автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Исследование динамических характеристик бетонов транспортных сооружений, эксплуатирующихся в условиях климата Узбекистана

РГб од

5 / ШОП 1993

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи ПОЛТОРАЦКАЯ Елена Вячеславовна

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТОНОВ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ КЛИМАТА УЗБЕКИСТАНА

Специальность 05.23.05. — «Строительные материалы

и изделия»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1993

Работа выполнена на кафедре «Мосты и транспортные тоннели» Ташкентского автомобильно-дорожного института.

Научный руководитель -— доктор технических наук,

профессор Касимов И-

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Тахиров М. К.,

кандидат технических наук Воловик М. И.

Ведущая организация — Ташкентский Зональный научно-исследовательский институт экспериментального проектирования (ТашЗНИИЭП).

Защита состоится » 4ЫС//Я- 1993 года в /г; час. на заседании специализированного Совета К 067.03.22 при Ташкентском архитектурно-строительном институте по адресу: 700011, г. Ташкент, ул. Навои, 13, малый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТАС11-

Просим Вас принять участие в заседании специализированного Совета и направить Ваш отзыв (в 2-х экз.) по адресу: 700011, г. Ташкент, ул. Навои, 13, Ташкентский архи-■ тектурно-строигельный институт, Ученому секретарю.

Автореферат разослан »_1993 года.

Ученый секретарь

специализированного Совета, !

кандидат технических наук, \ I г

доцент , ХЛЛ'СЛ**'? ~ ХАСАНОВА М. К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В современном строительство транспортные сооружения преимущественно возводятся из железобетонных конструкций, которые эксплуатируются в сло.т.кь'Л условиях динвга-ческих и климатических воздействия.

Опыт- эксплуатация транспортных сооружений, из железобетона, работающих на динамические воздействия, показывают их недостаточную долговечность. В условиях Узбекистана риск недостаточной лолгопйчнпг'ти усугубляется

ем климатической среды. Необходимость исследований выносливости бетона в условиях сухого жаркого шпагата, характерного для Узбекистана, особенно важна, так как реальные климатические факторы наряду с механическими воздействиями создают весьма хесткие условия работы бетонных и келезобетонвих конструкций.

Одним из методов смягчения негативных последствий от воздействия эксплуатационных факторов является использование химических добавок для бетона. Однако, несмотря на имеющиеся разработки в этом направлении,у исследователей отсутствует единая точка зрения на процессы разрушения бетона при многократно-повторяющейся нагрузке, результаты проведенных ранее исследований разрознены, несопоставимы и зачастую противоречивы. Кроме того, остается малоизученным вопрос поведения бетона с добавками в условиях воздействия динамического нагрузения и кли-. матическнх условий Узбекистана.

Исходя из этого, целы) диссертационной работы является • обоснование возможности получения бетона с химической добавкой повышенной выносливости в климатических условиях Узбекистана. Автор защищает:

- результаты исследований по обоснованию и выбору химической добавки для повышения выносливости бетона;'

- экспериментальные! кашне по блтют;пз добавки па процессы структурообрпзования, гидратация и твердение цементного камня;

результаты исследований по изменеклю комплекса <5нзшш~кеха~ ипчсских свойств и характеристик структуру батонов, твердевших в различиях условиях;

- м£тел;а7Еческ;1Э модели свойств бетолов, полученных с ксполь-зог>аш;ем комплекса существующих физических представлений л современных методов много-акторного статистического анализа. Н^у-пиш новизна работы заключается ь- следующем:

- икямеиа взаимосвязь норовой структуры бетона с его динами-ческ/.м;! характеристиками, составом и эффектом действия химической добавки, и на и том основании разработана новая добавка ааасти^пцирувдо-воздухоЕовлекаюцего действия с микропорообра-яупцкм з'1фекто;л;

- установлено Елияние новой добавки на процессы коагуляционно-го и кристаллизационного структурообразования, а также гидратации я твердения портландцемента и поровую структуру цементного коми к бетона;

- выявлены количественные зависимости и показано влияние состава, структуры и условий твердения бетона на прочностные к дефоруатмвние свойства при статическом нагружении;

- получены математические зависимости, позволяющие оценивать напряженно-деформированное состояние бетонов при различных параметрах загрухения. динамической нагрузкой и условий твердения.

Практическое значение работа определяется следующим:

- получена новая дешевая, доступная химическая добавка плас-ти£1щирующе-воэдухововлекающего действия с микропорообразую-щэё способностью на основе отходов производств;

- разработаны составы Сетонов с комплексной добавкой УН-1У,

предназначенные для транспортных сооружений, работап-дих е условиях сухого жаркого климата, отличающиеся повышенной ви.чсс-ляпостш. Апробация работа:

-- результата работы долозени на нау-шо-техкичесхит ?о'«Глт>о;:. ичлх профессорско-преподавательского состава Т.4ДИ, ТаиИ! 1590-1992 гг.;

- основные положения работы опубликован» в 7 печатные работах;

- результаты диссертационной работу апробированы и вроазисд-стео сборних цредБарителъно-налряаепких дорсшгих плит и бордюров на заводе Минстроя Республика Узбекистан.

Объем работы. Диссертационная работа состоит кз гввдензд, лл-та глав, общих выьодов, списка литературы (Мб наакеисьанкг), прилакенлй. диссертация содераи? 175 страниц, 2-1 рнсуька а 41 тебллцу.

СОДШСАККЕ РАБОТЫ Пурвяя глава посня^сна обзору иссхедоеанлй стьчостакяда л зарубежных авторои ао ¡'.со тедусксму вопросу и йх аиагазу. По-падение бетона. дайсл-ка киогоцкклоаоЛ динамической нагрузки кз'-"42дссь так-,»';! йсолваовахедямц уак Кал Срну.ч, Кур ГЛ.» Комиерс , Пробег П., &&ч»ль А.,, Скрдмгас-з Е.Г., Пая*клс-за Л,И., Зролон Т.Г,, ЛЕздег-^лглеэ А.'Л., Бреннер Е<£., /Термит Р., СеЗквп Л.Е,, ''атагсч- ¡'.Л,, Ген С,, Герг С.Я», Баз»-нэи Ю.К., Гладков ., Ксргаксккй П.Л., Ееченеан Г.В,, Напк-радне А.Д., 'л другпо.

Результат:; кссла&СЕ«2йй г 1-з:згг.; ичгслеьнпх агтэрсп Ю.уа-гали, что поведение я рясруюешш ссшса я!.:: таот-дкзекшЕ дв-кжлстссши иагрр.э.щкх гш.кеят от рнда ¿актерзв» и частное та тзымлоппрокрж, схнянзо которых изучено нпдсстатсчно, Тсхкэ— *<угчя кггяторло;1:!.! батаакнх .т .т:олозо5етс!:н!:х гсяогру:а:~а в

регионах с сухим жарким климатом требует дополнительных мероприятий, связанных с сохранением требуемой подвижности бетонной смеси при укладке и заданной прочности бетона в различные сроки твердения.

Изучением влияния сухого жаркого климата на свойства и структуру бетона без учета воздействия динамической нагрузки значительный вклад внесли многие ученый: Абрамова P.C., Ашра-бов Л.Е., Баженов Ю.М., Бужевич Г.Л., Потвина Л.Ы., Концеполь-сг.иU.C., оаседателев U.E., Касимов И., Лииский В.Я., Ыали-ьчша Л.А., н.алпис кий E.H., Камачапов Р.К., «Мина с А.П., Миронов O.A., Пунагин ЕЛ!.. У.удоеердян D.M., Р.Лермит, Д.Орра и т.д.

Отмечается, что одним из наиболее эффективных путей управления свойствами и структурой цементных систем является применение химических добавок. Анализ изученности добавок показал недостаточность исследования влияния химических добавок на динамические свойства бетонов, эксплуатирующихся в условиях сухого каркох'о климата. На основе статистического анализа существующих химических добавок в бетоны (банк дашшх составил более «»СО добавок) было выявлено, что лшчь О.УТ р от общего количества добавок исследовано по влиянию их на динамические CBOfiOTF« батонов.

Обосиогаг-н необходимость дополнения существующих классификационных схем, облегчающих выбор добавок с учетом условий применения данного бетона, методом выделения основных э<Кок-тое и комплексной оценкой их o>ï Активности для устранения сложностей в определении класса добавок жш'^.ункцкопалыюго действия к сопоставления добавок ¡ч;эличрил классов. •

Иа основе анализа литературнгх кстотшев сформулировано иредпо.по"'.1!;!'" о р.озйктнок кос! m.*-'i » -•: ' ivwscnt бетона но-

средством регулирования его поровоЗ структуры введением добавки, что предопределило цель и задачи диссертационной работы. Во второй главе приведены характеристики исходных материалов для приготовления бетонных смесей различных составов, обосновали цринятые методы исследования.

В качестве вяжущего для приготовления бетонной смеси применялся портландцемент марки 500 п/о "Ахангаранцемент". Крупным заполнителем служил щебень Аблыкского карьера (фракции 5-20 мм), мелким заполнителем -песок Эйвалекского карьера

Ш = 2,5). Качество составляющих удовлетворяло соответствую-кр

щим ГОСТам.

Из широкого многообразия существующих химических добавок на основе статистического анализа эффектов влияния на бетон были выявлены добавки, наиболее перспективные с точки зрения решаемой задачи. Специфика изготовления и эксплуатации бетонных и железобетонных изделий и конструкций для транспортного строительства обусловила необходимость применения комплексной добавки.

Учитывая выводы, сделанные ранее другими исследователями можно предположить, что введение пЛасти$ицирунце-воэдухововле-канцей добавки УН-1У должно повлечь за собой улучшение работы бетона при динамических нагрузках, за счет создания вспомогательных дефектов-микропор, снижающих концентрацию в основном поле напряжений, уменьшение водо-цементного отношения и повышение пластичности составляющих.

• В качестве такой добавки выбран ЛОТ (лигносульфонат технический) модифицированный моноэтаноламином (МЭА). При этом решался вопрос замены дорогого и малодоступного компонента -МУА, аминосодержащим веществом, приготавливаемым из отходов промышленности. Продуктом явилась мойоэтанолашновая соль.

сулноирояукта отхода электродной промышленности (МЭАС). Нро-гедг.ш;ые опыты показали возможность закекн "чистого" монсэта-кач&упия нолучвянкл веществом - МЭАС - без существенного язме-1ч:н;'л э)'; активное!к действия комплексной добавки при значитель-г.::г ек^л^и ее стокмоси:.

.Хлл изучения взаимодействия между компонентами разработан-условно названной УН-1У, биля использованы ИКС-еваляг, метод измерения электропроводности водных растворов исходник веществ и их смеси. Для изучения влияния добавки УН-1У на цементные системы проводились ронтгеногра]«ческш" и диЗДе-ррнциал.во-термическип анализы, изучалась кинетика структура-образования цементных суспензий и изменение норовой структуры цементного камня и присутствии добавки У11-.1У, исследовалась защитная по отношению к стальной арматуре способность добавки по методике МАДП.

Исследование бутона проводилось па пропаренных образцах: призмах 10x10x40 см и кубах ЮхТСхТС см, часть которых после изготовления была помещена в камеру нормального твердения, а другая часть хранилась в условиях воздвЛствия реальной климатической сред;;.

При изучении бетонов в качество характеристик его свойств <5ши? приняты сле,>-;л 'чяо: кубикоъая и прпзмсниая прочности (Р». к ), модуль „.'ц ¿гости (Бь ), кот;цнц;юит Пуассона ( \ ), относительна!! "хсткость ), коу ¡цициент призмеиной проч-

ности (КШ{), параметрические уровни кк-ратро.циносбразования (Г.®гс и Еррр). водопогловдше, ко:'*} йг.яонт нодостоикости, которое определялись по известил,? «юзедош;.

Помимо я того изучаюсь вамснепгз характеристик свойств бе-топов после динамического воздействия на нк>:. Испытания бетон- ' п;;; на динамическое «агрулемх С1<лк проодеш в соот-

ветстаки с ГОСТ 24545-81 на универсальной гндраьяхческоЗ asna-us типа ЮТ-50. Испытание проводилось многоциклопой динамической нагрузкой при частотах 310,405,610,930 циклов в минуту, при уровнях загручения 30,50,70,100 % Ht , определенной при статических вспмтянипг йп««»»« •mu'ioc'rü цддлс.« «ац.^яея.т на прочностные и деЗ.орматкЕнае свойства бетонов изучалось при 20,60,100 % от количества циклов, зеобходишх для разрукеикя образца при уровне загружеиия б/К.t-0,7. Параллельно испы-тывались образцы-близнецы при статическом иагруу.ени-л, мтсрц;; не подвергались динамическому воздействию. Подобное вровздеьг.а дсинтаний позволило определить сгеяень 83.v«íea:sH характеристик свойств бетонов в зависимости от различных анраквтров дк-ш.жческого загруления.

Для постановка опыоп бнл выбран центральна;: кошсзятлов-вый ортогоналький план (ОЦЩ) с двумя незяеисижми персискзиил: 1, -колйчсотло ;:клов дикатаческого нагрукеная (в $ о г "разру-шаетих" циклов); X-, -/рсюаь загруяения (в % от P.l определек-ьоП при статеческих кепл-гтоналх).

Б качество пара!:е'?рсз ннхс.па У]- определена следуадав: лризменная прочность üí'J''1), модуль упругости (E°c<r), коэффициент Пуассона (s/¿!c'''), ляраметрпасккв уровни тре-даоойразо-иивяя и ). Прочиосише и де^орлзтиряке х.-ракте-

рвстака учитыгались после днзгуглческого гоздвЗствгя.

J\/j- ояженхя пополним cazoна при ¿«азяденьх ca?ei.¡6:pax э&гругеюю и усдоркях тйьрнеми» wípcm глтейптг'.сскак модел!. в виде пэлппсма ¡ Toj'o;! i:'!«::(-•::!.

Последсттии: к^г/к;':!'.;. .r.cdavi и УН -17 г, соски« бсюна и iwvtfOcTnsw климатических ¡акторов на них попоптав-

дездсм г'гшяогнчкых инра^егрвь Сшгч'чг с дойагксЛ iíí-i¿r и о'оздс-rV.—ст?;1 ,:!<,ü, хп;шл;«ш>ч-л л ¡-с-у.'г.п;:v.<:< ус ■■¡onu.v: и и yeso-

ниях воздействия реальной климатической среды. Третья глава посвящена исследованиям компонентов добавки УН-ТУ, их взаимодействия и влияния добавки на структурообразование цементного камня.

ИК-спектрографическим и кондуктометрическим анализами подтвердить однозначно наличие химического взаимодействия между компонентами добавки СЛОТ и МЭАС) не удалось. Однако результаты определения электропроводности показали хорошую аддитивность в значениях удельной электропроводности для растворов разных концентраций (0,5....4,0 %). При наличии аддитивности в зависимости от соотношения исходных веществ, электропроводность снижается пропорционально, но не прямо от концентрации растворов, что свидетельствует о взаимном усилении диссоциации. Полученные результаты позволили сделать предположение, что при смешивании компонентов, МЭАС способна расцепляться с выделением свободного ыоноэтаноламипа, который легко внедряется в гиде комплекса в ■ суль?огруптш, что Торонто согласуется с работами 1;!амсутдинова Б.

При введении добавки УН-1У в цементные системы наблюдается изменение кинетики, структурообразования в нвчальшй период и, соответственно, прочностных свойств. Данные по влияния добавки на прочность цемента находятся в полном соответствии с данными по ее влрянио на гидратацию, что подтверждено ДТА. На основании иолучст.нкх данных можно заключить, что механизм комплексной добавки УН-27 включает пластифицирующий эЭДскт от лиг-ноеульфонатов и ускорение твердения от ЫЭАС, Причем необходимо заметить, что введение добавки в состав цементного теста существенным образом меняло поровута структуру цементного камня. Сникение или неизменность общей пористости, увеличение доли закрытых пор (с 0,52 до 0,65) наряду с увеличением прочности цементного камня за счот снижения водопотребности дает оспование

предпологать, что введение в цементное тесто комплексной добавки УН-ГУ способствует образованию закрытых микроиор условно сферического очертания равномерно распределенных по объему цементного камня. Это связано с конфирмационными изменениями молекулы ЛСТ при смешивании с МЭАС, вследствии реакции замещения в результате которой макромолекула ЛСТ, а, следовательно, и защемленный в ней воздух как-бы дробится на более мелкие комплексы, что способствует образованию в цементном камне большего количества инкропор замкнутого очертания.

Учитывая результаты проведенных исследований найдено оптимальное соотношение компонентов добавки УН-17 (ЛСТ : ГОАС = 10 : I).

Изучение влияния добавки УВ-1У на свойства цементно-песча-ных растворов подтвердило ранее полученные результата, а тагао позволило выявить позитивное влияние добаЕки на удобоукладывае-кость и жизнеспособность смеси, что немаловажно в условиях сухого жаркого климата. Введение оптимального количества добавки (0,3 % от массы цемента в пересчете на сухое вещество) позволяет увеличить удобоукладтзаемость в 1,5-1,8 раз и снизить потери подвижности во времени.

Исследование коррозионного состояния стальных образцов при введении добавки УП-1У в состав цементно-песчаного раствора наглядно показывает, что площадь коррозионного поражения стальных образцов в растворах с добавкой уменьшилась в 2 раза по сравнению с бездобавочкыми образцами, а также уменьшились и коррозионные потери стальных образцов в присутствии добавки. Четвертая глава посвящена исследованиям ¿.изико-механических и деформативных свойств бетонов с добавкой УН-17, тнердеышйх л различных уелвьяях.

Изучение характеристик прочностных свойств бетонов (И и

1Ц ) показало, что добавка УН-1У практически не влияет на прочность образцов, хранившихся в нормальных условиях. А прочность образцов с добавкой, помещенных сразу после ТВО в условия воздействия климатических факторов, выше, чем у бездобавочных образцов (на 10-25 % в зависимости от возраста образцов). Внесение добавки заметно1уменьшает сбросы прочности (в 2-3 раза) под воздействием сухого жаркого климата. Поровая структура бетонов с преобладанием мккропор сферического очертания, созданная посредством введения добавки УН-1У, способствует торможении роста возникающих ммкротрещин, что позитивно сказывается на изменении прочностных характеристик бетонов.

Коэффициенты призменной прочности увеличиваются с внесением добавки в состав бетона независимо от условий твердения образцов, но е условиях воздействия климатических факторов темп прироста К^ намного выше.

'Известно,что сухой жаркий климат вносит серьезные осложнения в технологию бетонных работ, вызывая повышение де^орма-тивпости бетона. Включение добавки УН-ТУ в состав бетона положительно сказывается на изменении де^ормативных качеств бетона, а именно: добавка повышает упругость бетонов, особенно в условиях воздействия климата, что сказывается и на данных по относительной яесткости. В бетонах с добавкой 7Н-1У темп снижения Еь/Ньв 2,2 раза меньше, независимо от условий твердения образцов относительно бетонов без добавки.

Внесение добавки УН-1У в состав бетона несколько увеличивает коййициент Пуассона независиуо от условий твердения образцов, что для образцов, хранившихся в условиях сухого жаркого климата способствует "смягчению" хрупкого характера разрушения.

Лпалкэ дашшх исследования уровней кикротрещмюобразова-

ню позволяет сделать следующие выводы: для бетонов с добавкой УН-ТУ, хранившихся в нормальных условиях характерно повышение R°rc (на 10-17 %) во все сроки испытания, а для аналогии ных бетонов с УБ-1У, хранившихся в условиях воздействия климатической среды характерно повышение и (10-15 %) и Р (8-10 %)■.■ Причем под воздействием климата уровни микротрещино-оСупсиеааин uöTOHOB с 7Н-1У имеют устойчивую тенденцию к улучшению, при меньшем уровне изменчивости по сравнению с бездобавочными бетонами, что полностью согласуется с данными коэффициентов призменной прочности.

Как следует из этих результатов, применение добавки наиболее аффективно для бетонов, предназначенных для работы в условиях воздействия ¿акторов климатической среды.

3 результате изучения свойств бетонов выяснилось, что добавка положительно влияет на все свойства бсггонов, особенно ощутимо на деформативные, что предположительно связано с изменениями пористости бетонов.

Влияние добавки УН-1У на порогу» структуру бетонов явилось предметом отдельного изучения. Исследования были проведены в Алма-Атинском архитектурно-строительном института на диЦеренциальном контрактовтро ВД-02. Установлено, что величина контракционного обьема у бетонов с добавкой УН-1У больле по сравнению с бетонами без добавки, а общий объем пор -меньше. Эти результата свидетельствует об уменьшении среднего обюма пор. Возмокность качественного изменения параметров норового пространства при внесении добавпт <йзлп проверена исследованиями на иодопотж.ишо, которое показало умуншопав доли открптоЗ порлотоотл бекшоп ксаавксимо от условий тсерд».-

Ссзг,ч!.иЛ1. с.'.с ic.v.p. нер в С'« гоне за cvu-т п^де-ш;-.! Л!-"У с

преобладанием закрытых макронор способствует увеличению морозостойкости на Я-3 марки, что подтверждено исследованиями в лабораторных и производственных условиях.

Таким образом, направленное регулирование.норовой структуре: бетона позволило создать систему сферических включений в бе-топ, которгс выполняют роль "разгружающих'1, и как следствие, водвяль гравии; микротрегигаообразоюаишт, что предопределяет увеличении стойкости при динамическом нагрукении.

пятой в.таве приведен анализ экспериментальных данных но определению характеристик (¡изико-мехакичесхих и да1ормативннх свойств бетонов различных условий твердения, испытавших воздействие многоцлкловой. динамической иагрузци.

Предположение, высказанное нами о повышении выносливости за счет введения пласта! кцирукце-микропорообразую'дей добавки,

:ю щовереио • рядом соностивите.пышх экспериментов, результаты которых представлены в таблице I.

Рорультотн, предетаклешшо в таблице I, показывают, что прочность, бетонов после динамического воздействия, твердевших а «ерквльнкх условиях увеличивается с уменипением отношения

<о /Я^ . Так сникенко уровня загруидакя с 0,7 до 0,3 увеличило прочность в зависимости от пр^отгиого количества циклов ка 37-50 %. к в образцах с добяггоЗ те увеличение прочности Составляет Ю-.".* г. Таким образом, введение добавки позволяет снизить чувствительность к изменении внешней нагрузки и увели-ее не приводит г. такому значительному спияеншо прочности е'/лоноВ, квз! в случае с образцами без доб-шки. Сопоставление гшадоихЛ прочности бетонов после динамического ипгрухеШ!Я,тпер-после ;;з1'отовхскн.!; в услошчи вездегегшш клодапгавеккх коглзгло, что с вввдвв'.т'л; т:п1''Г!?в 711-77 этот показатель гнм'иьо у^чтпеттср. При уро'-.»т : гв;\у"Ч5н;т изменятакмея с

Таблица I.

Ссрег^ненные значения характеристик прочностных и цеформативных свойств бетона после динамического воздействия при различных параметрах загруження

значения характеристик при уровне :Згружения

н.-: лично наименование характеристики 'т еу&ь=о,7 ; в/аь=о,5 : о-/кь=о,з

; и количестве циклов загру;кения. %

; 20 : 60 :юо : 20 : 60 :юо : го : бо :юо

призыенная прочность Ыояуль упругости

Коэффициент Пуассона

граница м.т.о.

Верхняя граница м.т.о.

36,70

37,55 3,28

34,10 34,65 3,21

2,66 0,21 0,22 0,29 0> 24 0,69

3,35 0,24 0,22 0,31 0,25 0,73

29,50 2,96 0.25 0,30 0.76

45,50 33,85 3,66 3,09 0,18 0,27 0,33 0,28 0,76

41,55 32,65 3?53 2,62 0,20 0,23 0,30 0,27 0,78

37,85 33,15 3,30 2,61 0,24 0,21 0,31 0,26 0,78

0,65 0,78 - 0,72 0,73 0,66

5С ,10 31,70 3,97 2,82 С.24 0,29 0,27 0,33 0,66 0,82

46,10 36,60 3,97 2,95 0,26 0,28 -0,30 0,29 0,87

44,25 27,90 3,97 3,28 м 0,19 ^ 0,21 0,29

0,28 0,82

0,64 0,80

Признанная прстаость ■Модуль упругости Коэффициент Пуассона Низкяя граница м.т.о. В-э ихняя гванита и. т. о.

46,70 44,20

6/Et=0,3 до £>/В.^, =0и при 20 % от количества разрушающих циклов наблюдается не уменьшение, а увеличение прочности на 16 % в случае контрольных образцов и на 25 % у образцов с добавкой УН-17. Дольнейшее увеличении количества циклов динамической нагрузки приводит к снижению прочности. Но, в образцах с добавкой это снижение оказалось меньшим по сравнению с эталоном.

Весомость приведенных данных заметно возрастет, если принять во внимание тот цакт, что абсолютное значение количества циклов динамической нагрузки образцов с добавкой УН-1У, необходимое для разрушения при б /5.^=0,7 и J>= 0 превосходит этот же параиетр .для бездобавочных образцов в 2,5-3 раза. Немаловажно и то, что такое повышение выносливости наблюдалось у образцов с добавкой УН-1У, твердевших в условиях климата, и статическая прочность которых практически одинакова с бездобавочны-ии образцами. Количество циклов, необходимых для разрушения образца было принято за 100 %, и дальнейшее изменение количества циклов исчислялось в долях от этого значения. Так, 20 % от "разрушавших" циклов для бездобавочных образцов составило по осред-ненннм данным B5G0 циклов, а для образцов с добавкой УН-1У -25000.

Включение добавки УП-1У в состав бетона оказало положительное влияние и на де^ормативные характеристики при динамических воздействиях, Установлено, что увеличение количества циклов с 20 % до 100 % при <5 /R.j^-О.З приводит к незначительному уменьшению значения Е^ и для контрольных образцов и образцов о добавкой УН-1У, хранившихся в костальных условиях. А для призм, хранившихся в реальных климатических условиях, пря аналогичных па-райлрах оагруаинмя модуль упругости повышается, прячем ъ бездобавочных образцах аа 1С %, а ь образцах с Л1-1У ни 24

Увеличен;:« нагру»,до Г'Ь Г' F.j и и случае кп>1 i;pm<,M

б нормальных условиях и при воздействии климатических факторов наблюдается понижение модуля упругости с увеличением количества циклов загружения. Но при этом в образная с добавкой УН-1У это изменение значительно тяьта и рп"^.':.':;; 1 2 % ъ сравнения с контрольными (II—18 %). Дальнейшее увеличение нагрузки до 70 Jffif, делает эту разницу менее заметной, но тенденция изменения Е аналогична изменению при (э/П^ =0,5.

При отношении б/R^ =0,3 с увеличением количества циклов коэффициент Пуассона сначала увеличивается, а затем: либо стабилизируется, либо уменьшается. Вероятно, это свидетельствует об упрочнении бетона. Тенденция уменьшения коэффициента Пуассона прослеживается в бетонах, твердевших в естественных климатических условиях, при нагружении их до 50 % R^, Причем в образцах с добавкой 7H-I7 снижается в большей степени в сравнении с без-добавочннми образцами, что говорит о более интенсивном упрочнении бетона.

В бетонах нориаяъного твердения при этом же уровне нагруже-ния наблюдается обратная картина, то есть повышение коэффициента Пуассона с увеличением количества циклов загружения. Но в контрольных образцах это повышение составляет в среднем 25 %, а в образцах с добавкой 7Н-1У лишь 1С %. Подобный характер изменения поперечных деформаций объясняется тем, что добавка УН-ТУ способствует такому формированию поровой структуры, которое препятствует концентрации напряжений, тем самым предотвращая развитие микродефектов и способствуя процессам уплотнения. Анализ результатов исследования грещинообразования бетонных образцов показан, что независимо от величины динамической нагрузки", количества циклов ее приложения к условий хранения, у образцов с до-

о ^

бавкоЯ УК-1У значение границ микротрещинообразования (В^гс и Rcrc) всегда превышает -)тк показатели у эталонных образцов.

При напряжениях <2 ДЦ =0,3 с возрастанием количества циклов приложения нагрузки в бездобзвочных образцах происходит небольшое снижение Е°ге , а ь бетонах с добавкой УН-1У, напротив, прослеживается некоторое увеличение значения В® „, которое затем стабилизируется. Такая тенденция изменения нижней границы микро-трещинообразования характерна и для бетонов нормального твердения и для бетонов, испытавших воздействие климата. Но, вместе с тем, абсолютные значения Е°гс у бетонов бел добавки, хранившихся в различных условиях практически не отличается, в то время,как у бетонов с добавкой эта .разница составляет в среднем ЗС % (болыаке значения у образцов,твердевших на климате). Верхняя граница микротрещинообразования с увеличением уровня нагружения понижается, причем более интенсивно у бездобавочных образцов в сравнении с бетонами с УН-1У. Но в общем условия хранения практически не изменяют абсолютные значения верхней, границы микротрещинообразования бетонов с добавкой и без нее. Воздействие многократно-повторяющейся нагрузкой практически не изменило нинний уровень микротрещинообразования, за исключением образцов с добавкой УН-1У, хранившихся на климате, и заметно повысило верхний уровень. Причем, у контрольных образцов более заметное увеличение В^гс от воздействия динамической нагрузки наблюдается при твердении в условиях воздействия климата, а у образцов с до-бакой УН-2У наоборот - в нормальных условиях.

Таким образом, полученные результаты давт основание сделать вывод о положительном влиянии добавки УН-37 на прочностные и де~ формативные характеристики бетонов, испытавших динамические наг-ружвнзвя. кклячешо добавки привело к появлению микропор очертания близкого к сферическому и равномерно-распределенных но объему цементного камня, выполняющих роль "разгружающих" отверстий с состветстнупцими последствиями в виде повышения выносливости

и атмосферостойкости бетонов.

Математическая обработка результатов экспериментов позволила получить математические модели, описывающие поведение бетонов различных условий твердения в завиЬимости от изменения*параметров яагружения динамической нагрузкой (типа У7 и 7В). Геометрическая интерпритация математических моделей для зависимости модуля упругости от параметров загружения представлена на рис Л.

Рис.1 Влияние уровня факторов на модуль упругости бетонот а) без добавки ; б) с добавкой УН-ТУ

Проведенный анализ полученных моделей подтвердил достоверность экспериментальных данных и выявил зависимость увеличения выносливости бетона от количества приложенных циклов динамической нагрузки.

Результаты исследования были апробированы в производственных условиях на заводе ЕЕП-2 Минстроя Республики Узбекистан посредством выпуска образцов и изделий (плит и бордюров).

Учитывая современное состояние экономики и нестабильность денежной единицы в работе предложена методика определения эффективности добавки УН-17 с учетом долговечности сооружений.

ВЫВОДЫ

1..В результате экспериментально-теоретических исследований обоснована эффективность применения химической добавки пласти-

(¡ируще-воздухововлекающего действия с микропорообразующей способностью, установлены особенности,структурообразоьакия и процессов гидратации цемента и положительное влияние на свойства цементного камня, раствора и бетона, особенно при динамических воздействиях в условиях сухого жаркого климата.

2, Установлена взаимосвязь структуры цементного камня и бетона с действия химической добавки к на етом основании разработана комплексная добавка, условно названная УН-17, включающая ЛСТ (липюсульХ'Онаты технические кааьв,ия) и £ШС (моноэта-поламиновая соль сульфопродукта отхода электродной премиален-ности), найдет оптимальная сед дозировка, которая составляет 0,3 % от массы цемента в пересчете в;а сухое вещество.

3, Выявлена, что введение в состав патентных свете?.! оптимального количества добавки УП-1У позволяет сказать водолотребность на 30-15 %, повысить удобоукладывае?.оотъ к кизноспособиость, ^следствии диспергирующего эуректа и способности добавки вовлекать и удеряжвать воздух.

4, ¿.оказана возможность направленного регулирования норовой структуры цементного камня и бетона за счет применения добавки '7Н-17. Уменьшение общей пористости на 10-15 % при одновременном увеличении доли закрытых пор в среднем на 13 % в присутствии добавки объясняется кон^ормгщионккмя изменениями в строении моле кули ЛСТ при взаимодействии ео с М'ЗАС к способствует "оьихт-чену.»" последствий негативного глинккя факторов сухого жаркого уздмаза.

5, Выявлена роль новой добавки в процессах структурообразсвшшя, гидратации к твердения кортлащщекеитс, сахлючшдеясл в шген-сц:""зкация коагуляциопнаво и кристаллизационного процессов и повышении степени гидратации, что объясняете;; ускорением раитво-рекия частиц вя^у^его голоде тв;:;: иогоколгя водородного показа-

теля воды затвореняя при введений добавки УН-1У. Также показано, что изменение рН не нарушает щелочность кадкой (¡азы, необходимой для пассивкрованш; стальной арматуры.

0, Установлено, что улучшение ножовой структуры бетойа при w,".<?'!!?:' дсб™::: VII IV ;;«и,г.,цвлыю влияет на кинетику роста прочности и деформативные свойства бетона, а именно: увеличивает модуль упругости на 10 %, коэффициент Пуассона на 5 %, нижнюю я верхнюю границы микротрединообразования (на 14 и II % соответственно), что объясняется созданием в бетоне системы равномерно-распределенных замкнутых мнкропор сферического очертания, выполняющих роль "разгружающих" отверстий.

7. Установлено, что включение добавки УН-1У в.состав бетона способствует повышен;® выносливости бетона в 2-3 раза во всех диапазонах исследуегла частот динамического нагружения, улучшению прочностных и де^ормативных характеристик бетонов различных условий твердения, кспытаЕыих динамическое загруяение, снижает чувствительность к изменению параметров внешней нагрузки и негативным воздействиям сухого жаркого климата, и, следовательно понижает егз долговечность.

Основные нолояения диссертации опубликованы в следуюцих работах:

1, Полторацкая E.D. Де^ормативнне свойства бетона с добавкой в условиях воздействия климата Узбекистана.//С'3.тез.докладов Республиканской научно-практической конференции студентов, молодых ученых и специалистов "Достижения науки молодых производству". 22-24 апреля, 1901 г..Ташкент.

2, Касимов И.К., Рапопорт П.П., лаласех P.M., Шаусманон Полторацкая Е.Б. ПАС-как добавка в цементные бетоны. кладов "Состояние и путл экономии цемента в строительстве", 7-8 июня, Ташкент,'-1990.

3. Ралоаорт Л.Б.,Полторацкая Е.В., Шаусманов В,Ы. Влияние комплексных добавок на структурообразование цементного камня.// Материалы 111 научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ТАДИ, Ташкент, 1991.

4. Касимов И.К., Рапопорт П.Б., Шаусманов В.М., Полторацкая Е.Б. Использование отходов электродной промышленности при приготовлении добавок в бетон.//Тездокл.1 Международной научно-технической конференции. 30-31 октября, Ташкент, 1992.

5-, Полторацкая Е.В., Шаусманов В.М., Мананников С.А..Рапопорт П.Б. Стойкость бетонов с добавкой 7Н-1У в условиях сухого жаркого климата.//"Масквн", К 5-,6, IB92.

6. Рапопорт П.Б,.Ратинов В.В., Полторацкая Е.В. Метод оценки эффективности добавок в бетон.//"Каскан", )i 1,2, 1993.

7. Косимов Э.К., Рапопорт П.Б., Шоусманов В,М., Шиндина С.А., Полторацкая Е.В. 1$уруч ва кссик, шршм шароитида цементли бетон-ларнинг узмуддат хизмат ^плишнка щшмчадарнинг урни.//Сб. науч.трудов "Актуальные вопросы стройматериалов и особенности проектирования систем упрвления строительством", Ташкент,ТАСИ, 1992.

АННОТАЦИЯ .

Автореферата келтирилган: ишиинг умумий характеристикам,

ш булимларининг мазмуни, хулосалар.

i . .

citanjtnrit цсбст GTiiJirCkíi, uu , t^ucun

янгилиги ва унинг ахамиятн иурсагилган,

Адаби!? -манбаълар тазргиля асоснда иу парса маълум булдики иссиц ifypjTf мухитда иплатиладиган бетонлардаги динамия хосса-ларигя 1$?шимчани таъсири урганилмаган ва бу ишнинг йуналишини таажил отадн,

Цушимчани танлаб олиш кацсадида бетонга 1{ушладиган мавяуд •кимёвий чушю.теалар яхиилаб Урганилиб улар тазугил этилди.

Илатилган материалларни хоссалари ва амалиГС услублар тулиц ёритилган. У.уаллиф томонидан яратилган УН-1У цуяимчани цемент тоши.цоришма es бетонга таъсири урганилиб'унинг таъсир отиа механизм ёритиб берилди ва мугплиф яратган оинфларга булиш буйича самарони батузлаа иикони яратилди. Монозтаноламин туэини ЛСТга аралаштирилса, ЛСТни макромолекула«! уэгариб у жуда маЯда зэрря-чпларга парчаланяр эдан.

ШундаП усул бияан олинган н.Учммчзни бетонга цушилса унда бир хил тар.^алган думалоцсимси (гикроговаклар х,осил булишига олкб келади. Бу эса "птупчи" тешя х;;з!/ат:гнк бажаради, буни jjtcoeuaa ?са Kcciiif КУРУК мухятда хизмзт 1(:глядиган транспорт ннзгоогларишшг бетонинп физшс-кимо ва деформатип хоссаларини ва »пздамлилнпяш 2,Ь-3 марта ортишига олиб келади.

Annotation

The- general description of -work, tile contents of chapters of the workj conclusions are presented in this abstract of thesis, The actuality of vorlc is baaed* the aim and the practical importance of the vork are described in the abstract of thesis*

The study's iasuf f iciency of addition's infiuenco cn dinami-cul properties of concretes are shown up here on the basis of literary sources« These concretes are expluated in the condition of hot climate.

The existing chemical additions arc «ysternatised and analysed for the choice of additions.

The research of Y1I-IY addition's infLuence on the properties of hardened cement paste, solution and concrete made an opportunity to learn its operation and to estimate the efficiency on the basis of classification of addj-tion researched and pru-i>ented by the author*

It is proved, that the nixing of ucncethanolamine salt with lygnosulphattechnicul addition results to the conformation change of addition's raicroiaoH'calc•

The introducing of the addition to concrctc promotes the appear ence of spherical raicrcocllulai $>* These microccllulars play the role of"reliofM holes unci make Letter physical, mechanical properties, raising the staying po;/cr of concrotes, which are fcxpiuattid in the condition cf ho t. c.l iw.its in 2,^-3 times«