Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород

Калашников, Сергей Владимирович

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород

кандидата технических наук: Калашников, Сергей Владимирович
город: Пенза
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.23.05
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород»

Автореферат диссертации по теме "Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород"

На правах рукописи

Калашников Сергей Владимирович

ТОНКОЗЕРНИСТЫЕ РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЕ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГОРНЫХ ПОРОД

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Пенза 2006

Работа выполнена на кафедре «Технологии бетонов, керамики и вяжущих» в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» и в институте строительных материалов и конструкций Мюнхенского технического университета.

Научный руководитель -

Доктор технических наук, профессор Валентина Серафимовна Демьянова

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Владимир Павлович Селяев

Доктор технических наук, профессор Олег Вячеславович Тараканов

Ведущая организация - ОАО «Пензастрой», г. Пенза

Защита состоится 7 июля 2006 г. в 16 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.184.01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28, корпус 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

Автореферат разослан 5 июня 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

В. А. Худяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. С каждым годом в мировой практике производства бетона и железобетона стремительными темпами возрастает выпуск высококачественных, высоко и особо высокопрочных бетонов и этот прогресс стал объективной реальностью, обусловленной значительной экономией материальных и энергетических ресурсов.

Со значительным повышением прочности бетона при одноосном сжатии неминуемо снижается трещиностойкость и возрастает опасность хрупкого разрушения конструкций. Дисперсное армирование бетонов фиброй исключает эти негативные свойства, что позволяет выпускать бетоны классов выше 80-100 с прочностью 150-200 МПа, обладающие новым качеством -вязким характером разрушения.

Анализ научных работ в области дисперсно-армированных бетонов и их производства в отечественной практике показывает, что основная ориентация не преследует целей использования в таких бетонах высокопрочных матриц. Класс дисперсно-армированных бетонов по прочности на сжатие остаётся крайне низким и ограничивается В30-В50. Это не позволяет обеспечить хорошего сцепления фибры с матрицей, полностью использовать стальную фибру даже с невысокой прочностью на разрыв. Более того, в теории разрабатываются, а на практике выпускаются бетонные изделия со свободно уложенными волокнами со степенью объёмного армирования 59%. Волокна при вибрационных воздействиях проливают непластифициро-ванными "жирными" высокоусадочными цементно-песчаными растворами состава цемент-песок — 14-И :2,0 при В/Ц=0,4, что является чрезвычайно расточительным и повторяет уровень работ 1974 г. Значительные научные достижения в области создания суперпластифицированных ВНВ, микродисперсных смесей с микрокремнезёмами, с реакционно-активными порошками из высокопрочных горных пород, позволили довести водоредуци-рующее действие до 60% с использованием суперпластификаторов олиго-мерного состава и гиперпластификаторов полимерного состава. Эти достижения не стали основой для создания дисперсно-армированных высокопрочных железобетонных, или тонкозернистых порошковых бетонов из литых самоуплотняющихся смесей. Между тем, передовые страны активно развивают новые поколения реакционно-порошковых бетонов, армированных дисперсными волокнами. Порошковые бетонные смеси используются

для заливки форм с уложенными в них ткаными объёмными тонкосеточными каркасами и комбинацией их со стержневой арматурой.

Все это определяет актуальность создания высокопрочных тонкозернистых реакционно-порошковых, дисперсно-армированных бетонов марок 1000-1500, отличающихся высокой экономичностью не только при строительстве ответственных уникальных зданий и сооружений, но и для изделий и конструкций общего назначения.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программами института строительных материалов и конструкций Мюнхенского технического университета (ФРГ) и инициативными работами кафедры ТБКиВ ПГУАС и научно-технической программой Минобразования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" по подпрограмме "Архитектура и строительство" 2000-2004 г.г.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка составов высокопрочных тонкозернистых реакционно-порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных бетонов, с использованием измельчённых горных пород.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить комплекс следующих задач:

— выявить теоретические предпосылки и мотивации создания многокомпонентных тонкозернистых порошковых бетонов с очень плотной, высокопрочной матрицей, получаемой литьем при сверхнизком водосодержа-нии, обеспечивающими изготовление бетонов с вязким характером при разрушении и высокой прочностью на растяжение при изгибе;

— разработать методологию оценки реологических свойств воднодис-персных систем, тонкозернистых порошковых дисперсно-армированных композиций; исследовать их реологические свойства;

— выявить структурную топологию композиционных вяжущих и дисперсно-армированных тонкозернистых композиций, получить математические модели их структуры для оценки расстояний между частицами наполнителя и геометрическими центрами армирующих волокон;

— выявить механизм твердения смешанных вяжущих, изучить процессы структурообразования;

— установить необходимую текучесть многокомпонентных тонкозернистых порошковых бетонных смесей, обеспечивающую заполнение форм смесью с низкой вязкостью и сверхнизким пределом текучести;

— оптимизировать составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонных смесей с фиброй с1 = 0,1 мм и I = 6 мм с минимальным содержанием, достаточным для повышения растяжимости бетона, технологию приготовления и установить влияние рецептуры на текучесть, плотность, воз-духосодержание их, прочностные и другие физико-технические свойства бетонов.

Научная новизна работы.

1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения высокопрочных тонкозернистых цементных порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных, изготавливаемых из бетонных смесей без щебня с тонкими фракциями кварцевого песка, с реакционно-активными порошками горных пород и микрокремнезёмом, со значительным увеличиванием эффективности суперпластификаторов до содержания воды в литой самоуплотняющейся смеси до 10-11% (соотвествущей без СП полусухой смеси для прессования) от массы сухих компонентов.

2. Разработаны теоретические основы методов определения предела текучести суперпластифицированных жидкообразных дисперсных систем и предложены методики оценки растекаемости порошковых бетонных смесей при свободном растекании и блокированном сеточным ограждением.

3. Выявлена топологическая структура композиционных вяжущих и порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных. Получены математические модели их структуры, определяющие расстояния между грубыми частицами и между геометрическими центрами волокон в теле бетона.

4. Теоретически предсказан и экспериментально доказан преимущественно сквозьрастворный диффузионно-ионный механизм твердения композиционных цементных вяжущих, усиливающийся по мере увеличения содержания наполнителя или значительного увеличения дисперсности его по сравнению с дисперсностью цемента.

5. Изучены процессы сгруктурообразования тонкозернистых порошковых бетонов. Показано, что порошковые бетоны из суперпластифицированных литых самоуплотняющихся бетонных смесей значительно плотнее, кинетика нарастания их прочности интенсивнее, а средняя прочность существенно выше, чем бетонов без СП, спрессованных при том же водосодержа-нии под давлением 40-50 МПа. Разработаны критерии оценки реакционно-химической активности порошков.

6. Оптимизированы составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонных смесей с тонкой стальной фиброй диаметром 0,15 и длиной 6 мм,

технология их приготовления, очерёдность введения компонентов и продолжительность перемешивания; установлено влияние состава на текучесть, плотность, воздухосодержание бетонных смесей, прочность при сжатии бетонов.

7. Изучены некоторые физико-технические свойства дисперсно-армированных порошковых бетонов и основные закономерности влияния на них различных рецептурных факторов.

Практическая значимость работы заключается в разработке новых литых тонкозернистых порошковых бетонных смесей с фиброй для заливки форм для изделий и конструкций, как без, так и с комбинированным стержневым армированием. С использованием высокоплотных бетонных смесей возможно производство высокотрещиностойких изгибаемых или сжатых железобетонных конструкций с вязким характером разрушения при действии предельных нагрузок.

Получена высокоплотная, высокопрочная композиционная матрица с прочностью при сжатии 120-150 МПа для повышения сцепления с металлом с целью использования тонкой и короткой высокопрочной фибры диаметром 0,04-0,15 мм и длиной 6-9 мм, позволяющей снизить расход её и сопротивление течению бетонных смесей для литьевой технологии изготовления тонкостенных филигранных изделий с высокой прочностью на растяжение при изгибе.

Новые виды тонкозернистых порошковых дисперсно-армированных бетонов расширяют номенклатуру высокопрочных изделий и конструкций для различных видов строительства.

Расширена сырьевая база природных наполнителей из отсевов камнед-робления, сухой и мокрой магнитной сепарации при добыче и обогащении рудных и нерудных полезных ископаемых.

Экономическая эффективность разработанных бетонов состоит в значительном снижении материалоёмкости за счёт сокращения расходов бетонных смесей для изготовления высокопрочных изделий и конструкций.

Реализация результатов исследований. Разработанные составы прошли производственную апробацию в ООО «Пензенский завод ЖБИ» и на производственной базе сборного железобетона ЗАО «Энергосервис» и используются в г. Мюнхене при изготовлении балконных опор, плит и других изделий в жилищном строительстве.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всерос-

сийских научно-технических конференциях: «Молодая наука - новому тысячелетию» (Набережные Челны, 1996 г), «Вопросы планировки и застройки городов» (Пенза, 1996 г, 1997 г, 1999 г), «Современные проблемы строительного материаловедения» (Пенза, 1998 г), «Современное строительство» (1998 г), Международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», (г. Пенза, 2002 г., 2003 г., 2004 г., 2005 г), «Ресурсе- и энергосбережение как мотивация творчества в архитектурно строительном процессе» (Москва-Казань, 2003 г), «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2004 г), «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоёмкие технологии в производстве строительных материалов» (Пенза, 2005 г), Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья» (Тольятти, 2004 г), Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань, 2006 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 27 работ (в журналах по списку ВАК 3 работы).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, приложений и списка используемой литературы из 160 наименований, изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 64 рисунка, 33 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь при выполнении работы докторам технических наук Калашникову В.И. и Бобрышеву А.Н.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследования, сформулированы цель и задачи исследования, показана его научная и практическая значимость.

В первой главе посвященной аналитическому обзору литературы, проведен анализ зарубежного и отечественного опыта применения высококачественных бетонов и фибробетонов. Показано, что в зарубежной практике высокопрочные бетоны с прочностью до 120-140 МПа начали выпускаться, в основном, после 1990 г. В последние шесть лет выявлены широкие перспективы в повышении прочности высокопрочного бетона с 130150 МПа и перевода их в разряд особо высокопрочных с прочностью 210250 МПа, благодаря отработанной годами тепловой обработке бетона, достигшего прочности 60-70 МПа.

Отмечается тенденция деления особо высокопрочных бетонов по "зернистости заполнителя на 2 вида: мелкощебёночные с максимальной крупностью зёрен до 8-16 мм и тонкозернистые с зёрнами до 0,5-1,0 мм. И те и другие в обязательном порядке содержат микрокремнезём или микродегид-ратированный каолин, порошки прочных горных пород, а для придания бетону дуктильности, ударной прочности, трещиностойкости - фибру из различных материалов. В особую группу можно отнести тонкозернистые порошковые бетоны (Reaktionspulver beton-RPB или Reactive Powder Concrete) с максимальным размером зёрен 0,3-0,6 мм. Показано, что такие бетоны при прочности на осевое сжатие 200-250 МПа с коэффициентом армирования максимально 3-3,5% по объёму, имеют прочность на растяжение при изгибе до 50 МПа. Такие свойства обеспечиваются, прежде всего, подбором высокоплотной и высокопрочной матрицы, позволяющей повысить сцепление с фиброй и полностью использовать её высокую прочность на разрыв.

Анализируется состояние исследований и опыт производства фибробе-тонов в России. В отличие от зарубежных разработок, российские исследования ориентированы не на использование фибробетонов с высокопрочной матрицей, а на увеличение процента армирования до 5-9% по объёму в малопрочных трёх- четырёхкомпонентных бетонах классов В30-В50 для повышения прочности на растяжение при изгибе до 17-28 МПа. Всё это является повторением зарубежного опыта 1970-1976 г.г., т.е. тех лет, когда не использовались эффективные суперпластификаторы и микрокремнезёмы, и фибробетон был в основном трёхкомпонентным (песчанистым). Рекомендуются к изготовлению фибробетоны с расходами портландцемента 7001400 кг/м3, песка - 560-1400 кг/м3, фибры - 390-1360 кг/м3, что является крайне расточительным и не учитывается достигнутый прогресс в развитии высококачественных бетонов.

Выполнен анализ эволюции развития многокомпонентных бетонов на различных революционных этапах появления особых функционально-определяющих компонентов: фибры, суперпластификаторов, микрокремнезёма. Показано, что шести- семикомпонентные бетоны - основа высокопрочной матрицы для эффективного использования основной функции фибры. Именно такие бетоны становятся полифункциональными.

Формулируются основные мотивации появления высокопрочных и особо высокопрочных реакционно-порошковых бетонов, возможности получения «рекордных» значений водоредуцирования в бетонных смесях, особого реологического состояния их. Формулируются требования к порошкам и

распространённость их, как техногенных отходов горнорудной промышленности.

На основании проведённого анализа формулируется цель и задачи исследований.

Во второй главе приведены характеристики используемых материалов и описаны методы исследования, Использовались сырьевые материалы Германского и Российского производства: цементы СЕМ 1 42,5 R HS Werk Geseke, Werk Bernburg СЕМ 1 42,5 R, Weisenau СЕМ 1 42,5, Вольский ПЦ500 ДО, Старооскольский ПЦ 500 ДО; песок Сурский классифицированный фр. 0,14-0,63, Балашейский (г. Сызрань) классифицированный фр. 0,1-0,5 мм, песок Halle фр. 0,125-0,5'мм; микрокремнезёмы: Eikern Microsilica 940 с содержанием Si02> 98,0 %, Silia Staub RW Fuller с содержанием Si02> 94,7 %, БС-100 (объединение "Сода") с ЗЮ2 > 98,3 %, Челябинского ЭМК с содержанием SiO; = 84-90 %, фибру немецкого и российского производства с d = 0,15 мм, 7 = 6 мм с пределом прочности на разрыв 1700-3100 МПа; порошки горных пород осадочного и вулканического происхождения; супер- и гиперпластификаторы на нафталиновой, меламиновой и поликарбоксилатной основе.

Для приготовления бетонных смесей использовали высокоскоростной смеситель фирмы Eirich и турбулентный смеситель каф. ТБКиВ, современные приборы и оборудование германского и отечественного производства. Ренттеноструктурный анализ осуществляли на анализаторе Seifert, элек-тронномикроскопический анализ на микроскопе ESEM фирмы Philips.

В третьей главе рассматривается топологическая структура композиционных вяжущих и порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных. Структурная топология композиционных вяжущих, в которых объёмная доля наполнителей превышает долю основного вяжущего, предопределяет механизм и скорость протекания реакционных процессов. Для расчёта средних расстояний между частицами песка в порошковых бетонах (или между частицами портландцемента в сильно наполненных вяжущих) принята элементарная кубическая ячейка с размером грани А и объёмом А3, равному объёму композита.

С учётом объёмной концентрации цемента C4V, среднего размера частиц цемента <1ц, объёмной концентрации песка С„, и среднего размера частиц песка d„, получено:

для межцентрового расстояния между частицами цемента в композиционном вяжущем:

Ац =^-3/я-/б-Су =0,806-^-3/1/^ " (1)

для расстояния между частицами песка в порошковом бетоне:

З/тг/6 -Ст = 0,806 • ап-щуст (2)

Принимая объёмную долю песка с фракцией 0,14-0,63 мм в тонкозернистой порошковой бетонной смеси, равную 350-370 литров (массовый расход песка 950-1000 кг), получено минимальное среднее расстояние между геометрическими центрами частиц, равное 428-434 мкм. Минимальное расстояние между поверхностями частиц составляет 43-55 мкм, а при крупности песка 0,1-0,5 мм — 37-44 мкм. При гексагональной упаковке частиц это расстояние увеличивается на коэффициент К = 0,74/0,52 = 1,42.

Таким образом, в процессе течения порошковой бетонной смеси, величина зазора, в котором размещается реологическая матрица из суспензии цемента, каменной муки и микрокремнезёма, будет варьироваться в пределах от 43-55 мкм до 61-78 мкм, с уменьшением фракции песка до 0,1-0,5 мм прослойка матрицы будет изменяться от 37-44 мкм до 52-62 мкм.

Топология дисперсных волокон фибры длиной / и диаметром с? определяет реологические свойства бетонных смесей с фиброй, их текучесть, среднее расстояние между геометрическими центрами волокон, предопределяет прочность при растяжении армированного бетона. Расчётные средние расстояния используются в нормативных документах, во многих научных работах по дисперсному армированию. Показано, что эти формулы противоречивы и расчёты по ним существенно отличаются.

Из рассмотрения кубической ячейки (рис.1) с ,длиной грани / с размещенными в ней волокнами

фибры диаметром б/, при общем содержании во-11локон /V, определено число волокон на грани

!П = и расстояние о =

учетом объёма всех волокон У„ = fE.iL. /. дг и коэф-Рис. 1 4

фициента армирования /л = (100- л • с11 • ы)/4 ■ I1, определено среднее'расстояние:

5 = (/ - й?) / 0,113 ■ • л/уц -1 (3)

Выполнены расчёты 5 по формулам Ромуапьди И.Р. и Менделя И.А. и по формуле Мэк Ки. Значения расстояний представлены в табл.1. Как видно из табл.1, формулу Мэк Ки применять нельзя. Так, расстояние 5 при увеличении объёма ячейки с 0,216 см3 (/ = 6 мм) до 1000 м3 (/ = 10000 мм) возрас-

тает в 15-30 раз при одинаковом ц, что лишает эту формулу геометриче-' ского и физического смысла. Формулу Ромуапьди можно использовать с учётом коэффициента 0,64. :

Таким образом, полученная формула (3) из строгих геометрических построений, является объективной реальностью, которая проверяется по рис. 1. Обработка по этой формуле результатов собственных и зарубежных исследований позволила выявить варианты малоэффективного, по существу, неэкономичного армирования и оптимального армирования.

Таблица 1

Значения расстояний 8 между геометрическими центрами дисперсных _ волокон, рассчитанных по различным формулам_

Диаметр, с), мм Б мм при различных ц и / по формулам Отношение расстояний ЗА^М, вычисленных по формуле автора и МэкКи Отношение расстояний вычисленных по формуле автора и Ромуальди

По формуле автора По формуле Мэк Ки 5^=3^=26.<г|1 По формуле Ромуальди

А 1 /и

1=6 мм 1 = 6 мм При всех / = 0-*»

ц-0,5 ц-1,0 ц-3,0 ц=0,5 и-1,0 Ц-3,0 11=0.5 ¡1=1,0 ц=3,0 (1-0,5 (1-1,0 ц-3,0 (»=0,5 ц=1,0 (1*3,0

0,01 0,127 0,089 0,051 0,092 0,065 0,037 0,194 0,138 0,079 1,38 1,36 1,39 0,65 0,64 0,64

0,04 0,49 0,37 0,21 0,37 0,26 0,15 0,78 0,55 0,32 1,32 1,40 1,40 0,62 0,67 0,65

0,15 2,64 1,66 0,55 1,38 0,98 0,56 2,93 2,07 1,20 1,91 1,69 0,98 0,90 0,80 0,46

0,30 9,66 4,69 0,86 1,91 1,13 5,85 4,14 2,39 2,45 0,76 1,13 0,36

0,50 15,70 1,96 3,25 1,88 6,90 3,96 1,04 0,49

0,80 4,05 5,21 3,00 6,37 1,40 0,67

1,00 11,90 3,76 7,96

/= 10 мм /= 10 мм

0,01 0,0127 0,089 0,051 0,118 0,083 0,048 Значения расстояний без изменений 1,07 1,07 1,06 0,65 0,67 0,72

0,04 0,53 0,37 0,21 0,44 0,33 0,19 1,20 1,12 1,10 0,68 0,67 0,65

0,15 2,28 1,51 0,82 1,67 1,25 0,72 1,36 1,21 1,14 0,78 0,73 0,68

0,30 5,84 3,51 1,76 3,35 2,51 1,45 1,74 1,40 1,21 1,70 1,13 0,74

0,50 15,93 7,60 2,43 5,58 4,19 2,41 2,85 1,81 1,01 1,63 2,27 0,61

0,80 23,00 3,77 6,70 3,86 3,43 0,98 2,01 0,59

1,00 9,47 4,83 1,96 1,18

1= 10000 мм 1= 10000 мм

0,01 0,125 0,089 0,053 3,73 0,033 0,64

0,04 0,501 0,354 0,215 14,90 0,034 0,64

0,15 1,88 1,33 0,81 37,40 0,050 0,64

0,30 3,84 2,66 1,61 56,00 0,068 0,66

0,50 6,28 4,43 2,68 112,ОС 0,056 0,65

0,80 10,02 7,09 4,29 186,80 0,053 0,64

1,00 12,53 8,86 5,37 373,6С 0,033 0,64

Четвёртая глава посвящена изучению реологического состояния супер-пластифицированных дисперсных систем, порошковых бетонных смесей (ПБС) и методологии оценки его.

У ПБС должна быть высокая текучесть, обеспечивающая полное растекание смеси в формах до образования горизонтальной поверхности с выделением вовлечённого воздуха и с самоуплотнением смесей. Учитывая, что бетонная порошковая смесь для производства фибробетонов должна иметь дисперсную арматуру, расплыв такой смеси должен мало уступать расплы-ву смеси без фибры.

Бетонная смесь, предназначенная для заливки форм с объёмным многорядным мелкосеточным тканым каркасом с размерами сетки в свету 2-5 мм, должна легко проливаться до дна формы через каркас, растекаться вдоль формы, обеспечивая после наполнения её с формированием горизонтальной поверхности.

Для разграничения сравниваемых дисперсных систем по реологии, разработаны простые методы оценки предельного напряжения сдвига и текучести.

Рассмотрена схема действующих сил на ареометр, находящийся в су-перпластифицированной суспензии. Если жидкость обладает пределом текучести т0, ареометр не полностью погружается в неё. Для т„ получено уравнение:

где ¿/-диаметр цилиндра; т — масса цилиндра; р -плотность суспензии; ^-ускорение силы тяжести.

Показана простота выводов уравнений для определения г0 при равновесии жидкости в капилляре (трубе), в зазоре между двумя пластинками, на вертикальной стенке.

Установлена инвариантность методов определения т0 для цементных, базальтовых, халцедоновых суспензий, ПБС. Комплексом методов определено оптимальное значение т0 у ПБС, равное 5-8 Па, которые должны хорошо растекаться при заливки их в формы. Показано, что наиболее простым прецезионным методом определения та является ареометрический.

Выявлено условие растекания порошковой бетонной смеси и самовыравнивания поверхности её, при котором все неровности поверхности полусферической формы сглаживаются. Без учёта сил поверхностного натяжения, при нулевом угле смачивания капель на поверхности объемной жидкости, т0 должно быть:

Te<d-p-gj 6 (5)

где d — диаметр полусферических неровностей.

Выявлены причины очень малого предела текучести и хороших реотех-нологических свойств ПБС, которые заключаются в оптимальном выборе зернистости песка 0,14-0,6 мм или 0,1-0,5 мм, его количества. Это улучшает реологию смеси по сравнению с мелкозернистыми песчанистыми бетонами, в которых крупные зерна песка разделены тонкими прослойками цемента, существенно увеличиваюшими г„ и вязкость смесей.

Выявлено влияние вида и дозировки различных классов СП на т„ (рис.4), где 1-Woerment 794; 2-СП С-3; 3-Melment FIO. Растекаемость порошковых смесей определяли по конусу от встряхивающего столика, установленному на стекло. Выявлено, что расплыв конуса должен быть в пределах 25-30 см. Растекаемость понижается с увеличением содержания вовлечённого воздуха, доля которого может доходить по объёму 4-5 %.

В результате турбулентного перемешивания образующиеся поры имеют размер, преимущественно, 0,51,2 мм и при г0=5-7Па и расплыве 2730 см, способны удаляться до остаточного содержания 2,5-3,0%. При использовании вакууме месителей содержание воздушных пор уменьшается до 0,8-1,2%.

Выявлено влияние сеточного препятствия на изменение расплыва порошковой бетонной смеси. При блокировании растекания смесей сеточным кольцом диаметром 175 мм с сеткой с диаметром в свету 2,8x2,8 мм установлено, что степень уменьшения растека-

а 35

i 30

25 20 15 10 5 0

3 ,

\ *

\ ^ л.

\ 4 S __

1 2

Содержание СП, %

Рис. 4

ния значительно возрастает при возрастании предела текучести и при уменьшении контрольного расплыва ниже 26,5 см.

Изменение отношения диаметров свободного с1с и блокированного рас-

плывов от Лс, иллюстрируется на рис. 5.

Для порошковых бетонных смесей, заливаемых в формы с ткаными каркасами, расплыв должен быть не менее 27-28 см.

Выявлено влияние вида фибры на уменьшение расплыва дисперсно-

армированной смеси.

24 26 28 30

¿с, см Для использованных трех видов

^ фибр с геометрическим фактором

равным: 40 (сИ),15 мм; 1=6 мм; //=1 %), 50 (¿/= 0,3 мм; /=15 мм; зигзагообразной ц = 1 %), 150 (с1- 0,04 мм; / =6 мм -микрофибра со стеклянным покрытием ц — 0,7 %) и значениях контрольного расплыва с1н на изменение расплыва армированной с1а смеси показано в табл. 2.

Наиболее сильное снижение рас-текаемости выявлено у смесей с микрофиброй с й = 40 мкм, несмотря на более низкий процент армирования ц по объёму. С увеличением степени армирования текучесть ещё более понижается. При коэффициенте армирования //=2,0% фиброй с <1 = 0,15 мм, расплыв смеси понизился до 18 см при контрольном расплыве 29,8 см с увеличением содержания воздуха до 5,3 %. Для восстановления расплыва до контрольного необходимо было увеличить В/Т с 0,104 до 0,12 или снизить содержание воздуха до 0,8-1%.

Пятая глава посвящена изучению реакционной активности горных пород и исследованию свойств реакционно-порошковых смесей и бетонов.

Реакционная активность горных пород (Гп): кварцевого песка, кремнезёмистых песчаников, полиморфных модификаций 5/02 — кремня, халцедона, гравия осадочного происхождения и вулканического — диабаза и базальта изучена в малоцементных (Ц:Гп = 1:9-4:4), обогащенных цементом сме-

Таблица 2

Контрольный . расплыв <1т см с/,/г/^лри различных 1/(1

40 50 150

25,0 1,28 1,35 1,70

28,2 1,12 1,14 1,35

29,8 1,08 1,11 1Д2

■ 9Д •

сях (Ц:Гп). Использовались порошки горных пород грубодисперсные с Syd = 100-160 м2/кг и высокодисперсные с Syo = 900-1100 м2/кг.

Установлено, что наилучшие сравнительные показатели по прочности, характеризующие реакционную активность горных пород, получены на композиционных малоцементных смесях состава Ц:Гп = 1:9,5 при использовании высокодисперсных пород через 28 суток и в длительные сроки твердения в течение 1,0-1,5 лет. Высокие значения прочности 43-45 МПа получены на нескольких породах — молотых гравии, песчанике, базальте, диабазе. Однако для порошковых бетонов высокой прочности необходимо использовать лишь порошки из высокопрочных горных пород.

Рентгеноструктурным анализом установлен фазовый состав некоторых горных пород, как чистых, так и образцов из смеси цемента с ними. Образование совместных минеральных новообразований в большинстве смесей со столь малым содержанием цемента не обнаружено, наличие CjS, тобермо-рита, портландита идентифицируется отчётливо. На микрофотографиях промежуточного вещества отчётливо видна гелеобразная фаза тобермори-топодобных гидросиликатов кальция.

Основные принципы подбора состава РПБ состояли в выборе соотношения истинных объёмов цементирующей матрицы и объбма песка, при котором обеспечиваются наилучшие реологические свойства смеси и максимальная прочность бетона. Исходя из установленной ранее средней прослойки х = 0,05-0,06 мм между частицами песка со среднем диаметром dcp, объём матрицы, в соответствии с кубической ячейкой и формулой (2), будет:

vM={dcp+x?-7t-d3/6 = A3-x-d3/6 (6)

Принимая прослойку* = 0,05 мм и dcp = 0,30 мм, получено соотношение Vu ¡Vп = 2 и объёмы матрицы и песка на 1 м3 смеси будут, соответственно, равны 666 л и 334 л. Принимая массу песка постоянной и варьируя соотношением цемента, базальтовой муки, МК, воды и СП, определяли текучесть смеси и прочность бетона. В дальнейшем изменяли размер частиц песка, величину средней прослойки и осуществляли аналогичные вариации в компонентном составе матрицы. Удельную поверхность базальтовой муки принимали близкой к цемента, исходя из условий заполнения пустот в песке частицами цемента и базальта с преимущественными размерами их

15-50 мкм. Пустоты между частицами базальта и цемента заполнялись частицами МК с размерами 0,1-1 мкм

Разработана рациональная процедура приготовления РПБС при строго регламентируемой последовательности введения компонентов, продолжительности гомогенизации, "отдыха" смеси и окончательной гомогенизации для однородного распределения частиц МК и дисперсной арматуры в смеси.

Окончательная оптимизация состава РПБС осуществлялась при постоянном содержании количества песка с варьированием содержания всех остальных компонентов. Всего было изготовлено 22 состава по 12 образцов в каждом, из них 3 на отечественных цементах с заменой поликарбоксилат-ного ГП на СП С-3. Во всех смесях были определены расплывы, плотности, содержание вовлечённого воздуха, а в бетонах - прочность на сжатие через 2,7 и 28 суток нормального твердения, прочность на растяжение при изгибе и раскалывании.

Установлено, что расплыв изменялся от 21 до 30 см, содержание вовлеченного воздуха от 2 до 5 %, а у вакуумированных смесей - от 0,8 до 1,2 %, плотность смеси изменялась от 2390-2420 кг/м3.

Выявлено, что в период первых минут после заливки, а именно после 1020 мин, из смеси удаляется основная доля вовлечённого воздуха и происходит уменьшение объёма смеси. Для лучшего удаления воздуха необходимо покрывать бетон плёнкой, препятствующей быстрому образованию плотной корочки на его поверхности.

На рис. 6, 7, 8, 9 показано влияние вида СП и его дозировки на расплыв смеси и прочность бетона в 7-ми и 28-ми суточном возрасте. Наилучшие результаты получены при использовании ГП Woerment 794 при дозировках 1,3-1,35 % err массы цемента и МК. Выявлено, что при оптимальном количестве МК = 18-20%, текучесть смеси и прочность бетона максимальны. Установленные закономерности сохраняются и в 28-ми суточном возрасте.

FM794 FM787 С-3

Рис. 6

Отечественный СП обладает меньшей редуцирующей способностью, особенно при использовании особо чистых МК марок БС - 100 и БС - 120 и

при содержании их до 20%. Расплыв смеси снижается до 21 см с понижением прочности (рис. 6).

При использовании специально изготовленных композиционных ВНВ с аналогичными расходами сырьевых компонентов, кратковременно размо-о,9 ¡,1 1.з ),5 1,7 лотых с С-3, получен дисперсно-[гэдц+мк)1 loo армированный бетон с прочностью

Рис.7 121-137 МПа.

Выявлено влияние дозировки ГП на текучесть РПБС (рис.7) и прочность бетона через 7 сут (рис. 8) и 28 сут (рис. 9).

[ГЩЦНИКЯЮО [ГЩЦ+МК)] 100

Рис. 8 Рис. 9

Обобщённая зависимость изменения от исследуемых факторов, полученная методом математического планирования экспериментов, с последующей обработкой данных по программе "Градиент", апрокеимирована в виде: Д = 100,48 - 2,36 • л, + 2,30 • - 21,15 • - 8,51 • х\ где х, - отношение МК/Ц; хз - отношение [ГП/(МК+Ц)]-100. Кроме того, исходя из сущности протекания физико-химических процессов и использования пошаговой методики, удалось существенно снизить количество варьируемых факторов в составе математической модели без ухудшения её оценочного качества.

В шестой главе представлены результаты изучения некоторых физико-технических свойств бетона и их экономическая оценка. Приведены результаты статических испытаний призм из порошковых армированных и неар-мированных бетонов.

Установлено, что модуль упругости в зависимости от прочности изменяется в пределах (440-^470)-102 МПа, коэффициент Пуассона неармиро-ванных бетонов составляет 0,17-0,19, а у дисперсно-армированных 0,310,33, что характеризует вязкий характер поведения бетона под нагрузкой по сравнению с хрупким разрушением неармированных бетонов. Прочность бетона при раскалывании повышается в 1,8 раза.

Воздушная усадка образцов у неармированных РПБ составляет 0,60,7 мм/м, у дисперсно-армированных снижается в 1,3-1,5 раза. Водопогло-щение бетонов за 72 часа не превышает 2,5-3,0 %.

Испытания на морозостойкость порошкового бетона по ускоренной методике показали, что после 400 циклов переменного замораживания-оттаивания коэффициент морозостойкости составил 0,96-0,98. Все проведённые испытания свидетельствуют о том, что эксплуатационные свойства порошковых бетонов высоки. Они хорошо зарекомендовали себя в стойках малого сечения балконов взамен стали, в балконных плитах и лоджий при строительстве домов в г. Мюнхене. Несмотря на то, что дисперсно-армированный бетон дороже обычного бетона марок 500-600 в 1,5-1,6 раза, целый ряд изделий и конструкций из него обходится на 30-50 % дешевле за счёт значительного снижения объёма бетона.

Производственное апробирование при изготовлении из дисперсно-армированного бетона перемычек, оголовков свай, смотровых колодцев на ООО "Пензенский завод ЖБИ" и производственной базе железобетонных изделий ЗАО "Энергосервис" подтвердили высокую экономичность использования таких бетонов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Анализ состава и свойств дисперсно-армированных бетонов, производимых в России, свидетельствует о том, что они не в полной мере отвечают техническим и экономическим требованиям, в связи с невысокой прочностью бетонов на сжатие (М 400-600). В таких трёх- четырёх- и редко пятикомпонентных бетонах недоиспользуется не только дисперсная арматура высокой прочности, но и обычной прочности.

2. Основываясь на теоретических представлениях о возможности достижения максимальных водоредуцирующих эффектов суперпластификаторов в дисперсных системах, не содержащих грубозернистых заполнителей, высокой реакционной активности микрокремнезёмов и порошков горных пород, совместно усиливающих реологическое действие СП, обосновано создание семикомпоненгаой высокопрочной тонкозернистой реакционно-порошковой бетонной матрицы для тонкой и относительно короткой дисперсной арматуры с1 = 0,15-0,20 мкм и / = 6мм, не образующей "ежей" при изготовлении бетонов и мало снижающей текучесть ПБС.

3. Показано, что основным критерием получения высокоплотной ПБС является высокая текучесть очень плотной цементирующей смеси из цемента, МК, порошка горной породы и воды, обеспечиваемая добавкой СП. В связи с этим разработана методология оценки реологических свойств дисперсных систем и ПБС. Установлено, что высокая текучесть ПБС обеспечивается при предельном напряжении сдвига 5-10 Па и при содержании воды 10-11 % от массы сухих компонентов.

4. Выявлена структурная топология композиционных вяжущих и дисперсно-армированных бетонов и даны их математические модели структуры. Установлен ионно-диффузионный сквозьрастворный механизм твердения композиционных наполненных вяжущих. Систематизированы методы расчёта средних расстояний между частицами песка в ПБС, геометрическими центрами фибры в порошковом бетоне по различным формулам и при различных параметрах ¡1, 1, с1. Показана объективность формулы автора в отличие от традиционно используемых. Оптимальное расстояние и толщина прослойки цементирующей суспензии в ПБС должна быть в пределах

мкм

37-44^43-55при расходах песка 950-1000 кг и фракциях его 0,1-0,5 и 0,140,63 мм, соответственно.

5. Установлены реотехнологические свойства дисперсно-армированной и неармированной ПБС по разработанным методикам. Оптимальный расплыв ПБС из конуса с размерами £> = 100; г!= 70; А = 60 мм должен быть 25-30 см. Выявлены коэффициенты уменьшения растекаемости в зависимости от геометрических параметров фибры и уменьшение расплыва ПБС при блокировании его сеточным ограждением. Показано, что для заливки ПБС в формы с обьёмно-сеточными ткаными каркасами расплыв должен быть не менее 28-30 см.

скоки твердения (1-1,5 года), предпочтение при использовании в РПБС следует отдавать порошкам из высокопрочных пород: базальту, диабазу, дациту, кварцу.

7. Изучены процессы структурообразования порошковых бетонов. Установлено, что литые смеси в первые 10-20 мин после заливки выделяют до 40-50 % вовлечённого воздуха и требуют для этого покрытия плёнкой, препятствующей образованию плотной корочки. Смеси начинают активно ~ схватываться через 7-10 часов после заливки и набирают прочность через 1 сутки 30-40 МПа, через 2-ое суток — 50-60 МПа.

8. Сформулированы основные экспериментально-теоретические принципы подбора состава бетона с прочностью 130-150 МПа. Кварцевый песок для обеспечения высокой текучести ПБС должен быть тонкозернистым фракции 0,14-0,63 или 0,1-0,5 мм с насыпной плотностью 1400-1500 кг/м3 при расходе 950-1000 кг/м3. Толщина прослойки суспензии цементно-каменной муки и МК между зернами песка должна находиться в пределах 43-55 и 37-44 мкм, соответственно, при содержании воды и СП, обеспечивающих расплыв смесей 25-30 см. Дисперсность ПЦ и каменной муки должны быть примерно одинаковыми, содержание МК 15-20 %, содержание каменной муки 40-55 % от массы цемента. При варьировании содержания указанных факторов, оптимальный состав выбирается по необходимому расплыву смеси и максимальным показателям прочности на сжатие через 2, 7 и 28 суток.

9. Оптимизированы составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонов с прочностью при сжатии 130-150 МПа с использованием стальной фибры при коэффициенте армирования /4=1%. Выявлены оптимальные технологические: параметры: перемешивание должно осуществляться в высокоскоростных смесителях специальной конструкции, желательно вакуумируемых; последовательность загрузки компонентов и режимы перемешивания, "отдыха", строго регламентированы.

10. Изучено влияние состава на текучесть, плотность, воздухосодержание дисперсно-армированных ПБС, на прочность при сжатии бетонов. Выявлено, что расгекаемосгь смесей, как и прочность бетона, зависят от целого ряда рецептурных и технологических факторов. При оптимизации установлены математические зависимости текучести, прочности от отдельных, наиболее значимых факторов.

11. Изучены некоторые физико-технические свойства дисперсно-армированных бетонов. Показано, что бетоны с прочностью при сжатии 120-150 МПа имеют модуль упругости (44-47)-103 МПа, коэффициент Пуассона- 0,31-0,34 (0,17-0,19 - у неармированного). Воздушная усадка дис-

персно-армированных бетонов в 1,3-1,5 раза ниже, чем у неармированных. Высокая морозостойкость, низкие водопоглощение и воздушная усадка свидетельствуют о высоких эксплуатационных свойствах таких бетонов.

12. Производственное апробирование и технико-экономическая оценка свидетельствуют о необходимости организации производств и широкого внедрения в строительство тонкозернистых реакционно-порошковых дисперсно-армированных бетонов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУ ЮЩИХПУБЛИКАЦИЯХ

1. Калашников, С-В. Разработка алгоритма и программного обеспеченна для обработки асимптотических экспоненциальных зависимостей [Текст] / C.B. Калашников, Д.В. Квасов, Р.И. Авдеев // Материалы докладов 29 научно-технической конференции. - Пенза: Изд-во Пензенского гос. ун-та архит. и стр-ва, 1996. - С. 60-61.

2. Калашников, C.B. Анализ кинетических и асимптотических зависимостей с использованием метода циклических итераций [Текст] / А.Н. Бобрышев, C.B. Калашников, В.Н Козомазов, Р.И. Авдеев // Вестник РААСН. Отделение строительных наук, 1999. - Вып. 2. - С. 58-62.

3. Калашников, C.B. Некоторые методологические и технологические аспекты получения ультрадисперсных наполнителей [Текст] / Е.Ю. Селиванова, C.B. Калашников Н Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. науч. трудов междунар. научно-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2002. - С. 307-309.

4. Калашников, C.B. К вопросу оценки блокирующей функции суперпластификатора на кинетику твердения цементов [Текст] / B.C. Демьянова, A.C. Мишин, Ю.С. Кузнецов, C.B. Калашников Н Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб, науч. трудов междунар. научно-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2003. - С. 54-60.

5. Калашников, C.B. Оценка блокирующей функции суперпластификатора на кинетику твердения цементов [Текст] / В.И. Калашников, B.C. Демьянова, C.B. Калашников, И.Е. Ильина // Труды годичного собрания РААСН «Ресурсо- и энергосбережения как мотивация творчества в архитектурно строительном процессе». - Москва-Казань, 2003. - С. 476-481.

6. Калашников, C.B. Современные представления о саморазрушении сверхплотного цементного камня и бетона с низким волосодержанием [Текст] / В.И. Калашников, B.C. Демьянова, C.B. Калашников // Вестник. Сер. Волжского регионального отделения РААСН, - 2003. Вып. 6. - С. 108-110.

7. Калашников, C.B. Стабилизация бетонных смесей от расслоения полимерными добавками [Текст] / В.И. Калашников, B.C. Демьянова, Н.МДубошина, C.B. Калашников // Пластические массы. - 2003. - №4. - С. 38-39.

8. Калашников, C.B. Особенности процессов гидратации и твердения цементного камня с модифицирующими добавками [Текст] / В.И. Калашников, B.C. Демьянова, И.Е. Ильина, C.B. Калашников // Известия Вузов. Строительство,- Новосибирск: 2003. - №6 - С. 26-29.

9. Калашников, C.B. К вопросу оценки усадки и усадочной трещиностойкости цементного бетона, модифицированного ультрадисперсными наполнителями [Текст] / B.C. Демьянова, Ю.С. Кузнецов, IO.M. Баженов, Е.Ю. Миненко, C.B. Калашников // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. науч. трудов междунар. научно-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2004. - С. 10-13.

10. Калашников, C.B. Реакционная активность силицитовых горных пород в цементных композициях [Текст] / B.C. Демьянова, C.B. Калашников, И.А. Елисеев, Е.В. Подрезова, В.Н. Шиндин, В.Я. Марусенцев // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сб. науч. трудов междунар. научно-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2004. - С. 81-85.

11. Калашников, C.B. К теории твердения композиционных цементных вяжущих [Текст] / C.B. Калашников, В.И. Калашников // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства». — Саранск, 2004. -С. 119-124.

12. Калашников, C.B. Реакционная активность измельченных горных пород в цементных композициях [Текст] / В.И. Калашников, B.C. Демьянова, Ю.С.Кузнецов, C.B. Калашников // Известия. ТулГУ. Серия «Строительные материалы, конструкции и сооружения». - Тула. -2004. - Вып. 7. - С. 26-34.

13. Калашников, C.B. К теории гидратации композиционных цементных и шлаковых вяжущих [Текст] / В.И. Калашников, Ю.С. Кузнецов, В.Л. Хвастунов, C.B. Калашников И «Вестник». Серия отделение строительных наук. - Белгород: - 2005. -№9-С. 216-221.

14. Калашников, C.B. Многокомпонентность как фактор обеспечения полифункциональных свойств бетона [Текст] / Ю.М. Баженов, B.C. Демьянова, C.B. Калашников, Г.В. Лукьяненко. В.Н. Гриньков // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: сб. статей меж-дунар. научно-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2005. - С. 4-8.

15. Калашников, C.B. Ударная вязкость высокопрочного дисперсно-армированного бетона [Текст] / B.C. Демьянова, C.B. Калашников, Г.Н. Казина, В.М. Тростянский // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: сб. статей междунар. науч.-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2005. - С. 18-22.

16. Калашников, C.B. Топология смешанных вяжущих с наполнителями и механизм их твердения [Текст] / Юрген Шуберт, C.B. Калашников // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: сб. статей междунар. научно-технической конференции. - Пенза: ПДНТП, 2005. - С. 208-214.

17. Калашников, C.B. Тонкозернистый порошковый дисперсно-армированный бетон [Текст] I В.И. Калашников, C.B. Калашников // Достижения. Проблемы и перспективные направления развития. Теория и практика строительного материаловедения. Десятые академические чтения РААСН. - Казань: Изд-во Казанского гос. арх.-сгроител. ун-та, 2006. - С. 193-196.

18. Калашников, C.B. Многокомпонентные дисперсно-армированные бетоны с улучшенными эксплуатационными свойствами [Текст] / B.C. Демьянова, C.B. Калашников, Г.Н. Казина, В.М. Тростянский // Достижения. Проблемы и перспективные направления развития. Теория и практика строительного материаловедения. Десятые академические чтения РААСН. - Казань: Изд-во Казанского гос. арх.-сгроител. ун-та, 2006.-С. 161-163.

Калашников Сергей Владимирович

ТОНКОЗЕРНИСТЫЕ РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЕ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГОРНЫХ ПОРОД

05.23.05 - Строительные материалы и изделия Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать 5.06.06 г Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Уч. изд. л. 1 . Тираж 100 экз.

Заказ №.114 _

Издательство ПГУАС.

Отпечатано в цехе оперативной полиграфии ПГУАС.

440028. г. Пенза, ул. Г. Титова, 28.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Калашников, Сергей Владимирович

4 ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ

ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ БЕТОНОВ.

1.1 Зарубежный и отечественный опыт применения высококачественных бетонов и фибробетонов.

1.2 Многокомпонентность бетона, как фактор обеспечения функциональных свойств.

1.3 Мотивация появления высокопрочных и особо высокопрочных реакционно-порошковых бетонов и фибробетонов.

1.4 Высокая реакционная активность дисперсных порошков - основа получения высокачественных бетонов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ,

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ.

2.1 Характеристики сырьевых материалов.

2.2 Методы исследований, приборы и оборудование.

2.2.1 Технология подготовки сырьевых компонентов и оценка реакционной активности их.

2.2.2 Технология изготовления порошковых бетонных смесей и ме

• тоды их испытаний.

2.2.3 Методы исследований. Приборы и оборудование.

ГЛАВА 3 ТОПОЛОГИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, ДИСПЕРСНО

АРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ БЕТОНОВ И

МЕХАНИЗМ ИХ ТВЕРДЕНИЯ.

3.1 Топология композиционных вяжущих и механизм их твердения.

3.1.1 Структурно-топологический анализ композиционных вяжущих. 59 Р 3.1.2 Механизм гидратации и отвердевания композиционных вяжущих - как результат структурной топологии композиций.

3.1.3 Топология дисперсно-армированных тонкозернистых бетонов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4 РЕОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СУПЕРПЛАСТИФИЦИРО-ВАНИЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, ПОРОШКОВЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЕГО.

4.1 Разработка методологии оценки предельного напряжения сдвига и текучесть дисперсных систем и тонкозернистых порошковых бетонных смесей.

4.2 Экспериментальное определение реологических свойств дисперсных систем и тонкозернистых порошковых смесей.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА РЕАКЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИОННО ПОРОШКОВЫХ СМЕСЕЙ И БЕТОНОВ.

5.1 Реакционная активность горных пород в смеси с цементом.-■.

5.2 Принципы подбора состава порошкового дисперсно-армированного бетона с учетом требований к материалам.

5.2.1 Содержание песка-заполнителя.

5.2.2 Содержание микрокремнезема.

5.2.3 Содержание каменной и кварцевой муки.

5.2.4 Содержание воды.

5.2.5 Содержание СП и ГП.

5.2.6 Содержание стальных волокон.

5.2.7 Содержание портландцемента.

5.3 Рецептура тонкозернистого порошкового дисперсно-армированного бетона.

5.4 Приготовление бетонной смеси.

5.5 Влияние составов порошковых бетонных смесей на их свойства и прочность при осевом сжатии.

5.5.1 Влияние типа суперпластификаторов на растекаемость .бетонной смеси и прочность бетона.

5.5.2 Влияние дозировки суперпластификатора.

5.5.3 Влияние дозировки микрокремнезема.

5.5.4 Влияние доли базальта и песка на прочность.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

ГЛАВА 6 ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНОВ И ИХ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

6.1 Кинетические особенности формирования прочности РПБ и фибро-РПБ.

6.2 Деформативные свойства фибро-РПБ.

6.3 Объёмные изменения порошковых бетонов.

6.4 Водопоглощение дисперсно-армированных порошковых бетонов.

6.5 Технико-экономическая оценка и производственная реализация РПБ.

Введение 2006 год, диссертация по строительству, Калашников, Сергей Владимирович

Со значительным повышением прочности бетона на сжатие неминуемо снижается трещиностойкость и возрастает опасность хрупкого разрушения конструкций. Дисперсное армирование бетонов фиброй исключает эти негативные свойства, что позволяет выпускать бетоны классов выше 80-100 с прочностью 150-200 МПа, обладающие новым качеством - вязким характером разрушения.

Анализ научных работ в области дисперсно-армированных бетонов и их производства в отечественной практике показывает, что основная ориентация не преследует целей использования в таких бетонах высокопрочных матриц. Класс дисперсно-армированных бетонов по прочности на сжатие остаётся чрезвычайно низким и ограничивается В30-В50. Это не позволяет обеспечить хорошего сцепления фибры с матрицей, полностью использовать стальную фибру даже с невысокой прочностью на разрыв. Более того, в теории разрабатываются, а на практике выпускаются бетонные изделия со свободно уложенными волокнами со степенью объёмного армирования 5-9%; проливают их под действием вибрации непластифицированными "жирными" высокоусадочными цементно-песчаными растворами состава: цемент-песок -1:0,4+1:2,0 при В/Ц = 0,4, что является чрезвычайно расточительным и повторяет уровень работ 1974 г. Значительные научные достижения в области создания суперпластифицированных ВНВ, микродисперсных смесей с микрокремнезёмами, с реакционно-активными порошками из высокопрочных горных пород, позволили довести водоредуцирующее действие до 60% с использованием суперпластификаторов олигомерного состава и гиперпластификаторов полимерного состава. Эти достижения не стали основой для создания высокопрочных железобетонных, или тонкозернистых порошковых бетонов из литых самоуплотняющихся смесей. Между тем, передовые страны активно развивают новые поколения реакционно-порошковых бетонов, армированных дисперсными волокнами, ткаными проливными объёмными тонкосеточными каркасами, комбинацией их со стержневой или стержневой с дисперсной арматурой.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить комплекс следующих задач:

- выявить теоретические предпосылки и мотивации создания многокомпонентных тонкозернистых порошковых бетонов с очень плотной, высокопрочной матрицей, получаемой литьем при сверхнизком водосодержании, обеспечивающими изготовление бетонов с вязким характером при разрушении и высокой прочностью на растяжение при изгибе;

- выявить структурную топологию композиционных вяжущих и дисперсно-армированных тонкозернистых композиций, получить математические модели их структуры для оценки расстояний между грубыми частицами наполнителя и между геометрическими центрами армирующих волокон;

- разработать методологию оценки реологических свойств воднодис-персных систем, тонкозернистых порошковых дисперсно-армированных композиций; исследовать их реологические свойства;

- выявить механизм твердения смешанных вяжущих, изучить процессы структурообразования;

- установить необходимую текучесть многокомпонентных тонкозернистых порошковых бетонных смесей, обеспечивающую заполнение форм смесью с низкой вязкостью и сверхнизким пределом текучести;

- оптимизировать составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонных смесей с фиброй d = 0,1 мм и / = 6 мм с минимальным содержанием, достаточным для повышения растяжимости бетона, технологию приготовления и установить влияние рецептуры на текучесть, плотность, воздухосодер-жание их, прочностные и другие физико-технические свойства бетонов.

Научная новизна работы.

1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения высокопрочных тонкозернистых цементных порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных, изготавливаемых из бетонных смесей без щебня с тонкими фракциями кварцевого песка, с реакционно-активными порошками горных пород и микрокремнеземом, со значительным увеличива-нием эффективности суперпластификаторов до содержания воды в литой самоуплотняющейся смеси до 10-11% (соотвествущей без СП полусухой смеси для прессования) от массы сухих компонентов.

4. Теоретически предсказан и экспериментально доказан преимущественно сквозьрастворный диффузионно-ионный механизм отвердевания композиционных цементных вяжущих, усиливающийся по мере увеличения содержания наполнителя или значительного увеличения дисперсности его по сравнению с дисперсностью цемента.

5. Изучены процессы структурообразования тонкозернистых порошковых бетонов. Показано, что порошковые бетоны из суперпластифицированных литых самоуплотняющихся бетонных смесей значительно плотнее, кинетика нарастания их прочности интенсивнее, а нормативная прочность существенно выше, чем бетонов без СП, спрессованных при том же водосодержании под давлением 40-50 МПа. Разработаны критерии оценки реакционно-химической активности порошков.

6. Оптимизированы составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонных смесей с тонкой стальной фиброй диаметром 0,15 и длиной 6 мм, технология их приготовления, очерёдность введения компонентов и продолжительность перемешивания; установлено влияние состава на текучесть плотность, воздухосодержание бетонных смесей, прочность при сжатии бетонов.

Практическая значимость работы заключается в разработке новых литых тонкозернистых порошковых бетонных смесей с фиброй для заливки форм для изделий и конструкций, как без, так и с комбинированным стержневым армированием или без фибры для заливки форм с готовыми объемными ткаными тонкосеточными каркасами. С использованием высокоплотных бетонных смесей возможно производство высокотрещиностойких изгибаемых или сжатых железобетонных конструкций с вязким характером разрушения при действии предельных нагрузок.

Получена высокоплотная, высокопрочная композиционная матрица с прочностью при сжатии 120-150 МПа для повышения сцепления с металлом с целью использования тонкой и короткой высокопрочной фибры 0 0,040,15 мм и длиной 6-9 мм, позволяющей снизить расход её и сопротивление течению бетонных смесей для литьевой технологии изготовления тонкостенных филигранных изделий с высокой прочностью на растяжение при изгибе.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях: «Молодая наука - новому тысячелетию» (Набережные Челны, 1996 г), «Вопросы планировки и застройки городов» (Пенза, 1996 г, 1997 г, 1999 г), «Современные проблемы строительного материаловедения» (Пенза, 1998 г), «Современное строительство» (1998 г), Международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», (г. Пенза, 2002 г.,

2003 г., 2004 г., 2005 г), «Ресурсо- и энергосбережения как мотивация творчества в архитектурно строительном процессе» (Москва-Казань, 2003 г), «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2004 г), «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (Пенза, 2005 г), Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья» (Тольятти, 2004 г), Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань, 2006 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 27 работ (в журналах по списку ВАК 2 работы).

Заключение диссертация на тему "Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ состава и свойств дисперсно-армированных бетонов, производимых в России, свидетельствует о том, что они не в полной мере отвечают техническим и экономическим требованиям, в связи с невысокой прочностью бетонов на сжатие (М 400-600). В таких трёх- четырёх- и редко пяти-компонентных бетонах недоиспользуется не только дисперсная арматура высокой прочности, но и обычной прочности.

2. Основываясь на теоретических представлениях о возможности достижения максимальных водоредуцирующих эффектов суперпластификаторов в дисперсных системах, не содержащих грубозернистых заполнителей, высокой реакционной активности микрокремнезёмов и порошков горных пород, совместно усиливающих реологическое действие СП, обосновано создание семикомпонентной высокопрочной тонкозернистой реакционно-порошковой бетонной матрицы для тонкой и относительно короткой дисперсной арматуры d = 0,15-0,20 мкм и / = 6мм, не образующей "ежей" при изготовлении бетонов и мало снижающей текучесть ПБС.

4. Выявлена структурная топология композиционных вяжущих и дисперсно-армированных бетонов и даны их математические модели структуры. Установлен ионно-диффузионный сквозьрастворный механизм твердения композиционных наполненных вяжущих. Систематизированы методы расчёта средних расстояний между частицами песка в ПБС, геометрическими центрами фибры в порошковом бетоне по различным формулам и при различных параметрах //, /, d. Показана объективность формулы автора в отличие от традиционно используемых. Оптимальное расстояние и толщина прослойки цементирующей суспензии в ПБС должна быть в пределах 37-44+43-55 мкм при расходах песка 950-1000 кг и фракциях его 0,1-0,5 и 0,14-0,63 мм, соответственно.

5. Установлены реотехнологические свойства дисперсно-армированной и неармированной ПБС по разработанным методикам. Оптимальный расплыв ПБС из конуса с размерами D = 100; d=70; h = 60 мм должен быть 25-30 см. Выявлены коэффициенты уменьшения растекаемости в зависимости от геометрических параметров фибры и уменьшение расплыва ПБС при блокировании его сеточным ограждением. Показано, что для заливки ПБС в формы с объёмно-сеточными ткаными каркасами расплыв должен быть не менее 28-30 см.

6. Разработана методика оценки реакционно-химической активности порошков горных пород в малоцементных смесях (Ц:П - 1:10) в образцах, спрессованных при давлении экструзионного формования. Установлено, что при одинаковой активности, оцениваемой по прочности через 28 суток и в длительные скоки твердения (1-1,5 года), предпочтение при использовании в РПБС следует отдавать порошкам из высокопрочных пород: базальту, диабазу, дациту, кварцу.

7. Изучены процессы структурообразования порошковых бетонов. Установлено, что литые смеси в первые 10-20 мин после заливки выделяют до 40-50 % вовлечённого воздуха и требуют для этого покрытия плёнкой, препятствующей образованию плотной корочки. Смеси начинают активно схватываться через 7-10 часов после заливки и набирают прочность через 1 сутки 30-40 МПа, через 2-ое суток- 50-60 МПа.

0,14-0,63 или 0,1-0,5 мм с насыпной плотностью 1400-1500 кг/м3 при расходе 950-1000 кг/м . Толщина прослойки суспензии цементно-каменной муки и МК между зернами песка должна находиться в пределах 43-55 и 37-44 мкм, соответственно, при содержании воды и СП, обеспечивающих расплыв смесей 2530 см. Дисперсность ПЦ и каменной муки должны быть примерно одинаковыми, содержание МК 15-20 %, содержание каменной муки 40-55 % от массы цемента. При варьировании содержания указанных факторов, оптимальный состав выбирается по необходимому расплыву смеси и максимальным показателям прочности на сжатие через 2,7 и 28 суток.

9. Оптимизированы составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонов с прочностью при сжатии 130-150 МПа с использованием стальной фибры при коэффициенте армирования // = 1 %. Выявлены оптимальные технологические параметры: перемешивание должно осуществляться в высокоскоростных смесителях специальной конструкции, желательно вакууми-руемых; последовательность загрузки компонентов и режимы перемешивания, "отдыха", строго регламентированы.

10. Изучено влияние состава на текучесть, плотность, воздухосодержание дисперсно-армированных ПБС, на прочность при сжатии бетонов. Выявлено, что растекаемость смесей, как и прочность бетона, зависят от целого ряда рецептурных и технологических факторов. При оптимизации установлены математические зависимости текучести, прочности от отдельных, наиболее значимых факторов.

11. Изучены некоторые физико-технические свойства дисперсноармированных бетонов. Показано, что бетоны с прочностью при сжатии 120л

150 МПа имеют модуль упругости (44-47)-10 МПа, коэффициент Пуассона -0,31-0,34 (0,17-0,19 - у неармированного). Воздушная усадка дисперсно-армированных бетонов в 1,3-1,5 раза ниже, чем у неармированных. Высокая морозостойкость, низкие водопоглощение и воздушная усадка свидетельствуют о высоких эксплуатационных свойствах таких бетонов.

Библиография Калашников, Сергей Владимирович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Аганин С.П Бетоны низкой водопотребности с мод ифицированными кварцевым наполнителем.// Автореферат на соискание уч. степ. к.т.н., М, 1996,17 с.

2. Антропова В.А., Дробышевский В.А. Свойства модифицированного сталефибробетона // Бетон и железобетон. №3.2002. С.3-5

3. Ахвердов И.Н. Теоретические основы бетоноведения.// Минск. Высшая школа, 1991,191 с.

4. Бабаев Ш.Т., Комар А.А. Энергосберегающая технология железобетонных конструкций из высокопрочного бетона с химическими добавками.// М.: Стройиздат, 1987. 240 с.

5. Баженов Ю.М. Бетоны XXI века. Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов и конструкций // Материалы междун. научн. техн. конференции. Белгород, 1995. с. 3-5.

6. Баженов Ю.М. Высококачественный тонкозернистый бетон//Строительные материалы.

7. Баженов Ю.М. Повышение эффективности и экономичности технологии бетонон // Бетон и железобетон, 1988, №9. с. 14-16.

8. Баженов Ю.М. Технология бетона.// издательство Ассоциации высших учебных заведений, М.: 2002. 500 с.

9. Баженов Ю.М. Бетоны повышенной долговечности // Строительные материалы, 1999, № 7-8. с. 21-22.

10. Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии. Материалы I Всероссийской конференции. М. 2001. с 91-101.

11. Батраков В.Г. и др. Суперпластификатор-разжижитель СМФ.// Бетон и железобетон. 1985. №5. с. 18-20.

12. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны // М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

13. Батраков В.Г. Модификаторы бетона новые возможности // Материалы I Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М.: 2001, с. 184-197.

14. Батраков В.Г., Соболев К.И., Каприелов С.С. и др. Высокопрочные малоцементные добавки // Химические добавки и их применение в технологии производства сборного железобетона. М.: Ц.РОЗ, 1999, с. 83-87.

15. Батраков В.Г., Каприелов С.С. и др. Оценка ультрадисперсных отходов металлургических производств как добавок в бетон // Бетон и железобетон, 1990. № 12. с. 15-17.

16. Бацанов С.С. Электроотрицательность элементов и химическая связь.// Новосибирск, издательство СОАН СССР, 1962,195 с.

17. Беркович Я.Б. Исследование микроструктуры и прочности цементного камня, армированного коротковолокнистым хризотил-асбестом: Автореф. Дис. канд. техн. наук. Москва, 1975. - 20 с.

18. Брык М.Т. Деструкция наполненных полимеров М. Химия, 1989 с. 191.

19. Брык М.Т. Полимеризация на твердой поверхности неорганических веществ.// Киев, Наукова думка, 1981,288 с.

20. Василик П.Г., Голубев И.В. Применение волокон в сухих строительных смесях. // Строительные материалы №2.2002. С.26-27

21. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.; Стройиздат, 1986,463 с.

22. Волков И.В. Проблемы применения фибробетона в отечественном строительстве. //Строительные материалы 2004. - №6. С. 12-13

23. Волков И.В. Фибробетон- состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. 2004. № 5. С.5-7.

24. Волков И.В. Фибробетонные конструкции. Обз. инф. Серия «Строительные конструкции», вып. 2. М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1988.-18с.

25. Волков Ю.С. Применение сверхпрочных бетонов в строительстве // Бетон и железобетон, 1994, №7. с. 27-31.

26. Волков Ю.С. Монолитный железобетон. // Бетон и железобетон. 2000, №1, с. 27-30.

27. ВСН 56-97. «проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций». М., 1997.

28. Выродов И.П О некоторых основных аспектах теории гидратации и гидратационного твердения вяжущих веществ // Труды VI международного конгресса по химии цемента. Т. 2. М.; Стройиздат, 1976, С. 68-73.

29. Глуховский В.Д., Похомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. Киев. Будивельник, 1978,184 с.

30. Демьянова B.C., Калашников С.В., Калашников В.И. и др. Реакционная активность измельченных горных пород в цементных композициях. Известия ТулГУ. Серия "Строительные материалы, конструкции и сооружения". Тула. 2004. Вып. 7. с. 26-34.

31. Демьянова B.C., Калашников В.И., Миненко Е.Ю., Усадка бетона с органоминеральными добавками // Стройинфо, 2003, № 13. с. 10-13.

32. Долгопалов Н.Н., Суханов М.А., Ефимов С.Н. Новый тип цемента: структура цементного камняУ/Строительные материалы. 1994 №1 с. 5-6.

33. Звездов А.И., Вожов Ю.С. Бетон и железобетон: Наука и практика // Материалы Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М: 2001, с. 288-297.

34. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивания. М.: Химия, 1974. с. 12-13.

35. Калашников В.И. Нестеров В.Ю., Хвастунов В.Л., Комохов П.Г., Соломатов В.И., Марусенцев В.Я, Тростянский В.М. Глиношлаковые строительные материалы. Пенза; 2000, 206 с.

36. Калашников В.И. О преимущественной роли ионноэлектростатического механизма в разжижении минеральных дисперсных композиций.// Долговечность конструкций из автоклавных бетонов. Тез. V Республиканской конференции. Таллин 1984. с. 68-71.

37. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов.// Диссертация на соискание степени д.т.н., Воронеж, 1996, 89 с

38. Калашников В.И. Регулирование разжижающего эффекта суперпластификаторов исходя из ионноэлектростатическогодействия.//Производство и приложение на химические добавки в строительстве. Сборник тезисов НТК. София 1984. с. 96-98

39. Калашников В.И. Учёт реологических изменений бетонных смесей с суперпластификаторами.// Материалы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону (Ташкент 1983), Пенза 1983 с. 7-10.

40. Калашников В Л, Иванов И А. Особенности реологических изменений цементных композиций под действием ионностабилизирующих пластификаторов// Сборник трудов "Технологическая механика бетона" Рига РПИ, 1984 с. 103-118.

41. Калашников В.И., Иванов И.А. Роль процедурных факторов и реологических показателей дисперсных композиций.// Технологическая механика бетона. Рига РПИ, 1986. с. 101-111.

42. Калашников В.И., Иванов И.А., О структурно-реологическом состоянии предельно разжиженных высококонцентрированных дисперсных систем.// Труды IV Национальной конференции по механике и технологии композиционных материалов. БАН, София. 1985.

43. Калашников В.И., Калашников С.В. К теории ' твердения композиционных цементных вяжущих.// Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» Т.З. Изд. Мордовского гос. университета, 2004. С. 119-123.

44. Калашников В.И., Калашников С.В. К теории твердения композиционных цементных вяжущих. Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» Т.З. Изд. Мордовского гос. университета, 2004. С. 119-123.

45. Калашников В.И., Хвастунов B.JI. Москвин Р.Н. Формирование прочности карбонатношлаковых и каустифицированных вяжущих. Монография. Депонирована во ВГУП ВНИИНТПИ, Вып.1,2003,6.1 п.л.

46. Калашников В.И., Хвастунов B.JL, Тарасов Р.В., Комохов П.Г., Стасевич А.В., Кудашов В.Я. Эффективные жаростойкие материалы на основе модифицированного глиношлакового вяжущего// Пенза, 2004,117 с.

47. Калашников С. В. и др. Топология композитных и дисперсно-армированных систем // Материалы МНТК композиционные строительные материалы. Теория и практика. Пенза, ПДЗ, 2005. С. 79-87.

48. Киселёв А.В., Лыгин В.И. Инфракрасные спектры поверхностных соединений.// М.: Наука, 1972,460 с.

49. Коршак В.В. Термостойкие полимеры.// М.: Наука, 1969,410 с.

50. Курбатов Л.Г., Рабинович Ф.Н. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами. // Бетон и железобетон. 1980. Л 3. С. 6-7.

51. Ланкард Д.К., Диккерсон Р.Ф. Железобетон с арматурой из обрезков стальной проволоки// Строительные материалы за рубежом. 1971, №9, с. 2-4.

52. Леонтьев В.Н., Приходько В.А., Андреев В.А. О возможности использования углеродных волокнистых материалов для армирования бетонов// Строительные материалы, 1991. №10. С. 27-28.

53. Лобанов И.А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов // Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: Межвуз. темат. сб. науч. тр. Л: ЛИСИ, 1086. С. 5-10.

54. Маилян ДР., Шилов Ал.В., Джаварбек R Влияние фибрового армирования базальтовым волокном на свойства легкого и тяжелого бетонов // Новые исследования бетона и железобетона. Ростов-на-Дону, 1997. С. 7-12.

55. Маилян Л.Р., Шилов А.В. Изгибаемые керамзитофиброжелезо-бетонные элементы на грубом базальтовом волокне. Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2001. - 174 с.

56. Маилян Р.Л., Маилян Л.Р., Осипов К.М. и др. Рекомендации по проектированию железобетонных конструкций из керамзитобетона с фибровым армированием базальтовым волокном / Ростов-на-Дону, 1996. -14 с.

57. Минералогическая энциклопедия / Перевод с англ. Л. Недра,1985. с. 206-210.

58. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. М.; Стройиздат, 1971, 311с.

59. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф., Физика почвы. М. Наука. 1967,167с.

60. Несветаев Г. В., Тимонов С.К. Усадочные деформации бетона. 5-ые Академические чтения РААСН. Воронеж, ВГАСУ, 1999. с. 312-315.

61. Пащенко А.А., Сербии В.П. Армирование цементного камня минеральным волокном Киев, УкрНИИНТИ - 1970 - 45 с.

62. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие' вещества. Киев. Вища школа, 1975,441 с.

63. Полак А.Ф. Твердение минеральных вяжущих веществ. М.; Издательство литературы по строительству, 1966,207 с.

64. Попкова A.M. Конструкции зданий и сооружений из высокопрочного бетона // Серия строительных конструкций // Обзорная информация. Вып. 5. М.: ВНИИНТПИ Госстроя СССР, 1990 77 с.

65. Пухаренко, Ю.В. Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов: дис. док. техн. наук: Санкт Петербург, 2004. с. 100-106.

66. Рабинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами: Обзор ВНИИЭСМ. М., 1976. - 73 с.

67. Рабинович Ф.Н Дисперсноармированные бетоны. М., Стройиздат: 1989.-177 с.

68. Рабинович Ф.Н. Некоторые вопросы дисперсного армирования бетонных материалов стекловолокном // Дисперсно-армированные бетоны и конструкции из них: Тезисы докл. Республ. совещан. Рига,1 975. - С. 68-72.

69. Рабинович Ф.Н. Об оптимальном армировании сталефибробетонных конструкций // Бетон и железобетон. 1986. № 3. С. 17-19.

70. Рабинович Ф.Н. Об уровнях дисперсного армирования бетонов. // Строительство и архитектура: Изв. вузов. 1981. № 11. С. 30-36.

71. Рабинович Ф.Н. Применение фиброармированных бетонов в конструкциях промзданий // Фибробетон и его применение в строительстве: Труды НИИЖБ. М., 1979. - С. 27-38.

72. Рабинович Ф.Н., Курбатов Л.Г. Применение сталефибробетона в конструкциях инженерных сооружений // Бетон и железобетон. 1984.-№12.-С. 22-25.

73. Рабинович Ф.Н., Романов В.П. О пределе трещиностойкости мелкозернистого бетона, армированного стальными фибрами // Механикакомпозитных материалов. 1985. №2. С. 277-283.

74. Рабинович Ф.Н., Черномаз А.П., Курбатов Л.Г. Монолитные днища резервуаров из сталефибробетона//Бетон и железобетон. -1981. №10. С. 24-25.

75. Рекомендации по проектированию сталефибробетонных конструкций -М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1987. 147 с.

76. Соломатов В.И., Выроюй В.Н. и др. Композиционные строительные материалы и конструкции пониженной материалоёмкости.// Киев, Будивельник, 1991,144 с.

77. Сталефибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы» Вып. 7 ВНИИНТПИ. Москва. - 1990.

78. Стеклофибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы». Вып.5. ВНИИНТПИ.

79. Стрелков М.И. Изменение истинного состава жидкой фазы при твердении вяжущих веществ и механизмы их твердения // Труды совещания по химии цемента. М.; Промстройиздат, 1956, С. 183-200.

80. Сычева Л.И., Воловика А.В. Материалы, армированные волокном / Перевод изд.: Fibrereinforced materials. -М.: Стройиздат, 1982. 180 с.

81. Торопов Н.А. Химия силикатов и окислов. Л.;Наука, 1974,440с.

82. Третьяков Н.Е., Филимонов В.Н. Кинетика и катализУ/ Т.: 1972, №3,815-817 с.

83. Фадель И.М. Интенсивная раздельная технология бетона, наполненного базальтом.// Автореферат дис. к.т.н. М, 1993,22 с.

84. Фибробетон в Японии. Экспресс-информация. Строительные конструкции», М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1983. 26 с.

85. Филимонов В.Н. Спектроскопия фотопревращений в молекулах.//Л.: 1977, с. 213-228.

86. Хун ДЛ. Свойства бетонов, содержащих микрокремнезём и углеродное волокно, обработанное силанами // Экспрес- информация. Вып.№1.2001. С.33-37.

87. Цыганенко А.А., Хоменя А.В., Филимонов В.Н. Адсорбция и адсорбенты.//1976, вып. 4, с. 86-91.

88. Шварцман А.А., Томилин И.А. Успехи химии//1957, Т. 23 №5, с. 554-567.

89. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе (под общей редакцией В.Д. Глуховского). Ташкент, Узбекистан, 1980,483 с.

90. Юрген Шуберт, Калашников С.В. Топология смешанных вяжущих и механизм их твердения // Сб. Статей МНТК Новые энерго и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов. Пенза, ПДЗ, 2005. с. 208-214.

91. Balaguru P., Najm. High-performance fiber-reinforced mixture with fiber volume fraction//ACI Materials Journal.-2004.-Vol. 101, №4.- p. 281-286.

92. Batson G.B. State-the-Art Reportion Fiber Reinforced Concrete. Reported by ASY Committee 544. «ACY Journal». 1973,-70,-№ 11,-p. 729-744.

93. Bindiganavile V., Banthia N., Aarup В/ Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite. // ACI Materials Journal. 2002. - Vol. 99, №6. - P.543-548.

94. Bindiganavile V., Banthia., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement compsite // ACJ Materials Journal. 2002 - Vol. 99, № 6.

95. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.//Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10, s 1-15.

96. Brameschuber W., Schubert P. Neue Entwicklungen bei Beton und Mauerwerk.// Oster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft., s. 199-220.

97. Dallaire E., Bonnean O., Lachemi M., Aitsin P.-C. Mechanical Behavior of Consined Reactive Powder Concrete.// American Societe of Givil Eagineers Materials Engineering Coufernce. Washington. DC. November 1996, Vol. 1, p.555-563.

98. Frank D., Friedemann K., Schmidt D. Optimisierung der Mischung sowie Verifizirung der Eigenschaften Saueresistente Hochleistungbetone.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003.№ 3. S.30-38.

99. Grube P., Lemmer C., Riihl M Vom Gussbeton zum Selbstvendichtenden Beton. s. 243-249.

100. Kleingelhofer P. Neue Betonverflissiger auf Basis Policarboxilat.// Proc. 13. Jbasil Weimar 1997, Bd. 1, s 491-495.

101. Muller C., Sehroder P. Schlif3e P., Hochleistungbeton mit Steinkohlenflugasche. Essen VGB Fechmische Vereinigung Bundesveband Kraftwerksnelenprodukte.// E.V., 1998-Jn: Flugasche in Beton, VGB/BVK-Faschaugung. 01 Dezember 1998, Vortag 4,25 seiten.

102. Richard P., Cheurezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Skientific Division Bougies.// Cement and Concrete Research, Vol. 25. No. 7, pp. 1501-1511,1995.

103. Richard P., Cheurezy M. Reactive Powder Concrete with Heigh Ducttility and 200-800 MPa Compressive Strength.// AGJ SPJ 144-22, p. 507-518,1994.

104. Romualdy J.R., Mandel J.A. Tensile strength of Concrete Affected by Uniformly Distributed and Glosely Spaced Lengths of Wire Reinforcement «ACY Journal». 1964, - 61, - № 6, - p. 675-670.

105. Schachinger J., Schubert J., Stengel Т., Schmidt PC, Hilbig H., Heinz DЛ Ultrahochfester Beton-Bereit fur die Anwendung? Schriftenzeihe Baustoffe.// FestSchrift zum 60. Geburgstag Von Prof.-Dr. Jng. Peter Schliessl. Heft. 2003, s. 189-198.

106. Schmidt M. Bornemann R. Moglichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1, s 1083-1091.

107. Schmidt M. Jahre Entwicklung bei Zement, Zusatsmittel und Beton. Ceitzum Baustoffe und Materialpriifung. Schriftenreihe Baustoffe.// Fest-schrift zum 60. Geburgstag von Prof. Dr.-Jng. Peter Schiesse. Heft 2.2003 s 189-198.

108. SchmidM,FenlingE.Utntax;hf^

109. Schmidt M., Fenling E., Teichmann Т., Bunjek K., Bornemann R. Ultrahochfester Beton: Perspective fur die Betonfertigteil Industrie.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003.№ 39.16.29.

110. Scnachinger J, Schuberrt J, Stengel T, Schmidt K, Heinz D, Ultrahochfester Beton Bereit Fur die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe. Fest - schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr.-ing. Peter Schliessl. Heft 2.2003, C.267-276.

111. Scnachinger J., Schubert J., Stengel Т., Schmidt K., Heinz D. Ultrahochfester Beton Bereit Fur die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe.// Fest - schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. - ing. Peter Schlissl. Heft 2.2003, C.267-276.

112. Stark J., Wicht B. Geschichtleiche Entwichlung der ihr Beitzag zur Entwichlung der Betobbauweise.// Oster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft., 142.1997. H.9.125. Taylor //MDF.

113. Wirang-Steel Fibraus Concrete.//Concrete construction. 1972,16 ,№l,s. 18-21.

114. Bindiganavill V., Banthia N., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite //ASJ Materials Journal. -2002.-Vol. 99, №6.-p. 543-548.

115. Balaguru P., Nairn H., High-performance fiber-reinforced concrete mixture proportion with high fiber volume fractions // ASJ Materials Journal. 2004,-Vol. 101,№4.-p. 281-286.

116. Kessler H., Kugelmodell fur Ausfallkormengen dichter Betone. Betonwetk + Festigteil-Technik, Heft 11, S. 63-76,1994.

117. Bonneau O., Lachemi M., DallaireE., Dugat J.,Aitcin P.-C. Mechanical ProPerties and Durability of Two Industrial Reactive Powder Cohcrete // ASJ Materials Journal V.94. No.4, S.286-290. Juli-August, 1997.

118. De Larrard F., Sedran Th. Optimization of ultrahigh-performance concrete by the use of a packing model. Cem. Concrete Res., Vol.24 (6). S. 997-1008,1994.

119. Richard P., Cheurezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Cem. Coner.Res.Vol.25. No.7, S.1501-1511,1995.

120. Bornemann R., Sehmidt M., Fehling E., Middendorf B. Ultra Hachleistungsbeton UHPC - Herstellung, Eigenschaften und Anwendungsmoglichkeiten. Sonderdruck aus; Beton und stahlbetonbau 96, H.7. S.458-467,2001.

121. Bonneav O., Vernet Ch., Moranville M. Optimization of the Reological Behavior of Reactive Powder Coucrete (RPC).Tagungsband International Simposium of High-Performance and Reactive Powder Concretes. Shebroke, Canada, August, 1998. S.99-118.

122. Aitcin P., Richard P. The Pedestrian /Bikeway Bridge of scherbooke. 4-th International Simposium on Utilization of High-strength/ High-Performance, Paris. S. 1999-1406,1996.

123. De Larrard F., Grosse J.F., Puch C. Comparative study of Various Silica Fumes as Additives in High-Performance Cementious Materials. Materials and Structuctures, RJLEM, Vol.25, S. 25-272,1992.

124. Richard P. Cheyrezy М.Н. Reactive Powder Concretes with High Ductility and 200-800 MPa Compressive Strength. ACI, SPI 144-24, S. 507-518,1994.

125. Berelli G., Dugat I., Bekaert A. The Use of RPC in Gross-Flow Cooling Towers, International Simposium on High-Performance and Reactive Powder Concretes, Sherbrooke, Canada, S. 59-73,1993.

126. De Larrard F., Sedran T. Mixture-Proportioning of High-Performance Concrete. Cem. Concr. Res. Vol. 32, S. 1699-1704,2002.

127. Dugat J., Roux N., Bernier G. Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes. Materials and Structures, Vol. 29, S. 233-240, 1996.

128. Bornemann R., Schmidt M. The Role of Powders in Concrete: Proceedings of the 6-th International Simposium on Utilization of High Strength/High Performance Concrete. S. 863-872,2002.

129. Richard P. Reactive Powder Concrete: A New Ultra- High Cementitius Material. 4-th Internanional Symposium on Utilization of High-Strength/ High-Performance Concrete, Paris, 1996.

130. Uzawa, M; Masuda, T; Shirai, K; Shimoyama, Y; Tanaka, V: Fresh Properties and Strength of Reactive Powder Composite Material (Ductal). Proceedings of the est fib congress, 2002.

131. Vernet, Ch; Moranville, M; Cheyrezy, M; Prat, E: Ultra-High Durability Concretes, Chemistry and Microstructure. HPC Symposium, Hong- Kong, Dezember 2000.

132. Cheyrezy, M; Maret, V; Frouin, L: Microstructural Analysis of RPC (Reactive Powder Concrete). Cem.Coner.Res.Vol.25, No. 7, S. 1491-1500,1995. ,

133. Bouygues Fa: Juforniationsbroschure zum betons de Poudres Reactives, 1996.

134. Reineck. K-H., Lichtenfels A., Greiner. St. Seasonal storage of solare'of energy in hot-Water tanks made out high performance concrete. 6 th International Symposium on high Strength/High Performance. Leipzig, June, 2002.

135. Бабков B.B., Комохов П.Г. и др. Объёмные изменения в реакциях гидратации и перекристаллизации минеральных вяжущих веществ / Наука и техника, -2003, №7

136. Бабков В.В., Полок А.Ф., Комохов П.Г. Аспекты долговечности цементного камня / Цемент-1988-№3 с 14-16.

137. Александровский С.В. Некоторые особенности усадки бетона и железобетона, 1959 №10 с 8-10.

138. Шейкин А.В. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М: Стройиздат 1974,191 с.

139. Шейкин А.В., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М: Стройиздат, 1979. 333 с.

140. Цилосани З.Н. Усадка и ползучесть бетона. Тбилиси: Изд-во АН Груз. ССР, 1963. с 173.

141. Берг О.Я., Щербаков Ю.Н., Писанко Т.Н. Высокопрочный бетон. М: Стройиздат. 1971. с 208.i?6

Похожие работы

Строительство
05.23.00