Диссертация (1141519), страница 18
Текст из файла (страница 18)
На образцах №4структура менее зернистая, гладкая (суперпластификатор СП-1 в количестве 1 %от вяжущего) с четким выделением областей внутренних микропор в объеме скола образца.На рисунке 4.27 представлена 4 дифрактограмма мелкозернистого карбонатного композита.125Рисунок 4.27 – Дифрактограмма мелкозернистого карбонатного композитаДля анализа рассматриваются пять значений деформаций ползучести. Этиданные вполне согласуются с выводами по разделам 1 и 2 главы 4.
Минимальныезначения деформаций наблюдаются при оптимально подобранных значениях суперпластификатора СП-1 порядка 0,75% от вяжущей части, известнякового тонкодисперсного компонента вяжущего в объеме до 30 % и монофракции известняка 0,05-0,08, порядка 3-5 % от известняковой фракции в вяжущем. Как и ожидалось, теоретические показатели ползучести для бетонов с содержанием тонкодисперсного известнякового компонента, испытанных в раннем возрасте (28 суток), несколько выше, чем для бетонов без данных добавок, но для бетонов испытанных в старшем возрасте (100 суток) они в разы меньше. Как видно из сравнения рисунков 4.13, 4.14 и 4.25, экспериментальные значения деформаций ползучести для бетонов, загруженных в возрасте 28 суток, и экспериментальные значения кратковременных деформаций ползучести для бетонов, загруженных в возрасте 100 суток, ниже для составов с оптимальным содержанием суперпластификатора СП-1, тонкодисперсного карбонатного компонента в составе комплекснойдобавки. Наличие тонкодисперсной фракции известняка в вяжущей части более30 % по массе вяжущего, без добавки суперпластификатора и монофракции 0,05-1260,08, в краткосрочном периоде и с учетом данного возраста бетона нагружаемыхобразцов (от 100 суток), ведет к незначительномуповышению фактическихопытных значений деформации ползучести – следствие формирования микропластических зон, сдерживающих развитие магистральной трещины.
Вышеуказанные данные говорят в пользу возможности применения таких составов, как№2, №8 и №10 в бетонных сооружениях, работающих на небольшие, но длительные нагрузки, с повышенными требованиями экономичности, трещиностойкостии долговечности. Кроме того, это также отвечает выводам второй главы о сближении границ трещинообразования и разрушения при большем значении расчетного напряжения= 16 МПа.Наличие монофракции известняка 0,05-0,08 в вяжущем ведет к снижениюдеформаций. Данное явление напоминает эффект повышения агрегативнойустойчивостипортландцементавприсутствииколлоидногораствора[124].Особенно ярко это влияние выражено для составов с известняковым компонентом в связующем свыше 30 % и суперпластификатора СП-1 в количестве 0,75% от твердой части вяжущего.
Подтверждается вывод 1 и 2 глав о компенсационном эффекте монофракции 0,05-0,08, нивелирующей переизбыток суперпластифицирующей добавки за счет обволакивания зерен цемента, сдерживая процессформирования центров кристаллизации за счет выравнивания процесса гидратации [125,126,129]. Повышение общего количества тонкодисперсной фракции известняка в вяжущем, совместно с монофракцией 0,05-0,08 также способствуетболее равномерному распределению цементных зерен в объеме теста.Наибольший разрыв значений теоретических характеристик, рассчитанныхв первой части (возраст образцов 28 суток) и значений, полученных в результатеэкспериментов на краткосрочную ползучесть (возраст образцов 100 суток),наблюдается в составе №10 с максимальным содержанием тонкодисперсной известняковой фракций вяжущего (50 %) и средним количеством монофракции0,05-0,08 в ней (5-9 % от И).
Это видно из сравнения значений в таблице 4.14, гдетеоретическое значение в шесть раз превышает экспериментально полученную127величину, являющуюся наименьшей деформативной характеристикой из всех исследуемых составов. При этом, значение поправочного коэффициента ξ1с, учитывающего возраст бетона в момент нагружения, в диапазоне от 28 до 100 суток,изменятся всего в пределах от 1 до 0,6 (40 %).Номерасоставов,соответствующиеимприближенныерасчетныезависимости, теоретические Ccr,теор и экспериментальные Ccr,эксп значения мерылинейной ползучести бетона приведены в таблице 4.14.Таблица 4.14.
Номера составов, соответствующие им приближенныерасчетные зависимости, теоретические Ccr,теор и экспериментальные Ccr,экспзначения меры линейной ползучести бетонаСостав №Значение меры линейнойползучести, х10-4428106Расчетная зависимостьК*(1-EXP(-0,6×(t-η0))), с коэффициентом К, равным0,0003850,00060,000390,000110,00022Ccr,эксп,Ccr,теор2,8 10-54 10-53 10-51 10-52,5х10-54*10-57,5*10-54,2*10-56*10-57,7*10-510,750,50,2510075025050502575Содержание в вяжущем МЗКБ:цемента – верхняя шкала,известняка -нижняя шкала, %Рис.
4.28 - Зависимость меры линейной ползучести МЗКБ от содержания известняка в связующем.128Значение меры линейнойползучести, х10-410,750,50,25000,250,50,75Содержание СП-1 всвязующем, % от массыцемента1Рис.4.29 - Зависимость меры линейной ползучести МЗКБ от содержания СП-1.Необходимо учитывать процент содержания и дисперсность известняковогокомпонента, и монофракций, равномодульных основному вяжущему, поскольку вданной таблице учитывается только влияние крупного известнякового заполнителя.
Данный учет, например, рекомендован в нормах Германии (DIN 52633). Кширокому применению в монолитном строительстве и строительстве сооружений, работающих на незначительные но длительные нагрузки, с повышеннымитребованиями по трещиностойкости и долговечности [130,131] рекомендуютсясоставы №6, №8 и №10.4.5. Выводы по главе 41.
Наличие известнякового компонента в качестве заполнителя и наполнителя несколько положительно влияет на деформативные свойства МЗКБ. Деформации ползучести развиваются более пропорционально, причем деформации усадкии ползучести изменяются инверсно при существенном колебании модуля упругости композита на стадиях нагружения, как с разными составом и пропорциямикомпонентов бетона, так и на разных стадиях его твердения. Минимум мгновенных деформаций зафиксирован при содержании известнякового наполнителя вМЗКБ порядка 18-22% (рис.
4.8).1292. Наличие тонкодисперсной фракции известняка в связующем выравниваетскачкообразность набора прочности бетона, в силу активизации процесса гидратации и более равномерного распределения зерен цемента в смеси, тем самымсущественно улучшая эксплуатационно-технологические и реологические свойства мелкозернистых бетонов с карбонатным компонентом. Формируется болееплотная структура МЗКБ, обеспечивающая его улучшенные эксплуатационныехарактеристики с повышенными значениями ударной вязкости - трещиностойкости, за счет более рационального перераспределения напряжений с вязкой гелевойструктуры на кристаллический сросток и вытеснения под нагрузкой капиллярнойвлаги. При этом снижаются значения необратимых деформаций сплющивания иизлома структурных элементов вокруг пустот и разрыва на микроуровне, формируется более однородный по размерам пор и с меньшей дефектностью характерпоровой структуры.3.
Введение в состав смеси комплексной добавки, состоящей из тонкодисперсного известнякового наполнителя (в пределах 30%) и суперпластификатораСП-1 в количестве в среднем 0,75% от массы цемента, активизирует гидратацию,формирует более однородную и прочную структуру МЗКБ с большей адгезионной устойчивостью между заполнителем и связующим. Добавка ведет к повышению трещиностойкости на ранней стадии твердения бетона и понижению уровнядеформаций ползучести (в среднем на 80%).Это ведет к улучшению физико-механических свойств МЗКБ и повышению его ранней прочности в среднем на30%. Данный эффект состоит в сближение границ трещинообразования и разрушения и вызван активизацией гидратации на микроуровне и отсутствием флоккулза счет нейтрализации процесса коагуляции (эффект «графитовой прокладки»).4. Представленные в таблице № 4.8 коэффициенты трещиностойкости длясоставов с комплексной добавкой выше в среднем на 40% коэффициентов трещиностойкости для составов без нее.
Это говорит в пользу более высокой эффективности использовании МЗКБ в условиях повышенных требований к эксплуатационным свойствам мелкозернистых бетонов.130Глава 5. Практическое использование результатов работы5.1. Промышленная проверка результатов исследованийПроизводственная проверка составов мелкозернистого бетона на основесмеси заполнителей оптимального гранулометрического состава и минеральнойтонкодисперсной карбонатной добавки была осуществлена на предприятии ООО«Элтра» в г. Твери. В качестве базового выбран производственный состав мелкозернистого бетона класса по прочности на сжатие B 22,5, марки по подвижностибетонной смеси П3, являющийся наиболее востребованным потребителями продукции ООО «Элтра». Проектные свойства бетона и бетонной смеси базового состава:- класс бетона по прочности на сжатие B 22,5;- требуемая кубиковая прочность на сжатие 30 МПа;- коэффициент вариации 13,5 %;- марка по морозостойкости по ГОСТ 10060.0–10060.1–95 F 50;- марка по водонепроницаемости по ГОСТ 12730.5–84 W 2;- марка по подвижности бетонной смеси П 3 (ОК=13-16 см).- способ укладки бетонной смеси – вибрирование;- условия твердения бетона – естественное твердение при положительнойтемпературе.Таблица № 5.1 Базовый состав заводского бетона (кг/м3):Цемент650Песок1460Вода286Водоцементное отношение0,44В качестве опытных применялись два состава мелкозернистого бетонана основе оптимизированной по зерновому составу смеси минеральных заполнителей из отсевов дробления известняка Мончаловского месторождения г.
Ржев,примененных в качестве песка. В них наряду с данным заполнителем использо-131вался тонкодисперсный наполнитель, полученный из этих материалов. В качестве основы мелкозернистого заполнителя для опытных составов использовалсяпродукт отсева дробления известнякового щебня Мончаловского месторожденияг. Ржев с гранулометрическим составом, приведенным в таблице № 5.2.Таблица № 5.2 Гранулометрический состав отсева дробления известнякового щебня Мончаловского месторождения:ВидОстаткаостатки на ситах с размерами отверстий, мм1052,51,250,630,3150,16дноЧастный,%2,525 26,315 10,44 15,51519,665 20,71 4,075 0,425Полный,%2,5374,4828,8539,2954,8195,19 99,2799,7Данный отсев для опытных партий бетона был оптимизирован по зерновому составу в соответствии с формулой Функа-Дингера, путем смешиванияфракций в оптимальных соотношениях, приближенных к значениям соотношений «идеальной» кривой просева.
Оптимизированный состав приведен в таблице№ 5.3.Таблица № 5.3 Оптимизированный гранулометрический состав отсевадробления известнякового щебня:ВидОстаткаостатки на ситах с размерами отверстий, мм1052,51,250,630,3150,16дноЧастный,%033,423,717,111,88,55,6-Полный,%033,457,174,28694,5100100Часть вяжущего в опытных составах заменялась измельченным в лабораторной шаровой мельнице известняковым наполнителем Мончаловского месторождения, с истинной плотностью - 2,7 г/см3 и удельной поверхностью порядка 450 м2/кг.
Опытные составы приведены в таблице № 5.4.132Таблица № 5.4 Составы опытного бетона (кг/м3):Составы:Состав №6ОК=13Состав №10ОК=13Цемент472336Заполнитель из отсева1528дробления известняка1528Вода295333Молотый известняк200336СП-15,042,52Водовяжущее отноше0,44ние0,5- Состав №6 характеризовался наличием 30% молотого известняка и70% цемента в вяжущей части. Экономия цемента составляла 30%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
