автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Гидротехнический бетон с добавкой лигносульфонатов, модифицированных золой

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

ИНСТИТУТ

На правах рукописи НАТОГМА ИДДИРИСУ

УДК. 666.372.16

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЙ БЕТОН С ДОБАВКОЙ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЗОЛОЙ

05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1993

Работа выполнена в Ташкентском ордена Трудового Красного Знамени института инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент М. Е. Борисов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор М. К. Тахиров,

кандидат технических наук М. И. Воловик

Ведущая организация: ТашЗНИИЭП Госкомархитектуры

республики Узбекистан

<Г '' [> п Д I - — Защита состоится «■ —4 » _199 г. в ' I_

час. на заседании специализированного совета К- 067.03.22 в Ташкентском архитектурно-строительном институте (ТАСИ) по адресу: 700011, г. Ташкент, ул. Навои, 13, большой зал ТАСИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_» _ 199 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

М. К. ХАСАНОВА

ОЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ Актуальность темп. В связи с переориентацией экономики развивающихся стран на рикочн;«е отноазнад особенно остро встают вопроси совершенствования строительного производства, экономии материальных и трудошх ресурсов, снижения энергозатрат в строительстве. Особенно актуальным для таких стран, к которым молю отнести Узбекистан и республику Гана, является увеличение объемов орошаемых земель и развитие гкдрооиергеткки, что, в спо» очередь, связано с повышением объемов гидротехнического и мелиоративного строительства.

Beu.yi'iee место среди «итериалсв длй гидротехнического строительства принадлежит .гелезоботсну. резкое пошиеиие цен на энергоносители впзвало значительное удорожание цемента, экономия которого становится одной из первоочередних задач. Кроме этого, отсутствие в республиках Узбекистан и Гана качественного сырья не позволяет получать суль^етостойкае портландцемент«, а жаркий климат и интенсивная солнечная радиация, пониженная агрессивность подземнкх вод с.чижают долговечность конструкции.

решение проблем производства бетонных и гелезоОетошшх конструкции наиболее дяыегкм и э^цектикныч способом мокет быть обеспечено за, счст применения впсокооф1,ектиг-.нпх плг.стп'Т.ицпруадих дооавок, особенно зктузлеи поиск таких добавок нь базе отходов местнах производств.

Цель работы. С-1 : с i î э и т : i « с ; т т а л Ei ï i с j—' i" е о р е т i т11 е с i: о g и практические -обоснованно гоз!.:. ■ .чг. v; ул;'ч нэпаг: тесчодог нч ;с:;х свойств бст-дшос г:<сс:;, ,.'hckko-iехниче_к;;х и ,.кп,л.уа,ггпг_0ш:и,;>: свойств б;тли ввэ::"-H!tcî дсбаг:'!: технических г.аыосуль^патов, »пдн;пиеровалпчх r-rioV /чо' (¡[-Я).

Основное задачи работ»:

оптимизировать параметры кодпТикацпи ЛОТ золой-унос, изучить процессы гидратации и структурообразованип портландцемента с доданной Я~2, выявить механизм воздействия догадки на свойства цемоптно-вогаюй систем.];

исходя из механизма действия добавки оптимизировать состевч 'бетонной смеси с добавкой, учтено пить количегтнешшо и качественные зависимости свойств бетонной смеси и бетона от введения малых добавок Л-2 и других структурообразующих докторов. Наследовать влияние добавки на технологические свойства бетонной смеси, Физико-технические и эксплуатационные свойства бетона;

методами математического планирования эксперимента оптимизировать составы гидротехнического бетоне т мелкозернистых (б?ф/шш.чх) песках с добавкой;

выполнить опытно-производственную апробацию результатов исследований, составить расчет техивко-гтоиовичосгой жМективногти, разработать "Рекомендации по применении модиТипировапних липюсуль'То-нетоп Л-2 в качестве добавок для т:ш>л"у и м? лкозерннстих бетонов" и "Технологическую карту не нрнгчтг.рленпе и ведение добпчки Л-2".

_Плучнпп новизна работа обусловлена глрдтк'шч

Обсковяпо всзгдалатость у лучения нолоппееккх, технических и •)Рспл:.'отагоютпх •сгоЛго» бетона от ш«>л-жпл 0,С,¡П? от г«>с-р цементе добавки техничо' ких лвлю-'уль'онатол, "иопп'ипировавччх золой.

Установлены оптимальные предо ли степени мокСип.ппп, их овчзь « поверхностной активность»), ввявлои» от>бочно»тк гялрятг-цли и струь- • турообрнзования цементного кг с добавкой, т«-1 31 по п^лол'-лтельное рявшгае добавки л-°. ко 'Торпирогвппо поровон структур1).

Установлен количественное зоиксимостк прочности и долговечное-

tri бетона от структурообразующих факторов.

СбОСИОВйНа ВОЗИОлИОСТЬ использования в технологии гидротехнического бетона иостандорлшх бзрхашых песков.

Практически! ценно с т ь. Установлена оптимальная степень, параметры и технологический передала кодп,¡.икашгл при получении добавки л-2 в производствамх условиях.

Оптимизированы составы гидротехнического бетона с дооиъкой, выявлена возможность значительного улучшения технологических, прочностных и эксилу..тышотшк сиояств. Пр&длоа.ени способи корректировки составив бетона с добавкой Л-2 различного назначения в различных у с лс в i ы х.

Доказана воз:.".о,ыоеть экономии 15...3»£ ашыпь при введений добавья с обеспбчен.!оа ниишгшых птшлу&тишошшх свойств бетона С морозостойкости, uouuHonpuHBUö wwc v д, трб'даюс.ойкостл).

Реализация pfart'jT.j. Cn.i'iно-приазводс»веннсе j-uejJpcH^a |.аау:и>— татов работы осуществлено на Куйлвкскш ЗоЬчди костоьях хслззсбе-tohhdx конструкций, ¡.зге: овлено более 500 м3 бетона мостоы:: и гидротехнических конструкции. ^кошл.звезскал ,•■!.; е.,тигноап. лршл;--непич составила оодви ГСМ-0 К'б. ( в пенах ва ОЫ.у.уЗ г.) на I if бетона. По результатам исследовании и внедрения оостлнленч "Тех--нологнчс.сь.н юрта но приютовлинии и ььедшги«. ¿«»"«ым Л-'.i а Сл.-Т'внун > тлись в условиях заводи liEii" и "рекомендации по при::евсн;:.о меди;'.шкропен.-ых лигноауль.;гнатов Л--2 в качества даоаьск для тя-

и мелкозернист.jx ceiиной"Лх'сксьирхктйыурп распуоликл Узбекистан, г.).

AtinoCoi'.i'i fi..ii№i. OcH'":jH!Ju нола.аения дпссерчмсюнной paCo-u. долосени h,i :лилдуиьр0д1к'й и. /чзо-'Те.нпческоЛ кон;ерсшшл "|;лерл-.1' I дл,1 ¡" ,ц. 'Тру спи;; ("i век," ; f . Д.чснрглс: рас к , ;:-.! i. ;-:::норч

в

ние материалоемкости продукции строительной индустрии" (г.Ташкент, 30-31 октября 1992 г.).

рубрикации. По теме дксспрт&ции опубликованы 4 печатные работа.

■ Объем работы. Диссертация состоит из введения, пятд глав, общих выводов, списка используемой литературы 242 наименований и 3 приложений, содержит 157 отр. машинописного текста, включает 24 таблиц» и 56 рисунков. '

Основное содержание работы. В нерпой глава представлен аналитический обзор отечественной и знрубежчмй литературы по вопросам применения пластифицирующих добавок для бетоне, отражен значительный вклад в разработку и изучение химических добавок для бетона узбекских-ученых - Э.Х.Дмеиовз, А.Б.Амрпбога, Т.А.Атпкузиеяа, ф.А.Гле-кель, Л.М.Ботвиной, И."К.Каскмоло, Н.А.Сампгова, Г.П.Отупакова, U.K. Тнхирога и др., ряда ученых других стран СНГ - И.Н.Агаердова, ¡О.М.Баженова, В.Г.Батракова , Ю.М.Бутта, Г. П.Горчакова , С>.М.Иванова , ц.Т'. Комоховв, О.В.Кунцелича, В.Б.Ра гшюва , 11. И. Со лома то ва, В.В.Столкни-кова, Б.Д.Тринкера, М.И.Хпгеровича, Ю.С-.Черкинокогп, С.1Ы!!естопрро-ва и др.

Произведен критический анллиз более ЮО наименований химических добавок для бетона. В результате рассмотрения клиентций добнпок установлено, что наилучшими из них и наиболее распространен!! ¡пи я"~ ллютея шшстификигсш. Используемое м ш^столтео врег.ч пласгп! ицпрУ-ициа добапкп, получаемое на базе oTxojm грокизлчшшх* nt опзводстп, обладают низкой з'^онтшиь.'.'твю и целчг.= пгмплок'-см недостатков о точки зрения современной технологии бетона. Вксскои W ехтячртгс специально синтезированные суперпластаГикптор» дороп' п дс;тгдтно, .тпебуг^ сл«"-.тн'!х производств, что сдерживает п> ; педпгнпе и резтегииякхся страна/. К числу-наиболее дорелзптшчт иэг] (ШЛпнпЗ ¡'следований в области разработки п*1*ектчшх плаот;Н ;■>'.•: open елсдует отнести поди-

с^икаций технических лигаосульфонитсв о целью придания им супер-пластифицирующих свойств. Сравнительный анализ достоинств а недостатков показал, что известнее модификации ЛОТ или связаны о применением технологически сложных дорогостоящих способов, либо требуют дефицитнах модификаторов целевого производства, либо малоэффективны, что сдерживает их массовое производство и развивающихся странах. Получение эффективных суперпластификаторон на основе ЛОТ в условиях дефицита средств необходимо обеспечить на базе промышленных отходов по простейшим технологиям.

В последнее время совместными усилиями ученых ТИШСХ и ЛПЛ'ЯТ разработаны эффективные суперпласти,.икаторы на осноей ЛОГ под условными назвашимл Л-1 и Л-2, представляющие собой моди|вк£цию ЛОТ фосфогипсом и золой-унос. Если Л-1 достаточно исследована как добавка к цементным системам и бетонам, то новея добавка Л-2, отличающаяся от Л-1 типом модификатора (зола-унос тепловых электростанций) практически не изучена. Отработка параметров оптимальной модификации, исследования влияния добавки на свойства бетона определили цель и задачи исследований, которым посвя.дена данная работа.

Во второй главе сформулированы цель и задачи исследований, приведены характеристики применяемых материалов и методики исследований. В экспериментах использованы портландцемент Ахангаралоко-го цементного комбината марки 400, песок и щебень ЭДвадекского карьера стандартного качества. Выполнена ■также оптимизация составов бетона на мелкозернистом песке с Мкр.=1,27 карьера Яллама (Дкизакская обл.) и барханном песке с мкр.=0,45 карьера Тахкнташ (Каракалпакия).

В качестве основы для добавки Л-2 использованы порошкообразные технические лпгносульфонаты Соликамского щ;к, удпвлетворлэдие требования ОСТ 13-Д З-ЬЗ и ТУ 61-04-235-79. Как модификатор приме-

■о

йена тт-унис сухого отбора с электрофильтров дигренской ТХ.

Влияние добавки на процессы гидратации, твердения и струк-турообразовяние цементного га-чм изучено методами дифференциально-термического англиза, применен термолнализатор "ДерипатогрпФ 0-1500Д" фирмы МОМ (Венгрия). Рентгеноструктурнын анализ выполнен на рентгеновском дм^рактометре "Дрон-05", норовая структура цемент-него камня исследована на ртутном порозиметре "Клрло-?рбп" (Италия). Степень гидратации портлэндцомептного клинкере изучена по кинетике выделения в жидкую (¡азу че.чочей по методике H.H.Курбатовой, использованы внтлллси чистоклинкернон «егонтко-водчой суспензии при В/Ц-0,5 и поздн"с при В/Ц.-10. Кю'стквч структурсооразованпл исследована в пределах сроков схватывание на коническом плэстометре системы МГУ-М, динамическое напр"в"енпе сдвига и пластическая вязкость цементного теста при B/IVO,4 определен') но ротационном вискозиметре "FeoTeoT~2"(repMEHiBt) при скоростях 0,333... 145,í с-1 при установившихся режимах за 14 п^оротср.. Де!ормаппя усадки Цементного катя исследована па оптическом гсг.пюроторе ИРЯ-1.

Содррл-iins вовлеченного воздуха в ^счгятсЯ смеси измерено О'Чемвым методом по ГОСТ 4УЛН>), но при максимальна.' избыточно'-' давлении 0,3 1,'ale, что обусловлено необходимостью учета пор с ра-дкусами до Ю см. Влэкиостиол усч.;т.::п и до,Нормативные характер!!'.-тики бетона определены по методике 1Ш.Т> кэ Г.ПО'хТС0>:40Сч:

при базе novspennii PCO мм, использовав • металлические рамки с ¡¡ч-дикетерамп, загрузим г С, Pile л и-.рьпргч о ли до "Д R':.~. 0 "К v-

пые свойства hwchtiioj о теста и к;мн", (Ьтопт.? смеси г, бетона исследованы стандартными методами.

Исследования влияния добавки Ji-Г: на вог/ н ^тробпоетт. и прочность ботов;. в'.'поотгпп с илпльз ibíük.b ч м'-тод"в т:;в;кч'о птлш-роЕ'ан'"' ;;кспсргмепта. КкСорнеппс-киГ. метод включал в ссб.-: алгориг-

ю

Тпб^ца I ГрпталтолБные показ--т=.пи ЛОТ и Л-?

Нвименовэняе : ЕД- :

показателен : пзм. :

Молекулярная масса (средняя) Водородный показатель ЬП 20^-ного водного раствора ч Г/ !'СЛ!. ■>5. ..2Р с, г, ''I... ?.?, 5,2

Оодерл-шие ррдупиручуп.кх впчеотв 1Г, 0 4.Т

Солеркши? (такой ктигччх обугли ВЕихсл оое.нииопий - 14,5 3,3

Содержание суль-Тогрупп - ЗОзИ V! 3,6

Содержание метакспльччх групп -00П3( -ОС и др. * 5,1 2,3

Снижение поверхностного натяжения на границе фаз "вода-воздух" для Й-ного раотвера ПАВ ун/м 65 53

На следующем этвпе внполпшм исследования физико-технических свойств цементного теста. Диализ данных о влиянии малых добавок Л-2 на водопотуебность (11ГЦТ) 'и сроки схватывания цементного теста свидетельствует, что введение немодкОпцировашшх ЛОТ доге в мзлих дозировках значительно замедляет схватывание цементного тесто. Пластифицирующий офТект ноотдгпнпнх ЛОТ леичсок (около тогда как добавки Л-О '"оставляет ТГ5... 1; Г?. Введение Л-2 обеспечивает удлинение стабилизирующего периода на 30. ...50 мин. и сокра-, щэет период схватывания до 45 мин.

Полученные данные подтверждаются снятием реологических характеристик цеиентно-вояной суспензии, с помощью которых показано, что введение добавки Л-2 обеспечивает снижение пластичес-

у

шзьцвь ькснершенть, peaлизаьил: патрица активного планирования, статистическую обработку результирующей матрицы, построение математических моделей регрессии, их статистический анализ и технологическую интерпретации. Для реализации активного эксперимента использованы симметричнее ортогональные планы 2~го порядка Б3 и В4.

На первом этапе работы рассмотрена эффективность модифицирования технических липюсульфонатов зо;,ой-уное. Оптимизация степени модификации выполнена но изменений критерия поверхностного натяжения на границе раздела .¡аз "раствор-воздух". По критерию критического мицеллообразования (КШ) установлено, что наибольшей поверхностной активностью (т.е. платиф.ицируюуим действием) обладает добавка Л-2 при содержании модификатора золы-унос ь количестве 35...40%, а оптимальная дозировка добавки JI--2 должна находиться в пределах 0, í5. . .0,33$.

В результате оптимальной модификации получена новая добав--ка ¡1-2, по своим физико-химическим свойствам ризко отличающаяся от добавки ЛОТ (см.табл.I). Так, модификация ЛОТ золой-унос обеспечивает снижение рН 20?с-ного водного раствора с 6,6 до 5,2. Это свидетельствует о'том, что в процессе модифицирования повышается доля кислотных групп ( в основном, сульфюгрунп) лет, "что повышает поверхностно-активные свойства Л-2, обеспечивая они.хенио поверхностного натяжения на 16$. Учитывая,-что ЛОТ с высокой молекулярной массой практически не снижает поверхностное натянение водных растворов, мо;кно предполагать, что модификация золой-унос выводит из состава ЛОТ ь первую очередь ГШ. Это долаю положительно отразиться на кинитине твердения цекентно-водных систем, так как BMS обладает сильным замедламцгл эффектом.

коп вязкости и динамического напряжения сдвига цементного теста более чем в 2 разе. Построены реокинетическио кривые, из которых следует, что добавка Л-2 аналогично ЛСТ способствует значительному тиксотропному размыению и в первые часы гидратации оказывает стабилизирующий эффект, но, в отличие от ЛСТ, процессы структуро-образования уже после 6...12 часов резко интенсифицируются и кинетика роста связности системы с добавкой Л-2 превосходит дах'.е кинетику для бездобавочных образцов.

Столь неоднозначное влияние Л-2 на кинетику периодов струк-турообраеования потребовало рассмотрения влияния на пластическую прочность, в результате установлено стабильное замедление в 2,5 раза набора пластической прочности для образцов с ЛСТ. Введение Л-2 удлиняет индукционный период структурообразованкп аналогично ЛСТ, по уже в период после 6 час. процессы резко активизируется и кинетика роста пластической прочности образцов с добавкой Л-2 превышает кинетику бездобавочных.

Известно, что для многих добавок на основе ЛСТ пластифпцп-руюдий эфбект напрямую связан с дополнительным ваздухсг-оЕлече-ние.л. Экспериментально выявлено, что добавка Л-2 при неизменном В/П вовлекает около 1% воздуха в отличие от ЛСТ (около 5...Ь%).

Учитывая высокий пластифицирующий эфТ.ект добавки Л-2, умеренное воздухововлечение,™ ге,10^1кацИ|г>ГБерденпя, можно было ожидать значительного повыпения прочности. Проведенными испытаниями установлено, чтй в случае введения чистых. ЛСТ даже пра реализации пластифицирующего эффекте прочность цементного камнл в 3,7,14-суточном возрасте составляет лишь 70, СО, 90$ от марочной, тогда как для образцов с Л-2 прирост прочности составляет 30... 50%. Подтверждены предположения об оптимальной степени модификации (35...40а золи-унос) и оптимальной дозировке добавки Л-2

(0,25...0,30:? от массы цемента). .

Объяснение механизма столь высокой эффективности действия добавки Л-2 на цементно-водные система могли быть получены после выполнения, физико-химических исследований, в связи с чем в работе применены метода' дифференциально-термического, ренггпно'Ьззового и пороскопичэского анализов. Установлено, что введение Л-2 сопровождается интенсификацией Процессов кристаллизации и перекристаллизации гидросульфоалюминэта кальция ГОАК-З, что снижает деструк-туриые напряжения в цементном камне. Отмочено повышение степени гидролиза первичных гидросиликатов и интенсификация кристаллизации гидроксида кальция, по кинетике выделения щелочей в мидкой фазе установлена также повышенная степень гидратации цемента с добавкой Л-2.

Полученные по дифрпктограммам данные хорошо кореллируят с данными ДТА и позволяют предположить, что в присутствии добавки вследствии "демпфирующего" эффект;; образуется более упорядоченная мелкозернистая структура, с целью подтверждения этого предположения методом ртутной ггорометрии нсслеполона интегральная :: дкМереищю л ьная пористость цементного темня. Но сиптмм порогрич-мьм установлено, что введение 0,25,'' Л-2 при реализации пластифипн -рупщего оф|екта увеличивает общую пористость на за счет

воздухововлекаю'лсго з^екта', в 2,5...') раза увеличивает группу микропор в диапазоне средних радиусов тр около 100 X, на 30/.' снияьет долю Нбщюпер в диапазоне около ЮОО X . Учитывая, чтг» 2-ая группа пор хгр; кгеризует К!.пг.ллярнув пронппоегоеть цементного камня и связана с деструктурп'ми процессами при кристаллизации, момю предполагать, что цементной камень с добавкой л-2 отличается улучшенными прочностными и 0к''плуатс1'.и'-,шс«1и -характеристиками. Сдвиг экстремума пор радиусом около ЮОО 1 влево пока--

зывает переход части открытых капилляров в область замкнутых и полузамкнутых пор.

Исходя из данных, полученных в результате исследований свойств цементного теста й камня-и физико-химических исследований фазового состава и особенностей гидратации сформулированы аспекты пслифункционального воздействия добанкл Л-2 на цементно-водние системы.

В процессе адсорбции лигноеул1,|онатов на клинкерных минера-, лах портландцемента образуется двойной сетчатый адсорбционный но-лиолектролнтный комплекс (АПЭК). В молекулах ЛОТ оульрогруппы выполняют роль донорних групп, карбонильные группы в сочетании о системой сопрллеипих связей бензольного кольпа и фенольным гидро-нсилси играют роль акцепторных групп, ¡¡пенно переизбытком сильных акцепторных групп обьясняется замедление процессов гидратация цемента с добавкой ЛОТ, так как эти группы конкурирует с водой кок получатели олектронов.

Модификация ЛОТ золой-унсо оСвспечииьвт повышение сояврзйния суль!Огрунп на Г25...Хм, снижал содержание мота:«плои в 2 [аза. Повышение г.океришия сулвФогрупп является причиной значительного увеличения пластн'.шируюцаго зЭДекта, а снижение доли акпеп?^н»> групп- причиной ослабления замедлящаго оЛ1скта. Добазко Л-3,вза-к-:, •):•■!3 тьуя с жидкой и твердой фазами пертл&няпешьта, изменяет условия гидратации «кнврьлов и крпсталлиз: пию гидрзтннх новообразований. В течение первых 16... 120 часов зп счет образования пленок ШОК добавка Л-2 все же несколько замедляет гидратггшю основных минера пов порт "лндшмента, но щ&хп в ранние сроки они-шил прочности не наблюдается, ото? Такт объясняется образованием более упорядоченной иепг'окррстлл личсской структуры в пря^ут-ст'Я'н /осЬпки .4-°. и более п лотной упаковкой пчл.ки* крноталчов, а ,

также снижением внутриструктурных напряжений в некристаллических сростках.

Сразу нооле затвореши портландцемента водой с добавкой зэ счет снижения поверхностного натяжения происходит дефлокуляция частиц цемента с высвобождением из заключенной во флокулах иммобилизованной поды. Кроме того, адсорбционные пленки ПАВ обеспечивают снижение трения мекду частицами цемента и вязкость системы цемент-года, г также уменьшает толщину р о льва тюле пленок воды. Протекание этих процессов в комплексе определяет повышенный пластифицирующий эффект добавки. ?а счет повышенной донорной активности ЛПЭК стабилизация системы с добавкой Л-2 отмечена лишь в начальный период, но уже после 10...16 часов процежен гидратации интенсифицируется. Это происходит вследствие облегчения доступе водм сквозь анизотропные пленки к менее активным центрам поверхности цемента и повышения дисперсности зпродышеобоазовпнич.

Изменения (У«аового состава новообразований, диспоргация и дефлокуляция, высокий пластифпштруктлий эффект, снижение структурных ивпрлмпний в коагуляциошю-кристаллизопионный период, ш-тснсиТикаштл роста високопрочнсх новообразований - г,''е это явлг-ется следствием полкФункшюнплыюго доП^твип добиск г гопр'ч-.'»--дчется улучшением технологических свойств пементно-поднчх систем и иош^нпем прочности!« ст-оЯстп бетона.

на следующем от.чпе исследовать; пш.родзн значительный объем оксперикенто« <:п изучешт рлвяш"! лоб.чпкя л-'Л ио стРгтм бетонной смеси и (1»7г,1>л.

Экспериментально установлен-', что т-ип.донй«? доб.т.тп значительно улучлпет технологически»! своГ-тьо бетонной смеси -иоргтеет отпускную по дли мигать па 70...Та см,с:паает •лттгогть на ?,5, ..40 с, впдостделение и рлссласзчпг'ооть - в 2 раз; , способствует доппиылтльчо"'/ чч !'Ог;1;1---:гс"1:'леч''Н1;;с.

■ Методами активного планирования эксперимента оптимизирован.1! соотавч гидротехнического бетона. В качестве исходной матрицы эксперимента использован ортогональный плен 2-го порядка в.,, в

качестве параметров эксперимента прич ти прочность бетона при

i » сжатии в возрасте ?J ( У j}, If 0 сутпк (у ) и водоиотребность бетона (У3). В качестве Факторов использовали показатели составов бетона в следующих интервалах варьирования: расход и'емента (Х^)~ ЗС'О...440 кг/мя; соотношение мееду песком и щебнем п/И -0,45...0,65; дозировке добавки Л-Р., в % от массы цемента по сухому веществу (X,,) - 0...0,30!?. В результате реализации, активного' эксперименте и статистического анализа получены уравнения регрессии, описывающие исследуемые зависимо^ г и с <!5~нсй доверительной лероптностьм:

■ = 41,0+и,4хгю,4х3»4,0x^-1,2jíj -4,7x¡ -4,5x¿ -

- ^.RXjXgtl.OXjX^ ( Wla );

yéf^ - 4í ,2+13, ixj:»0, ?x2 f4 vt. 4xj-3, oxíj - 5,ix^ -

- n.TXjXg +0.5XJ-X, ( Mía );

YpJ = 163^)^4TXr-IGX3 f^ - SXjX,, (л).

По уравнениям построены графические завпсимости и выявлено, что Сетон с добавкой имеет попи.меннуп яа У...21$ рог.опот-ребчеть, а реализация пластпРицпр^'тего В'Тчокто обеепочвраот прирост прочности на 35...50*. "отавовл^ны оптимальные доспррг-кк добавки Л-й в пределах П,вр,.. ,0,3."}^, позво 'ввочрю снизить ■■од цемента ч бетоне на .. .??""■ без енпленкч прочности в проект-яме сре»а твердечил. Лееле.юганн-ми кгиетпки твердения, показан ннтепси'иопрупяи." písVwt добавки в j озрасто теегденип I...3 с;,то:'. Оптпмизиэованы составы гидротехнического (Worm с добавкой л-3

1 о Таблица 2

Экспериментальные составы бетона

Марка : бетона! Л-2, % ход__соет; ¡Цемент ЬЛЯЩИХ,_ Песок дг/м3___ Щебень : Вода "" : В/Ц

150 - 250 670 1070 173 0,692

150 . 0,30 210 ■ С95 1175 136 0,647

200 - 205 750 TI50 177 0,621

200 0,20 235 765 1275 139 0,591

300 - 350 660 1170 IP4 0,526

300 0,25 2№ 6Р0 1310 143 0,511

400 - 440 610 1125 КО 0,432

400 0,22 340 625 1310 146 0.42Р

Подтверждены данные й.иэ.-ашии о демпфирующем действии добавки при развитии в бетоне внутренних напряжений, в результате чего бетон с добавкой Л-2 обладает повышенной ь 1,5 раза прочность» на растяжение при изгибе, пониженной па Р...15/ь деформацией от вламюотной усадки. Коэффициент призменпой прочности увеличиваете}! нь 147=, модуль упругости - на 17...2'-$, деформа-тивность под нагрузкой снижается на 20...2'6% ь основном за счет снижения пластических деформаций ни 50...

Улучшение перовой структуры.бетона обеспечивает повышение морозостойкости и водонепроницаемости бетона в 2 раза ( при снижении расхода цемента от реализации прочностного эффекта - в среднем па марку). Установлено так.ч.е, что бетон с добавкой Л--2 обуздает исышышим сопротивлением к размягчению в усповиях длительного годонасыщення.

В последние годы наметился остри2 дефицит для срелнеизиот-

окого рогпона осиоппого заполнителя в тчжедой бетсн - яттов, удовлетворлкг.их требогонич ГОСТ. О то ли ррггт кксяся игякги-чески нетораниченное згяасъ: мелкозернист"!, » т.ч. ¿нпугннчх

пвсгор, ''пособнох удовлетворить и?глк строптелызтчп и;* долгие

1 . года. Хотя имеется сяедешп о примечгчгл:1 тлкпх кеокнп для приготовления бетопг., широкое их внедрение сдергивается по причине энэчЬтвлмгого перерасхода цемента, достигавшего п д.),то более.

Учетчвая высокий пдя^тигТчщтрукгтй и прочностной :>•»•! о птч добавки Л-?,, в разделе 5.1 дшшпц робот ранена га до ча оптимизации сс.твпя бетона е добавкой Л-? Для /тух типе? мелкозернистых пес-коп - очень мелкого кгрьера Ялломл и мельчаП'пего бархочяого корь-еро Тгхиятои. Примсн»н метод активного плгтпрогзнис отчтерхтпт.? для плача ^гх» порхт'а В^, в кг-чегт1? с-.жч»пчх Токтор^г т-лбро'Ч!: расход цемента (Кг)- 300...440 кг/мп; содерг.-ясте г'елгог.пр:пстсг.> песка в % от общего объег-о пепкп в бечоне (Х0) - 0... ЮТ'-; сгот-тгаение П/Щ (Х3) - 0,45...0,05; дозвгов!« добавки Л~г: в ог ма^сн цемента (Х^) - 0...0.30*.

После реализации пггигиого онспервмонтз и статистического г.н,'гопУпгпюнтов регрр'тия па микро-ЭВМ "Электронике д;>-39" пг'л.учонч уравнения регре''опн, оппг'Чрап:ше зависимости грочяоети я пдппотроб.чостп бетоне от рассматриваемых -""акторов с отклонение;;

■Л" 'олее

Для бетона иг. бархоннпм ноте, (п-рьор Т'-хп-тчи):

7К= 33,35^',Г.ТХГ7,14X^0,51.^60:^-1.-

о г1>

_ о » ; л-г'-_ т ДПУ У , Г Т7'.' V , о 'П'.' у _Т ЯТ у

Для бетона на мелкозернистом пойменном песке (карьер Яллама):

Уа = 34,61+9172Х1-5,2КХ2-+0161Х3+3,02Х4-1,36Х|-»-1,9-0Х| -

- 2,65х|- 6,93Х| -2,06Х1Хэ+2,5Х2Х3- 1,60Х3Х4> (Ш1а);

Ув = 17418(.7ЛХ1+12,5Х2+3,4Х3-15,9Х4+2,ОХ^ -Э,5Х|+ +6,1Хз+12,0Х|+4,ЗХ1Х3-5,0Х2Х3 +1,22Х3Х4, (л/м3).

Анализ полученных моделей после их графической интерпретации показал, что ранние со стандартными бетошшми смесями водопотребности достигаются б смесях с 70%-ным содерманпем барханного пескь и 0,25^-ной добавкой Л-2 (рис.5.2). Для пой-пенного песка из карьера Яллама введение добавки обеспечивает водопотребность бетонной смеси на 1007ь-ном мелком песке на уровне водопотребности немодихицированной смеси на стандартном песке. По прочностным зависимостям выявлено, что введение добавки 0,25$ Л-2 за счет реализации пластифицирующего эффекть обеспечивает прирост прочности бетона на 28...55%, и марочная прочность бетона на мелкозернистых песках без перерасхода цемента может быть достигнута при оптимальной дозировке Л-2 0,25...О,30$^ Содержание барханного песка месторождения Тахиа-таш при этом на должно превышать 70^, мелкого песке месторождения Яллама может достигать 100$. Экономия цемента от применения добавки Л-2 в бетонах на мелких песках составляет 70... 90 кг/.ч3.

Значительное улучшение технологических свойств бетонной смеси, прочностных и эксплуатационных свойств бетона позволили рекомендовать добавку Л-2 к производственному внедрению в технологии бетона.

Результаты проведенных исследований в 1УЭ2...93 гг. в опытном порядке внедрены в производство на Куйлюкскоы якоперимснталь-

ном зароки мостопчх конструкции (ПЛЛНЧ). "с пгрпоп <• иот5рл ТЗЭ2 г. по июль Ц'С.з г. на зг-»«дч внпущенр более поо и' бетою с добавкой и изготоплечм мостовые ч гадрот»?Л'пчгашо кса'-т^угцнп целого рлд.'з ИЯ1Г!01Т"''ЧПП1 (балки про^трых "Трвений, рррр, ^.-ст очор, яптодо-рогпче плртр, л'|т'-ч, бл"'гг1 '1руб !! !'г.).

Г^ивчртечь!"?'» Е'-пчтшт-* гп* «•"'¡¡•¡•чтп б<пппм о ц-н'пп.кий Л-!>;

тгр" и н^пг'ггрдстр^ччо рпн'трурир',': 'цртч.р ''гртрч-т?''') пс'почичя

угт/гг'лять, что л прожфо !гтп»иичх у'о'пп" ¡*гт!с об»>сп'лт,г;т0я СТГ-Н'Р'Р.ЧЧЯ ОКОР'.'-'П ИС!«:«ТО п (-«ПЧррг: Т.ПРИ ПКНпзрЧ'.ГОШЮМ 1Ю1И1-Я<?Г!Ш1 прочности бстсна С СО 70. . . I! ПеСТОРГГС Т'Р'-МЯ

чр заводе тч>;г'чп у.-тпя«™« но »пдоТч.'.'Ппи ЛОТ гбьсм'м, р'.'нусп до г.,- п сутки, и,: старом б 'л ' м^ртчроро:! нп"'тер"!!.: г;.о:;ч'сг.о, рэ :-п-р'"м б/7 ''стачавлпрретсл е=р':'0"'~тгчс'~'гр'> доз ¡тор догрнч/м п" г»г>п":-па"М»оЗ разработке ЖТТС.

По результата?! оптаг-ироигк'ф.'туештго внедрения добавки -составлена технологическая ю.рт» приготовлена« "' введ'чг/'п добат-.ги Л-?, пздмш "Гексмепдагтин по прпмгнечип г.'окпТгашровагпик лнгносулг,-уонатсв Л-1 и Л-2 р кач?стге добавок для тяжелых и мелкозерниста'.-.-бстопоп", состзклон расчет телнппо-пъовсшческоГ. эЭДоктпг-постп нряглрпонт добавки С тсбч.'З).

Таблица 3

Технико-экономические иоггзгтвлп ио^-енения добавки л-2 в технологии бетона

■п/п : Наименование показателя

:___________2_____________ _3____

1. Оптимальная степень мод^Тякускк ЛОТ золо?-удос, в % от сухого Ло'Т . ..40,

2. Отгачяьпся Аозкрозкг. г.об,.в"п Л-2, % от пзс-стт'= ч.е чти ■ 0,22... С. 30

: Достигаем;.! и : эффект

а)

Ш'ОДОП&сШИЗ Таблицы 3

I : 9 : 3

3. Повышение отпускной подвижности бетонной

смеси, см 10.;. 16

4. Сокращение времени перемешивания и уплот-

нения бетонной смеси, % 20... 30

5. . Поьишешш жизнеспособности бетопнрц смеси.

час 0,5.. .1,0

В. Сокращение продолжительности тепловой об-

работки бетона, час 1,5.. .4,0

7. - или снижение температуры изотермического

прогрева, °с 25.. .30

7. Повышение .марочной прочности (без еникешш

расхода цемента) , % 35.. .50

Ь. Снижение расхода цемента для равнопрочных составов:

кг 50... 100

1 • 16.. . 22

9. Снижение деформаций (%) :

- влажностной .усадки В.. .15-

- от нагрузки 20.. .25 .

10. Повышение приименной прочности и модуля

упругости, % 14.. .20

II. Увеличение морозостойкости и водонепрони-

цаемости в 2 раза

12. Снижение стоимости, руб/мг более 1000

ООШЖЫЕ ВЫВОДЫ I. ОДннд) из наиболее простых и эффективных споеибов повышены качества гидротехнического батона является применение •добавок суперпласти^кксторов, вновь созданных ка оснэзе отхо-

л

дов пр'тлрпленврх производств го лр'тегипм тохрологпст. к числу

таких добавок отпссятоп рр',сгп,трпп'"5Г!ал в рчботе до^чтц технических ЛИН'Ооуль^ОЗГОТОВ, ШЛЯТиГирот-РЧШХ З^трл'-унпеа Х?С СЛ-Я). Применение Л-2 позволяет Tut;-л попутно решть нргс<л«;г5» утилизации средних отхсдов кручин* прг.г»гглаттV пропегоцстг.

2. По .Гирико-хпмкчеокиг! сроЛ-т'-.-згл вскррх рвствгрчр установлена оптиг'пльн.ея степень "одв.Тичрнр.н ЛЛ зпло"-учсо (30...40?) и оптимальное првл?лч дозпрочки добг.пкг Л-Я (0,33. . .0,3"'/ от маосн не'^нтгИ. •з-пяпко-хт.чпвскпт :",ел°до'ранч;;ми теста и wrnn, усте-

НОВЛОИ МСХаНИЗМ ПОЛИТуПКПИСГВ'ЛВЧ^ГО ДОР'"!""^'! добавки JI-3, обсс-

почигпю'Л1".^ снижение дестругтургопс n.4tpr-:cn::a при кристаллизации, nnwwno степени гидратации, образов-гс упорлдочснчо!' молко-кристпллнче'~гсП структуру. Вовлечь' пла"ТгтТчт1иру?!м;п'', о талч чвзнрт-?чпч.ч и диспергирую"::'* оФГектч мчл"х /ул,rix j;-2 в то ,г-' '' гпх р;"'-темях, улучшение, порсвой структур'.' пс!,,"-нт1,оп k.cwh?.

3. Рпчвлены количественное покгзотели вогдсП-тсгд добавки Л-Я но технологические свойства СстоиисЛ сг/сси - поточеназ пед-впзиоотл не 10... 15 et«, значительно«? очих'ечис водеотде "юнич и рассльг:::емости дг>полн;;телтчоо "огдухоптдечонич

в пояг:?*«по тттзнесно^обвостп омес1!'.. п, почочью октпе'-ого гтнип-ровгчвл о!'опеп1"";тп7: оптвунпирплегг' состав'1 бетов.е с доСг?коЯ

'г'таноален плас7ггчвкоухг;пл Т .. .HTÍ) и прочностно" (35... F0?) :,т'текТ'' добевки, п<*птл'чпиЯ снизить рос год п°г»?что ва 15... "'С- без ухук.иеп'п прочео^ти бетона.

4. ркспсрврснтальво -о:т у.-уч';свио структур") бетона с Д'"б' сксл - введение JT-;; обеспечивает поваренке прочности бет'4'.".' во изгиб 1,5 joC'), cmcs'OT д<оT тргс г-1 ч уседп, ~ппительно улуч;.'а01' дорор.'Х. гпвясе характеристики остер.'.. ,''с;"л1г",лена по-

T¡::."'чв :п долговечность бетот с д^бзв/'о;1. _ ур-е'¡теине морозо-

стойкости и водонепроницаемости в 2 раза. Методами активного планирования доказана возможность применения барханных песков в бетона взамен стандартных при введении добавки Л-2 без перерасхода цемента.

5. Результаты исследований апробированы при проведении опытно-производственного внедрения. Из бетона с добавкой изготовлено более 500 м3 мостовых конструкций. Выполнен -расчет технико-экономической эффективности применения добавки Д-2, стоимостной эффект

з

составил более 1000 руб на I м бетона. По результатам исследований и внедрения разработана технологическая карта по приготовлению и введению добавки л-2, а также "Рекомендации по применению модифицированных лигносульфонатов Л-2 в качестве добавок для тяжелых и мелкозернистых бетонов".

Основные положения диссертации опубликованц в следующих работах:

1. Цатогма И., Борисов М.Е., Песиков Е.О. Бетон мостовых конструкций в добавками модифицированных лигносульфонатов// Тез. докл. 1 межд.научно-техн.конфи/ Материалы для конструкций XXI века, г.Днепропетровск, отд.Международной Инженерной Академии, 2-4 сентября 1992 г.- Днепропетровск: Металлург.институт, -Iü9 2.-0.66-60.

2. Нгангом М., Натогма II., Усов М.В., Борисов М.Е. Процессы

структурообразования портландцемента добавкой ЛМ// Тез.докл.I

Межд.иаучно-техн.колф,/ Снижение материалоемкости продукции стро-

/

ительной индустрии, г.Ташкент, ¡Циенерная Акг-демия республики Узбекистан, 30-31 октября 1992 г.- Ташкент: УзШИЭОО, 1992^-0.?3-?5.

3. Нгангом Ж., Натогма И., Борисов М.Е., Усов М.В., Комохов П.Г. Норовая структура к долговечность гидротехнического бетона о добавками модифицированных лигносульфонатов// элективные строительные материалы и технологии / Межвуз.сб.научн.тр., тп.I.-Ташкент: ТнпЛаТ, Га93.- С.45-4-

I. Рекомендации по применению чодяфтщяропанннх лигнооульфо-патов Л-1 и Л-2 в качество добавок для тятелнх и «елкозерппстнх бетонов/ Автора Борисов ч.С., Усов М.З., Игаигом М., Натота И., Копохов П.Г., Песиков К. С./ -Т.агасент .Госстрой РУз. ,ЮТ.-10с.

"Кул билан модификация кияг.иган, лпгяосупь'Ъяк адшклгал гпяротехнпк бетон"

Аннотация

Гядротехиш». бетонлар техяологяясмн саг.прзли ва орзоч усуялзра-дал бнри, и шля б чицаркп чп^ипдиларя лсосидч отангал щори оашра-ли дупди.тешар цушиш хисобданадн, «уда куп кикдорда чицадигпн техник лигнооуль^опот (ЛОТ) вг иссиклшс ялектрстанцняларвдагк кул асо-сида цушклча одпя долзарб масала хксобл-днздя.

Ушбу пи бетон коризмасшш технологии хоссалдряпи .тхлнлчш гоото-чиягларпня исботлшкш аадзлхИ-яэззряЯ гл практик то'.юллчрг-чи аритякгп, бетошш Яязяк-технпк ва эксплуатацией хоссалариня ЛОТ кул билан мода Тшсаш'л шшшган (Л-2) адпимчалар ёрлаивдз яхшнлльга багктлангаи.

..ЬдгЛакнщя цлвпв парамэтрлара оатклаллаштярдлгап, тор^огра]: усул билан, рентгено{пза усули билан, па Л-2 цушшчалп портлапддэ-ментни гидратация тлраёнп ургаинлгая, цскеит-сув спо^отсяга Л-2 гш таъенр этиш механизмп текгтролган. Математик режалат усули билан бетон::'/ таряШя ва яукямчзии мицдора опткмаялчшгярилдп, оз микдорда ^ушнлгчгг Л-2 таьсирпда бетон цоритасн ва бетогнш мкцдор ва ся^т уэ гаркни ургаиилдя.

Лмалий тажрпбада бетон цориголага Л-2 куюилгшиа техпологст гос-саларп яхшплапишя курилди, ицорл пластнклик (IV...'¿1%) па цупэтонв нустахкагликни овириш, цемоятии бетол мустахкамлиги атмоП'/осдан 15...12% нам адски ишониятлара иурилдл. Л-2 пи цуика хнеобага бо-тоник структура харачтеристикалари яхшдланадя, деторгацичгя цяршя-лик курсаткичи, совутдег н:!да>.!лилпл, сув утказчаелнк хоссалари гес-кшг узгаради.

Т.гтриба натяталаря Куйликдагп куцрик учун темпр Оетоя ноястртк-циялари заподпда шала б чицарипдан сиповдап утля.

Токгарияшар патпкаларк ва яш) чшрриига торий натитаеягд, Л-2 цугаглча тайёряаи ва адшякини технологи: картаси ва "Огир ва кул цумга ботояларга модификация цшингая лигносулыТонат Л-2 фпштяя йилатпт учун йурицнока" итлаб чидилдл, диссертация мавзуси буйпча 1 мн-,ола чоп этилдг..

Hydrotechnical Concrete ivith Additive of Ash Modified Liquite tjulphate

Anno tut ion

Cneaperand effective method of improving technology of hydro technical conc.re.ts ia l>y the use of high effective plastic additives, obtained from different waste- factory products. Research and exploitation of the additive auch as lignite sulphate .obtained from lar^e tonnare waste »iood factory products and tbh obtained froia heat electrical stations has made it a reality.

The work id baseu upon theoretical experiment aaJ practical posihility of improving technoloci cal properties of concrete-ciiitu'es, physical-technical and erploitational propex'ties of concrete with the use of additive lignite sulphate v.ith ash modifier.

Optimum parameter of modification, method» of termographical, ex-ray analysis and porosity ia achieved by process of hydrur tion of portland cement with additive'of li^pitfc modified (L-Z) and mechanism of. action of lijjijite sulphate modified (L-2) on the properties of ce..-.3nt water uysterns.

As tlie result'of mechanizm of action, with the help of mathematical methods of planning of experiment, the composition of concrete and the quantity of ths additive ia optimised, the quantity a;:.! quality chancer) of p'operties oi c^ucre te Kitstiiiv.3 and .-sniiori to with the u&e of additive is jiiao obtained.

rovoment of technological properties of concrete mixtures with the additive liypite sulphate modified (L-2) is pruoved experimentaly, hirh plastic effect about (10and strength effect of the additive enables the reduction of amount of cement by 15-22',C without .'.orseying the strength of the cou-zicto. 1'lic use of the additive licjnitu sulphate inpruovos the structure characteristics of tl.o concrete, increases t! e ai. il.il;;/ • t t on," u«u such as resistance of de f-<i"...u ti on, ice a,;d inf'iltra-l i nn <

, i.-suits of .research In.* been prooved through e:., .-¡rl-

I'-'.itul pro-1 jic t ion of the aiditivo at the Kuyluk rei ^n- forcud brid'jas cor.'.trustioa. Upor. the results of research nni ii;tr.,duc~ '„ i;;; rf ".he f.hiiti/e resulted i :i the o;< pi itati on of " '?e chno h

"iorU c;rit Cor production о.п-Л in tro'.i 'la tí on of the a "M'i/о 1 iqni to rmlpiv-to to'HCíoü ( ) 'vrl "Hoco1 i!',n no-a t Lon < o

of "?.!ir.¡oí liopito :,>Л r''"-^ i? pp piiitiv" Гч- U.-.l'.l п:Л h??.-; concreto!!, ou tho top-с o r <J ' "^'íntívi f<vsr ~ т.'гй hove Ъ?л(1 рчЪЗ 1 FhM .

r»

" 1-_~r>

m<