автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Бетон на активированном вяжущем и с зольным наполнителем

"6 од

/ шл^йй-РСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО ' !СГ1Е1даЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ

УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

ИНСТИТУТ

На правах рукописи МАХАМАТАЛИЕВ Иркин Муминович

УДК 666.972:691.322

БЕТОН НА АКТИВИРОВАННОМ ВЯЖУЩЕМ И С ЗОЛЬНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ

05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1993

Работа выполнена в Ташкентском ордена Трудовой Красного Знамени институте инженеров железнодорожной транспорта им. А- Икрамова.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор М. К. Тахиров.

Официальные оппоненты — Заслуженный деятель наук!

Узбекистана, доктор технических наук, профессор Т. М. Махмудов,

кандидат технических ньук, доцент X. И. Муминджанов.

Ведущее предприятие — Ташкентский НИИстромпроект

Защита состоится «Л _ ¿/¿C&Ji 1993 года в часов на заседании специализированного совета К. 067.03-22 при Ташкентском архитектурно-строительном институте по адресу: 700011, г. Ташкент, ул. Навои, 13, малый зал ТАСИ, ауд' №_

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТАСИ.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу института.

Автореферат разослан «^^ » 19ЯЗ г-

Учены» секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент (/ Л • V „ М К. ХАСАНОВА

- а ~

СШН ХАРАКТЕРИСТИКА РАЕО'Л!

Актгаль«гоеть г.'-'богц. Основное направленна ешфювшшх Технологии предугааатркьает внедрение безстходцах процессов для наиболее полного ¡«¡пользования сырья, ¡.¡атсрг.алов, томша, знергип и ьац:!-ональнсго решзш:я зкодсгичеоклх цроблвм. В есвреюшпхд еТрс::твлз>-стзе бетон якляетол важю&яш стр-оиюльнш материалом и останется такськи на длительную перспективу. Поиски путей резко» зксногшя ресурсов, пре:адо тсего цемента, другие материалов, энергии и ускорения технологического процесса приготовления бетона и изготовление г.з него кздзлкй гнеокого качества является актуальнейяеЗ за:;;!- • чей.

Одкш аз приоритетных нащавлений сшггеяия удолиюго расхода цемента в щ;оазюд:с?вв бетона и железобетона является щ.я'.ездндо минера лышх 1мкол:в:гелбЗ. ^»¡'ектквиосп. этого ¡пираалошш многократно повыааетри при гоюлгэг.вбюш в качестве докг.ояаиолнег&двЯ побочных проектов лро:.ч:ш:еш!ос?;;, б частносм зол тспловн). олод-троетанц;ьч {ТоС).

Е последнее Ереия е СНГ дополясии разработка, яокагагкее <•£-¿'¿¡ххшюсть когллоксиого 1:спол13онаг;!1Я аолн Г30 :: нласичфпчнрук'ет добавок. Однако, на практике сш не находят широкого щшишпа.? из-за недостаточного научного обоснования зяедегяих свойств «Зетска по отношению к стальной арматура прд коншгвшшх доэлроккзх голн- • ТЗС. .

Крема того, малоизученном остается также вопрос тех-

нологии пр'лготовлзп'лл бзтекной смес.: с пе:;кп:зр!ч;:л соде^ат-.вк золи на пассивное состояние сталтой арматур» в бетоне.

Исходя из итого били с{ор.улароп9;5{ целк к ¿плачи дьсспртг.ии-'овноЗ работа.

Целью диссертационной работы является разработка составов и технологии приготовления бетонных смесей на активированном Еяяуием и с зольным наполнителем с возможно минимальным расходом пеманта, обеспечивающих пассивное состояние стальной арматуры.

Лдя достикешш этой цели были поставлены следующие основные задан; и с с л е д о.в а н и К:

- установить влияние технологических параметров приготовления на свойеиза активированных золоцеыептных смесей с пластифицирующими лобпгкомх;

- исследовать особенности гидрагацш и закономерности струк-турсобразозэЕия активированного золоцеыеигного сшухого;

- разработать составы шсоконаполнешшх бетонов на активированием вдгуцзм л с зольным наполнителем;

- изучить технические и эксплуатационные свойства високонапол-кеннсго Еолос'олертавдго бетона на активпроваты вяжущем;

- исследовать влияние повышенного содержания зольного наполнителя на коррозионное состояние стальной арматуры в бетоне;

- провести слитно-производственное внедрегаю результатов исследовании: с теуншсо-экано.'й1г-!сскпм анализом эффективности.

Научна-г новизна работы:

1. Установлены особенности формирования структуру и колнчест-вешшс зависимости свойств бетона на активированном вя-кущзм и с ксЕшеиняч содержанием зольного наполнителя и показана их связь

с ноБорхностнс-активнгаш свойствами хншчееких добавок, дисперсность» и степенью наполнения, параметра™ механохимической активации и способом приготовления бетонноИ смеси.

2. Показана корреляционная зависимость иожду оптимальным временем активации'вяжущего и относителыпл.: показателем поверхностного натяжения водных растворов химических добавок.

_ а _

3. Выявлены особенности структурообразования золкибыиитного ея/.г/щого и показано полодательпое влияние неханохиьшчеоксй активации на интенсификации процесса гидратация клинкерной составляющей вяжущего, образование дополнительных гидратнлх соединений типа нкзкоосноекнх пщрссиликатов и гидроа лжи патов, усиление пуццоланов ой реакции во лее сроки твердений, певциения плотности, лассив-[юго состояния арматуры, а тата/.е на снижение отрицательного воздей-стеия температурных напряжений, возникающих при теплоЕлашюстной обработке бетона.

Практическое значение работы состоит в том, что окопер:1:витально установлены рациональные технологические параметра приготовления бетонных смесей, получаемых путей комплексного применения раздельной технологии, зольного наполнителя и цласта^пцпрувда. добавок. Предложен новин способ приготовления Се'тонко?! скоси на активированием золоце тент ном вякуцеп к с пластифпцнрукдпг.'.и добавка,та, позволяющий значительно улучпить пассивное состояние арматурной стали в бетоне. Доказана еозко/Шость использования ьисоконапслисн-кого гсдосодертего бетона в производстве сборного железобетона. Предложена методика подбора состава бетенл на аствьирсвашпл Ея::;у-1:,з;л и с золышп дополнителен и производственных. условиям.

Основные поло'-"п!гя, т:пнссп-У.не па зш'дту;

- технологические параметры приготовления бетешак сксссй с золышя наполнителем и пласти^шкфутацвлл добавка;.;:: для интенсивней раздельно:: технологии; • .

- способ]; п; пготовленля бетонных смесей на активировании,! зо-лоыег'.еитно:.: вя::уце:; и нлаопфисщгда-'га добавкаш;

- состава еотоиом низкой водопотребноста на актиаарсванш: л.^улеи и с иодкфпцнрлншшш золшв: наполнителе:.:;

- ::2тодо:а подбора состава бетона на аклиггровзняда затоке- '

г.ергко:.; ватужм.

Г'ЗлКПг.с-РКОпОПЛческЕй в^акт от внедрения результатов работы вир.ээклся в сспрадонип удельного расхода цомекта на 55 %. На дан-с!;г;о— I;рс;.! 1;шло: 1 гизх иснитаний, нроведенних на КСМиК НО "Даш-:.оЕузсегл.с1гой", экономический эффект от внедрения в производимо бе тога на аптшрчжпшом вяжущем и с ^одаф.'цлроБашшм зольшлл ка-полнкгеле:.: составил 435,82 тис.руб.

А?.1'05ацря гчбогн. Основные положения работы и результаты исследований долс&ени на паучко-технических кон*ерекцшк и производ-г.1>:опио-т?21г.г«ок1и семинарах: "Интенегфисацая современной технология иомнозициенгс.'х строительных материалов - о^сктивныИ путь С1хно!-:1::1 ресурсов и трудовых затрат и цэкспортном строительстве" (г. Москва, 20-21 $<шраля 1ЯВ9 г.); "Ресурсосберегающие технология 2 производстве ебороното келезобетона" (г. Челябинск, 16-19 мая Ш'О г.); "Состояние к куш акенегша коменто в строительстве" (г. 1аикеиг, 7-8 яапя 19уО г.); "Использование химических добавок в цроязведотао сборного и монолитного бетона к железобетона" (г. Свердловск, 23-£5 апреля 19У2 г.); "Проблемы реализации "Государ-глвенной программа охрани скружаказй среда! к рационального исполь-гсват:я природных ресурсов на 1991-1995 гг. м на период до 2005 год:.!" в част утхллзэция и переработки попутно добываемого сырья Ангронсксго коаж'ло-угодыюго г.;ос1орэ.тдстш, $ос$огспса, золовла-шс к других отходов пролзяокства" (г. Ахшык, 1С-10 октября НЛ:1 г.); 'Занята стровхедышг конструкций ох коррозии" (г. Пенза, Г/'Р-лО октября 1291 г.); \tesi!® ьшеркалоёг.гиостк продутадеи строительной л.т.устрип-' (г. 1ивкенг, 30-31 октября 1992 г.).

•{.г&'лулгт;. По ¿езульгагак исследований опубдлковшю 10 печат-згк н)бог, получено I авторское свидетельство на изобретение. Стк,'"туго и .гбт-ег работы. Лчссертация состоит из введении,

хести глав, общих вцеодов, списка использованной литературы из наименований, приложений, изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц к 44 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель диссертационной работы, её научная новизна, практическая значимость, приведена структура работы.

В первой главе представлен аналитический обзор состояния исследуемого вопроса по ллтературныфсточникам.

Исследованиями основных свойств золосодержащих цементов и бетонов на их основе в разные года занимались такие известные ученые СНГ, как Ахвердов И.Н., Баженов В.Ы., Баранов А.Т., Бекенов Л,И.» Бужевкч Г.А., Волженский А.З., Горчаков Г.И., Иванов И.А., Иванов Ф.М., Козлова В.Н., Комохов П.Г., Москеин В.М., Ратинов Б.Б., Сатал-кпн A.B., Солоыатов В,И., Стольников В.В. и др. Ita установлена не только экономическая э.Дэктшшость, но и техническая целесообразность применения топливной золи в составе цементных бетонов. Химическое-средство мекду минералами, продуктами гидратации и гидролиза цемента и золи обеспечивает упрочнение и уплотнение структуры бетонов за счет протекания пуццолановей реакции, а также способствует повышению их долговечности.

Известно, что в настоящее время применение'золи а качестве заменителя части цемента хотя и представляет наибольший интерес-по сравнению с другими отходами, по ограничиваются дозировкой 15-20. %. Это связано с том, что замена цемента в бетоне золышм наполпите-лем в больших количествах гложет привести к снигешш закптянх свойств бетона по отнесению к стальной аркатура из-за снижении щелоч-

нести pH водной среды ох 12-12,5 до 11,5-11, а иногда л менее. Одним из путей восполнения известкового баланса в высоконаполнон-них золосоде ржавших бетонах является активация вяаущёго. В связи с эти;,! в главе рассмотрены и предложенные ранее способы повышения активности минеральных вятущих веществ на примере цемента.

Анализ различных способов повкг.:ения активности цоментоз, нри-ведешшх в работах И.Н.Ахвердова, В.Г.Батракова, Б.В.Гусева, А.Е. Десовп, Г.Л.Кунноса, И.А.Попова, Б.Г.Скрамтаева, П.Г.Совалова, В.Н.Соломатова, С.1;.Уестoneрова и др. показал, что одним из наиболее упиве{ сальчнх п не требующих значительных затрат технологичес-г.ту. приёмов является интенсивная раздельная технология (ИРГ) приготовления бетонной смеси. Однако, отличие литературных даннйх по времени, последовательности и количеству вводимых компонентов связующего, процентному содержанию пластифицирующих химических добавок и другим технологически?.! параметрам свидетельствует о недостаточно!! изученности оптимзлышх технологических рог.нмов приготовления бетонных смесей но Ш-Т технологии. Требуют дальнейшего исследования и вопросы оптимизации режимов приготовления бетонной смеси различной удобоукладьшаемости и назначения, закономерности отруктурообразования цементных связукщих в присутствии минеральных наполнителей с модафздированноп поверхностью и без таковой, а также влияния нласт1г[пцнрукздих химических добавок на процессы твердения и ^лзико-тохшпеекпз всвойства бетонов. Применительно к золо-цемонтным смесям малоизученным, кроме вышеизложенного, остается вопрос влияния последовательности иерекеиивания и режимом приготовления на основность системы и сохранность стальной арматуры в бетоне.

Исходя из этого в основу исследовании положена следующая рабочая гипотеза. Если при определенной последовательности перемети-

- й -

вания компонентов золобетонкой смеси и введении пла<тцадикущцх добавок не нарушается известковый баланс и не снижается проницаемость бетона, то возможно яовшешгое содержание зольного наполнителя без снижения защитных свойств бетона по отношению к стальной арматуре.

Во второй главе приводятся характеристики исходных материалов и принятых методов исследования.

Экспериментальные исследования выполнены с применением слэдунь 1дех исходных материалов; вяжущее - портландцемент парки 400 Ахаи-гэрайского цементного комбината; наполнитель - .зола-унос ¡1с£/.ан-гренской ГРЭС! о 3УА= 300 м2/кг; мелкий заполнитель - речной песок Кушюкского карьера с М;Гр ~ 2,65; крупный заполнитель - грзпит-ный щебень фракций 5-20 ш Эйвалокского карьер; химические добавки - суперлластифлкагор 0-3 Новомосковского завода "Оргсшл-ез" (ТУ 6-14-625-80 и ТУ 6—05—61—ЬЬ), лигносульфти технические кальция (ЛСТ) Соликамского цсллкшозио-бумзгного шдбшша (ОСТ 13--163-. ЬЗ), кубовая жидкость производства дат^аЗ-аарскжслчеуилиел^'глсгн (КШ1) Наманганекого химического комбината (ТУ'6-05-201-7-о2), -си с:г видный концентрированный (СВК) Чирчикского производственного обье-динения "Электрохпм".

Зола-унос Новоангренской ГРЭС характеризуется слйдувдгл химическим составил; 6¿0г- 4'.),7 19,1 р, - 10,5 'у, СаО - 11,5 %•, М%0- 3,6 £0; ~ 1,4 ;С; Мг^О- 0,9 КзО -1.4 %', МчО - 0,2 %•, iuu.it. - 1.2 :

Свойства исходных материалов, растворной и бетонной смеси,, рэстьора и бетона определяли по методикам соответствуй«« ГОСТов. Поверхностно} шшшние ( 6" ) воднях ростиорол химических добавок изшрлли сталагмоиетрцчоспкм методом. Скорость содимшпацпп цементных композиций определяли зкещесс-шт одой осзмкпеиости техппчьс-

к тс суспензий и смесей. Фазовый состав продуктов гидратации цемента изучал и [.¡отодакя дифференциально-термического (на деривтографе системы 'Ра.у11к.' ) и рентгонофазового (на дпфрактометро "Дрон-1") анализов. Пористость цементного камня исследована методом ртутной порокстрки(на порозиметре итальянской фирмы кагёа-ЕгДа.). Коррозионное состояние стальной арматуры в бетоне исследовали электрохимически гл методом, согласно методике НИИЖБа.

При оптшлизации технологических параметров механохишческой активации растворной части бетона, а такие состав активированного наполненного вянущего использован.метод математического планирования эксперимента. Оптимизация выполнена с применением полиномиальных математических моделей второго порядка, адекватно отражающих поведение, исследуемой системы при уровне значимости ( сС = 0,05). Б качестве матрицы выбран ортогональный план полного факторного эксперимента 23. Оценку результатов эксперимента производили методами математической статистики.

Приготовление наполненных цементных и бетонных смесей но интенсивной .раздельной технологии осуществляли в специальной лабораторной установке, где в качестве активатора используется скоростной смеситель системы ТайПТ. Эксперименты выполнялись при фиксл-ровашюй округлой скорости рабочего органа сжситоля-активатора равно'' 700 об/млн.

Б третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по оптиматизащш технологических параметров механохигдп-чс-ской активации растворной части наполненного бетона.

На первом этапе исследований изучено влияние дозировки химических добавок на величину поверхностного натякония их водных растворов. По результатам исследований предложена классификация ылас-тп.ркцпруетглх' химических добавок но их поверхностно-активным свой-

ствам. При этом за критерий оценки пластифицирующей способности химических добавок принят относительный показатель поверхностного натяжения водных растворов ( <3 ). Для исследуемых добавок указанный показатель ( б ) соответствует следуюидам значениям; ЛСТ -0/3 - 0,32; 1Ш1 - 0,88 - 0,30; СВК - 0,78 - 0,90; С-3 - 0,67 - 0,70.

На втором этапе исследований выявлены области оптимальных значений технологических параметров механохиыической активации растворной части обычных и наполненных золой бетонов в присутствии пластифицирующих добавок различной природа а поверхностно-активных свойств. Подученные результаты были приняты за .исходную инфор■мацшз на третьем этапе исследований.

На третьем зт.апе оптимизированы технологические параметры ме-ханохкмической активации растворной части наполненного бетона. Параметром оптимизации принята прочность бетона при сжатии з возрасте 28 суток нормального твердения ( ), который исследовался в процессе трехфарторного эксперимента как функщш регрессии:

/ (Хр Х2, Х3),

где: Х^- - дозировка, пластифицирующей добавки, % от масси смешанного Еяжущего;

Х2 - время активации компонентов в скоростном смесителе, с;

Хд - степень наполнения бетона, % от кассы смешанного вяжущего.

Были реализованы 4 плана полного факторного эксперимента 23 с использованием различных видов химических добавок.

Математической обработкой результатов активных оксперю.юнтов получены следующие адекватные модели прочности наполненного бетона яри сжатии (;,Ша):

о) при использовании добавки КйН;

У, = 21,70 +■ 1,61Х1 + 0,5УХ2 - 1,47Х3 - 1,87Х| - 0, Э£й| -

- 0,65Х§.

б) при использовании добавил ЛОТ:

Уг =-• 20,65 + 0,73X2 ^ 0,86Хг - 1,45Хд - !.С5Х| - 0, ,67x1 - 0,36Х§;

в) при использовании до'бавки СШС:

Уз = 20,90 + I,СОХ^ + 0,30х2 - 1,7ЭХ3 - 1,96Х| - 0, ,87Х| - 0,61Х§;

г) при использовании добавки С-3:

% =■ 22,70 + 1,82X2 + 1,ЮХ2 - 1,07Х3 - 2,50Х| - 0, ,98Х| -

- 0,75Х§ - 1,07X^2X3;

Технологическим анализом математических моделей прочности наполненного бетона установлены оптимальные значения технологических параметров неханохимкческой активации, которые приведены в табл. I.

Таблица I

Оптимальные технологические параметры механохимпческой активации растворной части бетонов

Вид исполь- 1Для бетона без наполнителя]Для. бетона с зольным на-зуемых хкмк~! | полнителем

ческих доба-1--^-—!-^--

во к ¡дозировка до-;время акти- ¡дозировка до-}время экти-I балки , % {вации, с ; бав!ш , % рации, с

ЛОТ .. 0,2 , 70 0,22 БО

КЕН 0,Г> 70 ' 0,60 75

СБК ' 0,7 60 0,75 70

С-3 0,7 50 0,73 60

Анализ порченных данных показывает, что с введением зольного наполнителя значения оптимальных технологических параметров мехаио-хкглпческой активации растворной части бетона увеличиваются. Это на каш взглчд связано с увеличением общей поверхности дисперсной <1®зы

- i 3 ~

и снижением её активности, что закономерно приводит к исишившш как дозировки пластифицирующих добавок, так и продолжительности активации растворной части бетона в скоростном смесителе. Выявлена также корреляционная зависимость оптимального времени активации вяхушрго (А) от относительного показателя поверхностного нзт>кения еодних растворов химических добавок ( <3 ). Причем с уменьшением показателя ( <о ) значение (А) пропорционально снижается. Это подтверждается тем, что при введении в состав бетона средних пласти-(рикаторов с показателем 6 = 0,85 » 0,S5 сипение (А) достигает 20 %, силышх пластификаторов с <3 = 0,75 + 0,85 - 30 %, а суперпластификаторов с 'о = 0,75 - -15 Аналогичная зависимость тлеет место и ые:эду степенью наполнения бетона (С*. ) и показателен ( <5 ) химических добавок. Вшшлошше но математически! моделям максимальные значения степени наполнения 6стопой (С^) i.'pn использовании различшх пластшрпцпрукцих добавок следующее; для -28 Я, ЛСТ - 30*'!, СЬК - 38 %, С-3 - 45 ;''. Как видно, наилучшие по-' казателп с точки зрения экономна цемента н бетоне на активированном в;сусе:л и с зольнш наполнителем по.зучени при использовании суперпластифлкатора С-3. Дальнеййии резерв экономии цемента связан с повншонком гидравлической активности наполнителя и увеличения дозировки добавки С-3. для решения этой задачи в работа рекомендуется модифицировать поверхность зольного 'наполнителя добавкой С-3 в процесса совместного измельчения, введение модлрицпрсваьчшго зольного наполнителя (i.îSH) нилело увеличения величина эксномки . цемента направлено п на гювмпение зацптнпх свойств бетона к стальной арматуре за счет иовшзешш• пл'отностп г. сшгсешш д1кЧузпошюй проницаемости бетона'. Поэтому далышйдае исследования бил» направлош па изучение "свойств активированного^наполненного вязуцого и бетона на его основе с пршепенкем РЗП.

В четвертой главе приводятся результаты исследований свойств активированного цементного вяжущего с ШН. •' -

Изучение реологических и физико-механических характеристик цементного в лгущего показало, что комплексное применение 1ЛЗН и механической активации смеси позволяет па 20-25 % снизить водоиотреб-ность смеси, а также достичь прироста прочности цементного камня на 11-25 % относительно исходного состава при высокой степени наполнения (С^ = 50 /о). Оптимизация состава наполненного цементного вяжущего выполнена также с использованием полиномиальных математических моделей второго порядка. .При этом в качестве функции отклика выбрана прочность при сжатии наполненного вяжущего в возрасте 28 суток нормального твердения. В качестве переменных (¡акторов приняты: Х^ - степень наполнения вяжущего, Хд - удельная поверхность МЗН, м2/кг; Х3 - содержание модифицирующей добавки С-3,

При уровне значимости Л = 0,05 получена следующая математическая модель:

У = 65,3 1 1,43Х1 + 0,99Х2 + 2,8СХ3 - 4,9оХ^ - 4,05х| - 5,ЗЗХ§..

Дифференцированием уравнения регрессии по переменным факторам установлен следующий оптимальный состав активированного наполненного вяжущего: степень наполнения - 50 '¡'г, удельная поверхность МЗН - 500 м2/кг; содержание модоеГлшфоезшюй добавки С-3 -1,5

Исследования слл,>тв оптимально наполненного вяжущего показали, что наиболее I ацлопальннм рейтом активации является: продолжительность активации - 60 с и последовательность загрузки компонентов в скох-остиоЯ смеситель по схеме: "воденцзиоиг *ШГ'.

Фпзкко-хкмкчеоккми методами исследований установлены особенности гидратации наполненного цементного вяжущего с МЗН в режиме скоростного перемешивания. Выявлено значительное ускорение пронес-

са гидратации клинкерной составляющей вяжущего, в частности элита, образование дополнительных количеств гидратных соединений, типа низкоосновных гидросиликатоп и гидроалюминатов кальция, преимущественное связывание гидроксида кёльция более активной стеюхофа-зой, нежели кристаллическим старцем, а также замедление процесса карбонизации. Исследование поровой структуры наполненного и нена-полненного цементного камня позволила установить положительное влияние скоростного перемешивания дая золоцементных смесей с МЗН, которая заключается в снижении отрицательного воздействия температурных напряжений, возникающих при режиме тепловлажностной обработки материала. На наш взгляд это можно объяснить тем, что в связи с ускорением пуццолановой реакции при скоростном режиме приготовления интенсифицируется и нарастание структурно-механической прочности коллоидных новообразований, образующихся из высокодисперсной части тонкомолотой золы. В свои очередь ускоренная коагуляция и нарастание прочности соединений коллоидной степени дисперсности обеспечивают надежную их устойчивость воздействиям термических напряжений.

В целом проведеннши исследованиями установлена возможность получения золоцаглонтного вяжущего с уменьшенным на 50 % расходом цемента и низкой водопотребностью, позволягацая получать наполненный цементный камень с повышенными, структурно-механическими показателями за счет использования МЗН и. скоростного перемешивания.

В пятой главе изложены результаты исследования технологических, технических п эксплуатационных свойств бетонной смеси и бетона на активированном вяжущем и с зольным наполнителем.'

К основным технологически.! факторам, вляяюцим на свойства наполненных бетокшх смесей и бетонов, относятся последовательность

загрузки компонентов связующего и продолжительность перемешивания.

Результаты испытаний бетонных смесей и бетонов, приготовленных при различных вариантах последовательности загрузки компонентов показали, что при схеме загрузки "вода -I песок ^ цемент +■ 1,1311" бетонные смеси обладают высокой вибродюрмуемоотыо, а бетоны - повышенной прочностью. Исследование рациональной продолжительности перемешивания компонентов в скоростном смесителе во многом подтвердили результаты, полученные в предыдущих главах. Наилучшие результаты -получены при Бремени активации растворной части ненаполненно-го бетона - 90 с, а наполненного - 60 о. Это вполне закономерно и связано с наличием в составе наполненного бетона суперпластификатора С-3, который, как было ранее отмочено, оказывает положительное влияние на процесс активации вяжущего в скоростном смесителе.

Изучение прочностных показателей бетонов наглядно показало преимущества комплексного применения МЗН и раздельной технологии приготовления бетонной смеси. Если при обычной технологии приготовления применение Г.ЗН обеспечивает высокую степень наполнения батона (Су = 50 ¡») с небольшим запасом прочности ( ~ ?-у %), то при раздельной технологии бетон с такой степенью наполнения характеризуется более высокими прочностными показателями (прирост прочности относительно марочной составляет 20-38 ',!). Особо следует отметить интенсивный рост прочности бетона на активированном вяжущем и с ШН в первые трое суток тьердсикя, когда прирост прочности достигает максимального уровня п составляет 00-70 %.

Опыты по определен:® усадочных деформаций бетонов показали, что введение ЫЗН е оптимальном,количестве приводит к снижении деформаций усадуа: бетона на 25-30 % за счет уменьшения контракциоы-ной составляющей. Установлено такые, что ИРТ технология способствует незначительному сшвхенпю усадочных деформаций бетона за счет

уменьшения карбонизационной составляющей.

Испытания образцов бетона на морозостойкость показали, что бетоны с оптимальным содержанием ШИ выдерживают нормируемое число циклов замораживания и оттаквэн'ия, более того по морозостойкости они в 2 раза превышают показатели исходных ненаполненянх составов бетона. .Это связано с улучшением поровой структуры бетона за счет комплексного использования 1ЛЗН и раздельной технологии, способствующей образованию дополшггелышх количеств условно загжну-тых пор за счет кольматации пор и капилляров соединениями коллоидного типа.

Оценку коррозионного состояния стальной арматуры в бетонах рекомендуемых составов производили но методике ШШБа. Согласно данной методике определены; весовые потери арматурных стержней в условиях переменного водо-воздунного хранения образцов, глубину карбонизации бетона при естественном и искусственном старении бетона к характер анодных поляризационных кривых арматурной стали в бетоне.

Анализ весовых потерь арматурных стертлей показывает,, что как контрольный, так и исследуемые образцы имеют низкие коррозионные потери в течение 6 месяцев ускоренных испытаний. Глубина карбонизации у сравниваешх составов бетонов также практически идентична. Характер анодных поляриязэцпошшх кривых арматурной стали в бетоне, снятые в возрасте 1-6 мес. неременного Еодо-воздушного хранения, показали, что как в контрольных, так и в исследуемых об* разцах арматурная сталь находится в устойчивом пассивном состоянии, так как при наложенном потенциале +300 мВ плотность тока не превышает 1-2 мкА/см^. ЗТо, во всей видимости, связано с образованием более плотной структуры у исследуемого состова бетона за счет ешь. тения годогячугдего отношения и образования дополнительного коля-

- 1С -

чества новообразований типа иизкооскон'ннх гидросилпкатов и гидро-алюмннатов кальция.

Коррозионную стойкость арматуры в бетоне с содержанием обычного зольного наполнителя исследовали в зависшости от технологических переделов приготоьленя бетонной смеси. Установлено повышение пассивного состояния стальной арматуры в золосодермащем бетоне при раздельной технологии приготовления бетонной смеси. Наилучшие результаты получеш при способе приготовления бетонной смеси, когда зольный наполнитель не подвергался активации в скоростном смесителе, а подавался прямо в обычный смеситель. ,

Полученные данные требуют переосмысления некоторых нормативных представлений о возможностях применения зольного наполнителя в составе бетона и железобетона. В частности, представляется целесообразным минимально допустимый расход цемента в золосодераавдас бетонах определять по скорректированной формуле:.

Ц = Кт (0,4 + 0,004 Л) х Р, ■где А - содержание несгореЕшпх частиц угля в золе, Р - количество золы, кг/ы3;

1Ц, - коэффициент, учитывающий технолог;® приготовления бетонной смеси, равный: 1,0 - при традиционной технологии приготовления, 0,9 - при раздельной технологии приготовления бетонной смеси. ■

В шестой главе рассмотрены вопросы технологии приготовления вы-

соконаполнешшх бетонных смесей с обычнш и модифицированным золь}

ным наполнителем. В результате исследований предложен экспериментальный метод подбора состава бетона на активированном вянущем и с зольным наполнителем, учитывающий коррозионное состояние стальной арматуры е бетоне. В главе - изложены результаты опытно-производственного внедрения Ексоконапояненшгх. золосодеркащих бетонов с расчето

их технико-экономической эффективности.

Производственная апробация составов и технологии приготовления высоконаполяенных бетонов с КЗН подтвердил;) результаты лаборатории* исследований, доказав тем самым возможность получения высоко-экономичных по расход цемента бетонов, не уступащих по своим свойством ненаполненнш бетонам, а по ряду показателей лревосходяваих их.

Онитно-производстЕенное внедрение результатов дисоертацяонкся работы осуществлено на КСМкК ПО "ДашховузсельстроЙ" в производство сборных бетонных и железобетонных конструкци:'!. Объем внедрения состав ги - 3,5 тыс.м3 бетона. Общий экономический офРект от гнодрештл разработок составил 435,82 тыс.рублей.

0ВШ1Ё ВЬШОД)!

1. Б результате эхепершентально-тзоретичееких исследований разработаны технологичесше приёмы, основанные на использовании зольного наполнителя, пластифицирующих и супзрпластифицлртгэдк добавок, ыехаиошлической активации, позволяющие получить бетоны с у-Тучшеншаш реслЬгпчеокпг:н, ¿«зако-техяическша показателя:«!, с унонывенишн на 28-5055 расходом цемента н с достаточжмн ззщя!ними свойствами по отношению к стальной арматуре.

2. Выявлены области спиральных значений технологических параметров механохимпчоской активации растворной части обычных и наполненных золой батонов в присутствии хвяпосккх добавск. различно;: природя и поверхностно-активных свойств па оснсез кубовой жидкости производства ттрпШаарбоксякетклдаллюяоэи (КХН), лнгносульРокатов технических' (ЯСТ), стсчнпх вод капролактама (СБК), натриевых солей продукта конденсации нафталинсуль('окполоты и формальдегида (С-3).

3. Предложена классификация иоследпйлгаз« х1;.апо:?кх добавок

но поперхпостно-актшшип свойствам, позволяющая оценивать их плас-тифицирующчо способность по относительному показателю .поверхностного натшшнпя в одних растворов. Установлена корреляционная зависимость оптимального времени активации вянущего от относительного показателя поверхностного натякенкя водных растворов химических добавок, обеспечивающая ускоренно оценгшать эффективность пластифицирующих добавок.

4. Разработан новый способ приготовления бетонной смеси, основанный на оптимальной последовательности перемешивания компонентов бетонной смеси с зольным ишмшктелеа, обеспечивающей в зависимости от пластифицирующей способности хашчеокшс добавок псду-чать экономию цемента в х»зшре 26—15 % без ухудшения технических, технологических и эксплуатационных свойств бетонной смеси и батона

5. Предложен технологический приел получения бетона с возможно минимальным расходом цемента, высокими прочностшаш показателями как в ранние, -так и в поздние сроки твердения, меньшей деаюркта-■ цией усадки, -поьииенной морозостойкостью, а также достаточными защитными своЬствзш по отношению к стальной арматуре, осноьашшй на применении зольного шшодшпгвла модифицированного в процессе совместного изиельчешя с добавкой иэтрй&вих солеи проекта конденсации шяталшюуякХокксло'ш и фирмальдегэда. Определены оптимальные значения дисперсности наполнителя, составлялся 500 \?/г.т, степени наполнения - 50 % и дозировка добавки - 1,5

6. &шш>юш особенности структурообризопакия и фазовый состав високонанолненного золоцешштного кшущего п иоказано положительное влияние механохимическон активации па шгшю»1$икац.ш гидратации юшикоркоп состаьллклцэй иякуи^го, ойрааосашш дюислштвлышх гидратиых соединений типа низкооепоних гкдросиликятов и гпдроалм-шпатов калыцш, усиление нулдолакоисИ ршзшк вз все сроки твер -

депия, а таю?® на снижение отрицательного воздействия тегагератури ных напряжений, возникающих при тепловлажностной обработке бетона.

7, Предложена экспериментальные методы подбора составов бетона на активированном вяжущем и с зЬльнш наполнителем, "учитывающие коррозионное состояние стальной арматуры в бетоне, а также зависимость минимального расхода цемента от содержания золы в бетона, учитывающая технологию приготовления бетонной смеси. ••

8. Разработаны технологические производственные схемы получения модифицированного зольного наполнителя и впеоконаноднешшх бетонов как с обычным, так и с модифицированным зольным наполнителем (H3II).

Результаты лабораторных исследований подтверждены в производственных условиях при изготовлении сборных бетонных и железобетонных конструкций из бетона классов BIG л ВЗХ,5 на КСШК 110 "Да.'ко-вузседьстрой". Составлен расчет технико-экономической з Тфективнос--тп внедрения в производство бетона на активированном мкрат я с МЗН, который составил 124,52 руб. на I м3 бетона.

Ссиовнк«? положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

. I. Солсглатов D.H., Тахиров П.К., Ыахаматалиев И.М., Авабде С. Бетон низкой водопотребностп. //Мат. Всесоюзн.научяо-техи.конф. /• Интенсификация современной технологии композиционных строительных материалов - дефективный щть экономии ресурсов н трудовых затрат в транспортной строительстве, 20-21 февраля 1989 г. - Москва, 1989. - С. 30-34.

2. Тзхпров I.I.K., 1.:ахаматадиев И.М. Бетон низкой водопотреб-пости. //Мат. Всесоюзн. научно-техн.конф. /Ресурсосберегающие технологии в производстве сборного железобетона, 16-19 мая 1990 г. - Челябинск, 1S$0. - С. 18-IS.

- га -

3. Махаматалиев U.M. Бетон на активированном золоцеыентном ьякудад, //Два. в Калухокш филиале ЬНИтрансстроя В 3G5 ТС-Д-91. /Бполиогр. указатель деп.рукописей. - И., БШИШТПИ, Госстрой СССР, l'J'OI. - Вин. 4. '

4. Махаматалиев И.Л. Свойства бетона с добавкой С-3 и золь-, 1ш;л наполнителем. //Мат. Бсесоюзн. научно-техи.семинара /Использование химических добавок в. производство сбарного и монолитного бетона и железобетона, 23-25 апреля ХЭЛ'г. - Свердловск, 1991. -С. 24-25.

5. Тахнров U.K., Нахаыаталлев И.Ц. ЭЬфектитшыи способ приготовления бетонных смесей с использованием золы ТЭС. /Пнф. листок о научно-техн. достижении J5 üI-3'Э. - Ташкент, УзШШНТй, I9SI. -3 с.

6. Тахиров ¡.'.К.-, !,"ахашталлев И,;,:. Ботов с повышенным с одер-. Еанпеы зола 'ГЭС. //»¡ат. Всесоззн. се.-,.кнура~соЕйи;аш:я. /Нроблеш реализации "Госудэрстаешой nporpa..;.ui охраны окружавший среди и рацкоизлыюго использования щтродких ресурсов СССР на Гл>1-йй>5 годи и ца период до 2005 года" в чаглн утилизации и переработки попутно добиваемого сырья Ангренского каолнно-угольного месторождения, (;,осчюгкпса, зол'ошлаков и других отходов -производства, IG-18 октября 1ЪЬ)1 г. - Алмалык, 1ЬЫ. - С. 2d.

7. Цаханаталаов П.М. Коррозионная стойкость арматуры в высо-кошшолнешюи бетоне. //Шт. Бсесогдза. научно-техн.конференции. / Защита строительных конструкций от коррозии, 24-25 октябри 1991 г. - Пенза, ГЛ1. - С. 31.

8. Тахиров U.K., Махаматалпев ü.M. Особенности технологии бетона на активированном вякущем л с зольшш наполнителем. //Шт. Изждунар. научно-техн.конференции. /материалы для строительна

конструкций XXI века, 3-4 сентября 1У82 г. - Днепропетровск, I9D3. - С. 42.

9. Стунакоя Г ЛЬ, Тахиров П.К., Махаматалиев И.П. Методика подбора состава вцсок.онаполпянного' золсеодергащего батона на активированном вямущом. //Шт. Кездудор. научпо-техн.конфереицпя. / Снижение шторвало&исоотп продукции строительной индустрия, 3031 октября 121<2 г. - Ташкент, 1931. - С. 12-13.

10. Д.С. 1747428 (СССР), F.Effl С 04 В 40/00 "Способ приготовления бетстюп сшей". Тахпров U.K., Солошгов В.И., Иахатталз-ев K.U.; ТамШТ - £ 4860703/33; 2эявл. I5.0G.S0; Опубл. 15.07.93. //' Открытия. Изобретения. - 1992. - JS 2G. - С. 3G.

/' ••_____

У

/

КУЛИ ТУЛ/ШРГИЧ ВА АКТШАК'ТПРИЛГАН ЕСГЛОВЧИ АСеСИДГИ ГГ.ТОН

Х.огг.рги ¿ьЕр.да юь;ори ^браьаде кул бкхан тулдирилган бетонлар анча юр дсирада ^уллашглапи. Хусусан.бундай бетоИларнинг пулат ар-иатурени ^икоя т.илки хусускяти анча паст Сулгани умун, уларни Г: и г е.: а теакрйе-ск конструЕцииларда иилатии тавсия згилиайди.Вунинг учун твркибида куп »чцдорда ИЗС кули Султан бетонларнг'нг пулат ар/атурагь йксбатбн хиыон ^инд хусусиятлзринк кучайтириш долэарб макала х,пссб-ланади.

Усбу дг.ссертьцип квкда в^орлда цайд кклинган иасаланя кикёвки ^уииал'гр ье бетон ^орквмаскнк тгйгрласшикг ажраша техногогиясини ксиплесс ассскда 1;улдаа йулк билам ечио пуикинлнги курсаткдган. Шуи и айткй утиь кергг-хи, кулли тулдиргич бетонларда соф са нотификация г,к!)шгак, ягни С-3 цуш:ас|ГСнлан бкргалйкд*. «нямгаи, *о«да куллаг.илгги

Ексри д&ралада кул Силан тулдирилган Сетон олиш технслсгиясининг (.аиарадсрлиги ^влгиклаётган ккиёьий цупианинг пластификаторлик ху~ сусг.яи: Скзан узвна Еоглкц гканлиги енкцланган. Е!у Силан бирга ккнё-1к£ цуягеагкг ув£у хусусилти асосида бетой цоркаиасш'.и такерлашшнг усугя уги тавиаб олпшди. Чукоичк, ур^а Еа гучлн пл'ести^нкптсрлик ху-гуслгткга эга Су1ган 1С?.КГН.СБК кипсек*! цуккаларини ислатганда, IIЭС гулияк Ее1ьнш;г таркибкга сс$ >:о*да ва теакор ^ориштиргичда активлас-■шриасдьй туряй г.кргс¡-в ( п.г. Р 1747426 ) нацсадга иуво^иг, Сулса, утЕ г-У^ии ¡ме<. пфихтср х.исоС'ланган С-3 ^упиас/ки ишлатганда, зксин-чг, ЬЭС кулик* кс^и }>-.кгш1Л ^илии ьа ^уии;!ча распила активлавтирии йу-»8 Сглан ор^тмл уьгсадга ыуьсфш-; экак.

Улбу усуи-ьрш; г.улгая наткг-аскда мтондаги цемент сар^кни 26-50 {аиз к«гг,артириь (иан скрга унинг пульт ариатурани химоп цилиш ху-сусаянарк егглаб ^глкнади. Еунга бетокниг г.ицорий 1г/>;кт!1 ва зичли-гкьмг С4геьгг.га хамда диЦузисн утказувчанлнгииинг пасакисн (-абаб

Тагр^Сахсна сгроитг.да олккган кртикасар нплаб чнк.аркй Еаромти-^а хги 1&сру.г,1гн1г.. Таасия г/л^кган Гетоннннг тгрк|!б1: ва гехнологи-ыг. агссидг "ДаихоЕузггхло^г.урщкс" ¡:пла5 чн^грки бкрлгаиаскгэ гараи-лк к.урехки асёлпри еа яенструг1):;ялЕ[ ¡: квмбииатг.да 3,5 шшг куб. к. ¡-стск га те(.'кр£ет:н гсист-рукцкллар "гЛёрландк.

_^ хГ¿¿-у-

ACTIVATED 3IUDER ADD FLY-ASi! 001ICHETE3

At present the uae of the i'ly-aglx high contents concretes is greatly limited.They are not recommended for preoaat concrete building unita particularly becaune of low concrete protective properties in relation to steel reinforcement.In this connection the search of improvement methods for passive otatc of atcel reinforcement in the fly-neh high contents concrete ic an urgent problem.

In the thesis the possibility of above-mentioned probleri rsolviny is demonstrated with complex application of cheraical additire a and separated technology of concrete nixture production.

The flj'-aoH high contents concrete technology efficieacy 13 founl to depend on plastieizing property of an applied chemical additive and thio in its turn effect!? the efioiee of concrete mixture production acthod.Thua in uning of r,ean and clriatic plaoticizer3 LSTjKiiii and STK the ash in advisalle to introduce into a concrete mixture aa u;«usl without its additional astivs-ticn in a veloci ty tnixer (a.o. II 1747420) ,ar.d when using the auperplasticizer C-3 it is introduced ivi th r.odific<3 S3 on cn-i addi-tion-U activation.In ouch a case the steel reinforce:::--«'; ccn-* nervation in concrete in provided together -.vith of csner.t

caving.This is attained o-.vinj; to concrete fluid phase alkalinity rise and at the expense of the concrete de.nnity rise and the concrete permeability loverin;-.

Laboratory inveotiftatiomj results have their ccnfirnationg in industry conditions.The precast concrete building unit3 in the voIuisq of 3,5 thousand cubic metera are produced according to recommended concrete conpo3itioii3 i;t "DasIi'.AaTCSselGtrcy"

tmat enterpriser:.