Введение к работе
Актуальность. При строительстве и ремонте автомобильных дорог, особенно в условиях чрезвычайных ситуаций, необходимо применять ускоренные технологии. В настоящее время для устройства оснований дорог используются гравийные и щебеночные смеси, требующие значительного времени для фиксации и уплотнения, что удлиняет сроки их строительства. Для сокращения сроков строительства высокоэффективным может быть укрепление оснований дорог быстротвердеющими смесями. В качестве вяжущего для таких смесей необходимо применять быстротвердеющие вяжущие, например водостойкие гипсовые, получаемые с применением техногенного сырья, в частности, отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов (ММС). Бетоны и растворы на этих вяжущих по своим свойствам сопоставимы с низкомарочными бетонами на основе портландцемента, но превосходят их по скорости схватывания и твердения и обладают возможностью их регулирования в широких пределах. Кроме того, бетоны на водостойких гипсовых вяжущих обладают малой энергоемкостью и простой технологией. Исследования водостойких гипсовых вяжущих и бетонов на их основе для использования в дорожном строительстве ранее не проводились.
Диссертационная работа выполнялась в рамках тематического плана по заданию Министерства образования в рамках единого заказ-наряда, шифр 1.3.04. и в соответствии с программой «Развитие дорожной сети в сельскохозяйственных населенных пунктах области и их благоустройство на 1999-2005г.г.». (Постановления главы администрации Белгородской области от 23 сентября 1998 года № 494).
Цель работы. Разработка быстротвердеющих смесей для укрепления щебеночных оснований дорог, способствующих ускорению строительства, в том числе в условиях чрезвычайных ситуаций, путем применения высокопроникающих быстротвердеющих смесей на основе водостойкого гипсового вяжущего.
Задачи исследования:
-обоснование основных положений получения высокопроникающих быстротвердеющих смесей на основе водостойкого гипсового вяжущего для укрепления щебеночных оснований;
-исследование влияния добавок кремнеземсодержащих отходов промышленности (ММС) на свойства затвердевшей смеси;
«эти *
-разработка нормативной документации для реализации экспериментальных исследований в промышленных условиях;
-апробация результатов исследований в промышленных условиях и расчет экономической эффективности разработанных бетонных смесей.
Научная новизна. Предложены принципы получения высокопроникающих быстротвердеющих смесей на основе концепции создания композиционных водостойких гипсовых вяжущих модифицированием гипсового вяжущего органо-минеральным модификатором, получаемым совместной механо-химической активацией портландцемента, кремнеземсодержащих и химических добавок.
Выявлены оптимальные параметры механо-химической активации компонентов композиционных вяжущих на основе гипсового вяжущего, портландцемента и отходов ММС для оптимизации гранулометрического состава частиц вяжущего с повышенным содержанием мелких фракций, обеспечивающих интенсификацию твердения высокопроникающих смесей на его основе.
Установлено, что период проникающей способности разработанных смесей соответствует индукционному периоду структу-рообразования в системе вяжущее-вода и характеризуется преобладанием квазиобратных по прочности коагуляционных контактов, при которых механические воздействия на тесто не снижают прочности затвердевшего вяжущего.
Установлено влияние комплексной химической добавки, состоящей из суперпластификатора и замедлителя сроков схватывания на длительность индукционного периода существования коа-гуляционной структуры.
Установлены оптимальные составы высокопроникающих быстротвердеющих смесей для укрепления щебеночных оснований автомобильных дорог.
Практическое значение работы.
Разработана технология получения и состав быстротвердеющих высокопроникающих смесей для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог, заключающаяся в получении тонкомолотых смесей из гипсового вяжущего, портландцемента, отходов ММС железистых кварцитов и суперпластификатора.
Предложена технология устройства оснований автомобильных дорог III-IV категории с использованием высокопроникающих быстротвердеющих смесей (ВБС).
Получены высокопроникающие быстротвердеющие смеси на основе водостойкого гипсового вяжущего (ВГВ), позволяющие получать укрепленные основания с прочностью на сжатие 3... 7 МПа и морозостойкостью до 50 циклов.
Внедрение результатов исследований Проведены опытные испытания высокопроникающих быстротвердеющих смесей на водостойких гипсовых вяжущих при устройстве укрепленных оснований экспериментальных участков автомобильных дорог в х.Игнатово Алексеевского района, г.Строитель и в п.Веселая Лопань Белгородской области общей протяженностью 4,5 км, которые подтвердили эффективность данной технологии.
Теоретические и практические положения по созданию высокопроникающих быстротвердеющих смесей для укрепления щебеночных оснований автомобильных дорог используются в учебном процессе в БІТУ им. В.Г.Шухова при чтении лекций, выполнении курсовых и дипломных проектов при обучении студентов по специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на: Международном студенческом форуме: «Образование. Наука, Производство» (г.Белгород,2002); Международной научно-практической конференции «Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве» (г.Белгород, 2002); 11 Международном студенческом форуме «Образование. Наука. Производство» (г.Белгород,2004); Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (г.Белгород, 2005)..
Публикации. По результатам работы опубликовано 6 научных работ.
Объем и структура работы:
