автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Мелкозернистый бетон на основе техногенных песков КМА для зимнего бетонирования

На правах рукописи

БОГУСЕВИЧ ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ПЕСКОВ КМА ДЛЯ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005559214

Белгород — 2014

005559214

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

Научный руководитель - Лесовик Руслан Валерьевич

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты — Славчева Галина Станиславовна

доктор технических наук, профессор кафедры технологии строительных материалов изделий и конструкций ФГБОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

— Косинова Анна Андреевна

кандидат технических наук, начальник производственной лаборатории ОАО «Завод ЖБК-1»

Ведущая организация - Научно-исследовательский, проектно-

конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. A.A. Гвоздева, ОАО «НИЦ «Строительство»

Защита состоится « 29 » декабря_2014 г. в 11— 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. Телефон для справок 8(4722) 55-95-78

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте http://gos_att.bstu.ru/dis.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета. Копию отзыва просим прислать на e-mail: gos.att.bstu.ru.

Автореферат разослан « 27 » ноября 2014 г. Ученый секретарь ^

диссертационного совета —Г.А. Смоляго

В настоящее время в России монолитные бетонные и железобетонные конструкции находят все более широкое применение в строительстве различных зданий и сооружений. В нашей стране здания и сооружения из монолитного бетона возводят круглогодично, наиболее ответственным периодом монолитного строительства является бетонирование в зимний период, в связи с этим актуальными являются мероприятия по созданию надлежащих условий твердения бетона и достижения им необходимых проектных характеристик.

Выбор метода зимнего бетонирования зависит от размеров и назначения конструкции (с учетом возможности изготовления их на заводах и полигонах), от ожидаемых наружных температур, применяемых цементов, наличия на строительстве источников тепла, химических добавок, теплоодежд и др. При выборе того или иного метода производства работ должны быть учтены их сравнительная экономичность и простота выполнения, а также возможность удовлетворения требований суточного графика работ.

Из всех видов зимнего бетонирования, широко применяющихся в строительстве при отрицательных температурах и обеспечивающих достижение бетоном до замерзания критической прочности. Решенне данной проблемы применительно к условиям Белгородской области возможно за счет использования мелкозернистого бетона на композиционных вяжущих.

Диссертационная работа выполнена в рамках: ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, внутривузовского гранта «Геоника. Предмет и задачи. Реализация в строительном материаловедении» на 2012-2014 гг. Программа стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на 2012-2016 гг.

Цель работы. Повышение эффективности производства композитов для бетонирования в зимних условиях, за счет применения композиционных вяжущих с использованием гетероминеральных кремнезем содержащих компонентов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение минерального и гранулометрического состава и физико-механических характеристик техногенных песков курской магнитной аномалии (КМА) как компонентов вяжущих и заполнитиелей для мелкозернистого бетона для зимнего бетонирования;

- разработка составов, получение и исследование свойств композиционных вяжущих;

- подбор составов мелкозернистого бетона на основе композиционных вяжущих;

- разработка технологии изготовления мелкозернистого бетона на основе композиционных вяжущих;

- опытно-промышленное апробирование предложенных составов, разработка нормативной документации на производство мелкозернистых бетонов и рекомендаций по их использованию.

Научная новизна. Разработаны принципы проектирования мелкозернистых бетонов для зимнего бетонирования, заключающиеся в оптимизации структуры на нано- микро- и макроуровне, за счет использования композиционных вяжущих с повышенной экзотермией особенно в начальные сроки твердения. Это позволяет в зависимости от стоящей задачи: снизить энергоемкость электропрогрева; уменьшить расход клинкерной составляющей композиционного вяжущего; ускорить процесс твердения, оборачиваемость опалубки, введения в эксплуатацию объектов; отказаться от электропрогрева в целом.

Установлен характер влияния состава композиционного вяжущего на процессы тепловыделения при гидратации, что особенно актуально при использовании их для монолитного строительства в условиях отрицательных температур. Экзотермия твердения композиционных вяжущих в первые сутки при содержании кремнеземсодержащего компонента 50% увеличивается по направлению кварцевый песок -кварцитопесчаник - отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, что предопределяется активностью породообразующих минералов, связанных с особенностями генезиса, дефектностью кристаллической решетки, наличием нанодиспестных включений и другое. Тепловыделение ВНВ-100 на основе среднеалюминатного цемента в первые сутки в 1,5 раза выше, чем у ЦЕМ 142,5Н.

Выявлен характер влияния условий твердения мелкозернистого бетона на основе композиционных вяжущих на прочностные и деформативные характеристики. Мелкозернистые бетоны на ВНВ-50 имеют снижение прочности при твердении в зимних условиях, как.и мелкозернистые бетоны на ЦЕМ 1 42,5Н, на 27%, при экономии 50% клинкерной составляющей. Композиты на ВНВ-100 при твердении в зимних условиях имеют минимальный сброс предела прочности при сжатии. Это объясняется их структурой на нано- микро- и макроуровне. Цементный камень образцов на ВНВ-100, твердеющих в реальных условиях монолитного строительства при низких температурах, отличается более однородным строением с плотной структурой по сравнению с бетоном на ЦЕМ I 42,5Н. Четко видны следы зарастания пор за счет гидросиликатов кальция второй генерации, которые образуются за счет взаимодействия СаО, выделившегося при гидратации алита. Структура у бетона на основе цемента более рыхлая, пористая, видны следы микронапряжений за счет частичного замерзания воды.

Практическое значение работы. Разработаны композиционные вяжущие для монолитного строительства в зимних условиях с использованием техногенных песков региона КМА позволяющие при сохранении физико-механических характеристик снизить расход цемента.

Предложена технология производства мелкозернистых бетонов на основе портландцемента, вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) и тонкомолотых цементов (ТМЦ) с использование техногенных песков региона КМА для бетонирования в условиях пониженных температур.

Получены мелкозернистые бетоны на основе композиционных вяжущих с использованием в качестве заполнителя отсева дробления кварцитопесчаника для применения в монолитном строительстве при отрицательных температурах.

Полученные результаты и основанные на них рекомендации позволяют повысить надежность и экономичность монолитного строительства. Они могут быть также использованы в учебном процессе в дисциплинах строительного профиля.

Внедрение результатов исследований. Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлялась на предприятиях ООО «Строительная компания №1» (г. Белгород) при бетонировании монолитного перекрытия, ООО «СУ-31» (г. Белгород) при возведении гражданских и промышленных здании в г. Белгорода и Белгородской области, ООО «БЕЛПЛЕКС МОНОЛИТ» (г. Белгород) при бетонировании монолитных стен лестнично-лифтового узла.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-нсследовательской работы разработаны следующие нормативные документы:

- стандарт организации СТО 02066339-007-2013 «Мелкозернистый бетон на основе техногенных песков КМА для зимнего бетонирования»;

- технологический регламент на производство бетонных работ с использованием композиционных вяжущих при отрицательных температурах;

- рекомендации по изготовлению мелкозернистых бетонов на основе техногенных песков КМА для зимнего бетонирования.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 08.03.01 - «Строительство», профиля «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», а также магистров по направлению 08.04.01 - «Строительство» профиля подготовки «Технология строительных материалов, изделий и конструкций.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на: Международной молодежной конференции «Экологические проблемы горнопромышленных регионов» (Казань, 2012); Научно-практической конференции «Белгородская область: Прошлое, настоящее, будущее» (Белгород, 2012); 8-ой международной научно-практической конференции «Найновите постижения на европейската наука» (София, 2012); Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова (Белгород, 2013),

III Всероссийской научно- практической конференции

«Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение» (Якутск, 2014), XIII Академических чтениях РААСН «Научные и инженерные проблемы строительно-технологической утилизации техногенных отходов» (Белгород, 2014), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (Одесса, 2014).

Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в тринадцати научных публикациях, в том числе в двух статьях, опубликованных в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ. Интеллектуальная собственность результатов диссертационной работы защищена 2 ноу-хау.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, включающего 28 таблиц, 38 рисунков и фотографий, списка литературы из 171 наименований, 7 приложений.

На защиту выносятся:

- принципы повышения эффективности мелкозернистых бетонов для зимнего бетонирования за счет использования композиционных вяжущих на основе техногенных песков КМА и суперпластификатора Полипласт СП-1;

- свойства композиционных вяжущих в зависимости от состава;

- оптимальные составы мелкозернистых бетонов для монолитного строительства при отрицательных температурах на основе техногенных песков КМА;

- физико-механические и деформагивные характеристики мелкозернистых . бетонов в зависимости от состава композиционных вяжущих;

- технологическая схема производства мелкозернистого бетона на основе техногенного сырья для зимнего бетонирования

- результаты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время в стране интенсивно развиваются технологии возведения зданий и сооружений из монолитного бетона с применением комплексных модификаторов различного функционального назначения. Вместе с тем одной из острых проблем является повышение эффективности бетонирования при низких положительных и отрицательных температурах, поскольку продолжительность зимнего периода для климатических условий средней полосы России составляет 5-6 месяцев. Наиболее эффективный метод зимнего бетонирования — прогрев бетона. Он позволяет не только непрерывно вести работы зимой, но и интенсифицировать процессы

структурообразования бетона, повысить скорость строительства и темп оборачиваемости опалубки.

Таким образом, при бетонировании в зимних условиях необходимо создать и поддерживать такие температурно-влажностные условия, при которых бетон твердеет до приобретения или критической, или заданной прочности.

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.

В результате проведенной работы были предложены несколько составов композиционных вяжущих с использованием техногенных песков, отсевов мокрой магнитной сепарации железистых кварцев КМА. Основной породообразующий минерал - кварц которых - существенно отличается от кварца природных песков.

В данной работе исследовалась возможность получения мелкозернистого бетона для работ при отрицательных температурах на основе композиционных вяжущих с использованием в качестве заполнителя отсева дробления кварцитопесчаника Лебединского месторождения Курской магнитной аномалии. Композиционные вяжущие получали путем совместного помола портландцемента ЦЕМ I 42,5Н ЗАО «Белгородский цемент» до удельной поверхности 500 м2/кг, суперпластифицирующей добавки Полипласт СП 1 в оптимальной дозировке, а также отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов (ММС).

Анализ зернового состава вяжущих позволил нам расширить представления об изучаемых мелкодисперсных системах, прогнозируя свойства получаемых на их основе материалов и обеспечить оптимальный гранулометрический состав (рис. 1).

ш1шшш11шшшш1шшшш

ЦЕШ42,5Н ■ ТМЦ-50КВГТ —*—ВНВ-50КВП —ВНВ-50ММС —ТМЦ-50ММС —•—ВНВ-100 —*—ТМЦ-100

Рисунок 1 - Гранулометрия композиционных вяжущих в зависимости от состава

Характер кривых распределения частиц по размерам ВНВ значительно отличается, от рядового портландцемента, он имеет полифракционный состав со смещением в сторону меньших значений диаметра частиц. Такая особенность гранулометрического состава оказывает положительное влияние на формирование микроструктуры цементного камня в условиях бетонирования при отрицательных температурах вследствие более плотной пространственной укладки частиц и, следовательно, получения более плотной матрицы, что в свою очередь ведет к снижению микротрещин цементного камня композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона в целом.

Для углубления знаний о реакционной способности, механизме и структурообразовании при твердении вяжущих веществ, особенно при отрицательных температурах, а также с целью повышения эффективности их производства и использования в бетоне нами была изучена динамика тепловыделения композиционных вяжущих (рис. 2).

Время, ч.

Рисунок 2 - Кинетика тепловыделения композиционных вяжущих в зависимости

от состава

. Установлено, что при содержании кремнеземсодержащего компонента в количестве 50% наблюдается увеличение экзотермии твердения композиционных вяжущих в 1 сутки по направлению кварцевый песок -кварцитопесчаник - отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, что предопределяется активностью породообразующих минералов, связанных с особенностями генезиса, дефектностью кристаллической решетки, наличием нанодиспестных включений и другое. В первые сутки твердения тепловыделение ВНВ-100 на основе среднеалюминатного цемента превышает аналогичный показатель ЦЕМ142,5Н более чем в 1,5 раза.

Установлено, что введение добавки суперпластификатора Полипласт СП-1 увеличивает как начало, так и конец схватывания, а также сокращает водопотребность (около 25%), прочность бетонов возрастает на 14% по сравнению с портландцементом (табл.1).

Таблица 1 - Физико-механические характеристики вяжущих

Вид вяжущего Нормальная густота теста, % Сроки схватывания, мин В/Ц Активность вяжущего, МПа

начало конец при изгибе при сжатии

ЦЕМ1 42,5Н 26,2 2-40 3-50 0,4 7,2 50,4 .

ТМЦ-50 (ММС) 26,8 2-40 4-40 0,41 5,8 42,4

ТМЦ-50 (КВП) 27,1 2-30 4-40 0,43 6,8 44,7

ВНВ-50 (ММС) 23,2 2-10 4-30 0,33 8,4 51,2

ВНВ-50 (КВП) 24,3 2-10 4-10 0,35 8,0 55,1

ТМЦ-100 25,3 2-20 3-30 0,41 10,2 71,3

ВНВ-100 22,8 2-10 3-10 0,28 12,4 89,2

Активность по пределу прочности при сжатии и при изгибе композиционных вяжущих на основе техногенных песков сопоставимы с исходным цементом, а у ВНВ-100 более чем на 70% выше, что объясняется структурой цементного камня (рис. 3). Строение композита на основе ВИВ отличается более плотным строением по сравнению с обычным цементом. Это предопределяется синтезом в стесненном объеме низкоосновных гидросиликатов кальция и других новообразований.

ТМЦ-50 (КВП) ТМЦ-50(ММС) ВНВ-100

Рисунок 3 - Микроструктура композиционных вяжущих

Таким образом, показана возможность использования техногенных песков как компонентов композиционных вяжущих для бетонирования в зимних условиях. Управляемый состав новообразований, характеристики микроструктуры и пористости цементного камня, полиминеральный состав техногенного песка с шероховатой поверхностью позволяют синтезировать на основе техногенных песков композиционные вяжущие с необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Для изучения влияния композиционных вяжущих на свойства мелкозернистого бетона для работ при отрицательных температурах, изготовлялись образцы бетона класса В20. Этот вид наиболее широко применяем при монолитном строительстве в Белгородской области. Подвижность бетонной смеси характеризовалась осадкой 10-12 см (табл. 2).

Таблица 2 - Физико-механнческие характеристики мелкозернистых

бетонов

Вид вяжущего Расход материалов Подвижность, ОК, см Условия твердения Я, МПа

"С ы о § £ « СО Заполнитель, кг/м3 "я «Г § со В естественных условиях При отрицательных температурах С применением электропрогрева

ЦЕМ 142,5Н 415 1762 250 10-12 25,2 17,9 24,9

ТМЦ-50 (ММС) 443 1874 276 10-12 26,5 . 16,5 25,9

ВНВ-50 (ММС) 388 1814 223 10-12 25,6 18,8 25,3

ТМЦ-50 (КВП) 455 1778 286 10-12 25,9 16,2 25,3

ВНВ-50 (КВП) 395 1800 230 10-12 26^ 17,8 25,1

ТМЦ-100 351 1825 218 10-12 26,3 18,3 25,9

ВНВ 100 325 1864 162 10-12 26,0 21,2 25,8

Исследования физико-механических характеристик показало, что свойства бетонов, изготовленных на композиционных вяжущих с 50% заменой клинкера на отходы мокрой магнитной сепарации, не уступают по своим характеристикам образцам аналогичного состава, изготовленного на портландцементе. В зависимости от вида вяжущего в месячном возрасте бетон, помещенный на мороз при температурах от -5 до -20 °С, приобретает прочность, равную 56-70 % от марочной. Это связано с тем, что в процессе замерзании бетона влага мигрирует из тонких капилляров к образовавшимся ледяным включениям, которые увеличиваются в объеме, снижая тем самым прочность и увеличивая проницаемость, что подтверждается изучением микрофотографий мелкозернистых бетонов твердеющих при низких температурах.

Рост новообразований происходит на поверхности цементного зерна, постепенно заполняя свободное пространство между частицами

цементных зерен (пространства пор), формируя структуру камня. При этом при большем увеличении заметно, что частицы отходов ММС и кварцитопесчаника почти полностью покрыты продуктами гидратации, так как они является хорошими подложками для формирования зародышей новообразований (рис. 4).

Рисунок 4 — Микроструктура мелкозернистых бетонов в зависимости от состава композиционных вяжущих в возрасте 28 сут.

Микроструктура бетона на основе ТМТТ (с пластифицирующей добавки), более однородная, в ней также наблюдается прорастание игольчатых спицеобразных кристаллов, пронизывающих объем структуры материала (рис. 4) но в меньшем количестве. В большом количестве присутствуют плотные новообразования вблизи зерен наполнителя. В целом можно отметить, что у полученных бетонов формируется плотная структура композита с ярко выраженным зарастанием пор, с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроферритов кальция, которые плотно формируются на зернах минерального наполнителя как на подложке. Причиной повышенной активности тонких фракций минерального наполнителя является его высокая удельная поверхность, особенности гранулометрического состава, механохимическая активация наполнителя и зерен цемента, что подтверждается результатами исследований электронной микроскопии.

С помощью электронной микроскопии установлено, что в процессе гидратации композиционных вяжущих, твердеющих при отрицательных температурах, наблюдается равномерное распределение продуктов гидратации в объеме композитов, по сравнению с

чисто цементной матрицей, что обеспечивает более высокие физико-механические характеристики. физико

имеет"™'"'' СТаД"И ТВеРдения бетона ПР» отрицательных температурах имеет место проявление ряда деструктивных процессов, что приводиГк

некоторому снижению прочностных показателей (табл.3). Р

1^"Ца/3" ф»зик»^«ехан„ческ..е характеристик», мелкозернистых бетонов (твердеющих в условиях отрицательных температур после

ТРП1ПП пач^ил^т«!«.". _______\

Рас чод матер (алов Прочность при сжатии, Я. МПа

Вид вяжущего £ и" о 3 к « га Заполнитель, кг/м3 "г в)" Ч О СО Подвижность, ОК, см До замораживания Сразу помещенные в морозильную камеру (-20 °С) Выдержанных в течении 48 часов при + 20 "С, а затем-20 "С

ЦЕМ I 42.5Н 415 1762 250 10-12 16,5 13,3 15,5

ТМЦ-50 (ММС) 443 1874 276 10-12 17,4 13,1 16,2

ВНВ-50 (ММС) 388 1814 223 10-12 17,7 | 14,2 15,8

ТМЦ-50 (КВП) 455 1778 286 10-12 17,8 13,2 16,1

ВНВ-50 (КВП) 395 1800 230 10-12 18,3 14,5 16,5

тмц-юо 351 1825 218 10-12 18,2 15,1 17,1

ВНВ-100 325 1864 162 10-12 13,5 15,3 17.3

Результаты экспериментов показали, что в насыщенных образцах вола

беР оГвГГ ВЫЗЫВаеТ Ш'/ТреННИе -"Ряжения, понижающие"^?

В -злушно-сухпх образцах воды содержится значительно меньше

замерзаеТ п°ои бГ*"™ " * ~х порах и капиллярах где

замерзает при более низкой температуре. Поэтому в воздушпо-сухнх

йгЕгкг ™

В процессе эксплуатации бетонные и железобетонные конструкции работают в сложных условиях, поэтому исследованиеповед£ я

СОСТОЯННЯ К— -етПбо=:

Таблица 5 — Деформативные характеристики мелкозернистых бетонов

Вид вяжущего Призменная прочность, МПа Модуль упругости, £*■ 10"3, МПа

твердеющих в естественных условиях твердеющих в условиях отрицательных температур С применением электропрогрева

твердеющих в естественных условиях твердеющих в условиях отрицательных температур с применением электропрогрева

ЦЕМ 142,5Н 17,7 13,2 17,2 15,6 11,5 15,0

ТМЦ50<ММС) 18,1 8,5 17,4 15,9 7,5 15,2

ВНВ 50(ММС) 18,9 13,7 18,1 16,5 12,0 15,0

ТМЦ 50(КВП) 19,0 8,2 18,2 16,7 7,1 15,1

ВНВ 5 (КВП) 19,5 13,1 19,1 17,3 11,4 16,3

ТМЦ-100 19,0 13,5 18,6 17,1 11,7 16,1

ВНВ 100 19,1 14,5 18,5 17,9 13,8 16,4

Установлено, что призменная прочность исследуемых мелкозернистых бетонов, твердеющих в естественных условиях и подвергшихся предварительному электропрогреву, составляет 0,7-0,73 от кубиковой, т.е. относительное значение призменной прочности мелкозернистого бетона несколько выше значений, указанных в СНиП 2.03.01-84. Повышенная призменная прочность разработанных нами мелкозернистых бетонов обусловлена применением композиционных вяжущих на кремнеземсодержащих компонентов с кварцем различного генезиса, который обуславливает оптимизацию процесса структурообразования.

Разработаны принципы проектирования мелкозернистых бетонов для зимнего бетонирования, заключающиеся в оптимизации структуры на нано-микро- и макроуровне, за счет использования композиционных вяжущих с повышенной экзотермией, особенно в начальные сроки твердения. Это позволяет в зависимости от стоящей задачи: снизить энергоемкость электропрогрева; уменьшить расход клинкерной составляющей композиционного вяжущего; ускорить процесс твердения, оборачиваемость опалубки, введения в эксплуатацию объектов; отказаться от электропрогрева в целом.

Экономический эффект от применения разработанных составов мелкозернистого бетона в условиях зимнего бетонирования с использованием техногенных песков КМА заключается в снижении материальных затрат по сравнению с традиционно применяемыми бетонами, составляет от 1003 руб до 1508 руб. с 1 м3 в зависимости от вида используемого композиционного вяжущего.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны принципы проектирования мелкозернистых бетонов для зимнего бетонирования, заключающиеся в оптимизации структуры на нано-микро- и макроуровне, за счет использования композиционных вяжущих с повышенной экзотермией, особенно в начальные сроки твердения. Это позволяет в зависимости от стоящей задачи: снизить энергоемкость электропрогрева; уменьшить расход клинкерной составляющей композиционного вяжущего; ускорить процесс твердения, оборачиваемость опалубки, введения в эксплуатацию объектов; отказаться от электропрогрева в целом.

2. Использование отходов ММС в качестве минеральной добавки при производстве композиционных вяжущих более эффективно по сравнению с кварцевым песком осадочных пород, что обусловлено типоморфными особенностями сырья, дефектностью его кристаллической решетки, наличием газовых включений, флюидов и минералообразующей средой, т.е! они является генетически активированным сырьем.

3. Установлен характер влияния состава композиционного вяжущего на процессы тепловыделения при гидратации, что особенно актуально при использовании их для монолитного строительства в условиях отрицательных температур. Экзотермия твердения композиционных вяжущих при содержании кремнеземсодержащего компонента 50% увеличивается по направлению кварцевый песок - кварцитопесчаник -отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов что предопределяется активностью породообразующих минералов связанных с особенностями генезиса, дефектностью кристаллической Р6"'6™1' наличием нанодиспестных включений и другое. Тепловыделение ВНВ-100 на основе среднеалюминатного цемента в первые сутки в I 5 паза выше, чем у ЦЕМ 142,5Н. "

4. Выявлен характер влияния условий твердения мелкозернистого бетона на основе композиционных вяжущих на прочностные и деформативные характеристики. Мелкозернистые бетоны на ВНВ-50 имеют снижение прочности при твердении в зимних условиях как и мелкозернистые бетоны на ЦЕМ 1 42,5Н на 27%, при экономии 50% клинкерной составляющей. Композиты на ВНВ-100 при твердении в зимних условиях имеют минимальный сброс предела прочности при сжатии Это объясняется их структурой на нано- микро- и макроуровне. Цементный камень образцов на ВНВ-100, твердеющих в реальных условиях монолитного строительства при низких температурах, отличается более однородным "роением с плотной структурой по сравнению с бетоном на ЦЕМ I 42,5Н. Четко видны следы зарастания пор за счет гидросиликатов кальция второй генерации, которые образуются за счет взаимодействия

выделившегося при гидратации алита. Структура у бетона на основе

цемента более рыхлая, пористая, видны следы микронапряжений за счет частичного замерзания воды.

5. Предложена технология получения мелкозернистой бетонной смеси для промышленного и гражданского строительства. Осуществлена апробация полученных результатов в промышленных условиях в строительных организациях Белгородской области при выполнении монолитных работ в зимний период.

6. Разработаны нормативные документы на мелкозернистые бетон на основе техногенных песков КМА для зимнего бетонирования. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в учебный процесс.

7. Использование разработанных мелкозернистых бетонов позволит уменьшить себестоимость, а также применение этих бетонов будет способствовать не только удешевлению строительства, но и улучшению экологической обстановки региона, что является актуальным на сегодняшний день.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ

1. Глаголев, Е.С. Деформативные свойств мелкозернистого бетона / Е.С. Глаголев, Р.В. Лесовик, C.B. Клюев, В.А. Богусевнч // Строительные материалы. 2014. № 1. С. 113-115.

2. Шейченко, М.С. Обогащение как способ повышения эффективности использования техногенного сырья в качестве компонента композиционных вяжущих / М.С. Шейченко, C.B. Карацупа, Е.А. Яковлев, H.H. Шаповалов, В.А. Богусевнч, Е.Е. Шадский Н Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014. № 1. С. 16-21.

В зарубежных изданиях

3. Клюев, C.B. Мелкозернистый фибробетон на основе техногенного песка и композиционного вяжущего для промышленного и гражданского строительства / C.B. Клюев, Р.В. Лесовик, В.А. Богусевнч // Материалы за 8-а международна научна практична конференция, «Найновите постижения на европейската наука» - 2012. Том 18. Математика. Физика. Сьвременни технологии на информации. Здание и архитектура. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД. - С. 62-64.

4. Сопин, Д.М. Мелкозернистый бетон с использованием техногенных песков КМА и композиционных вяжущих для зимнего бетонирования / Д.М. Сопин, В.А. Богусевнч, Г.А. Лесовик, Н.В. Калашников, A.A. Митрохин // Сборник научных трудов SWorld «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» - Выпуск 2. Том 9. 17-28 июня 2014 г. - Одесса, - С. 3-8.

5. Сопин, Д.М. Мелкозернистые бетоны на основе сырьевых ресурсов КМА и композиционных вяжущих для работ при отрицательных

температурах / Д.М. Сопин, В.А. Богусевич, Г.А. Лесовик, Н.В. Калашников, A.A. Митрохин // Сборник научных трудов SWorld «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» - Выпуск 2. Том 9. 17-28 июня 2014 г. — Одесса,-С. 8-14.

6. Ageeva, M.S. The modified composite slag-cement binder / M.S. Ageeva, D.M. Sopin, G.A. Lesovik, A.A. Metrohin, N.V. Kalashnikov, V.A. Bogusevich // Journal of Engineering and Applied Sciences. -2014. -№ 8 (24).-P. 1381-1385.

В сборниках трудов конференций

7. Ильинская, Г.Г. Применение отходов КМА при производстве сухих строительных смесей / Г.Г. Ильинская, В.А. Богусевич // Экологические проблемы горно-промышленных регионов: Междунар. молодеж. конф., Казань, 12-13 сент. 2012 г. - С. 70-72.

8. Сопин, Д.М. Влияние физических полей на физико-механические свойства фибробетонов ! Д.М. Сопин, В.А. Богусевич, A.C. Бадо // Научно-практическая конференция «Белгородская область: Прошлое, настоящее, будущее» Том. 1.22 декабря. — Белгород 2012. - С. 353-356.

9. Богусевич, В.А. Приготовление бетонной смеси для зимнего бетонирования / Богусевич В.А. // [Электронный ресурс]: Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород, 2013.

10.Богусевич, В.А. Бетоны на композиционных вяжущих для зимнего бетонирования / В.А Богусевич // Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение. Сборник материалов Ш Всероссийской научно-практической конференции. Якутск, Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, 3-4 марта 2014 г. - С. 239-242.

11. Богусевич, В.А. К вопросу об использовании техногенного сырья КМА для бетонных работ при отрицательных температурах /

B.А. Богусевич, Р.В. Лесовик, Г.Г. Ильинская // XIII Академические чтения PA ACH «Научные и инженерные проблемы строительно-технологической утилизации техногенных отходов». 18-19 марта 2014 г. - Белгород. -

C. 67-71.

Полученные объекты интеллектуачьной собственности

12. Отсев дробления кварцитопесчаника в качестве мелкого заполнителя для стеновых мелкоштучных изделий. Свидетельство о регистрации ноу-хау № 20130023, 2013 г. C.B. Клюев, A.B. Клюев, Г.А. Лесовик, В.А. Богусевич, Ю.Н. Черкашнн.

13. Мелкозернистый бетон для зимнего бетонирования. Свидетельство о регистрации ноу-хау № 20130040, 2013 г. Р.В. Лесовик, Д.М. Сопин, Г.Г. Ильинская, В.А. Богусевич.

БОГУСЕВНЧ ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННЫХ ПЕСКОВ КМА ДЛЯ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 24.10.14. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. I. Уч.-нзд. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ № 273.

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова, 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46