автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Эффективные бетоны с использованием смешанных вяжущих на основе вулканических шлаков Забайкалья

На правах рукописи

УБОНОВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ЭФФЕКТИВНЫЕ БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СМЕШАННЫХ ВЯЖУЩИХ НА ОСНОВЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ШЛАКОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ

Специальность 05 23 05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ160258

Улан-Удэ 2007

003160258

Работа выполнена в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете (г Улан-Удэ)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Цыремпилов Анатолий Дашиевич

кандидат технических наук, доцент

Гончикова

Елена Владимировна

Официальные оппоненты - доктор технических наук

Вовк

Анатолий Иванович

кандидат технических наук, доцент Марактаев

Константин Максимович

Ведущая организация ООО «Заречная стройдеталь», г Улан-Удэ

Защита состоится 31 октября 2007 г в 9 часов на заседании диссертационного Совета Д 212 039 01 Восточно-Сибирского государственного технологического университета по адресу 670013, г Улан-Удэ, ул Ключевская, 40, в, зал заседаний Ученого совета ВСГТУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет» Автореферат размещен на официальном сайте университета www esstu ru

Автореферат разослан 28 сентября 2007 г

Ученый секретарь f

диссертационного совета г Урханова Л А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Одним из основных, условий осуществления национального проекта «Доступное и комфортное жилье», включающего внедрение результатов науки и техники в народное хозяйство, является освоение и выпуск новых эффективных материалов, получаемых по технологиям, способствующим увеличению объемов производства изделий и конструкций

Важнейшей задачей современной строительной отрасли является разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий, предусматривающих широкое применение промышленных отходов и местных природных материалов, позволяющих рационально использовать сырьевые и топливно-энергетические ресурсы Этого можно достичь за счет применения различных цементосберегающих технологий - использования добавок пластификаторов и суперпластификаторов, минеральных добавок, интенсивных методов приготовления бетонных смесей

Практическому осуществлению поставленных задач могут способствовать исследования по комплексному использованию вулканических шлаков, как в качестве пористого заполнителя в легких бетонах, так и в качестве активной минеральной добавки в смешанных вяжущих в сочетании с химическими модификаторами структурирующего действия

Таким образом, исследование возможности совместного использования вулканических шлаков в легких бетонах и смешанных вяжущих является актуальной задачей, решение которой открывает перспективы увеличения объемов производства легких бетонов с заданными свойствами, а также значительно расширяет сырьевую базу цементной промышленности

В связи с этим вопрос разработки смешанных вяжущих с использованием пород вулканического происхождения и технологии производства бетонов на их основе является актуальным в плане поиска путей повышения качества и технологичности производства указанного материала

Цель диссертационной работы заключается в получении смешанных вяжущих с разным способом введения вулканического шлака и, соответственно, разной активности, разработке

эффективных составов, изучении структуры и свойств бетонов на смешанных вяжущих с применением эффективных пластифицирующих добавок для наиболее рационального использования цемента, его максимальной экономии при одновременном обеспечении прочности и долговечности конструкций

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

- исследовать влияние вулканических шлаков и пластифицирующих добавок на кинетику гидратации, структурообразование и твердение смешанных вяжущих,

- исследовать фазовые превращения, происходящие в цементном камне в присутствии вулканических шлаков и пластифицирующих добавок при твердении,

- исследовать различные способы активации смешанных вяжущих,

- разработать составы бетонов на смешанных вяжущих с пластифицирующими добавками и исследовать их свойства,

- внедрить разработанные составы бетона в производство и определить их технико-экономические показатели

Научная новизна работы.

- Разработаны теоретические положения ускоренного синтеза смешанных вяжущих низкой водопотребности и бетонов на основе вулканических шлаков, активно твердеющих при воздействии механоактивации и режимов тепловлажностной обработки

- Исследованы смешанные вяжущие, полученные различными способами- простым смешением цемента и вулканического шлака (ШЦ), тонкомолотые многокомпонентные цементы (ТМЦ) и вяжущие низкой водопотребности (ВЫВ) с вулканическим шлаком

- Установлены закономерности гидратационного твердения смешанных вяжущих, состоящих из совместно-молотых вулканического шлака, портландцемента и пластифицирующих добавок при различных соотношениях компонентов, дисперсности и режимах тепловлажностной обработки

- Изучен механизм, кинетика процесса гидратации и твердения смешанного вяжущего, идентифицирован фазовый состав новообразований, установлены стадийность их изменений

во времени Установлены соотношения параметров

диспергации на стадии смешивания компонентов шлакобетонной смеси и стадии тепловлажностной обработки Практическая значимость работы.

Установлены составы и технологические параметры приготовления многокомпонентных цементов с добавками вулканического шлака, разработана технология получения шлакоцементных вяжущих разной активности с эффективными пластифицирующими добавками, обеспечивающими значительное уменьшение расхода цемента Определены основные физико-механические характеристики легких бетонов на смешанных вяжущих, необходимые для проектирования конструкций С учетом физико-механических свойств рекомендована наиболее целесообразная область применения легких бетонов на смешанных вяжущих

Внедрение результатов работы.

Легкие бетоны на смешанных вяжущих с пластифицирующими добавками внедрены в ОАО "Буржелезобетон", г Улан-Удэ /Бурятия/ при производстве мелких стеновых камней

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях преподавателей, научных работников и аспирантов ВСГТУ (г Улан-Удэ, 2004-2007 гг ); на всероссийской молодежной научно-практической конференции «Молодые ученые Сибири» (г Улан-Удэ, 2005-2006 гг), на всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (г. Вологда, 2005 г), на международной научно-практической конференции

«Строительный комплекс России наука, образование, практика» (г Улан-Удэ, 2006 г); на всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (г Тула, 2006 г.); на 64-й научно-технической конференции НГАСУ (Сибстрин) (г Новосибирск, 2007 г), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (г Пенза, 2007 г), на всероссийской конференции с международным участием «Научные чтения, посвященные 75-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР М.В Мохосоева» (Улан-Удэ, 2007 г ), на международной конференции «6-th ANNUAL MONGOLIAN

CONCRETE CONFERENCE» (Darkhan, Mongolia, 2007 г), на международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения) (г. Белгород, 2007 г)

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 14 печатных работах, в том числе в рецензируемых журналах по списку ВАК Министерства образования и науки РФ - 1

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и библиографического списка литературы из 134 наименований, содержит 35 рисунков, 32 таблицы, 2 приложения Работа изложена на 163 страницах машинописного текста

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, дана краткая аннотация работы, ее научная новизна, а также основные положения, вынесенные на защиту

В первой главе проведен анализ современного состояния теоретических и экспериментальных исследований применения смешанных вяжущих, обоснованы цели и задачи исследований

В работах И П Александрина, И.Н. Ахвердова, Ю.М Баженова, П П Будникова, Ю М Бутта, А В Волженского, С.С. Гордона, Г И Горчакова, И М. Грушко, Б.В Гусева, И А. Иванова, В А Кинда, B.C. Колокольникова, П Г Комохова, В.В. Михайлова, А В Нехорошева, Л.П. Орентлихер, А С Пантелеева, И.А. Рыбьева, Б Г Скрамтаева, В И Соломатова, В В Стольникова, В В. Товарова, Н Б Урьева, А Е Шейкина, С.В Шестоперова, 3 Б Энтина, В Н Юнга и других отечественных и зарубежных исследователей отражено современное состояние вопроса по изучаемой проблеме в России и за рубежом, отмечены преимущества и недостатки применения минеральных добавок в смешанных вяжущих и бетонах на их основе

Пористые заполнители оказывают доминирующее влияние на формирование структуры и свойств искусственных строительных конгломератов на основе цементных вяжущих

Анализ работ В.Г Батракова, Ш Т. Бабаева, А В Волженского, JIА Малининой, JIН Попова, В И Соломатова, М

Кокубу, В М. Мальхотры и других ученых в области вяжущих низкой водопотребности (ВНВ), основанных на тонком измельчении товарных портландцементов с дополнительным вводом минеральных добавок и суперпластификаторов, показывает, что применение ВНВ позволяет радикально снизить расход цемента при сохранении его активности либо значительно улучшить свойства бетона при сохранении расхода вяжущего.

В ряде работ отечественных и зарубежных ученых показана возможность использования пористых вулканических горных пород (шлаки, пемзы, туфы и тд), обладающих аморфизированной структурой и пуццолановой активностью, в качестве минеральной добавки в цементы, а также в качестве заполнителя в легких бетонах

Обзор работ показывает, что применение минеральных добавок в технологии бетона дает значительный экономический эффект, ухудшение физико-технических свойств бетонов с повышенным содержанием минеральных добавок можно компенсировать введением химических добавок с пластифицирующим, воздухововлекающим и ускоряющим твердение действиями или увеличением дисперсности

Анализ литературных данных по влиянию введения вулканических шлаков в состав вяжущего и бетона в присутствии химических добавок на его последующее твердение и физико-механические характеристики позволяет предположить, что существует комплекс технологических условий получения смешанных вяжущих, при использовании которых получаются вяжущие разной активности и, соответственно, бетоны разных марок

В основу работы положена рабочая гипотеза о взаимосвязи основных закономерностей структурообразования

шлакоцементного теста и камня с пластификаторами со свойствами затвердевшего бетона и возможности направленного регулирования свойств бетонов на смешанных вяжущих путем механоактивации частиц и применения химических добавок Выбор способа введения вулканического шлака в состав смешанного вяжущего должен определяться свойствами бетона и областью его применения

Во второй главе дается характеристика применяемых материалов, приборов и оборудования, методов изготовления и

испытания опытных образцов, обосновывается выбор методики проведения экспериментов

Исследования проводились в лаборатории кафедры «Производство строительных материалов и изделий» ВСГТУ, лаборатории химии и технологии минерального сырья БИП СО РАН и лаборатории химико-спектрального анализа Геологического института СО РАН Некоторые исследования проведены в лаборатории научно-исследовательского, проектно-

конструкторского института бетона и железобетона (НИИЖБ, г Москва)

В качестве компонентов смешанных вяжущих были использованы вулканический шлак Хурай-Хобокского месторождения Республики Бурятия и сухой пластификатор С-3 Новомосковского ПО «Оргсинтез» В отдельных экспериментах наряду с С-3 использовался суперпластификатор Линамикс СП-120 В качестве вяжущего использовался портландцемент (ПЦ М400) Тимлюйского цементного завода с марочной активностью 40 МПа

Для изучения процессов гидратации и структурообразования смешанных вяжущих в присутствии добавок был использован комплекс физико-химических методов исследования

При изучении физико-химических и структурных взаимодействий минеральной добавки с цементным клинкером использован комплексный метод, включающий в себя химический, дифференциально-термический, рентгеноструктурный анализы При этом определялись следующие характеристики вяжущего вещества фазовый состав, процессы гидратации и твердения на воздухе

РФА проводили в автоматизированном режиме на дифрактометре D8-Advance фирмы Bruker AXS с использованием Cuk- излучения, Ni- фильтром со скоростью поворота счетчика 8 град/мин в диапазоне двойных углов 5-60°с использованием программного обеспечения Diffrac Plus Evaluation

Дифференциальный термический и термогравиметрический анализы проводились на дериватографе ОД-103 фирмы "MOM" (Венгрия) в интервале температур от 20 до 1000°С со скоростью подъема 10°С в минуту, эталонное вещество - оксид алюминия, состояние исследуемого вещества - порошок, навеска

исследуемого и эталонного вещества - 200 мг Условия эксперимента для всех проб оставались постоянными

Кинетику нарастания пластической прочности цементного теста определяли с помощью конического пластометра системы МГУ

Дисперсность полученных порошков оценивали по удельной поверхности, определенной на приборе ПСХ-3 по воздухопроницаемости слоя порошка

Цемент, крупный и мелкий заполнитель и вода, принятые для приготовления смешанного вяжущего, растворов и бетонных смесей, удовлетворяют требованиям ГОСТ. Для поризации легкобетонных смесей использовались воздухововлекающая добавка СДО (смола древесная омыленная ТУ 13-05-02-83) и вязкая пена на основе СДО и извести, удовлетворяющие требованиям стандартов.

Оптимизация составов смешанного вяжущего и бетона на его основе проведена с использованием метода математического планирования эксперимента с получением полиномиальных моделей второго порядка, адекватно отражающих поведение исследуемой системы при принятом уровне значимости

Исследование материалов, образцов вяжущего, растворов и бетонных смесей, а также легких бетонов проводили с привлечением стандартных методик

В третьей главе рассматриваются технология приготовления и разработка составов смешанных вяжущих

С целью установления способности диспергирования вулканического шлака и портландцемента проведены предварительные опыты, на основании которых были установлены последовательность загрузки компонентов и продолжительность их помола. Оптимальной принята минимальная продолжительность помола, при которой достигалась максимальная активность вяжущего без существенного возрастания активности при дальнейшем помоле

Нами рассмотрены три способа получения шлакоцементных вяжущих разной активности.

1 ШЦ - простое смешение портландцемента с вулканическим шлаком,

2 ТМЦ - совместный помол портландцемента с вулканическим шлаком до удельной поверхности 450-500 м2/кг,

3 ВНВ - совместный помол портландцемента с вулканическим шлаком в присутствии порошкообразного с}ттерпластификатора С-3 до удельной поверхности 450-500 м2/кг,

т час

Рис 1 Влияние продолжительности помола на прочность при сжатии после пропаривания и после нормального твердения в двухкамерной шаровой мельнице

Известно, что тонкое измельчение способствует интенсификации физико-химических реакций и является определяющим процессом в механоактивации веществ, так как при воздействии механических сил изменяются физические и химические свойства материалов Большое многообразие физико-механических свойств измельчаемых материалов и требований, предъявляемых к продуктам измельчения, приводит к необходимости использования различных типов измельчающих аппаратов

Активность вяжущего, определенная по прочности на сжатие, повышается с увеличением дефектности поверхностной структуры Считается, что тонкий помол вяжущего двояким образом улучшает вяжущие свойства материала Во-первых, мелкий порошок более равномерно распределяется на поверхности зерен и других заполнителей, что обеспечивает лучшее соприкосновение составных частей раствора Во-вторых, реакция между вяжущим веществом и жидкостью затворения происходит лишь на поверхности частиц, и дальнейшее их взаимодействие затрудняется накоплением продуктов - гидратации, обволакивающих непрореагировавшие частицы материала

Известно также, что механоактивация веществ сопровождается значительными изменениями в их структуре,

химическом и фазовом составе, приводящими к повышению их физико-химической активности, что, в конечном итоге, приводит к снижению энергозатрат на процессы ускоренного синтеза искусственного камня

Поэтому чем тоньше измельчен материал и чем больше его поверхность по отношению ко всей массе, тем быстрее проходит гидратация и тем большая часть вяжущего вещества успевает прореагировать

Время измельчения, мин

Рис 2 Влияние продолжительности помола на эффективность

процесса измельчения 1- сухая активация смешанного вяжущего состава ПЦ ВИГ=80 20 +1% С-3 виброистиратель, 2 — то же планетарная мельница, 3 - сухая активация смешанного вяжущего состава ПЦ ВШ=80 20 виброистиратель, 4 — то же планетарная мельница

С увеличением времени активации увеличивается степень дисперсности вяжущих, что приводит к увеличению их активности, как видим на рисунках 1 и 2, оптимальное время активации смешанного вяжущего составило 6 часов на двухкамерной шаровой мельнице и 2-3 минуты на планетарной мельнице и виброистирателе

Измельчение материала свыше полученного временного интервала диспергирования приведет к увеличению себестоимости смешанного вяжущего вследствие увеличения энергетических затрат на процесс помола вяжущих и к износу помольного оборудования

Как свидетельствуют данные рисунка 3, наиболее оптимальной является дисперсность 450-550 м2/кг. По полученным данным можно сделать вывод о том, что механоактивация истиранием является наиболее эффективным методом диспергирования

Рис 3 Влияние продолжительности помола на прочность при сжатии после пропаривания 1 - сухая активация смешанного вяжущего состава ПЦ ВШ=80 20 в виброистирателе, 2 - то же в планетарной мельнице, 3 — то же в шаровой

мельнице

Структурообразование смешанных вяжущих в присутствии химических добавок определяли путем исследования кинетики нарастания пластической прочности Введение вулканического шлака в состав вяжущего удлиняет индукционный период существования коагуляционной структуры Присутствие химических добавок при сниженном В/Ц отношении ускоряет процессы структурообразования, также как и увеличение удельной поверхности. При исследовании влияния способа введения вулканического шлака (в составе вяжущего низкой водопотребности) на кинетику нарастания пластической прочности нами было выявлено, что введение добавок, в частности, С-3, в состав вяжущего в процессе помола существенно ускоряет темп роста пластической прочности

На рисунке 4 приведены данные РФА смешанных вяжущих, измельченных до дисперсности 550 м2/кг Отмечается уменьшение интенсивности пиков, относимых к исходному оксиду кальция СаО (d=2,76, 3,02 Ä). При этом одновременно наблюдается возникновение в значительном объеме алюмосиликатов кальция

типа геленита С2АБ (<1=2,51 А) и моносиликата (с1=1,62_А)______

' »53 ? 1 й 5 ? 5

5а= 500 мУкг § £

( "о, 1 12 о. 3

,=• 450 мг/кг г

1

^ЗООм^/кг

I

20 30 40

2-Пи.(а - Бса!«.

кальция Св

Рис 4 Кривые РФА смешанных вяжущих состава ПЦ ВШ=80 20, диспергированного в стержневом вибрационном измельчитель типа 75Т-ДрМ

Оптимизация составов и исследования свойств смешанных вяжущих на основе ПЦ М400 проводились с применением центрального композиционного ротатабельного планирования эксперимента Было исследовано воздействие двух факторов -содержание цемента в смешанном вяжущем Ц/(Ц+ВШ) и расход суперпластификатора С-3 в % от массы цемента, на свойства цементного камня и растворов

Условия планирования эксперимента представлены в таблице 1

Параметрами оптимизации состава смешанного вяжущего были выбраны следующие свойства цементного камня: средняя плотность цементного камня в сухом состоянии (рсух, кг/м3), нормальная густота цементного теста (Н.Г, %), предел прочности при сжатии цементного камня после пропаривания а также через 3, 7 и 28 суток нормального твердения (К-сж3нт, Ксж?т> КсЖ28т)> то же при изгибе (11ип, Ыи3т, Ыи7нг, Яи28ш)

Некоторые полученные уравнения представлены ниже Н Г = 22,24-4,39 Х,-2,08-Х2+0,55 Х12+ 1,05 Х22+0,625 X! Х2; 11сж28т = 46,62+11,74 Х1+3,9 Х2-4,63 Х,2-2,85 Х22+3,73 X! Х2 рсух = 1810+175 Х!+44-Х2+28 Х,2-30 Х22-9 ХГХ2.

Таблица 1

Уровни варьирования технологических факторов

Технологические факторы Код Основной уровень Х0 Интервал варьирования Уровни варьирования переменных

-1,41 -1,0 0 + 1,0 +1,41

Доля цемента в смешанном вяжущем Ц/(Ц+ВШ) X, 0,7 0,21 0,4 0,44 0,7 0,81 1,0

Содержание С-3 в % от массы х2 1,0 0,7 0 0,3 1,0 1,7 2,0

некоторых полученных

Графическая интерпретация уравнений представлена на рисунке 5.

13.сж, МПа 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00

а б

Рис. 5. Влияние доли цемента ПЦ М400 и расхода суперпластификатора на: а) прочность цементного камня при сжатии К,ж28, МПа; б) нормальную густоту цементного теста, %.

Анализ полученных уравнений регрессии позволяет сделать вывод о том, что более существенное влияние на свойства вяжущего оказывает первый фактор - содержание цемента в смешанном вяжущем. Об этом свидетельствует превышение

коэффициентов при первом переменном X! над

коэффициентом Х2. Полученное вяжущее, содержащее 90% ПЦ М400, 10% вулканического шлака при расходе суперпластификатора в интервале 0,1 - 0,7% от массы цемента, имеет наибольшие показатели по прочности — 61 — 63 МПа. При замене 50% цемента вулканическим шлаком, т.е. при Ц/(Ц+ВШ)=0,5 и при расходе суперпластификатора 0,7-1% активность вяжущего достигает 40 МПа, что соответствует активности исходного немолотого цемента.

28 сут. £ ""

......"......

14 сут.

... сдагь

7 сут.

к,

I

1 сут.

■I . и I |

20 30 40

2-П»е(а - вса!е

60

б)

28 сут. £

^С^+С,^ Са(ОН)г С 5

14 сут. 7 сут. |

1 сут.

•Г , Н . |

~20 ¡о" 40

2-Т1ге1а - 8са1с

В) |

28 сут; | ОМ*.

£------I .. г . с>$

14 сут. |

Г----, ;

7 сут. I

Г-" . | , ;

! су т. ;

■Г у , I

20 30 40

2-1ЪеГа - Ясак

Г)

28 сут. £ С,8+С8 ■ .. Са(ОН),

14 сут. (

7 сут;

1 сут.

1 >4. |

5 10 20 30 40 50 60

2-Т11«я - всяк

Рис. 6. Рентгенограммы цементного камня, твердевшего в воздушно-влажных условиях: а) ПЦ М400; б) ШЦВ-50 вулканический шлак; в) ТМЦ-50 вулканический шлак + 0,7% С-3; г) ВНВ-50 вулканический шлак+1%С-3.

Степень гидратации алита клинкерной части ВНВ (рис 6) с вулканическим шлаком наиболее интенсивно, однако более плавно, чем у бездобавочного цемента, увеличивается в 7-14 сутки твердения и достигает значения, близкого к исходному цементу Содержание портландита также повышается, однако данные по разным пикам дают различные значения, что, по всей видимости, связано с наложениями на них других продуктов гидратации

Данное вяжущее (ВНВ-50 вулканический шлак + С-3) после суток твердения показывает такое же количество гидратных новообразований, имеющих отражения в области двойных углов 5 20°, что ШЦВ в возрасте 7 суток К 28 суткам достигается наибольшая из всех составов полнота гидратации алита, степень закристаллизованности новообразований также несколько выше, чем у ШЦВ

Гидратация вяжущих низкой водопотребности в начальный период несколько замедляется содержащейся в них добавкой ПАВ Суперпластификатор С-3, принципиально не изменяя состав новообразований, также оказывает модифицирующее влияние, структура гидросиликатной массы становится более плотной и однородной за счет увеличения абсолютного объема новообразований Вяжущее с применением суперпластификатора отличается хорошо закристаллизованной структурой, в нем присутствуют, кроме частично закристаллизованных тоберморитподобных гидросиликатов, гиролит и трускоттит, армирующие гель полимеризовавшейся кремнекислоты "

Таким образом, для дальнейших исследований был выбран по ряду критериев состав вяжущего марки 400, имеющий максимальное содержание вулканического шлака - 50% и наименьшую нормальную густоту цементного теста - 26% при расходе С-3, равном 1%

В четвертой главе приведены результаты исследования по подбору составов шлакобетонов плотной и поризованной структуры, а также проведены исследования физико-технических и физико-механических свойств легких бетонов на смешанных вяжущих Подбор составов бетонов осуществляли расчетно-экспериментальным способом В качестве вяжущего использовали цемент ПЦ М400 Дозирование вяжущего и воды производили по массе, а крупного, мелкого заполнителя, смолы древесной омыленной (СДО) и вязкой пены - по объему с контролем массы.

к

При поризации бетонной смеси использовали раствор СДО либо вязкую пену Вязкую пену приготавливали из смеси 10 процентного раствора СДО и 7-процентного раствора извести в соотношении 1 1 по объему

Расходы заполнителей и воздухововлекающих добавок в бетонах на ПЦ и смешанных вяжущих для сравнения эффективности вяжущих были приняты одинаковыми Как показали эксперименты, смешанные вяжущие оказывают водоредуцирующее и пластифицирующее влияние на легкобетонные смеси Расход воды для достижения одинаковой удобоукладываемости шлакобетонной смеси на смешанном вяжущем понижается на 5-7% Замена в вяжущем 50% цемента вулканическим шлаком практически не приводит к увеличению водопотребности равноподвижных бетонных смесей. В ходе исследований было установлено, что, несмотря на двукратное уменьшение клинкерной составляющей, прочностные характеристики бетонов поризованной структуры практически не уступают характеристикам бетонов на основе ПЦ М400 В бетонах плотной структуры при использовании смешанного вяжущего выявлено снижение прочности на 10-25%

В результате анализа результатов подбора составов легких бетонов классов по прочности В3,5 - BIO установлено, что использование смешанных вяжущих в них достаточно эффективно и более целесообразно в поризованных бетонах

Вязкая пена, в отличие от СДО, обеспечивает более высокую степень поризации и меньшее замедление скорости твердения бетона Это объясняется тем, что регулирование дисперсности и стабильности воздушных пузырьков, вводимых в бетонные смеси, осуществляется на стадии генерирования пены Поризация бетонов вязкой пеной позволяет полностью исключить применение пористого песка При этом использование смешанных вяжущих, имеющих повышенную удельную поверхность, способствует стабилизации и экранированию воздушных пузырьков

Производилось определение этих характеристик легких бетонов на контрольных составах и на исходном цементе ПЦ М400

Получены данные по прочностным характеристикам шлакобетонов классов В3,5 - В7,5 на смешанных вяжущих, необходимые для расчета и проектирования конструкций, которые

представлены в таблице 2.

Таблица 2

_Некоторые характеристики шлакобетона _

Характеристика бетона Ед Класс бетона по прочности на сжатие

изм В 3,5 В 5 В 7,5 В 10

Средняя плотность шлакобетона в сухом кг/м3 800-1000 900-1200 1000-1100 1100-1300

состоянии

Средняя прочность шлакобетона данного МПа 4,6 6,6 9,8 13,1

класса

Призменная прочность шлакобетона Лщ, МПа 2,7 3,5 5,5 7,5

Влажность шлакобетона % 12 13 14 14

по массе после

пропаривания Морозостойкость шлакобетона цикл 15 25 35 50

Важным технологическим свойством бетонных смесей является длительность сохранения подвижности, достигнутой за счет применения суперпластификаторов Введение вулканического шлака влияет на длительность сохранения подвижности бетонной смеси Так, через 2 часа подвижность бетонной смеси на цементе ПЦ М400 составляет 9 см, а на шлакобетоне - 4см При введении суперпластификатора С-3 в бетонных смесях как на портландцементе, так и на смешанных вяжущих пластифицирующий эффект сохраняется более продолжительное время

При исследовании теплофизических свойств шлакобетонов было выявлено, что замена цемента в бетонах на смешанном вяжущем при прочих равных условиях позволяет на 9-11% снизить теплопроводность бетона, что подтверждает возможность снижения теплопроводности, не связанной с изменением средней плотности бетона Сорбционная влажность у шлакобетонов на смешанном вяжущем с увеличением доли вулканического шлака уменьшается, что также свидетельствует об эффективности разработанных вяжущих и бетонов в натурных условиях

В результате сравнительного анализа теплопроводности, сорбционного увлажнения, морозостойкости установлено, что комплексное использование вулканических шлаков как в качестве мелкого заполнителя легких бетонов, так и в качестве

гидравлически активной минеральной добавки в

сочетании с суперпластификатором в смешанных вяжущих существенно улучшает их эксплуатационные характеристики:

- водопоглощение снижается на 10-20%;

- сорбционная способность уменьшается в 1,1 -1,3 раза,

- теплопроводность уменьшается на 15-20%,

- морозостойкость повышается на одну ступень

В пятой главе диссертационной работы проведено теплотехническое и технико-экономическое обоснование строительства наружных стен из легкобетонных стеновых камней по ГОСТ 6133-84 со средней плотностью 1100 кг/м3 и маркой 50 из шлакобетона на смешанном вяжущем марки 400 Согласно расчетам стоимость 1 м2 наружной стены по предлагаемому варианту составляет 6296,98 руб, что в сравнении со стоимостью стены из шлакобетонных стеновых камней на обычном цементе ниже на 20%

Опытно-промышленное внедрение результатов

исследований подтвердило эффективность применения смешанных вяжущих и легких бетонов на их основе при строительстве наружных ограждающих конструкций.

Основные выводы по результатам работы:

1. На основе изучения взаимосвязи свойств смешанных вяжущих с их поведением в цементно-водной системе обоснована целесообразность разработки и применения вяжущих веществ, полученных разными способами (ШЦ, ТМЦ, ВНВ), позволяющих направленно регулировать свойства бетонных смесей и бетонов

2 С использованием комплекса физико-химических методов исследований изучены особенности процессов гидратации и структурообразования, структура и прочность цементного камня на основе разных вяжущих в присутствии суперпластификаторов Установлено, что за счет взаимодействия продукта гидролиза твердеющего цементного камня и активного кремнезема в вулканических шлаках значительно повышается доля гидросиликатов типа С8Н(В). Известь, образующаяся при гидролизе цемента, частично связывается с кремнеземом вулканического шлака, а небольшая часть карбонизируется, что является характерным для образцов шлакоцементного камня.

Выявлено, что к исследуемому сроку кремнезем не полностью связывается и его часть остается в свободном состоянии, это предопределяет незатухающий характер пуццолановой реакции в смешанном вяжущем между цементом и вулканическим шлаком и длительный рост прочности бетонов на таких вяжущих

3 Исследование кинетики нарастания пластической прочности шлакоцементного теста показало, что введение вулканических шлаков в состав смешанного вяжущего замедляет сроки схватывания и рост пластической прочности, способствуя при этом более полному протеканию процессов гидратации в поздние сроки и формированию мелкокристаллической структуры Введение химических добавок в состав смешанного вяжущего ускоряет процесс структурообразования. При увеличении удельной поверхности смешанного вяжущего, т е при получении ТМЦ-50, кинетика нарастания пластической прочности идет так же, как при простом введении вулканического шлака При введении С-3 на стадии получения вяжущего (помола) в ВНВ-50 существенно увеличивается темп набора пластической прочности.

4 Прочность бетона при сжатии при простом введении вулканического шлака в состав смешанного вяжущего в ранние сроки при любых соотношениях Ц ВШ (до 50%) снижается Начиная с 90-суточного возраста прочность бетонов на смешанных вяжущих с содержанием вулканического шлака до 20% достигает прочности бетонов контрольного состава Прочность бетонов с пластифицирующими добавками из равноподвижных бетонных смесей со сниженным В/Ц превышает прочность бетонов без добавки на 10-34%

5 Введение суперпластификатора С-3 в бетоны на смешанных вяжущих способствует повышению прочности бетонов от 20 до 30,6% по сравнению с соответствующим бездобавочным составом Введение суперпластификаторов в состав бетонов на ТМЦ-50 позволяет увеличить прочность бетонов и компенсировать тем самым то понижение прочности, которое было вызвано введением 50% вулканического шлака в состав ТМЦ Применение ВНВ-50 дает увеличение прочности на 30%

6 Установлено увеличение степени гидратации как клинкерных минералов, так и вулканического шлака, качественное улучшение структуры новообразований, повышение однородности цементного камня

7 Разработаны оптимальные составы бетонов на исследуемых вяжущих и изучены основные технологические свойства бетонных смесей, физико-механические характеристики бетонов на основе смешанных вяжущих в присутствии пластификаторов

8 Установлено, что улучшение свойств легких бетонов на смешанных вяжущих обусловлено следующим- повышением степени гидратации клинкера в результате

диспергирующего действия суперпластификатора,

- увеличением абсолютного объема новообразований и формированием более плотной и однородной структуры,

- снижением расхода воды затворения в результате пластифицирующего эффекта,

- модифицирующим воздействием на кристаллические новообразования с образованием более мелкодисперсной структуры и изменением характера и величины пор

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Убонов А В Смешанное вяжущее на основе вулканических шлаков Забайкалья / СВ. Эрдынеев, Ч О Цыдендамбаев, А В Убонов// Матер третьей всерос науч -техн конф «Вузовская наука - региону» - Вологда Изд-во ВоГТУ, 2005 - Т 1 -С 94-95

2 Убонов А В О перспективах применения вулканических шлаков в строительстве / ЕВ Гончикова, А.В Убонов// Матер всерос науч -практ конф. «Молодые ученые Сибири» - Улан-Удэ. Изд-во ВСГТУ, 2006 - С 100-102

3 Убонов А В Эффективные смешанные вяжущие на основе вулканических пород Забайкалья с применением пластифицирующих добавок / А В Убонов// Матер всерос науч -практ. конф «Молодые ученые Сибири» - Улан-Удэ Изд-во ВСГТУ, 2006 -С 89-91

4 Убонов А В Эффективные материалы на основе смешанных вяжущих низкой водопотребности / ЕВ Гончикова, А В Убонов // Вестник ВСГТУ - Улан-Удэ Изд-во ВСГТУ, 2006 -№1 - С 36-40

5 Убонов А В Реологические свойства шлакоцементных композиций на основе смешанных вяжущих низкой водопотребности / ЕВ. Гончикова, А.Ж Чимитов, А В Убонов // Вестник ВСГТУ - Улан-Удэ Изд-во ВСГТУ, 2006.- №2. -С 41-45

6 Убонов А В Смешанные вяжущие на основе вулканических пород Забайкалья /АД Цыремпилов, А В. Убонов, 3 М Гончиков, Е В Гончикова // Матер междунар науч -практ конф «Строительный комплекс России наука, образование, практика» - Улан-Удэ* Изд-во ВСГТУ, 2006 - С 201-203

7. Убонов А В Энергосберегающие технологии строительных материалов на основе минерального сырья Бурятии / Е В Гончикова, А В Убонов // Матер всерос науч -техн конф «Приоритетные направления развития науки и технологий» -Москва-Тула, Изд-во ТулГУ, 2006 - С. 105-106

8 Убонов А В Активированное вяжущее низкой водопотребности из портландцемента и вулканических шлаков / Е В Гончикова, А В Убонов// Матер 64-й науч -технич конф НГАСУ (СИБСТРИН). - Новосибирск Изд-во НГАСУ, 2007 - С 28.

9 Убонов А.В Механоактивация смешанных вяжущих низкой водопотребности на основе вулканических пород Забайкалья / Е.В Гончикова, А Ж Чимитов, А.В Убонов И Матер, междунар науч.-техн конф «Актуальные проблемы современного строительства». - Пенза Изд-во ПГУАС, 2007 - С. 316-319

10 Убонов А.В Бетоны низкой водопотребности с модифицированными минеральными добавками / ПК Хардаев, Е В Гончикова, А В. Убонов // Матер всерос. конф с междунар участием «Научные чтения, посвященные 75-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР MB Мохосоева» -Улан-Удэ- Изд-во БИП СО РАН, 2007 - С 221-222

11 Убонов А В Смешанные вяжущие на основе вулканических пород Забайкалья /ПК Хардаев, Е.В Гончикова, А В Убонов// - Строительные материалы -2007 - № 7 - С 80-81

12. Убонов А В Энергосберегающие технологии производства смешанных вяжущих, используемых в монолитных бетонах /Е В Гончикова, 3 М Гончиков, А.В Убонов, И Ю Жамбалова // Матер 6 th ANNUAL MONGOLIAN CONCRETE CONFERENCE - Darkhan, Mongolia -2007 -S 36-38

13 Убонов А В Смешанное вяжущее для бетонов, твердеющих при пропаривании /Е В Гончикова, 3 М. Гончиков, А В Убонов // Матер междунар науч -практ конф «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения)» -Белгород Изд-во БГТУ им В .Г Шухова, 2007 - 41 - С. 58-60

14 Убонов А В Энергосберегающие технологии производства смешанных вяжущих на основе вулканических пород Забайкалья /Е В Гончикова, 3 М Гончиков, А В Убонов // Матер междун науч -практ конф «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (ХУШ научные чтения)» - Белгород Изд-во БГТУ им В Г Шухова, 2007 - 4.1 -С 55-57

Подписано в печать 20 09 2007 г Формат 60x84 1/16 Уел п л 1,39

_Тираж 100 экз Заказ №171_

Издательство ВСГТУ 670013 г Улан-Удэ, ул Ключевская, 40, в Отпечатано в типографии ВСГТУ 670013 г Улан-Удэ, ул Ключевская, 42

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Актуальные вопросы производства смешанных вяжущих, состав и свойства.

1.2. Активные минеральные добавки (АМД) как компонент смешанных вяжущих.

1.3. Особенности структурообразования смешанных вяжущих.

1.4. Вяжущие низкой водопотребности.

1.5. Роль тонкомолотых наполнителей в вяжущем веществе.

1.6. Выводы из обзора литературы и основные направления работы.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Сырьевые материалы.

2.1.1. Запасы и геологическое строение месторождения вулканических шлаков.

2.1.2. Характеристика вулканических шлаков.

2.1.3. Характеристика клинкера Тимлюйскош цементного завода.

2.1.4. Характеристика химических добавок.

2.2. Методы исследований.

2.2.1. Исследования вяжущих веществ.

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СМЕШАННЫХ ВЯЖУЩИХ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА.

3.1. Постановка задач исследования.

3.2. Влияние механической активации минеральных добавок на физико-химические процессы взаимодействия их с цементным клинкером.

3.3. Влияние состава смешанного вяжущего и условий твердения на его физико-механические свойства.

3.4. Влияние состава смешанного вяжущего на нормальную густоту и сроки схватывания цементного теста.

3.5. Исследование кинетики структурообразования шлакоцементных композиций с пластификаторами.

3.6. Повышение эффективности смешанного вяжущего за счет использования химических добавок.

3.7. Выводы.

ГЛАВА 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМЕШАННЫХ ВЯЖУЩИХ В ЛЕГКИХ БЕТОНАХ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ШЛАКОВ.

4.1. Постановка задач исследования.

4.2. Легкие бетоны плотной структуры.

4.3. Легкие бетоны, поризованные вязкой пеной.

4.4. Легкие бетоны, поризованные воздухововлекающей добавкой.

4.5. Основные физико-технические свойства легких бетонов.

4.5.1. Средняя плотность.

4.5.2. Водопоглощение и структурные показатели.

4.5.3. Морозостойкость.

4.5.4. Теплофизические и сорбционные показатели.

4.5.5. Прочность кубиковая и призменная. Коэффициент призменной прочности.

4.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Опытное освоение производства легких бетонов пониженной теплопроводности при комплексном использовании вулканических шлаков.

5.2. Технико-экономические показатели ограждающих конструкций из легких бетонов на смешанных вяжущих.

Одной из важнейших задач современной строительной отрасли является разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий, предусматривающих широкое применение промышленных отходов и местных природных материалов, позволяющих рационально использовать сырьевые и топливно-энергетические ресурсы.

Несмотря на огромный размах научных исследований в нашей стране и за рубежом по использованию минеральных добавок к цементам, практический их ввод в портландцементы составляет 20-25% от массы клинкера. Номенклатура используемых добавок весьма ограничена. Поэтому расширение ассортимента добавок, изыскание возможностей вовлечения в оборот ранее неиспользуемых видов минерального сырья представляет большой практический интерес.

Портландцемент и его разновидности, будучи конечным продуктом цементной промышленности, в то же время являются основными исходными компонентами в производстве бетона и железобетона, во многом определяющие технико-экономические и эксплуатационные свойства изделий. Из наиболее перспективных способов повышения качества цемента без существенного изменения технологии его производства, является введение в его состав различных добавок, активно влияющих в процессе гидратации цемента на формирование структуры и свойства цементного камня. В качестве таких добавок экономически целесообразно использовать природные материалы местного значения.

Особое место среди известных добавок к цементам занимают вулканические шлаки (ВШ), отличающиеся весьма широким спектром химико-минералогического состава и, соответственно, различными свойствами.

На современном этапе развития технологии строительства проблема повышения качества, долговечности, экономичности бетона и железобетона успешно решается путем химизации этой отрасли.

Одним из наиболее перспективных и эффективных направлений химизации в современном строительстве является широкое использование различных органических и неорганических соединений в качестве специальных добавок в бетоны. Вводимые в незначительных количествах - десятых и сотых долях по отношению к массе цемента - они существенно влияют на химические процессы твердения бетона, обеспечивают улучшение его механических, физических свойств, в том числе плотности, водонепроницаемости, морозостойкости, коррозийной стойкости и др.

Наиболее доступным и новым направлением получения бетона с повышенными прочностными характеристиками является технология вяжущих низкой водопотребности, одной из особенностей которой является то, что при использовании в качестве основы стандартного портландцемента путем введения на стадии изготовления (помола) различных минеральных и органических добавок, в том числе пород вулканического происхождения, можно придавать вяжущим низкой водопотребности требуемые свойства.

Поэтому вопрос разработки смешанных вяжущих с использованием пород вулканического происхождения и технологии производства бетонов на их основе является актуальным в плане поиска путей повышения качества и технологичности производства указанного материала.

Целью диссертационной работы явилось:

• Установление общих закономерностей изменения структуры смешанных вяжущих с активными минеральными добавками на примере вулканических шлаков и бетонов на их основе;

• Разработка эффективных составов и изучение структуры и свойств бетонов на смешанных вяжущих с применением пластифицирующих добавок для наиболее рационального использования цемента, его максимальной экономии при одновременном обеспечении прочности и долговечности конструкций.

• Разработка технологии получения смешанного вяжущего и нормативно - технологической документации для массового изготовления бетонных изделий;

В основу работы положена рабочая гипотеза о взаимосвязи основных закономерностей структурообразования шлакоцементного теста и камня с пластификаторами со свойствами затвердевшего бетона и возможности направленного регулирования свойств бетонов на смешанных вяжущих путем механоактивации частиц и применения химических добавок. Выбор способа введения вулканического шлака в состав смешанного вяжущего должен определяться свойствами бетона и областью его применения.

Решение этой проблемы позволит вовлечь в народно-хозяйственный оборот местные природные материалы - вулканические шлаки, за счет использования которых расширяется сырьевая база строительства, улучшается экологическая обстановка, снижается стоимость строительства.

Научная новизна:

Разработаны теоретические положения ускоренного синтеза смешанных вяжущих низкой водопотребности и бетонов на основе вулканических шлаков, активно твердеющих при воздействии механоактивации и режимов тепловлажностной обработки.

Исследованы смешанные вяжущие, полученные различными способами: простым смешением цемента и вулканического шлака (ШЦ), тонкомолотые многокомпонентные цементы (ТМЦ) и вяжущие низкой водопотребности (ВНВ) с вулканическим шлаком.

Установлены закономерности гидратационного твердения смешанных вяжущих, состоящих из совместно-молотых вулканического шлака, портландцемента и пластифицирующих добавок при различных соотношениях компонентов, дисперсности и режимах тепловлажностной обработки.

Изучен механизм, кинетика процесса гидратации и твердения смешанного вяжущего, идентифицирован фазовый состав новообразований, установлены стадийность их изменений во времени. Установлены соотношения параметров диспергации на стадии смешивания компонентов шлакобетонной смеси и стадии тепловлажностной обработки.

Практическая значимость. Установлены составы и технологические параметры приготовления многокомпонентных цементов с добавками вулканического шлака, разработана технология получения смешанных вяжущих разной активности с эффективными пластифицирующими добавками, обеспечивающими значительное уменьшение расхода цемента. Определены основные физико-механические характеристики легких бетонов на смешанных вяжущих, необходимые для проектирования конструкций. С учетом физико-механических свойств рекомендована наиболее целесообразная область применения легких бетонов на смешанных вяжущих.

Реализация работы. Легкие бетоны после проведенных заводских испытаний приняты к внедрению на ОАО «Буржелезобетон» г. Улан-Удэ /Бурятия/ при производстве мелких стеновых камней.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях преподавателей, научных работников и аспирантов ВСГТУ (г. Улан-Удэ, 2004-2007 гг.); на всероссийской молодежной научно - практической конференции «Молодые ученые Сибири» (г. Улан-Удэ, 2005-2006 гг.); на международной научно-практической конференции «Строительный комплекс России: наука, образование, практика» (г. Улан-Удэ, 2006 г.); на всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (г. Тула, 2006 г.); на 64-й научно-технической конференции НГАСУ (Сибстрин) (г. Новосибирск, 2007 г.); на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Пенза, 2007 г.); на всероссийской конференции с международным участием «Научные чтения, посвященные 75-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР М.В. Мохосоева» (г. Улан-Удэ, 2007 г.); на международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения)» (г. Белгород, 2007 г.)

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 14 печатных работах, в том числе в рецензируемых журналах по списку ВАК Министерства образования и науки РФ - 1.

Объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 134 наименований, содержит 35 рисунков и 32 таблицы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе изучения взаимосвязи свойств различных смешанных вяжущих с их поведением в цементно-водной системе обоснована целесообразность разработки и применения вяжущих веществ, полученных разными способами (ШЦ, ТМЦ, ВНВ), позволяющих направленно регулировать свойства бетонных смесей и бетонов.

2. С использованием комплекса физико-химических методов исследований изучены особенности процессов гидратации и структурообразования, структура и прочность цементного камня на основе вяжущих в присутствии суперпластификаторов С-3, Динамике СП-120. Установлено, что за счет взаимодействия продукта гидролиза твердеющего цементного камня и активного кремнезема в вулканических шлаках значительно повышается доля гидросиликатов типа CSH(B). Известь, образующаяся при гидролизе цемента, частично связывается с кремнеземом вулканического шлака, а небольшая часть карбонизируется, что является характерным для образцов шлакоцементного камня. Выявлено, что к исследуемому сроку кремнезем не полностью связывается и его часть остается в свободном состоянии, это предопределяет незатухающий характер пуццолановой реакции в твердеющей цементной системе между цементом и вулканическим шлаком и длительный рост прочности бетонов не таких вяжущих.

3. Исследование кинетики нарастания пластической прочности шлакоцементного теста показал, что введение вулканических шлаков в состав смешанного вяжущего замедляет сроки схватывания и рост пластической прочности, способствуя при этом более полному протеканию процессов гидратации в поздние сроки и формированию мелкокристаллической структуры цементного камня. Введение химических добавок в состав смешанного вяжущего ускоряет процесс структурообразования. При увеличении удельной поверхности смешанного вяжущего, т.е. при получении ТМЦ-50 кинетика нарастания пластической прочности идет так же, как при простом введении вулканического шлака. При введении С-3 на стадии получения вяжущего (помола) - в ВНВ-50 существенно увеличивается темп набора пластической прочности.

4. Прочность бетона при сжатии при простом введении вулканического шлака в состав смешанного вяжущего в ранние сроки при любых соотношениях Ц:ВШ (до 50%) снижается. Начиная с 90-суточного возраста прочность бетонов на смешанном вяжущем с содержанием вулканического шлака до 20% достигает прочности бетонов контрольного состава. Прочность бетонов с разными пластифицирующими добавками из равноподвижных бетонных смесей со сниженным В/Ц превышает прочность бетонов без добавки на 10-34%.

5. Установлено увеличение степени гидратации как клинкерных минералов, так и вулканического шлака, качественное улучшение структуры новообразований, повышение однородности цементного камня.

6. Введение суперпластификатора С-3 в бетоны на смешанных вяжущих способствует повышению прочности бетонов от 20 до 30,6% по сравнению с соответствующим бездобавочным составом. Введение суперпластификаторов в состав бетонов на ТМЦ-50 позволяет увеличить прочность бетонов и компенсировать тем самым то понижение прочности, которое было вызвано введением 50% вулканического шлака в состав ТМЦ. Применение ВНВ-50 дает увеличение прочности на 30%.

7. Установлено, что улучшение гидро- и теплофизических свойств легких бетонов на смешанных вяжущих обусловлено следующим:

- повышением степени гидратации клинкера в результате диспергирующего действия суперпластификатора;

- увеличением абсолютного объема новообразований и формированием более плотной и однородной структуры;

- снижением расхода воды затворения в результате пластифицирующего эффекта;

- модифицирующим воздействием на кристаллические новообразования с образованием более мелкодисперсной структуры и изменением характера и величины пор.

152

1. Адылходжаев А.И., Соломатов В.И. Основы интенсивной раздельной технологи бетона. Ташкент: ФАН, 1993. - 213 с.

2. Александрии И.П. Исследование свойств песчаного цемента // Труды ЛИИПС. 1937. - Вып.З. - С.3-46.

3. Александрии И.П. Исследование свойств песчаного цемента // Труды ЛИИПС. 1938. - Вып.6. - С.125-139.

4. Афанасьев Н.Ф., Целулойко М.К. Добавки в бетоны и растворы. Киев: Будивэльник. 1989.- 128с.

5. Бабаев Ш.Т., Башлыков Н.Ф., Сердюк В.Н. Основные принципы получения высокоэффективных вяжущих низкой водопотребности // Промышленность строит, материалов. Сер. 3. Промышленность сборного железобетона / ВНИЭСМ. М.,1991 .-Вып. 1.

6. Бабаев Ш.Т., Башлыков Н.Ф., Гольдинина И.Я. Высокопрочные цементные композиции на основе вяжущих низкой водопотребности // Бетон и железобетон 1990.-№2 - С.8-10.

7. Бабаев Ш.Т. Об эффективном использовании модификатора С-3 в цементных системах // Химические добавки и их применение в технологии производства сборного железобетона.-М.: 1992.-С.69-77.

8. Бабаев Ш.Т., Башлыков Н.Ф., Сорокин Ю.Ф. Особенности технологии и свойств бетонов на основе вяжущих низкой водопотребности // Промышленность строит, материалов. Сер.З. Промышленность сборного железобетона / ВНИИЭСМ.- М., 1992.- Вып.2.

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

10. Баженов Ю.М., Шубенкин П.Ф., Дворкин Л.И. Применение промышленных отходов в производстве строительных материалов. -М.:Стройиздат.1986.-56с.

11. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. М.: АО «Астра семь», 1998., 768 с.

12. Батраков В.Г., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и др. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности // Бетон и железобетон.-1988.- №11.-С. 4-6.

13. Батраков В.Г., Иванов Ф.М., Силина Е.С., Фаликман В.Р. Применение суперпластификатора в бетоне // Обзорная информация, Серия 7, Строительные материалы и изделия М., ВНИИИС, 1982,-60 с.

14. Батраков В.Г., Каприелов С.С., Шейнфельд А.В. Эффективность применения ультрадисперсных отходов ферросплавного производства //Бетон и железобетон. 1989. - N8. - С.24-25.

15. Белелюбский Н.А. О песчаном цементе: Доклад Шсъезду русских деятелей по водяным путям в 1896 году. СПБ., 1986. - 10 с.

16. Бобрышев А.Н., Макридин Н.И., Соломатов В.И. Явление самоорганизации в твердеющих цементных системах / Приволжский дом научно-технической пропаганды, Пензенский инженерно-строительный институт. Пенза, 1989. - 34 с.

17. Болдырев А.С. К итогам VII Международного конгресса по химии цемента.// Цемент.- 1980.-№12.-С.1-3.

18. Будников П.П., Сохацкая Г.А. Повышение активности шлакопортландцемента путем сверхтонкого помола // Доменные шлаки в строительстве. К.: Госстройиздат УССР, 1956. - С. 191-200.

19. Буркасов В.Б. Бетоны, наполненные модифицированными шлаками.// Дисс.канд. тех. наук-М., 1996 180 с.

20. Бутг Ю.М., Беркович Т.М. Вяжущие вещества с поверхностно-активными добавками. М.: Промстройиздат, 1953.

21. Бутт Ю.М., Волоконский Б.В., Егоров Г.В. и др. Справочник по химии цемента.- Л.: Стройиздат, 1980.- 144 с.

22. Букки Р. Добавки и смешанные цементы с точки зрения промышленности //Специальный доклад. 8-й международный конгресс по химии цемента. Рио-де-Жанейро. 1986.

23. Вейлер С.Я., Ребиндер П.А. Исследование упруго-пластических свойств и тиксотропии дисперсных систем (суспензий) эмульсий и коллойдных растворов.- М.: АН СССР, 1967.-С. 69-78.

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

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

26. Волженский А.В., Карпова Т.А. Влияние низких цементных отношений на свойства камня при длительном твердении // Строительные материалы.-1980.-№7.-С. 18-20.

27. Волженский А.В. Влияние концентрации вяжущих на прочность и деформативность при твердении // Бетон и железобетон.-1986.-№4.-С.1-12.

28. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1986.- 452 с.

29. Волженский А.В., Попов Л.Н. Высокопрочные мелкозернистые бетоны на песчаных цементах // Бетон и железобетон 1980. - №2. - С.51-55.

30. Волженский А.В., Попов JI.H. Смешанные портландцемента повторного помола и бетоны на их основе. М.: Издательство по строительству и архитектуре.- 1961.-102 с.

31. Гончиков З.М. Керамзито- и туфобетоны пониженной теплопроводности с комплексным использованием туфа.// Дисс.канд. тех. наук Улан-Удэ., 1998 - 182 с.

32. Гончикова Е.В. Структура и свойства бетонов на основе золоцементных вяжущих с эффективными пластифицирующими добавками.// Дисс.канд. тех. наук-Улан-Удэ., 1997 189 с.

33. Горчаков Г.И. и др. Вяжущие вещества. Бетоны и изделия из них М.: Высшая школа, 1976.- 294 с.

34. Грановский И.Г., Глуховский В.Д., Чистяков В.В. и др. Гидратация и структурообразование шлакощелочного вяжущего. // Неорганические материалы. Изв. АН СССР.- 1982.- Т.18,- № 6.- С 1038-1043.

35. Дворкин Л.И. Соломатов В.И., Выровой В.Н., Чудновский С.М. Цементные бетоны с минеральными наполнителями. К.: Будивэльник, 1991.-136 с.

36. Дмитриев A.M., Тимашев В.В. Теоретические и экономические основы технологии многокомпонентных цементов //Цемент.-1981.-№10.- С.1-2.

37. Дмитриев A.M., Юдович Б.Э., Тарнаруцкий Г.М. Производство смешанного вяжущего нового поколения // Новые вяжущие материалы и их применение. Новосибирск. 1991.-С. 21-22.

38. Долгополов Н.Н., Суханов М.А., Феднер А.А. и др. Бетоны и растворы на высокоактивном ВНВ .//Цемент. 1990.-N1.-C. 16-18.

39. Долгополов Н.Н., Ферднер Л.А., Суханов М.А. Некоторые вопросы развития технологии строительных материалов // Строительные материалы.-1994.-№6.-С.5-6.

40. Долгополов Н.Н., Суханов М.А., Ефимов С.Н. Новый тип цемента: структура, льдистость цементного камня // Строительные материалы.-1994.-№6. С.9-10.

41. Зацепин А.Н., Мышковская С.А. Шлакопортландцемент для бетонных покрытий дорог и аэродромов // Цемент. 1958. - №6. - С.20-23.

42. Зоткин А.Г. Микронаполняющий эффект минеральных добавок в бетоне // Бетон и железобетон.-1994.-№3.-С.7-9.

43. Зубрилов С.П. Физическая активация растворов. Л.: Химия.- 1989.-186с.

44. Иванов Ф.М. Добавки в бетоны и перспективы применения суперпластификаторов. В кн.: Бетоны с эффективными суперпластификаторами. -М.:НИИЖБ, 1979.-80 с.

45. Иванов Ф.М., Москвин В.М., Батраков В.Г. и др. Добавка для бетонных смесей суперпластификатор С-3.- Бетон и железобетон, 1978, №10.

46. Иванов Ф.М., Рулева В.В. высокоподвижные бетонные смеси. // Бетон и железобетон, №10,1976 с. 9-11.

47. Изотов B.C. Формирование структуры и свойств бетонов на активированных смешанных вяжущих.// Дисс.док. тех. наук Казань, 2004-431 с.

48. Использование отходов в цементной промышленности.// Труды НИИ Цемента. М.: 1982. Вып.69. - 143 с.

49. Калашников В.И., Борисов А.А., Поляков Л.Г. и др. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах // Строительные материалы.-2000.-№7.-С.13-14.

50. Каприелов С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов // Бетон и железобетон.-1995.-№6.-С. 16-21.

51. Каприелов С.С. Суперпластификатор С-3 и свойства бетонных смесей. // Реферативная информация. Серия Промышленность сборного железобетона, ВНИИЭСМ, вып. 5,1979.- с. 40-44.

52. Каприелов С.С., Похлебкина Н.Ю., Пирожников В.В. и др. Свойства бетонов с добавкой ультрадисперсных отходов ферросплавногопроизводства Тр. НИИЖБа: Химические добавки для бетонов. М.: 1987.-С.126-133.

53. Кинд В.А., Журавлев В.Ф. Получение песчаных портландцементов.// Цемент.- 1937.-№9.-С.8-9.

54. Кинд В.А., Журавлев В.Ф. Получение песчанистых портландцементов // Цемент. 1937. - № 4. - С.36-41.

55. Кинд В.А. Стойкость кварцевого портландцемента против действия сульфатных растворов.// Цемент.- 1938.-№1.-С.5-7.

56. Константуполо Г.С. Примеры и задачи по механическому оборудованию заводов. М.: Высшая школа, 1975. - 282 с.

57. Костромин С.В. и др. Методика разведки геологического изучения, подсчета запасов месторождения перлитов и рекомендации по эксплуатации месторождения / Материалы науч.- техн. конф. Улан-Удэ, 1969. - 74 с.

58. Кочетов В.А. Римский бетон. М.: Стройиздат, 1991. - 128 с.

59. Кравченко И.В., Кузнецова Т.В., Власова М.Т. и др. Химия и технология специальных цементов.- М.: Стройиздат, 1979.- 207с.

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

61. Краткий справочник технолога цементного завода / Под. ред. Мешик Т.Г. -М.: Стройиздат, 1974.

62. Крекшин В.Е. О влиянии тонкодисперсных фракций песка на микроструктуру бетона // Соверш. стр-ва назем, объектов нефт. и газ. пром-ти. Сб. науч. трудов НПО «Гидротрубопровод».- М., 1990.- С. 2326.

63. Кржеминский С.А. Вулканические породы // Сб.тр./ РОСНИИМС. -М., 1954.-Ж7.-45 с.

64. Кржеминский С.А. Силикатные соединения в породах// Сб.тр./РОСНИИМС. М., 1953. - № 4. - 41с.

65. Кривенко П.В., Скурчинская Ж.В., Демьянова J1.E., Бобунова Е.Г. Гидратационно-дегидратационный процесс получения искусственного камня на основе щелочных алюмосиликатных связок. // Цемент. 1993. -№ 3. — С. 39-40.

66. Кузнецова Т.В., Сулеменко Л.М. Механоактивация портландцементных сырьевых смесей. // Цемент. 1982. - № 8. - С. 20-22.

67. Кузнецова Т.В. IX Международный Конгресс по химии цемента.// Цемент.- 1993.-№2.-С.4-7.

68. Курбанова З.Г., Гулиева П.А. Многокомпонентные цементы на основе местного карбонатного и песчаного сырья. // Тематич. сб. научн. трудов НИИСМ им. С.А. Дадашева - Баку, - 1985. - С.54-57.

69. Малинина JI.A. Состояние и перспективы развития бетоноведения тяжелого бетона // Тезисы доклада 2-й межрегиональной конференции ассоциации «Железобетон». М.:НИИЖБ.- 1995.

70. Малинина JI. А. Проблемы производства и применения многокомпонентных цементов. //Бетон и железобетон.-1990.-№ 2.-С.З-5.

71. Массаца Ф. Химия пуццолановых добавок и смешанных цементов/ЛЛестой Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат.1976.- Т.З.-Цементы и их свойства. - С. 209-221.

72. Матвиенко А.Д. Активизация доменных шлаков на основе сверхтонкого помола // Доменные шлаки в строительстве. К.: Госстройиздат УССР, 1956.-С.201-211.

73. Майборода В.Ф. Применение вулканических шлаков в строительстве -М.: Стройиздат, 1988 -136 С.

74. Маянц М.М. и др. Использование зол и шлаков ГЭС в промышленности строительных материалов. Обзор.- М.: 1970г.

75. Мчедлов-Петросян О.П., Воробьева Т.Н., Лихачева С.Н. Перспективные добавки и их оптимальное количество в цементе.// Цемент.- 1982.-N3.-С.12.

76. Мясникова Е.А., Мукашевич Н.В. Свойства вяжущих низкой водопотребности.// Новые вяжущие материалы и их применение. -Новосибирск. 1991. С. 19-21.

77. Наназашвили И.Х. Структурообразование древесно-цементных композитов на основе ВНВ // Бетон и железобетон.-1991.-№12.-С. 15-17.

78. Наназашвили В.И., Германский Г.И. Монолитные покрытия пола повышенной эксплуатационной стойкости на основе ВНВ, модифицированного полимером // Бетон и железобетон.-1991.-№3.-С.6.

79. Наседкин В.В., Соловьева Т.Н., Гараев A.M., Магер А.В. Вулканический шлак и пемза, их месторождение и генезис М.: Наука, 1987 - 127 С.

80. Наседкин В.В. Водосодержащие вулканические стекла кислого состава, их генезис и изменения. М, 1963. - 98 с .

81. Никитин И.В., Сафиуллина А.Ш., Кондращенков А.А. Свойства композиционных вяжущих на основе гипса и сталерафинированных шлаков // Химия и технология местных вяжущих материалов. -Челябинск, 1980. С. 58-63.

82. Нудель М.Э., Крыхтин Г.С. Особенности процесса сухого измельчения цементного сырья в поверхностно-активной среде // Измельчение цементного сырья и клинкера.- М.: Труды НИИЦемента, Вып.36, 1976, С. 34-52.

83. Пащенко А.А., Мясникова Е.А. и др. Теория цемента. Киев: Будивэльник, 1991.- 110с.

84. Петров В.П., Наседкин В.В. Перлит и другие кислые природные вулканические стекла как горные породы и промышленное сырье/ Тр. ИГЕМ. -М., 1961.-Вып.48.-51с.

85. Пример усовершенствования техники измельчения цемента. Zhou В. // Shuini. Cement. 1995.- №5. - С.6-8.

86. Пьячев В.А., Решетова З.Д. Влияние минералогического состава клинкера и условий твердения на прочность шлакопортландцемента // Цемент. 1962. - №5. - С.10-12.

87. Рамачандран B.C. и др. Добавки в бетон: Справ, пособие / Рамачандран B.C., Фельдман Р.Ф., Коллепарди М. и др.; Под ред. Рамачандрана В.С.-М.: Стройиздат, 1988.- С. 168-184.

88. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: АН СССР, 1966.-С. 73-87.

89. Рекомендации по физико-химическому контролю состава и качества суперпластификатора С-3.- М.: НИИЖБ, 1984. 56 с.

90. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона.- М.: НИИЖБ, 1982. -103 с.

91. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.: Стройиздат. 1993.-416с.

92. Рубенчик В.Ю., Юдович Б.Э., Писаренко Г.И. Влияние минералогического состава портландцементного клинкера на состав и свойства ВНВ // Тр. НИИЦемента.- Вып.104.- С.16-23.

93. Рунова Р.Ф. Исследование автоклавных щелочноземельных алюмосиликатных материалов. Автореф. Дис. канд. техн. наук. Киев, инж.-строит. ин-т.-Киев, 1989.- С. 88-95.

94. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа, 1971.-382 с.

95. Современные методы оптимизации композиционных материалов. Под редакцией Вознесенского В. А. - Киев: Будивэльник. - 1983. - 144 с.

96. Соломатов В.И., Тахаров М.К., Тахер Шах Мд. Интенсивная технология бетонов. М.: Стройиздат, 1989. - 264 с.

97. Соломатов В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов // Изв. Вузов. Серия: Строительство и архитектура. 1980. -№12.-С.61-70.

98. Соломатов В.И., Выровой В.Н. Роль наполнителей в структурообразовании композиционных строительных материалов // Прогрессивные ресурсосберегающие процессы в технологиистроительных материалов, изделий и их контроль. Брянск, 1984. - С.31-36.

99. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов // Изв. Вузов. Серия: Строительство и архитектура. 1985. - №8. - С.58-64.

100. Соломатов В.И., Выровой В.Н. Микроструктура бетона как композиционного материалов // Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений / МИИТ. М., 1986. - С. 47-54.

101. ЮЗ.Соломатов В.И., Выровой В.Н. Макроструктура бетона как композиционного материалов // Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений / МИИТ. М., 1986. - С. 55-58.

102. Соломатов В.И., Селяев В.П. Химическое сопротивление композиционных материалов. М.: Стройиздат, 1987. - 264 с.

103. Сыркин Я.М., Френкель М.Б., Крипицер A.M. Быстротвердеющие шлакопортландцементы // Цемент. 1959. - №2. - С. 3-6.

104. Товаров В.В. Модифицированные характеристики гранулометрического состава материалов // Цемент.- 1980.- №3.- С.8-9.

105. Трофимов Б.Я. и др. Использование отходов производства ферросилиция. //Бетон и железобетон. 1987. N4. - С 35-39.

106. Ю8.Удачкин И.Б., Сулименко J1.M. Смешанные цементы // Цемент.-1993, №2,- С.7-10.

107. Ю9.Урханова JI.A. Активированные известково-кремнеземистые вяжущие и изделия на их основе.// Дисс. .канд. тех. наук М., 1995 - 176 с.

108. ПО.Хаттори К. Развитие новых пластификаторов для получения высокопрочного бетона.- Никакие ГЭППО, 1976, е.28, №8,- с. 10-21

109. Химическая структура и реакционная способность твердых веществ. -М.: Химия, 1976.- 172с.

110. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. М.: Стройиздат, 1972. - 172 с.

111. Цыремпилов А.Д., Убеев А.В., Заяханов М.Е., Чимитов А.Ж. Гидромеханическая активация твердения цемента. // XXVII Междунар. Конф. Мол. ученых и специалистов в области бетона и железобетона. / Тез. Докл. -Иркутск.- 1990. -С. 136-137.

112. Шестоперов С.В. Пути решения проблемы экономии цемента.// Сб. научн. трудов МАДИ «Автомобильный транспорт и дорожное строительство» М.:1980.-С.24-26

113. Экономия энергии путем введения добавок в neMeHT.//Silicates industriels. 1985.-№9.-С.10.

114. Юнг В.Н. Микробетон // Цемент. 1934. - №7. - С.6-17.

115. Юнг В.Н. Теория микробетона и ее развитие // Труды сессии ВНИТО силикатной промышленности о достижениях советской науки в области силикатов за 30 лет. 1949. - С.50-53.

116. Юнг В.Н. Теория вяжущих веществ. М.: Промстройиздат, 1952. - 546 с.

117. Bush Н., Petzold A. Structur und Hydraulizital basischer Hochofenschlacken // Silikattechnik. 1971. - №1. - S. 13-14.

118. Fucushi J., Kasami H. Supper Plasticizer. Concrete Journal, 1978, №150, p. 32-37

119. Hewlett P., Rixom R. Superplasticised concrete.- Concrete, 1976, v.10, №9, p. 39-42

120. Ievtic D. Neka iskustva u priment additive u gradevinarstvu.-Izgradnja, 1979, t.33, №12,s.48-52.

121. Koivupalo Antti. Nesteytetyn betonin ominaisuuksista ja Kaytookonteista. -Rekennastekniikka, 1977, n.33, №5, s.323

122. Kondo R., Diamon M., Sakai E. Infraction between cement and organic polyelectrolytes. Cemento, 1978, v.75, p. 103-109.

123. Kondo R. Influence of polymers on the hydration and flow properties of Portland cement. Cem. Assac., Rev. 31-st Gen. Meet.Techn.Sess., Tokio, Synopses, 1977, p. 38-40

124. Kreijga P.C. Plasticizers and dispersing admixture. Admixtures. Proceedings of the International Congress on Admixtures, April 1980. Lancaster, London, New York, Construction Press, 1980, p. 1-16.

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

126. Larbi J.A., Bijien J.M. The chemistry of the pole of silicia fume-blended cement systems // Cem. And Concr.Res.-1990.-V20.-№4.-pp.506-516.

127. Metha P.K. Pozzolanic and cementitious byproducts as mineral ad mixtuves fov concvete. A cvitica Revien. Pvoceedings CANMET/ACI 1st Intevnatinonal Confevence ACI Pube SP 79. Montebello.1983.

128. Quit flows the concrete. Civil Engineering, 1977, March.

129. Sersale R. Aspects of the chemistry of addition Advances in Cement Technology.// Ed by S.N.Grosh Oxford. Povgamon Pvess. S.p. 13-14.

130. Superlasticing admixtures in concrete. Report of Joint Working Party of the Cement and Concrete Association and Concrete Admixtures Association. CCAL CAA, London, 1976, January