400 и 500 литьевым методом. Промышленное внедрение результатов дало возможность получения бетона высокого качества и сокращения расхода цемента на 17-22$. Технико-экономический эффект при производстве железобетонных изделий по литьевой технологии с применением комплексных добавок на основе суперпластификаторов "10-03" и "0-3" согласно рекомендуемым решениям составил 2,40 руб/м3 и 3,90 руб/м3.
