автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа

005003202

у

ГРИНЕВ АНАТОЛИЙ ПЕТРОВИЧ

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ ДЛЯ МОНОЛИТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ДЕК 2011

Белгород -2011

005003202

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО

«Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Строкова Валерия Валерьевна

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Алимов Лев Алексеевич

- кандидат технических наук, доцент Поспелова Елена Алексеевна

Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет

Защита состоится "9 " декабря 2011 года в 143" часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, ауд. 242 г.к.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова».

Автореферат разослан "8" ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.А. Смоляго

Актуальность. Состояние строительной отрасли Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) характеризуется увеличением объемов строительства в связи с реализацией проектов в сфере нефтегазодобычи и развитием инфраструктуры региона. Для решения проблемы недостаточной обеспеченности жильем на территории ХМАО действует ряд региональных программ. Одной из которых является целевая программа «Стимулирование развития жилищного строительства в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре в 2011-2015 годах». Основными целями данной программы являются: проведение комплекса мероприятий по развитию регионального строительного комплекса и расширению его потенциальных возможностей, а также развитие базы промышленности строительных материалов с учетом внедрения энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий, материалов и решений, с выходом на максимальную обеспеченность строительными материалами.

Наиболее пригодным способом возведения объектов на территориях, удаленных от развитой транспортной сети и мест изготовления бетонных изделий, является монолитное строительство. В то же время сложные климатические условия в северных районах сдерживают прогрессивное развитие строительства. Поэтому актуальным направлением является решение задач по обеспечению возможности ведения бетонных работ в условиях отрицательных температур с сохранением заданных параметров бетонных смесей и получением высоких эксплуатационных характеристик бетона.

Для обеспечения требуемых свойств бетонов в зимних условиях необходимо повышение марки цемента или увеличение его расхода. К тому же, значительные объемы строительной деятельности требуют больших объемов поставки вяжущего. Решение данной проблемы возможно за счет использования современных композиционных вяжущих и бетонов на основе местного сырья с учетом его минерального состава.

Работа выполнялась в рамках тематического плана г/б НИР № 1.1.07 «Разработка фундаментальных основ получения композиционных вяжущих с использованием наносистем» на 2007-2011 гг.

Цель работы. Разработка композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона для монолитного строительства в северных районах на основе сырья ХМАО.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование минерального состава и физико-механических свойств песков Эсского и Махневского месторождений ХМАО, как кремнеземного компонента композиционного вяжущего и заполнителя для мелкозернистого бетона;

- разработка составов композиционного вяжущего и изучение его свойств;

- проектирование состава мелкозернистого бетона на композиционном вяжущем для монолитного строительства в северных районах;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований и промышленная апробация.

Научная новизна. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистого бетона для монолитного строительства в условиях пониженных температур, заключающиеся в управлении процессами структурооб-разования за счет использования композиционного вяжущего на основе цемента и полиминерапьных полевошпат-кварцевых песков, оказывающего комплексное влияние на формирование бетона в присутствии противомороз-ных добавок. Создаваемые условия гидратации позволяют снизить влияние отрицательных температур на процессы твердения и, как следствие, набор прочности бетона, уменьшив падение прочности по сравнению с образцами, твердевшими в нормальных условиях.

Разработана многофакторная схема влияния химических и физико-механических факторов на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе вяжущих низкой водопотреб-ности (ВНВ) при отрицательных температурах. Данная схема позволяет оценить влияние каждого фактора в отдельности и в их совокупности при проектировании композита с заданными физико-механическими характеристиками. Эти факторы обеспечивают улучшение физико-механических характеристик мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах. Введение противоморозной добавки в ВНВ позволяет сохранить количество С-Б-Н образований при твердении в условиях отрицательных температур на уровне, близком к нормальным условиям твердения.

Установлено влияние состава кремнеземного компонента на гранулометрию композиционного вяжущего. Присутствие в составе полиминерального песка полевых шпатов, которые обладают спайностью и более низкой твердостью, по сравнению с кварцем, приводит: к улучшению размолоспособно-сти вяжущего, а, следовательно, снижению энергозатрат на помол; полимодальному распределению частиц по размерам и созданию более плотной упаковки частиц ВНВ; снижению микропористости цементного камня мелкозернистого бетона.

Получены математические модели зависимости предела прочности при сжатии и при изгибе, а также средней плотности композиционного вяжущего от соотношения кварцсодержащего и пластифицирующего компонентов в его составе, позволяющие определить оптимальное соотношение системы «кремнеземный компонент - цемент - пластифицирующая добавка» для получения требуемых характеристик вяжущего при минимальных материальных затратах.

Практическая значимость работы. Изучены минеральный состав и физико-механические характеристики песков Эсского и Махневского месторождений ХМАО, что позволило определить рациональные области их использования при получении мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих.

Разработаны составы композиционных вяжущих на основе песка Эсского месторождения, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик бетона снизить расход цемента и противоморозного компонента.

Установлены оптимальные дозировки противоморозной и комплексной добавок в мелкозернистый бетон для монолитного строительства при отрицательных температурах с учетом использования ВНВ.

Получены составы мелкозернистого бетона различных классов по прочности на основе ВНВ-50 и ВНВ-70 с использованием в качестве мелкого заполнителя песка Махневского месторождения для применения в монолитном строительстве при отрицательных температурах.

Внедрение результатов исследований. Результаты работы внедрены при производстве вяжущих низкой водопотребности и бетонных смесей на заводе строительных материалов ООО «Югорскремстройгаз» Югры, а также при строительстве Ледового дворца, административных и жилых зданий в городе Югорске.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы при производстве мелкозернистого бетона для монолитного строительства разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по использованию сырья Ханты-Мансийского автономного округа при производстве композиционного вяжущего;

-стандарт организации СТО 02066339-001-2011 «Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа с использованием композиционного вяжущего»;

-технологический регламент на производство вяжущего низкой водопотребности на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе: при подготовке инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов изделий и конструкций»; магистров по направлению «Строительство».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены: на Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства: материалы» (Саранск, 2006); Международной конференции «Ломоносов» (Москва, 2008); Международной научно-практической конференции «Ресурсо- и энергосберегающие технологии и

оборудование, экологически безопасные технологии» (Минск, 2008); Международной конференции с элементами научной школы «Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях» (Якутск, 2009); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (Белгород, 2011).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 13 научных публикациях, в том числе, в 3 статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент 1Ш 2361834. На сырьевую смесь для изготовления мелкозернистого бетона получено ноу-хау № 20110014.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 164 страницах машинописного текста, включающего 24 таблицы, 34 рисунка, библиографический список из 180 наименований, 7 приложений.

На защиту выносятся:

- принципы повышения эффективности мелкозернистого бетона для монолитного строительства в условиях пониженных температур с учетом использования композиционных вяжущих и сырья ХМАО;

- многофакторная схема влияния химических и физико-механических характеристик на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе ВНВ при отрицательных температурах;

- минеральный состав и физико-механические характеристики песков месторождений ХМАО и составы композиционных вяжущих на их основе;

- математические модели зависимости физико-механических характеристик композиционного вяжущего от соотношения кварцсодержащего и пластифицирующего компонентов в его составе;

- составы мелкозернистого бетона для монолитного строительства при отрицательных температурах на основе сырья ХМАО;

- результаты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время в результате масштабного строительства в северных районах необходимо использование эффективных технологий, а также поиск путей рационального использования местных сырьевых ресурсов с учетом их генетических особенностей. Одним из перспективных направлений является монолитное строительство с применением мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих.

Эффективность монолитного строительства обусловлена укороченными сроками возведения объектов, снижением затрат на доставку материалов, меньшей материалоемкостью строительства, большей конструкционной на-

дежностью зданий, их приемлемой себестоимостью и улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Мелкозернистый бетон обладает рядом достоинств, обусловливающих его применение, но у него есть основной недостаток, заключающийся в повышенном расходе вяжущего. Эту проблему разрешает использование композиционных вяжущих.

Рабочей гипотезой данного исследования явилась возможность получения композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона на основе местного сырья ХМАО с учетом особенностей его минерального состава для применения при бетонировании в условиях отрицательных температур.

В качестве сырья были рассмотрены пески Эсского и Махневского месторождений, цемент марки ЦЕМ I 42,5 Н производства ОАО «Сухоложце-мент» (Сухой Лог Свердловской области), пластифицирующая добавка «Полипласт СП-1» производства ОАО «Полипласт», противоморозная добавка МС Rapid 025 и комплексная добавка МС Rapid 015 производства MC-Bauchemie Russia.

Минеральный состав кварцсодержащих пород определялся с помощью количественного полнопрофильного рентгенофазового анализа. Песок Эсского месторождения преимущественно на 95,7 % состоит из кварца, 4,3 % полевых шпатов, а именно анортита и санидина в количестве 2,2 и 2,1 % соответственно, а также характеризуется меньшим количеством примесей. Песок Махневского месторождения содержит: 76 % кварца, 2,4 % альбита, 21,6 % санидина.

Исследования свойств песков в составе композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона проводились по методикам, разработанным в БГТУ им. В.Г. Шухова. Анализ результатов (табл. 1, 2) показал, что, несмотря на одинаковые значения коэффициента качества, песок Эсского месторождения наиболее предпочтительно применять в качестве компонента композиционного вяжущего. Это обусловлено его меньшим модулем крупности, который оказывает существенное влияние на время помола и, как следствие, на энергоемкость получения композиционного вяжущего.

В то же время махневский песок рационально использовать как мелкий заполнитель бетона (табл. 2), что обусловлено его высоким показателем коэффициента качества как заполнителя мелкозернистого бетона, а также низкими цементо- и водопотребностью, в сравнении с песком Эсского месторождения. Стоит также отметить, что модуль крупности (2,75) махневского песка позволит избежать повышенного расхода вяжущего.

Установлено влияние состава кремнеземного компонента на гранулометрию композиционного вяжущего. Присутствие в составе полиминерального песка полевых шпатов, которые обладают спайностью и более низкой твердостью, по сравнению с кварцем, приводит: к улучшению размолоспособно-

сти вяжущего, а, следовательно, снижению энергозатрат на помол; полимодальному распределению частиц по размерам и созданию более плотной упаковки частиц ВНВ; снижению микропористости цементного камня мелкозернистого бетона.

Таблица I

Сравнительная характеристика песков как компонентов композиционного вяжущего __

Кремнеземный компонент ТМЦ-50 нг, О/о МПа Коэффициент качества

Отсев дробления кварцитопесчаника (КВП), фракции 0,315-5 мм Лебединского месторождения 22,5 51.3 1,29

Вулканический пепел аморфизированный, р. Эквадор 24,5 51,34 1,29

Вулканический песок, р. Эквадор 23,7 49.75 1,25

Вулканический пепел кристаллический, р.Эквадор 25,1 45,77 1,15

Отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов (ММС) Лебединского месторождения 29,8 40.6 1,02

Песок Стодеревского карьера 23,8 40.5 1,02

Песок Вольского месторождения 23,0 39,8 •

Отсев дробления КВП 25,0 38.4 0,96

Песок Нижне-Ольшанского месторождения 24 37,7 0,95

Отходы ММС Ковдорского месторождения 29,5 38,4 0,92

Песок Разуменского месторождения 26,2 34.2 0,86

Песок Вяземского месторождения 26,5 33,4 0,84

Отсев Солдато-Александровского карьера 24,0 30,7 0,77

Песок Махневского месторождения 28 24,6 0,62

Песок Эсского месторождения 27 24,8 0,62

Отходы алмазообогащения (ОАО) ЮАР 46 16.0 0,40

ОАО Архангельской алмазоносной провинции 31,5 12.5 0.31

' с целью сравнения качества песков рассмотренных месторождений, приведены характеристики некоторых видов природных и техногенных песков по литературным данным.

где Я„" - активность ТМЦ на изучаемом песке, МПа, Д/" - активность ТМЦ на песке Вольского месторождения, МПа.

Таблица 2

Сравнительная характеристика песков как мелкого заполнителя мелкозернистых бетонов

Заполнитель Мкр Цементо-потребность Водопо- требность, % Ксж. МПа Коэффициент качества

Отсев дробления КВП фракции 0,315-5 мм 4,7 0,5 6,5 32,5 1,75

Отсев дробления гранита 3,3 0,71 7,8 30,6 1,6

Песок Махневского месторождении ;2,75 0,77 7,9 28,27

Вулканический песок, р. Эквадор 1,13 0,69 9,7 26,97 1,45

Отсев дробления валунно-песчано-гравийных смесей Северного Кавказа 3,8 0,57 8,5 25,9 1,4

Отсев дробления КВП 3,7 0,95 8.5 23.6 1,27

Песок Вольского месторождения 2,5 0,49 4 18,6 1

Песок Эсского месторождения 1,045 0,61 7,2 : 14,5 0,78

Песок Нижне-Ольшанского месторождения 1,3 0,64 7,5 9,8 0,53

Отходы ММС Ковдорского месторождения 0,75 0,84 14 9,67 0,52

Отходы ММС Лебединского месторождения 0,8 1,96 21 6,1 0,33

ОАО Архангельской алмазоносной провинции 2,93 0,96 10,85 4,83 0,26

Анализируя микроструктурные особенности кварцевого сырья можно отметить, что зерна кварца песков каждого из месторождений имеют достаточно развитую поверхность, что характеризует единство генезиса (рис. 1, а, в).

Поверхность кварцевых индивидов покрыта обломками полевых шпатов преимущественно листообразной формы размером от 0,5 до 4 мкм и толщиной 100-200 нм. Этот мелкодисперсный материал может выступать как активный компонент получаемого композиционного вяжущего, в случае эсско-

К„=-'

" к,л

где Я" - предел прочности при сжатии мелкозернистого бетона на исследуемом песке; Л"" - предел прочности при сжатии мелкозернистого бетона на песке Вольского месторождения.

го песка, и при смешении вяжущего с минеральными компонентами - в случае махневского песка, а также играть роль микронаполнителя. Эффективности использования махневского песка в качестве заполнителя мелкозернистого бетона способствует также микрошероховатая поверхность зерен (рис. 1, г), которая обеспечит прочное сцепление в контактной зоне с затвердевшим вяжущим, что положительно отразится на физико-механических характеристиках мелкозернистого бетона.

б

Рис. 1. Микроструктура и шероховатость поверхности зерен песка*: а, б- Эсского месторождения; в, г - Махневского месторождения

Следующим этапом работы было определение рационального состава композиционного вяжущего и изучение его свойств. Анализ литературных данных и коэффициента качества песков позволили определить виды композиционных вяжущих для дальнейшего исследования - ВНВ-30, ВНВ-50 и

Съемка образцов проводилась в Центре Коллективного Пользования МГУ им. М.В. Ломоносова Факультета Наук о Материалах на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения Supra 50 VP.

Количество добавки, %

Рис. 2. Растекаемость цементного теста в зависимости от количества добавки Полипласт СП-1

ВНВ-70. Композиционные вяжущие получены путем совместного помола цемента, песка Эсского месторождения и пластифицирующего компонента в различном количественном соотношении до удельной поверхности 550 м2/кг. В качестве пластифицирующего компонента при получении ВНВ ис-

„.„. пользовался супер-

ТМЦ-50 _ . „

пластификатор Полипласт СП-1. Преимуществами этого пластификатора являются невысокая стоимость, отечественное производство и широкая география применения добавки, в том числе в северных районах. Оптимальная дозировка пластифицирующей добавки определялась исходя из результатов исследования расплыва мини-конуса по стандартной методике (рис. 2). Для ТМЦ-70 и ТМЦ-50 оптимальная дозировка пластификатора Полипласт СП-1 составила 0,6 %, для ТМЦ-30 - 0,7 %. Изуче-12оо ние реологических

характеристик суспензий «вяжущее -вода - суперпластификатор» для различных вяжущих и с различными дозировками добавок проводили на ротационном вискозиметре RHEOTEST RN 4.1. Установлено, что вязкость системы при введении оптимальных дозировок снижается

в 6 раз (рис. 3).

Для оптимизации состава композиционного вяжущего проведено математическое планирование эксперимента второго порядка, где в качестве

О 25 50 75 100 125 150 1Т5 200

Рис. 3. Реологические характеристики вяжущих

225

варьируемых факторов принято содержание кремнеземного компонента и пластифицирующей добавки (табл. 3).

Таблица 3

Условия планирования эксперимента

Фактор Уровни вары НИИ 1рова- Интервал варьирования

натуральный вид кодированный вид -! 0 1

Количество кремнеземного компонента, % X, 30 50 70 20

Количество добавки, % х2 0,5 0,6 0,7 0,1

Анализ полученных данных (рис. 4) показывает, что при введении 30 % кремнеземного компонента в состав ВНВ прочность вяжущего меняется в зависимости от дозировки добавки в пределах 50-55 МПа. Оптимальной дозировкой принято считать 0,6 % добавки, так как именно данное количество обеспечивает максимальную прочность при определенном количестве кремнеземного компонента.

I 50

I 30 I

0,55

Количество QJ5

добавки, %

.....- 4ft Количество

V кремне земного 30 компонент»,

40 50

Количество кремнеземного компонента. %

Рис. 4. Влияние количества вводимых кремнеземного компонента и добавки на предел прочности при сжатии композиционного вяжущего

Таким образом, при введении 30 % кремнеземного компонента и 0,6 % пластифицирующей добавки, возможно достичь максимальной прочности вяжущего - 55 МПа, что удовлетворяет диапазону прочностей для марки портландцемента ЦЕМ I 52,5 Н. Увеличение содержания кремнеземного компонента до 50 % при оптимальной дозировке добавки приводит к снижению активности вяжущего до 38 МПа, что обусловлено низким коэффициентом качества песка Эсского месторождения как компонента композиционного вяжущего, но несмотря на это, его можно использовать для получения мелкозернистого бетона, приняв во внимание пониженную активность по сравнению с активностью портландцемента марки ЦЕМ I 42,5 Н. При замене 70 % цемента кремнеземным компонентом прочность вяжущего даже не достигает 25 МПа, поэтому его использование в дальнейшем нерационально.

В результате проведения математического планирования эксперимента получены математические модели зависимости предела прочности при сжатии и при изгибе, а также средней плотности композиционного вяжущего от соотношения кварцсодержащего и пластифицирующего компонентов в его составе, позволяющие определить оптимальное соотношение системы «кремнеземный компонент - пластифицирующая добавка» для получения требуемых характеристик вяжущего при минимальных материальных затратах.

Анализ микроструктуры цементного камня с различным содержанием кремнеземного компонента в виде песка Эсского месторождения (рис. 5), позволяет сделать вывод, что формируемая матрица в затвердевшем вяжущем с большим содержанием цемента является более однородной с преобладанием зерен кварца небольшого размера до 6-7 мкм (см. рис. 5, в), в то время как в материале на ВНВ-50 размер частиц до 25 мкм (см. рис. 5, а). Это объясняет более высокие прочностные показатели на ВНВ-70. Несмотря на различия в размере частиц, характер новообразований цементного камня существенно не меняется (см. рис. 5, б, г). Наличие скрытокристаллических гидросиликатов кальция, растущих во всех направлениях, способствует уплотнению цементной матрицы, снижению ее пористости и омоноличиванию структуры в целом.

Таким образом, в качестве композиционного вяжущего использовалось ВНВ-50 с целью экономии цемента и ВНВ-70 для достижения более высокого класса бетона.

Следующим этапом работы являлся подбор состава бетона для монолитного строительства в условиях низких температур. Для обеспечения возможности монолитного бетонирования при отрицательных температурах в состав бетона вводились противоморозные добавки. При выборе противоморозных компонентов учитывалась возможность бетонирования при температурах до минус 20 °С в сочетании с пластификатором, входящим в состав композици-

онного вяжущего. В качестве противоморозных компонентов в бетоне применялись: добавка MC Rapid 025 и пластифицирующе-ускоряющая добавка с противоморозным эффектом MC Rapid 015 производства MC-Bauchemie Russia. Оптимальные дозировки добавок определялись по показателю эффективности согласно ГОСТ 30459-2008 (табл. 4).

Рис. 5. Микроструктура цементного камня ВНВ нормального твердения в возрасте 28 сут с содержанием кремнеземного компонента: а, б -50%; в, г -30%

По результатам изменения прочности образцов основных составов, твердевших в морозильной камере при температуре минус 20 °С и контрольных составов, твердевших в нормальных условиях, можно сделать вывод, что при использовании ВНВ оптимальные дозировки добавок могут быть снижены с 6 до 4 % - для противоморозной и с 7 до 5 % для комплексной по сравнению с составами на цементном вяжущем. При этом прочность составов на основе ВНВ с оптимальной дозировкой противоморозной добавки достигает 89 % от контрольного состава, в то время как на цементном вяжущем лишь 43 %.

Таблица 4

Зависимость изменения прочности бетона от вида

и количества добавки __

Вяжущее /(oGoBKa Дозировка, % Прочность на сжатие контрольных составов, МПа Прочность на сжатие • ' основных составов, МПа Изменение прочности бетонов основных составов по сравнению с, контрольным AR*, %

MC Rapid 025 4 11,7 27,2

6 - 15.3 35,6 ' •

ЦЕМ I 8 43,0 15,0 34,9

42,5 Н MC Rapid 015 5 13,6 31,6

П -7 ' 18,8 43,7-

9 19,4 45,1

MC Rapid 025 Чи A 32,1 84,0

6 2g,2 73,8

ВНВ-50 8 38,2 19,8 51,8

MC Rapid 015 У» V5r":- ;.* 34,0 89,0

7 33,7 88,2

9 27,6 72,3

MC Rapid 025 -4б;5 » 84,1

6 43,3 78,3

ВНВ-70 g 55,3 34,5 62,4

MC Rapid 015 s 46,7 ■ 84.4 : '

7 39,8 72,0

9 34,4 62,2

На основании измерения удельной активной поверхности по методу низкотемпературной адсорбции газов (метод БЭТ) , цементный камень на основе ВНВ проранжирован по степени снижения данной величины. Считая, что основной вклад в удельную активную поверхность дают наноразмерные С-Б-Н образования, можно утверждать, что введение противоморозной добавки в ВНВ позволяет сохранить количество С-8-Н образований при твердении в условиях отрицательных температур на уровне, близком к нормальным условиям твердения.

Ускоренный набор прочности ВНВ при отрицательных температурах и повышенные прочностные характеристики по сравнению с цементом определяются несколькими факторами. В цементном камне на основе ВНВ эффек-

* Процент прочности, который набрали образцы основных составов, твердевших в морозильной камере при температуре минус 20 "С от прочности контрольных составов без добавок, твердевших в нормальных условиях.

" Удельная активная поверхность - усредненная характеристика пористости или дисперсности, учитывающая морфологические особенности исследуемого вещества. "* По данным SoftSorbi-II ver. 1.0, БГТУ им. В.Г. Шухова

тивный радиус пор сдвигается в сторону более мелких пор размером 0,01 мкм, в которых вода замерзает при более низких температурах, что позволяет бетону твердеть на морозе. Помимо этого, использование пластифицирующих добавок способствует формированию равномерно распределенных замкнутых пор-сфероидов, которые играют роль резервных, смягчающих отрицательное действие внутреннего давления, развивающегося при образовании в порах льда. Частично сообщающиеся с капиллярами поры-сфероиды являются «запасными емкостями», в которые выдавливается из капилляров вода при расширении ее во время перехода в лед. Немалую роль играют меньшее количество цемента в составе вяжущего и пониженная во-допотребность, а также высокая удельная поверхность ВНВ, что обеспечивает повышенное тепловыделение на начальной стадии твердения.

Таким образом, использование композиционного вяжущего на основе полиминеральных полевошпат-кварцевых песков, оказывающего комплексное влияние на процессы структурообразования бетона в присутствии проти-воморозных добавок, позволяет снизить влияние отрицательных температур на процессы гидратации и, как следствие, набор прочности бетона. Применение композиционного вяжущего в бетоне, твердеющем при отрицательных температурах, позволяет снизить расход противоморозного компонента по сравнению с бетонами на основе цемента и ускорить сроки строительства.

Микроструктурные особенности контактной зоны между зернами заполнителя, в качестве которого выступал песок Махневского месторождения, и новообразованными фазами, указывают на схожесть процессов, происходящих на этой границе при использовании вяжущих с различным содержанием кремнеземного компонента (рис. 6, а, в). Адгезия новообразований происходит в зонах заполнителя, имеющих различные формы рельефа в виде сколов, трещин, микрошероховатой поверхности. Кроме того, прочному сцеплению способствует «загрязненность» поверхности песка минералами группы полевых шпатов. Новые фазы в системе представлены нитевидными рентгеноа-морфными гидросиликатами кальция, игольчатыми кристаллами эттрингита и конгломератами из глобулярного наноразмерного вещества сферической, оолитоподобной* формы (рис. 6, б, г).

Использование ВНВ с меньшим содержанием кремнеземного компонента позволяет получать мелкозернистый бетон с более плотной структурой, формируемой посредством прочного сцепления заполнителя и продуктов гидратации из сетки новообразований, способствующих омоноличиванию матрицы композита, что объясняет высокие показатели физико-механических

Оолиты - (от греч. бон - яйцо и 1Шк>5 - камень) - образования шаровидной или эллипсоидальной формы, формируются в процессе осадконаколления (во взвешенном состоянии, в воде), при диагенезе и в других стадиях преобразования осадков при циркуляции растворов в пустотах.

свойств конечного продукта. При снижении расхода вяжущего до 50 % происходит некоторое разуплотнение структуры со снижением прочности относительно ВНВ-70, что, тем не менее, позволяет выбрать данный состав ВНВ в качестве рационального за счет экономии цемента.

ШШШ::

в г

Рис. 6. Контактная зона (а, в) и морфология новообразований (б, г) в структуре мелкозернистого бетона в возрасте 28 сут на основе: а, б-ВНВ-50; в, г-ВНВ-70.

В условиях твердения при отрицательных температурах при введении противоморозной добавки формируется достаточно монолитная матрица из новообразований эттрингита и глобулярной массы гидросиликатов кальция (рис. 7, а). При введении в систему комплексной пластифицирующей добавки с противоморозным эффектом происходит перераспределение новообразований в системе с созданием плотной и однородной структуры (рис. 7, б), что объясняет высокие прочностные показатели композитов после воздействия низких температур (табл. 4).

Ьвшшашшямаммамм капяншммм

а б

Рис. 7. Микроструктура мелкозернистого бетона в возрасте 28 сут на основе ВНВ-50, твердевшего при отрицательной температуре: а- с противоморозной добавкой; б - с комплексной добавкой.

Таким образом, введение противоморозной и комплексной добавок позволяет получить в условиях отрицательных температур при использовании различных вяжущих структуру композита, характерную для цементного камня, гидратация которого происходила в естественных условиях. Композиты на ВНВ отличаются большей плотностью и однородностью за счет высокой дисперсности вяжущего и его более развитой поверхности.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана многофакторная схема влияния химических и физико-механических факторов на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе ВНВ при отрицательных температурах (рис. 8). Данная схема позволяет оценить влияние каждого фактора в отдельности и в их совокупности при проектировании композита с заданными физико-механическими характеристиками. Основными факторами влияния являются: уменьшение водоцементного отношения за счет наличия в составе ВНВ пластифицирующей добавки; увеличение удельной поверхности цемента, стимулирующее интенсификацию гидратации благодаря повышению тепловыделения на начальных сроках твердения; создание плотнейшей упаковки за счет использования полевошпат-кварцевых песков с полимодальной гранулометрией в качестве компонентов ВНВ; снижение пористости цементного камня мелкозернистого бетона за счет создания рациональных условий структурообразования при гидратации ВНВ, что способствует снижению деструктивных процессов, протекающих при замерзании воды. Эти факторы обеспечивают улучшение физико-механических характеристик мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах.

Минеральный состав цемента

Удельная поверхность ВНВ

Количество воды

Минеральный состав кремнеземного компонента

-химические факторы —физякс-мехзнические факторы

X

Химический состав пластифицирующей добавки

Соотношение компонентов ВНВ

Ж

У,

! I Гранулометрический состав ВНВ 1!

........................................................I .......................I1

I

Вид противоморознои _добавки_

Скорость гидратации вяжущего

1|

Количество противоморозной добавки

Интенсивность тепловыделения

3

«У

Температура замерзания воды

Фазовый состав цементного камня

Виды; -открыта* - закрытая -общая I чттвмммкярмн

Пористость

Размер пор

Форш пор:1 -изометричная -авизометричная

Виды пор: -1глевые

-ковтракционкыб: -капиллярные -воздушныа '

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА

Рис. 8. Схема влияния химических и физико-механических факторов на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе ВНВ при отрицательных температурах

Анализ теоретических и экспериментальных данных позволяет установить содержание цементной составляющей для достижения рациональной структуры цементного камня композиционного вяжущего, а, следовательно, требуемой прочности и плотности (рис. 9). Минимальное количество цементной составляющей, вводимой в состав композиционного вяжущего, определяется, исходя из величины активности проектируемого вяжущего, которая должна быть не ниже активности цемента. При этом увеличение цементной составляющей свыше 70-80 % может привести к чрезмерному росту плотности цементного камня композиционного вяжущего, что негативно сказывается на его прочностных показателях в период эксплуатации. Отрицательное влияние данного фактора в мелкозернистом бетоне нивелируется наличием заполнителя. Исходя из этого, на прямой содержания цементной составляющей можно выделить область рационального соотношения компонентов, соответствующую следующим границам: нижняя - ВНВ-50 -ВНВ-60; верхняя - ВНВ-70 - ВНВ-80. Кроме того, на границы этой области влияют: коэффициент качества кремнеземного компонента, фазовый состав цемента и вид суперпластификатора. При повышении коэффициента качества кремнеземного компонента границы рациональной области смещаются в сторону повышения содержания тонкомолотого кварцевого компонента.

Граница определяется* оптимальной плотностью для достижения требуемой прочности

область определяется коэффициентом качества кремиеэеииото компонента, фаювьш составом цемента видом суперпластафикатора

|</f рамицз определяется количеством цемента, при котором активность ВНВ соответствует

активности цемента

ВНВ-70- ВНВ-80

ВНВ-50-ВНВ-60

кН-

(-1ЛЛ •

ВНВ-100

Увеличение цементной составляющей ВНВ

Тонкомолотый кварцевый компонент

1 >ic;.................................к-

Изменение прочности на сжатие

к--—

Увеличение плотности

Рис. 9. Область рациональной структуры цементного камня композиционного вяжущего

* Рассмотрена модельная система цементного камня без заполнителя

С учетом полученных результатов были рассчитаны составы мелкозернистого бетона на основе композиционного вяжущего с использованием местного сырья ХМАО (табл. 5).

Использование ВНВ на основе песка Эсского месторождения позволяет снизить расход цемента и противоморозного компонента при сохранении класса бетона и других важных физико-механических характеристик.

Таблица 5

Физнко-механпческне характеристики мелкозернистого бетона в зависимости от состава

: № п/п Расход материалов на 1 м3 смеси, кг Физико-механические свойства

цемент ЦЕМ I 42,5 Н песок Эсского месторождения (наполнитель) песок Махневского месторождения (заполнитель) вода ■ Добавки класс бетона морозостойкость, циклов водонепроницаемость модуль упругости бетона, Еь-103, МПа

МС Rapid 025 : - - v.: МС Rapid 015

Контрольный состав

1 524 - 1571 256 31,44 - В25 F100 W6 24,9

2 245 - 36,7

На ВНВ-50

3 283 283 1413 237 22,6 - В25 F100 W6 25,7

4 225 - 28,3

На ВНВ-70

5 318 136 1591 185 18,2 - В25 F100 W6 26,0

6 176 - 22,7

7 460 197 1316 216 26,3 - В35 F300 W12 27,6

8 207 - 32,85

Практическая реализация результатов диссертационной работы осуществлена при получении вяжущего низкой водопотребности и бетонной смеси на основе сырья ХМ АО, а также при строительстве ряда жилых и административных объектов на территории ХМАО.

Подтверждена экономическая эффективность применения разработанных составов мелкозернистых бетонов для применения в различных конструкциях в зависимости от класса бетона.

Таким образом, доказана возможность использования местного сырья ХМАО для получения композиционных вяжущих и мелкозернистых бетонов для монолитного строительства в северных районах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистого бетона для монолитного строительства в условиях пониженных температур, заключающиеся в управлении процессами структурообразования за счет использования композиционного вяжущего на основе цемента и полиминеральных полевошпат-кварцевых песков, оказывающего комплексное влияние на формирование бетона в присутствии противоморозных добавок. Создаваемые условия гидратации позволяют снизить влияние отрицательных температур на процессы твердения и, как следствие, набор прочности бетона, уменьшив падение прочности по сравнению с образцами, твердевшими в

нормальных условиях.

2. Разработана многофакторная схема влияния химических и физико-механических факторов на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе вяжущих низкой водопотреб-ности (ВНВ) при отрицательных температурах. Данная схема позволяет оценить влияние каждого фактора в отдельности и в их совокупности при проектировании композита с заданными физико-механическими характеристиками. Эти факторы обеспечивают улучшение физико-механических характеристик мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах. Введение противоморозной добавки в ВНВ позволяет сохранить количество С-Б-Н образований при твердении в условиях отрицательных температур на уровне, близком к нормальным условиям твердения.

3. Установлено влияние состава кремнеземного компонента на гранулометрию композиционного вяжущего. Присутствие в составе полиминерального песка полевых шпатов, которые обладают спайностью и более низкой твердостью, по сравнению с кварцем, приводит: к улучшению размолоспо-собности вяжущего, а, следовательно, снижению энергозатрат на помол; полимодальному распределению частиц по размерам и созданию более плотной упаковки частиц ВНВ; снижению микропористости цементного камня мелкозернистого бетона.

4. Получены математические модели зависимости предела прочности при сжатии и при изгибе, а также средней плотности композиционного вяжущего от соотношения кварцсодержащего и пластифицирующего компонентов в его составе, позволяющие определить оптимальное соотношение системы «кремнеземный компонент - цемент - пластифицирующая добавка»

для получения требуемых характеристик вяжущего при минимальных материальных затратах.

5. Изучены минеральный состав и физико-механические характеристики песков Эсского и Махневского месторождений ХМАО, что позволило определить рациональные области их использования при получении мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих.

6. Разработаны составы композиционных вяжущих на основе песка Эсского месторождения, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик бетона снизить расход цемента и противоморозного компонента.

7. Установлены оптимальные дозировки противоморозной и комплексной добавок в мелкозернистый бетон для монолитного строительства при отрицательных температурах с учетом использования ВНВ.

8. Получены составы мелкозернистого бетона различных классов по прочности на основе ВНВ-50 и ВНВ-70 с использованием в качестве мелкого заполнителя песка Махневского месторождения для применения в монолитном строительстве при отрицательных температурах.

9. Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы при производстве мелкозернистого бетона для монолитного строительства разработаны следующие нормативные документы: рекомендации по использованию сырья Ханты-Мансийского автономного округа при производстве композиционного вяжущего; стандарт организации СТО 02066339-001-2011 «Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа с использованием композиционного вяжущего»; технологический регламент на производство мелкозернистого бетона для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа с использованием композиционного вяжущего.

10. Подтверждена экономическая эффективность применения разработанных составов мелкозернистых бетонов для применения в различных конструкциях в зависимости от класса бетона. Результаты работы внедрены при производстве вяжущих низкой водопотребности и бетонных смесей на заводе строительных материалов ООО «Югорскремстройгаз» Югры, а также при строительстве Ледового дворца, административных и жилых зданий в городе Югорске.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лесовик, Р.В. Влияние компонентов ВНВ на их свойства / Р.В. Лесовик, А.П. Гринев, Л.Н. Соловьева // Актуальные вопросы строительства: ма-

териалы Всерос. науч.-техн. конф. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. -С. 324-326.

2. Гринев, А.П. Изучение влияния различных добавок на свойства цементного камня [Текст] / А.П. Гринев, Л.Н. Соловьева И Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докл. Междунар.науч.-практич. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007. -Ч. 1. - С. 255-257.

3. Лесовик, Р.В. Пути повышения эффективности мелкозернистого бетона [Текст] / Р.В. Лесовик, А.И. Топчиев, М.С. Агеева, М.Н. Ковтун, Н.И. Алфимова, А.П. Гринев И Строительные материалы, оборудование, технологии

XXI века- М., 2007. - № 7. - С. 16-17.

4. Гринев, А.П. Разработка модифицированного композиционного вяжущего на основе Ханты-Мансийского сырья [Электронный ресурс] / А.П. Гринев, Д.Ю. Гриньков, Л.Н. Соловьева // Материалы докладов XV Международной конференции «Ломоносов». - М.: Изд-во МГУ; СП МЫСЛЬ, 2008.

5. Гринев, А.П. Композиционное вяжущее для мелкозернистого бетона на основе природных песков [Текст] / А.П. Гринев, А.Ф. Щеглов, Л.Н. Соловьева // Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии: материалы докладов Международной научно-практической конференции. - Минск: БГТУ, 2008. - С. 146-149.

6. Лесовик, Р.В. Влияние различных генетических типов кварца на раз-молоспособность техногенных песков [Текст] /Р.В. Лесовик, А.П. Гринев, Е.И. Ходыкин, Л.Н. Соловьева // Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве 51В-2008»: Том 1 Современные проблемы строительного материаловедения и технологии. - Воронеж: ВГАСУ, 2008. - Т. 1, кн. 1. - С. 293-298.

7. Гринев, А.П. Получение композиционных вяжущих с использованием природных песков Ханты-мансийского АО [Текст] / А.П. Гринев, Д.Ю. Гриньков // Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях: сб. тр. междунар. конференции, 16-19 ноября 2009 г. -Якутск: Паблиш Групп, 2009. - С. 62-64.

8. Строкова, В.В. Исследования влияния тонкомолотого цементного камня на свойства цементного вяжущего [Текст] / В.В. Строкова, С.Ю. Лозовая, А.П. Гринев, Л.Н. Соловьева, Ю.Н. Огурцова // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. -№ 4. - С. 56-60.

9. Строкова, В.В. Мелкозернистый бетон на основе сырья Ханты-мансийского АО для монолитного строительства (Текст] / В.В. Строкова, А.П. Гринев, Л.Н. Соловьева // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. - № 2. - С. 74-77.

10. Алфимова, Н.И. Влияние противоморозных добавок на свойства мелкозернистого бетона [Текст] / Н.И. Алфимова, А.П. Гринев, Л.Н. Соловьева, Ю.Н. Огурцова // «Инновационные материалы и технологии»: сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2011.-С. 16-20.

11. Гринев, А.П. Монолитное строительство в северных районах с использованием местного сырья [Текст] / А.П. Гринев // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: сб. тр. Междунар. науч. конф. -М.: МГСУ, 2011. -Т. 2. - С.35-38.

12. Строкова, В.В. Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа: монография / В.В. Строкова, А.П. Гринев, Н.И. Алфимова, Ю.Н. Огурцова. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 20И. - 107 с.

13. Пат. 2361834 Российская Федерация, МПК С 04 В 28/04, С 04 В 20/00. Гранулированный заполнитель на основе природных осадочных высококремнеземистых пород для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие / В.В. Строкова, Л.Н. Соловьева, Е.И. Ходыкин, А.П. Гринев, Д.М. Сопин, A.B. Мосьпан; заявитель и патентообладатель Госуд. образов, учреждение высшего профес. образования Белгор. госуд. технол. унив-т им. В. Г. Шухова -№ 2007142321/03; заявл. 15.11.07.; опубл. 20.07.09, Бюл. № 20. - 11 с.

14. Ноу-хау № 20110014. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона / В.В. Строкова, Л.Н. Соловьева, А.П. Гринев, Ю.Н. Огурцова; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгор. госуд. технол. унив-т им. В.Г. Шухова. Дата регистр. 29.09.11. Срок охраны сведений: 5 лет.

Автор выражает благодарность сотрудникам секции «Наносистемы в строительном материаловедении», кафедры «Строительного материаловедения, изделий и конструкций» и лично канд. геол.-минерал. наук Жерновскому Игорю Владимировичу и канд. техн. наук Алфимовой Наталие Ивановне за консультации и активное участие в обсуждениях результатов работы.

ГРИНЕВ АНАТОЛИЙ ПЕТРОВИЧ

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ ДЛЯ МОНОЛИТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Подписано в печать 07.11.11. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ М456

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете

им. В.Г. Шухова. 308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Особенности монолитного строительства в северных районах.

1.2. Анализ состояния строительной отрасли Ханты-Мансийского автономного округа.

1.3. Требования, предъявляемые к материалам для монолитного строительства.

1.4. Управление структурообразованием материалов гидратационного твердения с помощью добавок.

1.5. Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Методы исследования сырьевых и синтезированных материалов.

2.3. Состав и свойства применяемых материалов.

2.4. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННОГО ВЯЖУЩЕГО НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА.

3.1. Характеристики кварцевого сырья как компонента композиционного вяжущего и мелкого заполнителя.

3.1.1. Особенности состава и свойств кварцевого сырья месторождений Ханты-Мансийского автономного округа.

3.1.2. Микроструктурные особенности кварцевого сырья.

3.2. Подбор оптимального содержания пластифицирующей добавки при получении вяжущего низкой водопотребности.

3.3. Свойства ВНВ в зависимости от состава.

3.4. Микроструктурные особенности цементного камня на ВНВ.

3.5. Выводы.

4. СОСТАВ И СВОЙСТВА МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ ДЛЯ МОНОЛИТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВНВ.

4.1. Обоснование выбора противоморозной добавки и ее дозировки в зависимости от вида вяжущего.

4.2. Составы и свойства мелкозернистых бетонов на основе ВНВ с учетом введения противоморозных добавок.

4.3. Микроструктурные особенности мелкозернистого бетона.

4.4. Выводы.

5. ТЕХНОЛОГИЯ МОНОЛИТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ С УЧЕТОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Технология производства бетонной смеси на основе композиционного вяжущего, изготовленного с использованием местного сырья.

5.2. Особенности монолитного строительства и ухода за бетоном при пониженных температурах.

5.3. Экономическая эффективность производства разработанных материалов.

5.4. Апробация результатов исследований в промышленных условиях и учебном процессе.

5.5 Выводы.

В настоящее время в результате масштабного строительства в северных районах необходимо использование эффективных технологий, а также поиск путей рационального использования местных сырьевых ресурсов с учетом их генетических особенностей. Одним из перспективных направлений является монолитное строительство с применением мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих.

Эффективность монолитного строительства обусловлена укороченными сроками возведения объектов, снижением затрат на доставку материалов, меньшей материалоемкостью строительства, большей конструкционной надежностью зданий, их приемлемой себестоимостью и улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Мелкозернистый бетон обладает рядом достоинств, обусловливающих его применение, но у него есть основной недостаток, заключающийся в повышенном расходе вяжущего. Эту проблему разрешает использование композиционных вяжущих.

Рабочей гипотезой данного исследования явилась возможность получения композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона на основе местного сырья ХМАО с учетом особенностей его минерального состава для применения при бетонировании в условиях отрицательных температур.

Актуальность. Состояние строительной отрасли Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) характеризуется увеличением объемов строительства в связи с реализацией проектов в сфере нефтегазодобычи и развитием инфраструктуры региона. Для решения проблемы недостаточной обеспеченности жильем на территории ХМАО действует ряд региональных программ. Одной из которых является целевая программа «Стимулирование развития жилищного строительства в Ханты-Мансийском автономном округе -Югре в 2011-2015 годах». Основными целями данной программы являются: проведение комплекса мероприятий по развитию регионального строительного комплекса и расширению его потенциальных возможностей, а также развитие базы промышленности строительных материалов с учетом внедрения энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий, материалов и решений, с выходом на максимальную обеспеченность строительными материалами.

Наиболее пригодным способом возведения объектов на территориях, удаленных от развитой транспортной сети и мест изготовления бетонных изделий, является монолитное строительство. В то же время сложные климатические условия в северных районах сдерживают прогрессивное развитие строительства. Поэтому актуальным направлением является решение задач по обеспечению возможности ведения бетонных работ в условиях отрицательных температур с сохранением заданных параметров бетонных смесей и получением высоких эксплуатационных характеристик бетона.

Для обеспечения требуемых свойств бетонов в зимних условиях необходимо повышение марки цемента или увеличение его расхода. К тому же, значительные объемы строительной деятельности требуют больших объемов поставки вяжущего. Решение данной проблемы возможно за счет использования современных композиционных вяжущих и бетонов на основе местного сырья с учетом его минерального состава.

Работа выполнялась в рамках тематического плана г/б НИР № 1.1.07 «Разработка фундаментальных основ получения композиционных вяжущих с использованием наносистем» на 2007-2011 гг.

Цель работы. Разработка композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона для монолитного строительства в северных районах на основе сырья ХМАО.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование минерального состава и физико-механических свойств песков Эсского и Махневского месторождений ХМАО, как кремнеземного компонента композиционного вяжущего и заполнителя для мелкозернистого бетона;

- разработка составов композиционного вяжущего и изучение его свойств;

- проектирование состава мелкозернистого бетона на композиционном вяжущем для монолитного строительства в северных районах;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований и промышленная апробация.

Научная новизна. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистого бетона для монолитного строительства в условиях пониженных температур, заключающиеся в управлении процессами структурооб-разования за счет использования композиционного вяжущего на основе цемента и полиминеральных полевошпат-кварцевых песков, оказывающего комплексное влияние на формирование бетона в присутствии противомороз-ных добавок. Создаваемые условия гидратации позволяют снизить влияние отрицательных температур на процессы твердения и, как следствие, набор прочности бетона, уменьшив падение прочности по сравнению с образцами, твердевшими в нормальных условиях.

Разработана многофакторная схема влияния химических и физико-механических факторов на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе вяжущих низкой водопотреб-ности (ВНВ) при отрицательных температурах. Данная схема позволяет оценить влияние каждого фактора в отдельности и в их совокупности при проектировании композита с заданными физико-механическими характеристиками. Эти факторы обеспечивают улучшение физико-механических характеристик мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах. Введение противоморозной добавки в ВНВ позволяет сохранить количество С-8-Н образований при твердении в условиях отрицательных температур на уровне, близком к нормальным условиям твердения.

Установлено влияние состава кремнеземного компонента на гранулометрию композиционного вяжущего. Присутствие в составе полиминерального песка полевых шпатов, которые обладают спайностью и более низкой твердостью, по сравнению с кварцем, приводит: к улучшению размолоспособно-сти вяжущего, а, следовательно, снижению энергозатрат на помол; полимодальному распределению частиц по размерам и созданию более плотной упаковки частиц ВНВ; снижению микропористости цементного камня мелкозернистого бетона.

Получены математические модели зависимости предела прочности при сжатии и при изгибе, а также средней плотности композиционного вяжущего от соотношения кварцсодержащего и пластифицирующего компонентов в его составе, позволяющие определить оптимальное соотношение системы «кремнеземный компонент - цемент - пластифицирующая добавка» для получения требуемых характеристик вяжущего при минимальных материальных затратах.

Практическая значимость работы. Изучены минеральный состав и физико-механические характеристики песков Эсского и Махневского месторождений ХМАО, что позволило определить рациональные области их использования при получении мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих.

Разработаны составы композиционных вяжущих на основе песка Эсского месторождения, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик бетона снизить расход цемента и противоморозного компонента.

Установлены оптимальные дозировки противоморозной и комплексной добавок в мелкозернистый бетон для монолитного строительства при отрицательных температурах с учетом использования ВНВ.

Получены составы мелкозернистого бетона различных классов по прочности на.основе ВНВ-50 и ВНВ-70 с использованием в качестве мелкого заполнителя песка Махневского месторождения для применения в монолитном строительстве при отрицательных температурах.

Внедрение результатов исследований. Результаты работы внедрены при производстве вяжущих низкой водопотребности и бетонных смесей на заводе строительных материалов ООО «Югорскремстройгаз» Югры, а также при строительстве Ледового дворца, административных и жилых зданий в городе Югорске.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы при производстве мелкозернистого бетона для монолитного строительства разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по использованию сырья Ханты-Мансийского автономного округа при производстве композиционного вяжущего;

- стандарт организации СТО 02066339-001-2011 «Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа с использованием композиционного вяжущего»;

- технологический регламент на производство вяжущего низкой водопо-требности на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе: при подготовке инженеров по специальности 270106 «Производство строительных материалов изделий и конструкций»; магистров по направлению «Строительство».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены: на Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства: материалы» (Саранск, 2006); Международной конференции «Ломоносов» (Москва, 2008); Международной научно-практической конференции «Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии» (Минск, 2008); Международной конференции с элементами научной -школы «Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях» (Якутск, 2009); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (Белгород, 2011).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 13 научных публикациях, в том числе, в 3 статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент 1Ш 2361834. На сырьевую смесь для изготовления мелкозернистого бетона получено ноу-хау № 20110014.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 164 страницах машинописного текста, включающего 24 таблицы, 34 рисунка, библиографический список из 180 наименований, 7 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистого бетона для монолитного строительства в условиях пониженных температур, заключающиеся в управлении процессами структурообразования за счет использования композиционного вяжущего на основе цемента и полиминеральных полевошпат-кварцевых песков, оказывающего комплексное влияние на формирование бетона в присутствии противоморозных добавок. Создаваемые условия гидратации позволяют снизить влияние отрицательных температур на процессы твердения и, как следствие, набор прочности бетона, уменьшив падение прочности по сравнению с образцами, твердевшими в нормальных условиях.

2. Разработана многофакторная схема влияния химических и физико-механических факторов на формирование твердофазной структуры цементного камня мелкозернистого бетона на основе вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) при отрицательных температурах. Данная схема позволяет оценить влияние каждого фактора в отдельности и в их совокупности при проектировании композита с заданными физико-механическими характеристиками. Эти факторы обеспечивают улучшение физико-механических характеристик мелкозернистого бетона, твердеющего при отрицательных температурах. Введение противоморозной добавки в ВНВ позволяет сохранить количество С-8-Н образований при твердении в условиях отрицательных температур на уровне, близком к нормальным условиям твердения.

3. Установлено влияние состава кремнеземного компонента на гранулометрию композиционного вяжущего. Присутствие в составе полиминерального песка полевых шпатов, которые обладают спайностью и более низкой твердостью, по сравнению с кварцем, приводит: к улучшению размолоспособности вяжущего, а, следовательно, снижению энергозатрат на помол; полимодальному распределению частиц по размерам и созданию более плотной упаковки частиц ВНВ; снижению микропористости цементного камня мелкозернистого бетона.

4. Получены математические модели зависимости предела прочности при сжатии и при изгибе, а также средней плотности композиционного вяжущего от соотношения кварцсодержащего и пластифицирующего компонентов в его составе, позволяющие определить оптимальное соотношение системы «кремнеземный компонент - цемент - пластифицирующая добавка» для получения требуемых характеристик вяжущего при минимальных материальных затратах.

5. Изучены минеральный состав и физико-механические характеристики песков Эсского и Махневского месторождений ХМАО, что позволило определить рациональные области их использования при получении мелкозернистых бетонов на основе композиционных вяжущих.

6. Разработаны составы композиционных вяжущих на основе песка Эсского месторождения, позволяющие при сохранении физико-механических характеристик бетона снизить расход цемента и противоморозного компонента.

7. Установлены оптимальные дозировки противоморозной и комплексной добавок в мелкозернистый бетон для монолитного строительства при отрицательных температурах с учетом использования ВНВ.

8. Получены составы мелкозернистого бетона различных классов по прочности на основе ВНВ-50 и ВНВ-70 с использованием в качестве мелкого заполнителя песка Махневского месторождения для применения в монолитном строительстве при отрицательных температурах.

9. Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы при производстве мелкозернистого бетона для монолитного строительства разработаны следующие нормативные документы: рекомендации по использованию сырья Ханты-Мансийского автономного округа при производстве композиционного вяжущего; технологический регламент на производство мелкозернистого бетона для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа с использованием композиционного вяжущего; стандарт организации СТО 02066339-001-2011 «Мелкозернистые бетоны для монолитного строительства на основе сырья Ханты-Мансийского автономного округа с использованием композиционного вяжущего».

10. Подтверждена экономическая эффективность применения разработанных составов мелкозернистых бетонов для применения в различных конструкциях в зависимости от класса бетона. Результаты работы внедрены при производстве вяжущих низкой водопотребности и бетонных смесей на заводе строительных материалов ООО «Югорскремстройгаз» Югры, а также при строительстве Ледового дворца, административных и жилых зданий в городе Югорске.

1. Хаютин, Ю.Г. Монолитный бетон / Ю.Г. Хаютин. М.: Стройиздат, 1991.-576 с.

2. Баженов, Ю.М. Технология и свойства мелкозернистых бетонов / Ю.М. Баженов, J1.A. Алимов, В.В. Воронин, Р.Б. Ергешев. Алматы. -2000.- 196 с.

3. Тетиор, А.Н. Монолитные здания с оставляемой опалубкой один из путей создания энергосберегающих решений / А.Н. Тетиор. - 1999. -№2.-С. 16-17.

4. Введенский, П. В. Современные средства контроля качества в монолитном строительстве / П.В. Введенский, А.А. Блинов // Строительные материалы. 2005. - № 6. - С. 48-49.

5. Яворский, А.А. Монолитное строительство в свете требований Закона «О техническом регулировании» / А.А. Яворский, О.Е. Сенников // Строительные материалы. 2005. - № 6. - С. 26-28.

6. СНиП 23-01-99 (2003). Строительная климатология.- Введ. 2000-01-01. М.: Госстрой России, 2000. - 79 с.

7. Тараканов, О. В. Рациональное применение полифункциональных добавок в технологии зимнего бетонирования / О.В. Тараканов, Т.В. Пронина // Строительные материалы. 2009. - №2. - С. 10-13.

8. Николаева, Т.Г. Состояние традиционных отраслей хозяйства в период формирования нефтегазодобывающего комплекса среднего Приобья / Т.Г. Николаева // Коренные народы. Нефть. Закон: Тез. докл. межд. конф. Ханты-Мансийск, 1998. - С. 62-63.

9. Kim. D. Basham. Cold-weather concrete construction / Concrete international. -November 2005. p. 31-34.

10. Диамант, М.И. Технология сборного монолитного бетона и железобетона / М.И. Диамант, Н.В. Гилязидинова, Т.Н. Санталова. Кемерово: КузГТУ, 2005.- 193с.

11. Полтавцев, С.И. Монолитное домостроение / С.И. Полтавцев. М.: Стройиздат, 1993. - 320 с.

12. Штраух, ЕА. К вопросу о повышении эффективности строительных технологий при возведении многоэтажных монолитных жилых зданий / Штраух Е.А. // Промышленное и гражданское строительство, М., 2010. -№ 2. - С. 43^45.

13. Frost Action and Its Control, Technical Council on Cold Regions Engineering Monograph, Editors: Berg, Richard L. and Wright, Edmund A., American Society of Civil Engineers, 1984.

14. Korhonen, C. New Low-Temperature Admixtures / C. Korhonen, R. Ryan . Concrete International, Vol. 22, No. 5, May 2000.

15. Design and Control of Concrete Mixtures, 14 Edition, EB001.14, Portland Cement Association, Skokie, IL, 2002

16. Киреенко, И А. Бетонные, каменные и штукатурные работы на морозе / И.А. Киреенко. Киев.: Госстройиздат УССР, 1962. - 272 с.

17. Трембицкий, С.М. Условия достижения высоких темпов и качества строительства зданий из монолитного железобетона / С.М. Трембицкий, JI.H. Беккер, П.Г. Кебадзе // Бетон и железобетон. 2008. - № 5. - С.8-11.

18. Миронов, С А. Бетоны, твердевшие на морозе / С. А. Миронов, А.В. Лагой-да. М.: Стройиздат, 1974. - 263 с.

19. Молодых, С А. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона / С.А. Молодых, Е.А. Митина, В.Т. Ерофеев и др. М.: Изд-во ассоциации строительных вузов, 2005. - 192с.

20. Миронов, СА. Фазовые превращения воды, гидратация и твердение цемента и бетона на морозе / С.А. Миронов. // Зимнее бетонирование и тепловая обработка бетона; под ред. С.А. Миронова -М.: Стройиздат, 1975.-С. 5-26

21. Евдокимов, Н.И. Технология монолитного бетона и железобетона / Н.И. Евдокимов, А.Ф. Мацкевич, B.C. Сытник. М.: Стройиздат, 1980. - 335 с.

22. Трембицкий, С.М. Высокоэффективная теплотехнология изготовления железобетонных изделий и конструкций / С.М. Трембицкий // Технологии бетонов. 2007. - № 2. - С. 64-67.

23. Гныря, А.И. Новое слово в технологии предварительного электроразогрева бетонной смеси / А.И. Гныря, М.М. Титов // Технологии бетонов. 2008. -№1,-С. 54-57.

24. Itakura Chuzo. Electric heating of concrete in winter construction. J. Amer. Concrete Inst. 1952. - vol. 23. - №9. - p.753-767.

25. Завалишина, Т. В. Энергосберегающая технология зимнего бетонирования строительных конструкций: монография / Т.В. Завалишина. Новосибирск: НГАСУ, 2003. - 132 с.

26. Попов, Ю. А. Нетрадиционный подход к решению традиционных задач энергосбережения в строительстве Ю.А. Попов // Изв. вузов. Стр-во. -2005,-№4.-С! 64-73.

27. Ахвердов, И.Н. Теоретические основы бетонирования / И.Н. Ахвердов. -Минск: Высшая школа, 1991. 187 с.

28. Афанасьев, A.A. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона / A.A. Афанасьев. М.: Стройиздат, 1990.-376 с.

29. Крылов, Б.А. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях / Б.А. Крылов, С.А. Амбарцумян, А.И. Звездов. М.: НИИЖБ, 2005. - 275 с.

30. Усов, Б.А. Бетонирование монолитных конструкций многоэтажных зданий из литых смесей в зимних условиях / Б.А. Усов, В.В. Волков // Технологии бетонов. 2008. - №8-9. - С. 52-54.

31. Москвин, В.М. Бетон для строительства в суровых климатических условиях / В.М. Москвин, М.М. Капкин, А.Н. Савицкий, В.Н. Ярмаковский. JL: Стройиздат, 1973. - 320 с.

32. Байбурин, А.Х. Технология ускоренного возведения монолитных конструкций в зимних условиях / А.Х. Байбурин // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2009. - № 2. - С. 72-73.

33. Зимнее бетонирование и тепловая обработка бетона. Под ред. С.А. Миронова. М.: Стройиздат, 1975. - 248 с.

34. Усов, Б.А. Особенности зимнего бетонирования вертикальных элементов монолитных конструкций / Б.А. Усов, В.В. Волков // Технологии бетонов. -2010. № 01-02. - С. 56-58.

35. Трембицкий, С.М. Технические и организационные основы зимнего бетонирования монолитных железобетонных конструкций с прогревом бетона / С.М. Трембицкий // Технологии бетонов. -2007. №5. - С. 59-61.

36. Молодин, В.В. Управляемый температурный режим при зимнем бетонировании монолитных конструкций с электродным прогревом бетона /В.В. Молодин, A.C. Суханов // Бетон и железобетон. 2010. - № 2. - С. 2-9.

37. Арбенъев, A.C. Бетонирование в зимних условиях с электроподогревом бетонной смеси / A.C. Арбеньев. М.: Госстройиздат, 1963. - 35 с.

38. Рекомендации по применению в зимних условиях бетонных смесей, предварительно разогретых электрическим током. М.: Стройиздат, 1969.-32 с.

39. Усов, Б.А. Бетонирование монолитных конструкций многоэтажных зданий из литых смесей в зимних условиях / Б.А. Усов, В.В. Волков // Технологии бетонов. 2008. - №8-9. - С. 5255.

40. Пат. 2270292 Российская федерация, МГЖ Е 02 В 1 /00, Е 02 В 3/12. Воздуходувное устройство для прогрева бетонных откосных креплений в зимнее время / Ламердонов З.Г. заявл. 29.11.04; опубл. 20.07.06, Бюл. №20. - 6 с.

41. Пат. 2277613 Российская федерация, МПК Е 02 В 1/00, Е 02 В 3/12. Устройство для прогрева бетонных откосных креплений в зимнее время/ Ламердонов З.Г. заявл. 29.11.04; опубл. 10.06.06, Бюл. №16. -7 с.

42. Зиневич, Л.В. Скоростное монолитное домостроение: условия достижения высоких темпов строительства и качества бетона получаемых конструкций / Л.В. Зиневич, A.B. Галумян // Бетон и железобетон. 2009. -№5.-с. 23-26.

43. Руководство по зимнему бетонированию с применением метода термоса. -М: Стройиздат, 1975. 191 с.

44. Топчий, В.Д. Бетонирование в термоактивной опалубке / В.Д. Топчий. -М.: Стройиздат, 1977. 112 с.

45. Зиневич, Л.В. Некоторые организационно-технологические вопросы выдерживания монолитных конструкций различной массивности с применением ранней распалубки // Технологии бетонов. 2009. - №3. - с. 67-68.

46. Яворский, A.A. Проблемы обеспечения качества объектов монолитного строительства / A.A. Яворский, В.В. Мартас // Жилищное строительство. -2010.-№3,-С. 6-8.

47. Подласова, И.А. Внутренний массоперенос в бетоне конструкций, возводимых в зимних условиях / И.А. Подласова, A.M. Гусаков, С.А. Томрачев // Бетон и железобетон, 2005. № 4. - с. 22-26.

48. Волосян, Л.Я. Тепло и массообмен при термообработке бетонных и железобетонных изделий / Л.Я. Волосян. Минск: Наука и техника, 1973. - 255 с.

49. Заседателев, И.Б. Тепло- и массоперенос в бетоне специальных промышленных сооружений / И.Б. Заседателев, В.Г. Петров-Денисов. М.: Стройиздат, 1973. - 167 с.

50. Атаев, С.С. Интенсификация работ при возведении зданий из монолитного железобетона / С.С. Атаев. М.: Стройиздат, 1990. - 275 с.

51. Иванова, Ю.А. Современные опалубочные системы в монолитном строительстве / Ю.А. Иванова // Технологии бетонов. 2007. - № 1. - С. 34-35.

52. Трембицкий, С.М. Энерго- и ресурсосбережение в заводской и строительной технологии изготовления железобетонных изделий и конструкций / С.М. Трембицкий. М.: Стройиздат, 2004. - 262 с.

53. Хакназаров, С.Х. Полезные ископаемые Ханты-Мансийского автономного округа и охрана окружающей среды. Томск: Изд-во Том. ун-та. 2001.-92 с.

54. Вахромеев, С.А. Месторождения полезных ископаемых. М.: Гос. НТИ по геологии и охраны недр, 1961.- 464 с

55. Геология и полезные ископаемые Приполярного и Полярного Урала / Под ред. Подсосова А.И. Тюмень, 1972. - Вып. 74.

56. Николаев, С.М. Минеральные богатства Западной Сибири и их использование / С.М. Николаев. М.: Недра, 1973. - 142 с.

57. Геологическое строение и полезные ископаемые Полярного и Приполярного Урала: сборник научных трудов / ред. В. Г. Криночкин .-101с.

58. Панфилов, Е.И. Проблемы комплексного освоения недр / Е.И. Панфилов. -М: Недра, 1990.- 150 с.

59. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / А.П. Со-ловов, А.Я. Архипов, В.А. Бугров и др. М.: Недра, 1990. - 335 с.

60. Прогнозы развития рынка цемента уральских регионов до 2020 г. / Аналитическое агентство Амикрон-консалтинг Электронный ресурс. Режим доступа: http://amikron-c.rU/archives/2173.

61. Регионы России. Основные характеристики субъектов Российской Федерации, 2010 г. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gks.ru/bgd/regl/bl014s.

62. Итоги социально-экономического развития Ханты-Мансийского автономного округа Югры за 2010 год. Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.admhmao.ru.

63. Бессер, Я.Р. Бетонирование в зимних условиях. Опыт Главмосстроя. М. Стройиздат, 1969. - 40 с.

64. Чистов, Ю.Д. Системный подход при разработке прогрессивных многокомпонентных композиционных вяжущих веществ/ Ю.Д. Чистов, A.C. Тарасов// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в. 2004.-№7.-С. 60-61.

65. Шахова, Л Д. Особенности поведения композиционных вяжущих в бетонах / Л.Д. Шахова, Д.Е. Кучеров // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, - 2008. -№3. - С. 27 - 29.

66. Юдович, Б.Э. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы Текст. / Б.Э. Юдович [и др.] // Цемент и его применение. -2006. Июль - август. - С. 80-84.

67. Opoczky, L. Problems relating to grinding technology and quality when grinding composite cements/ L. Opoczky // Zement-Kalk-Gips. 1993. Bd46, N3. -S. 136-140.

68. Башлыков, B.H. Специальные цементы для производства бетонных работ в зимнее время / Башлыков В.Н., Сиротин П.Н. // Строительные материалы. 2010. - № 2. - С. 49-52.

69. Чистов, Ю.Д. Разработка многокомпонентных минеральных вяжущих веществ / Ю.Д. Чистов, A.C. Тарасов // Российский химический журнал. -2003.-№4.-С. 12-17.

70. Мурог, В.Ю. Влияние домола цемента на прочность бетонных изделий / В.Ю. Мурог, П.Е. Вайтехович // Строительные материалы. 2004. -№6-С. 36-37.

71. Калашников, В.Н. Современные представления об использовании ТМЦ и ВНВ в бетонах. / В.Н. Калашников, A.A. Борисов, Л.Г. Поляков // Строительные материалы. 2000. - № 7 - С. 12-27.

72. Бабаев, Ш.Т. Аттестация ВНВ в США // Бетон и железобетон. 1990. -№ 6. - С. 29-30.

73. Юдович, Б.Э. Цементы низкой водопотребности вяжущие нового поколения/ Б.Э. Юдович, A.M. Дмитриев, С.А. Зубехин и др. // Цемент и его применение. - 1997. -№ 1 - С. 15-18.

74. Голиков, В.Г. Мелкозернистые бетоны для малых архитектурных форм на основе техногенных песков КМА: Дисс. канд. техн. наук. Спец. 05.23.05 / В.Г. Голиков. Науч. рук. Р.В. Лесовик. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005.-210 с.

75. Ворсина, М.С. Укатываемые бетоны для дорожного строительства основе отходов КМА: Дисс. канд. техн. наук. Спец. 05.23.05 / М.С. Ворсина. Науч. рук. Р.В. Лесовик. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - 183 с.

76. Черкашин, Ю.Н. Мелкозернистые бетоны для энергетического строительства на обогащенных песках КМА: Дисс. канд. техн. наук. Спец. 05.23.05 / Ю.Н. Черкашин. Науч. рук. Р.В. Лесовик. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2006. - 208 с.

77. Лесовик, Р.В. Мелкозернистые бетоны на композиционных вяжущих и техногенных песках: Дисс. . доктора техн. наук. Спец. 05.23.05 / Р.В. Лесовик. Науч. коне. A.M. Гридчин. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009. - 496 с.

78. Бабаев, Ш.Т. Эффективность ВНВ и бетонов на их основе / Ш.Т. Бабаев, Н.Ф. Башлыков, Б.Э. Юдович // Бетон и железобетон 1998. -№6.-С. 3-6.

79. Калашников, В.И. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах / В.И. Калашников, A.A. Борисов, Л.Г. Поляков и др. // Строительные материалы. 2000. - №7. - С. 13-14.

80. Сидоров, В.А. Модификаторы противоморозного действия / В.А. Сидоров, И.А. Белов. Электронный ресурс. / Точка доступа: http://www.stroymat.ru/view stat.php3?id =85.

81. Перспективные технологии и новые разработки. Электронный ресурс. / Точка доступа: http://www. sibindustry. ru.

82. Воробьев, В.А. Строительные материалы / В.А. Воробьев, А.Г. Комар. -М.: Стройиздат, 1976. 575 с.

83. Ферронская, A.B. Строительные материалы на основе местного сырья и техногенных отходов для предприятий среднего и малого бизнеса / A.B. Ферронская, В.Ф. Коровяков // Строительные материалы. 2001. -№2.-С. 24-25.

84. Юнг, В.Н. Основы технологии вяжущих веществ / В.Н. Юнг. М.: Пром-стройиздат, 1951. - 547 с.

85. Дворкин, Л.И. Основы бетоноведения / Л.И. Дворкин, O.J1. Дворкин. -Санкт-Петербург: ООО "Стройбетон", 2006 692 с.

86. Строительные материалы / В.Г. Микульский, Г.И. Горчаков, В.В. Козлов. -M.: АСВ, 1996.-488с.

87. Современные строительные материалы и товары: Справочник / Авт. сост. И. Михайлова, И. Васильев, К. Миронов. М. : Эксмо, 2007. - 576 с.

88. Попов, КН. Строительные материалы и изделия / К. Н. Попов, М. Б. Кад-до. М.: Высш. школа, 2006. - 440 с.

89. Джордж, K.M. Изготовление и эксплуатационные характеристики глиноземного цемента: новая точка зрения. Кальциево-алюминатный цемент, R.J. Mangabhai Ed., Е «fe F.N. Spon, Лондон,1990. С. 181-207.

90. Пушкина, B.B. Пенобетон на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе/ В.В. Пушкина // Строительные материалы. 2010. -№1. - с. 50-51.

91. Якименко, Я.Б. Специальный расширяющийся портландцемент / Я.Б. Якименко, Б.С. Билобран // Цемент. 2001. № 4. - С. 32-35.

92. Макшиева, Е. А. Современное строительство с современными добавками / Е.А. Макишева // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века,-2005.-№ 12.-С. 16.

93. ГОСТ 24211-2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Технические условия. -Введ. 2011-01-01. -М.: Стандартинформ, 2010. 16 с.

94. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В.Г. Батраков.-М., 1998.-768 с.

95. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон / В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. М.: Строй издат, 1989. - 188 с.

96. Гридчин, A. M. Строительные материалы для эксплуатации в экстремальных условиях: учебное пособие / A.M. Гридчин, B.C. Лесовик, Л.Х. Заго-роднюк. M.: АСВ, 2008. - 594 с.

97. Добавки в бетон: Справочное пособие; под. ред. B.C. Рамачандран. М. Стройиздат, 1988. - 575 с.

98. Ружинский, С.И. Противоморозные добавки / С.И. Ружинский Харьков: ХАИ, 2004. - 76 с.

99. Бетоны с эффективными модифицирующими добавками: сб. науч. трудов / под. ред. Ф. М. Иванова, В. Г. Батракова. М.: НИИЖБ, 1985.- 130 с.

100. Ананенко, АА. Мелкозернистые бетоны с комплексными модификаторами / A.A. Ананенко, В.В. Нижевясов, А.С Успенский // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2005. - № 5. - С. 16-27.

101. Войтович, В А. Повышение эффективности технологии зимнего бетонирования с применением противоморозных добавок / В.А. Войтович, A.A. Яворский // Строительные материалы. 2009. -№ 12. -С. 14-15.

102. Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях районов Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера. М.: Стройиздат, 1982.- 165 с.

103. Златковский, OA. Снижение опасности льдообразования при замораживании цементного камня химическими добавками / O.A. Златовский. -Харьков: Изд-во Колорит, 2005. -С. 187-195.

104. Зубков, В.И. Проектирование технологии бетонирования в зимних условиях: учебное пособие / В.И. Зубков, П.Н. Бондаренко, В.В. Молодин. Новосибирск: НИСИ, 1989. - 88 с.

105. ГОСТ 26633-91 (2003) Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технически« условия. Введ. 1992-01-11. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 15 с.

106. ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия. -Введ. 1995-07-01. -М.: Изд-во стандартов, 1995. 7 с.

107. Атаев, С. С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона / С.С. Атаев. М.: Стройиздат, 1989. - 336 с.

108. Головнев, С.Г. Технология бетонных работ в зимнее время / С.Г. Головнев. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 70 с.

109. Мосаков, Б.С. Технология зимнего бетонирования / Б.С. Мосаков. Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2006. - 144 с.

110. Башлыков, Н.Ф. Добавки на основе тиосульфата и роданида натрия для производства бетонных работ в зимнее время / Н.Ф. Башлыков, И.И. Майорова, P.JI. Серых // Бетон и железобетон. 2007. - № 2. - С. 14-18.

111. Башлыков, Н.Ф. Химические аспекты влияния добавок тиосульфата и роданида натрия на цементные системы / Н.Ф. Башлыков, А.Я, Вайнер // Сб. докладов VI международной научно-практической конференции «Дни современного бетона». Запорожье, 2004. -С. 44-49.

112. Комплексные модификаторы для цементных систем на основе тиосульфата и роданида натрия / М.А. Саницкий и др. // Сборник научных трудов II Всеросийской конференции «Бетон и железобетон пути развития». -М., 2005. - Т.6. - С. 133-140.

113. Ухов, E.H. Исследование температурной области применения бетонов с противоморозными добавками: автореф. дис. .канд. техн. наук / E.H. Ухов; М., 1972.-21 с.

114. Касторных, Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы / Л.И. Кас-троных. Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. - 221 с.

115. Изотов, B.C. Химические добавки для модификации бетона : монография / B.C. Изотов, Ю.А. Соколова. М.: Изд-во Палеотип, 2006. - 244 с.

116. Бетон для строительства в суровых климатических условиях / М.В. Москвин и др. Л.: Стройиздат, 1973. - 172 с.

117. Худякова, Л.И. О морозостойком цементе на основе ультраосновных пород / Л.И. Худякова, О.В. Войлошников // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2009. - № 5. - С. 24-25.

118. Бугрим, С.Ф. Исследования по криологии бетона применительно к у сло-виям Крайнего Севера: автореф. дис. . д-ра техн. наук / С.Ф. Бугрим. -М., 1974.-48 с.

119. Несветаев Г. В. Эффективное применение суперпластификатора «Полипласт СП-1» / Г.В. Несветаев // Технологии бетонов. 2006. - № 2. - С. 22.

120. Действие пластификатора СБ 3 на бетонные смеси и бетоны / М.М. Ко-сухин и др. // Строительные материалы. - 2005. - № 6. - С. 34-37.

121. Демьянова, B.C. Сравнительная оценка влияния отечественных и зарубежных суперпластификаторов на свойства цементных композиций / B.C. Демьянова, В.И. Калашников, И.Е. Ильина // Строительные материалы. 2002. - № 9. - С. 4-6.

122. Вовк, А.И. Суперпластификаторы в бетоне: анализ химии процессов / А.И. Вовк // Технологии бетонов. 2007. - № 2. - С. 8-9. -№ 3. - С. 12-14.

123. Коломацкий, А. С. Гидратация клинкерных минералов с полимерными добавками / А. С. Коломацкий, С. В. Кучеев, С. А. Коломацкий // Строительные материалы. 2000. - № 9. - С. 12-13.

124. Шитиков, Е.С. Лигносульфонатные пластификаторы нового типа для бетонных смесей и бетонов различного назначения / Е.С. Шитиков, A.M. Кириллов, JI.A. Феднер, С.Н. Ефимов, А.Б. Самохвалов // Строительные материалы. 2002. - №6. - С.36-38.

125. Синайко, Н. Я. Комплексные добавки в бетоны, цементы и сухие строительные смеси системы «Релаксол» / Н. П. Синайко, А. П. Лихопуд, Т. В. Бабаевская // Строительные материалы. 2006. - № 10. - С. 26-29.

126. Ушеров-Маршак, A.B. Скорость и полнота ранних стадий гидратации цемента в присутствии су пер пластификаторов / A.B. Ушеров-Маршак, H.H. Осенкова, М. Циак // Бетоны с эффективными модифицирующими добавками / НИИЖБ. М., 1995. - С. 38-42.

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

128. Тараканов, О.В. О рациональном применении полифункциональных добавок в технологии зимнего бетонирования / О.В. Тараканов, Т.В. Пронина // Строительные материалы. 2009. - № 2. - С. 10-13.

129. Arredi F. Frost action on concrete permeability and determination of freezabili-ty by permeability measurement / F/ Arredi. RILEM, Colloque Internat. Du-rabilite Betons. - Prague, Czechosl. Acad. Sei. 1962, P. 369-393.

130. Серых, P.JI. Практические способы управления усадочными процессами в цементных системах при монолитном строительстве // Бетон и железобетон. -2006.-№5.-С. 2-4.

131. Каприелов, С.С. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити». Часть 1. / С.С. Каприелов и др. // Строительные материалы. 2006. - № 10. - С. 13-17.

132. Каприелов, С.С. Модифицированные высокопрочные бетоны классов В80 и В90 в монолитных конструкциях. Часть 2. / С.С. Каприелов и др. // Строительные материалы. 2008. - № 3. - С. 9-13.

133. Кардумян, Г.С. Новый органоминеральный модификатор серии МБ-Эмбэлит для производства высококачественных бетонов / Г.С. Кардумян, С.С. Каприелов // Строительные материалы. 2005. - № 8. - С. 12-15.

134. Руководство по применении бетонов с противоморозными добавками. -М.: Стройиздат, 1968. 39 с.

135. Ковба, JI.M. Рентгенофазовый анализ / JI.M. Ковба, В.К. Трунов. М.: МГУ, 1968.-232 с.

136. Rodríguez-Carvajal J. An Introduction to the Program FullProf 2000 / J. Rodriguez-Carvajal // Laboratorie León Brillouin (CEA-CNRS) CEA / Saclay, 91191 Cif sur Yvette Cedex, France. 2000. - 139 p.

137. Баженов, Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. М.: Изд-во АСВ, 2003.-500 с.

138. ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. Введ. 1983-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1983.- 12 с.

139. Бибик, Е. Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. JL: Изд-во ЛГУ, 1981.- 172 с.

140. ГОСТ 8735-88 (2001). Песок для строительных работ. Методы испытаний. Введ. 1989-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 14 с.

141. Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий (к СНиП 3.09.01-85) / НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1989. 39 с.

142. ГОСТ 310.2-76 (2003). Цементы. Методы определения тонкости помола. -Введ. 1978-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 2003. 3 с.

143. ГОСТ 310.3-76 (2003). Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. -Введ. 1978-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2003. - 7 с.

144. ГОСТ 10181-2000. Смеси бетонные. Методы испытаний. -Введ. 2001-07-01. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 17 с.

145. ГОСТ 10180-90(2003). Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Введ. 1991—01—01.— М.: Изд-во стандартов, 2003.-34 с.

146. ГОСТ 12730.1-78. Бетоны. Методы определения плотности. -Введ. 1980—01—01.— М.: Изд-во стандартов, 1979 3 с.

147. ГОСТ 10060.0-95. Методы определения морозостойкости. Общие требования. Введ. 1996-09-01. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 5 с.

148. ГОСТ 30459-2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности. Введ. 2011—01—01.— М.: Стандар-тинформ, 2010 - 20 с.

149. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. Введ. 1982-01-01.- М.: Издательство стандартов, 1979 - 11 с.

150. ГОСТ 31108-2003. Цементы общестроительные. Технические условия. -Введ. 2004-09-01. М.: Изд-во стандартов, 2004. - 19 с.

151. ГОСТ 30744-2001. Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка. Введ. 2002-03-01. - М.:Изд-во стандартов, 2002.- 17 с.

152. ГОСТ 8735-88 (2001). Песок для строительных работ. Методы испытаний. Введ. 1989-07-01. -М.: Изд-во стандартов, 1989. 14 с.

153. ГОСТ 6139-2003. Песок для испытаний цемента. Технические условия. -Введ. 2004-09-01. М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004. - 17 с.

154. ГОСТ 23732-79 (1993). Вода для бетонов и растворов. Технические условия. -Введ. 1980-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1993. 5 с.

155. Зенгинпдзе, И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.:Наука, 1976. - 390 с.

156. Бондарь, А.Г. Планирование эксперимента в химической технологии / А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха. Киев: Вища школа, 1976. - 181 с.

157. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений/ Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976.-280 с.

158. Афанасьев, A.A. Бетонные работы / A.A. Афанасьев. М.: Высшая Школа, 1991.-288 с.

159. Структурные нарушения бетона при замораживании его на ранней стадии / С.А. Миронов и др.. // Зимнее бетонирование и тепловая обработка бетона; под ред. С.А. Миронова. -М.: Стройиздат, 1975. С. 26-58.

160. Рекомендации по применению добавки MC-Rapid 015 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.mc-bauchemie.ru/promo-materials/rekomendacii-po-primeneniyu-dobavki-msRapid-015-msrapid01519.pdf

161. ГОСТ 10181-2000. Смеси бетонные. Методы испытаний. -Введ. 2001-07-01. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 17 с.

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

163. ГОСТ Р 53231-2008 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. -Введ. 2010-01-01. -М.: Стандартинформ, 2009. 20 с.

164. Хархардин, А.Н. Способы получения высокоплотных составов зернистого сырья / А.Н. Хархардин / Изв. Вузов. Строительство. 1996. -№ 10.-С. 56-60.171 .Хархардин, А.Н. Структурная топология дисперсных систем /

165. A.Н. Хархардин, В.В. Строкова. Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. - 134 с.

166. Лесовик, Р.В. Мелкозернистые бетоны на композиционных вяжущих и техногенных песках: автореф. дис.д-ра техн. наук / Р.В. Лесовик. Белгород, 2009. - 46 с.

167. Строкова, В.В. Оценка микроструктуры искусственных композитов /

168. B.В. Строкова, Р.В. Лесовик // Строительные материалы. 2007. - № 3. Прил. «Строит, материалы: наука», № 9. - С. 22-24.

169. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции / Госстрой России. М.: ФГУП ЦПП, 2007. - 192 с.

170. Миронов, С.А. Теория и методы зимнего бетонирования / С.А. Миронов. -М.: Стройиздат, 1975. 700 с.

171. Опалубка для монолитного строительства: состояние, перспективы развития и проблемы / Н. И. Евдокимов и др. // Строительные материалы. -2005.-№6.-С. 50-52

172. Горчаков, Г.И. Вяжущие вещества, бетоны и изделия из них; под. ред. Г.И. Горчакова. -М.: Высшая Школа, 1976. 294 с.

173. СНиП 12-01-2004. Организация строительства / Росстрой. М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 26 с.

174. Болотин, С.А. Организация строительного производства / С.А. Болотин, А.Н. Вихров. М.: Академия, 2007. - 203 с.