автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Неавтоклавные бетоны плотной и ячеистой структуры на основе мелких песков

ОД На правах рукописи

о СЕЙ

ЧИСТОВ Юрий Дмитриевич

НЕАВТОКЛАВНЫЕ БЕТОНЫ ПЛОТНОЙ И ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ МЕЛКИХ ПЕСКОВ

05.23.05. Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва— 1995 г.

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Федин А. А., доктор технических наук, профессор Удачкин И. Б., доктор технических наук, профессор Лифанов И. И.

Ведущая организация АО НИПТИ «Стройиндустрия».

Защита состоится « // » . ./С? . . 1995 г. в « » часов в .а уд. оА?. на заседании диссертационного совета Д 053.11.06 в Московском государственном строительном уни-

113114, Москва, Шлюзовая набережная,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « .2. & » . Р& . . 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Алимов Л. А.

Общая характеристика работа

Актуальность проблема. Остра! дефицитов ряде регионов . России и стран СНГ кондиционных-заполнителей для бетонов выдвигает на одно из первых мест проблему .'широкого-использования, мелких, в той число полиминеральных, песков в-технологии неавтоклавных песчаных бетонов плотно! и ячеистой структура..

Мелкие пески-главннм образом-применялись в -сочетании-с крупным и мелким заполнителями, в тяжелых,, легких и мелкозернистых бетонах,, либо-для производства автоклавннхбетонов.

Производство эффективных песчаных бетонов,с использованием только мелких песков связано с разработкой.теоретических положений о связи состава и.свойств бетонной смеси с технологией, структурой и свойствами бетонов.

Решение указанной проблемы может-быть ооуществлено.-путем использования дуццоланичвской активности мелких-поапшинерал*« ннх песков в сочетании с цементом, известь» и возможностью, их применения для изготовления бетонов плотной.и ячеистой структуры неавтоклавного, .твердения с требуемым комплексом свойств при минимальных трудовых,' материальных К-энергетических затратах.

Работа выполнена в соответствии с целевой-комплексной программой. 1КНТ 072.02.08.45, отраслевым пианом ново®.-техники Минводхоза СССР (Приложение й 28 к Приказу $ 45 Минводхоза СССР от 01.12.1985г., 132-00-134к

Цель, и. задачи.. Основная цель-диссертации заключается в. разработке эффективных неавтоклавных песчаных и-лчеистнх бетсн. нов из цементно-известково-песчаных композиций на основе мелких, в том числе полиминеральных,- песков»

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-разработать теоретические .положения о цементнсмгесчаних коь&» позициях на основе мелках полишшеральних-песков,..обеспечивающих требуемую структуру н комплекс-заданных.свойств неавтоклавных бетонов плотной и ячеистой структуры; - установить закономерности изменения.основных.свойств-бетонных смесей и эксплуатационных свойств бетонов неавтоклавного тверг,-дения на основе мелких полишшералыах песков от свойств исход-., них иатериалов, состава бет.олной-сивсз и структуры бетона с. -учётом условий эксплуатации изделий, в том числе в сухом жарком климате;

- разработать технологию неавтокдавннх бетонов плотно! и ячеистой структура на основа мелках песков.

Научная новизна. Разработана теоретические положения о формировании структур» и. свойств неавтоклавннх песчанях.бетонов плотной и ячеиотой структуры на основе только мелких, в то« числе полиминералышх, песков,, заключающиеся в регулировании-зернового состава песка путем, ввода тонкомолотого компонента к извести с~ целью уменьшения пустотности и полного использования пуццолани-ческой активности мелких песков.

Установлена многофакторнне зависимости реологических и.техшр« - чесмкх свойств бетонных смесей, а также свойств бетонов: прочноа-• ти, деформативности, морозостойкости и треданостойкости от колв-, чества молотого компонента в составе твердой фаз* .бетонной смеси, водовяжущего отношения и вида песка, необходима*:-для организации технологии и прогномфования эксплуатацнонннх свойств бетонов.

1' Обоснован» принципа повшнения трещиностойкости песчаннх нвавтоклавних бетонов плотной и ячеистой структура, снижении их-усадочннх деформаций путем внсупшвання изделий до эксплуатацнон-■ ной влажности в процессе тепловлажностной,. обработки.

Обоснована возможность снижения среднего радиуса пор песча~~ ных бетонов за счет, ввода в композицию негашеной извести, способствующей перераспределению н изменение форм связи вода в бетонной смеси»

Установлена 8аетсимо.сть щелечности бетонов, от их-состава..к вида, песка, необходимая для расчета расхода извести, обеспечивающей 'сохранность стальной арматурн в изделиях из пеочаннх бетонов,

.Доказано влияние.разработанной добавки, состоящей из арил-| алкендиеновой смолк, раствора салициловой кислоты, полиамино-феланометрифенолята натрия н вода, на процесс кольдаташш дарового пространства-цементно-известкоао^пеочаннх композиций для повщениа коррозионной стойкости изделий.

Практическая значимость. Разработана, технология песчаного, бетона и газобетона неавтоклавного твердения, обеспечивающая получение бетонов повншенной трещиностойкости, морозостойкости, водонепроницаемости, стойких к воздействию агрессивннх грунтовнх вод.

Получен« песчанне бетонк классов В 20.....22,5,-характерезую-щиеся морозостойкостью.более 500 циклов, водонецронкцаемостью доIV 8 и водопоглощением з 2...3 раза меньше, чем у обнчного

песчаного оетона цри расходе цемента 350...450 кг/м8».

Получен неавтоклавны! газобетон Д 500...1200, классоа В 1,5 ...В 5 при расходе цемента 320...400 кг/и?» Газобетон .средней плотности 1000...1200 кг/м5- характеризуется паропроницаемостью, в зависимости-от влажности окружавдеЗ дреда, соответственно 7,5...8,7.и 9,0...П,7«Ю2 мг/м«ч*Да,-диффузие! водяного пара ж влагопрошщаемосг.ы 0,7. О'ТО 2.м2/ч.

. Новизна и полезность-разработок-подтвержденыг5 авторскими . свидетельствами на изобретение и отмечен» 4 серебряными медалями ВДНХ СССР,.

Внедрение результатов исследований. Разработанная-технология внедрена на заводах железобетонных.и газобетонных изделий в по-.-' салках Нови® Захмет Марийской области и Клишшскй Ташауской области в Туркменистане по производству крупных к ,нелких-стеноЕых~ блоков ез газобетона, цокольных .блоков для шлоэтагного сельско--го строительства, плит для облицовки каналов оросительных систем из песчаного бетона,, а также в Узбекистане на Янгиерском.КСМиК. цра изготовлении подлотковых стоек, фундаментов- и фундаментных. блоков ороситедьних систем. Модности достроенных заводов 50 тле. кубических метров изделий в год кавдый., -Разработана-проектная документация дая строительства цеха моцяоетыэ 10 тне.м3 изделий в год в г. Хиве в Узбекистане.

Результаты разработок и нследований. использована в "Еексь-мевдащях по изготовлению и црниенешш -изделий из неавтоклавного ячеистого бетона". - М. : НИИБ Госстроя-СССР,-1989 ; технических условиях "Едоки цокольные из. неавтоклавного песчаного-бетона на барханной песке". - ГоскомводсельстроЭ ТССР, 1991 ; техшгчес-г ких условиях "Стеновые каши из неавтоклавного газобетона-.на основе строительных сухих емвее!" № 640 ЕК Л I,-1993,. ГосархстроЗРК.

Результата диссертационной работн -нашлн отражение в учебном процессе цри чтении лекций по дисциплине. "Основы технологии., строительных материалов, изделий и конструкций", в дипломном и курсовом проектировании" по дисциплине "Технология бетонных и гелезобетонннх изделий" в МГСУ.

Апробация. Результаты исследовашй долоиенн на 14 Всесоюзных и республиканских конференциях, сшшозиумах и совещаниях-ж 'на 1У и У конференциях по механике и технологии композиционных . материалов (г.Варна, НРБ), на 3-ем и 10-ом Международных Съездах по стро&атврналам и силикатам-'(г.Вевмар, ГДР).

Объем работа. Диссертация состоит-из введения, шести.глав,-выводов, списка использованной-литературы и.приложений; содержит 411 страниц машинописного текста,-88 таблиц, 82 рисунка и список литературы, включающий 310 наименований.

На защиту выносятся: -теоретические положения получения эффективных неавтоклавннх..бетонов из цементно-нзвестково-песчаннх композиций на основе мелких, в том числе псшашнеральдах, песков;

- зависимости свойств бетонов плотно! и ячеистой структуры от вида песка, состава бетонной смеси, вида и количества добавок, структуры бетона и условий термообработки;

- зависимость стоёкости стальной арматуры в. .песчаном бетоне о" его структура и минерального состава пылевидного.песка;

- технология песчаного бетона и газобетона неавтоклавного твердения на основе пылевидных песков с заданными структурой и свойствами;

- результаты внедрения и технико-экономические показатели.

Содержание работу. Разработка мероприятий во широкому, использованию в производстве бетонов мелких местных некондиционных песков имеет важное народнохозяйственное значение. Для-увеличенная объемов и темпов жилищного, кудьтурно-.бнтовпго и хозянствен-неов*х>Аино

ного строительстваубоздать материально-техничевкую.базу-с ориентацией её на выпуск дешевых и. .технологически прогрессивных-крупноразмерных и мелкоштучных изделий на основе местных.медких-лесков. Приоритет цри этом должен отдаваться~простнм и шлоэнергоемким.. технологиям. Этим требованиям отвечает неавтоклавный способ изготовления 'строительных изделий на основе мелких ..песков.

Мелкие пески на 90, а иногда на 100$ состоят из частиц-менее 0,14 мм.-Количество мельчайших фракций менее 0,005 мм может. достигать 15-17$ по массе. Основная же часть песков сформирована фракциями 0,25...0,01 мм и составляет 70...80$ от обще®.масса.

Отличительной чертой мелких песков является их высокая удельная поверхность, достигающая.иногда 40 м2/кг и более, а также большая пустотность, которая, жжет составлять 50$.

Развитая активная поверхность мелких песков предопределяет высокую водопотребность бетонной смеси.и повышенный расход.цемента, что сопровождается увеличением пористости.бетона, ростом усадочных деформаций и резким снижением треадост о!костж изделий*. Это обстоятельство послужило определяющим сдерживающим фактором применения таких песков в бетонах.

Песчаные бетоны и газобетон неавтоклавного твердения на основе мелких полиминеральных песков - неизученннй_вид-бетонов.. Из-за отсутствия сведений о свойствах-и-структуре-бетонов-плозж»-го и ячеистого строения неавтоклавного твердения-на основе-мел-г. ких полиминеральных.песков, -исключается возможность научного прогнозирования долгосрочной, службы изделий из таких бетонов «ait в обычных, так и в условиях сухого жаркого климата с возможным воздействием агрессивных грунтовых вод»

Концепция создания неавтоклавных- бетонов.на основе мелких , в том числе полиминеральных, песков без-крупного заполнителя, базируется на положении, что_такие композиты.принципиально-.отличны по своему составу и строению не только-от.обычных .бетонов с крупным заполнителем, но и от.песчаных.(мелкозернистых) бетднов на основе песков, отвечающих требованиям стандарта.-Они представляет собой сложную связную систему, состоящую..из обводненных мелких твердых частиц, жидкой и. газовой фа». Бетонная смесь.-на основе цементногязвестково-пеачаной композщии.рассматривается-как единое однородное .изотрдпноа физическое-тедо., характеризующееся... высоко! вязкостью, предельный напряжением сдвига и коэффициентом внутреннего трения.

При разработке принципов обеспечения.прочностил долговечности изделий из неавтоклавных бетонов плотной и .ячеистой структуры на основе мелких песков в основу легли теоретические-положения А.ВЛЗолженского о влиянии объемной концентрации-твердой фазы системы на свойства бетонов- Выло принято-научное предположение, что. для направленного формирования структуры таких~бе-тонов необходимо изменить формы связи воды в этих-дисперскых системах за счет, ввода в композицию молото!..негашено® - извести, регулирования количественного соотношения между молотой и_немо-лотой частями смеси в сочетании, .с интенсивными способами её приготовления и эффективными видами и режимами термообработки изделий.

.Сформулированы теоретические положения.создания новых разновидностей песчаного и ячеистого бетонов неавтоклавного твердения на основе мелких песков. Теоретические положения $ази-.-рукг.ся на учете поверхностной энергии тонкодисперсннх частиц, цредопределяющей повышенную водопотребность смеси, высокое, воз-? духововлечение при перемешивании; агрегирование мельчайших.част тиц в комки; адсорбции мелких частиц на крупных зернах; особен-

ности развития физико-химических процессов твердения системы с учетом пудцоланической активности отдельных минералов песка и, как следствие этого, формировании микро- и макроструктуры бетона.

Для прогнозируемого управления технологическим.процессом-получения прочных и долговечннх неавтоклавннх бетонов на основе мелких песков следует снизить-пустотность_рабочей композиции путем изменения гранулометрического состава её компонентов; снизить объём пор бетона путём уменьшения количества свободной вода за счет связывания её оксидом кальция-благодаря ввода в. . состав смеси негашеной молотой извести, а также вовлечь в физико-химический цроцесс твердения системы пуццоланически активные минералы песка.

В связи с этим выполнены теоретические и экспериментальные разработки.и. проведено изучение составов:

- цементно-песчаных композиции с различным наполнением молотого компонента;.

- цементно-песчаных композиций, модифицированных негашёной из--. вестью и химическими добавками.при разных спосойах приготовления и разных видах а режимах термообработки.

Попытки изготовления неавтоклавннх песчаных-бетонов с использованием тонких песков сводилось, как правило, к-активации~ цемента или обогащению мелкого песка.путём ввода в. него крупно» го песка. Тонкодисперснын песок при-этом рассматривали и-учитывали как мелкий заполнитель без. учёта его минерального.состава. Однако, как показали наш исследования, минеральный состав .песка в значительной степени предопределяет не только особенности тех-, нологических приёмов приготовления бетонной смеси, но и структур; бетона.

■ Песчаные, .бетода . на основе тонкодисцерсннх песков, приготовленные по традиционной технологии, вследствиевысокого водосо-держания бетонных смесей и повышенного воздухововлечения при перемешивании, характеризуются наличием крупных пор-диаметром 1..,.1,5 мм и макрокапилляров, возникших в результате испарения воды.

Исследования шлифов образцов .таких-бетонов подтвердили предположение о том, что рассматриваемые-бетоны характеризуются высокоразвитой капиллярно-пористой структурой. Развитая сеть пор и недостаточное количество контактов между частищми песка

и зёрнами цемента не обеспечивает получение изделий с внсокими эксплуатационными свойствами.-Кроме того, в бетонах-часто встречаются включения агрегированных частиц песка, что негативно отражается на свойствах бетона.

Проведённые расчёты и исследования показали, что площадь поверхности цементных зёрен рядового портландцемента,- цриходя-т-. цаяся на один квадратный метр, поверхности песка, в бетонах состава 1:3 по массе на песках с удельной поверхностью 9 м^/кг (Люберецкий песок), 25, 36 м^/кг (тонкодисперсные пески) составляет, порядка. 12, 4 и 3 м2 соответственно«. Следовательно, -для-получения слитного строения бетона на основе мелких песков требуется повышенный расход цемента, достигающий 650 кг/м3 и более. Недостаток цементной обмазки влечёт, за собой-.снижение прочности бетона- Кро*-ме того , в полиминеральних песках пилимо кварца может-содержаться до. 50$ полевых шпатов, карбонатов, глинистых примесей и некоторых других минералов, влияющих на формирование структуры бетона, величину и рост его прочности..

В диссертации приведены результаты исследований мелких-песков 17 месторождений : России, Казахстана, Узбекистана,-Туркменистана. Изучение-минерального состава... песков проводили..летрографиче.скимг рентгено-графическнм и термографическим-методада» Общее .содержание кварца в исследованных тонкодисперсннх песках колеблется от 44 до 76$, полевых шпатов-от 8 до 15%, карбонатов от 6.до'23$?.,. глинистых примесей не более 1,6$,. кремнистых.обломков от 0,5-до. 9$. Полевые шпаты и- карбонаты в некоторых песках составляют около 38$ от обще* массы.

Анализ отдельных фракций.песков иоказал, -ято~с уменьшением-размера частиц в них повышается содержание полевых шпатов и карбонатов.

Встречающиеся отдельные указания на~то, чгопри температуре близкой к Ю0°С некоторые полиминеральные пески способны-прояв--лять пуццоланическую активность отрывочный не систематизированы. Поэтому были проведены'систематизированные, исследования и-установлены химическая активность.полиминеральных песков при обычной и повышенной (до Ю0°С) температура. Повышенную активность проявляют мелкие фракции песка. Исследования- щелочности.жидкой фазы. . бетона показали, что появление в фильтрате ноной щелочных металлов, . определенных на пламенном фотометре,, может свидетельствовать о разложении полевых шпатов и гидрослюд.

Рентгенографические, и дифференциально-термические-анализы позволили установить существенные отличия в-исходно» паске, л. прошедшем термообработку. На рентгенограммах песков,, находящихся.в воде и в растворе гидроксида калыда, отмечается уменьшение ликов.

^ =3,18 и 3,23 к, характерных.для полевых шпатов, причём у_цроб, находящихся в щелочном растворе, .снижение интенсивности ликов больше. Кроме, того, у последних отмечается также уменьшение пиков, характерных для карбонатов =3,03; 1,91; I,87.fi. Это свидетельствует о частичном разложении указанных минералов.

При обработке песка в известковом растворе .на рентгенограмм мах обнаружены пики, ъ =3,11 (3,15) к, характерные для гндросилв-катов,. Снижение эндоэффекта при 790...820.°С на термограммах-додг-тверждает-;результаты РФА., свидетельствующие об.уменьшении-.содержания карбонатов. Слабые экзоэффекты при 360...390°С на термограмме у проб песка, прошедшего тепловую обработку в-известковом растворе, характеризуют гёлёаморфную фазу гидрдсиликатов кальция.

Установлено изменение щёлочностд жидкой фазы-бетона при.ТЕО и наличие ионов натрия и калия в водной вытяжке песчаных бетонов в первые 4...б ч цротарнвання.

В работе впервые установлены показатели усвоения оксида кальция в процессе тепловой обработки-и при нормальных условиях как отдельно взятнш минералами песков, так и песками ж их фракциями.

При среднем расходе, долимднерального песка .на I м8 бетона около 1400 кг в нем находится до 450 кг минералов, способных вступать в химическое взаимодейсдаие с-гидроксидом кальция при. температуре до Ю0°С, что приводит к резкому падению щёлочности гщкой фазы бетона.

. Данные фотометрии и электрохимического-методов определения концентрации водородных ионов-в.бетонах на основе, лодишшерадъ-ных песков позволили установить, что полиминеральнке-пвскя, .находящиеся в I м3 бетона, в течение года способны связать 20...25 кг оксида кальция.

В композициях на основе мелких-лолиминеральннх -яесков .эконог-мически и технологически целесообразно наполнение их тонкомолотк-ми компонентами. .Достичь этого можно путем измельчения части по» лиминерального. песка совместно с цементом до_удельнЬ4 поверхнос-. ти смеси порядка 300 м^/кг. Такой технологический приём обеспечивает не только направленное изменение..гранулометрического состав | ва композиции, но и насыщение её пуццоланически.. активными_компонентами. При совместном помоле части песка ж цемента происходит

интенсивное измельчение более мелких минералов леска -(полевых пша~ тов, карбонатов и глинистых включений), а кварцевые зёрна.при .за ом практически не размалываются. Ввод в композицию тонкомолотой це-ментно-известково-песчаной смеси увеличивает плотность бетонной смеси.

Модификация цементно-песчаной композиции молотой, негашёной известью позволяет интенсифицировать физико-химические процессы твердения системы за счет химического взаимодействия гидроксида . кальция и адстивннх-минералов песка. Применение молоЯой негашёной извести в цементно-песчаных композициях следует рассматривать не~ только как один из эффективных методов снижения "известкового голода" и использование пуццоланичёских свойств некоторых минералов песка, но и как один из определяющих факторов целенаправленного, формирования структуры бетона благодаря связыванию части свободной воды оксидом кальция.

Решение проблемы формирования структуры, обеспечивающей.получение материалов с заданными свойствами, лежит.-в комплексном подходе изучения влияния и учёта факторов, а именно:

- развитой поверхности компонентов бетонной смеси;

- пуццоланической активности песков;

- оптимального состава бетона с учётом гранулометрии компонентов бетонной смеси;

- специфики приготовления и уплотнения бе тонной ..смеси.с учётом. влияния дисперсности материалов и антиагрегаципнной.. технологии;

- снижения пористости бетона с помощью химических добавок;

- выбора вида а режимов термовлажностной обработки изделий р. учётом особенностей бетонной смеси (повышенной внутренней адгезией и водосодержаннем).

Для выполнения поставленной задачи были найдены, конкретные практические решения, обеспечивающие, получение, прочных и.долго-.-вечных бетонных и железобетонных изделий- Предложено классифицировать тонкодисперснне пески на три группы с учётом их.пуццоланической активности и удельной поверхности. К первой группе отнесены пески с удельной поверхностью более.30 м^/кг,. ко второй.- пески с удельной поверхностью.20...30 м^/кг, к третьей - пески с удельной поверхностью 10...20 м^/кг.

Бетонные смеси на основе цементно-известково-песчаных.композиций из мелких полиминеральных песков по-своим свойствам отличаются от бетонных смесей, приготовленных с использованием

крупного заполнителя и стандартного песка. В последних иа реологические свойства превалирующее влияние оказывает цементное тесто.. В смесях на мелких песках к этому добавляется эффект от развитой поверхности песка и его минерального состава. Совокупность этих факторов во многом предопределяет как расход воды, так и величину развитой поверхности твёрдой фазы бетонной смеси, а следовательно,?

связность композиции.

Наибольшая величина предельного напряжения сдвига у бетонных смесей на основе песка первой группу вне зависимости от состава ко** позиции. Равноподвижные смеси разного состава на одном виде песка характеризуются разной величиной предельного напряжения сдвига (рис.1).

1.5

сп Р. к

а> а ж

ю »

ж р<

в

со м

о И

<и вг ш р. ез

1,0

0,5

> ;

10

20 30

Удельная поверхность песков, м^/кг

Рис.

I. Зависимость предельного напряжения сдвига цементно-известково-песчаных композиций в возрасте 3 часов

Состав композиций- цемент:известь:песок молотый: песок немолотый:вода, в частях по массе.

1 - состав 1:0:1:2:0,7

2 - срсгав 6,85:0,15:1:2,5:0,78

Известный способ подбора состава бетона по сумме абсолютных объёмов для бетонов на основе мелких полиминеральных песков не учитывает в полной мере особенности этих песков: сложный и неоднородный минеральный состав, склонность мельчайших фракций песка при перемешивании бетонных смесей агрегироваться в комки и налипать на

поверхность более крупных зёрен, пуццоланическую активность некоторых минералов и др.

Поэтому при разработке оптимальных составов песчаных батонов использовали принцип совместного рассмотрения, мкогофакторных мо-г--делей: жёсткости бетонной смеси, ..прочности.и усадки бетона и..рас~ хода цемента с последующим анализом.-и учётом, характеристик лесков. Построение математических зависимостей проводили на. основании данных.специально поставленных лабораторных -исследований. В процессе эксперимента были определены независимые переменные. Сое-, тавы лесчаннх бетонов с расходом портландцемента 250...70й.кг/м3 и вода 250...340 л/м3 предопределили.широкий диапазон принятых независимых переменных.

Задавались тремя факторами : ; Хд-.- Фактор Xj.-OT.pa-

жает содержание цемента в общей массе'тонкомолотых составляющих. Фактор Х2вщ>ажает соотношение, тонкомедотой смеси (цементд и.песка) и твердой фазы бетонной смеси,..что позволяет-регулировать гранулометрический состав цементнсъпесчаной композиции.-Третий фактор Хд - водотвердое отношение - учитывает особенности.мелких песков: удельную поверхность и минеральный-состав, а также водоудерживающую способность всех компонентов твердой фазы бетонной смеси.

Взаимосвязь выбранных независимых переменных обеспечивает получение различных сочетаний составляющих цементно-пеезаных -композиций и позволяет анализировать влияние этих переменных на основные свойства песчаного бетона.

В результате вероятностно-статистической_обраб.отки -экспериментальных, данных были получены многдфадторные квадратичные дели жесткости-бетонной смеси, расход цемента, усадки и прочности бетонов. Расчёта выполнены.на персональной ЭШ по .типовой программе. Однородность дисперсий, значимость, коэффициентов . уравнении регрессий, проверку адекватности модели и дисперсии отклика проводили с использованием критериев Стъюдента. и Фишера.

Уровень значимости при ведении статистических вычислений -был принят равным 0,05,. .что соответствует.доверительной вероятности $5%. Для все выходных параметров расчётные..значения-критерия Фишера оказались ниже табличного. Это указывает на то,- что полученные математические модели адекватно описывают изученные свойства.

Математическая многофакторная модель.жёсткости бетонной смеси.из композиции на разных песках имеет вид :

Для песка-I группы Уж = 22,628 - 8,9'Xj + 21,4X3 - 74Х3 - I,325x| + 6,I75X¡ ++

53,175 + 9,625 XjXg - Г9,88 XgXg

Для песка 2 группы Уя = 18,523 - 7,2 Хх + 20,4 Xg - 65,8 Xg - 2,394 х| + 5,605 х| +

48,606 Щ + 8,125 XjXg - 19,13 XgXg

Для песка 3 группы Уж = 14,4-- 7,8 Хг + 16,7 Xg —50,18 Х3 - 7.Г84 xf + 3,316 х| + 42,816 Х§ + 9,125 Х2Х3 - 15,63 XgXg

Изменение расхода цемента в -зависимости от соотношения.тон» комолотой части композиции в общей системе описывается многофакторной математической моделью, имеющей вид:

Для песка Г группы Уц = 45,6 + 96,04 Хх + 144,7 % - 15,32 X 3 + 1,143 xf - Г,207 X¡

3,756 Х§ + 30,513 XjXg - 4,037 XjXg - 6,663 XgXg

Для песка 2 грртш Уц = 465,57 + 95,07 Xj + 145,35 Xg - 19,22 Х3 + 3,143 Х^ -

2,243 X¡.+ 28,775 XjXg - 2,675 XjXg - 9,35 Х^з

.Для песка 3 группы Уц = 479,52 + 96,59 Xj + 147,13 Х2 - 18,66 Х3 - 5,651 xf -1,001 Х§ + 31,313 XjXg - 6,812 XgXj

Многофакторная .математическая модель, .отражающая-изменение прочности в зависимости от принятых факторов, может быть представлена следующим выражением :

Для песка I группы

Уд = 30,6 + 7 Хг + 16,4 Хд + 5,28 Хд. + 2,75 х| - 0,7 Х§ +

2,94 Xj-Xg - Г,96 XgXg

Для песка 2 группы У^ = 32,385 + 6,86 Xj + 16,48 Xg - 5,36 Х3 + 0,34 + 2,94 X¡ -0,459 Х3 + 2,785 XjXg - 2,013 XgXg

Для песка 3 группы Уй = 36,9 + 6,65 Хх + 17,12 Хз - 5,54 Х3 + 2,46 х| + 1,617 х|-0,683 Х§ + 2,387 Х^ - Г,488 Х^Х3

Многофакторная модель усадаи песчаного бетона представлена выражением :

Для песка I группы Уу = 1,983 - 0,08 Хт + 0,249 Х3 + 0,379 х| + 0,21 Х§ - 0,054 Х§ +

0,173 ХгХз Дня песка 2. группы Уу - 1,781 - 0,116 Хх + 0,26 Х3- + 0,0716 х| - 0,236 х| + 0,167 '

0,0008 Х3 Для песка 3 группы Уу = 13,814 - 0,088 Хг - 0,045 Ц + 0,27 Х3 + 0,043 + .

0,028 4 + 0(013 ¿2 + о, 135 Х^ ^ где

х - Д Хо - с™ Хг, - в

Ц - масса цемента, кг/м3 , Е^ - масса молотого пеика, кг/м3 Стм - шсса тонкомолотой смеси = Ц + П^, кг/м3 , В - расход __ воды, л/м3, Тф - масса твердой фазы цементно-песчаной композиции Ц + + , где Пд - масса немолотого песка, кг/м3.

С помощью уравнений регрессии были построены и-предогожены для практического пользования номограммы свойств песчаного бетона. дри разных водотвердах отношениях.на песках трех групп и определены оптимальные составы бетонов.,. .

В-качестве примера на рис. 2 приведена номограмма, основных свойств песчаного бетона, приготовленного на песке I.группы при водогвердом отношении 0,16, что позволяет получать бетонные, смеси с жесткостью 5...40 с в- зависимости.-от. количественного соотношения компонентов. Для более подвижных-и жестких. смесей~ построены другие номограммы. Широкий диапазон жесткости бетонных смесей обеспечивает получение, достоверной информации о расходах цемента, их прочности и усадке.

I-

а

«> в

8 О

« <и

Л Ж

й о ец

а> «а

м- о

о я

и о

О) О

О X

« о

>0 к

<3 ¡8

0) о

я

О д

о

X £« О

0,35 0,45 0,55 0,65

Относительной- содержание -юнкомолотои смеси в твердой фазе бетонной смеси

Рис. 2. Номограмма сышотв песчаного"бетона с

В

0,16

на основе песка I группы

- ~ предел прочности при'сжатии,

- » расход цемента, кг/м3-,

МПа

------- _ иёсткость .бетонной смеси, с ,

— — - полная усадка , мм/к .

Выбор оптимального состава бетонной смеси-производится следующим образом. Задаёмся,' например, прочностью-бетона-30.Ша~ и жёсткостью бетонной смеси 30 с. На номограмме это соответствует точке А с координатами Х^ =-0,45 и - 0,525." Расход цемента определяем по данной номограмме. Он составляет 440 кг/м3.

Зная, что Яд- =

П

песка

= д - »Ц

определяем количество молотого

= 440 - 0,45-440 в 538 ^дз 0,45

Расход немолотого песка определяем из уравнения

Сгм Ц + П„ -- = ---: , откуда

стм + Пм , Ц + «м + ^н .

и + \ ~ Ч < Д + V

Пн

Ч

Подставляя в последнее уравнение.числовые значения показателей, получаем величину количества немолотого песка, равную 885 кг/м3.

Расход вода определяем из уравнения В = 0,16 (Ц + Пщ + Пд). Количество воды на 1.м3 бетона составляет. 243 л.

В случае применения песка 2 группы для получения бетона... той же прочности из бетонной смеси такой же подвижности '{жёсткости ) расход материалов на I м3 бетона составляет ,.кг : цемента - 425, песка молотого - 638, песка немолотого - 869 и воды - 309 л.

Отсутствие в литературе каких-либо данных о структура и-свойствах неавтоклавного песчаного .бетона на основе, тонкодлс-дерсных полиминеральных песков, модифицированных.химическими.. добавками, не позволяет осуществить научно обоснованное прогнозирование, поведения этих бетонов в условиях водонасыщения. или-высыхания, замораживания л оттаивания, а также совершенствования технологии.песчаных бетонов.

С целью создания долговечных неавтоклавннх-песчаннх бетсъ нов на основе мелких песков было изучено влияние..наиболее распространенных химических добавок. Установлено, что известные, добавки пластификаторы и суперпластификлторы.-СДБ,. ВРП-Г,. С-3, 10-03 , 40-03 не решают полностью поставленную.задачу. С. лх помощью можно повысить прочность бетона, .но повысить.водонепроницаемость и снизить заметно водопохлогцение не удаётся.-Эффективность использования химических добавок в бетонах на-.основе тонких песков проявляется моныпе, чем в обычных б.е.тонах,с крупным заполнителем. Анализ полученных данных .подтвердил необходимость разработки новой эффективной химической добавки,. позволяющей получать долговечные изделия из песчаных бетонов, работающих в сложных условиях.

Вила разработана комплексная химическая добавка (КХД) ,

состоящая из аршгалкендаеновой.смолы-(отход нефтеперерабатывающей промышленности), ..1$-ного раствора салициловой вислотн-и псшташнофеланометилфеноляха натрия и воды» Добавка полифункционального действия: на стадии приготовления бетонной смеси . пластифицирует её, в процессе.-твердения бетона ув.&личивает~гид-ратацию цемента, а в период тепловой, .обработки изделий-;кольма=~ тирует поры бетона. Результаты-исследований указывают на умень-. шение коэффициента микропористости бетона в два раза. В бетонах с КХД модифицируется микроструктура.

Установлено снижение объемного и равновесного водопоглоща— ния в 1,5 раза, а полной усадки более, чем вдвое у бетонов,- моде* фицированных комплексной химической.добавкой. При этом возрастает водонепроницаемость бетонов. Батоны без добавки характеризуются водонепроницаемостью V/ 2, ас добавкой - И/ 8.

Для установления оптимального соотношения компонентов лес» чаного бетона, в частности, количества КХД были построены, номо-~. граммы прочности и водонепроницаемости бетона с помощью уравнений регрессии второго порядка.

Многофакторная математическая модель. прочности, песчаного бетона с комплексной химической добавкой описывается выражением:

Для песка I группы

У^ = 22,35 - 1,35 1Т + 2,4 \ --Хц3^

Для песка_^2 группы

У = 22,65 - 1,65 Хх + 5,45 - 0,45 Х-^ *28 - ...

Для песка 3 группы Уй = 25,25 - 3,35 Х2 + 2,65 %% + 0,5 Х^

Водонепроницаемость.песчаного бетона, модифицированного КХД можно представить в следующем виде

Для песка I группы

У„ = 6,35 + 2,75 Ц - 0,75 Х-^

Для песка 2 группы У„ = 7,375 - 0,675 1г + 3,325 % + 0,375 ХдЯд.

Для песка 3 группы У* = 7,675 - 1,075 Хт + 3;*425 \ + 0,675 Х^ , где

Хх - водовяжущее отношение ;

- количество химической добавки, % от массы вяжущего.

Вопрос о-выборе оптимального-состава ячеистого .бетона, (газобетона) неавтоклавного твердения также решен.с помощью-математик ческого.планирования эксперимента с выбором трёх факторов варьирования:

Х^ - доля портландцемента в молотой смеси ;

Х2 - доля цементно-песчаной массы в смеси с водой ;

Хд - содержание алшаяиевой пудры в процентах-от.-массн цемента.

Изменение прочности неавтоклавного газобетона описывается многофакторной математической-моделью.в следующем виде :

Для песка I группы

Ув = 5,4 + 1,4 Хх + 1,2 \ - 0,8 Х3

Для песка 2 группы

У^ » 5,3 + 1,3 Хх + 1,6 Хз - 0,4 Хд

Для песка 3 группы

Ув = 5,3 + 1,3 Х2 + 1,9 0,7 Х3

Общий вид многофакторной математической. модели средней плотности неавтоклавного газобетона описывается в виде :

Для песка I группы

= 1188 + 18 Х1 + 87 Хз - 80 Ц - 64 Х§

Для песка 2 группы

= 7202 + 12 Хх + 60 Хз - 50 Х3 - 20 Щ

Для песка 3 группы

= 1206 + II Хх + 70 \ - 28 Хд - 28 Х§

С помощью построения номограммы, .средней плотности и.проч^, ности неавтоклавного газобетона определены оптимальные-составы. Приготовление бетонных смесей из.цементно-известково-пес*. чаных композиций на основе тонкодисперсных ., в-том. .числе .полиминеральных , песков связало с.определенными-технологическими трудностями. Этим композициям свойственна высокая вязкость при относительно большом водосодержании. .

Получение гомогенной смеси.из этих-компонентов.требует-шь. тенсивного их перемешивания. В обычных смесителях-при садчнванда. с водой пылевидные частицы песка агрегируются,.что приводит к дефектам структуры бетона и снижении его свойств.-

Экспериментально установлено, что получение высоких -эксплуатационных характеристик песчаного б.е.тона обеспечивается .перемешиванием бетонной смеси.в бегунах,-где помимо перемешивания, происходит перетирание, .образ овавшихся-комков.-При этом качество бетона .зависит от порядка-загрузки компонентов смеси-в'бегуны.. Это вызвано, тем, что более крупные зёрна песка-покрыты.мельчайшими частицами пыли».что снижает.прочность контакта песчаных, зёрен с цементным тестом.. Для этого-B-бегуны-вначале -загружают немолотый песок и 50$.вода от общего-её количества. После 1.».2 минут перемешивания добавляют.оставшееся количество .воды, молотые песок и цемент. Общая длительность перемешивания не более 5 шнут.

В решении острой проблемы, максимального .снижения расхода цемента при изготовлении песчаных бетонов-сочетание цемента .о негашёной известью и применение в-качестве.смесителя.бегунов является прогрессивным направлением з.технологии.бетона....Это даёт возможность снизить расход, цемента до~.300...350..кг/ы3 бетона класса В 15, который является обычным при изготовлении со стандартным песком и щебнем.

Установлены режимы приготовления.гдзобетонной-сиеси.-Пере^ мещвание цементно-песчанод смеси с водой.---3-шнуты, перемешивание смеси с алюминиевой пудрой.- 1,5 „...2 минуты.

Ввод.в. бетонную смесь молотого песка и -негалюной-изаасти способствует формированию структуры с большим количеством -мелких пор. При изучении норовой структуры бетонов-црименен-комллексный подход. Пористость определяли по кинетике водопоглощзния.-мето-.-дами световой и ртутной порометрии. Это позволило получить обобщающую оценку порового пространства бетона.

По показателю интегральной пористости песчаные - бетоне .состава 1:3:вода (по массе) относятся к,штерналам.малой~шгосностит так как объемное водопоглощение(\Ус) более 20$. Бетоны .же оптимального состава, приготовленные.по предлагаемой технологии, отно» сятся к материалам средней плотности, Wd-^ 20.-По пока-

зателю .средней крупности пор обычные бетоны .относятся к -крупно-пористым материалам, а модифицированные-дмесью .тонкошяа*-того песка и цемента и известью относятся к срьдне-и мелкопористым.

Исследования с помощью ртутноЗ.порокзтрж*-доказали, .снижение объёг.'л крупных пор и рост количества мелких пор у бетонов на

Логарифм размера пор , ЖМ Рис. .3. Дифференциальная пористость песчаного бетона

1, ™ состав (цемент:песок немолотый:вода)_1:3:0Т75 ;

2 - (цемент:песок молотый:песок немолотый:вода)

1:1:2:0,ТО

3 - "-" (цемент:известь негакекая:песок молотый:

песок немолотый:вода) 0,85:0,15:1:2:0,75

Кривые пористости бетонов»- содержащихмолотыа.песол-л негашеную известь, имеют. максимума.в области гладких лор—Кривая, характеризующая пористость песчаного бетона.на основе немолотого песка,.имеет максимум в области.крупных пор.

Логическим следствием из полученно2..зависшдостй.'ямяегся-реальная возможность целенаправленного управления свойствами-за-твердевшнх цилентно-лзвестково-пеотзаных-кошозиций, чео_и.6нло применено при-разработке. рабочих составов бетонных смесей..

Экспериментально оценено-влияние состава, десчанот.батона-как на кинетику, так и на конечную величину-водопоглощения.-Бетонн, модифицированные комплексной добавкой СОД), харшгтеризуются пониженным водопоглощеяием, Так,, например,-бетоны без добавки способны поглощать .до 17,5$ воды по .шссе образца, а бет'ош с добавкой не более 8

Исследования водонепроницаемости.песчаных.безюнов показа-« ли, что разработанные, составы цементно-известково-песчаных композиций выдерживают давление воды 0,8 МПа.

Доказано, что морозостойкость песчаного бетона .на основе-мелких песков высокая. Он выдерживает более 400 циклов.попеременного замораживания и оттаивания. Установлено положительное влияние молотой негашеной извести и добавки 1Щ на величину коэффициента' морозостойкости.

При исследовании стойкости песчаного,бетона в .условиях, попеременного высушивания и увлажнения, приготовленного.на..основе мелких песков, подтверждена целесообразность использования-негашеной извести и КХД с проведением термообработки ло .двухста-дийному режиму. О величине, стойкости бетона к попеременному вы™ суживанию и увлажнению судили по коэффициенту .стойкости-Кс,.-потере массы (Аи) и амплитуде линейных деформаций .(мм/м).,. по разнице между длиной опытного бетонного-образца.в водонасн-щенном состоянии после какого-либо количества циклов -намокания-и высушивания .и его .длиной в.сухом состоянии, отнесенной-к-единице длины .(м) .образца.-Наибольшей ст.ойкодтьв.характеризуются.-бетоны, модифицированные КХД.и прошедшие двухступенчатую - т ермо-обработку.. Потеря массы образцов не превышает 25$, Y.Q2 0,75 , амплитуда деформаций не более 1,1 мм/м.

Разработаны режимы термовлажностной.обработки .изделий из-.ячеистого (газобетона) и песчаного бетонов, обеспечивающие получение неавтоклавного Газобетона с нормативной влажностью.и . теплопроводностью, а песчаного бетона повышенной.трещиносюйкос-. тью. Отпускная влажность (по массе) газобетона 6.».8,-а песчаного бетона 2...4$. Следует обратить внимание,.что послапропаривания влажность газобетона может достигать 17...25$. Стены жилых по.-, мещекий из неавтоклавного.газобетона практически сухиег -благодаря чему в помещениях сразу создается благоприятный микроклимат.. Обеспечивается такая влажность применением-двухступеичатой. .термообработки ТЭНами или горячими газами в режиме "самозапаривания" и сушки.

На первой, .стадии тепловой-обработки происходит, изотермичес» кий прогрев изделий и их тнердение_прд 80.. ,90°С..с.некоторой_по-терей влаги. На второй стадии после достижения, бетоном-требуемой-прочности температуру, в камере.повышают до-ЮО»..П5?С, при, вото-г рой продолжается твердение бетона и осуществляется сушка изделий.

Практическим выходом изучения изменения прочности,..деформа-* ций и влажности неавтоклавных бетонов явилась возможность-.резкого повышения их.трещиностойкости путём-налравленного-управяения температурног-влажностным режимом .твердения бетонных.-изделий. В основу решения поставленной задачи положен контроль за.-вдагсь отдачей,, исключающей преждевременное высыхание, бетона.л-недопу-щение недобора прочности изделий. При температурах.более Ю0°С (при атмосферном давлении), уже на первой стадии термообработки наблюдается интенсивное удаление воды, табл.1.

Таблица.I .

Влияние температуры горячего.воздуха при. .термообработке газобетона на конечную . влажность при средней, ллотности 1000' кт/и3 (Расход материалов на м3.. газобетона.,, кг ; ценент - 350, песок - 600, известь - 30, вода - 392)

Температура ■ ! Длительность ! Конечная изотермического ! изотермического ! влажность'

ева, ! прогрева, ч ! газобетона, %

100...115 8 15,2

12 10,3

16 4,2

80...90 8 33,5

12 30,4

16 20,2

С учетом прочности, отпускной влажности .и усадочных дефор-» маций рекомендованы режимы-термообработки изделий; подъем.темпе« ратуры до-80...90°С - 3 ч ; изотермический прогрев при этой температуре -8ч; подъем температуры до Ю0.».115°С -2ч; прогрев при этой, температуре -4ч.; охлаждение - Д. ч.

Двухступенчатая термообработка бетонных изделий обеспечивает возможность регулирования структуры.бетона.и .улучшение теплофизических свойств, что имеат большое.практическое значение.

Установлена взаимосвязь-между влажностью газдбетона.и-.его. линейными.деформациями после.термообработки, что дало возможность прогнозирования трещиностойкости.изделий.

В диссертации впервые Исследуется стойкость..стальной арма* туры в-бетонах плотней структура на основе мелких полиминераль-тах песков при неавтоклавном твердении.

Для изучения-коррозионной стойкости арматуры использовали следующие методы :

- гравиметрический. (по потери массы стальной--арматуры} ;

- потенциодинамический (снятие анодных поляризационных кривых, скорость разверстки 6 В/час) ;

- индикаторный (определение глубины-коррозионных поражений) ..

Исследования проводили на-образцах 50x50x150 мм из песчаного бетона составов: цемент:известь-негашеная:песок молотый: песок немолотый:ьодат в-частях по.массе :

I - 1:0:0:3:0,8; 2 - 1:0:1:2,5:0,7 ; 3 --0„85:0,15:1:2,5:0,7.

В каждую балочку по центру устанавливали гладкий стальной стержень кл. А-1 диаметром 6 и длиной 100 мм , табл.„2.,

. -Таблица .2

Коррозия стальной арматуры в -песчаных бетонах на основе мелких полиминеральных песков 2 группы

Потери массы стального стержня, т/уг после, суток

После про-! паривания ! 7 » 1 1 ! 14 ! 28 ! 90 » ; тео

Состав Т

Г, 12 2.77 ' 1,95 5.63 6.01 7.48

2,83 4,89 5,57 Состав 2 6,96 8,42

1,09 2,65 ' 5.31 5.48 6,37 6.71

2,65 3,19 5,31 Состав 3 5,84 6,46

0,96 1,67 2.02 2.87 3.98 Зv99

2,87 3,18 3,21 3,80 3,96

Примечание: над чертой - хранение образцов.на воздухе при относительной влажности ,55.,.85&-; под чертой - хранение образцов в воде.

В бетонах 3 состава хотя и повышаются лонги в~2_раза защитные.свойства стальной арматуры, но сохранность её не обесго чивается.

Изучение электрохимического .поведения стальной арматуры, в песчаных бетонах потенциодинамическим методом показало,-что-полиминеральные тонкие пески усиливает скорость анодной, реакции.«-

Глубину поражения.стального стержня измеряли прибором,.предложенным Н.Л.Томашовым,. оборудованным индикатором часового типа. Для каждой- точки проводили 10 измерений и определяли среднюю статистическую глубину коррозии.

Наиболее простым технологическим приемом защиты..стальной арматуры от коррозии является .применение добавок ингибиторов... .Применительно к песчаным бетонам эффективной добавкой может.служить разработанная нами комплексная добавка, содержащая кубовне остатки периодической дисгиляции лактама и отход-.цр.оизводства.~ нитролотриметилфосфоновой кислоты. Новизна-подтверждена авторе-.-ким свидетельством. Добавка является высокоэффективным ингибитором коррозии стальной арлатуры,. обеспечивая пассивное состояние-арматуры в значительно длительные сроки.времени, чем-нитрит-нат-рия. Добавка замедляет, скорость анодного процесса и относится к ингибиторам анодного действия.

При изготовлении армированных газобетонных- изделий в-соответствии с требованиями СН.277-80. арматурные .ларкасы и летки необходино защищать антикоррозийными .покрытиями. Натурные обсле^ дования армированных крупных стеновых блоков после--5, 10, 15 лет эксплуатации не выявили признаков коррозии арматуры.

Специфика макро-и микроструктуры неавтоклавных .бетонов на мелких песках, больше усадочные деформации, повышенная, пористость и ряд других особенностей вызывает необходимость рассмотрения вопроса о сцеплении .бетона с арматурой. .

Известно, что сила сцепления арматуры .с бетоном.определяется совокупностью механических,- физических и химических явле-~ ний. Одним из факторов, влияющих на сцепление.арматуры с песчаным бе.тоном является, его. повышенная пористость.Лоэтому-в.дис-

сертации этому вопросу уделялось.особое.внимание, а именно,.......

изучение открытой пористости в зоне контакта арматуры_с бетоном.

Максимальные радиусы капилляров в контактной-зоне и в теле-оетона определяли по методике ЮЛеховского и. .СЛатьязова.-Исследовали бетоны разных составов, приготовленных.на разных песках.

Выявлено, что в зоне контакта арьитуры с бетоном радиусы-максимальных открытых пор в. 1,5...2 раза .больше, чем в матрич-? . ной зоне бетона. .Ввод в композицию молотого песка, и комплексной.. добавки снижает общую пористость и увеличивает содержание мелких

пор как в зоне контакта,, .так и в теле бетона.

Установлено, что модификация порового пространства.неавток^-лавного песчаного бетона с помощью ввода в бетонную смесь молото= го. песка, негашеной молотой извести и КХД уменьшает проникновение воды вдоль стальной арматуры в 2...3,5 раза, а водопоглощение более чем в 3 раза,.

Исследование совместной работы арматуры и песчан.ого_батона~ на образцах-призмах размером.150x150x1300, мм при передаче-напря-жений арматуры периодического профиля с -одновременным измерением деформаций арматуры-и бетона и определением длинн.зоны.передачи напряжений показало, что сила.сцепления арматуры .с бетоном-составляет 3,8...4,8 МПа. Длина зоны передачи напряжений..в. бетонах на основе мелких песков.сопоставима со значениями.зоны.передачи-напряжений для мелкозернистых бетонов и согласуется с требованиями СНиП 2.03.01-84.

Изучение сцепления арматуры с неавтоклавным газобетоном-дро» водили по стандартной методике по результатам испытаний на.ввдёр-гивание гладкого стального стержня диаметром.. 10 .мм из образца-? -призмы размером 100x100x300 мм. Сцепление стальной-арматуры.с газобетоном средней плотности 1000 и 1200 кг/м3 составляет 0,53 и 0,81 МПа соответственно.

Впервые установлены закономерностит_позволяющие.управлять . свойствами песчаных и ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и коррозионной стойкостью стальной арматуры в бетонах- на-основе мелких, в том числе полиминеральных, .песков пут-ём-реиулируемого-структурообразования обычных и пориз ованных. .цементно-известкова-~ песчаных композиций путём модификации их специально-разработанными химическими добавкада, применения негашеной молотой извести, оптимизации составов с учетом дисперсности песков,.-способа приготовления бетонных композиций и-.режимов..термообработки.

В результата анализа теоретических л~экспериментальных исследований предложена технология бет'онов ячеистой и.плотной структуры неавтоклавного твердения на основе мелких песков с комплексом заданных свойств.

Эти разработки легли в основу строительства -двух.заводов мощностью 50 тыс. м3 изделиж_в год каждый в поселке Новый Захмет Марыйсвой области и.а поселке-Калининский Хашауокой-обл.-Турк-. менистана. С 1974 года до.настоящего.времени построено более 50.00 жилых, сельских домов,, магазинов, школ,, поликлиник .и др. зданий. Имеется опыт возведения двухэтажных зданий из газобетона

и песчаного бетона неавтоклавного твердения»

В г.Янгиере Узбекистана на КСМиК накоплен опыт изготовлен-ния изделий для мелиоративного строительства из песчаного бетона на основе тонкодисперсных (барханных), песков.

Подготовлена проектно-техническая документация при.-участии автора для строительства, завода иеавтоклавног.о газобетона на основе мелких песков мощностью.10 тыс,, м3 изделий н-год .в г.Хиве.

Общий экономический эффект от внедрения.исследований, в.. ценах на 01.01Д991г. , полученный-за счет использования-местного мелкого песка,.экономии трудовых и. материальных и энергетических ресурсов составил более 3 млн.рублей.

Основные выводы

1. Разработаны теоретические положения получения новых разновидностей неавтоклавных песчаных и.ячеистыг бетонов на.основе-дылевидных полимшеральных песков, базирующиеся на-связи- -между составом бетонной смеси и структурой бетона,.-.путем, целена» правленного регулирования.количественного и.вещественного_со-держания пементно-известково- песчаных.композиций с использо- . ванием негашеной извести с учетом пуццоланической'активности полиминералышх- песков..

2. Получены оптимальные, составы цементно-известково-песданнх-ком-позиций на основе пылевидных полиминералышх. песков для-неавтоклавных бетонов плотной- и. ячеистой-структуры,, использование^ которых позволяет получать-долговечные-бетонные и-жеЛезобетоя-ные изделия-и разработана технология песчаного.б.е.тона и.газобетона неавт.оклавного твердения на основе - пылевидных-песков,-обеспечивающая получение бегояов-повышенной трёщинодтойкости, морозостойкости, водонепроницаемости, стойких к воздействию агрессивных вод<

3.- 13 целях обеспечения высоких эксплуатационных свойств-неавзок--лавных песчаных и ячеистых бетонов из -цементно--кзвестко20-пес-чаннх. кошозиодй-на основе мелких дошшинеральных.песков.разрабо-

•таны температурнсьвладн.о.стные режимы твердения, бетонных изделий» Установлено, что для получения долговечных дзделий-из-этих бетонов необходило в едином технологическом режще совмещать цропариванио и. сушку бетонных, й железобетонных изделий.

4. Установлена причина .резкото снижения щелочности жидкой, фазы твердеющей цементно-песчаной композиции на основе полиминераль-кога песка-при температурах ниже Ю0°С и сформированы- .положения, объясняющие необходимость ввода негашеной извести в бетон-

ную смесь из портландцемента Я-лолиминерального песка»

Установлено, что находящиеся в полиминерапдох песках полевые шпаты, карбонат-ы, глинистые примеси-и слюды, связывая-гидроксид кальция, называют. "известковое голодание". Для-обеспе*. чения более полной гидратации портландцемента..и повышения корро--зионной стойкости стальной арматуры в песчаных и яяеистых-бетонах. неавтоклавного твердения леобходимо вводать-в бетонную смесь определенное количество оксида кальция в виде негашеной извести--

Негашеная известь, введенная в бетонную смесь модифицирует поровое пространство бетона. Показано, что ввод в.цементно-песча-ную композицию негашеной извести, в количестве 50..».60 кг/мэ-вместо цемента обеспечивает не только экономию цемента^.нол . снижает величину интегральной пористости бетона, увеличивая.при этом объем мелких пор, что сопровождается повышением прочности, трещиностойкости и снижением усадочных деформаций бетона.

5. Установлены многофакторные зависимости прочности и усадки бетонов, расхода цемента и жесткости бетонной смеси от состава цементно-песчаной композиции, а таете от дисперсности песков. С.пдаощью-уравнений регрессии построены, номограммы прочности.и усадки неавтоклавного газобетона. Определены оптимальные составы.его.в. зависимости от вида песка, , количества цемента м -модотог.о-песка.

Установлены справочные данные прочностных и.деформативных-свойств бетонов ячеистой и плотной структуры на_однове.пылевидных полиминеральных песков при неавтоклавном'твердении» .

6. Установлено позитивное влияние, некоторых химических ¿Ьбавок.на прочностные и деформативные характеристики песчацьсх бетонов,, водонепроницаемость, морозостойкость и некоторые.другие.свойства.

. Разработана добавка полифункционального-действия,-состоящая из арилалкендаеновой смолы, раствора салициловой кислоты,-полиа-минофеланометрифенолята натрия и вода,, которая пластифицирует бетонную смесь, увеличивает степень гидратации-цемента,-а.при.-термовлажностной обработке издедий-кольматирует микропоры,-по» вышая'т.ем самым водонепроницаемость с У/.2.до .УУ 8, морозостойкость до 500 циклов и выше, снижая усадочные деформации более . чем в два раза.

7. Показано, что направленное, регулирование- составов цементш-лз-вестково-педчаных композиций и-модификация бетонной смеси хи-~ мическими добавками обеспечивает требуемую-долговечность.-изде»в лий из бетонов плотной и ячеистой структуры на основе пылевид-

ных полиминералкных песков.

Разработанные составы песчаных и ячеистых.бетонов оптимизированы по максимальному значению прочности при минимальной величине усадки и расходе цемента.-

8. Впервые сформулированы положения коррозионной стойкости-стальной арматуры'в неавтоклавных бетонах из цементно-известково-песчаных композиций на основе мелких полиминеральных песков.

Установлена взаимосвязь между минеральным составом песка и коррозионной стойкостью стальной арттуры-Разработана-химичеся кая добавка антикоррозийного действия, обеспечивающая сохранность стальной арматуры.

Доказано, что сцепление- стальной.арматурн.-с .песчаным бето-.-ном и её анкеровка в нём соответствуют требованиям СНиП 2.03.01-84 для мелкозернистых бетонов. -

9. Комплексные физико-механические, теплофиеические. и-др-.исследования, а также изучение поведения железобетонных изделий в_ре-альных эксплуатационных условиях позволили.оценить эффектив^ ность разработанной технологии бетонов.ячеистой и. плотной-стру-ктуры неавтоклавного твердения на.основе тонкодасперсных песков.

10. Натурные обследования в течение почти 20.лет изделий-из-неавто-клавного бетона (стеновые блоки.из газобетона, цокольные.блоки из песчаного бетона, элементы конструкций для.гидромелиоративного строительства, и др.) показали высокую.стойкость и долго» вечность и подтвердили возможность использования их- в строи. тельстве.

11. Результаты исследований и практического опробования разработанной технологии песчаного бетона и газобетона неавтоклавного. -твердения из цементно-известково-песчаных композиций на--основа мелких полнминералышх-песков использованы.при составлении.-ряда нормативных документов,, которые-используются на.предприятиях. Минводхоза Туркменистана, Главсредазирсовхозстроя Минводстроя Узбекистана, Казахстана-

В посёлке Новый Захмет Марийской - обл—л в,.посёлке. Калининский Татауской обл. Туркменистана.достроены.и дают, продукцию два завода мощностью 50 тыс. м3 изделий а год каждый.

За .разработку и внедрение в производство.технологии-неавтоклавных -бетонов ячеистой и плотной структуры,-дз цементно=~ известково-песчаных композиций на основе.пылевидных псодшине-ральных песков автор награжден четырьмя серебряными медалями ВДНХ СССР.

Общий экономический эффект в це^гах на 01.01.1991г. от

внедрения разработанной, .технологии неавтоклавного-песчанога-d.v:;oïi;i и газобетона, подтвержденный документацией, составляет более трёх миллионов рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Т. Чистов Ю.Д. Концепция создания неавтоклавных бетонов я-; u^iioae пылевидных песков. // Бетон и железобетон. 1993. -- 10. - G. 14-16.

2. Чистов Ю.Д. Повышение эффективности-строительных~ма-. терпалоз на композициях из мелких песков. // Строительные ма-xjp-лали. - 1991. — J6 10 — С. 19-213. т1истов Ю.Д. Особенности технологии и свойства бетонов "п мелких песках без. .крупного заполнителя. // Бетон и железобетон. - Î99I. - JS.II - С. 15-17.

4. Чис.тов Ю.Д. Физико-химические предпосылки .к испольаова^-:гию пылевидных подимннералышх песков в технологии неавтоклавного бетона. // Фундаментальные.исследования .и.. новые технологии-в строи®ельном материаловедении: Тез.докл.конференции. Белгород, 1989 - часть 4, - С. 75-76..-.

5. Чистов Ю.Д. Технико-экономическая эффективность.использо-вацпя мелких песков. в производстве бетонных илелезобегонкых— изделий // тез.докл. семинара "Пути ресурсосбережения в производстве строительных материалов и изделий". 1-2 июня 1989г. Пенза, 1989 - С. 68-69.

6. Чистов Ю.Д. Бетоны из пылевидных.песков...Механика и.тех-нология композиционных материалов. -// Тр. 17-Национальной конф. по механике и технологии композиционных материалов. ВШ, Варна, 2-4 октября 1985г.. София, 1985 ^ С. 755-758.

7. Чистов Ю.Д. Дома из неавтоклавного газобетона // Сельское строительство. - 1984. 10 - С. I7-I8.

. 8. Тепловая обработка ячеистого'бетона../ А.В^Волженвкийг Ю.Д.Чистов, В.Н.Грибанов, С .А .Высоцкий // Строительные материалы. 1972 II - С. 31-32.

9. Опытно-прсмьдаенное производство изделий.из-газобетона. неавтоклавного твердения.на-однове пылевидных песков-/ А.В-Вол« женский, Ю.Д.Чистов, К.Б.Фрейдин и др. // Строительные материалы. - 1975. - JÊ.7 - С. 6^7.

10..Технико-экономическая эффективность-производства неавсо» клавного газобетона на основе каракумских песков // А.В.Волженс-

кий, Ю.Д.Чистов, В.АЛваков и др. / Материалы II Всесоюзного. координационного совещания по проблеме "Технология бетонных работ в условиях сухого жаркого климата". 4-7 июня. Ашхабад - Госстрой ТССР. 1976 - С. 296-299.

11. Приготовление смеси из пылевидных песков.для изделий, сельского строительства / А.В.Болженский,.-Ю.Д.Чистов.» Е.А.Бори-сюк, В.А.Балакнн. //-Строительные материалы - 1983, - № 9 С.19.

12. Чистов Ю.Д., Борисюк Е.А. Плотные бетоны из барханного песка. // Бетон и железобетон. 1984 - № 12 - С. 36-37.

13. Чистов Ю.Д., Карпова Т.А., Ларгина О.И. Песчаный бетон, -модифицированный ариеном. // Экономия и рациональное.-использование сырьевых, топливно-энергетических и даугих.материальных ресурсов./ Научно-техн.реферат.сб. Серия I. Вып. I, М.,.1986 - С. 15-16.

14. Песчаный бетон на барханном песке повышенной-водостойкости. / Ю.ДЛистов, ТД.Карпова, О.И.Ларгина, О.Н.Пардаев.// Всесоюзное координационное научн.дракт.совещание "Пути.использования вторичных ресурсов для производства строительных 'материалов и изделий". 9-11 октября 1986г. - Чимкент,-1986 - Л С. 37115. Песчаные бетоны неавтоклавного-твердения-С химическими-

добавкаш. / Ю.Д.Чистов, А.В.Волженский,-ЕЛ .Борисюк, ОЛ.Пардаев' // Долговечность конструкций из автоклавных бетонов г. Тез.докл. 71 Республ.конф. - Таллин - 1987. - Часть I - С. 137-140..

16. Чистов Ю.Д., Ларгина О.И. Перспективы использования в строительстве газобетона на барханном песке. // Применение,-и перспективы развития лёгких бетонов-в.строительстве: Тез.докл. Республиканской региональной научно-техн,конф. 11-13- ноября 1987г. Ашхабад, 1987 - С. 178-Г80.

17. Чистов Ю.Д. Свойства ж технология мелкозернистого бетона на мелких песках. // Ю ЭММИ тлсае$ВЕ*1снг г

МгЫ_ 1988. - С. 118-123.

18. Применение неавтоклавного газобетона из барханного-песка / А.Ч.Чарыев, Ю.Д.Чистов, А.В.Волженский, О.И.Ларгина // Бетон и ' железобетон. .1988 - Л> 7 - С. 23.-24.

19.. Предпосылки к производству изделий из пылевидных песков» с применением малоклинкерного вяжущего / Ю.Д.Чистов,- 1.В.Волженс-кий, К.Баитасов, ЕЛ.Борисюк // Строительные материалы, 1988 ->5 8 - С, 12-13.

20. К вопросу о химической активности полиминеральных .барханных песков в мелкозернистых бетонах неавт,оклавного твер'дения / Ю.Д.Чистов, М.Я.Яковлева, Ю.В.Шевченко и др. // Строительство

и архитектура. Изв.знсш.учебных заведений^ 1989 - i? 5 - С. 48-52.

21. Барханные пески в.стройматериалах. /ЛЛ.Карпова, Ю.Д.Чистов, СЛ.Убайдуллаев, О.Н.Пардаев // Сельское хозяйство Узбекистана. - 1989 ^ №'8 - С. 62-63..

22. Чистов Ю.Д., ВолаенскийД.В.г. Зорисюк EJU Улучшение поровой структуры песчакого-бетона.,введением тонкодисперсных песков // Строительные материалы. - 1989 г Ji 5.С. 27-28..

23. Чистов Ю.Д.,.Тупикин Е.И., Саидмуратов Б.Н. Влияние-барханных песков, на коррозию стальной арматуры // Наука---, -строительному производству: Тез.докл. научно-практ.конф. ученых Сибири и Дальнего Востока ( .15-18 марта 1989г.), Новокузнецк. 1989.

- С. III-II2.

24. Песчаные, бетоны для гидромелиоративного строительства

на-основе барханных-песков-/ Ю.Д.Чистов,. .СЛ.Убацдуллаев., О.Н.Пардаев, Ю.М. Холодников // Мелиорация и водное хозяйство. - 1989. -№ 2 - С. 12-13.

25.'A.C. Ji 1004296 Бетонная смесь /-МИСИ-им.В.В.Куйбышава, Авт.изобр. Волженский A.B., Еорисюк.Е.А., Чистов Ю.Д., Ларгина-О.И., Ефремов Ю.В., Чарыев А.Ч. и.др., Заявл. 08.07.198Г В 3298272/29-33; Опубл. в Б.И. № 10 15.03.83г. ШИ.С04 В 15/00, УДК.666.942—

26. A.C. № II29I90 Бетонная смесь./ ШСИ-им.В.В.Куйбнд1ева, Авт.изобр. Чистов Ю.Д., Волженский .А .В., Яковлева М.Я. и др.. Заявл. 13.04.1983. й-3577399/29-33; Опубл.!в Б.И. № 46 15.12.1984, MKH С04. 15/00. УЖ 666.972 (088.8).

27. A.C. В I4I3082 Бетонная смесь /.МИСИ им.В.В.Ку:"бышева. Авт.изобр. Чистов Ю.Д., Пардаев О.Н., Карпова Т.А. и др. - Заявл. 10.07.1986. № 409I8II0/3I-33;:Опубл. в Б.И. № 28 30.07.1988, МЕСИ С04 В 28/02, УЖ 666.972 (088.8).

28. A.C. В 1636375 Бетонная смесь / МИСИ зш.В.В.Куйбдаева. Авт.изобр. Чистов Ю.Д., Тупикин E.H., Саидмуратов Б.Н. и др. Заявл. 24.10.1989. Е> 445702/23-33.;. Опубл. в-Б.И. ¡1 II, 199Г....

.29. Технология и свойства изделий-из неавтоклавного газо.-=-бетона с нормативными влажностью и теплоцроводностыэ / А.В.Вод-женский, Ю.Д.Чистов, Т.А .Карпова, АД.Исхакова // Строительные материалы..1990 - Л II -.С. 7-9.

30. Волженский A.B., Чистов Ю.Д..0 перспективах дальнейшего развития-производства..экономичных бетонов // Бетон и железобетон

- 1991. -12- С. 10-И.

Подписано в печать 327.07.95г. Формат 60x84 I/I6 Печать офсетная

И-142 Объем 2 п.д. Тираж 100 _ Заказ

Московский государственный строительный университет . Типография МГСУ.' 1*9337; Иосква,,крославское ш., 26