автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Дорожные песчаные бетоны, уплотняемые методом зонного нагнетания

На правах рукописи

Морозов Николай Михайлович

ДОРОЖНЫЕ ПЕСЧАНЫЕ БЕТОНЫ, УПЛОТНЯЕМЫЕ МЕТОДОМ ЗОННОГО НАГНЕТАНИЯ

05 23 05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

оози^ээ^ ■ —

- . . 1ЛЧ1/

Казань-2007

003059373

Работа выполнена на кафедре технологии строительных материалов, изделий и конструкций Казанского государственного архитектурно-строительного университета

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Хозин Вадим Григорьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор академик РААСН Магдеев Усман Хасанович

кандидат технических наук, доцент Вдовин Евгений Анатольевич

Ведущая организация

Уфимский государственный нефтяной технический университет (архитектурно-строительный факультет)

Защита состоится 29 мая 2007 года в 16 час на заседании диссертационного совета ДМ 212 077 01 Казанского государственного архитектурно-строительного университета по адресу 420043, г Казань, ул Зеленая, 1, КГАСУ, ауд В-209

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного архитектурно-строительного университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу 420043, г Казань, ул Зеленая, 1, диссертационный совет

Автореферат разослан «26» апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

Сулейманов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Объективно растущий уровень требований к свойствам материалов дорожных покрытий, связанный с интенсификацией автомобильного движения и увеличением нагрузок на ось, привел к возврату реального интереса дорожников к цементобетонным покрытиям на сегодняшний день в Германии 31% дорог имеет такой вид покрытия, в Бельгии - 41%, в США -35% В России, где проблема дорог - вопрос государственной важности, цемснтобетонных дорожных одежд всего 3% Между тем их преимущества состоят не столько в сравнительно невысокой стоимости 1 м2, сколько в длительности срока службы (более 25 лет), обусловленный высокой прочностью, морозостойкостью, практически независимостью деформативных свойств от наружной температуры

Основным расчетным напряжением в дорожных цементных бетонах является изгибающие, поэтому мелкозернистые бетоны на кварцевых песках предпочтительнее крупнозернистых К тому же дефицит заполнителей из высокопрочных изверженных пород в Европейской части России, где преобладают осадочные карбонатные породы, делают песчаные бетоны приоритетным материалом для дорожных покрытий Широкие возможности модификации их дисперсными наполнителями из местных пород и промышленных отходов в сочетании с химическими добавками создают основу потенциально высокой технико-экономической эффективности и конкурентоспособности широкого применения песчаных бетонов в дорожных покрытиях

Однако, для реализации этого нужны научно обоснованные составы и эффективные технологии укладки и формования песчаных бетонов Одной из таковых может стать разработанная в России технология уплотнения жестких бетонных смесей методом зонного нагнетания Но ее возможности и эффективность также еще не раскрыты и нуждаются в экспериментальных исследованиях, в частности, когда речь идет о дорожных песчаных бетонах

Цель исследования. Разработка составов высокопрочных и долговечных цементно-песчаных бетонов дорожного назначения, уплотняемых методом зонного нагнетания Для ее достижения необходимо решить следующие задачи

• на основе топологической модели структуры бетонов исследовать влияние минеральных наполнителей различной природы и дисперсности на свойства цементной матрицы,

• обосновать и показать эффективность бинарного наполнителя на основе мототых кремнеземистых и карбонатных пород,

• оптимизировать составы песчаных бетонов для технологии зонного нагнетания,

• разработать составы дорожных песчаных бетонов с бинарным наполнителем, отличающихся высокими физико-механическими характеристиками и долговечностью

Научная новизна.

• теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения бинарного наполнителя «перлит-извесгняк» с удельной поверхностью первого более 1700 м2/кг, а второго 90-120 м2/кг, обеспечивающих повышенную плотность и прочность цементного камня,

• установлено, что введение бинарного наполнителя вызывает увеличение доли гидросиликатов кальция и уменьшение количества портландита в цементном камне, что закономерно приводит к повышению его прочности и износостойкости,

• установлено, что метод зонного нагнетания обеспечивает достижение большей структурной плотности песчаных бетонов, чем методы прессования и вибропрессования, что связано с возможностью лучшей самоорганизации зернистой среды в условиях локального давления,

• для бетонов, уплотняемых методом зонного нагнетания, установлены антибатные экстремальные зависимости прочности и водопоглощения от водопотребности бетонной смеси

Практическая значимость работы заключается

- в разработке новых составов песчаных бетонов дорожного назначения с бинарным наполнителем, уплотнение которых методом зонного нагнетания позволяет достичь высоких показателей прочности, долговечности и экономической эффективности,

- в разработке технологического регламента для производства дорожных плит из песчаного бетона

Внедрение результатов.

Результаты проведенных исследований использованы при выпуске опытно-промышленной партии тротуарной плитки класса по прочности ВЗО на производственной базе ООО «Завод Стройком» (г Альметьевск)

Теоретические положения диссертационной работы, а также результаты экспериментальных исследований внедрены в учебный процесс подготовки инженеров строителей-технологов по специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Апробация работы. Представленные в диссертации результаты исследований докладывались на десятых академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Пенза-Казань, 2006г), V республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Наука Инновация. Бизнес» (г Казань, 2005), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2005г), ежегодных республиканских научных конференциях Казанского государственного архитектурно-строительного университета (2003-2006 г г)

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 13 научных публикациях, в том числе в статье в центральном рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ

Структура и оГп.ем работы. Диссертация включает введение, пять глав, общие выводы, список использованных источников из 155 наименований и приложения Диссертация изложена на 163 страницах, содержат 36 таблиц, 60 рисунков

Автор благодарит научного консультанта к т н , доц Морозову H H за ценные замечания и предложения при выполнении диссертации

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследования, научная новизна работы и ее практическая значимость, приводятся основные положения, выносимые на защщу

В первой главе работы сделан анализ литературных данных о дорожном цементном бетоне и способах его уплотнения

Мировой и отечественный опыт показывает, что дорожные одежды с цементобетонными слоями наиболее целесообразно использовать при интенсивном движении тяжелых транспортных средств, а гакже на скоростных магистралях городов, и, как более экологичные, для тротуаров Положительным отличием цементобетона также является то, что его физико-механические свойства практически не зависят от температуры внешней среды и скорости нагружения

В последние годы в городское дорожное строительство и, особенно, при благоустройстве улиц и площадей активно внедряются песчаные бетоны Целый ряд достоинств делает этот материал более рациональным для применения, чем равнопрочный крупнозернистый бетон повышенная способность воспринимать растягивающие напряжения, более высокая призменная прочность, повышенная морозостойкость, водонепроницаемость, внешняя привлекательность, включая способность окрашиваться

В то же время относительно высокое содержание цементного камня в песчаном бетоне из-за значительной пустотности и водопотребности заполнителя, вызывает необходимость оптимизации его состава для обеспечения конкурентоспособности в дорожном строительстве Исследованиями И H Ахвердова, С В Шестоперова, И M Красного, К И Львовича, A M Шейнина, С M Ицковича, У.Х Магдеева, 10 M Баженова и др , показано, что при содержании в песке крупкой фракции (1,25 5 мм) не менее 50 %, остальные, более мелкие фракции обеспечивают минимальную пусготность каркаса заполнителя Регулирование гранулометрии песка позволяет либо сократить расход цемента в песчаном бетоне на 50 150 кг/м3, либо повысить прочность при сжатии до 100 МПа

Повышение прочности дорожного бетона на сжатие с 50 до 100 МПа приводит к уменьшению его износа примерно на 50%

Разработанные в последние годы различные технологические приемы (интенсивное перемешивание, использование микронаполнителей, химических добавок и др ) позволяют пслучать песчаные бетоны с расходом цемента, не превышающим требования норм для обычных тяжелых бетонов с крупным заполнителем При оптимальном количестве тонкодисперсного минерального наполнителя уменьшается межзерновая пористость цемента и в последующем возрастает плотность цементного камня, играющего роль матрицы в бетоне Ввод более крупного наполнителя приводит к уменьшению межзерновой пористости заполнителя и, тем самым, объемной доли цементной матрицы Это позволяет получать достаточно плотные и прочные бетоны и гарантирует его стойкость в сложных эксплуатационных условиях В сочетании же с суперпластификаторами дисперсные наполнители позволяют получать бетоны высоких эксплуатационных свойств Однако, стоимость высокоэффективных дисперсных наполнителей может быть в несколько раз выше стоимости цемента, и поэтому становится важным поиск дешевых наполнителей с высокой активностью среди местного природного сырья и промышленных отходов

Кроме кремнеземистых добавок привлекают внимание карбонатные наполнители, обладающие хорошей размолоспособностыо Сцепление цементного камня с поверхностью известняка выше на 15-20% по сравнению с гранитом, кварцем и другими кислыми породами Большой интерес представляет совместное испотьзование карбонатных и химически активных кремнеземистых порошков - в виде бинарных наполнителей, разных по своей химической природе и по ряду свойств дополняющих друг друга

Повышенная удельная поверхность кварцевого песка затрудняет уплотнение смеси и способствует агрегированию частиц твердой фазы Это требует особого внимания к уплотнению песчаного бетона и применению приемов, повышающих тиксотропию бетонной смеси, либо использования более интенсивных и эффективных приемов внешнего воздействия на нее при уплотнении

Прочность и деформативность песчаных бетонов, изготавливаемых с разными способами уплотнения в значительной степени разнятся Одним из таковых является метод зонного нагнетания, рассчитанный на применение весьма жестких и малосвязных бетонных смесей, нуждающихся в особо интенсивном уплотнении Эту технологию отличает реализация на одной формовочной установке одновременно операций подачи, распределения, уплотнения бетонной смеси и отделки верхней поверхности формуемого изделия

Другим преимуществом этого способа уплотнения является возможность формовать жесткие бетонные смеси, как с армированием, включая дисперсное, так и без него Кроме формования сборных железобетонных изделий данный метод позволяет укладывать и монолитное дорожное полотно Высокая плотность сопровождается увеличением точек контакта между частицами твердой фазы в системе цемент-вода, приводящим к соответствующему повышению прочности цементного камня

и бетона Для широкого внедрения технологии зонного нагнетания в производство изделий из песчаного бетона с высокими эксплуатационно-техническими показателями требуется оптимизация их составов, отвечающих специфике этого метода уплотнения

Во второй главе приводится характеристика материалов, описание лабораторной установки для зонного нагнетания МН-05 и методов исследования

В работе использовали портландцемент ПЦ500Д0 Мордовского и Вольского цементных заводов, кварцевый песок Камского месторождения ПО «Нерудматериалы», удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93, химические добавки суперпластификатор С-3 (Россия), суперпластификатор Sika ViscoCreate 3 NCW (Швейцария), гиперпластификатор Melflux 2641F (Германия) В качестве минеральных наполнителей использовали попутный продукт производства ферросплавов - шла к феррохромовый самораспадающийся (СФШ), вспученный перлит - отработанная тепловая засыпка для криогенных установок, микрокремнезем марки МК-85 Челябинского ЭМК и отход от дробления известнякового щебня

Измельчение минеральных добавок осуществлялось в лабораторной пружинной мельнице Удельную поверхность сухих дисперсных наполнителей определяли с помощью прибора ПСХ-8А Определение фракционного состава наполнителей производили методом лазерной диспергации объекта па приборе Fritsch Particle Sizer ANALYSETTE 22 Активность минеральных наполнителей определяли по поглощению СаО из насыщенного раствора в течении 30 суток

Нормальную густоту и сроки схватывания оценивали по ГОСТ 310 3-76 Пластическую прочность цементного теста определяли на коническом пластометре конструкции Ребиндера Пластифицирующий эффект и водоредуцирующее действие добавок оценивалось по методике, разработанной на кафедре ТБКиВ Пензенского ГУ АС

Фазовый состав новообразований цемента определяли на рентгеновском дифрактометре D8ADVANCE (фирма Bruker) и на модернизированной установке «ДЕРИВА'ГОГРАФ» Q1500D Структуру цементного камня изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии Исследования проводились на электронном микроскопе JSM-6460LV, совмещенном со спектрометром энергетической дисперсии INCA-300, с помощью которого проводили элементный анализ цементного камня

Формование изделий производили по технологии зонного нагнетания на лабораторной установке МН-05. Плотность, пористость, влажность, водопоглощение песчаного бетона определяли в соответствии с методиками ГОСТ 12730 0-78 - ГОСТ 12730 4-78. Параметры пористости цементного камня - по ГОСТ 12730 1-78 и ГОСТ 12730 4-78, а песчаного бетона - по кинетике водопот лощения (ГОСТ 12730 3-78) Прочность при сжатии и изгибе определяли согласно методике ГОСТ 10180-80 Истираемость песчаного бетона - по методике ГОСТ 13087-81 на круге истирания ЛКИ-3

Морозостойкость песчаного бетона оценивали по ГОСТ 10060.2-95 при температуре - 50 С.

Внутреннюю (щелочную) коррозию бетона определяли по ускоренной методике ГОСТ 8269.0-97, супь которой заключается в определении деформаций расширения образцов-б алочезе 40x40x160 мм находящихся 15 щелочной среде (в 1М растворе МаО! I).

В третьей главе проведен выбор компонентов бинарного наполнителя и его оптимального состава.

Высокая прочность цементной матрицы обеспечивается не только активностью вяжущего, но и плотной упаковкой зерен вяжущего и наполнителей. При этом применение наполнителей оптимальной крупности позволяет целенаправленно организовать структуру материала и повысить его физико-механические характеристики.

Одиим из вариантов повышения плотности цементной матрицы может быть использование наполнителя, содержащего частицы размером больше и меньше частиц цемента. Идеализированная схема расположения зерен наполнителей и этом случае представлена на рис. 1,

^г^чЧ^чЧ^ При такой схеме

реализуется Плотная

упаковка всех твердых частиц исходной смеси цемента, наполнителя, песка.

11 ели принять средний размер частиц цемента 20 мкм, тогда размер крупного наполнителя должен быть от 60 до 162 мкм. В качестве мелкого

наполнителя могут служить молотые перлит, СФШ, и кварцевый песок и микрокремнезем, но они увеличивают нормальную густоту цементного теста Е523-чечен, на 2-9%. При В/Ц=С01Ц*

иелхмн наполнитель ускоряются СрОКИ СХватЫвания: начало на 15-40 ми-Рис.1 Схема расположения наполнителей и зерен нут, а конец на 15-30 ми-цемента между зернами заполнителя нут, в зависимости от вида

наполнителя. Наибольшее ускорение сроков схватывания наблюдается у цементного теста с наполнителем - молотым перлитом.

Наибольшей активностью среди исследуемых наполнителей по поглощению СаО из раствора обладает микрокремнезем. Активность молотого перлита меньше на 36%, но а три раза больше чем у СФШ и

'''/УЛ -заполнитель (песок)

Х></1 - ХИПныи нагюпний!^

молотою кварцевого песка с удельной поверхностью 600 м2/кг Кроме того, перлит отличается высокой размолоспособностью По размолоспособности исследованные наполнители можно выстроить в следующей последовательности перлит > песок > СФШ

В качестве крупного наполнителя были использованы молотый известняк и кварцевый песок с удельной поверхностью 100 м2/кг Исследование влияния этих наполнителей на структурообразование цементного теста показало, что молотый известняк в большей степени ускоряет процессы гидратации цемента, при этом сокращается индукционный период нарастания пластической прочности, и максимум тепловыделения достигается на 3 ч раньше, чем при использовании кварцевого песка Можно предположить, что новообразования гидросиликатов образуются на подложке известняка с большей интенсивностью, чем на песке Кроме того, карбонат кальция, вероятно, вступает в реакцию с раствором алюминатной составляющей клинкера с образованием гидрокарбоалюмината кальция ЗСаО Л120( СаСО^ 1Н ЬО С помощью элементного анализа цементного камня, содержащею известняк, было обнаружено повышенное содержание А1 и С в контактной зоне цементный камень-наполнитель

Для снижения водопотребности цементных систем с наполнителями требуется применение пластифицирующих добавок Установлено что, В/Ц непластифицированных суспензий цемента, содержащих кремнеземистый наполнитель в количестве от 2,5 до 10 % возрастает до 0,58, а пластифицированных (с добавкой С-3) - до 0,34 При использовании карбонатных наполнителей наибольшее увеличение водопотребности происходит при использовании химического мела для непластифицированных (на 26%), а для пластифицированных систем (на 45%) Наибольшее водоредуцирующее действие пластификатора

наблюдается при использовании молотого известняка В целом, водопотребность пластифицированных цементных суспензий с карбонатными наполнителями, по сравнению с кремнеземистыми, меньше

Введение указанных наполнителей повышает прочность при сжатие цементного камня во все сроки твердения (табл 1) Увеличение количества наполнителя выше оптимального приводит к разбавлению цементного камня и уменьшению плотности и прочности При дозировке перлита 5 % от массы цемента прочность цементного камня в 1 сутки возросла на 9,4%, а в возрасте 28 суток - на 13,3 % Для известняка при 5% его дозировке, прочность возрастает на 11,6% - в 1 сутки и на 6,3% - на 28 сутки В отличие от перлита прочность больше растет в первые сутки твердения, так как известняк в большей мере оказывает влияние на структурообразование цементного камня в раннее время В более поздний период твердения (7 и 28 сутки) большую роль уже играет высокая активность перлита, который вступает в реакцию с гидратной известью, образуя дополнительно низкоосновные гидросиликаты кальция

В соответствии с этими данными и топологической схемой (рис 1) в качестве «крупного» наполнителя наиболее целесообразно использовать

Таблица 1

Влияние наполнителей на прочность пластифицированного _цементного камня

№ состава Вид наполнителя Количество наполнителя, % С-3, % от массы Ц Прочность на сжатие, МПа в возрасте

1 сут 7сут 28 сут

1 - - 0,8 50,8 109,1 131,1

2 Перлит (8Уд= 1700 м2/кг) 2,5 0,8 53,4 113,9 141,7

3 5 0,8 55,6 117,1 148,6

4 7,5 0,8 49,2 112,4 144,1

5 МК-85 (8уД= 20000 м2/кг) 2,5 0,8 59,6 117,4 143,9

6 5 0,8 61,2 119,4 150,3

7 7,5 0,8 59,1 120,6 152,6

8 СФШ (8ул=550 м2/кг ) 2,5 0,8 56,4 109,5 135,5

9 5 0,8 55,5 118,1 138,7

10 7,5 0,8 48,7 117 138,1

11 Молотый кварцевый песок (5У„= 100 м2/кг) 2,5 0,8 52,6 109,6 133,8

12 5 0,8 54,3 112,1 137,2

13 7,5 0,8 54,2 114,2 138,3 "1

14 Молотый известняк (8уД=100м2/кг) 2,5 0,8 53,5 112,2 135,1

15 5 0,8 56,7 116,1 139,4

16 7,5 0,8 55,1 113,8 138,2

► — без наполнителей

24 28

__Время, сут

•с бинарным наполнителем

Рис. 2 Влияние бинарного наполнителя на прочность пластифицированного цементного камня

Прочность камня с наполнителем известняк» 1

цементного бинарным «перлит-(рис 2) в возрасте 1 сут на 13,2% больше прочности

цементного камня без наполнителей, а в возрасте 28 сут-на 16,6% Введение в состав цементного камня

минеральных наполнителей способствует увеличению плотности и, соответственно, снижению пористости

молотый известняк с удельной поверхность 100 м7кг (размер зерен 60-160 мкм) к количестве 5% от массы цемента. В качестве мелкого наполнителя наиболее эффективен молотый перлит (дозировка 5 %), отличающийся и высокой активностью и высокой дисперсностью. Совместное применение наполнителей позволяет в большей степени повысить прочность цементного камня, чем введение их по отдельности.

Влияние наполнителей на изменение структуры норового пространства цементного камня с суперпластификатором С-3 (0,8% от массы цемента) в возрасте 28 суток, показано в табл. 2.

Таблица 2

Структура по ро во го пространства цементного камня _

в/п 1" 1 Показатели пористости Цементный камень

с С-3 с С-3 и перлитом с С-3 и бинарным наполнител ем

Полный объем пор, % 26,2 24,3 24,02

2 Открытые каииллярш.те коры, '/<1 13,57 12,43 12,17

3 Открьггые некапиллярные поры, % 9,05 8,03 7,94

4 Условно-замкнутые поры, % 3,58 3,84 4,01

5 М икрощрйстость 0,19! 0,220 0,223

Как видно из таблицы 1 при введении бинарного наполнителя наблюдается небольшое уменьшение объема общей пористости цементного камня. Объем открытой (капиллярной и некапиллярной) пористости сократился па 51,1 %. Количество условно-замкнутых пор возросло в 1,07 и 1,12 раза. Показатель »^кропористости увеличился 1,17 рага.

Из данных сканирующей электронной микроскопии следует, что количество микротреидан в цементном камне, модифицированном С-3 и бинарным наполнителем (перлит-известняк) меньше (рис. 3, б), чем в пластифицированном, но не содержащем этот наполнитель (рис. 3, а)

Рис. 3. Микрофотографии цементного камня (увеличение Х2000) а) ПЦ + С-3; б) ПЦ + С-3 + бинарный наполнитель

Рентгеноструктурный анализ цементного камня показал, что интенсивность линий Са(ОН)2 в составах ПЦ + С-3 + перлит и ПЦ + С-3 + перлит + известняк по сравнению с ПЦ + С-3 меньше в первые сутки на 15 и 16%, а через 28 суток на 11 и 10%, соответственно Снижение интенсивности пиков Са(ОН)2, очевидно, обусловлено его связыванием с молотым перлитом При введение бинарного наполнителя количество гидросиликатов кальция возрастает на 22% в возрасте 1 суток и на 17% через 28 суток нормального твердения

■ • ~ - | "Г - - -

1,2-цементный камень с суперпластификатором С-3 в возрасте 1 и 28 суток

3,4 - цементный камень с суперпластификатором С-3 и бинарным наполнителем в возрасте 1 и 28

суток

Рис 4 Рентгенографическая картина продуктов гидратации портландцементного камня

В четвертой 1лаве проведена оптимизация технологических параметров бетонных смесей для производства дорожных изделий, уплотняемых методом зонного нагнетания

При любом способе уплотнения самым важным критерием является плотность получаемого материала, которая зависит от удобоукладьгваемости смеси и определяется водоцементным отношением и количеством цемента С целью получения оптимальных параметров бетонной смеси в составах мелкозернистого бетона варьировались водоцементное отношение и соотношения цемента и песка (Ц П)

Для состава бетона Ц:П=1:3 наибольшая марочная прочность достигается при В/Ц"0,3. Для состава бетона Ц:П=3:4 - при В/Ц=0,35. Как видно из рис 4 и рис. 5 прочность песчаного бетона через I сутки нормального твердения составляет не менее 50% от марочной для всех значений В/Ц. Во до поглощение с уменьшением расхода цемента увеличивается на 5 -25%.

Рис. 4 Влияние водопотребности смеси на прочность и во допо гл о I цен не песчаного бетона (Ц:ГТ=1:3)

Рис.5 Влияние водопотребности смеси на прочность и водопо! лощение песчаного бетона (Ц:П=1:4)

В/Ц

0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1

1:2,5 из Щ Ь5

Рис.6 Область формуемое™ песчацого бетона

область "распиабаемости'

область /рориуености

область 'сщучести'

'Ц:П

В результате исследований установлена область формуемости (рис.6) песчаного бетона методом зонного нагнетания при расходе цемента от 350 до 630 кг/м3.

Одним из основных вопросов при проектировании песчаного бетона является выбор мелкого заполнителя, в значительной степени определяющего водопотребность цементно- песчаной смеси и объем воздушной фазы. При использовании песка оптимального гранулометрического состава (60% - фр. 5-1,25; 20% - фр. 1,25-0,315 и 20% -

фр 0,315-0,14) прочность при изгибе возрастает на 7-20% в суточном возрасте и на 5-18% в марочном в зависимости от расхода цемента

Использование эффективных пластификаторов (МеШих, С-3 и ЗЖаУ^соСгйе 3 ИС\У) при уплотнении бетонной смеси методом зонного нагнетания позволило повысит марочную прочность на 5-10,5% Среди них по технико-экономическим показателям наиболее приемлемым является С-3 Его содержание 0,8% от массы цемента

Влияние бинарного наполнителя в сочетании с С-3 на физико-механические свойства песчаного бетона показано в табл 3 Видно, что наибольший прирост прочности наблюдается у составов с меньшим расходом цемента Прирост прочности бетона при сжатии составил 21,748,7%, в зависимости от расхода цемента, а при изгибе - 26-52,7%), что важно для дорожных изделий

Таблица 3

Прочность на сжатие и при изгибе дорожного песчаного бетона м С-3 и бинарным наполнителем (БН)

№ п/п ЦП БН+ С-3, % от Ц Вид песка В/Ц Прочность при изгибе, МПа в возрасте Прочность на сжатие, МПа в возрасте

1 суток 28 суток 1 суток 28 су гок

I 1 2,5 10,8 0,23 6,72 9,2 42,3 80,5

2 1 3 10,8 обычный 0,29 5,42 7,75 33,4 67,1

3 1 4 10,8 0,30 4,03 5,86 26,8 53,6

4 1 5 10,8 0,33 3,41 4,91 19,1 37,3

5 1 2,5 10,8 с 0,21 7,П 9,82 45,8 88,0

6 1 3 10,8 оптимальной 0,265 5,92 8,78 39,3 80,1

7 1 4 10,8 грануло- 0,28 4,63 6,77 32,2 62,9

8 1 5 10,8 метрией 0,30 3,96 5,5 23,3 44,6

«Трехуровневая» модификация песчаного бетона позволила получить дорожные бетоны класса по прочности при сжатии В30-В65 и при растяжении при изгибе В1Ь4,0 - В1Ь7,2

В пятой главе представлены результаты исследований долговечности песчаного бетона, уплотняемого методом зонного нагнетания Одной из основных характеристик долговечности является морозостойкость, которая зависит от структуры порового пространства бетона Влияние бинарного наполнителя и суперпластификатора С-3 на показатели пористости песчаного бетона представлены в табл 4

Как видно из экспериментальных данных при уменьшении расхода цемента происходит увеличение интегральной (кажущейся) пористости Использование песка оптимального гранулометрического состава совместно с С-3 и бинарным наполнителем позволяет понизить интегральную пористость Особенно это эффективно для составов с низким расходом цемента (снижение пористости составляет 11-13,1%) Кроме того, при

использовании этого комплекса добавок уменьшается средний радиус капилляров, что должно благоприятно отразиться на морозостойкости песчаного бетона

Исследования морозостойкости подтвердили высказанные предположения Бетон с меньшим водопоглощением имеет более высокую морозостойкость В результате использования бинарного наполнителя совместно с С-3 был получен песчаный бетон морозостойкостью Р400

Таблица 4

БН+ Водопог-лощение по массе, % Показатели пористости

Ли п/п ЦП с-з,, % от И Вид песка X а

1 - обычный 4,37 0,90 0,43

2 1 2,5 10,8 обычный 4,15 0,75 0,35

3 10,8 фраки 4,05 0,71 0,32

4 - обычный 4,82 1,06 0,48

5 1 3 10,8^1 обычный 4,4 0,88 0,4

6 10,8 фраки 4,19 0,78 0,35

7 - обычный 4,90 1,48 0,55

8 1 4 10,8 обычный 4,66 1,3 0,6

9 10,8 фраки 4,37 1,03 0,56

10 - обычный 5,37 1,97 0,66

И 1 5 10,8 обычный 5,02 1,49 0,51

12 10,8 фракц 4,77 1,19 0,48

Долговечность дорожного бетона определяется не только стойкостью к действию природно-климатических факторов, но и стойкостью к эксплуатационным воздействиям, одним из которых является абразивный износ Исследование истираемости проводилось на составах песчаных бетонов с различным расходом цемента Введение бинарного наполнителя с С-3 снизило истираемость песчаного бетона Наибольшую истираемость имеет бетон состава Ц П=1 5 Истираемость модифицированных бетонов, уплотняемых методом зонного нагнетания, составила от 0,48 до 0,69 г/см2, что не превышает требуемое значение (0,7 г/см2) для дорожных изделий

Заполнители речных месторождений в республике Татарстан характеризуются повышенным содержанием растворимого кремнезема (от 60 до 250 ммоль/л в зависимости от вида и крупности фракций) в то время как предельное нормативное значение 50 ммоль/л Дорожные бетоны работают во влажных условиях, повышающих вероятность возникновения внутренней коррозии Исследование щелочной коррозии модифицированных песчаных бетонов с расходом цемента от 430 до 630 кг/м3 , уплотняемых методом зонного нагнетания, показало, что относительная деформация расширения не превышает 0,064% при допускаемом значении 0,1%

На основе полученных результатов разработан технологический регламент на производство дорожных плит из модифицированного песчаного бетона

Расчет технико-экономической эффективности применения в дорожном строительстве разработанного нами высокопрочного песчаного бетона показал, что только за счет его высокой долговечности эксплуатационные затраты снизятся на 35%

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 С целью разработки составов высокопрочного и долговечного песчаного бетона, уплотняемого методом зонного нагнетания, предложена топологическая модель его структуры, включающая бинарный наполнитель, состоящий из фракций 60-162 мкм и менее 10 мкм, который обеспечивает максимальную плотность упаковки

2 Исследовано влияние наполнителей различной природы на реологические свойства цементных паст, определено оптимальное количество наполнителей в цементной системе для создания плотной и прочной матрицы цементного камня Выявлено, что при введении минеральных наполнителей оптимальной концентрации сокращается время структурообразования цементного теста, повышается пластическая прочность

3 Экспериментально установлен оптимальный вещественный и зерновой состав бинарного наполнителя, состоящего из частиц известняка (5ул=100м2/кг) и молотого перлита (8уд>1700м2/кг), введение которого в состав цементного теста ускоряет структурообразование, увеличивает долго новообразований в цементном камне и его плотность

4 Методом элементного анализа подтверждено образование гидрокарбоалюмината кальция в зоне контакта цементного камня с известняковым наполнителем, что вносит вклад в повышение прочности материала Установлено, что оптимальное содержание бинарного наполнителя составляет 10% от массы цемента

5 Установлено, что применение бинарного наполнителя «перлит-известняк» позволяет повысить раннюю (1-суточную) прочность цементного камня на 13 %, а нормативную (28 сут) - на 17%, снизить открытую пористость на 11 %, а общую на 8 % Водоредуцирующее действие суперпластификаторов в цементном тесте с молотым известняком выше, чем с кремнеземсодержащими наполнителями

6 Экспериментально определены интервалы В/Ц и ЦП и гранулометрический состав песка для песчаных бетонов в пределах которых обеспечивается формуемость (стабильность геометрических размеров) образцов, полученных методом зонного нагнетания Прочность бетона при

сжатии в суточном возрасте составляет 50%, а при изгибе 60% от нормативной

7 Разработаны оптимальные составы песчаных бетонов с бинарным наполнителем для технологии зонного нагнетания, имеющих класс прочности В30-В65, морозостойкость Р400, с низкой истираемостью и высокой стойкостью к внутренней коррозии

8 Разработан техно тогический регламент на производство дорожных изделий из песчаного бетона методом зонного нагнетания и выпущена опытная партия тротуарной плитки (брусчатки) в количестве 1800 шт

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1 Морозов H M Попутные продукты производства ферросплавов — модификаторы цементных композиций / H M Морозов, А В Сальников, H II Морозова // Актуальные вопросы строительства Вып 1 Материалы всеросс Науч - техн Конф, посвящ 40-летию строит факул Мордовского гос университета - Саранск Изд Мордов Университета, 2002 -С 338-342

2 Морозов H M Комплексный модификатор для бетона дорожных покрытий / H M Морозов, И Р Сибгатуллин, H H Морозова, В Г Хозин II Юбилейный двадцать пятый международный сборник научных трудов «Современные материалы и технологии в строительстве» — Новосибирск, 2003 -С 112-115

3 Морозов H M Влияние основных технологических факторов и способов формования на физико-механические свойства мелкозернистого бетона // Материалы 56-й респубчиканской научной конференции Сборник научных трудов аспирантов -Казань, 2004 -С 143-147

4 Морозов H M Мелкоштучные изделия, изготовленные методом зонного нагнетания / H M Морозов, H H Морозова // V республиканская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Наука Инновация Бизнес» - Казань Экоцентр, 2005 - С 123-124

5 Морозов H M Влияние формы заполнителя на структуру и свойства мелкозернистого бетона, изготовленного методом зонного нагнетания / H M Морозов, H H Морозова, В Г Хозин //Актуальные проблемы современного строительства Тезисы докладов международной научно-технической конференции - Пенза, 2005 - С 78

6 Морозов H M Основные аспекты технологии высокопрочного мелкозернистого бетона // Материалы 57-й республиканской научной конференции Сборник научных трудов докторантов и аспирантов - Казань КГАСУ, 2005 - С 131-135

7 Морозов H M Песчаный бетон высокой прочности / H M Морозов, В Г Хозин // Строительные материалы - 2005 - №11 - С 25-26

8 Морозов H M Дорожные изделия из мелкозернистого бетона, изготовленные методом зонного нагнетания / H M Морозов, В Г Хозин, H H Морозова, Э Л Гиниятуллин // Материалы Международного сборника

научных трудов «Экология и ресурсосберегающие технологии в строительном материаловедении» - Новосибирск, 2005 - С 121-124

9 Морозов Н М Мелкозернистый бетон для ремонта бетонных оснований нефтедобывающих станций / Н М Морозов, О В Хохряков, Н Н Морозова, В Г Хозин // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета -2006 — №1 —С 28-29

10 Морозов НМ Роль природы и дисперсности наполнителей в структурообразованин пластифицированных цементных систем // Материалы 58-й республиканской научной конференции Сборник научных трудов докторантов и аспирантов - Казань КГАСУ, 2006 - С 94-98

11 Морозов Н М Дорожный песчаный бетон с активными минеральными добавками / НМ Морозов, НИ Морозова, В Г Хозин // Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения Материалы X академических чтений РААСН - Пенза-Казань - КГАСУ - 2006 -С.299-301

12 Морозов НМ Песчаные бетоны дорожного назначения / НМ Морозов, Н Н Морозова, В Г Хозин // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии Материалы четвертой Международной научно-практической конференции Том 2 - Ростов н/Д Рост I ос строит ун-т, 2006 - С 540-544

13 Морозов НМ Влияние фракционного состава песка на свойства бетонов, уплотняемых методом зонного нагнетания / Н М Морозов, В Г Хозин, Н Н Морозова // Материалы Международного сборника научных трудов «Материалы и изделия для ремонта и строительства» — Новосибирск, 2006 - С 122-125

Корректура автора

Подписано к печати » 2007 г Формат 60x84/16 Печать RISO

Объем I, п л Заказ № ^¿Л-^ Тираж 100

экз

ПМО КГАСУ 420043, Казань, ул Зеленая, 1

ВВЕДЕНИЕ

1. ПЕСЧАНЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ БЕТОНЫ ДОРОЖНОГО НАЗНАЧЕНИЯ (ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ)

1.1. Структура и свойства песчаных дорожных бетонов. Преимущества и недостатки.

1.2. Роль наполнителей в формирование свойств песчаных бетонов

1.3. Технологии укладки дорожного песчаного бетона и формования изделий из него

1.4. Метод зонного нагнетания для уплотнения дорожных бетонов

1.5. Выводы, цель и задачи исследования

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Методы исследований, приборы и оборудование

3. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ И ДИСПЕРСНОСТИ МИНЕРАЛЬНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

3.1. Топологическая модель расположения минеральных наполнителей в цементной матрице

3.2. Гранулометрический состав наполнителей

3.3. Влияние наполнителей на свойства цементного теста

3.3.1. Исследование влияние наполнителей на нормальную густоту и сроки схватывания цементного теста

3.3.2. Оценка активности наполнителей

3.3.3. Влияние наполнителей на пластическую прочность цементного теста

3.3.4. Тепловыделение при гидратации цемента с минеральными наполнителями

3.4. Влияние наполнителей на водоредуцирующее действие суперпластификатора

3.5. Влияние минеральных наполнителей на физико-механические свойства цементного камня

3.6. Особенности гидратации и формирования фазового состава цементного камня с бинарным наполнителем

3.7. Выводы по главе

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЕСЧАНОГО БЕТОНА, УПЛОТНЯЕМОГО МЕТОДОМ ЗОННОГО НАГНЕТАНИЯ

4.1. Влияние технологических параметров мелкозернистых смесей на физико-механические свойства бетона

4.2. Оптимизация гранулометрического состава песка для получения высокопрочного песчаного бетона

4.3. Влияние суперпластификаторов на свойства песчаного бетона

4.4. Физико-механические свойства высокопрочного песчаного бетона с бинарной минеральной добавкой

4.5. Выводы по главе

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПЕСЧАНОГО БЕТОНА С БИНАРНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ, УПЛОТНЯЕМОГО МЕТОДОМ ЗОННОГО НАГНЕТАНИЯ

5.1. Характеристики порового пространства песчаного бетона оптимального состава

5.2. Истираемость песчаного бетона с бинарным наполнителем

5.3. Внутренняя коррозия песчаного бетона

5.4. Морозостойкость песчаного бетона с бинарным наполнителем

5.5. Технико-экономическая эффективность применения песчаного бетона с бинарной добавкой в дорожном строительстве

5.6. Выводы по главе 146 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 147 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 149 ПРИЛОЖЕНИЯ

Объективно растущий уровень требований к свойствам материалов дорожных покрытий, связанный с интенсификацией автомобильного движения и увеличением нагрузок на ось, привел к возврату реального интереса дорожников к цементобетонным покрытиям: на сегодняшний день в Германии 31% дорог имеет такой вид покрытия, в Бельгии - 41%, в США -35%. В России, где проблема дорог вопрос государственной важности, цементобетонных дорожных одежд всего 3%. Между тем их преимущества состоят не столько в сравнительно невысокой стоимости 1 м2, сколько в длительности срока службы (более 25 лет), обусловленный высокой прочностью, морозостойкостью, практической независимостью деформативных свойств от наружней температуры.

Основным расчетным напряжением в дорожных цементных бетонах является изгибающие, поэтому мелкозернистые бетоны на кварцевых песках предпочтительнее крупнозернистых. К тому же дефицит заполнителей из высокопрочных изверженных пород в Европейской части России, где преобладают осадочные карбонатные породы, делают песчаные бетоны приоритетным материалом для дорожных покрытий. Широкие возможности модификации их дисперсными наполнителями из местных пород и промышленных отходов в сочетании с химическими добавками создают основу потенциально высокой технико-экономической эффективности и конкурентоспособности широкого применения песчаных бетонов в дорожных покрытиях.

Однако, для реализации этого нужны научно обоснованные составы и эффективные технологии укладки и формования песчаных бетонов. Одной из таковых может стать разработанная в России технология уплотнения жестких бетонных смесей методом зонного нагнетания. Но ее возможности и эффективность также еще не раскрыты и нуждаются в экспериментальных исследованиях, в частности, когда речь идет о дорожных песчаных бетонах.

Цель работы.

Разработка составов высокопрочных и долговечных цементно-песчаных бетонов дорожного назначения, уплотняемых методом зонного нагнетания.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1) на основе топологической модели структуры бетонов исследовать влияние минеральных наполнителей различной природы и дисперсности на свойства цементной матрицы;

2) обосновать и показать эффективность бинарного наполнителя на основе молотых кремнеземистых и карбонатных пород;

3) оптимизировать составы песчаных бетонов для технологии зонного нагнетания;

4) разработать составы дорожных песчаных бетонов с бинарным наполнителем, отличающихся высокими физико-механическими характеристиками и долговечностью.

Научная новизна

• теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения бинарного наполнителя «перлит-известняк» с удельной поверхностью первого более 1700 м /кг, а второго 90-120 м /кг, обеспечивающих повышенную плотность и прочность цементного камня;

• установлено, что введение бинарного наполнителя вызывает увеличение доли гидросиликатов кальция и уменьшение количества портландита в цементном камне, что закономерно приводит к повышению его прочности и износостойкости;

• установлено, что метод зонного нагнетания обеспечивает достижение большей структурной плотности песчаных бетонов, чем методы прессования и вибропрессования, что связано с возможностью лучшей самоорганизации зернистой среды в условиях локального давления;

• для бетонов, уплотняемых методом зонного нагнетания, установлены антибатные экстремальные зависимости прочности и водопоглощения от водопотребности бетонной смеси

Практическое значение работы заключается:

- в разработке новых составов песчаных бетонов дорожного назначения с бинарным наполнителем, уплотнение которых методом зонного нагнетания позволяет достичь высоких показателей прочности, долговечности и экономической эффективности

- в разработке технологического регламента для производства дорожных плит из песчаного бетона

Внедрение результатов.

Результаты проведенных исследований использованы при выпуске опытно-промышленной партии тротуарной плитки класса по прочности ВЗО на производственной базе ООО «Завод Стройком» (г.Альметьевск).

Теоретические положения диссертационной работы, а также результаты экспериментальных исследований внедрены в учебный процесс подготовки инженеров строителей-технологов по специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Апробация работы. Представленные в диссертации результаты исследований докладывались на: десятых академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Пенза-Казань, 2006г.), V республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Наука. Инновация. Бизнес» (г.Казань, 2005), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2005г.), ежегодных республиканских научных конференциях Казанского государственного архитектурно-строительного университета (2003-2006 г.г.).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 13 научных публикациях, в том числе в статье в центральном рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.

Достоверность результатов экспериментальных исследований и выводов обеспечена:

- соответствием полученных результатов с общими положениями структурообразования цементных композиций;

- использованием современных методов исследования структуры и свойств цементного камня и бетонов;

- получением вероятностной оценки основных численных результатов на базе статистической обработки экспериментальных результатов исследований.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, пять глав, общие выводы, список использованных источников из 160 наименований и приложения. Изложена на 164 страницах, содержат 36 таблицы, 58 рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. С целью разработки составов высокопрочного и долговечного песчаного бетона, уплотняемого методом зонного нагнетания, предложена топологическая модель его структуры, включающая бинарный наполнитель, состоящий из фракций 60-162 мкм и менее 10 мкм, который обеспечивает максимальную плотность упаковки.

2. Исследовано влияние наполнителей различной природы на реологические свойства цементных паст, определено оптимальное количество наполнителей в цементной системе для создания плотной и прочной матрицы цементного камня. Выявлено, что при введении минеральных наполнителей оптимальной концентрации сокращается время структурообразования цементного теста, повышается пластическая прочность.

3. Экспериментально установлен оптимальный вещественный и зерновой состав бинарного наполнителя, состоящего из частиц известняка

2 2 (8Уд=100м /кг) и молотого перлита (Syfl> 1700м /кг), введение которого в состав цементного теста ускоряет структурообразование, увеличивает долю новообразований в цементном камне и его плотность.

4. Методом элементного анализа подтверждено образование гидрокарбоалюмината кальция в контактной зоне цементного камня и известнякового наполнителя, что вносит вклад в повышение прочности материала. Установлено, что оптимальное содержание бинарного наполнителя составляет 10% от массы цемента.

5. Установлено, что применение бинарного наполнителя «перлит-известняк» позволяет повысить раннюю (1-суточную) прочность цементного камня т 13 %, а нормативную (28 сут) - на 17%, снизить открытую пористость на 11 %, а общую на 8 %. Водоредуцирующее действие суперпластификаторов в цементном тесте с молотым известняком выше, чем с кремнеземсодержащими наполнителями.

6. Экспериментально определены интервалы В/Ц и Ц:П и гранулометрический состав песка для песчаных бетонов в пределах которых обеспечивается формуемость (стабильность геометрических размеров) образцов, полученных методом зонного нагнетания. Прочность бетона при сжатии в суточном возрасте составляет 50%, а при изгибе 60% от нормативной.

7. Разработаны оптимальные составы песчаных бетонов с бинарным наполнителем для технологии зонного нагнетания, имеющих класс прочности В30-В65, морозостойкость F400, с низкой истираемостью и высокой стойкостью к внутренней коррозии.

8. Разработан технологический регламент на производство дорожных изделий из песчаного бетона методом зонного нагнетания и выпущена опытная партия тротуарной плитки (брусчатки) в количестве 1800 шт.

1. Ушаков В.В. Перспективы и эффективность применения цементобетона в дорожном строительстве // Наука и техника в дорожной отрасли. 2002. - №4. - С. 5-7.

2. Львович К.И. Проектирование составов песчаных бетонов в зависимссти от технологии их изготовления // Бетон и железобетон. 1994. -№5-С.11-14.

3. Баженов Ю.М. Многокомпонентные мелкозернистые бетоны // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2001. № 10.-С. 24.

4. Королев Н.Е., Зубкин В.Е. Не укатывать, а нагнетать // Строительные и дорожные машины. 1997. - №3. - С.38-39.

5. Иванов Ф.М. Цементный бетон. М.: Автотрансиздат, 1957. - 36 с.

6. Демьянова B.C. Калашников В.И. Быстротвердеющие высокопрочные бетоны с органоминеральными модификаторами. Пенза: ПГУАС, 2003.- 195 с.

7. Шестоперов С.В. Долговечность бетона транспортных сооружений. М.: Изд-во Транспорт, 1966. - 500 с.

8. Подмазова С. А. Проектирование составов бетона для транспортных сооружений. // Бетон и железобетон пути развития. Научные труды 2-ой Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. Том 1. Пленарные доклады. М.: Дипак, 2005. - 440с.

9. Шейнин A.M., Якобсон М.Я. Морозостойкость бетонов с добавкой С-3 при сниженном содержании цемента // Бетон и железобетон. -1987. -№1.-С.24-26.

10. Ушаков В.В. О расширении строительства автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями // Наука и техника в дорожной отрасли. -2003. -№3. -С.7-8.

11. Свиридов Н.В., Коваленко М.Г. Бетон прочностью 150 МПа на рядовых портландцементах // Бетон и железобетон. 1990. - №2. -С.21-22.

12. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд-во АСВ, 2002 - 500с.

13. Гричаников В. А. Мелкозернистые дорожные бетоны с наполнителями из техногенного сырья КМА // Автореф.к.т.н. Белгород -2005.-24 с.

14. Уткин B.J1. Новые технологии строительной индустрии. М.: Русский Издательский Дом. 2004. - 116 с.

15. Мелкозернистые бетоны и их применение в строительстве // Бетон и железобетон. -1993. №10. - С. 2- 4.

16. Краснов A.M. Высоконаполненный мелкозернистый бетон повышенной прочности // Строительные материалы. -2003. №1. - С.8-10.

17. Черкашин Ю.Н. Мелкозернистые бетоны для энергетического строительства на обогащенных песках КМА // Автореф.к.т.н. Белгород,-2006. - 24с.

18. Кузнецов Е.Н. Ползучесть и другие физико-механические свойства высокопрочных мелкозернистых бетонов нового поколения на основе органоминеральных модификаторов// Автореф.к.т.н. М.-2004. -33 с.

19. Патент №2229452 С04 В28/04 Бетонная смесь.

20. Мелкозернистые бетоны: Учебное пособие / Ю.М. Баженов, У.Х. Магдеев, JI.A. Алимов, В.В. Воронин, Л.Б. Гольденберг; Моск. Гос. Строит. Ун-т. М., 1998.- 148 с.

21. Шейнин A.M. Цементобетон для дорожных и аэродромных покрытий. -М.: Транспорт, 1991. 151 с.

22. Баженов Ю.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций. М.: Стройиздат. 1963. - 128 с.

23. Ананенко А.А., Нижевясов В.В., Успенский А.С. Мелкозернистые бетоны с комплексными модификаторами // Изв. вузов. Строительство. -2005. №5. - С.42-45.

24. Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения. М.: Издательство АСВ, 2002. - 168 с.

25. Львович К.И. Выбор песков для песчаного бетона // Бетон и железобетон. 1994. - №2 - С.12-16.

26. Вознесенский В.А., Дао Дат, Ляшенко Т.В., Циганенко Н.А. Анализ вчияния гранулометрии песка и добавок на качество мелкозернистого бетона. // Обычные и специальные бетоны на минеральных вяжущих: Межвузовский сборник, Казань; КХТИ, 1985. С. 39-42.

27. Ферэ. Технология строительных вяжущих материалов М.: - 1902.

28. Шестоперов С.В. Технология бетона. М.: Высшая школа. 1977.432 с.

29. Бурангулов Р.И. Физико-механические свойства мелкозернистого бетона на классифицированных песках. // Исследование и применение мелкозернистых бетонов. Под ред. Краснова И.М. М. 1978. - С. 15.

30. Сезонова А.П., Худякова Г.Г., Румянцев А.Н. Опытные изделия из мелкозернистого бетона на классифицированных песках. // Исследование и применение мелкозернистых бетонов. Под ред. Краснова И.М. М. 1978. -С.63-65.

31. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат. 1981.464 с.

32. Красный И.М. Основные направления развития производства и применения мелкозернистых бетонов // Мелкозернистые бетоны М., 1972. -С. 28-32.

33. Магдеев А.У. Вибропрессованные элементы мощения с повышенными эксплуатационными свойствами из мелкозернистого бетона // Авт. дисс. ктн. Москва.-2003. 20 с.

34. Иванцов Ю.Н., Мартьянов Б.Я. Исследование несущей способности изгибаемых элементов их мелкозернистых бетонов на фракционированных песках. // Исследование и применение мелкозернистых бетонов. Под ред. Краснова И.М. М. 1978. - С.58-60.

35. А.С. №1310362 С04 В28/00 Бетонная смесь.

36. Кочергова Е.Е. Исследование минеральных добавок для бетона с целью ускорения его твердения и экономии цемента // Строительные материалы. 1988. - №3. - С.27-29.

37. Батраков В.Г., Иссерс Ф.А., Серых P.JL, Фурманов С.И. Свойства мелкозернистых смесей и бетонов с добавкой суперпластификатора // Бетон и железобетон. 1982. - №10. - С.22-24.

38. Баженов Ю.М. Новому веку новые эффективные бетоны и технологии // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2001.-№ 1.-С. 12-13.

39. Трамбовецкий В.П., Бабаев Ш.Т. Мировая тенденция использования вторичных продуктов и техногенных отходов в производстве цемента и бетона // Бетон и железобетон. 1994. - №5. - С. 23-26.

40. Walraven J.C., De Uitdaging van Het Hoogwaardig Beton // Cement. -1990.-№2.-Biz. 6-8.

41. Зоткин А.Г. Коэффициент эффективности минеральных добавок в бетоне: интерпретации и определение // Бетон и железобетон. 2005. - №5. -С.12-15.

42. Величко Е.Г., Белякова Ж.С. Физико-химические и методологические основы получения многокомпонентных систем оптимизированного состава // Строительные материалы. 1996. - №3. - С. 27-30.

43. Клаус Хольшемахер, Франк Ден. Технология и исследования производства ультравысокопрочного бетона UHFB // Международное бетонное производство. 2004. - №3. - С. 28-34.

44. Pistilli M.F. The Variability of Condensed Silica Fume from a Canadien Sourse and its Influence on the Properties of Portland Cement Concrete // Cement, Concrete and Aggregate. 1984. - v.6., №1. - P.33-37.

45. Высокий C.A., Бруссер М.И., Смирнов В.П., Царик A.M. Оптимизация состав бетона с дисперсными минеральными добавками // Бетон и железобетон. -1990. №2. -С.7-9.

46. Kurdowski W. The Tricalcium Silicate Hydration in the Presense of Active Silica // Cem. and Concr. Res. 1983. - Vol.13. - P. 341-348.

47. Высоцкий С.А. Минеральные добавки для бетонов // Бетон и железобетон. 1994. - №2. - С. 23-26.

48. Рамачадран Р., Фельдман Р., Бодуэн Дж. Наука о бетоне. Физико-химическое бетоноведение. -М.: Стройиздат, 1986. 178 с.

49. Власов В.К. Механизм повышения прочности бетона при введении микронаполнителя // Бетон и железобетон. -1988. №10. - С. 9-11.

50. Соломатов В.И., Тахиров М.К., Мд. Tax ер Шах. Интенсивная технология бетонов. -М.: Стройиздат, 1989. 264 с.

51. Бабков В.В., Полак А.Ф., Комохов П.Г. Аспекты долговечности цементного камня //Цемент. 1988. - №3. - С.14-16

52. Соломатов В.И., Бобрышев А.Н., Прошин А.П. Кластеры в структуре и технологии композиционных строительных материалов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1983. - №4. - С. 56-61

53. Комохов П.Г. Механико-энергетические аспекты процессов гидратации, твердения и долговечности цементного камня // Цемент 1987. -№2.-С. 20-22.

54. Carefte G.G., Malhotra V.M. Mechanical properties, durability and drying shrinkage of portland cement cocrete incorporation silica fume // Cement, Concrete and Aggregate. 1983. - v.5., №1. - P.3-13.

55. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 464 с.

56. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985. - 440 с.

57. Гольденберг Л.Б., Оганесянц С.Л. Применение зол ТЭС для улучшения свойств мелкозернистых бетонов // Бетон и железобетон. 1987. -№1. -С.15-16.

58. Соломатов В.И., Глаголева JI.M., Кабанов В.Н., Осипова В.И., Черный М.Г., Маршалов О.Г., Ковальчук А.В. Высокопрочный бетон с активированным минеральным наполнителем // Бетон и железобетон. 1986. - №12. - С.10-11.

59. Борисов А.А. Высокопрочные бетоны на рядовых цементах с суперпластификатором на дисперсных носителях // Автореф.к.т.н. -ПГАСА, Пенза. 1997. - 23 с.

60. Суханов М.А., Ефимов С.Н., Долгополов Н.Н., Жуков Н.Ю. Новые пути использования отходов металлургической и энергетической промышленности в технологии вяжущих // Строительные материалы. 1991. -№7.-С.22-23.

61. Красный И.М. О механизме повышения прочности при введении микронаполнителя // Бетон и железобетон. 1987. - №5. - С. 10-11.

62. Larbi J.A., Bijen J.M. The chemistry of the pole fluid of silica fume-blended cement systems //Cem. and Concr. Res. -1990. -V20. -№4. -pp.506-516.

63. Бутт Ю.М., Сычев M.M., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высш. школа, 1980. - 472 с.

64. Марданова Э.И. Многокомпонентные цементы с добавками из местного минерального сырья // Дисс. на соиск. ктн Казань - 1995 -224 с.

65. Власов В.К. Закономерности оптимизации состава бетона с дисперсными минеральными добавками //Бетон и железобетон. -1993. №4. -С.10-12.

66. Каприелов С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов //Бетон и железобетон -1995. №6. -С. 16-20.

67. Будников П.П., Зильберфарб П.М. Строительные материалы-1963-№7-С. 12

68. Битуев А.В. Эффективные бетоны с комплексным использованием перлитовых пород.// Диссертация на соискание степени д.т.н., Улан-Удэ, 2002. 265 с.

69. Чистов Ю.Д., Левшии В.В. Современные российские добавки для получения бетонов с высокими эксплуатационными свойствами // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. - №1. -С.16.

70. Трофимов Б.Я., Горбунов С.П., Крамар Л.Я., Жуков И.В., Башев В.А., Иванов Ф.М., Капкин М.М. Использование отхода производства ферросилиция // Бетон и железобетон. 1987. - №4. - С.39-40.

71. Калашников С.В. Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Пенза, 2006.- 175 с.

72. Sarkar L. Strength enhancement factors in very high strength concrete// NCB Quest. 1990. - Vol. 3. - №1. - P. 1-15.

73. Предтеченский M.B. Влияние кремнеземистой пыли на формирование свойств высокопрочных бетонов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2001. - №11. - С.8-9.

74. Будевейн Пискар. Мука карбоната кальция: средство для снижения затрат и содержания СО.2. // Международное бетонное производство. 2004. - №3. -С.35-38.

75. Жидкова Т. В. Бетон с добавкой мела, как высокодисперсной составляющей его вяжущего компонента // Автореф.к.т.н. Харьков.-1992. -15 с.

76. Зозуля П.В. Оптимизация гранулометрического состава и свойств заполнителей и наполнителей для сухих строительных смесей // Сборник тезисов докладов 3-й Международной конференции BaltiMix, Санкт-Петербург, 2003 г. С. 12-13.

77. Тимашев В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов. М.: Наука, 1986. - 424 с.

78. Каминскас А.Ю. Технология строительных материалов на магнезиальном сырье. Вильнюс: Мокслос - 1987. - 116 с.

79. Митузас Ю.И. Раманаускеве Л.Ю. Роль карбонатов кальция и гидравлических добавок в системе «портландцемент-вода». // Тезисы доклад, республиканской конференции. КПИ, Каунас, 1985. С.34.

80. Тимашев В.В., Колбасов В.М. Свойства цементов с карбонатными добавками // Цемент. -1981. № 10. - С. 10-12.

81. Рыбьев И.А.Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М. Высшая школа, 1978. - 309 с.

82. Касторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы. Учебно-справочное пособие. Ростов н/Д.: Феникс, 2005. - 221 с.

83. Шейкин А.Е, Добшиц Л.М. Цементные бетоны высокой морозостойкости Л.: Стройиздат. - 1989. -128 е., ил.

84. Дергунов С.А., Рубцова В.Н. Смешанные вяжущие направленного спектра действия. // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения. Десятые академические чтения РААСН. Казань, 2006. - С. 164-166.

85. Тарасеева Н.И. Структурообразование и твердение цементных материалов, модифицированных солевыми и шламовыми отходами предприятий энергетики. // Автореф.к.т.н. ПГАСА, Пенза. - 2005. - 23 с.

86. Дегтярева М.М. Технология и свойства бетона с бинарным наполнителем «кварц-известняк» // Автореф.к.т.н. Москва. - 1995 - 19 с.

87. Здоров А.И. Минеральные добавки в цемент и их эффективное использование // Цемент. -1991. №1-2.- С.26-27

88. Энтин З.Б. Ассортимент и качество цементов в СССР и за рубежом // Цемент. 1991. - №1-2. - С.27-35

89. Мчедлов Петросян О.П., Тондилова К.Б., Торозова М.Р. Эффективность введения известняка в пуццолановые и шлаковые цементы // Цемент. - 1991. - №5-6. -С, 13-15

90. Чистов Ю.Д. Роль песчаных бетонов в реализации задач жилищной проблемы // Технологии бетонов. 2006. - №3. - С. 6-7.

91. Баженов Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов.-М.: Стройиздат, 1975.

92. Канунников О.В., Младова М.В. Опыт строительства монолитных цементобетонных покрытий малыми бетоноукладочными комплектами. // Аэропорты. Прогрессивные технологии. 2003. - №2. - С.16-18.

93. Ушаков В.В. Цементобетонные покрытия автомобильных дорог // Строительная техника и технологии. 2001. - №2. - С. 18-19.

94. Соколов В.Г., Соколов А.С., Лаптев В.П. Прочностные характеристики прессованных бетонов оптимальной структуры. // Строительные материалы. 1995. - №8. - С.25-26.

95. Львович К., Уткин В. Песчаный бетон: большие перспективы в новых экономических условиях. // Строительная газета. 2004. - №4. - С. 13.

96. Львович К.И. Песчаный бетон строительный материал России XXI века // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004,-№2.-С. 16-18.

97. Липовский В.М. Сборный железобетон: Справочник. Л.: Стройиздат, 1990. - 144 с.

98. Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. М.: Стройиздат, 1965. - 328 с.

99. Гусев Б.В., Зазимко В.Г. Вибрационная технология бетона. К.: Будивельник, 1991. - 160 с.

100. Сырцов В.М. Пути совершенствования технологии и оборудования для вибрационного формования и уплотнения бетона строительных конструкционных элементов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2001. - №10 - С. 32-33.

101. Баркан Д. Д. Устройство оснований и фундаментов с применением вибрирования. М.: Госстройиздат, 1949. - 124 с.

102. Десов А.Е. Вибрированный бетон. М.: Госстройиздат, 1956.208с.

103. Савинов О.А., Лавринович Е.В. Вибрационная технология уплотнения и формования бетонных смесей. Л.: Стройиздат, 1986. - 279 с.

104. Шмигальский В.Н. Формование изделий на виброплощадках. -М.: Стройиздат, 1958. 104 с.

105. Сорокер В.И., Довжик В.Г. Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона. М.: Стройиздат, 1964. - 307 с.

106. Соколов В.Г., Буйный П.И. Долговечность прессованных бетонов // Строительные материалы. 1994. - №10. - С.22.

107. Колокольников B.C. Технология бетонных и железобетонных изделий. М.: Высшая школа, 1970. - 392 с.

108. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. М.: Стройиздат, 1984. - 672 с.

109. Отечественные вибропрессы для производства строительных материалов нового поколения. // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002. - № 9. - С. 24-25.

110. Кузин В.Н., Королев К.М., Шклярова А.И. Технология и оборудование для производства мелкоштучных изделий из мелкозернистого бетона// Бетон и железобетон. 1993. - №10 - С. 11-14.

111. Ли В.А. Изготовление железобетонных изделий способами непрерывного формования. Учебное пособие. - М.: ЦМИПНС, 1986. - 48 с.

112. Семейных Н.С. К вопросу оценки качества вибропрессованнных изделий. // Строительные материалы. 1996. - №7. - С. 13.

113. Патент на изобретение № 2065357. Способ формования изделий из сыпучих дисперсных материалов / Королев Н.Е., Зубкин В.Е. Опубл. 20.08.1996 г.

114. Королев Н.Е. Опыт бетонирования сборных железобетонных изделий // Новое в технологии формования бетонных и железобетонных изделий. М.: МДНТП. 1977.

115. Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. Зонное нагнетание сыпучих сред, или как строить из обыкновенной земли весьма дешевые, прочные, теплые и огнестойкие дома посредством «Русских качелей». // М.: «РУСАКИ», 2002. 144 с.

116. Оганесян Т., Переходцев Г. Текучие «Русские качели». // Эксперт. -2001. №17. - С.48- 50.

117. Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. Новый вид ручного строительного механизированного инструмента. // Строительные дорожные машины. 1998. - №10. - С.42-43.

118. Королев Н.Е., Зубкин В.Е., Коновалов В.М. Непрерывное трамбование основа для созданияпредельно экономичных, простых и надежных машин. // Строительные дорожные машины. - 2000. - №8. - С.23-24.

119. Зубкин В.Е. Обоснование и выбор основных параметров установки зонного нагнетания для формования бетонных и железобетонных изделий // Автореф.к.т.н. Москва. - 1997. - 18 с.

120. Коновалов В.М. Зубкин В.Е., Королёв Н.Е. Универсальная технология // Наука в России. 2001. - № 5. - С. 33-38.

121. Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. Способ нагнетающей укатки и неклассические дорожные катки // Строительные дорожные машины. 2001. - №3- С. 12-15.

122. Ремнев В.В. Пути повышения активности цементов. // Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения. Восьмые академические чтения. Самара, 2004. - С. 444446.

123. Дягтерева М.М. Технология и свойства бетона с бинарным наполнителем «кварц-известняк» // Автореф.к.т.н. Москва .- 1995. - 19с.

124. Руководство по эксплуатации прибора ПСХ-8А. М., 1998.17 с.

125. Кальгин А.А., Сулейманов Ф.Г. Лабораторный практикум по технологии бетонных и железобетонных изделий. М.: Высш. шк., 1994. -272 с.14J. Бут Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. М.: Стройиздат, 1973. - 273 с.

126. Калашников В.И., Коровкин М.О., Кузнецов Ю.С. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Вяжущие вещества». Пенза: ПТУ АС, 1995.-33 с.

127. Методы исследования цементного камня и бетона. Под ред. Ларионовой З.М. М.: Стройиздат, 1970. - 160 с.

128. Липсон Г., Стил Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм. М.: Мир. 1972.-384 с

129. Горшков B.C. Термография строительных материалов. М.: Стройиздат, 1968.-240 с.

130. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

131. ГОСТ 17608-91 Плиты бетонные тротуарные. Технические условия.

132. Баженов Ю.М., Горчаков Г.И., Алимов Л.А., Воронин В.В. Получение бетона заданных свойств. М.: Стройиздат, 1978. - 53 с.

133. Кузьмина В.П. Устройство сборных дорожных покрытий тротуаров и пешеходных дорожек // Популярное бетоноведение. 2006. - № 5.-С. 70-73.

134. Рояк Г.С. Внутренняя коррозия бетона// Автореф.д.т.н.- М.: ЦНИИС, 2003.-78с.

135. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. -М.: Стройиздат, 1980.-536с.

136. Мусин В.Г. Состав и свойства смешанных вяжущих на основе металлургических шлаков и полиминеральных добавок // Строительные материалы. 1991. - №2. - С.7-8.

137. Викторов A.M. Предотвращение щелочной коррозии увлажняемого бетона // Бетон и железобетон. 1986. - № 8. - С.38-39.

138. Викторов A.M., Осипов А.Д. Способы борьбы с щелочной коррозией бетона// Бетон и железобетон. 1982. - № 1. - С.46-47.

139. Руководство по предотвращению внутренней коррозии бетона в бетонных и железобетонных конструкциях мостов, тоннелей и других транспортных сооружений. М.: 1992.-40с.

140. Рояк Г.С., Грановская И.В., Трактирникова T.JI. Предотвращение щелочной коррозии бетона активными минеральными добавками // Бетон и железобетон. 1986. - № 5. - С. 16.

141. Горчаков Г.И. Состав, структура и свойства цементных бетонов. -М.: Стройиздат, 1976.-144 с.

142. Малхотра В.М. Зола-унос, силика-фьюм и зола рисовой соломки в бетоне // Обзор. Конкрит интернейшнл, Американский Институт бетона. 1993, апрель. - С.23-28 (англ).

143. Бинарный наполнитель изготовлен в лабораторных условиях в соответствии с технологическим регламентом. Приготовление смеси жесткостью СЖ2 по ГОСТ 7473-94 производилось в бетоносмесителе принудительного типа.

144. Фактический расход материалов на 1 м3 песчаного бетона составил:цемент 350 кг, песок - 1750 кг, супепластификатор С-3 - 3,6 кг, бинарный наполнитель - 45 кг, вода - 115 кг.

145. Снижение расхода цемента составило 130 кг на 1 м3 бетона, что приводит к снижению стоимости бетона на 390 руб.

146. Представители предприятия:v\1. Представители КазГАСУ:

147. Зиганшин Г.Х. Мишанин И.В.

148. Морозова Н.Н. Морозов Н.М.

149. ЛМ^ Морозова Н.Н. ассистент1. Морозов Н.М.20071. Содержание1. Введение 31 .Область применения 3

150. Технические требования к материалам, применяемым при 3 производстве дорожных плит

151. Технология и организация производства дорожных плит 74. Контроль производства 16

152. Техника безопасности, пожарная безопасность и производственная 18 санитария

153. Перечень технической документации и производственных 19 инструкций1. Введение

154. Производство плит может быть осуществлено на заводах ЖБИ, КПД, ДСК, а также в строительных организациях, имеющих производственные площади и соответствующее оборудование для изготовления изделий из бетона и железобетона.1. Область применения

155. Технологический регламент распространяется на производство плит, изготавливаемых из песчаного бетона с бинарным наполнителем «перлит-известняк».

156. Технические требования к материалам, применяемым припроизводстве плит

157. Сырьевые материалы, применяемые для производства плит, должны удовлетворять требованиям распространяющихся на них соответствующих стандартов.

158. Сырьевыми компонентами бетона плит являются:- портландцемент марок ПЦ400-Д0-Н, ПЦ500-Д0-Н по ГОСТ 10178-85, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината (СзА) в количестве не более 8 % по массе.

159. ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н для бетона дорожных покрытий при применении в качестве добавки гранулированного шлака не более 15 %.