Диссертация (1141519), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Гранулометрический состав продукта отсева дробления извест-някаМодулькрупности Мк3,156,12Полные остатки на ситах с размером отверстий, мм2,51,250,630,3150,16Проход через сито 0,16 мм26,15 37,86 60,35 89,5998,81,232Показатели используемого в опытах продукта отсева дробления известнякав качестве мелкого заполнителя (щебня) по ГОСТ 8267-93, согласно данных лабораторных испытаний:содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы- 12 % –группа №2;марка щебня по дробимости М600;содержание зерен крупностью свыше 5 мм, в % по массе – 6,12;содержание зерен крупностью менее 0,16 мм, в % по массе – 1,2;содержание зерен слабых пород, в % по массе – 9;марка по морозостойкости F100;насыпная плотность – 1380 кг/см3;удельная эффективная активность природных радионуклидов – 35 Бк/кг <370 (для жилищного и гражданского строительства);влажность щебня – 2-5%;водопоглощение – 0,45-4%;пористость – 4-6%.В качестве наполнителя использовался продукт помола отсева дробленияизвестняка Мончаловского месторождения, г.
Ржев, Тверской области. На рисунке 2.3 приведена РФС молотого известняка (удельная поверхность 450 м2/кг).Region13530x 104N ameC 1sO 1sCa 2 pMg 2 sSi 2 pFe 2 pF 1sA l 2pP os .2 8 9 .8 25 3 1 .8 23 4 7 .3 28 9 .3 21 0 3 .3 27 1 2 .3 26 8 5 .3 27 4 .8 2FW H M2 .6 8 62 .8 6 82 .8 8 41 .9 0 83 .0 8 50 .6 3 51 .2 0 52 .6 8 0A rea2 7 1 8 5 .61 3 2 8 3 4 .97 3 2 1 6 .92 3 0 .42 0 8 1 .97 9 9 .04 4 3 .83 8 1 .2A t%2 9 .9 5 04 9 .9 4 61 5 .9 1 00 .4 4 12 .8 0 70 .0 5 40 .1 1 00 .7 8 2O 1s4020Ca 2pCPS25Fe 2pF 1s15C 1s10Si 2pMg 2sAl 2p512001000800600Bi n d i ng E ne rg y (e V)4002000Рисунок 2.3 - Рентгенофотоэлектронная спектрограмма (РФС) молотогоизвестняка33Химический состав молотого известняка (%): С – 18.8, О – 41.8,Са – 33.3,Mg – 0.6, Si – 4.1, Fe – 0.2, F – 0.1, Al – 1.1 (Класс А).Содержание кальция по спектрограмме составляет 15.9% ат. и кислорода49.9% ат.
(атомных процента). Перечисленный состав примерно соответствуетдвууглекислому кальцию. На рисунке 2.4 приведен гранулометрический составизвестнякового наполнителя, полученного помолом отсева дробления известнякадо значений удельной поверхности порядка 450-500 м2/кг.Рисунок 2.4 - Гранулометрический состав известнякового наполнителяДеформативные и прочностные характеристики мелкозернистого карбонатного бетона определялись на образцах кубах 7х7х7 см.2.1.3.
Пластифицирующая добавкаДля снижения водоцементного отношения (В/Ц) растворной смеси вводилсянафталинформальдегидный суперпластификатор для бетонов и строительныхрастворов Полипласт СП-1 (С-3) по ТУ 5870-005-58042865-05.Его основой являются продукты конденсации нафталинсульфокислоты иформальдегида.2.2. Методы исследования2.2.1. Стандартные методики исследования свойств материаловАктивность цемента определялась на приборе ИАЦ-04М (рисунок 2.5).34Рисунок 2.5 Прибор ИАЦ-04ММорозостойкость бетонов определялась по методике ГОСТ 10060-2012 «Бетоны.
Методы определения морозостойкости» на приборе BETON-FROST.Плотность и водопоглощение определялись по ГОСТ 12730.0-78 «Бетоны.Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости», а также ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглощения» с помощью весов технических по ГОСТ24104-2001 «Весы лабораторные.
Общие технические требования».Прочность и деформативные свойства определялись согласно ГОСТ 2445280 «Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона» и ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести».Коэффициент трещиностойкости определялся с учетом рекомендаций ГОСТ29167-91.Исследование реологических свойств смеси мелкозернистого карбонатного бетона производилось на пенетрационном реометре ПРБ-2.Измерения деформаций в экспериментальной части проводились с помощью тензометрического моста Уинстона с использованием высокоточного электронного гальванометра с разрешающей способностью 10-7.При подготовке и проведении экспериментальных исследований с цельюуменьшения числа независимых переменных предусматривались следующие мероприятия:1)использование во всех опытах одной серии компонентов мелкозерни-35стой бетонной смеси из одной партии;2)хранение цементного вяжущего и известняковых компонентов в гер-метичной таре;3)выполнение каждой отдельной операции: приготовление бетоннойсмеси, заполнение форм, взвешивание и испытание образцов во всех экспериментах одной серии осуществлялось одним человеком;4)в экспериментах одной серии использовались одни пронумерованныеформы.5)в каждом эксперименте для более точной количественной оценке ис-пользовалось по три стандартных образца одной определенной группы.Обработка экспериментальных данных велась методами математическойстатистики.
Был использован трехфакторный планированный эксперимент типаB-D13. С помощью активного эксперимента исследовались коэффициент трещиностойкости, деформации и предел прочности на сжатие. Расчет коэффициентовмодели и оценка адекватности по S- и F-критериям (критериям Стьюдента и Фишера) проводили на персональной ЭВМ (AMD Athlon 64х2 Dual).В рамках задачи исследования влияния гранулометрического состава карбонатного мелкозернистого заполнителя, оптимизированного по формуле ФункаДингера, на технологические и физико-механические свойства использовалисьстандартные образцы-кубы 7x7x7 см. Образцы твердели в естественных условиях.Подвижность смеси контролировалась по расплыву стандартного конуса.В рамках задачи исследования влияния гранулометрического состава тонкодисперсной известняковой добавки в вяжущей части использовались образцыкубы 2x2x2 см в количестве 24 штук.
Твердение образцов производилось в пропарочной камере в течении суток, затем – после расформовки – в естественныхусловиях. Нормальная густота контролировалась по прибору Вика.В качестве методов исследования влияния карбонатного тонкодисперсногонаполнителя на реологические, деформативные, прочностные и эксплуатационные свойства карбонатных бетонов был использован метод планирования экспе-36риментов и метод оптимизации вяжущей части согласно распределения Вейбулла(RRSB) для цементных фракций 0-0,05 и 0,05-0,08 мм.
Для исследования структуры материалов в работе использовались современные физико-химические методы исследования: рентгенофазовый, комплексный термический, сканирующейэлектронной микроскопии.2.2.2. Гранулометрический анализ наполнителяДля проведения гранулометрического анализа цемента и известняковогонаполнителя в исследовании применялся лазерный анализ с использованием дифракционного анализатора частиц Fritsch «Analysette 22» (рисунок 2.6).Рисунок 2.6 Лазерный анализатор размеров частиц Analysette-222.2.3.
Микроструктурный и химический анализДля анализа химического состава карбонатного микронаполнителя использовался магниево-алюминиевый XPS-анализатор ЭС-2403, PHOIBOS 100 MCD(SPECS, Gmbh.,Германия), а для исследования микроструктуры сколов был применен сканирующий зондовый микроскоп «Nanoeducator» производства NT-MDT(г. Зеленоград) в 2-D и 3-D форматах с разрешающей способностью 100-60, 30 и 5мкм. и портативный цифровой USB-микроскоп.2.2.4. Термогравиметрический анализС целью определения качественного и количественного состава известняка,используемого в работе, был осуществлен термический анализ отсева дробленияизвестняковой породы.
Измерения проводились на установке синхронного термического анализа STA-449 F1 Jupiter производства немецкой фирмы Netzsch.372.2.5. Методика измерения деформаций и экспериментальные установкиДля исследования мгновенных значений деформативных характеристик использовалась следующая методика. Для компенсации контактных (локальных)напряжений при передаче нагрузки на образец использовалась схема свободной(шарнирной) верхней опоры и неподвижной нижней (рисунок 2.7):Рисунок 2.7 – Опытная установкаВсе вычисления производились в табличной форме, на основании которыхстроились диаграммы зависимостей (поверхности) и графики согласно схеме метода планирования экспериментов, где функциями-откликами являлись коэффициент трещиностойкости, деформации и прочность образцов-кубов. Нагружениеобразцов осуществлялось пошагово, нагрузка на шаг принималась равной 5 кН.Для определения деформаций применялись тензорезисторные тензометры, чувствительность которых была определена по балочке равного сопротивления изгибу, с помощью индикаторов часового типа, и с коэффициентом К=5500 (цена деления).
Использовалась схема фиксации тензодатчиков по одному или по два сдвух противоположных плоскостей образца, параллельно оси передачи нагрузки,на клею Супермомент (обычный и гелевый). База тензорезисторов составляла 20мм. Измерения деформаций выполнялись на тензометрическом мосте Уинстона сиспользованием высокоточного электронного гальванометра с разрешающей способностью 10-7.
Для исследования деформаций ползучести использовалась следующая методика. Для испытаний использовался тот же стенд, но измерительными38приборами были индикаторы часового типа и динамометр (рисунок 2.8). Предельная нагрузка на сжатие для динамометра составляла 500 кН. Два индикатора,расположенные в одной плоскости с противоположных сторон образца, для компенсации возможного перекоса противоположных граней по вертикали и несоосности приложения нагрузки, фиксировали значения абсолютных деформаций, апо динамометру устанавливалось фактическое значение сжимающей нагрузки наобразец, в кН.Рисунок 2.8 – Опытная установка с индикаторами часового типа (фронтальным и тыловом) и динамометромБаза фронтального индикатора 50 мм, тылового 50 мм.2.2.6.
Методика оценки трещиностойкостиВ мелкозернистом карбонатном бетоне (МЗКБ) на тонкодисперсном карбонатном наполнителе ведущая роль в процессах деформирования и трещинообразования бетона принадлежит дисперсно-зернистой структуре связующего.
В состав МЗКБ входит комплексная добавка на основе суперпластификатора и тонко-39дисперсного карбонатного порошка с удельной поверхностью 400-600 м2/кг. Приэтом формируется дисперсно-зернистая структура композита и для МЗКБ разрушение цементного камня происходит в упругой стадии. Процесс разрушенияначинается с зарождения и развития микротрещин скола и отрыва в бетоне из-законцентрации напряжений. Данная концентрация критична для материалов, сопротивляющихся разрушению по упругой схеме. Но бетон при разрушении сопротивляется как упруго-вязко-пластичный материал и каждый микропластический объем материала работает как упругая микротрещина в упругой модели, поглощающая энергию магистральной трещины, что учитывается поправкой Орована (наличия области микроплатических деформаций, сконцентрированных у вершины трещины, и отбирающих у магистральной трещины эквивалентную частьсовокупной энергии). Данное обстоятельство отражено и в работах [137,140], гдепроцесс разрушения цементных бетонов представлен как функция их структуры.Картина развития микротрещин зависит от размера зерна микрочастицы, напряженно-деформированного состояния в единице объема бетона и масштабногофактора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
