Автореферат диссертации (1141518), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Максимальное количество известнякового микронаполнителя в связующем составляет 50:50, %.Свыше данных значений, наполнительперестает способствовать росту прочности цементного камня и превращается вмелкозернистый тонкий заполнитель. Совместный помол способствует увеличению контактной поверхности между цементом и наполнителем. Зерна цемента выступают как модификаторы процесса измельчения частиц смеси, выполняя функцию «мелющих микротел», что создает условие для минимизации13размера пор. Микропоры заполняются известняковым наполнителем, образуяпластические зоны, а суперпластификатор интенсифицирует помол, адсорбционно снижая прочность и поверхностную энергию, увеличивая количествопластических зон. Данный процесс способствует повышению динамическойвязкости и трещиностойкости МЗКБ. При оптимизации гранулометрическогосостава заполнителя мелкозернистых бетонов была использована формулаФунка-Дингера:nD n  DнижнY  100    1    nnDDверхннижн,(6)nnгде α – коэффициент, учитывающий форму зерен, а Dнижни Dверхн- наи-меньший и наибольший размеры зерен в смеси.Зависимость предела прочности МЗКБ на сжатие от содержания известняка и суперпластификатора СП-1 приведена на рисунках 4 и 5.

ВодотвердоеПредел прочности на сжатие, МПаПредел прочности на сжатие, МПаотношение составляло 0,45.4030201002502550751005075Содержание в связующемМЗКБ: цемента – верхняяшкала, известняка -нижняяшкала, %рисунке6302010000,250,50,751Содержание СП-1 в МЗКБ в% от массы цементаРис.4 - Зависимость предела прочности МЗКБ насжатие от содержания в егосвязующем известняка, %.В/Т=0,45На40Рис.5 – Зависимость предела прочности МЗКБ на сжатие от содержанияСП-1, % от массы цемента.

В/Т=0,45приведеназависимостьпределапрочностиитрещиностойкости МЗКБ от содержания в его связующем известнякового80806060140200 1000Предел трещиностойкости, МПаПредел прочности на сжатие, МПанаполнителя.402207525505025750Содержание в связующем МЗКБ:цемента – верхняя шкала,известняка -нижняя шкала,%Рис.6 – Зависимость предела прочности на сжатие – 1 и предела трещиностойкости – 2 МЗКБ от содержанияизвестнякового наполнителя в связующем, % от массы цемента14С увеличением процентного содержания известнякового наполнителяпредел прочности на сжатие постепенно снижается - уменьшается содержаниев смеси частиц активного вяжущего. В возрасте 28 суток использовался метод3-х факторного планированного эксперимента типа B-D13 по матрице из десятивариантов приготовления смеси, где в качестве входных переменных были x1соотношение известнякового микронаполнителя и цемента (%), x2 – отношениесуперпластификатора к цементу, x3 – процентное содержание в известняковоммикронаполнителе частиц диаметром до 0,08мм, а в качестве функций отклика– Ктр, предел прочности на сжатие, мгновенные деформации.

Были полученырегрессионные зависимости коэффициента трещиностойкости (Х10-3)- 1, мгновенных деформаций (Х10-5)- 2 и предела прочности на сжатие - 3:1: y=553,82+38,44x1+48,61x2+1,38x3+18,07x12-39,52x22 +118,85x32+25,8x1x234,4x1x3-53,19x2x3(7)2: y=295,92+63,51x1-9,3x2+10,12x3+378,55x12-158,54x22-153,23x32- 92,96x1x267,49x1x3+106,85x2x3(8)y=39,97-4,91x1+2,12x2+1,95x3-2,14x12-1,19x22+3,66x32+3,17x1x2+0,06x1x3-3:0,29x2x3(9)ЗависимостькоэффициентатрещиностойкостиотсодержанияКоэффициенттрещиностойкости,Х10-3наполнителя и СП-1 в МЗКБ приведена на рис. 7.800,0700,0600,0500,0400,000,2250,45Содержание0,675суперпластификатора,%4530150Содержаниеизвестняка, %Рис.7 - Зависимость коэффициента трещиностойкости МЗКБ от процентного содержания суперпластификатора СП-1 и известняковогонаполнителя в связующем.В качестве деформационных характеристик были приняты значения мерлинейной ползучести. Составы бетонов на 1м3 смеси приведены в таблице 2.15Минимальное значение меры линейной ползучести бетона зафиксировано при содержании суперпластификатора СП-1 в количестве 0,75% от массыцемента (Рис.9).Таблица 2.

Номера и составы бетонов на 1м3 смеси, кг.ЗаполнительЦементИзвестнякСПТонкаяфракцияизвестняка15281528152815281528336672472553336336020011933606,7204,152,520011,911,933,610,450,340,460,390,41СП-1, % от Ц0100,750,750,750,750,50,50,250,25100750250В/ЦИзв.напль:Цемент,%50:500:10030:7018:8250:501Значение меры линейнойползучести, х10-4Значение меры линейнойползучести, х10-4Номерасоставов24681050502575000,250,50,751Содержание СП-1 всвязующем, % от массыцементаСодержание в вяжущем МЗКБ:цемента – верхняя шкала,известняка -нижняя шкала, %Рис.8 - Зависимость меры линейнойползучести МЗКБ от содержания известняка в связующем.Рис.9 - Зависимость меры линейной ползучести МЗКБ от содержания СП-1.Далее была осуществлена производственная проверка составов МЗКБ.Составы и свойства МЗКБ приведены в таблице 3.Таблица 3.

Составы и свойства производственного и опытного бетонов.Составы бетонаСоставы бетона и свойстваЦементПесокЗаполнитель из отсева дробленияВодаМолотый известнякСП-1 (сухой)Марка по подвижностиRкуб, ср, МПаПлотность, кг/м3Производственныйсостав мелкозернистого бетонаСостав, кг/м36501460286СвойстваП333,62310Опытный состав №1(6)Опытный состав №2(10)47233615282952005,0415283333362,52П3342260П325,7224016Марка по морозостойкостиМарка по водонепроницаемостиВодопоглощение, %Общая пористостьКапиллярная пористостьУсловно-замкнутая пористостьКтрF50W24,721,812,39,50,55F100W24,421,0412,78,340,63F75W24,924,813,111,70,65Значения коэффициента трещиностойкости для МЗКБ с комплексной добавкойпревышают на 30-50% таковые для обычного мелкозернистого бетона. Сравнение затрат на материалы приведено в таблице 4.Таблица 4.

Сравнение затрат на материалы при производстве обычного мелкозернистого бетона (МЗБ) и МЗКББетонМЗБ (производственный состав)МЗКБ на местном вторичном сырьеЗатраты на материалы для производства1м3бетона, руб.42002600Экономия в стоимости материалов при замене мелкозернистого бетонапроизводственного состава на МЗКБ составляет 35%, что подтверждает эффективность МЗКБ.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.Обоснована возможность повышения эффективности МЗКБ, за счет ис-пользования отсева дробления карбонатных пород, подвергнутых механической активации с целью получения тонкодисперсного известнякового наполнителя. При введении в бетонную смесь совместно с суперпластификатором СП1 наполнитель способствует уплотнению цементного камня и упрочнению контактной зоны между цементным камнем и заполнителем, аккумулирует частьводы затворения, увеличивая степень гидратации цемента и способствуя образованию гидрокарбоалюминатов кальция.2.Предложены составы МЗКБ на основе добавки с использованием карбо-натного микронаполнителя до 50% от массы связующего и суперпластификатора СП-1 порядка 0,75% массы цемента, с повышенными эффективностью иэксплуатационными свойствами.3.Получены математические модели зависимостей коэффициента трещино-стойкости, предела прочности на сжатие и мгновенных деформаций от соотно-17шения наполнителя к цементу, расхода суперпластификатора СП-1 в процентахот массы цемента и тонкого наполнителя в процентах.

Данные модели позволяют оптимизировать расходы наполнителя и суперпластификатора по технологическим и эксплуатационным свойствам, повысить трещиностойкость иснизить уровень деформаций. Это подтверждает эффективность использованияотсевов дробления карбонатных пород.4.Для оценки способности МЗКБ сопротивляться трещинообразованию,предложен новый коэффициент, получаемый через соотношение квадратов напряжения начала трещинообразования и предела прочности на сжатие.5.Получены эффективные МЗКБ с повышенной трещиностойкостью иулучшенными эксплуатационными и физико-механическими свойствами, маркой по подвижности П3, марками по морозостойкости F100 и F75, пределомпрочности на сжатие 34 и 26 МПа, плотностью 2,26 и 2,24 г/см3, и установленыоптимальные диапазоны дозировок известнякового микронаполнителя (10-50%от массы вязующего) и суперпластификатора СП-1 (0,75% от массы цемента).6.Установлено, что значения коэффициента трещиностойкости Кт повы-шаются в среднем на 30-50%, а уровень деформаций кратковременной и длительной ползучести снижается на 30-60% при использовании оптимальныхпропорций компонентов МЗКБ, что повышает эффективность МЗКБ.7.Установлено, что введение в состав смеси тонкодисперсного известняко-вого наполнителя в пределах 50% и суперпластификатора СП-1 в количестве0,75% от массы цемента способствует аккумулированию воды и интенсификации процесса гидратации.

При этом формируется более однородная и прочнаяструктуру композита между заполнителем и связующим. Это повышает трещиностойкость МЗКБ и снижает уровень деформаций длительной ползучести всреднем на 80%, что ведет к повышению эффективности и улучшению физикомеханических свойств МЗКБ, повышению его ранней прочности в среднем на30%.8.Установлено, что совместное использование известняка и суперпласти-фикатора СП-1 оказывает синергетический эффект на процесс формирования18прочности и структурообразования цементного камня, способствуя росту прочности контактной зоны и повышению коэффициента трещиностойкости на 3050%, и способствуя повышению показателей эффективности МЗКБ.9.Рассчитанные значения коэффициентов трещиностойкости свидетельст-вуют о более высокой трещиностойкости МЗКБ с предложенной добавкой.10.Предложена технология приготовления эффективного МЗКБ, включаю-щая просеивание на промежуточном сите отсевов дробления известняка, дозирование фракции заполнителя 1,25-5 и загрузку в смеситель принудительногодействия, дозирование фракции заполнителя 0-1,25 и загрузку в смеситель, помол фракции 0-0,125 и загрузку в смеситель, дозирование вяжущего и загрузкув смеситель, дозирование модифицирующей добавки (с сухим СП-1) на весовых дозаторах, дозирование воды, приготовление рабочей концентрации, дозирование и загрузку в смеситель, перемешивание компонентов до требуемой однородности.11.Показано, что применение МЗКБ с добавкой-модификатором позволяетдостигнуть экономического эффекта до 35 % за счет повышения эксплуатационных и технологических свойств МЗКБ с одновременным снижением энергетических и материальных затрат на его производство и способствуя повышению эффективности МЗКБ.Перспективы дальнейшей разработки темы диссертацииПовышение эффективности МЗКБ с использованием добавок на основеполикарбоксилатных гиперпластификаторов и тонкодисперсных известняковыхнаполнителей, получаемых на основе местных сырьевых ресурсов.СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯВ рекомендованных ВАК изданиях:1.Белов, В.В.

Характеристики

Список файлов диссертации