автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Бетон, наполненный отходами ферросплавного производства

;: п с ссср

гх^о^сий срдша йжйл и ордена тгуд}£ого красного знании П'СПиУГ 2У7ЯЕГ0Э згозводакшях) транспорта гл. <3.0.

На грг^г1^ рукописи

п'ситл м'1а

, 372 691.£23:С~5.053(043.3)

N

взтсн, няюхнгппл отходо зе?рссрл/г;:ого шгагодст

05.23.05. Строительное к&терцэли г: г.з,пзлгм

АВТОРЕЗЕРЯГ

диссертации на сскскгниэ учёней степени кандидата технических наук

Москва 1990

-г . У

Ребота шполпэва и Коокоьокои вдатдоууо кплшороз колоиысщз-pozaoro транспорта ли. 0.3. Дзерхшюного.

Научвий руководитель - Заояугллшый строх/гсль PCSCP,

до:сгор наук,

профвооор В.И, Ссло^атов.

Официальные оппоненти - доктор ишшчгоких наук,

npojococp E.U. Чернигов; КБИддап1 технических шук, додснт A.A. Фп-кпьав.

Вэдущзо щюдприлтЕО - каучно~шслсяова2ч;льокай кастгхуг L'oooipoii (1Ш Кооотроя) МооотроСло-

IluTOX^l. ^

ßaimü состоится "S" ........ 199/ года

zi № часов на заооданги опащалпэЕроюипого соестс Д II4.05.G0 Московского Еяотстум niccoßdpoa сгло2Яодорс2Нрго транспорта ю!. ф.Э, Дсерьзшского по адресу: I0I475, ГШ, г. Iiooiar.. Л-55, ул. Оорзацок, 15, иуд. 1413.

С даосоргьцщй i:o&i;o сзнакгаш-ься ü бгЬходег*» одкгсхутс. Jterqpcfcöpss разослан " 3 " j&4fiJ>CLj£JL. 198 '

Отаив ыа ßuiopvicpav, ssssponrufi псчаткэ, npocmi нглграглж, по едрооу еогага нясгт'ута.

Учёный секретарь . опощалцзнрогэниого oososa Б.И, Клэгспн-

ОЩШ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОШ Актуальность проблемы. В "Основных направлениях экснс;;«сокого сопельного развития СССР на 1986-1990 гг. и на период до 20С0 г." определена необходимость крупных изменений в про^ызленности стрсптелышх материалов: в 1,5-2 раза намечено . увеличить применение прогрессивных ресурсосберегающих методов и технологий, значительно рассгрить использование нопкх экономичных видов ыатерьшоп.

В условиях {-.ндустрйалыюго строительства актуальной задачей является ешкеииэ материалоёмкости Зс?онд - основного материала дяя изготовления стрситзлыглс конструкций. Наиболее простым и эффективным способом еконоиин цемента, самого внергоёыкого и дефицитного компонента бетоннсЯ смеск, является сведение з состав бетона дешевых и ыирояо распространенных ттераяькых наполнителей. Использование з качестве дисперсных наполнителей поб сита продуктов промышленности, в том числе пылевидных, способствует реле кию проблем рациональной утилизации отходов и охраны окруаапцей среды. Применение дисперсных минеральных наполнителей в комплексе с химическими кодификаторами позволяет целенаправленно влиять на процессы формирования структуры материала, способствует улучшению эксплуатационных свойств бетонных изделий.

Накопленный опыт показывает, что широкие возможности снижения материалоёмкости бетона заключены в технологии приготовления бетонной смеси. В этой связи практический интерес представляет разработка интенсивной раздельной технологии приготовления наполненного бетона, которая обеспечивает дополнительную экономию цемента и повы-иение качества изделий.

Цель работы - обоснование возможности и целесообразности замены части цемента в бетоне пылевидными марганецсодержащи-ми отходами ферросплавного производства; разработка составов наполненного тяжелого бетона и технологии его приготовления.

Научная ношен а, Установлена целесообразность использования ыарганецсодержачих пылевидных отходов ферросплавного производства в качестве наполнителей в цементных композициях и бетонах со сниженным расходом цемента. Исследованы особенности процессов гидратации и структурообразованил цементных систем в присутствии отих отходов. Получены окспериментально-статистические модели, отропанцие особенности поведения цементных композиций с марга-нецсодержацими наполнителями и химическими добавками. Предложены составы наполненных тяжелых бетонов классов В 15 ... В 25 со сни-лгеннш расходом. цемента. Разработана последовательность технологических операций при раздельном приготовлении наполненных бетонных смесей с комплексными добавками ПАВ.

Практическое значение. Предложены составы бетонов классов В 15 ... В 25, наполненных пылевидными ыарганец-содержа-цими отходами со снихе-ннш до 50 % расходом цемента. Разработаны рекомендации по приготовления наполненного бетона по интенсивной раздельной технологии. Показала возможность эффективной утилизации в составе бетонных смесей пылевидных побочных проектов производства ферросплавов, оагрязкяидих скрухюлцуо сред?.

Реализация работы. Результаты работы прошли проверку при опытном внедрении на заводе 11Ш У I треста "Мордов-стройконструкция", где из наполненного бетона класса В 15 бача изготовлена партия фундаментных блоков н блоков стен подвалов. За счет уменьшения расхода цзмента при введении наполнителей достигнуто снижение себестоимости I бетонной смеси на 1,06 руб.

Апробация работы. Основше положения и результаты работы доложены на зональном семинаре "Пути ресурсосбережения в производстве строительных материалов и изделий" (г. Пенза,1989 г на научно-технической конференции "Научные исследования и их внедрение в строительной отрасли (получение бетонов по раздельной технологии, долговечность строительных материалов и конструкций)" (г.

Серснс::, I9S9 r.)j на региональной научно-технической конференции "Испольгопанио отводов промышленности при строительстве к эксплуатации автомобильных дорог" (г. Суздаль, 1989 г.) ; на научно-техни-чзскоИ конференции "Интснсиф-чкация сссрсиенпой технологии компози-строитсльнг-Х материалов - эффективный путь экономии ресурсе!) и трудоз« лстрит в тронспортнсц строительстве" (г. Москва, ■1989 г.) ; на научно-технической конференции "Состояние и пути экономия цемента d строительстве" (г. Тгпкент, 1990 г.) ; на научно-технической конференции "С грук vyp с "о р а:- о в он и -з, технология и свойства композиционных строительных материалов и конструкций (г. Саранск, IS9Q г.).

П у б л и к а ц и п. По результатам диссертационной работы опуЗликоаоно 8 печатни: рс-Зот.

Структура и о б i ё и работ и. .Диссертация состоит из введения, пяти глаз, об^ш: вызодоз, списка использованных источников. Содержит 15Э страниц машинописного текста, 37 рисунков , 33 таблицу,список использозоннкх ксточнтюз из III наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, определены цель исследований, научная новизна работы и её практическое 'значение.

В первой главе на основе обзора литературных источников проведен анализ работ советских и зарубежных исследователей по вопросил применения наполнителей, изучения свойств наполненных цементов и бетонов.

Современные представления о формировании структуры и свойств цементных материалов с минеральными дисперсными наполнителями сложились на основе работ Б.Г. Скрамтаева, В.Н. Юнга, И.П. Александ-.рина, A.B. Волженского, A.C. Пантелеева, О.П. Мчедлова-Петросяна, Ю.М.' Бутта, В.И. Соломатова и др.

В результате многолетнего изучения структурообраэования наполненных вяжущих установлено, что тонкодисперсные минеральные.частицы в большинстве своём не инертны, а принимают активное участие в физико-механических и физико-химических процессах, протекающих в цементных смесях. Минеральные наполнители, в зависимости от размеров, формы и активности поверхности частиц, могут усиливать или ослаблять свойства основного компонента смеси - портландцемента, оказывая влияние на скорость и полноту гидратации, а следовательно, на структуру и свойства цементного камня.

Правильный подбор минеральных наполнителей, учитывающий их при РОДУ, дисперсность и количество, позволяет значительно' сократить расход цемента при сохранении заданных свойств бетона.

Научной основой оптимального наполнения служит полиструктуриая теория композиционных строительных материалов, которая вццеляет два характерных уровня общей структуры бетона; микроструктуру, формирующуюся при совмещении цемента, дисперсного наполнителя и воды, и макроструктуру, которая образуется при перемешивании наполненного связуицего с заполнителями. Изучение особенностей формирования стр} туры на кавдоы уровне привело к разработке раздельной технологии бетона, основанной на разделении процессов приготовления цементной связующего и бетонной смеси. При производстве наполненного тяжелогс бетона раздельная технология обеспечивает дополнительную■экономию цемента до 15 %.

Опыт использования пыли производства ферросилиция (ПК) показ; что отходы электротермической выплавки ферросплавов благодаря высокой дисперсности и гидравлической активности являются перспективны: техногенным сырьем для производства наполненных цементов и бетонов В последние годы наметился интерес к использованию в составе строи тельных материалов пылевидных марганецсодержащих отходов ферроспла ного производства, значительные запасы которых накоплены в отвалах промышленных районов Украины, Северного Кавказа, Урала >и Сибири. 2

крупнотоннажные псЗошше продукты представляют со<5оП сконденсиро-висагй возгон, улавливаемый в системах газоочистки электродуговых печей по выплавке металлического марганца, ферро- и силикомарган-ца. веется опы? использования таких отходов в технологии силикатного кирпича и жаростойких вяжущих. Сведения о введении марга-нецсодерхащих пылевидных отходов в состав цементных и бетонных смесей отсутствуют. Для определения возможности частичной замены цемента указанными отходами, выяснения их роли в гидратации цемента и формировании свойств бетона, рпдроботки эффективной технологии наполненных бетонных смесей необходимы теоретические и экспериментальные исследования.

Во второй главе приведены характеристики применяемых материалов и методы экспериментальных исследований.

Исследования проводили на портландцементе с активностью 42,2 МПа, полученном совместным помолом клинкера Михайловского це-нентного завода и 3,5 % двуводного гипса в лабораторной шаровой ыелькице до удельной поверхности 340 м /кг.

В качестве минеральных наполнителей использовали отходы Никопольского завода ферросплавов: пыль производства силикомарганца (ПСМ) с удельной поверхностью 1913 ы^/кг и сухой шлам производства ферросиликомарганца (1ЮСМ) с удельной поверхностью 1364 м^/кг. Марганецсодержащие отходы представляют собой мелкие темнокоричне-вые порошки, состоящие в основном из оксидов марганца, аморфного диоксида кремния, родонита и манганокальцитов. Для сравнительных экспериментов был выбран наиболее хорошо изученный отход - пыль производйтва ферросилиция (П2С). Это серый порошок с удельной поверхностью 4514 м^/кг, улавливаемый электрофильтрами Стахановского завода ферросплавов. Основную часть ГНС (более 90 %) составляет аморфный кремнезем.

Мелким заполнителем служил песок Хотьковского карьера с = = 2,26 ; в качестве крупного заполнителя применяли гранитный, щебень

сфакции 5-10 ым.

Значительная часть информации о свойствах неполнешюго цемента и бетона на его основе получена при помощи стандартных экспериментальных методик. При изучении влияния наполнителей на формирование структуры цементного связующего применяли методы физико-химического анализа: потенциометрический метод определения рН водных растворов ; рентгенофазовый и дифференциально-термический анализы ; метод растровой электронной микроскопии. Для исследования форм связи влаги, процессов массопереноса и пористой структуры цементного камня использовали методы термографин сушки и капиллярной пропитки. Эффективность наполнителей в составе бетона оценивали в соответствии с упрощенной методикой НИЖЕ. При обработка результатов испытаний использовали методы математической статистики.

■Оптимизация свойств наполненного вяжущего с химическими добавками была осуществлена при помощи экспериментально-статистического моделирования. Многофакторые квадратичные модели .получены с помощьи ПЭВМ Тоботрон 1715".

В третьей главе представлены результаты исследований цементного связующего, наполненного пылевидными отходами ■производства ферросплавов.

Главными факторами, определяющими особенности формирования микроструктуры наполненной цементной системы, являются активность, дисперсность и количество наполнителя. Марганецсодержащио отходы являются высокоактивными наполнителями - их гидравлическая активность достигает 125 ыг СаО/г.

В ^большинстве случаев при введении тонкодисперсных наполнителей одновременно с ростом общей поверхности дисперсной фазы увеличиваются нормальная густота и сроки схватывания цементного теста, а прочность цементного камня в начальные сроки твердения снижается. Именно таким образом проявляется влияние ГНС на свойства вяжущего. В случае же использования ПСМ и ШХМ зависимости нормальной густоть

и прочности от содержания наполнителя кмепт экстремальный характер. Система, наполненная маргсноцсодердпцими отходами, имеет минимальную зодопотребность и максимальную прочность при 30 % - м содержсши исполнителей (з этом случае нормальная густота уменьшается на 4,0-4,5 % по сравнению с неналолненнш цементным тестом). Схватывание цементного тзста з присутствии ПСМ и 15ICM ускоряется, промежуток времени неяд/ началом и концом схватывания ыозет составлять 5-15 мтсь Изучение псдз1гчосг::? наполненного цементного теста показало, что при постоянном расходе воды замена 20-30 % цемента марганецсодержсщими отходами приводи? к увеличения расплыва конуса на 12-15 %, Реологическое состояние наполненных смесей при stom отличается лавиишм ростом ш1астичесх;0Я прочности. Уменьшение адсорбционной способности вгяущего и ускорение начального структуросброзсвзния сеязс ектизнтл! участком наполнителей в физико-механических и физико-химических процессах, протекающих при' твердении. В соответствии с полиструктурной теорией, формирование свойств снеси на начальном отапе определяется процессами самоорганизации структуры цементной системы. В результате введения определенного количества ПСМ или GXM образуется дисперсная система с оптимальной гранулометрией. Полидисперсные частицу такой системы за счет меячастичных взаимодействий образуют структурные агрегаты, для смачивания которых требуется меньшее количество воды. Кроме того, на процесс организации структуры влияет присутствие в дисперсии ионов марганца, не характерных для цементных систем. Соединения марганца могут химически модифицировать поверхность цементных минералов ; в присутствии ПСМ или Ш5СМ изменяется электронный и ионный состав поверхности твердой фазы, что отражается на адсорбционной способности вяжущего. Известно также, что при введении посторонних ионов изменяются свойства воды как матрицы и условия упаковки частиц. Многие минеральные добавки вызывает разупорядоченное состояние воды, в результате чего цементная сис-

тема некоторое время обладает повышенной подвижностью, а затем склонна к быстрому структурообразованию, тшс как модифицированная ионами вода более активно взаимодействует с частицами дисперсной фазы.

В исследованной области изменения В/Ц (от 0,4 до 0,6) использование ПСМ в составе вяжущего позволяет экономить 20-30 % цемента при сохранении подвижности смеси и прочности затвердевшего камня ; возможность экономии цемента возрастает с увеличением В/Ц. При замене 40-50 % цемента на ПСМ в связи с ухудшением реологических характеристик наполненного цементного связующего необходима эффективная пластификация.

Установлено, что требуемые технологические свойства связующего и прочностные показатели цементного камня могут быть обеспечены 'при введении комплексной добавки ЛСГ + С-3. Определены оптимальные концентрации составляющих этой добавки при различных степенях наполнения. На основе экспериментальных исследований был выбран раздельный способ введения компонентов добавки - ЛСТ подавали- в. скоростной смеситель вместе с 0,8 частью воды, а суперпластификатор С-3 с оставшейся водой в конце процесса перемешива-•ния. Такой способ обеспечивает значительное усиление пластифицирующего эффекта.и необходимое замедление схватывания смеси. Введение комплексной добавки в цементное тесто, содержащее 50 % ПСМ, приводит к снижению скорости набора прочности в ранние сроки твердения, однако в возрасте 90 суток прочность при сжатии наполненного цементного камня на 20 % выше прочности контрольных образцов.

Повышение прочности материала является результатом благоприятных изменений его структуры..По методу капиллярной пропитки установлено, что при 50 %-и содержании ПСМ на 30 % снижается открытая пористость '; в 1,2 раза уменьшается коэффициент массопереноса; в 1,2 раза увеличивается плотность цементного камня ; прочность при этом повышается на 22 %. Информация, полученная при помощи метода

термографии сушки, свидетельствует, что наполненный цементный камень отличается повышенной удельной поверхностью твердой фазы цементной матрицы. Введение химических добавок вызывает дополнительное уплотнение и "измельчение" структуры цементного камня, что препятствует процпссам, связанным с диффузией жидкости в материал и способствует повышению его прочности и стойкости.

Результаты изучения структуры наполненного цементного камня, полученные при помощи физических методов исследования, подтверждаются данными растровой электронной микроскопии.

Микрорельеф поверхности сколов наполненного цементного камня более мелкий и гладкий, без резко выступалдих деталей. Наполненные систему характеризуются плотной омоноличеннсй микроструктурой. В мелкодисперсной однородной массе геловидних новообразований равномерно распределены кристаллические включения и мелкие поры.

На основании рН - метрии установлено, что в присутствии ПСМ увеличивается ¡тнтенсивность поступления исноз ОН" в яидкую фазу цементно-водных суспензий. Через 90 мин. после приготовления суспензии, содержащей 50 % ПСМ, жидкая фаза имеет рН = 12,80 против рН = 12,35 в контрольной системе (цемент + вода). Гидравлическая активность цемента в- начальный период взаимодействия с водой повышается. Быстрое пересицение раствора относительно гидросиликатоп кальция и развитие гидратоебразования приводит к ускоренному фор-мировЕнию кеагуляцнснной структуры наполненного цементного теста.

Опыты, проведенные для сравнения, показали-, что при взаимодействии с водой смеси цемента и П5С рН жидкой фазы на всём временном интервале замеров-(4 часа) ниже, чем в контрольной суспензии. В этом случае скорость растворения клинкерных минералов и образования гидратных фаз уменьшается.

Исследовшия продуктов гидратации с помощью методов физико-химического анализа показали, что в системе с ПСМ количество исходных окислов марганца с течением времени уменьшается до полного

их исчезновения. В результате гидратации родонита образуются твердые гидроокиелк марганца состава веркадита и псиломслана. Содержание Са(0Н)2 значительно снижается, что говорит об интенсивном его соединении с продуктами гидратации наполнителя. Наличие дифракционных максимумов 0,02 - 8,05. А и эндотермических эффектов в области 500-600 °С и 700-800 °С отражает изменение фазового состава продуктов гидратации в результате формирования маргачецсодерксщих цементирующих: соединения. Образуются слабозакристаллизованныз гидроси-ликати типа С2>$Н2, их количество увеличивается с ростом содержания ПСМ. Образование гидросиликатов кальция тоберморитового типа вносит существенный вклад в синтез прочности материала. Цементной камень с ПСМ характеризуется более оысохсй степенью гидратации клинкерных минералов по сравнении с ненпполпешшм гидратироваиным цементом. Рпсчет термогравимстрической !ф!1ВОй ДГА показал, что при введении 30 и 50 % ПСМ количество химически связанной води составляет • соответственно 22,50 и 20,50 % по сравнению с 18,25 % для цемента без наполнителя.

В системе с значительно снижается содержание Са(ОН)., за счет активного взаимодействия гидрокенда катация с аморфным ¡фе.чие-земом наполнителя с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция типа С^Н(В) (перекристаллизация в ^ - волластонит при 840 °С). За период с 7 до 28 суток твердения количество гидросиликатов заметно возрастает. Наличие новых фаз в цементном камне не наблюдаете» При замене 20 % цемента ЫС общие потери массы навески при прокаливании до 1000 °С возрастают с 18,25 р,о 18,75 что говорит о более высокой степени гидратации клинкерных минералов в системе с этим наполнителем.

Установлено, что ПАВ не оказывают существенного влияния на . формирование фазового состава наполненного цементного камня. Можно лишь отметить, что совместное введение ЛСГ и С-3 снижает активность окислов марганца в ранние сроки гидратации (до 3 суток твердения).

С целью оптимизации составов связующего, наполненного ПСМ, по насыщенному трехуровневому плану был проведен 4 х - факторный эксперимент, В качестве факторов били приняты: Xj - водоцементноо отношение (0,5 - 0,7) ; ~ содержание наполнителя (30 - 50 %) ; Хд и Хл - количество соответственно С-3 и ЛСТ (0 - 0,8 % от массы цемент + ПСМ). Параметрами оптимизации являлись: Ут - прочность при сяатии через 28 суток нормального тясрденил ; У., - величина распли-ва стандартного конуса. С помощью ПЭВМ "Роботрон - 1715" били получены квадратичные модели прочности и подвижности связующего. Задачей анализа моделей являлось определенно областей значений факторов, в которых наполненное связующее не уступает по прочности и пэдвнлнссти контрольному связующему без наполнителя. Поставленная задача оптимизации относилась к компромиссному типу и решалась по методу стабилизации факторов Xj и Х2 па принятых уровнях варьирования. Опт'/чальные составы наполненных связующих были наПдени графическим способом; зоны компромисса определяли путём совмещения изолиний подвижности и прочности, построенных при помощи ПЭВМ, и наложения ограничений, соответствующих параметром контрольных составов. Результаты моделирования показали, что приготовление наполненного связующего оптимального состава позволяет экономить до 50 % цемента.

В четвертой главе приведены результаты определения основных физ:;ко-механических характеристик бетона на основе наполненного связующего.

Выводы, получешше при исследовании структуры и свойств наполненного связующего, не могут быть полностью распространены на бетон в силу качественно отличных механизмов формирования микро- и макроструктуры. Это ставит задачу изучения влияния наполнителей на свойства бетона.

В качестве показателя эффективности наполнителя принимали удельную экономию цемента (Эц) на единицу прочности бетона эталонного

состава, достигаемую при введении единицы массы наполнителя (упро-

щеннпл методика НИЙЖБ). Установлено, что в составе бетона ПСМ является высокоэффективным наполнителем (Эц = 0,66), ГЙС - среднеоффек-тивным (Эц =0,41).

Разработаны методики подбора составов бетона с наполнителями и химическими добавками. Предложены эффективные составы наполненных тяжелых бетонов классов В 15 ... В 25, позволяющие снизить расход цемента на 25-50 % или на 15-35 % при замене его соответственно ПСМ или ПХ.

Бетонные смеси готовили по раздельной технологии. В скоростном смесителе перемешивали наполненное цементное связующее, которое затем в обычном смесителе совмещали с заполнителями. При наполнении связующего ПСМ компоненты комплексной добавки вводили в скоростной смеситель раздельно; при наполнении П£С суперпластификатор С-3 вводили с частью воды в конце процесса перемешивания связующего.

В результате наблюдения за изменением подвижности наполненных ■ бетонных смесей установлен, что наибольшей жизнеспособностью обладают смеси, содержащие ПСМ и ЛСТ + С-3. Сильное стабилизирующее действие комплексной добавки позволяет сохранять исходную подвижность в течение 40-50 мин. Осадка конуса бетонных смесей с П2С и С-3 уыень шается более чем в два раза в течение 20 мин. с момента приготовления.

Изучена кинетика упрочнения бетонов при твердении в нормальных условиях и после пропаривания по режиму (3 + 3 + 6 + 2) часа Наполненные бетоны в течение всего периода испытаний (I год) характеризуются неуклонным ростом предела прочности при сжатии.

Установлены особенности процесса водонасыцения наполненных бетонов - при снижении максимального водопоглощения отмечается увеличение продолжительности периода времени до полного насыцения образцов.

Бетоны с наполнителями характеризуются меньшей неоднородностью и менъпим средним размером капилляров. Наиболее однородными по раз-

мерам пор являются образцы бетона, наполненного П£С,

Показано, что наполненные бетон» имеют несколько повышенное аначение модуля упругости (на 2-4 %).

Деформации усадки бетонов с наполнителями наиболее интенсивно нарастрят в течение первых 50 суток, затем наблюдается их плавное затухание. Усадка бетона, наполненного ПСМ, в среднем на 10-20 % нте,.чем у контрольного бетона. Усадочные деформации бетона, наполненного ПХС, выше на 6-8 %.

Установлено, что использование ПСМ в качестве наполнителя повышает трещиностойкость бетона.

Испытания в морозильной камере Фейтрон показали, что при введении ПСМ и комплексной добавки ЛСТ + С-3 удаётся на марку повысить морозостойкость бетона при снижении расхода цемента на 50 %.

В пятой главе представлены результаты производственного внедрения наполненного бетона.

Предложена технологическая схема приготовления бетонной смеси, наполненной ПСМ и содержащей комплексную добавку ЛСТ + С-3. Технологическая схема разработана применительно к бетоносметительному . узлу, оборудованному скоростным смесителем для раздельного приготовления наполненного связующего и бетонной смеси. Транспортирование, складирование и дозирование тонкодисперсного наполнителя осуществляется при помощи оборудования, предназначенного для аналогичных операций с цементом.

Конкретные данные о технико-экономической эффективности применения ПСМ в качестве наполнителя для бетона получены при опытном внедрении на заводе ЖЕК № I треста "Мордовстройконструкция", где по раздельной технологии из наполненного бетона класса В 15

изготовлена опытная партия фундаментных блоков и блоков стен под-, валов.

В результате опытного внедрения наполненного бетона установлено, что расход цемента может быть снижен на 40 % без ухудшения

отроитольпо-тсхничесг.их характериот*ис изделий прк окагешзи ообаото-

шостн I и3 бетонной смеси на 1,06 руб.

ВЫВОДЫ

1. В работе обоснована возможность и целесообразность замены чоота цемента в бетоно пылевидными марганецоодораащиыа отходами ферросплавного производства. Ира этом 20-30 % цомонта ыоизт бить само-«оно ПС.! без оннженая подвижности снеси п прочности -затвердевшего цеконтного камня.

2. В результате совместного использования ПСИ к комплексной добавки, состоящей из ЛСТ п С-3, получены иаполиенвиэ связующее, оодорсп-цзиз 40-50 % наполнителя и по свое.: основным характеристикам не уступающие равноподвианкм иеиаполнонным связуквдгл.

С цолыо усиления пластифицирующего эффекта при высоких отепакя; наполнения предложен раздольный опоооб введения компонентов коул-локоной добавки: ЛСТ вмеото о водой затворания, о С-3 - в конце процесса перемешивания наполненного связующего.

3. Установлено, что наполненные связующие, характеризуются пошшзииоИ на 30 £ открытой пористостью, меньшим.в 1,2 раза коэффициентом маооопореноса, повышенной на 20 % плотностью и большей в 1,2 раза удельной поверхностью твёрдой фасы цементной матрицы.Благоприятные структурные изменения приводят к увеличению прочнооти наполненного цементного камня, оообенно в поздние орока твердения (на 22 %).

4. Разработаны составы наполненных тяжёлых бетонов классов В 15 ... В 25 оо сниженным до 50 % раоходоы цемента.

Определэны основные фпзико-ыахянические характеристики наполненного тяжёлого бетова. Установлено, что бетон, наполненный ИСМ обладает рядом преимуществ по оравнению о бетоном без наполнителя: повышенной прочностью пооле I года твердения (на 12-48 %); пониженным водопоглощением (на 21-33 %); более высоким значение!, модуля упругости (на 2-4 %); пониженной усадкой (на 10-^0

,болов высокой трепню- л морозостойкостью.

5. С'пзпго-хштстооюз/а матодзмц уотаноатшш оообопностл процеосов отруктурсоброЕОзанля и гидратации наполненных цементных енотом. Устаноатоко, что в прпоутотв;ш ПИ увеличивается пнтонешшооть поотуглотш гвдрохоил-коцоэ в гмод'» фазу цс1.:ентно-вод1шх суопон-¡глЛ, говорит- о повкпвэнш гпдравлэтоокой а:ст:шюотп цемента.

В результате ускоряется прсцссо форм^ЮЕЛьнш коогуллцнонной отрузстурц зяяуцэй опстепы, что находит отражош:о в заметном со-:ф?П!пп сроков схватывания наполненного цементного тоота ( до 30-45 пни.).

6. При ¡шполнзнта цемента ПСМ установлено изионопко фазового ооста-ез цементного кхмня. В результате гидратации родонита, входящего п соотпз ПСГ.1, образуются твердое пироксидц марганца. Отмочено тетзнешзгюо взаимодействую гхдрокондэ юл куш о марганоцсодоргя-гцп.гз продуктами гидратации наполнителя л оксидами марганца, уво-лзг-тенно количества гндроозлнкатоз кальция тоберморитового типа, новыпзпго стопона гидратация клинкерных миноролоэ.

7. Разработана рациональная технология приготовления бетонной смссл о марганецоодортащлч наполнителем л комплексно!! добавкой, состояний кз ЛСТ и С-Э.

8. Осу^оотвлено производственное внэдрэш'о разработанных ооотавов ботонп, наполненного'ПС?,!. При изготовлении фундаментных блоков т блокоз отон подрэлоз получена око1ю:пм -10 % цемента боз ухуд-::!эпт1л строптельно-гохшпосгсг-: характеристик бетонных изделий.

Основные ПОЛО.Т.ОННЛ диссертации опубликоганц в слодукдос роботах:

1. Со'хоматов В.II., Еусевэ'А.Ю. Формирование прочпооти цементного кжня о Ендокодпспороиум наполнителем // Изучнио исследования и 1£Х в^одронио в строительной отрасли. - Саранск, 1989. - о.9-10.

2. Гусева А.Ю. Влиящю отепони наполнения па прочность цементного ■ камня // Пути рооурсосберехсоипя в производстве строительных мз-

териалов и изделий. - Пенза, 1989. - с. 14-15.

3. Гусева A.D. Особенности структурообразовения наполненного цементного вяжущего.// Научные исследования и их внедрение в строительной отрасли. - Саранск, 1989. - с. 54-55.

4. Гусева A.D., Кузьменко В.Д. Модифицирование свойств бетона, содержащего ПСМ. // Интенсификация современной технологии композиционных строительных материалов - эффективный путь экономии ресурсов и трудовых затрат в транспортном строительстве. -Москва, 1989. - с, 56-57.

5. Гусева А.Ю. Наполненное цементное связующее. // Использование отходов промышленности при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. - Суздаль, 1989. - с. 133-134,

6. Соломатов В.И., Гусева A.D. Применение пылевидных отходов промышленности в составе цементного связующего. // Состояние и пути экономии цемента в строительстве. - Ташкент, 1990. - с. 69-71.

. 7. Соломатов В.И., Гусева A.D. О влиянии марганецсодержащих наполнителей на свойства цементных смесей. // Структурообраэованио, технология и свойства композиционных строительных материалов и конструкций. - Саранск, 1990. - с. 61-65.

8. Гусева А.Ю. Исследование свойств бетона, наполненного отходами производства ферросплавов. // Структурообразование, технология и свойства композиционных строительных материалов и конструкций. Саранск, 1990. - с. 61-65.