автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Грунтобетон ускоренного твердения

ГРУНТОБЕТОН УСКОРЕННОГО ТВЕРДЕНИЯ

Специальность 05.23.05—Строительные материалы

и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1996

Работа выполнена в Петербургском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор СВАТОВСКАЯ Л. Б.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ПЕРШИН М. Н.;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ПИНСКЕР В. А.

Ведущее предприятие — АО «Баррикада», Санкт-Петербург.

Защита состоится 28.3.1996 г. в 13 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 114.03.04 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 3-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан . 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

С. Р. ВЛАДИМИРСКИЙ

ОШЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Дкгуальн1чть_хеиьк В настоящей ррсмя закономерен интерес к созданию ноаых технологий прощоодстоа строительных материалов на основе бесцементных вяжущих с комплексным использованием побочных продуктов промышленности. Использование (линосодержащих пород как матричной основы в грунтобетоне или, например, е кирпиче по бстобжнговой технологии в комплексе с бесцементными вяжущими является важнейшей народно-хозяйственной проблемой, имеющей очевидное большое экономическое, экологическое и научное значение. Таким образом, высокая техкико-экономнческая эффективность и экологическая рациональность технологии грунтобетона определяется относительно низкой эперго-ресурсоемкостью их производства. что расширяет потенциальные возможности сырьевой базы строительства з истом. Реализация подобных материальных резерзов связано с проблемами управления процессами ускоренного структурооб-разовзния, надежностью и долговечностью материала и в первую очередь по показателям прочности, деформатнвносгн, морозостойкости, обуславливающих меру эффективности применения строительных изделий из грунтобетона.

Цель работы заключалась п разработке технологии получения бесцементного грунтобетона включающего глино-содерясащме природные продукты как композиционного строительного материала с достаточно высокой прочностью и долговечностью.

Научная новизна работы. I. Разработан новый вид грунтобетона нормального и ускоренного твердения при пропаривании на основе пишо-содержаших природных продуктов в комплексе с полиминеральиымн активными смесями (ПМАС). 8 состав последних входит фторангидритонефелиновые н шлаковые компоненты.

2. Разработаны оптимальные режимы ТВО при пропаривании грунтобетона с учетом технологи» лрнгото&тения исходной грунтобетонной смеси.

3. Получены многофункциональные зависимости механических и деформа-типных свонсгв I руншбетона от В/В, срока н условий твердения, температуры пропариоаиия.

4. Обнаружено, что коэффициент при шенной прочности грунтобетона близок к единице, что свидетельствует об уникальности такого типа материалов среди каменных.

Практическая значимость и реализация работы. Разработаны составы и технология приготовления грунтобетона с использованием гл и но-со держащих природных продуктов, исключающие процессы высолообразования материала, в том числе и технология ускоренного твердения грунтобетона при пропариеании.

Выявлены энерго- ресурсосберегающие режимы ТВО при 40 и 60°С в зависимости от последовательности смешения компонентов всей смеси.

Показано, что введение кварцевого песка с М«р=1.6 как мелкою заполнителя грунтобетона позволяет повысить прочность материала до 1.5 раз при сжатии и почти в 2 раза при изгибе, с использоаанием щебеночного отсева как отхода от производства щебня.

Использование логарифмической зависимости прочности грунтобетона во времени твердения, позволяет определить время распалубки и расформовки изделий изготовленных из данного материала.

На заводе "Ленстройкерамика" и в ПОСМ нм.Свердлова из грунтобетона выпущены опытные партии безобжигового кирпича методами полусухого прессования и пластического формования.

По результатам исследований на способ производства кирпича получен патент №189664 от 13 октября 1992г.

При малоэтажном строительстве на объектах жилою района "Нагаево" спутника г.Уфы применялся грунтобетон для производства стеионых камней по

технологии Т!Ю с температурой -МУС. Экономический x¡h|>oki от внедрения íihx ратработок состаьил IS750 тис. рублей в ценах 199Л i.

Апробации раСч'ТЫ. Основные положения дтсерищнонной работы докладывались и обсуждались иа Всесокмной конференции "Пути использования вторичных ресурсов для производства строительных материалов и излелий" (Чимкент. 19X6 г.): иа VIII Ленинградской конференции по бетону и железобетону (I9KR г.): на Всесоюзном техническом семинаре (г.Риги. 1990 г.); на I Всесоюжон конференции "Технологические проблемы несущих конструкции'' (Запорожье,

1991 г.); на научно-практической конференции "Ресурсосберет аюшие технолог ми при производстве строительных материалов и изделий* (Санкт-Петербург, 1992 г.): на научно-техническом семинаре "Физико-химические н технологические особенней.™ получения малоиементных строительных материалов и изделий" (Одесса,

1992 r.V. на иаучно-практнческоЙ конференции "Фнжко-химическне проблемы материаловедения и новые технологии" (Белгород, 1991 г.): на научно-технических конференциях в ПГУПГе "Неделя науки г 94" и "Неделя науки - 95"; на международной научно-практической конференции по проблемам ресурсосберегающих технологий (Самара, 1995 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной риботы итожены в К теэнсах докладов, 8 статьях н I патенте.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы (125 наименования), 4 приложений. Содержит 144 страниц машинописного текста, 46 рисунков, 26 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Высокая технико-гжоиомическая эффективность и экологически* рациональность производства грунтобетонов предопределяется относительно низкой энерго-ресурсоемкостью их получения, что расширяет возможности сырьевой базы и современного материаловедения в целом. В расширении сырьевой базы для

производства грунтоматериалов особую роль играют глино-содержащие природные продукты, которые в настоящее время недостаточно востребованы.

Реализация подобных материальных ре!ервов связывается в диссертационной работе с проблемами управления процессами ускоренного структур<.ч>брцзо-вания, надежностью и долговечностью материала и в первую очеред!, по покупателям прочности. деформативносги, морозостойкости непосредственно обусловливающих меру эффективности и возможности применения строительных изделий и конструкций из грунтобетона.

В современной науке и иракшке хорошо известии меюды гехническои мелиорации за счет процессов таииодсйсюия химических реатпоа с дисперсными грунтами. Большую роль в развит» химических методов зехнической мелиорации грунтов в теории гидратации алюмоснликатных композиций сыгрили работы таких отечественных и зарубежных ученых, как Д.({.Адамович. В.М.Безрук. П.И.Боженов. П.П.Будников. С.Д.Воронкезич, В.М.Кнатько, И.Н.Круглицкий. Л.К.Ларионоа, И.ВЛайокз, Л.И.Лысихииа, Т.ВЛзмба. И .С. Масленникова, М.Н.Першин, Л.П.Платонов, П.Л.Ребиядер. В.Л.Сергеев, М.М.Сычев и других.

Минеральный состав глинистых пород м их свойства зависят от условий образования, возраста, происхождения и целого ряда других факторов и могут измени ) ься не только для различных месторождений, но даже в пределах одного определенного месторождении.

Глины ■ природный тоикодисперсний продукт разложения и выветривания самых различных горных пород (преобладающий размер частиц - менее 0.01 мм).

Глины различного хммихо-ммнердлогического состава содержат минералы: каолинит, монтмориллонит, гидрослюды н другке группы соединений и их примесей. Все глинообризующие минералы язляются, как правило, силикатами, имеющими в основной слоистое строение. В работе использован суглинок и кембрийская глина Санкт-Петербурга, характеристики которых приводятся в работе.

Для формирования структуры грунтобетона с заданными свойствами требуете* активирование глинистых дисперсий н возможность их совмещения с комплексными химическими компонентами. Выбор минеральных компонентов для глинистой матрицы должен быть обеспечен таким образом, чтобы энергия межчастичных взаимодействий к развитие межфазных граничных слоев этих составляющих обусловили получение гндратированных конденсационно-кристаллизаци-онных фаз новообразований с максимально возможной степенью наполнения ним объема структуры бетона. При этом не должны проявляться какие-либо вредные побочные процессы типа высоолообразования, протекающие параллельно с твердением Сетона. В этой связи в диссертации наряду с характеристикой исходны* составляющих бетона рассматривается избирательна* активность полиминераль-кой смеси в матричной основе грунтобетона. В качестве минеральных компонентов для глинистой матрицы была выбрана полиыинеральная активная смесь (ПМ АС).

В состав ПМАС входит нефелиновый шлам - 80%, фторакгидрит - 10% и доменный шлак до 10% или нефелиновый шлам - 90% и фторангидрит - 10%.

Предлагаемая категория полиминерального сырья состоит главным образом из отходов промышленности, что выгодно определяет тсхннко-экономическнг и ресурсосберегающие показатели производства грунтобетона и его основные свойства.

Фторангидрит в ПМАС играет роль активатора твердения нефелинового шлама. В работе использован фторангидрит ПО "Галоген" (Пермская область), который представляет собой мелкогранулировзнный материал с истинной плотностью 2.84 г/см'. Это зернистый материал, состоящий из различных фракций, высокодисперсный с размером частиц менее 0.14 мм до 30%, частиц от 0.14 до 5 мм - 40-55%, и крупнее 5 мм - 15-20%. Примерная химическая формула Са50<.СаС0з-СаРг. Состав в процентам: СаБО! - 70-М), СаСОз - 10-20, СаРг - 10

В качестве нефслнно&ого tu.'ia.ra кспользовам Еолхоьский и Ачкг/.»ий, в качестое шлака - Череповецкий доменн^Т,.

С точки зрения технологии приготозлгния твердеющей счес!.': глинистый грунт - Г!MAC возможны ssa варианта: по раздельной или совместной схеме приготовления смеси. Раздельная технология состой г в смешении в бстоьомоинлке отдельно иолученноП ахтнзировгкноЛ смеси и глино-содержашего компонента; соо5;естная технология состоит е добавлении к ПМАС глнно-седержащего компонента и lis совместное нзкгльчекнз с шарогоГ; мельнице. Эти технологические особенности влияют на режимы ТВО и прочностные показатели грунтобетона. При этом существенная роль принадлежит степеки однородности смеси ч ее гомогенизации. Исследования проводились на ПМАС двух еда: фторнефелпносый (ФИЛ) и фторнефеликеишагезый (ФИША).

Характеристики использспанных IIMAC представлены в табл.1.

Таблица 1

Характеристики использованных ПМАС по ТУ 254-3?S737?-025-90

Вид ПМАС В/В Расплио конуса, мм Сроки CXS Начало агыЕания, Конец Нормаль ная густота. % Прочность при сжа-тнн/нзгкбе, МПа, в возрасте сутки

7 2К

ФНА 0.4 107-108 2.W 5.15 2У.0 З.У/1.5 29.0/3.2

ФИША 0.4 109-110 1.IS 3.2(1 28.С 10.6/2.8 25.4/5.3

Соотношение [ШАС и глиносодержащето компонента грунтобетона приведены в табл.2. На основе этих составов готовились и испытывалнсь балочхи 4x4x16 см, а так же образцы кубоа 10x10x10 см в розрасте 7. 14, 28, 56 суток, условия твердения - нормальные.

Г^б.'-.шла 2

Состаям ;;пя приготовления грунтооегоиа

Лочя заполните;;»

Помер состоча Соотношение »сходных компонентов (кварпенын песок или

гр;'нтобето1га суглинок /тле отсем щеОня)

1 1 0.25 -

2 1 0.5 1

3 1 0.75 2

4 1 1 3

В табл.3 приведены данные по изменению прочносш полученною фуню-бетоиа. С увеличением содержания заполнителя в виде кварневот песка с М,,.= 1.6 значение водовяжущего отношения для равнопластчных смесей снижается и соответственно растет прочность при изгибе и сжит и фун юбегона. В тибл.4 привешены свойства грунтомагернала при совместной технологии приготовления грунтосмеси. Очевидно преимущество технолоши ириютовления грунюбеюна при совместном помоле грунтовой смеси; использование Ачинского шлама, обучающегося от Волховскою повышенным содержанием щелочен, повышает реакционность глинистых частиц.

К возрасту 56 суток прочность композиционною маифнала в обоих видах технологий приготовления вяжущею увеличивается на 20-25% О1носи1ельно 28 дневного твердения, что подтверждает действие развития фазовых кошакюв матричной основы композита оо времени. При этом введение малорастворнмых соединений как активаторов твердения, в состив которых входя 1 фюриды, Н0180л*-ют менять химизм явлений при твердении глнносодержащих минералов и тем самым воздействовать на механизм и кинетику процесса твердения комплексного вяжущего.

Таблица 3

Влияние состава н вида ПМАС на прочность грунтобетона при нормальном

твердении раздельного приготовления смеси.

Номер Вид Прочность при изшбе Прочность при сжатии

состава ПМАС В/В (МПа) в возрасте, сут. (МПа) в возрасте, сут.

грунто-

бетона 14 28 56 14 28 56

1 1.1 0.09 0.23 0.47 0.48 1.8 2.6

2 о.м 1.66 3.54 4.8 4.8 13.1 16.4

3 ФНА 0.67 4.23 7.1 8.6 16.2 20.85 24.6

4 0.6 4.68 7.53 9.0 17.0 21.5 26.3

1 1.3 0.14 0.28 0.50 0.4« 1.42 2.9

2 0.86 0.7 2.5 3.8 4.0 10.7 14.6

3 ФНША 0.71 3.26 4.61 5.7 12.3 16.6 20.1

4 0.64 3.76 5.17 6.5 .13.0 17.5 22.4

Таблица 4

Влияние состава и вида ПМАС на прочность грунтобетона нормального

твердения совместного приготовления смеси.

Номер Вид прочность при изгибе Прочность при сжатии

состава ПМАС В/В (МПа) в возрасте, сут. (МПа) в возраст«, сут.

грунто-

бетона 14 28 56 28 56

1 0.90 14 3.1 4.5 9.5 12.5 1X7

2 0.80 4.5 6.5 7.8 12.1 16.0 19.1

3 ФНА 0.65 5.26 7.13 8.3 15.0 18.6 22.4

4 0.4 5.7. 7.9 9.2 16.0 19.7 24.3

1 0.97 2.1 2.9 3.4 7.6 10.3 11.5

2 0.86 3.6 5.0 6.2 »5.1 18.0 21.8

3 ФНША 0.71 4.7 5.5 6.8 16.6 18.6 22.5

4 0.46 5.6 6.7 8.2 18.4 20.7 24.8

Мсгкий заполнитель грунтобетона - t.-вирцепын песо::, может быть успешно замегеп ка зкпслннтсль в виде отсевов мелкой фракции 0.1(1..Л.5 мм как отхода от производства гранитного шебня.

При определении оптимальных режимов ускоренного твердения при ТВО Сыли специально исследованы вопросы мзотермнческоа выдержки в диапазоне 40-ШС. Рог-..-.! тепловой обработки при пропариваник был выбран с учетом его воздействия па свойства води, как матричной основы материала на ранней стадии твердекла грунтобетона. Образцы состагоз 1:1, 1:2, i':3 пролгрмшишсь через 2-1 часа после загссрения. Скорость подъема температуры принималась постоянной -20 rpatíuuc. Изотермическая выдержка при температуре - 40, 60 н 8(i"C составляли S часоо для всея серий образцов. Период охлаждения был принят постоянным и состигляя 16-18 часоэ. Дальнейшей ТЕерд'-":ш; образцоз происходило в нормальных условиях. Полученные результаты по изменгтпо прочности при сжатии и изгиб; грунтобетона по раздельной технологии a зап:к.ч:мостц от вида ПМАС. температуры проиариззши, состава груитсбетоиа и cpoiroo твердения, представлены кп рис. 1 и 2. Их анализ показывает, что оптимальней температурой пропзрнва-к'ня в обоих случаях ямяется 4<РС.

Следует отиетать, значение водоехщчяггоашимкпня грунтобетона составляет 1.1-0.60 для ФНА и 1.3-0.64 для ФНША, что по сравнению с обычными цементными бетонами выше в 1.5 раза; необходимо отмстить еще одно обстоятельство - высоко« соогнишешге R,t*/R<-» для груитоматериала, которое а среднем составляет О.ЗО-О.ЗЗ. что существенно выше обычных цементных Сетонов.

При сопоставлении кинетики роста прочности грунтобетона видно, что прочность после ТВО эквивалента семисуточной прочности нормального твердения, a прочность пропаренного грунтобетона при 40"С б семнеуточном возрасти близка к прочности этого материла 28 суточного возраста нормального тверде-

Прочность при. с^чтии гвцнтоостона на оспоВр срНА после Тс

Соста£ грунтобетон» : '-Л/ ; <?-Н2 ; 5 - . Рис.|

Л, МП а

£0

/г г

А

40

Прочност.1, при с^алхии грунгп.оТ>егпона чл ас но & с срнШК после Т&О

7с угтх.

1---

1

60

во б О &0 40 60

Температура гвог°С Сости& гр>/мгп.оКет.онл : /-/:(', г-(-г; 3-^:3

Ркс.2

ео

ния. Характер нарасгииия прочности грунтобетона ускоренного твердения пря-ыопропор;н!Оиален логарифму времен» твердения по известной формуле:

к. = и,. ^ ,

- 28

тде Ип - прочность фунтобетона во времени твердении п суток; Я» - марочная прочность трунтобетона. Этой формулой можно пользоваться для ориентировочных расчетов времени распалубки (расформозки) грунтобетона, как это принято для обычных цементных бетонов.

Изменение содержания воды в глинистых трупIах резко влияет на прочностные и деформатиякьм свойства. Вода вызывает набухание структурных связей глинистых соединений. В згой связи в работе были проведены эксперименты по определению водостойкости грунтобетона (табл.5).

Полученные результаты свидетельствуют о достаточно высокой степени водостойкости грунтобетона.

Проведены исследования по испытанию на морозостойкость грунтобетона при температуре-50°С. Образцы размером 4x4x16 см готовились по тем же параметрам, что и для определения прочности. Эти результаты представлены в табл.6. Из полученных данных следует, что грунтобетон как на основе ФНА, так и на основе ФНША выдерживает 50 циклов лри -50"С для составов 1:3 в условиях твердения при ТВО, 10 циклов для составов 1:0 и 1:1, на основе ФНА твердеющего, как при нормальных условиях, так и после ТВО, и 30 циклов на основе ФИША при нормальных условиях для состава 1:3. Таким образом, присутствие шлака в грунто-бетоннон смеси как на Ачинской, так и Волховском шламах повышает морозостойкость бетона в нормальных условиях твердения до 30 циклон при -50"С. в то время как без шлака аналогичный бетон выдерживает только 20 циклов. Это в среднем эквивалентно маркам морозостойкости ИЗОО и Р100 для

температуры -20"С по существующей стандартном методике пслытаним оСачиьи цементных бетонов.

Таблица 5

Коэффициент размягчения грунтобетона в зависимости от состава и условий твердсння

Состав грунтобетона Условия твердения к; г. МПа Л) Па К, Примечание

1:1 Норм. 16.60 12.94 0.7(1 грунтобетон

1:3 твердение 23.60 20.37 0.ЯА на основе ФНА

1:1 ТВО 21.03 14.90 0.71 -" -

1:3 при 4(>"С 27.15 20.56 0.76 1»

1:3 Норм, твердение 20.02 14.53 0.72 грунтобетон на основе ФНША

1:3 т ВО при 40"С 19.51) 16.25 0.83

При теипера1уре 40°С наряду с бысокоосиовиыми гидросиликатами, образуются низкоосноаные гмаросилика гы, тина гиролита и тоберморнга. которые придают системе высокие прочностные характеристики и достаточно высокую степень морозостойкости.

Увеличение температуры мронаривания с 60 до Я0°С приводит к преимущественному образованию двухосновных гидросилнкатов кальция.

По данным ДТА наиболее интенсивная гидратация состава смеси как на основе ФНА. так н ФНША протекает при температуре 40°С. Максимальная потеря химически связанной вод1 составляет соответственно указанному составу нижущего 11.5 н 11.8°.».

Таблица 6

Результаты испытаний грунтобетона на морозостойкость.

Технологи» приготовления груитобгтонной смеси - раздельная.

Состав бетона Вид ГШ АС Условия твердения Прочность контрольных образцов при сжатии, МПа Прочность при сжатии, МПа после заморажнзання и оттаивания. При -5<УС, цикли

5 К) 15 20 25 33

1:0 ФНА нормальное 6.90 6.2 3.52 - - • -

1:1 ■ ^ 18.8» 18.3 15.83 - - - •

1:3 19.87 20.4 14.44 16.2 17.2 - -

1:0 ФНА ТВСМ0°С 6.80 е-5 4.3 - - - -

1:1 Я 19.56 19.2 20.18 19.5 19.04 - -

1:3 21.6 20.4 19.6 18.3 16.8 31.41 31.21

1:3 ФНА' нормальное 25.68 31.84 31.6 31.20 31.12 23.68 29.01

1:3 ТВО-40ЧГ 26.40 30.0 28.1 26.88 30.80 20.68 19.76

1:3 ФНША нормальное 17.28 21.28 21.6 22.48 18.24 18.80

1:3 ТВО-40°С 18.08 22.72 22.9 23.04 18.80 18.30 18.10

' шлам Волховский

Растровые электромномнкроскопические снимки сколов образцов грунтобетона показали, что для нормального твердения структура цементирующего вещества представлена глобуловидними частицами, размером до 0.1 №м и менее. Структура матрицы достаточно пористая с размером пор до 100...150 мкм.

Структура цементирующей связки грунтобетона при ТВО 40°С морфологически предстаалена волокнисто-игольчатой фазой низкоосновной формы гидросиликата, длина игл дост игает до 5 мкм с поперечным размером до 0.01 мкм; поры заполнены данной фазой новообразований; для повышенной температуры твердения грунтобетона 60°С характерно образование структуры цементирующей связки призматически-кубической и скрыто-кристаллической морфологии (гелеобраз-ной).

Величина усадки грунтобетона после ТВО при 43°С на обоих видах ПМАС ниже, чем при нормальном твердении. Снижение усадки бетона за счет ТВО составляет до 20% ее абсолютной величины. Усадочные деформации пропаренного грунтобетона затухают к 35 суткам, тогда как для для этого же материала нормального твердения усадка затухает к 45 суткам. Содержание доменного шлака в составе вяжущего снижает усадочные деформации грунтобетона. Исследовались упругие и пластические деформации, коэффициент Пуассона, модуль упругости и характер разрушения грунтобетона под нагрузкой. Эти результаты представлены в табл. 7 и на рис. 3 и 4.

Из полученных данных следует, что коэффициент Пуассона для глт. содержащего материала пропаренного при 40°С выше обычных значений для каменных материалов, в том числе и на основе портландцемента. Начальный модуль упругости при (0.3К1Ч>) в 1.5 раза меньше чем у равнопрочного цементного бетона.

Для данного материала кубиковая и прнзменная прочности в возрасте 28 суток почти равны между собой. Испытания проводились на обраиых размером ЮхЮхЮсм и 1 Ох 10x40 см. Коэффициент при шейной прочности [рунтобетона

Изменение модуля упругости грунтобетона

а) - грунтобетон пропаренный при 40°С:

б) - то же нормальное твердение.

1,1 - вяжущее на основе ФНА 2,4 - то же на основе ФНША

Изменение коэффициента Пуассона грунтобетона

а) - грунтобетон пропаренный при 40'С;

б) - то же нормальное твердение.

1.3 - вяжущее на основе ФНА

2.4 - то же на основе ФНША

почти равен единице, что свидетельствует об упрочнении структуры материала при разрушении за счет демпфирующих свойств. Весьма вероятно поверхность разрушения при снятии и слиянии пор растет быстрее, чем высвобождаемая энергия от роста трешмш.

Таалнцв7

Значение Е, Ел«-,, и для грунтобетона состава 1:3 при сжатии, соответствующие напряжению 0.31Ц,.

Условия 1 р.ерденна пмлс МПа 1\П?» МПа Е 10\ МПа Еж, 103, МПа И

Нормальное ФПА 16.6 15.9 17.40 19.80 0.18

ФИША 10.06 10.5 Н.5Э 16.90 0.20

100-4УС ОНА 20.5 19.0 26.50 28.00 0.25

ФИША 13.25 13.55 22.53 27.40 0.29

Высокие прочностные и деформатизные характеристики грунтобетона позволили рекомендовать этот материал при изготовлении безобжигового кирпича и в малоэтажном строительстве. На заводе ЛспстроПкерамнеа и в объединении им. Свердлова выпущены опытные партии безобжигового кирпича М75...КЮ методами полусухого прессованна и пластического формовиння; способ получения защищен патентом №1839664. Грунтобетона использован в малоэтажном сгрои-тельстае в условиях Башкирии, при это« качучея экономический эффект от внедрения при изготовлении 1500 м3 бетона в размере более ¡8 млн. руб. в ценах 1993 г. Опыт производства грунтобетона может быть кспользоьак для строительства грунтовых площадок, подъездных путей и дорог и других видов сооружений.

Дцеази прри&да

1. Сомин новый иид грунтобетон» нормального и ускоренного твердения при проларнагинн, в основе технология которого лежит применение суглинка, а так же кембрийской глины в комплексе с пештинеряльнцкн активными смесями ПМАС. В состав последних входит фторантидрнт, нефелиновый шлам, а такие доменный шли. Новизна способа получения материала подтверждена патентом ^1839664 от 13 октября 1992г.

2. Устаиоатены оптимальные режимы ТВО при пропариванин грунтобетона. Для раздельной технологии приготовления грунтобетона температура - 40°С, для совместного измельчения компонентов вяжущего - 60°С.

3. Исследованные свойства грунтобетон» нормального твердения соответствуют марки 200. Класс бетона по прочности В : !5.

Изучена кинетика роста прочности грунтобетона, которая подчиняется известной логарифмической закономерности: Л, = Ям . За период твердения

28

от 28 до 54 суток прочность грунтобетона возрастает до 25*/».

4. Показано, что для данного вида материала характерно высокое соотношение Яизг/Лсж. которое в среднем равно 0.30...0.33 независимо от условий твердения и'его состагя, тто характеризует высокую степень трешиностойкости грунтобетон».

5. Установлено, что морозостойкость грунтобетона а зависимости от его состава характеризуете» маркой р100...р300. Коэффициент размягчения бетона изменяете* а пределах 0.71 ...0.86.

6. Изучены гидратацнонные процессы твердения тлнкосодержашнх бетонов; установлено, что в диапазоне температур до ДОС а основном образуются низко-осиоаные гидросиликаты. Структура и морфология фаз новообразований в цементирующей матрице грунтобетона увязана с физико-механическими и деформа-

тивными характеристиками индивидуальных фаз. Электронно-растровая микроскопия структуры грунтобетона покачала наличие преимущественно волокнисто-игольчаюй С1 руктуры ннзкооснавиых гкдросилнкгов с данной игл до 5 ыкм и поперечным размером до 0.01 мкм.

7. Изучены де^юрмагнвмые свойства грунтобетона. Пропаренный грунтобетон при 40°С характеризуется усадочными деформациями по величине на 20% меньше усадки грунтобетона нормального твердения, что может быть связано с волокнисто-игольчатой структурой низкоосновных фаз новообразований. Потеря массы воды при усадки грунтобетона существенно выше по сравнению с подобным составом бетона на портландцементе. Однако, конечные значения усадочных деформаций этих материалов практически одинаковы, что характеризует высокий Э(|>фе1ст в демпфирующей способности грунтобетона.

8. Установлено, что величина начального модуля упругости пропаренного грунтобетона в 1.5 раза ниже равнопрочного Сетона на портландцементе, а коэффициент приименной прочности грунтобетона близок к единице, что свидетельствует об уникальности данного материала среди каменных.

9. Результаты исследований использованы при получении опытных партий безобжнгового кирпича М75...100 и при малоэтажном строительстве. Экономический эффект за счет снижения себестоимости стенового грунтоматериала в объеме 1500 м1 в Башкирии составил 19 млн. рублей в иенах 1993 г.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Сватовская Л.Б., Комохов А.П. Использование отходов твердых продуктов ионной природы для энерго- и ресурсосбережения. Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции "Пути использования вторичных ресурсов для производства строительных материалов и изделий", Чимкент, 1986.

2. Сватовская Л.Б., ЛоСач И.П., Яхнич И.М., Комохов А.П. Использование отходов щебеночного производства при изготовлении бетонов. В сб.: Использо-

ванне отходов попутных продуктов в прошполстпе строительных материалов и изделия. Охрана окружающей среды. Вьт.№ О, -ВН1ШЗСМ. -М., 19?:б.

3. Од»!!И1'!<хояа Б.П., Докучаев З.Н., Комохов А.П. и др. Ресурсосберегающая технология бетона с использованием отссяоэ щебеночного производства. Материалы VIII Ленинградской конференции по бетону и железобетону. -Л., Строниз-мт, 19КЗ.

■!. Осагозская Л.Б., Сычез М.М., Гендгрова Л.С., Комохов А.П., Рохли;: Д.Д. Влияние всииств с (кобекностямн твердых кислот н-,1 свойства цемента. // Цемгнт, N3,

5. Комохоз П.Г., Еер:~енскк"| Ю.А., Комохоп А. П., Черников В.Л. Получение экологически чистых композиционных строительных материалов из природных продуктов и бесцеиентпых связующих. Ресурсосберегающие технологии и экологически чистые производства. Тез. докл. Всесоюзного научно-технического семинара. Рига, 1990.

6. Комохоз А.П. Ресурсосберегающая технология грунтобетонов и их свойства. Труди I Всесоюзной конференции: "Технологические проблемы производства несушнх конструкций", Запорожье, 1991.

1. Комохоз А.П., Сгатовская Л.П. Пропаренные глинобетоны. Тезисы докл. Научно-практнческой конференции. С-Петербург, Стройнздат, 1992.

8. Комохов А.П.. Комохоз П.Г. Структурная механика алюмоенликатных дисперсий в твердеющих бесцементиых и малоцемситных составах композитов. Научно-технический семинар "Фнзнко-химическне и технологические особенности получения малоиементных строительных материалов и конструкции", Одессу, 1992.

9. Комохов П.Г.. Чернакоз В,А., Комохов А.П. Механизм формирования структур в пароалючосилнкатных дисперсиях. //Цемент, N6, 1992.

10. Комохов П.Г., Вержекский Ю-А.. Комохов А.П., Чернахов С.А. Особенности структурной механики безобжиговых алюмосиликатов. //Цемент, N5.

11. Комохоз А.П. Строительная керамика холодного отверзденкя. Научно-практическая конференция "Физико-хкмнческне проблемы материаловедения и новые технологии", Белгород. 1941.

12. Смирнова Т.В., Комодов А.П. Фюообраэованне в пропаренных глинобетонах. Тез. докл. 54 научно-техн. конференции "Неделя науки - 94", С-Петербург, ПГУПС, 1994.

13. "Способ получения кирпича". Патент N1839664 от 13 октября 1992. (Соавторы Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я., Смирнова Т.В. и др.)

14. Комохов А.П. Физико-механические свойства безобжиговых грунтобетонов. Тез. докл. 55 научно-техн. конференции "Неделя науки - 95", С-Петербруг, ПГУПС, 1995.

15. Смирнова Т.В., Комохов А.П. Фазовые преобразования в пропаренных грунтобетонах. Тез. докл. 55 научно-техм. конференции "Неделя науки - 95*, С-Петербруг, ПГУПС, 1995.

16. Комохов А.П. Получение композиционных строительных материалов на основе бесцементных вяжущих. Международная научно-техническая конференция "Современные проблемы строительного материаловедения. Часть 1. Перспективные направленна с теории и практики минеральных вяжущих 1! материалов на их основе", Самара, 1995.

17. Комохов А.П. Особенности структурообразования и свойства грунтобетона. Сб. научных трудов "Роль структурной механики в повышении прочности и надежности бетона транспортных сооружений", С-ПетерСург, ПГУПС, 1995.

1990.