автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Химическое сопротивление наполненных цементных композитов при совместном действии сжимающих напряжений и жидких агрессивных сред
Автореферат диссертации по теме "Химическое сопротивление наполненных цементных композитов при совместном действии сжимающих напряжений и жидких агрессивных сред"
(\ ¡1 и и
На правах рукописи —=
ОШКИНА ЛАРИСА МИХАЙЛОВНА
ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НАПОЛНЕННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ СЖИМАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Саранск - 1998
Работа выполнена в Мордовском государственном университете имени Н.П.Огарева.
Научные руководители: член-корреспондент РААСН,
заслуженный деятель науки РФ. доктор технических наук, профессор В.П.Селяев, кандидат технических наук, доцент А.П.Федорцов
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В.Г.Хозин. кандидат технических наук, доцент Ю.Г.Иващенко
Ведущая организация: АО "Железобетон" (г.Саранск Республика Мордовия)
•{£: ММ 1998 года в
Защита состоится " 1У " 1/1АЛХУ( 1998 года в 7У часов на заседании диссертационного совета Д.064.73.01 при Пензенской ГАСА по адресу: 440028, Пенза, эдьТитова, д.28, Пензенская ГАСА, ауд.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.
ресу: 440028, г.Пенза, ул. Тите ацией можно ознакомиться в би( Автореферат разослан " $" СЬМ^&сХсР 1998
г.
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу диссертационного совета.
Ученый секретарь диссертационного совета Д. 064.73.01, к.т.н.,
доцент Худяков В. А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность тени. Несмотря на спад производства в последние годы, основными конструкционными материалами массового строительства в обозримом будущем останутся бетон и железобетон. Однако условия эксплуатации зданий и сооружений из этих материалов значительно ужесточились. В связи с этим, определяющим критерием пригодности материалов и конструкций к использованию в строительстве становится их долговечность и стойкость в условиях воздействия агрессивных сред, как природных, так и промышленных. Агрессивные среды, проникая в объем цементных бетонов, вызывают необратимые изменения свойств материала, приводящие к изменению напряженно-деформированного состояния и снижающие долговечность элементов и конструкций зданий. Поэтому оценка и прогнозирование долговечности и химической стойкости цементных материалов в реальных условиях эксплуатации и воздействия конкретных агрессивных сред является актуальной задачей современного материаловедения.
Цель работы: разработка методов прогнозирования долговечности и способов повышения химического сопротивления цементного камня в растворах серной кислоты за счет использования минеральных наполнителей, химических добавок различных классов и интенсивной раздельной технологии приготовления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- оптимизировать составы цементных композиционных материалов (ЦКМ) с минеральными наполнителями;
- оптимизировать режимы интенсивной раздельной технологии приготовления смесей;
- разработать математическую модель зависимости прочности наполненных цементных композитов от технологических параметров;
- разработать способы повышения кислотостойкости цементного камня путем введения химических добавок различных классов;
- исследовать возможность применения различных условий отверждения и обработки поверхности цементного камня жирными кислотами для повышения его химического сопротивления;
- экспериментально изучить изменение сорбционных характеристик цементных композиционных материалов в 2%-ном растворе серной кислоты, а также влияние структурных параметров на их прочностные
показатели и химическое сопротивление:
- определить характер распределения и кинетику изменения упруго-прочностных свойств экспериментальных составов по высоте поперечного сечения образцов методом склерометрической микротвердости:
- разработать модель деградации и методы прогнозирования долговечности цементных композитов с учетом эффекта позитивной коррозии и совместного действия сжимающих нагрузок и жидких агрессивных сред;
- провести экспериментальные исследования ползучести наполненных цементных композитов при совместном действии статических осевых сжимающих нагрузок и водного раствора серной кислоты малой концентрации.
Научная новизна работы состоит в разработке, экспериментальном и теоретическом обосновании метода прогнозирования долговечности цементных материалов, работающих в условиях действия агрессивных сред и механических сжимающих нагрузок, а также способов повышения химического сопротивления цементных композитов.
Новизна работы подтверждается следующими результатами:
- разработан метод прогнозирования долговечности (химического сопротивления) цементных композиционных материалов, подвергающихся действию агрессивных сред и сжимающих напряжений, основанный на применении деградационных функций;
- разработана модель деградации цементного материала, учитывающая эффект временного упрочнения свойств композита под действием агрессивной среды;
- разработаны способы повышения химической стойкости цементного камня в растворе серной кислоты малой концентрации посредством введения активных минеральных наполнителей, химических добавок, интенсификации режимов приготовления смесей, а также поверхностной обработки готовых образцов;
- методом определения склерометрической микротвердости изучено распределение свойств композита по высоте поперечного сечения образцов, работающих в условиях действия агрессивных сред и сжимающих нагрузок; конкретизирован механизм коррозионных процессов цеметного камня;
- в ходе исследований определено, что основным параметром деградации цементных материалов является ордината переднего фрон-
та коррозии, характеризующая область деструкции материала.
Практическое значение работы заключается в создании способов повышения химического сопротивления ЦКМ в условиях действия жидких агрессивных сред сульфатной природы и сжимающих нагрузок. Предложены составы цементных композитов, обладающие повышенной стойкостью в подобных условиях эксплуатации. Разработаны методы оценки и прогнозирования химического сопротивления и долговечности цементных материалов.
Реализация работы. Результаты работы были использованы при реконструкции и восстановлении полов и ограждающих конструкций цеха N 1 АО "Биохимик" (г.Саранск РМ): в лекционном курсе по строительным материалам для специальности ПГС.
Аппробация работы. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных научных конференциях Мордовского государственного университета имени Н.П.Огарева в г.Саранске (1994 - 1997 г.г.), на международной конференции "Долговечность строительных композиционных материалов" (г.Саранск. 1995 г.), на ежегодных конференциях молодых ученых (г.Саранск, 1996 - 1998 г.г.), на III Академических чтениях Российской академии архитектурно-строительных наук (г.Саранск, 1997 г.), на IV Академических чтениях Российской академии архитектурно-строительных наук (г.Пенза, 1998 г.).
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 11 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников из 258 наименований, изложена на 289 листах машинописного текста, ■ рисунков - 127, таблиц - 36, приложений - 3.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, определена цель диссертационной работы, ее научная новизна, практическая значимость, приведена структура работы.
В первой главе представлен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по видам коррозии цементных материалов, методам прогнозирования и способам повышения их химического сопротивления.
б
Существенный вклад в изучение процессов коррозии бетона и разработку способов повышения долговечности и стойкости бетонных и железобетонных конструкций внесли В.И.Соломатов, В.П.Селяев,
A.П.Федорцов, С.Н.Алексеев. И.Н.Ахвердов. В.И.Бабушкин, Ю.М.Бутт, Г.П.Вербецкий. А.В.Волженский. Е.А.Гузеев, Ф.М.Иванов. В.В.Кинд,
B.А. Кинд. К.Г.Красильников, А.И.Минас, В.М.Москвин, Н.А.Мощанс-кий, А.Ф.,Полак, В.Б.Ратинов. С.М.Рояк. Г.С.Рояк. Т.В.Рубецкая. И.А.Рыбьев, Ю.А.Саввина, С.В.Шестоперов В.Н.Юнг и многие другие.
В исследованиях С.В.Александровского. А.Б.Голышева. Р.Е.Дениса, Ф. Иванова, К.Г.Красильникова, Г.С.Каранфилова, К.А.Мальцева, А.Ф.Милованова, В.М.Москвина. Н.А.Мощанского. В.И.Мурашова, А.М.Подвального, Е.Н.Щербакова. В.Н.Ярмаковского и др. рассмотрены качественные и количественные зависимости реологических и физико-механических свойств бетона в некоторых условиях среды эксплуатации без нагрузки и в нагруженном состоянии.
Н.Х.Арутюняном, С.В.Александровским, В.М.Бондаренко, П.И.Васильевым, И.Е.Прокоповичем. И.И.Улицким, С.Е.Фрайфельдом и др. разработана современная теория ползучести бетона.
Во вторую главу входит описание материалов, используемых в работе, методов исследований и статистических методов анализа экспериментальных данных. Приведены качественные и количественные показатели применяемых материалов. Определение физико-механических характеристик проводилось по методикам соответствующих ГОСТ. Коррозионная стойкость определялась по изменению прочности, массы, объема, а также микротвердости по высоте поперечного сечения экспериментальных образцов, выдерживаемых в 2%-ном растворе серной кислоты. Исследования проводились на образцах цементного камня, как наиболее уязвимого компонента бетонов к действию кислых сред, твердевшего в естественных условиях и в ходе ТВО. В качестве наполнителей для композиционных материалов использовались ОПФ (отход производства ферросилиция), ваграночный шлак Саранского завода "Центролит", маршалит. Для модификации экспериментальных смесей использовались химические добавки различных классов. Приготовление составов производилось традиционным способом,а также с использованием принципов интенсивной раздельной технологии. При оптимизации составов, наполненных ОПФ и приготовленных по ИРТ. применен метод математического планирования эксперимента. Деформации ползучести образцов из цементных композитов определялись по
стандартной методике. Нагружсние проводилось с помочь» грузов, подвешиваемых на неравноплечные рычаги.
Достоверность сведений, полученных в работе, обеспечивается статистической обработкой результатов экспериментов.
В третьей главе представлены теоретические основы прогнозирования долговечности цементных композитов при совместной действии сжинающей нагрузки и жидких агрессивных сред. Рассматриваются основные моменты переноса жидких агрессивных сред в капиллярно-пористых материалах: модели деградации цементных композитов, деградационные функции и способы определения параметров деградации: а также влияние структурных параметров и напряженного состояния на ползучесть цементных композитов.
При воздействии агрессивных растворов на цементные бетоны -отмечается одновременное протекание диффузионного и фазового переноса среды и ее химическое взаимодействие с реакцнонноспособны-ии компонентами материала. Уравнением массопереноса в капиллярно-пористом материале является выражение, полученное при решении уравнений Фика с учетом закона Дарси.
Под действием агрессивных сред, диффундирующих в твердое тело. изменение-свойств материала в различных точках образца происходит неодинаково. Изохроны деградации, построенные в виде эпюр, характеризующих распределение свойств по площади или по высоте поперечного сечения экспериментальных образцов, позволили получить модель деградации цементных композитов с учетом временного повышения прочностных характеристик (позитивный эффект коррозии) под действием кислых агрессивных сред сульфатной природы.
Одним из основных параметров деградации является ордината переднего Фронта деструкции, характеризующая область коррозионных повреждений материала. В результате аппроксимации экспериментальных данных получено выражение, отражающее изменение этой характеристики, а также коэффициента переноса жидкой агрессивной среды в цементный материал.
В реальных условиях эксплуатации железобетонные конструкции находятся под действием механических напряжений. Экспериментальные данные указывают на сильную зависимость коэффициента пористости р и, соответственно, коэффициента диффузии от уровня сжимающих напряжений э. Получено выражение, отражающее изменение величины коэффициента диффузии с увеличением б.
Показано, что при действии сжимающих напряжений деградацион-ная функция жесткости Б(И) зависит от скорости переноса жидкости в объем, а также химического взаимодействия материала с -агрессивной средой.
В четвертой главе экспериментально изучено влияние вида, степени наполнения и удельной поверхности наполнителей, вида и количества химической добавки, технологии изготовления, условий отверждения, поверхностной обработки образцов на химическую стойкость цементных композитов, выдержанных в растворе серной кислоты малой концентрации.
Представление бетонов как композиционных материалов полиструктурного строения предопределяет раздельную технологию их приготовления. Известно, что применение интенсивной технологии приводит к экономии цемента, увеличению прочностных характеристик бетонов за счет улучшения однородности, связности и удобоуклады-ваемости смеси; более полного использования активных свойств цемента и заполнителей. В работе установлено, что применение ИРТ в оптимальном режиме способствует снижению водопотребности смеси на
15 %, повышению прочности цементных композиционных материалов (ЦКМ) на 25 - 30 %, а также коэффициента химстойкости в 2%-ном растворе серной кислоты - на 6 % в сравнении с традиционным приготовлением.
Полиструктурная теория, предложенная академиком Соломатовым В.И. и разрабатываемая его последователями и учениками, предполагает оптимальное наполнение связующих. При этом преследуются цели замены части непрогидратировавших цементных зерен частицами минеральных добавок.
В качестве наполнителей в исследованиях использовались отход производства ферросилиция (ОПФ). ваграночный шлак и маршалит. Экспериментально определено оптимальное количество минеральных добавок для ЦКМ: ОПФ (Буд.= 20000 см2/г) - 10 %. шлак (Буд.= 2500 см2/г) - 20 %, маршалит (Буд.= 1200 см2/г) - 20 %. Установлено, что введение ОПФ и шлака способствует повышению прочности на 8 и
16 %, маршалит снижает прочностные показатели на 4 %. При совместном применении ИРТ и наполнения повышается прочность (соответственно на 20, 40 и 10 %) и химическое сопротивление ЦКМ. Так, на 90 сутки воздействия агрессивного раствора превышение прочностных показателей над показателями контрольного материала сос-
тавляет: цементного камня с ОПФ при традиционной технологии приготовления (ТРТ) - 40 55. с ОПФ по ИРТ - 70 %, с добавкой шлака (ТРТ) - 64%. шлака (ИРТ) - 2 раза, маршалита (ТРТ) - 12 %. марша-лита (ИРТ) - 42%.
Таким образом, инициированная наполнителями самоорганизация приводит к экстремальному упрочнению наполненной структуры при одновременной оптимизации степени наполнения и дисперсности минеральных добавок за счет уменьшения пористости материала. Повышение химического сопротивления наполненных составов объясняется структурными изменениями, а также тем, что активные минеральные добавки вступая во взаимодействие с гидроксидом кальция, связывают наиболее реакционноспособный к взаимодействию с кислыми средами компонент цементного вяжущего.
Методом регрессионного анализа получена полиномиальная зависимость. описывающая влияние технологических параметров (степени наполнения ОПФ. а также времени и скорости перемешивания в смесителе) на физико-механические свойства наполненного цементного камня:
R= 55.61 -0.64X1 - 5.49X12 - 0.69X1X2 + 0.54X2X3 +1.26X2 - 2.64X22 +0.97X3 - 2.06X32,
Это уравнение может использоваться для анализа влияния технологических параметров ИРТ и количества наполнителя на изменение прочностных показателей цементного композита.
Химическое сопротивление цементных композитов можно регулировать, корректируя и изменяя определенным образом условия твердения свежеприготовленных смесей и растворов. В качестве сред отверждения были приняты как традиционные: вода (t = 20 + 2оС), нормальные условия (t = 20 + 2оС и W = 95 _ 100%), воздушные условия (t = 20 + 2оС и W = 65 _ 70 %), пар (t до 90оС), так и специальные: 2%-ные растворы сернокислого магния и аммония; 0,25%-ный и 0.5%-ный растворы серной кислоты.
Химическая стойкость в 2%-ном растворе серной кислоты возрастает в следующем порядке отверждающих сред: традиционных - вода 6 нормальные условия 6 воздух 6 пропарка; сульфатных - вода 6 0.25%-ный раствор серной кислоты 6 2%-ный раствор сернокислого
аммония 6 0,5&~ный раствор серной кислоты 6 2%-ныЯ раствор сернокислого магния. Установлено, что меняя среды отверждения, можно эффективно влиять на первоначальную прочность и химическое сопротивление цементных композитов.
В литературе описывается эффект временного улучшения прочностных и физико-механических свойств композиционных материалов при воздействии агрессивных сред (позитивный эффект коррозии). Логично заключить, что чем продолжительнее этот период, тем выше будет химическое сопротивление материала. В качестве практических мер продления периода позитивной коррозии предлагается вводить в композиты добавки различных классов, ослабляющие воздействие среды на основные структурообразующие компоненты.
В настоящей работе в качестве химических добавок рассматривались хлорид бария, буферные системы и жирные кислоты.
Добавка хлорида бария относится к активным неорганическим добавкам. При ее взаимодействии с раствором серной кислоты в структуре цементного камня образуется нерастворимый сульфат бария. Экспериментально установлено оптимальное количество добавки - 1,8 % к массе цемента. При этом прочность материала возрастает на 30 %, на 90 сутки экспонирования в 2%-ном растворе серной кислоты - на 35 % выше прочности контрольного состава.
Буферные системы (смеси) включают, как правило, слабую кислоту и ее соль, либо слабое основание и его соль. Использование буферных систем в цементных вяжущих направлено на смягчение химического удара со стороны агрессивной среды, представленной раствором сильной кислоты. В работе в качестве буферной добавки исследовала аминоуксусная кислота (глицин). Оптимальное количество этой добавки составляет 0,5 % к массе цемента. При этом прочность повышается на 20 %, химстойкость - на 30 %. Установлено, что глицин является пластификатором - расплыв смеси увеличивается в 2 раза. При условии равной подвижности смесей добавка глицина в количестве 1,5 % обеспечивает увеличение начальной прочности на 35 %. по истечении 90 суток воздействия агрессивного раствора -на 50%.
Буферная система щавелевая кислота + оксалат натрия с соотношением компонентов 1 : 2 в количестве 0.5 % к массе цемента обладает равными показателями начальной прочности с контрольным составом, на 90 сутки воздействия агрессивной среды прочность
и
состава с добавкой на 50 % выше показателей контрольного состава.
В литературе встречаются способы повышения долговечности бетона за счет введения в качестве различных добавок композиций из жирных кислот, эфиров. масел и солей. Миристиновая кислота - типичный представитель класса жирных кислот. Ее введение в цементное тесто осуществлялось посредством смешивания воды затворения с насыщенным раствором в ацетоне. Добавка миристиновой кислоты снижает прочность на 50 %. но химическое сопротивление повышается более, чем в 2 раза в сравнении с контрольна составом.
В работе экспериментально изучено влияние структурных параметров исследуемых материалов на их химическую стойкость.
Среди дополнительных мер по уплотнению структуры цементных бетонов для обеспечения необходимой долговечности и стойкости в агрессивных средах в технологии уже давно применяют способы поверхностной обработки материала специальными стойкими пропиточными веществами.
В настоящей работе поверхностная обработка составов проводилась миристиновой и стеариновой кислотами. Миристиновая кислота не растворяется в воде, поэтому образцы ненаполненного цементного камня выдерживались в насыщенном растворе этой кислоты в ацетоне. При высыхании по мере улетучивания ацетона на поверхности материала образовывалась тонкая гидрофобная пленка. Стеариновая кислота также не растворяется в воде, плавится при температуре приблизительно 80оС. Поэтому предварительно высушенные и разогретые образцы (при температуре 105оС) погружались в расплав кислоты. По мере остывания на их поверхности образовывалась гидрофобная пленка.
Обработка поверхности цементного камня стеариновой и миристиновой кислотами снижает начальную прочность цементного камня на 60 и 30 X. однако кислогостойкость на 90 сутки на 45 и 20 % превышает стойкость контрольного состава.
- На основе полученного экспериментального материала по исследованию. химической стойкости можно определить некоторые закономерности механизма деградации цементных композитов в растворе серной кислоты малой концентрации (2 %).
В начальные сроки экспонирования образцов в агрессивной среде отмечается первоначальное снижение прочностных показателей экспериментальных образцов. Следующий этап связан с повышением
прочностных характеристик и является этапом позитивной коррозии. При последующем экспонировании отмечаются необратимые ухудшения физико-механических свойств материала, выражающиеся в стабильном снижении прочностных характеристик.
Свойства материала, подвергающегося воздействию агрессивной среды, изменяются неравномерно. Изохроны деградации, полученные методом склерометрической микротвердости позволяют наглядно представить механизм проникновения агрессивной среды с поверхности образца вглубь его сечения, проследить кинетику послойного изменения свойств. При этом выделены следующие зоны (начиная с поверхности): 1) деструкции (разрушения): 2) позитивной коррозии, характеризуемой повышенными значениями физико-механических свойств; 3) латентной деградации.
Методом рентгеноструктурного анализа исследован фазовый состав композитов, подвергавшихся воздействию агрессивного раствора серной кислоты. Подтверждено, что одним из основных продуктов коррозии цементного камня является двуводный гипс Са504.2Н20. Показано, что изменение интенсивности линий гипса по зонам соответствует послойному изменению свойств материала.
В работе предложена феноменологическая модель деградации цементных композитов, пригодная для описания процессов, происходящих в материалах под воздействием кислых агрессивных сред малых концентраций, и учитывающая эффект позитивной коррозии. Разработан метод прогнозирования долговечности (химической стойкости) цементных композиционных материалов, подвергающихся действию агрессивных сред и сжимающих напряжений, основанный на применении деградационных функций. Показано наличие линейной корреляционной зависимости между пределом прочности при сжатии и твердостью материала, работающего в различных условиях. Предложена методика определения границы области повреждений материала, основанная на анализе аппроксимирующих функций передвижения переднего фронта коррозии.
В пятой главе приведены экспериментальные исследования изменений свойств наполненных цементных композитов при совместном действии агрессивной среды и статических сжимающих нагрузок разных уровней. Показаны результаты экспериментальных исследований ползучести разработанных цементных композитов.
Экспериментально установлено, что при напряжениях, равных
0.3: 0,5 и 0.7 Рразр происходит уплотнение ЦКМ, способствующее повышению прочностных характеристик и химической стойкости в 1,5 2 раза, снижению сорбционной"емкости материала. Эти результаты подтверждаются испытаниями по определению динамического модуля упругости и склерометрической микротвердости. Показано влияние технологии изготовления, влажности среды и уровня действующих напряжений на ползучесть композитов. Установлено, что меньшей де-формативностью и ползучестью обладают составы, наполненные шлаком и ОПФ и приготовленные по интенсивной раздельной технологии. Максимальные деформации отмечаются на всех составах при экспозиции на воздухе, минимальные. - при экспозиции в 255-ном растворе серной кислоты. Качественно подтверждено влияние структурных параметров и напряженного состояния на ползучесть цементных композитов в агрессивных средах.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
1. Разработан метод прогнозирования долговечности (химической стойкости) цементных композиционных материалов, подвергающихся действию агрессивных сред и сжимающих напряжений, основанный на применении деградационных функций. Предложена феноменологическая модель деградации цементных композитов, пригодная для описания процессов, происходящих в материалах под воздействием кислых агрессивных сред малых концентраций, и учитывающая эффект позитивной коррозии. Показано наличие линейной корреляционной зависимости между пределом прочности при сжатии и твердостью материала, работающего в различных условиях.
2. Экспериментально исследовано влияние интенсивной раздельной технологии на физико-механические свойства и химическое сопротивление цементных композиционных материалов (ЦКМ):
- определено оптимальное количество минеральных добавок для ЦКМ: ОПФ (Зуд.= 20000 см2/г) - 10 %, шлак (Буд.= 2500 см2/г) - 20 %, маршалит (Буд. = 1200 см2/г) - 20 %, введение которых (ОПФ и шлак) способствует повышению прочности на 8 и 16 маршалит снижает прочностные показатели на 4 %. Установлено, что при совместном применении ИРТ и наполнения прочность и химическое сопротивление повышаются в большей степени.
- установлено, что применение ИРТ способствует снижению об-
чего объема пор на 10 Я; сведение ОПФ и шлака при традиционном перемешивании увеличивает плотность на 6 и 10 X, уменьшает общую пористость на 5 и 17 %: при введении маршалита плотность и общин объем пор практически не меняются.
3. Методом регрессионного анализа получена полиномиальная зависимость. описывающая влияние технологических параметров (степени наполнения, а также времени и скорости перемешивания в смесителе) на физико-механические свойства наполненного цементного камня и позволяющая оптимизировать параметры технологического процесса приготовления. .
4. Разработаны способы повышения химического сопротивления цементных композитов посредством введения добавок, образующих буферные системы: акиноуксусной кислоты (глицина), щавелевой кислоты с оксалатом натрия. При выдержке в 2%-ной серной кислоте материал с добавками эффективнее контрольного не менее, чем в 1,2-2 раза.
5. Установлено позитивное влияние добавки хлорида бария, ми-ристшювой кислоты, а также обработки поверхности жирными кислотами на химическое сопротивление цементного камня.
6. Экспериментально установлена возможность повышения химического сопротивления цементных композитов путем создания специальных условий отверждения.
7. Методом определения склерометрической микротвердости установлено. что свойства композитов по высоте поперечного сечения экспериментальных образцов, работающих в условиях действия агрессивных сред и сжимающих нагрузок, распределены неравномерно. При этом по высоте поперечного сечения образцов выделены следующие зоны: 1) деструкции (разрушения); 2) позитивной коррозии; 3) латентной деградации.
8. Предложена методика определения границы области повреждений материала и коэффициента переноса агрессивной среды, основанная на анализе аппроксимирующих функций передвижения переднего Фронта коррозии.
9. Экспериментальными исследованиями процесса деформации цементных наполненных композитов при действии жидких агрессивных сред и схимавщик напряжений установлено, что при напряжениях, равных 0,3; 0,5 и 0.7 Рразр происходит уплотнение ЦКМ, способствующее посинению прочностных характеристик и химической стойкое-
ти в 1,5 - 2 раза, снижению сорбционной емкости материала. Показано. что меньшей деформативностью и ползучестью обладают составы. наполненные шлаком и ОПФ и приготовленные по интенсивной раздельной технологии. Максимальные деформации отмечаются на всех составах при экспозиции на воздухе, минимальные - при экспозиции в 2%-ном растворе серной кислоты. Качественно подтверждено влияние структурных параметров и напряженного состояния на ползучесть цементных композитов в агрессивных средах.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В СТАТЬЯХ:
1. Бочкин B.C., Леснов В.В., Ошкина Л.М. Влияние вида наполнителя и технологии изготовления на химическую стойкость цементного камня / Международная научная конференция "Долговечность строительных материалов и конструкций": Тезисы докладов // Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, - 1995. - С. 9.
2. Ошкина Л.М. Методы определения свойств цементных композиций / Международная научная конференция "Долговечность строительных материалов и конструкций": Тезисы докладов // Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, - 1995. - С. 31.
3. Селяев В.П.. Бочкин B.C., Леснов В.В., Ошкина Л.М. Характер изохрон деградации цементного камня, полученных склерометрическим методом / Международная научная конференция "Долговечность строительных материалов и конструкций": Тезисы докладов // Саранск: Изд-во Мордовского ун-та. - 1995. - С. 63.
4. Селяев В.П., Соломатов В.И., Бочкин B.C., Леснов В.В., Ошкина Л.М. Исследование коррозии цементного камня, полученного, по интенсивной технологии / Вестник Мордовского университета, -
1996. N 4. С. 57 - 60.
5. Федорцов А.П., Селяев В.П.. Ошкина Л.М. Химическая стойкость цементного камня с добавками буферных систем • / Актуальные проблемы строительного материаловедения: Тезисы докладов III Академических чтений РААСН // Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, -
1997. - С. 51.
6. Ошкина Л.М. Изохроны деградации цементных композитов при действии осевых сжимающих нагрузок и агрессивных сред / Актуальные проблемы строительного материаловедения: Тезисы докладов III Академических чтений РААСН // Саранск: Изд-во Мордовского ун-та.
- 1997. - С. 51.
7. Ошкина Л.M. Изменение структурных параметров цементных композитов при действии сжимающих нагрузок / Тезисы докладов второй конференции молодых ученых Мордовского государственного университета имени Н.П.Огарева // Саранск: Изд-во Мордовского ун-та.
- 1997. - С. 213.
8. Селяев В.П., Бочкин B.C., Ошкина Л.М., Неверов В.А., Пи-теримова Т.А. Некоторые особенности дегадации цементного камня в кислой агрессивной среде / Международная научно-техническая конференция "Современные проблемы строительного материаловедения": Тезисы докладов IV Академических чтений РААСН // Пенза: Изд-во ПГАСА, - 1998. - С. 39.
9. Федорцов А.П., Ошкина Л.М. Влияние условий твердения на химическую стойкость цементного камня / Международная научно-техническая конференция "Современные проблемы строительного материаловедения": Тезисы докладов IV Академических чтений РААСН // Пенза: Изд-во ПГАСА,' - 1998. - С. 145.
10. Федорцов А.П., Селяев В.П., Ошкина Л.М. Способы повышения химической стойкости цементного камня посредством использования жирных кислот / Международная научно-техническая конференция "Современные проблемы строительного материаловедения": Тезисы докладов IV Академических чтений РААСН // Пенза: Изд-во ПГАСА, -1998. - С. 153.
11. Селяев В.П., Ошкина Л.М. Ползучесть цементных композитов в агрессивных средах / Международная научно-техническая конференция "Современные проблемы строительного материаловедения": Тезисы докладов IV Академических чтений РААСН // Пенза: Изд-во ПГАСА, -1998. - С. 155.
Подписано в печать 02.04.98. Объем 1,0 п, л. Тирах 100 экз. Заказ-И 291.
Типография Издательства Мордовского университета 430000, Саранск, ул. Советская, £4.
-
Похожие работы
- Химическое сопротивление цементных композиций, наполненных цеолитами
- Влияние гидромеханической активации цементных вяжущих на долговечность бетонов
- Долговечность цементных композиций
- Химическое сопротивление цементных композиций, приготовленных по интенсивной технологии
- Экспериментально-теоретические основы прогнозирования и повышения долговечности защитно-декоративных покрытий
-
- Строительные конструкции, здания и сооружения
- Основания и фундаменты, подземные сооружения
- Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
- Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
- Строительные материалы и изделия
- Гидротехническое строительство
- Технология и организация строительства
- Здания и сооружения
- Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
- Строительство железных дорог
- Строительство автомобильных дорог
- Мосты и транспортные тоннели
- Гидравлика и инженерная гидрология
- Строительная механика
- Сооружение подземного пространства городов
- Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
- Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия
- Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
- Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов