Химико-технологические факторы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона

Овсюкова, Юлия Владимировна

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Химико-технологические факторы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона

кандидата технических наук: Овсюкова, Юлия Владимировна
город: Пенза
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.23.05

Диссертация по строительству на тему «Химико-технологические факторы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона»

Автореферат диссертации по теме "Химико-технологические факторы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона"

На правах рукописи

Овсюкова Юлия Владимировна

4851238

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 О ИЮН 2011

Пенза 2011

4851238

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Макридин Николай Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ерофеев Владимир Трофимович

доктор технических наук, профессор Тараканов Олег Вячеславович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московский государственный

строительный университет» (г. Москва)

Защита диссертации состоится 8 июля 2011 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.184.01 при ГОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28,1 корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Автореферат размещен на официальном сайте университета WEB: www.pguas.ru.

Автореферат разослан 8 июня 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного------

ДМ 212.184.01

Бакушев С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Конструкционная прочность как комплексная механическая характеристика, включающая сочетание критериев прочности, надёжности и долговечности, является важнейшим параметром качества структуры бетона как основного и самого массового строительного материала конструкционного назначения.

Проблема качества бетона приобретает особую остроту и актуальность в современных экономических условиях, характеризующихся, с одной стороны, увеличением стоимости энергетических и материальных ресурсов, а с другой, - интенсивной разработкой и практическим внедрением в строительную практику бетонов нового поколения высокой и особо высокой прочности, для которых оценка действительных предельных состояний структуры приобретает особую научную и практическую значимость, так как из механики материалов известно, что высокопрочные материалы обладают малой трещиностойкостью (вязкостью разрушения) и остаточной прочностью при наличии дефектов структуры.

Повышения качества бетона и эффективности конструкций на его основе можно достичь как оптимизацией его структуры, так и уточнением уже имеющихся или введением новых характеристик материала, позволяющих совершенствовать методы проектирования и расчёта конструкций и их технологий производства и, тем самым, более полно использовать конструкционные возможности бетона.

Существенные достижения последних десятилетий в технологии бетона обусловлены значительным ростом эффективности модифицирующих добавок различной природы и, прежде всего, химических добавок водоредуци-рующего действия - суперпластификаторов (СП).

Поэтому изучение и разработка процесса структурообразования модифицированного цементного камня и бетонов на его основе и новых методов исследования их структуры и механического поведения под нагрузкой является актуальной задачей и имеет важное значение, способствующее развитию бетоноведения.

На основании литературного обзора по теме диссертации была сформулирована научная гипотеза работы о влиянии процедурного и концентрационного факторов дозирования СП в цементную дисперсную систему на кинетические зависимости формирования фазового состава и дисперсно-кристаллитной структуры, которые и предопределяют процесс механического поведения и параметры трещиностойкости гидратационной структуры цементного композита во времени.

Научные и практические данные и закономерности, установленные и обобщенные в диссертационной работе, получены автором в ГОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы (госконтракт с Федеральным агентством по образованию РФ № П1456).

Цель и задачи исследования. Целью работы являлась разработка научно-практических основ повышения конструкционной прочности модифицированных гидратационных структур цементных дисперсных систем нового поколения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить современное состояние производства модифицированных бетонов;

- разработать общую методологию и частные методы исследования;

- изучить процессы гидратации и структурообразования цементного теста, модифицированного пластификаторами;

- определить фазовый состав, размеры блоков мозаики и плотность дислокаций р модифицированной дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня в разном возрасте;

- разработать основы рецептурно-химико-технологической оптимизации модифицирования цементных дисперсных систем для формирования дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня, определяющей внутреннее трение, динамический модуль упругости и критерии трещиностойкости бетона на его основе;

- изучить характеристики качества цементных дисперсных структур с оценкой деформативности, прочности, внутреннего трения, модуля упругости и механических критериев разрушения (силовых, энергетических, деформационных и др.) в зависимости от химико-технологических факторов модифицирования и возраста цементного камня;

- изучить процесс разрушения цементных композитных систем в зависимости от факторов модифицирования и возраста с помощью метода акустической эмиссии на опытных образцах типа I при неравновесных механических испытаниях по методике ГОСТ 29167-91.

Научная новизна работы:

- разработаны теоретические основы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона путём использования химико-технологических факторов;

- разработаны научные положения определения действительного предельного состояния структуры материала по прочности и деформативности путём совместного анализа оценок силовых, деформационных, энергетических и акустических параметров трещиностойкости;

- установлен характер изменения электрического сопротивления и рН в твердеющей цементной пасте и показана зависимость этих параметров от влияния химических добавок;

- установлена роль влияния факторов модифицирования на формирование фазового состава и параметров структуры цементного камня, а также на характер изменения долговременной прочности бетона;

- методами рентгенофазового анализа, внутреннего трения, акустической эмиссии, тензометрии и механики разрушения установлена взаимосвязь между характеристиками модифицированной структуры и параметрами трещи-

ностойкости цементного камня. Выявлено влияние вида дисперсной фазы на эту взаимосвязь;

- доказано, что реальная долговременная прочность и трещиностойкость цементного камня и бетона определяется не только пористостью и степенью гидратации, но и характеристиками дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня;

- установлено, что по кинетическим зависимостям внутреннего трения, динамического модуля упругости, критериев трещиностойкости и амплитудного распределения сигналов АЭ на кривой нагружения можно прогнозировать качество структуры бетона с учётом предельного состояния.

Практическая значимость работы.

Разработан критерий трещиностойкости, что подтверждено расчетно-экспериментальной оценкой характеристик качества дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня с учётом её гетерогенности.

Разработан технологический принцип модифицирования цементной дисперсной системы современными суперпластификаторами, в соответствии с которым на начальном этапе смешивания ничто не должно мешать взаимодействию минералов цемента с водой.

Предложен комплекс методов исследования совокупности силовых, деформационных, энергетических и акустических параметров трещиностойкости цементных материалов, определяющих действительное предельное состояние структуры по прочности и деформативности.

Определяется использованием результатов исследования при решении прикладных задач разработки и получения бетонов нового поколения повышенной прочности и трещиностойкости.

Результаты диссертационной работы получили внедрение в ООО «Строительные материалы» г. Пенза и в ООО «Бессоновский домостроительный комбинат» Пензенская обл. при изготовлении многопустотных и ребристых плит перекрытия, лестничных маршей, каркасных свай и используются в учебном процессе при подготовке инженеров-строителей-технологов по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», магистров по направлению 270100 «Строительство».

Достоверность результатов работы подтверждена сходимостью большого числа экспериментальных данных, полученных с применением комплекса стандартных и высокоинформативных методов исследования, их непротиворечивостью известным закономерностям. Выводы и рекомендации работы получили положительную апробацию и внедрение в строительной практике.

На защиту выносятся:

- методология исследований;

ментного камня и бетона с помощью комплекса физических и механических методов исследования;

- экспериментально-теоретическое обоснование физического смысла параметров трещиностойкости цементных систем с позиций физики и механики разрушения;

- методы исследования, анализа и оценки физико-механических характеристик и процесса разрушения структур различных масштабных уровней;

- представления об основах прогнозирования надежности и долговечности цементных дисперсных систем по акустическим и механическим параметрам разрушения;

- результаты экспериментальных исследований и научно-практические основы создания и получения бетонов с необходимыми свойствами по трещиностойкости, заранее заданной в некоторых пределах.

Личный вклад автора состоит в разработке программы экспериментальных исследований, получении результатов исследований, их обобщении и анализе.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях: «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», «Новые энерго- и ресурсосберегающие, наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (Пенза, 2005, 2006, 2007); Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых: «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2006, 2007); Всероссийской НТК «Сырьевые ресурсы регионов и производство на их основе строительных материалов» (Пенза, 2007, 2008); Всероссийской НТК «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2006); на X и XV Академических чтениях РААСН «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (Пенза-Казань, 2006, Казань, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 3 статьи - в журналах по Перечню ВАК РФ.

Конкурсы. В 2008 году получена медаль «За лучшую научную студенческую работу» по итогам открытого конкурса на лучшую научную работу по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 228 источников и 2 приложений. Содержит 41 рисунок и 29 таблиц. Материал изложен на 184 машинописных страницах.

Автор выражает благодарность кандидату технических наук, доценту кафедры «Стандартизация, сертификация и аудит качества» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства Максимовой И.Н. за научные консультации и помощь, оказанные в ходе выполнения диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализированы современные представления о процессах гидратации и структурообразования цементных дисперсных систем.

Показано, что современные исследования процессов гидратации и твердения отличаются глубоким проникновением в механизм элементарных стадий - смачивания, адсорбции, растворения, диффузии, собственно химической реакции зародышеобразования и образования гидратов и прочности кристаллического сростка. Оказывая влияние на начальные адсорбционные процессы теми или иными технологическими приёмами, можно изменять условия формирования структуры и свойств гидросиликатов кальция и, тем самым, оптимизировать технические характеристики цементных композитных материалов.

Исследованиями установлено, что роль химических добавок в качестве неотъемлемого компонента современного бетона и средства технологического регулирования увеличивается адекватно росту их влияния на гидратацию и структурообразование цемента, свойства бетонных смесей и бетона, что вызывает необходимость более глубокого понимания физических и химических аспектов регулирования и синтеза дисперсно-кристаллитной структуры и конструкционной прочности цементного камня и бетонов нового поколения на его основе.

Исходя из основных положений физико-химической механики материалов, отвердевание новообразований совершается на агрегативном надмолекулярном уровне, поэтому синтез механических свойств вяжущих систем во многом предопределён дисперсно-кристаллитной структурой цементного камня, под которой понимают наличие в цементном камне кристаллической фазы в виде коллоидных размером 50...500 Ä и пор размером того же порядка. К сожалению, в современных феноменологических зависимостях связи дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня с его прочностью не уделяется должного внимания.

Поскольку между структурой и параметрами механики разрушения существует физическая связь, то можно найти дополнительные более дифференцированные характеристики механического поведения материалов, что, в свою очередь, открывает новые современные возможности оценки качества и оптимизации механических свойств дисперсных композитов нового поколения.

В настоящее время оценка качества композитных материалов с позиций физики и механики разрушения занимает ведущее положение при разработке и создании материалов с нужными свойствами.

В последние годы в этом направлении по цементным композитам опубликованы работы A.A. Ашрабова, Ю.М. Баженова, В.В. Бабкова, Г.И.

Горчакова, Е.А. Гузеева, В.В. Жукова, Ю.В. Зайцева, П.Г. Комохова, Е.В. Королева, С.Н. Леоновича, Н.И. Макридина, Г.Б. Муравина, Д.В. Орешкина,

A.П. Пака, В.В. Панасюка, Г.Н. Первушина, В.А. Перфилова, К.А. Пирадова,

B.П. Попова, А.Ф. Щурова, М.М. Холмянского и др., а из зарубежных специалистов А. Билби, Д. Броека, М. Дзако, М. Каплана, Дж. Нотга, Т. Фудзи-на, Р. Эванса и др.

В этих работах (базирующихся на концепции Гриффитса-Орована-Ирвина) в основу положено развитие физических представлений о природе и кинетике процесса разрушения, связанного с преодолением системой потенциальных барьеров; а элементарный акт разрушения - зарождение микротрещины или потерю устойчивости - макротрещины, в механическом аспекте считают детерминированным, происходящим при достижении какой-либо величиной критического значения, на чём и основаны механические критерии трещиностойкости. Объединение этих подходов и получение физически обоснованных критериев разрушения является наиболее актуальной задачей современного строительного материаловедения.

Дополнительную возможность в объединении этих подходов в прогнозировании и в выявлении закономерностей микро- и макроразрушений в нагруженном материале открывает контроль за ходом разрушения в исследуемом образце в реальном масштабе времени с помощью метода акустической эмиссии, регистрирующей диагностические сигналы физических процессов, которые сопровождают развитие дефектов структуры.

Основной акцент в работе сделан на исследовании долговременной конструкционной прочности модифицированной гидратационной структуры цементного камня и на его основе бетонов нового поколения повышенной прочности. С учётом изложенного определилась основная цель исследований, для достижения которой потребовалось решить ряд конкретных задач.

Во второй главе приведены основные характеристики исходных материалов и методы исследования связи «состав-технология-структура-свойство» цементного камня и бетона.

В качестве вяжущих веществ были использованы бездобавочные цементы М400: сульфатостойкий ПЦ ОАО «Вольскцемент», ПЦ «Себряков-ский», ПЦ ОАО «Вольскцемент» и ПЦ ОАО «Осколцемент», а также мономинеральные вяжущие: ЗСаО-8Ю2 и /?-2Са08Ю2.

В качестве модифицирующих добавок использовали СП С-3 (ТУ 6-36020429625) и НФ (ГОСТ 6848-79), ЛСТ (ТУ 2455-028-00279580-2004), ПДО-М на основе отходов ПО «Марбиофарм», сульфанол (ТУ 2481-106075105082000), «Выравниватель А» (ГОСТ 9600-78) и 8 видов апротонных кислот (АК).

В качестве заполнителя применяли речной песок с М,ф=1,45, карьерный - с Мкр=1,67 и Вольский стандартный - с Мкр=2,7, а также известняковый щебень фракции 5... 10 мм.

Параметр электросопротивления (электропроводность) цементной пасты исследовали универсальным цифровым вольтметром типа В7-27А/1, а ки-

нетику изменения показателя активности ионов водорода (рН) цементной пасты - прибором РН-150МИ.

Пластическую прочность и предельное напряжение сдвига изучали соответственно коническим пластометром и цилиндрическим вискозиметром по величине расплыва с использованием известных расчётных формул.

Субмолекулярную гетерогенность структуры образующихся фаз оценивали по размерам блоков мозаики Дь размер которых рассчитывали по уширению дифракционных максимумов отдельных линий с использованием формулы Н.Я. Селякова:

Z,d =A18O°/(;rA0cos<9), (1)

где X - длина волны излучения медного анода, АО - полуширина пика В, выраженная в радианах, в - брэгговский угол падения и отражения рентгеновского луча.

Расчёт плотности дислокаций в структуре цементного камня вели по формуле:

р = 3/Ld\cM'2. (2)

Динамический модуль упругости и коэффициент внутреннего трения определяли с помощью прибора ИКВТ-2 по резонансной частоте колебаний опытного образца с использованием аналитических зависимостей данного метода.

Характеристики трещиностойкости (Кс и Gc) определяли на образцах типа I при неравновесных механических испытаниях на трёхточечный изгиб по методике ГОСТ 29167-91. Деформативность оценивали тензодатчиками активного сопротивления, а прогибы - индикаторами часового типа.

Для исследования кинетического процесса разрушения структуры опытных образцов в режиме реального времени использовали метод акустической эмиссии (АЭ). Параметры АЭ (энергию сигналов АЭ, амплитуду сигналов АЭ на двух уровнях дискриминации и интенсивность сигналов АЭ) регистрировали в цифровой форме в полосе частотного диапазона 50... 150 кГц с помощью модернизированного стандартного прибора на базе АФ-15.

Исследования проводили в соответствии с методами математического планирования эксперимента. Математическую обработку и анализ результатов эксперимента проводили с использованием ЭВМ и программных комплексов.

В третьей главе представлены результаты исследований по изучению влияния добавок СП С-3 и НФ на фазовый состав образующихся гидросиликатов кальция (ГСК) и степень закристаллизованности продуктов гидратации минералов p-C2S и C3S.

Показано, что в образцах минерала C3S, гидратированных как без добавок СП, так и с добавками, присутствует три фазы с преобладанием фазы C2SH(A), но относительная интенсивность линий выделившихся фаз C2SH(A), C2SH(B) и C2SH(C) меньше в присутствии СП вследствие меньшей степени закристаллизованности образовавшихся фаз. В образцах минерала р-C2S как без С-3, так и с С-3 формируются две фазы: C2SH(A) и C2SH(B), при-

чем без С-3 приблизительно в равных количествах, а с С-3 преобладает фаза Сг8Н(А). При этом относительная интенсивность линий этих фаз в присутствии С-3 меньше. В присутствии НФ формируются три фазы, это обусловлено тем, что НФ, внедряясь в кристаллическую решетку Р-СгЗ, создает большие стерические затруднения, чем С-3, при этом преобладает фаза С25Н(А).

Выявлено, что роль СП сводится к диспергированию частиц С3Б и р-Сг8, то есть, с одной стороны, к повышению их реакционной способности, а с другой - к созданию стерических затруднений при формировании фаз переменного состава.

Установлен самопроизвольный автоколебательный процесс изменения электросопротивления в твердеющей цементной пасте (рис. 1 и 2), что свидетельствует о проявлении самоорганизующихся процессов, сопровождающих структурообразование при твердении концентрированных цементных систем.

Проявление самоорганизующихся процессов отмечено и при поглощении катионов кальция поликремниевой кислотой, и при измерении ДрН цементного теста в первые часы после затворения, когда происходят наиболее интенсивно химические реакции взаимодействия между минералами цемента и водой. На зарегистрированный самопроизвольный автоколебательный процесс существенное влияние оказывают химические добавки.

в, кОм

О 50 100 150 200 250 300 350 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400

Т, мин

Т, МИН

Рис. 1.Кинетика изменения электропро- Рис. 2. Кинетика изменения электропроводно-водности цементной пасты ста цементных и мономинеральных компози-

ций в присутствии суперпластификаторов С-3 и ПДО-М: * - 3Ca0 Si02, ** - /?-2Ca0-Si02

Графические зависимости рис. 3 позволяют констатировать, что изменение дифференциального приращения ДрН цементной пасты по амплитуде и частоте во времени от химико-технологических факторов дозирования добавки С-3 отражает самопроизвольный автоколебательный процесс структу-рообразования и твердения цементной системы и влияния факторов модифи-

цирования на изменение структуры фазового состава и свойств ГСК цементного камня.

Экспериментально изучена удельная электропроводность гидросиликатов кальция, полученных в модельной системе Са0-БЮ2-Н20 в присутствии ряда апротонных кислот. Электропроводность ГСК наиболее чувствительна к изменению состава, структуры, природы и концентрации дефектов.

Рис. 3. Характер дифференциального приращения изменения ДрН цементной пасты во времени от химико-технологических факторов дозирования при концентрации С-3 0,5 %

Время, мин

Установлено уменьшение электропроводности ГСК с добавками АК (ВеСЬ, ВаСЬ, СоС12, СгСЬ, РеС13), что позволяет утверждать, что удельная электропроводность ГСК обуславливается не столько наличием упорядоченной кристаллической решетки ковалентного типа, сколько преимущественно ковалентным взаимодействием атомов в пределах ближнего порядка, как это наблюдается в расплавах и стеклах, что и приводит к изменению структуры и свойств ГСК.

В четвертой главе представлены результаты исследований реотехно-логических свойств цементного теста, фазового состава и характеристик качества дисперсно-кристаллитной структуры модифицированного цементного камня.

В табл. 1 представлены характеристики состава и процедура затворе-ния водой и введения добавки С-3 в цементное тесто 15-ти серий опытных образцов на основе сульфатостойкого портландцемента ОАО «Вольскце-мент» М400-Д0.

Показано влияние последовательности дозирования и концентрации С-3 на реотехнологические свойства цементного теста при нескольких значениях В/Ц отношения. Экспериментально полученный результат по эффекту разжижения от процедуры модифицирования представляет научный и практический интерес, а ниже, в главе 5, будет отражен и технический эффект по формированию структуры и прочности цементного камня.

Таблица 1

Серия обр. В/Ц СП С-3, % Процедура приготовления цементной пасты d, мм т, Па

1 0,24 - Ц+0,12Н20+0,12Н20 - -

2 0,24 1,0 Ц-НО,12Н20+0,5СП)+(0,12Н20+0,5СП) 92,5 55,4

3 0,24 0,5 Ц+(0,12Н20+0,2501)4(0,12^0+0,2501) 31 493,4

4 0,24 0,5 Ц+0,12Н20+(0,12Н20+0,5СП) 33 435,4

5 0,24 0,25 Ц+(0,12Н20+0,125СП)+(0,12Н20+0,125СП) 30 526,8

6 0,24 0,25 Ц+0,12Н20+(0,12Н20+0,2 5СП) 30 526,8

7 0,27 - Ц+0,135Н20+0,135Н20 29 548,4

8 0,27 1,0 Ц+-(0,135Н2О+0,5СП)-К0,135Н20-Ю,5СП) 130 27,3

9 0,27 0,5 Ц+(0,135Н20+0,25СП>+(0,135Н20+0,25СП) 78 75,8

10 0,27 0,5 Ц+0,135Н20+<0,135Н20+0,5СП) 100 46,1

11 0,27 0,25 Ц+(0,135Н20+0, 125СП)+(0,135Н20+0,125СП) 30 512,5

12 0,27 0,25 Ц+0,135Н20-КО,135НгО-Ю,25СП) 35 376,5

13 0,27 0,25 Ц+(0,135Н20+0,25СП)+0,135Н20 30 512,5

14 0,20 1,0 Ц+0,1 Н20+{0,1Н20+1,0СП) - -

15 0,18 1,0 Ц+0,09Н20+(0,09Н20+1,0СП) - -

Получены рентгенограммы опытных образцов цементного камня после ТВО в возрасте от 28 суток до 4,5 лет. Идентификацию фаз проводили на основе отдельных наиболее характерных для каждой фазы линий.

Показано, что рентгенограммы отражают сложность состава продуктов гидратации. Даже в возрасте 4,5 лет линии рентгенограмм малоинтенсивные, особенно в области больших межплоскостных расстояний, размытые. Все линии асимметричны вследствие того, что образовавшиеся в цементном камне фазы имеют неупорядоченную структуру. В образцах с добавкой С-3 образуется больше фаз. Их количество возрастает еще больше при низких В/Ц отношениях.

Анализ фазового состава цементного камня в возрастном диапазоне от 28 суток до 4,5 лет твердения показал, что вначале образуется особенно обогащенная оксидом кальция фаза СзБНг, которая с течением времени распадается. В образцах, полученных без С-3, твердый раствор распадается преимущественно на тоберморит и фазу С28Н(С). В остальных образцах твердые растворы внедрения распадаются на несколько фаз. Цементный камень без С-3 обладает более однородной структурой, так как образуется преимущественно тоберморит.

Показано, что распад твердых растворов, являющийся фазовым превращением, является не только одним из эффективных способов воздействия на фазовый состав и качественные характеристики дисперсно-кристаллитной структуры, но и резервом улучшения механических свойств цементного камня и бетона на его основе.

На основании полученных ионизационных рентгенограмм для отдельных линий образцов всех 15-ти серий по уширению дифракционных максимумов с использованием формул (1) и (2) были рассчитаны размеры блоков мозаики Ц, и плотность дислокации р дисперсно-кристаллитной структуры.

Установлено, что размеры блоков мозаики Ц для разных дифракционных линий различны. Это говорит о гранулометрической неоднородности структуры цементного камня большинства опытных серий. Плотность дис-

локаций р очень велика, что указывает на дефектность структуры образовавшихся фаз.

Выявлено влияние как концентрации, так и процедуры дозирования С-3 в цементную пасту - на качественные характеристики дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня, то есть, - на характер структуры фаз, диапазон размеров и плотность дислокаций р.

Результаты анализа качественных характеристик дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня позволяют констатировать, что во всех случаях приготовления цементной дисперсной системы добавку С-3 следует дозировать в композицию со второй частью воды затворения. На первом этапе смешения ничто не должно мешать взаимодействию минералов цемента с водой.

Было изучено влияние ГСК, синтезированных в модельной системе Са0-8Ю2-Н20 в присутствии различных модифицирующих добавок, в качестве затравок структурообразования на фазовый состав, ¿а и р дисперсно-кристаллитной структуры и прочность цементного камня. Кинетика прочности приведена в табл. 2.

Таблица 2

Шифр состава Добавка Модификатор гск Кол-во добавки ГСК, % Прочность на сжатие, МПа в возрасте, суг

1 7 14 28 210

1 - - - 14,8 48,7 53,2 62,2 85,6

2 гск Сульфанол 50 мг/лм\ 20°С 0,5 7,5 49,0 52,6 83,7 106,6

3 ГСК С-3 50 мг/л, 20°С 0,1 18,8 65,8 - 79,2 105,0

4 ГСК MgCl2 250 мг/л, 75°С 0,1 17,7 - 52,6 73,3 103,3

5 ГСК ВаС12 50 мг/л, 50°С 0,1 13,0 58,4 67,3 95,5 117,7

6 ГСК ЛСТ 300 мг/л, 20°С 0,1 16,3 - 43,7 60,7 100,0

7 ГСК ЛСТ 300 мг/л, 20"С 0,5 15,6 44,4 58,5 86,6 126,7

8 ГСК Al(NOj)3 250 мг/л, 20°С 0,5 47,4 67,4 90,9 102,9 104,8

9 гск CoCU 1050 мг/л, 50°С 0,5 8,6 44,5 59,0 97,0 104,4

10 гск Feci, 500 мг/л, 20°С 0,5 8,4 54,0 68,9 77,8 111,1

И гск «Выравниватель А» 250 мг/л, 50°С 0,1 8,7 60,0 81,6 86,0 118,3

12 гск «Выравниватель А» 250 мг/л, 50°С 0,5 8,4 47,4 77,8 100,7 110,3

Показано, что прочность зависит как от природы, так и от концентрации модификатора ГСК. Исследованиями установлено, что прочность возрастает у цементного камня с теми «затравками» ГСК, удельная электропроводность которых меньше в 3...5 раз по сравнению с контрольным образцом.

Пятая глава посвящена исследованию зависимостей параметров тре-щиностойкости цементного камня от процедуры модифицирования его структуры, влияния дисперсной фазы на параметры разрушения цементных композитов, деформационных и прочностных параметров качества модифицированных структур бетонов повышенной прочности.

Как известно, в процессе деформирования и разрушения различные материалы излучают упругие колебания в широком диапазоне частот и амплитуд. Совместное изучение характера изменения излучения и параметров это-

го явления, названного в литературе акустической эмиссией, при оценке механических критериев трещиностойкости на опытных образцах типа I по методике ГОСТ 29167-91 может не только дать ценные сведения о закономерностях деформирования и разрушения конструкционного материала в реальном масштабе времени, но и прогнозировать его дальнейшую работоспособность.

Рис. 4. Зависимости: а - коэффициентов качества и б - абсолютных значений критериев долговременной трещиностойкости модифицированных структур образцов серий (2...6) относительно контрольного состава серии 1 от логарифма возраста цементного камня

Экспериментально получены в совокупности силовые, деформационные, энергетические и акустические критерии трещиностойкости, определяющие действительные предельные состояния структуры цементных композитов по прочности и деформативности.

На рис. 4 представлены экспериментальные результаты оценки коэффициентов качества и абсолютных значений критериев долговременной трещиностойкости модифицированных гидратационных структур цементного камня 6 серий опытных образцов от логарифма времени. Цифры у графических зависимостей рисунка соответствуют рассматриваемым сериям образцов.

Из анализа экспериментальных данных, рис. 4, следует, что изменение механических критериев трещиностойкости модифицированных и немоди-фицированных структур цементного камня в рассматриваемом диапазоне времени, с учётом дальнейшего наблюдения, имеет волнообразный характер, параметры которого можно в определенной мере регулировать процедурой введения и концентрацией пластифицирующей добавки, памятуя о том, что условия, при которых начинаются элементарные процессы гидратации, на начальном этапе оказывают большее влияние на структуру, чем дальнейшее ее изменение.

Получено амплитудное распределение сигналов АЭ на двух уровнях дискриминации амплитуд от интенсивности нагружения образцов, отражающее развитие процессов деформирования и разрушения дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня. На рис. 5 приведено амплитудное распределение для образцов серии 1 и 2 в возрасте цементного камня 420 суток.

Рис. 5. Зависимость количества сигналов с амплитудой Л1 (Л'1) и АгСЛУ и отношение N¡/N2 от интенсивности нагружения образцов серии 1 - а) и серии 2 - б): 1 - амплитуда сигнала АЭ (0,1<А]<0,5 В); 2 - амплитуда сигнала АЭ (А2>0,5 В); 3 - отношение количества сигналов АЭ с амплитудой Ы\Шг

Контролируя характер изменения излучения и параметры сигналов АЭ по амплитуде, можно прогнозировать предельное состояние структуры или установить связь между уровнем напряжения и сопротивлением материала стабильному и нестабильному развитию трещин.

Получены тензометрическим методом графические зависимости изменения коэффициента Пуассона, внешнего объёма и их приращений, модуля деформации матричного цементно-песчаного камня (Ц/П=1:1) от интенсивности напряжения на трёх видах песка. На рис. 6 представлены названные зависимости. Уровни расположения второй параметрической точки и коэффициента До=0,5 исследованных составов соответствуют максимальным значениям условного критического коэффициента интенсивности напряжений Кс этих составов, что свидетельствует о достоверности экспериментальных результатов, полученных по разным методикам.

а) б) в)

Рис. 6. Изменение модуля деформации (£), коэффициента Пуассона (у), внешнего объёма (б) и приращения (Ду и Ав) цементно-песчаного камня (Ц:П=1:1) от интенсивности напряжения образцов на различных видах песка а) Вольский; б) сурский; в) константиновский

Получены оценки кинетических зависимостей внутреннего трения, динамического модуля упругости и акустической эмиссии модифицированных бетонов повышенной прочности, которые адекватно отражают механическое поведение цементного камня на кривой нагружения опытных образцов. По

экспериментальной акустической ветви энерговыделения представляется возможным прогнозировать предразрушающее состояние, судить о степени хрупкости и осуществлять рецептурно-технологическую оптимизацию структуры цементных композитов. Использованный в исследовании подход к оценке влияния добавки С-3 на трещиностойкость с помощью методов внутреннего трения и акустической эмиссии даёт дополнительные экспериментальные возможности совершенствования композитной структур ы бетон а.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны теоретические основы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона путём использования химико-технологических факторов.

2. Разработаны научные положения посредством комплекса методов исследования цементных материалов и сопоставления совокупности силовых, деформационных, энергетических и акустических параметров трещиностой-кости, определяющих действительное предельное состояние структуры по прочности и деформативности.

3. В твердеющей цементной пасте был зарегистрирован процесс изменения электрического сопротивления, рН и поглощения катионов кальция поликремниевой кислотой в начальный период после водозатворения и установлена зависимость этих процессов от введения химических добавок водо-редуцирующего действия.

4. Установлено влияние добавок различной химической природы на адсорбционные процессы и изменение условий формирования структуры гидросиликатов кальция с целью их упрочнения как основного носителя механической прочности в цементных системах.

5. Установлено влияние концентрации и способа введения суперпластификатора С-3 в цементно-водную систему на реотехнологические свойства цементного теста и фазовый состав цементного камня. Показано, что этот химико-технологический приём является эффективным методом улучшения структуры цементного камня с целью повышения прочностных, деформатив-ных свойств и трещиностойкости за счёт образования гидросиликатов кальция волокнистой структуры.

6. Показано, что формирование начальной и долговременной прочности как основы трещиностойкости может контролироваться химико-технологическим воздействием на процессы адсорбции, гидратации, гидролиза и структурообразования на начальном этапе приготовления цементной системы.

7. Установлено, что формирование прочности и трещиностойкости как модифицированных, так и немодифицированных структур цементного камня во времени имеет волнообразный (колебательный) процесс, параметры которого можно в некоторых пределах регулировать способом введения и концентрацией пластифицирующей добавки.

8. Установлено, что в процессе разрушения материала с помощью метода акустической эмиссии по характеру изменения излучения сигналов акустической эмиссии можно оценивать прочностные, деформативные свойства и трещиностойкость в момент испытания и прогнозировать дальнейшую работоспособность цементного композита.

9. Установлены закономерности определения параметров трещиностой-кости К'с, Gc, R'1, Щ. и ЭАЭ, которые получены по методикам испытаний различных ГОСТ для цементных композитов разного состава и структуры.

10. Разработан технологический принцип модифицирования цементной дисперсной системы современными суперпластификаторами, в соответствии с которым на начальном этапе смешивания ничто не должно препятствовать взаимодействию минералов цемента с водой, а также критерий трещиностой-кости на основе расчетно-экспериментальной оценки характеристик качества дисперсно-кристаллитной структуры с учётом её гетерогенности.

11. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по технологии получения бетонов с повышенной трещиностойкостью, которые реализованы на практике.

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ

1. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Особенности фазового состава гидросиликатов кальция в зависимости от вида суперпластификатора // Известия вузов. Строительство. 2009. № 6. С. 1117.

2. Макридин Н.И., Королев Е.В., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Прогностические параметры качества структуры бетона повышенной прочности // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 99-101.

3. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Долговременная прочность модифицированной структуры цементного камня. Часть 1 // Строительные материалы. 2010. № 10. С. 74-77.

Публикации в других изданиях

4. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Дейцев В.М., Краснощекое A.A., Овсюкова Ю.В. Исследование кинетики гидратации цементной пасты методом электросопротивления // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: материалы международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2005. С. 137141.

5. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Тростянский В.М., Овсюкова Ю.В. Влияние химических добавок на электропроводность гидросиликатов кальция // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения: материалы IX Академических чтений РААСН международной научно-технической конференции. Казань: Казанский ГАСУ. 2006. С. 283-285.

6. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Мамедов Т.М., Овсюкова Ю.В. Об изменении фазового состава гидросиликатов кальция с добавками суперпластификаторов // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения: материалы IX Академических чтений РААСН международной научно-технической конференции. Казань: Казанский ГАСУ. 2006. С.280-282.

7. Максимова И.Н., Вернигорова В.Н., Макридин Н.И., Журавлев В.М., Маслова Н.В., Якупов Д.В., Овсюкова Ю.В. Изучение процесса схватывания цементного теста по электропроводности // Новые энерго- и ресурсосберегающие, наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2006.С. 176-180.

8. Максимова И.Н., Вернигорова В.Н., Макридин Н.И., Овсюкова Ю.В. Исследование влияния водоцементного отношения на процесс схватывания цементной пасты кондуктометрическим методом // Актуальные вопросы строительства: материалы международной научно-технической конференции. Саранск: изд-во Мордов. ун-та, 2006. С. 326-330.

9. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Андреев Ф.Н., Овсюкова Ю.В. Параметры разрушения цементного камня и процедура введения суперпластификатора // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: материалы международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2007. С. 207-211.

10. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Андреев Ф.Н., Овсюкова Ю.В. Характер изменения пластической прочности цементного теста в зависимости от процедуры введения суперпластификатора // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: материалы международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2007. С. 215218.

11. Овсюкова Ю.В., Макридин Н.И. Кондуктометрический метод изучения кинетики гидратации цементной пасты // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: материалы II Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых [под общей ред. В.И.Калашникова]. Пенза: Пензенский ГУАС, 2007. С. 261-265.

12. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В., Лапин П.А. Затравки структурообразования цементного камня и его механическая прочность // Сырьевые ресурсы регионов и производство на их основе строительных материалов: материалы Всероссийской научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2007. С. 188-193.

13. Макридин Н.И., Калашникова Е.Д., Овсюкова Ю.В. О гидратации и структурообразовании цементного вяжущего вещества // Новые энерго- и ресурсосберегающие, наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2007.С. 205-208.

14. Макридин Н.И., Тростянский В.М., Овсюкова Ю.В. Особенности гидратации и структурообразования цементного камня в присутствии ПАВ //

Новые энерго- и ресурсосберегающие, наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2007.С. 215219.

15. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Фазовый состав ГСК цементного камня с добавками суперпластификаторов // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы IV международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Тула: ТулГУ, 2008. С. 287 - 294.

16. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Маслова Н.В., Семенов И.В., Якупов Д.В., Овсюкова Ю.В. К вопросу собственных деформаций цементного камня // Технологии бетонов. 2008. № 10. С. 32-34.

17. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Макридин В.В., Овсюкова Ю.В. Влияние крупности, формы и рельефа поверхности природных песков на де-формативность и прочность матричной составляющей бетона // Вестник отделения строительных наук. Выпуск 14. Том 2. М.-Иваново, 2010. С. 99-105.

ОВСЮКОВА ЮЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано к печати 03.06.2011. Формат 60x84 1/16 Бумага писчая белая. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,0.

Заказ № 72. Тираж 110 экз._

Издательство ПГУАС Отпечатано в полиграфическом центре ПГУАС 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Овсюкова, Юлия Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ГИДРАТАЦИИ, ГИДРАТАЦИОННЫХ СТРУКТУРАХ ТВЕРДЕНИЯ И КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.

1.1. Гидратация, схватывание, твердение и структурообра-зование цементных дисперсных систем.

1.2. Влияние модифицирующих добавок на формирование дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня и бетона.

1.3. Фазовый состав и дисперсно-кристаллитная структура цементного камня.

1.4. Собственные деформации и напряжения структур цементного камня.

1.5. Конструкционная прочность и основные положения механики разрушения цементного камня и бетона.

1.6. Выводы по главе. Научная гипотеза.

1.6.1. Выводы по главе.

1.6.2. Научная гипотеза.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ

МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Методы исследования, приборы и установки.

2.2. Применяемые материалы и их характеристики.

2.3. Методика обработки результатов эксперимента.

2.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕНОСТЕЙ

ПРОЦЕССОВ ГИДРАТАЦИИ, СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА.

3.1. Гидратация минералов цемента Сз8 и (З-СгЗ.

3.2. Кинетика гидратации цемента.

3.3. Явление самоорганизации в цементной системе.

3.3.1. Кинетика поглощения катионов кальция поликремниевой кислотой.

3.3.2. Кинетика изменения АрН цементной пасты.

3.4. Влияние химических добавок на модифицирование структуры ГСК.

3.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИИ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА,

ФАЗОВОГО СОСТАВА И ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА ДИСПЕРСНО-КРИСТАЛЛИТНОЙ СТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ.

4.1. Влияние последовательности дозирования и концентрации СП С-3 на реологию цементного теста и фазовый состав цементного камня.

4.2. Исследование дисперсно-кристаллитной структуры цементного камня.

4.3. Влияние добавок модифицированных ГСК — как затравок кристаллизации и структурообразования на синтез прочности цементного камня.

4.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИКО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА СИНТЕЗ ПРОЧНОСТИ И КРИТЕРИИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ СТРУКТУР ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ.

5.1. Исследование зависимости параметров разрушения цементного камня от процедуры модифицирования его структуры.

5.2. Влияние дисперсной фазы на параметры разрушения цементных композитов.

5.3. Исследование деформационных и прочностных параметров качества модифицированных структур бетонов повышенной прочности.

5.4. Выводы по главе.

Введение 2011 год, диссертация по строительству, Овсюкова, Юлия Владимировна

Актуальность работы. Известно, что основной задачей современной науки о материалах является создание материала с определенными свойствами, заранее заданными в некоторых пределах. Для строительных материалов конструкционного назначения, к которым относятся, прежде всего, бетон и железобетон, таким свойством является прочность, так как прочность цементного камня и бетона — это важнейший показатель их структуры, определяющий практически все остальные свойства этих материалов и, следовательно, область их применения.

В основе развития науки о материалах, их технологии и производства, расчета и конструирования лежат методы испытаний. Основной целью испытания материалов является изучение и описание их свойств по характерным признакам, а также выражение этих признаков в количественной форме в виде определенных параметров, которые лежат в основе выбора, в частности, конструкционных материалов для какой-либо определенной цели. В этой связи мера достоверности теории полностью зависит от идейной полноценности и точности эксперимента, положенного в ее основу, и от адекватного отображения результатов этого эксперимента в математическом аппарате теории через определяющее уравнение [16].

Полная и действенная программа оценки материалов должна давать информацию, необходимую для прогнозирования с достаточной точностью срока службы и вероятности его разрушения с учетом всех факторов, влияющих на возможное поведение материала при эксплуатации [208].

Распространенная в настоящее время оценка качества бетона и цементного камня, в том числе, надежности, основана на измерении механической прочности по методикам соответствующих ГОСТ. Вместе с тем известно, что механические характеристики являются малоэффективными параметрами состояния при диагностике конструкционных материалов, так как не учитывают изменения прочностных и деформативных свойств бетонов под влиянием временных процессов микротрещинообразования при нагружении [125].

Повышения качества бетона и эффективности конструкций на его основе можно достичь как оптимизацией его структуры, так и уточнением уже имеющихся или введением новых характеристик материала, позволяющих совершенствовать методы проектирования и расчёта как конструкций, так и технологий производства последних, и, тем самым, более полно использовать конструкционные возможности бетона.

Проблема качества бетонов приобретает особую остроту и актуальность в современных экономических условиях, характеризующихся, с одной стороны, увеличением стоимости энергетических и материальных ресурсов, а с другой, в связи с интенсивной разработкой и практическим внедрением в строительную практику так называемых высококачественных бетонов высокой и особо высокой прочности, для которых оценка действительных предельных состояний структуры приобретает особую научную и практическую значимость, так как из механики материалов известно, что высокопрочные материалы обладают малой трещино-стойкостью (вязкостью разрушения) и остаточной прочностью при наличии дефектов структуры.

Существенные достижения последних десятилетий в технологии бетона обусловлены значительным ростом эффективности модифицирующих добавок различной природы и, прежде всего, химических добавок ПАВ — супер- и гиперпластификаторов.

Поэтому изучение и разработка процесса структурообразования цементного камня и бетонов на его основе и новых методов исследования их структуры и физико-механических свойств имеет важное значение, способствующее развитию бетоноведения.

Одним из путей дальнейшего выяснения природы механического поведения бетона под нагрузкой может служить новый подход к проблеме прочности, в основе которого лежит детальное изучение самого процесса разрушения с позиций физики и механики разрушения, так как истинная природа этого хорошо известного явления выяснена далеко не полностью.

Концепция механики разрушения заключается в том, что разрушение твердого тела под нагрузкой происходит в результате развития в нем реальных дефектов.

Поскольку между структурой и параметрами механики разрушения существует тесная физическая связь, то можно найти новые более дифференцированные и очень эффективные характеристики поведения материалов под нагрузкой, поэтому методы механики разрушения все шире начинают применять для оценки качества конструкционных материалов и оптимизации их механических свойств.

Таким образом, работа посвящена актуальной теме современного строительного материаловедения - проблеме прочности и разрушения модифицированной добавками гидратационной структуры цементного камня и конструкционных бетонов, в частности, вопросам формирования важнейших параметров долговременной механической прочности — силовым, деформационным и энергетическим характеристикам трещиностойкости, изучению самого процесса разрушения в реальном масштабе времени, оптимизации структуры и механических свойств с целью повышения сопротивления модифицированной структуры цементного камня и бетона как стабильному, так и нестабильному развитию трещиноподоб-ных дефектов под нагрузкой.

Углубление физических представлений по данным вопросам позволит реализовать материаловедческое обеспечение повышения качества конструкционного бетона и, тем самым, — повышения надежности, долговечности и экономической эффективности конструкций и сооружений на его основе, что является весьма актуальной задачей современного строительного материаловедения.

Научные и практические данные и закономерности, установленные и обобщенные в диссертационной работе, получены автором в ГОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 -2013 годы (госконтракт с Федеральным агентством по образованию РФ № П1456).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить современное состояние производства модифицированных бетонов;

- разработать общую методологию и частные методы исследования;

- разработать основы рецептурно-химико-технологической оптимизации модифицирования цементных дисперсных систем для формирования дисперсно кристаллитной структуры цементного камня, определяющей внутреннее трение, динамический модуль упругости и критерии трещиностойкости бетона на его основе;

Научная новизна работы:

Практическая значимость работы.

Разработан технологический принцип модифицирования цементной дисперсной системы современными суперпластификаторами, в соответствии с которым на начальном этапе смешивания ничто не должно препятствовать взаимодействию минералов цемента с водой.

Результаты диссертационной работы получили внедрение в ООО «Строительные материалы», г. Пенза, и в ООО «Бессоновский домостроительный комбинат», Пензенская обл., при изготовлении многопустотных и ребристых плит перекрытия, лестничных маршей, каркасных свай, мелкоштучных изделий для нужд благоустройства, облицовки фасадов и используются в учебном процессе при подготовке инженеров-строителей-технологов по специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», магистров по направлению 270100 «Строительство».

На защиту выносятся:

- методология исследований;

- обоснование роли влияния состава химико-технологических факторов, условий твердения и времени на процессы формирования дисперсно-кристаллитной структуры и прочностных свойств модифицированного цементного камня и бетона с помощью комплекса физических и механических методов исследования;

- результаты экспериментальных исследований и научно-практические основы создания и получения бетонов с необходимыми свойствами по трещиностойко-сти, заранее заданной в некоторых пределах.

Заключение диссертация на тему "Химико-технологические факторы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

2. Разработаны научные положения комплекса методов исследования совокупности силовых, деформационных, энергетических и акустических параметров трещиностойкости цементных материалов, определяющих действительное предельное состояние структуры по прочности и деформативности.

3. В твердеющей цементной пасте был зарегистрирован процесс изменения электрического сопротивления, рН и поглощение катионов кальция поликремниевой кислотой в начальный период после водозатворения и зависимость этих процессов от химических добавок водоредуцирующего действия.

4. Установлено влияние химических добавок различной химической природы на адсорбционные процессы и изменение условий формирования структуры гидросиликатов кальция как основного носителя механической прочности в цементных системах, с целью её упрочнения.

5. Установлено влияние концентрации и способа введения суперпластификатора С-3 в цементно-водную систему на реологию цементного теста и фазовый состав цементного камня. Показано, что этот химико-технологический приём является эффективным методом улучшения структуры цементного камня с целью повышения прочностных, деформативных свойств и трещиностойкости за счёт образования гидросиликатов кальция волокнистой структуры.

6. Показано, что формирование начальной и долговременной прочности как основы трещиностойкости, может контролироваться химико-техноло-гическим воздействием на процессы адсорбции, гидролиза, гидратации и структурообразо-вания в самом начале приготовления цементной системы.

8. Установлено, что в процессе разрушения материала с помощью метода АЭ по характеру изменения излучения сигналов АЭ можно оценивать прочностные, деформативные свойства и трещиностойкость в момент испытания и прогнозировать его дальнейшую работоспособность.

9. Установлены закономерности определения параметров трещиностойкости К'с, Сс, Я^ и ЭАЭ, которые получены по методикам испытаний разных ГОСТ для цементных композитов разного состава и структуры.

10. Разработан технологический принцип модифицирования цементной дисперсной системы современными суперпластификаторами, в соответствии с которым на начальном этапе смешивания ничто не должно мешать взаимодействию минералов цемента с водой, а также критерий трещиностойкости на основе рас-четно-экспериментальной оценки характеристик качества дисперсно-кристаллитной структуры с учётом её гетерогенности.

11. • На основании проведенных исследований разработаны рекомендации на технологию получения бетонов с повышенной трещиностойкостью, которые реализованы на практике.

Библиография Овсюкова, Юлия Владимировна, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Американская картотека. ASTM. Crystallographic. Data For the Chleium Silicates. London, 1956.

2. Ахвердов И.Н. О научных проблемах в области легких бетонов // Аглопорит и аглопоритобетон. Минск, 1964. С. 136-144.

3. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

4. Бабков В.В., Мохов В.Н., Капитонов С.М., Комохов П.Г. Структурообразование и разрушение цементных бетонов. Уфа: Уфимский полиграфкомбинат, 2002. 376 с.

5. Бабков В.В., Мохов В.Н., Полак А.Ф. Механика разрушения и прочность кристаллизационного сростка. // Гидратация и структурообразование неорганических вяжущих. М.: НИИЖБ, 1977. С. 39-50.

6. Баженов Ю.М. и др. Зависимость трещиностойкости бетона от его структуры // Энергетическое строительство. 1978. №7. С. 16-19.

7. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: АСВ, 2002. 500 С.

8. Баженов Ю.М., Горчаков Г.И., Алимов Л.А. и др. Прочность цементных бетонов с позиций механики разрушения // Строительство и архитектура Узбекистана. 1976. №2. С. 5-8.

9. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. М.: АСВ, 2006. 368 с.

10. Байков A.A. Собрание трудов. Том 5. Издание Академии наук СССР. 1948.

11. Бакшутов B.C., Бутт Ю.М., Тимашов В.В., Илюхин В.В. Закономерные и незакономерные сростки в твердеющем цементном камне // Исследование процессов образования дисперсных структур. Минск, 1971. С. 56-64.

12. Бартенев Г.М. Сверхпрозрачные и высокопрочные неорганические стекла. М., Стройиздат, 1974. 238 с.

13. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1990. 395 с.

14. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-еиздание. М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

15. Беккер А.В. Исследование влияния возникающего при твердении внутриструктурного напряженного состояния на развитие объёмных деформаций бетона при кратковременном и длительном сжатии: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 1982. 20 с.

16. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. Ч. 1. М.: Наука, 1984. 597 с.

17. Берг О .Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М., Госстройиздат, 1962. 96 с.

18. Берг О.Я., Хубова Н.Г., Щербаков Е.Н. Разрушение контакта между заполнителем и раствором при сжатии бетона. // Известия ВУЗов. Серия "Строительство и архитектура", 1972. №8. С. 12-15.

19. Бернал Дж.Д. Роль воды в кристаллических веществах // Успехи химии. Т. XXV, вып. 5. 1956. с. 643.

20. Бернал Дж.Д. Структура продуктов гидратации цемента // Третий Междунар. конгр. по химии цемента. М., 1960. С. 137-176.

21. Бобрышев А.И., Макридин Н.И., Соломатов В.И. Явление сомоорганизации в твердеющих цементных системах. Пенза, 1990.34 с.

22. Браун Т., Лемей Г.Ю. Химия в центре наук: в 2-х частях. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. Ч. 2. 520 с.

23. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. 368 с.

24. Бутт Ю.М., Колбасов В.М. Влияние состава цемента и условий твердения на формирование структуры цементного камня. В кн.: VI МКХЦ, т. 2, кн. 1, М.: Стройиздат, 1976. С. 281-283.

25. Бутт Ю.М., Колбасов В.М. и др. Гидротермальная обработка бетона при атмосферном давлении. М.: Стройиздат, 1974. 325 с.

26. Бутт Ю.М., Окороков С.Д., Сычев М.М., Тимашев В.В. Технология вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1965. 620 с.

27. Бутт Ю.М., Рашкович Л.Н. Твердение вяжущих при повышенных температурах. М.: Стройиздат, 1965. 223 с.

28. Вернигорова В.И., Макридин Н.И. Математическое моделирование колебательных процессов в системе Ca0-S02-H20 // Изв. Вузов, сер. Строительство. 1998. №1. С. 38^1.

29. Вернигорова В.Н. ЖФХ, т.51, вып.6, М.: 1977. С. 1498-1499.

30. Вернигорова В.Н. Физико-химические основы образования модифицированных гидросиликатов кальция в композиционных материалах на основе системы Ca0-Si02 -Н20 . Пенза: ПГУАС, 2001. 394 с.

31. Вернигорова В.Н., Таубе П.Р. Концентрационные автоколебания в системе Ca0-Si02-H20 в присутствии добавок // ЖФХ. 1979. Т. 53, №4. С. 966-968.

32. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 280 с.

33. Вовк А.И. Суперпластификаторы в бетоне: анализ химии процессов // Технологии бетонов. 2007, №2, С. 8-9. Часть 1; 2007, №3, С. 12-14. Часть 2; 2007, №4, С. 8.9. Часть 3.

34. Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Огарков Б.Л. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ. Киев: «Высшая школа», 1989. 326 с.

35. Гвоздев А.А и др. Прочность, структурные изменения и деформация бетона / Под ред. A.A. Гвоздева. М., 1978. 297 с.

36. Глазман Ю.М., Фукс Г.И. Фактор агрегативной устойчивости коллоидных дисперсий // Успехи коллоидной химии. М.: Наука, 1973. С. 140158.

37. Глеккель Ф.А. Физико-химические основы применения добавок к минеральным вяжущим. Ташкент, 1975. 158 с.

38. Гордон Дж. Почему мы не проваливаемся сквозь пол. М.:Мир, 1971. 272 с.

39. ГОСТ 24211-2003. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия. М.: Изд. стандартов, 2003. 22 с

40. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. М.: Изд. стандартов, 1980. 18 с.

41. ГОСТ 25.002-80. Расчёты и испытания на прочность в машиностроении. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. М.: Изд. стандартов, 1980. 42 с.

42. ГОСТ 29167-91. Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М.: Изд. стандартов, 1991. 18 с.

43. ГОСТ 310.2-76. Цементы. Методы определения тонкости помола. М.: Изд. стандартов, 1976. 22 с.

44. ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. М.: Изд. стандартов, 1976. 21 с.

45. ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. М.: Изд. стандартов, 1981. 20 с.

46. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний. М.: Изд. стандартов, 1988. 15 с.

47. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. М.: Изд. стандартов, 1976. 272 с.

48. Грудемо А. Электронномикроскопические исследования портландцементного теста. //Химия цементов. М.: Стройиздат, 1969. С. 278-292.

49. Грушко И.М., Ильин А.Г., Чихладзе Э.Д. Повышение прочности и выносливости бетона. Харьков, 1986. 147 с.

50. Гузеев Е.А., Леонович С.Н., Милованов А.Ф. и др. Разрушение бетона и его долговечность. Минск: Тыдзень, 1997. 170 с.

51. Гузеев Е.А., Сейланов Л.А., Шевченко В.И. Анализ разрушения бетона по полностью равновесным диаграммам деформирования // Бетон и железобетон. 1985. №10. С. 10-11.

52. Десов А.Е. Вибрированный бетон. М.: Стройиздат, 1956. 227 с.

53. Десов А.Е. Некоторые вопросы структуры, прочности и деформации бетонов // Структура, прочность и деформации бетонов. М.: Стройиздат, 1966. С. 4-58.

54. Десов А.Е., Красильников К.Г., Цилосани З.Н. Некоторые вопросы теории усадки бетона // Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конструкций. М., 1976. С. 41-49.

55. Добавки в бетон: справочное пособие / Под ред. B.C. Рамачандрана. М.: Стройиздат, 1988. 571 с.

56. Добролюбов Г., Ватинов В.Г., Розенберг Т.Н. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. М.: Стройиздат. 1983. 213 с.

57. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел. М.: Металлургия, 1971. 264 с.

58. Ентов В.М. О роли структуры материала в механике разрушения. МТТ, 1976. №3. С. 110-118.

59. Ефремов И.Ф. Закономерности взаимодействия коллоидных частиц / Успехи коллоидной химии. М.: Наука, 1973. С. 130-140.

60. Ефремов И.Ф., Сычев М.М. О силах межчастичного взаимодействия в твердеющих цементных пастах // Гидратация и твердение цемента. Челябинск. 1973. Выпуск 2. С. 54-58.

61. Ефремов И.Ф., Сычев М.М., Розенталь О.М. Некоторые вопросы механизма твердения цементных паст // ЖПХ. 1973, том 16, №2, С. 261-265.

62. Журавлев В.Ф. Химия вяжущих веществ. М.: Госхимиздат, 1951.

63. Журков С.Н. Физические основы прочности // Наука и человечество. М, 1973. С. 177-193.

64. Зайцев Ю.В. Механика разрушения для строителей. М.: Высшая школа, 1991.288 с.

65. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения. М.: Стройиздат, 1982. 196 с.

66. Зайцев Ю.В., Казацкий М.Б., Цаава Г.Ф. К нормированию значений Kic для мелкозернистых бетонов // Бетон и железобетон, 1984. № 6. С. 23-24.

67. Зонтаг Г., Штренге К. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем. Л.: Химия, 1973. 150 с.

68. Иванов Ф.М. Добавки в бетон и перспективы применениясупепластификаторов 11 Бетоны с эффективными суперпластификаторами. М.: НИИЖБ, 1979. С. 6-21.

69. Инструкция. Прибор для измерения коэффициента внутреннего трения типа ИКВТ-2. Л.: ЛЭТИ, 1967. 32 с.

70. Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. М., 1991. 272 с.

71. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов // Дисс. д-ра техн. наук в форме научного доклада. Воронеж, 1996. 89 с.

72. Калашников В.И. Перспективы использования реакционно-порошковых сухих бетонных смесей в строительстве // Строительные материалы. 2009, № 7, С. 59-61.

73. Калашников В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов // Технология бетонов. 2007, №5, С. 8-10; 2007, №6, С. 8-11; 2008, №1, С. 22-26.

74. Капранов В.В. Взаимодействие жидкой и твердой фаз в процессе гидратации цемента // В кн.: VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. т.2, кн.1. С. 80-84.

75. Капранов В.В. Твердение вяжущих веществ и изделий на их основе. Челябинск: Южно-Уральское книжное изд., 1976. 191 с.

76. Каприелов С.С., Шейнфельд A.B. Влияние состава органоминеральных модификаторов бетона серии «МБ» на их эффективность // Бетон и железобетон. 2001. №5, С. 11-15.

77. Карнаухов А.П. Геометрическое строение, классификация и моделирование дисперсных и пористых тел // Адсорбция и пористость. М., 1976. С. 7-15.

78. Карпиелов С.С., Батраков В.Г., Шейнфельд A.B. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива // Бетон и железобетон. 1999. №6, С. 6-10.

79. Китайгородский И.И. Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел. М., 1952. 217 с.

80. Комохов П.Г. Механико-технологические основы торможения процессов разрушения бетонов ускоренного твердения // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Л., 1979. 38 с.

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

82. Комохов П.Г., Грызлов B.C. Структурная механика и теплофизика легкого бетона. Вологда, 1992. 320 с.

83. Кондо Р., Даймон М. Фазовый состав затвердевшего цементного теста // VI Международный конгресс по химии цемента, т.2, кн.1. М.: Стройиздат, 1976. С. 244-257.

84. Конторова Т.А., Френкель Я.И. Статистическая теория хрупкой прочности реальных кристаллов // ЖТФ, т. XI, вып. 3, 1941. С. 543-548.

85. Косолапов A.B., Беккер В.А. Особенности развития объёмных деформаций бетонов различных составов при сжатии // Изв. вузов, Сер. Строительство и архитектура. 1978. № 7. С. 80-84.

86. Косолапов A.B., Самарин Ю.А. Влияние зарнового состава крупного заполнителя бетона на особенности развития процесса микроразрушений // Изв. вузов, Сер. Строительство и архитектура. 1975. № 7. С. 59-64.

87. Косухин М.М., Шаповалов H.A. Теоретические аспекты механизма действия суперпластификаторов // Бетон и железобетон. 2006. №3. С. 25-27.

88. Кошмай A.C., Пономарев И.Ф., Холодный А.Г. Взаимосвязь между электрохимическими процессами и добавками при твердении цемента // Цемент, 1983. №5. С. 14-16.

89. Красильников К.Г., Никитина Л.В., Скоблинская H.H. Физико-химия собственных деформаций цементного камня. М., 1980. 256 с.

90. Красновский P.O., Ковлер К.Л. Методы изучения медленного роста трещин в бетоне // Бетон и железобетон. 1984. №12. С. 34-36.

91. Кузнецова Т.В., Кудряшов И.В., Тимашев В.В. Физическая химия вяжущих материалов. М., 1989.384 с.

92. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. М.: Стройиздат, 1977. 262 с.

93. Лезвинская Л.М., Тялин Ю.И., Финкель В.М. Поток энергии в вершине движущейся трещины // Изв. АН СССР, Сер. Механика твердого тела. 1978. №2. С. 155-158.

94. Ленг Ф.Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице // Композиционные материалы, т.5. Разрушение и усталость. Пер. с англ. под ред. Г.П. Черепанова. М.: Мир, 1978. С. 11-57.

95. Лермин Р. Проблемы технологии бетона. М.: Стройиздат, 1959. 292 с.

96. Ли Ф.М. Химия цемента и бетона. М.: Госстройиздат. 1961. 427 с.

97. Лохер Ф.В., Рихартц В. Исследование механизма гидратации цемента // VI Международный конгресс по химии цемента. Том II, книга I. М.: Стройиздат, 1976. С. 123-133.

98. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н. О структурообразовании цементных композиций в присутствии суперпластификатора С-3 // Шестая Нац. конф. к междунар. кчастием по механике и технологии композиционных материалов. София, 1991. с. 4.

99. Макридин Н.И., Вернигорова В.Н. Физико-химические аспекты влияния суперпластификатора С-3 на структурообразование цементных систем. ПДНТП. Пенза, 1990. 24 с.

100. Ю2.Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Особенности фазового состава гидросиликатов кальция в зависимости от вида суперпластификатора//Известия вузов. Строительство. 2009. № 6. С. 11-17.

101. ЮЗ.Макридин Н.И., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н., Фомина Н.В. Дисперсно-кристаллитная структура и параметры разрушения цементного камня // Материалы XXIX НТК Пензенской ГАСА, Пенза, 1997. С. 87-89.

102. Макридин Н.И., Калашников В.И. О роли процедуры дозирования и перемешивания компонентов цементной композиции // Теория и практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах. Пенза, 1991. С. 31-32.

103. Макридин Н.И., Калашников В.И., Демьянова B.C. Экспериментальная оценка энергетики трещинообразования бетона методом акустической эмиссии // Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте. Санкт-Петербург, 1995, С. 48-50.

104. Макридин Н.И., Королев Е.В., Максимова И.Н. Метод акустической эмиссии в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2007. № 3. С. 25-27.

105. Макридин Н.И., Королев Е.В., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Прогностические параметры качества структуры бетона повышенной прочности // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 99-101.

106. Ю9.Макридин Н.И., Максимова И.Н., Андреев Ф.Н., Овсюкова Ю.В. Параметры разрушения цементного камня и процедура введения суперпластификатора // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: материалы МНТК. Пенза: ПДЗ, 2007. С. 207-211.

107. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Маслова Н.В., Семенов И.В., Якупов Д.В., Овсюкова Ю.В. К вопросу собственных деформаций цементного камня // Технологии бетонов. 2008. № 10. С. 32-34.

108. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Овсюкова Ю.В. Долговременная прочность модифицированной структуры цементного камня. Часть 1 // Строительные материалы. 2010. № 10. С. 74-77.

109. Макридин Н.И., Максимова И.Н., Прошин А.П. и др. Под ред. В.И. Соломатова. Структура, деформативность прочность и критерии разрушения цементных композитов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. 280 с.

110. Макридин Н.И., Прошин А.П., Вернигорова В.Н., Максимова И.Н. О структурообразовании цементного камня // Материалы Международн. науч.-техн. конф. «Современные проблемы строительного материаловедения». Самара, 1995. Ч. 1.С. 7-10.

111. Макридин Н.И., Соломатов В.И., Панченко В.П. Влияние добавки суперпластификатора С-3 на характер разрушения высокопрочного бетона // Вопросы атомной науки и техники, сер. "Проектирование и строительство", вып.1 (22), 1986. С. 47-54.

112. Мальцев К.А., Пак А.П. Учет несплошности бетона при построении теорий прочности. Д., Известия ВНИИТ, т.80. 1966. С. 189-195.

113. Мальцев К.А., Ширяева Л.А. О характере разрушения бетона при сжатии и растяжении // Труды координационного совещания по гидротехнике. Л., Энергия, вып.82. 1973. С. 231-236.

114. Мосесов М.Д. Экспериментальные исследования влияния процессов микротрещинообразования на упругие и прочностные характеристики бетонов //

115. Исследование надежности железобетонных конструкций. Куйбышев. 1976. Вып 3. С. 142-147.

116. Материаловедение // Под ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986. 384 с.

117. Методические рекомендации по определению прочностных и структурных характеристик бетона при кратковременном и длительном нагружении. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1976. 56 с.

118. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Машгиз., 1961. 413 с.

119. Михайлов Н.В. Основные принципы новой технологии бетона и железобетона. М.: Госстройиздат., 1961.

120. Мощанский H.A. Труды совещания по химии цемента. М.: Промстройиздат, 1956. 168 с.

121. Мчедлов-Петросян О.П. О природе вяжущих свойств // ДАН СССР, 1953, т. 89. №1. С. 137-139.

122. Мчедлов-Петросян О.П. Структурообразование и твердение // Сборник научных трудов «Технологическая механика бетонов». Рига, 1988. С. 85-94.

123. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. 2-е издание, перераб. и допол. М.: Стройиздат, 1988. 304 с.

124. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Мир, 1954. 430с.

125. Невилль A.M. Свойства бетона: Пер. с англ. М., 1972. 344 с.

126. Несветаев Г.В. Эффективность применения суперпластификаторов в бетонах// Строительные материалы. 2006. №10. С. 23-25.

127. Никитенко В.И. Исследования характеристик индивидуальных дислокаций и их влияние на физические свойства полупроводников //

128. Материалы Всесоюзного совещание по дефектам структуры в полупроводниках. Новосибирск. Ч. 1. Кн. 2. 1969. С. 195-199.

129. Пак А.П. Исследование трещиностойкости бетона с позиций механики разрушения // Бетон и железобетон. 1985. №8. С. 41-43.

130. Панасюк В.В., Бережницкий JI.T., Чубриков В.М. Оценка трещиностойкости цементного бетона по вязкости разрушения // Бетон и железобетон. 1981. №2. С. 19-20.

131. Первушин Г.Н. , Орешкин Д.В. Проблемы трещиностойкости облегчённых цементных материалов. Ижевск: Ижевский ГТУ, 2003. 212 с.

132. Пауэре Т.К. Физическая структура цементного теста // Химия цементов. Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Стройиздат, 1969. С. 300-319.

133. Пауэре Т.К. Физические свойства цементного теста и камня // IV Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1964. 150 с.

134. Перцев Н.В., Щукин Е.Д. Физико-химическое влияние среды на процессы деформации, разрушения и обработки твердых тел. (Обзор) // Физика и химия обработки материалов. М., 1970. №2. С. 60-82.

135. Подвальный A.M. Определение величины собственных деформаций в бетонном агломерате на различных структурных уровнях // Заводская лаборатория. 1973. № 10. с. 1204.

136. Полак А.Ф. Кинетика структурообразования цементного камня // VI Международный конгресс по химии цемента. Том II, Гидратация и твердение цемента. Книга I. М.: Стройиздат, 1976. С. 64-68.

137. Полак А.Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ. М.: Стройиздат, 1966. 208 с.

138. Полак А.Ф., Бабков В.В., Драган Ю.Ф., Мохов В.Н. Математическаямодель структуры полидисперсной системы. В кн.: Гидратация и твердение вяжущих. Уфа, 1978. С. 3-11.

139. Полак А.Ф., Бабков В.В., Мохов В.Н. Прочность цементного камня // Гидратация и твердение вяжущих. Уфа, 1978. С. 56-69.

140. Полак А.Ф., Кравцов В.М., Нуриев Ю.Г. Возникновение фазы гидрата. В кн.: Гидратация и твердение вяжущих. Уфа, 1978. С. 11-19.

141. Полак А.Ф., Ратинов В.Б. Механизм и кинетика твердения цементного камня//Цемент. 1974. №9. С. 15-17.

142. Половников П.В. Исследование природы разрушения бетона при статическом нагружении // Автореферат дисс. канд. физ.-мат. наук, Л., 1982. 13 с.

143. Применение суперпластификаторов в бетоне // М., 1982, выпуск 2, 59 с. (Обзор информ. ВНИИИО. Сер. строит, матер, и изд.).

144. Райхель Б., Конрад Д. Бетон. Часть 1. Перевод с немецкого. М.: Стройиздат, 1979. 112 с.

145. Ратинов В.Б. Механизм гидратации вяжущих веществ и некоторые вопросы формирования прочности цементного камня // Твердение цементов. Уфа, НИИПромстрой, 1974. С. 30-35.

146. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1989. 186 с.

147. Ратинов В.Б., Шейкин А.Е. Современные воззрения на процессы твердения портландцемента и пути их интенсификации. М.: Стройиздат, 1965. 35 с.

148. Ребиндер П.А. Проблемы образования дисперсных систем и структур в этих системах; физико-химическая механика дисперсных структур и твердых тел // Современные проблемы физической химии. М., 1968. т. 3. С. 334-414.

149. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. Изб. тр. М.: Наука, 1979. С. 86-95.

150. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.В. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. 376 с.

151. Рекомендации по применению ускоряющее-пластифицирующейдобавки ПДО-М в производстве сборного и монолитного железобетона / Калашников В.И., Романенко И.Н., Мишин A.C., Макридин Н.И. и др. М. — Пенза: Пензенский ИСИ, НИИЖБ Госстроя СССР, 1989. 16 с.

152. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активированное твердение цементов. Л., Стройиздат, 1983. 159 с.

153. Сегалова Е.Е., Ребиндер П.А. Возникновение кристаллизационных структур твердения и условия развития их прочности // Новое в химии и технологии цемента. М., 1962. С. 202-213.

154. Сегалова Е.Е., Ребиндер П.А. Современные физико-химические представления о процессах твердения минеральных вяжущих веществ // Строительные материалы. 1960. №1. С. 21-26.

155. Седракян Л.Т. Элементы статистической теории деформирования и разрушения хрупких материалов. Ереван: Айастан, 1968. 143 с.

156. Селяев В.П. Основы теории расчёта композиционных конструкций с учётом действия агрессивных сред: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1984. 36 с.

157. Симонов М.З. Основы технологии легких бетонов. М., 1973. 584 с.

158. Скрамтаев Б.Г., Элинзон М.П. Легкие бетоны. М.: Госстройиздат, 1956.- 156 с.

159. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1980. 1600 с.

160. Соломатов В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов // Изв. вузов, Сер. Строительство и архитектура. 1982. №4. С. 56-61.

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

162. Столяров Я.В. Введение в теорию железобетона. М; Л., 1941. 447 с.

163. Сычев М.М. Некоторые вопросы химии бетона и цементного камня. -ЖПХ АН СССР, 1981, t.LIV, №9, С. 2036-2043.

164. Сычев М.М. Твердение вяжущих веществ. Л., 1974. 80 с.

165. Сычев М.М. Химия отвердевания и формирования прочностных свойств цементного камня // Цемент. 1978. №9. С. 4-6.

166. Тамуж В.П., Куксенко B.C. Микромеханика разрушения полимерных материалов. Рига, 1979. 294 с.

167. Тейлор Ф.У. Кристаллохимия продуктов гидратации портландцемента // Шестой Междунар. конгр. по химии цемента. М., 1976. Т. 2, кн. 1. С. 192-207.

168. Тейлор Ф.У. Кристаллохимия продуктов гидратации портландцемента // Шестой Междунар. гонгр. по химии цемента. М., 1976. Т. 2, кн. 1. С. 192-207.

169. Тейлор Х.Ф. Гидросиликаты кальция. В кн.: Химия цементов. М., Стройиздат, 1969. С. 104-166.

170. Тейлор Х.Ф.У. Химия цементов. М.: Стройиздат, 1969. С. 3-17.

171. Тейлор, Дж. Введение в теорию ошибок Текст. / Дж. Тейлор. М.: Мир, 1985. 272 с.

172. Уманский Я.С. Рентгенография металлов. М.: Металлургия, 1967. 159 с.

173. Ушеров-Маршак A.B. Добавки в бетон: прогресс и проблемы // Строительные материалы. 2006. №10. С. 8-12.

174. Ушеров-Маршак A.B. Товарный бетон — тема бетоноведения и проблема технологии бетона // Строительные материалы. 2008, № 3, С. 5-8.

175. Фаликман В.Р., Вайнер А.Я., Башлыков Н.Ф. Новое поколение суперпластификаторов // Бетон и железобетон. 2000. №5. С. 5-7.

176. Федоров А.Е. Физико-химические основы процессов развития напряжений и деформаций в цементном камне и их влияние на структуру, свойства и долговечность бетона: Автореф. дис. .д-ра тенх. наук. М., 1984. 22 с.

177. Финкель В.М., Муравин Г.Б., Лезвинская Л.М. Исследование плотности потока энергии при распространении трещины продольного сдвига // Дефектоскопия. 1980. №7. С. 11-16.

178. Фрайфельд С.Е. Собственные напряжения в железобетоне. Л., 1941. 183 с.

179. Фрейсинэ Е. Переворот в технике бетона. М., 1938. 258 с.

180. Фридман Я.Б., Дроздовский Б.Д. Прикладные вопросы вязкости разрушения. М.: Мир, 1968. 522 с.

181. Фукс Г.И. Проблемы физикохимии контактных взаимодействий // Исследования по физической химии контактных взаимодействий. Уфа, Башиздат, 1971. С. 3.10.

182. Химические и минеральные добавки в бетон // Под ред. А.Ушерова-Маршака. Харьков: Колорит, 2005. 285 с.

183. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 640 с.

184. Черкинский Ю.С. Химия полимерных неорганических вяжущихвеществ. Л.: Химия, 1967. 224 с.

185. Чернышов Е.М., Дьяченко Е.И. Методика оценки вязкости разрушения силикатных автоклавных материалов. ВИСИ, Воронеж, 1990. 32 с.

186. Чернышов Е.М., Дьяченко Е.И. Структурные факторы управления сопротивлением разрушению силикатных автоклавных материалов при силовом нагружении // Эффективные композиты. Воронеж, 1989. С. 75-79.

187. Чернышов Е.М., Дьяченко Е.И. Условия управления трещино-стойкостью силикатных автоклавных материалов с позиций механики разрушения // Долговечность конструкций из автоклавных бетонов. Тез. докл. VI Респуб. конф. ч.1 Таллинн, 1987. С. 146-149.

188. Чечулин Б.Б. К статистической теории хрупкой прочности. ЖТФ, т. XXIV, вып. 2, 1954. С. 717-723.

189. Шевченко В.И. Энергетический подход к оценке вязкости разрушения цементного камня и бетона // Бетон и железобетон. 1985. №1. С. 35-36.

190. Шейкин А.Е. Об установлении структуры цементного камня // III Всесоюзное совещание по химии цемента. М., 1956. С. 442-445.

191. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М., 1974. 192 с.

192. Шестоперов C.B. Технология бетона. М.: Стройиздат, 1977. 429 с.

193. Шпынова Л.Г., Никонец И.И., Мельник М.В., Мельник С.К. Механизм и долговечность действия некоторых добавок на свойства портландцемента //

194. Известия вузов. Химия и химическая технология. 1979. Т. 2. Вып. 3. С. 344-349.

195. Шпынова Л.Г., Чих В.И., Саницкий М.А. и др. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня. Львов: Вища школа, 1981. 159 с.

196. Штакельберг Д.И. Термодинамика структурообразования водно-силикатных дисперсных материалов. Рига: Зинатне, 1984, 200 с.

197. Щуров А.Ф. Дисперсно-кристаллитная структура и прочность пористых силикатных материалов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Горький, 1978. 45 с.

198. Эванс А.Г., Лэнгдон Т.Г. Конструкционная керамика. М.: Металлургия, 1980. 256 с.

199. Ягуст В.И. О границах области применимости линейной механики разрушения к бетону //Бетон и железобетон. 1982. №6. С. 25-26.

200. Ямбор Я.Я. Структура фазового состава и прочность цементных камней. VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. т. 2, книга 1. С. 315-321.

201. Baykoff A.A. Comptes Rendus // 1926. Vol. 182. pp. 128-129.

202. Brunauer S. The structure of hardened Portland cement paste and concrete // 8th Silikonf. Budapest: Akad. Kiado, 1966, pp. 206-230.

203. Chujo K., Kondo M. // Mater, and Struct, 1969. № 7. p. 23.

204. Collepardi M. The new concrete. Italy, 2006. 420 p.

205. Czarnezki L. Domieszki do betony. Mozliwosoi I ograniczenia. Budownictwo, tehnologia, architektura, 2003. №3, pp. 4-6.

206. Davidge R.W., Evans A.G. Mater. Sci. and Eng., 6, 281, 1970. pp. 35-43.

207. Feldman R.F., SeredaP.I. //J. Appl. Chem. 1964/ l14. p. 87.

208. Griffith A.A. The phenomena of rupture and flow in solids. Phil. Trans. Roy. Sac. of London, A221, 1921. pp. 163-197.

209. Hsu T.T.S., Slate F.O., Sturman G.M. and Winter G. Microcracking of plain concrete and shape of the stress-strain curve // AC-Journal. 1963. Feb.220.1rwin G.R. Fracture: Handbuch der Physik, v.6. Berlin: Springer verlag,1958. 551 p.

210. Kalousek G.L. // ACI-Journal, 1954. № 26. p. 233

211. Kusharska L. Tradycyine iwspolczene domieczki do betony zwnijszajate ilose wody zarobowei. Cement — Wapno — Beton, 2000. №2. pp.46-61.

212. Lange F.F. J. Amer. Ceram. Soc., 54, 614, 1971. pp. 187-194.

213. Lange F.F. J. Amer. Ceram. Soc., 56, 445, 1973. pp. 352-360. 225,Orawan E. Energy sriteria of fracture. Wei. Res. Suppl., v.20, 1955. pp.157.172.

214. Powers T.C. // Mater, and Struct, 1968. № 6. p. 487.

215. Powers T.C., Brownyard T.L. Studies of the Physical Properties of Hardened Portland Cement Paste // Proc. Amer/ Concrete Inst., 1947, Vol.43, pp. 469-504.

216. Taylor H.F.W. 27th Congress of Industrial Chemistry, Brussels. 1954, p. 363.

Похожие работы

Строительство
05.23.00