автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Особенности технологии и свойств малоклинкерных вяжущих и бетонов на их основе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ На правах рукописи

АХМЕТЖАНОВ ТАЛГАТ БУРАЕВИЧ

ОСОШПЮСТИ ТЕХНОЛОГИИ И СЕОЙСТВ МШЮШИСЕРННХ ВЯКУВДХ И БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ

05. 23. 05. Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Московском Государственном строительном университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Микульский Е Г.

Научный консультант кандидат технических наук Бабаев Е Т,

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Горшков Е С.

кандидат технических наук, доцент Гребенник ЕА.

Ведущая организация - ВНИИ Келеаобетон

Защита состоится " —1994 г. в'-^— часов

на заседании диссертационного совета К063. II. в Московском Государственном строительном университете по адресу: г. Москва, Шлюзовая набережная, дом 8, аудитория Н -ЙЗг

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, дом 26, МГСУ, Ученый Совет.

Автореферат разослан "-¿й2" ___.— 1994 г. N

Ученый секретарь -диссертационного совета

Ефимов Е А.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время одним из основных направлений в строительстве является увеличение объемов малоэтажного строительства. Это предполагает развитие широкой сети предприятий по обеспечении материальной базы малоэтажного строительства дешевыми и качественными строительными материалами, прежде всего мелкоштучными (стеновые камни, фундаментные блоки, и др.). Наиболее рациональным способом изготовления мелкоштучных изделий является вибропрессование с немедленной распалубкой . Эффективность вибропрессования обусловлена наличием высокопроизводительного технологического оборудования, сокращением энерго- и трудозатрат, снижением материалоемкости и возможностью расширения сырьевой базы за счет использования различных техногенных отходов. Сочетание интенсивного виброуплотнения с немедленной распалубкой обуславливает применение особохестких смесей, а необходимость повышения структурной прочности свежеотформованных изделий и заполнения, межзерновой пустотности мелкого зполпителя влечет- за собой повышение расхода цемента. На практике это зачастую приводит к перерасходу цемента и значительному превышению фактической прочности бетона по отношению к нормативным показателям.

Обеспечить соответствие прочностных свойств и долговечности бетона мелкоиггучных изделий нормативным требованиям при наиболее полной реализации гидравлического потенциала портландцемента и исключить его перерасход позволяет применение многокомпонентных вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) с пониженным содержанием клинкерной составляющей. С учетом сравнительно невысоких требований, предъявляемых к бетонам для изготовления мелкощтучных изделий, наибольший интерес представляют малоклинкерные вяжущие (МКВ), являющиеся по-существу разновидностью ВНВ с содержанием клинкерного компонента 30% и менее. Но, если относительно ВНВ с содержанием клинкерного компонента более 30% (ВНВ-30 - ВНВ-50 - ВНВ-100) накоплен значительный объем экспериментальных данных, то свойства МКВ и бетонов на их основе до настоящэго времени исследовались недостаточно.

Работа выполнена в соответствии с государственной научно-технической программой РФ "Стройпрогресс".

Цель работы -оптимизация технологических параметров изго-

товления и составов МКВ, выявление особенностей их. гидратации и определение основных строительно-технологических свойств бетонов на основе МКВ для установления рациональных областей и условий их применения.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- оптимизация составов и технологических параметров изготовления МКВ;

- исследование возможности применения в качаства минеральной добавки в составе МКВ различных техногенных отходов;

- выявление особенностей гидратации. МКВ и фазового состава гидратных новообразований;

- оптимизация составов бетонов на основе МКВ, исследование особенностей их твердения и параметров тепловлажностшй обработки;

- исследование основных строптолъно-технологичесхих свойств бетонов на основе ШВ (в т.ч. прочности, морозостойкости, атмосферостойкости, характеристик поровой структур«).

Научная новизна:

- доказана возможность получения ЫЩ соответствующих определенным требованиям, с содорханием клинкерной составляющей 30% и менее с использованием в качества минеральной добавки в составе вяхущего различных техногенных отходов;

- получены многофакторзгыа зависимости марочной прочности МКВ от содержания минеральной добавки, расхода супаршаствфа-катора и дисперсности вяаудаго;

- выявлены особенности гидратации а структурообразовання бетонов на основе МКВ;

- выявлены зависимости темпов твордеша и основных строительно-технических свойств бетонов па оскога ЩВ от вида и содержания минеральной добавки в составе шатучего;

- установлен ииншашю дрпуетшЭ расход клинкерной составляющей ШВ дав бетонов из условия обеспечения их строительно-технических свойств, ореада всего морозостойкости.

Практическое звачавва работы:

- разработана оптвмашпв составы в техвояогические параметры изготовления

- рекомендованы состав» бетонов различных марок (классов) приме нителыи» к шкюга изготовления юлкоштучных изделий,

определены условия их твердения и оптимальные режимы теплов-лажностной обработки;

- определены рациональные области и условия применения бетонов на основе МКВ в зависимости от вида и содержания минеральной добавки в составе вяжущего.

Результаты работы использованы при разработке Рекомендаций по областям применения бетонов на основе МКВ и апробированы при выпуске опытно-промышленной партии стеновых камней из бетонов на основе МКВ на предприятии в/ч 51075 Минобороны РФ, г. Балашиха.

Автор защищает:

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения МКВ, соответствующих определенным требованиям, с содержанием клинкерной составляющей ЗОЯ и менее с использованием в качестве минеральной добавки в составе вяжущего различных техногенных отходов;

- оптимальные составы и технологические параметры изготовления МКВ;

- многофакторные зависимости прочностных свойств (активности) МКВ от содержания минеральной добавки в составе вяжущего, расхода сухого суперпластификатора и дисперсности вяжущего;

- оптимальные составы бетонов на основе МКВ применительно к технологии изготовления мелкоштучных изделий;

- результаты определения основных строительно-технических свойств бетонов на основе МКВ;

- результаты опытно-промышленной проверки экспериментальных данных и технико-экономическое обоснование эффективности применения бетонов на основе МКВ для изготовления мелкоштучных изделий.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы докладывались на региональной научно-технической конференции молодых ученых Казахстана, Караганда, 1993 г.;

на научно-технической конференции Ассоциации работников в области бетона и железобетона, НИШБ, Москва,. 1994.г.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 2 печатные работа

Объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (91 наименований) и 3 прило-

жений, изложена на ,.. страницах машинописного текста, в том числе 30 рисунков и 31 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Повыцвние эффективности использования цементов в строительстве является важнейшей народно-хозяйственной задачей. В настоящее время гидравлический потенциал цементов в бетонах используется далеко не полностыа Это относится, прежде всего, к бетонам низких н средних марок, в которых фактический расход цемента зачастую значительно превышает расчетный, необходимый для получения нормативных прочностных показателей, что связано с обеспечением требований долговечности, первую очередь морозостойкостью ,

Значительно повысить эффективность использования цементов позволило применение в производстве вяжущих технологий мзхано-химической активации, предусматривающей совместное измельчение клинкера (или цементов) с минеральными добавками в'присутствии органических модификаторов, содержащих водопоннжащий компонент. Получаемые при этом вяжущие низкой водопотребности (ВНВ) сочетают в себе повышенную дисперсность частиц с низкой водо-потребностью, ч?о обусловливает высокую гидратационную активность клинкерной части ВНВ при обеспечении повышенных показателей физико-механических свойств и долговечности.

Разработка технологий производства . ц применения ВНВ и изучение свойств бетонов на их основа проводились Л А, Алимовым, Ш. Т. Бабаевым, Е № Баженовым, Я Ф. Бешшсовш, & Е Ворониным, Е Г. Довжшсом, Л А. Малиннной, Б Э. Вдовичвы и другими учеными. Выполненными ими исследованиями бшо установлено, что применение технологий кеханохиннческой активации позволяет получать ВНВ с содержанием клинкерной составляло?»! от 30 до 1СЩ использование которых позволяет обеспечить нормативные показатели строитвльио-техиическнх свойств бетонов для изготовления бетонных и железобетонных изделий н конструкций широкой ношнкдатуры при пониженном в 2-3 рази расходе клинкерного цашпта.

Шаста с тем, ндаюцнася данные свидетельствуют о значительных рааервах прочностных свойств и долговечности ЕНВ с содержанием клинкерной составляющей 301 н более. Исходя ит этого, в работе была поставлена цель получения с применение.! технологий ыеханохимической активации малоклинкерных вяжущих

(MKB) с содержанием клинкерной части 30% и менее для получения на их основе бетонных мелкоштучных изделий для малоэтажного строительства.

В качестве рабочей гипотезы было высказано предположение, что в результате механохимической активации могут быть получены эффективные вяжущие, содержащие 10-30% клинкерной части, пониженная водопотребность которых, обусловленная наличием во-допонижающего компонента (суперпластификатора), в сочетании с высокой гидратационной активностью, обеспечит показатели физико-механических свойств и долговечности бетонов, необходимые для изготовления на их основе неармированных мелкоштучных изделий (например, бетонных стеновых камней). При этом была поставлена задача наряду с традиционными и дающими, как правило, высокие результаты минеральными добавками, такими как доменный гранулированный шлак, использовать в качестве компонента малоклинкерных вяжущих золошлаковьсх отходов TBC.

В качестве сырьевых материалов для получения МКВ при проведении экспериментальных исследований использовались: элеваторный портландцемент М400, Воскресенский портландцемент М400, Белгородский портландцемент М400, Карагандинский портландцемент М400; в качестве минеральных добавок при изготовлении вяжущих использовались: активная буроугольная зола Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК), каменноугольная зола гидроудаления ТЭЦ-22 Мосэнерго, доменный гранулированный шлак Карагандинского металлургического комбината; в качестве органического модификатора - сухой порошкообразный суперпластификатор С-3. В качестве заполнителей для бетонов использовались: крупный - щебень гранитный фракции 50-20 мм Питкярантского карьера, мелкий - кварцевый песок Тучковского карьера с модулем крупности Мкр = 2, 03

Вяжущие изготовляли в лабораторных условиях в шаровой мельнице МБЛ-1.

В ходе экспериментальных работ по оптимизации составов и технологических параметров получения МКВ было исследовано влияние на водопотребность и прочность вяжущих, основных технологических факторов - расход суперпластификатора С-3 в % от массы клинкерной части вяжущего, содержание минеральной добавки в составе вяжущего в % от его массы, удельная поверхность вяжущего, полученная в процессе механохимической активации -

методом математической статистики и планирования эксперимента. В качестве выходов рассматривались В/Ц раствора нормальной консистенции, отражающее влияние исследуемых факторов на водо-потребность вяжущих, прочность растворов при сжатии в возрасте I и 28 суг после пропаривания по стандартному режиму.

В результате соответствующей математической обработки получены уравнения регрессии:

N,28 = 16,7+8,69x1-1,06Х2+5,95x3-1,7x1x2+2,1x1x3 (I)

Я1 = II, 8+6, ЗХ1-0,9Х2+4, ЗХЗ+1,7х1хЗ+а 5X2X3 (2)

Анализ полученных выражений (I) и (2) показывает, что для получения МКВ с наибольшими показателями прочности необходимо достижение в процессе механохимической активации сбалансированного соотношения между дозировкой С-3 и дисперсность» вяжущего. Установлено, что прочность МКВ в зависимости от вида ми- . неральной добавки возрастает в последовательности "шлак-зола КАТЭК-зола ТЭЦ-22", а сроки схватывания МКВ удовлетворяют стандартным требованиям. Также установлено, что прочность МКВ в условиях . ТВО возрастает, а водопотребность снижается с ростом содержания в вяжущем клинкерной составляющей. Исходя из полученных зависимостей можно сделать вывод, что наибольшие значения МКВ-30 достигаются при . дисперсности вяжущего

-6000-7000 см/ги дозировке С-3 2,0-2,5%. Расчетные значения 28-суточной прочности МКВ-30 составляют 28-33 МПа, суточной -19-24 МПа.

Для МКВ-20 оптимальные значения ......дозировки С-3 и

дисперсности вяжущего находятся в тех же пределах (соответственно 2-2,5? и 6000-7000 см /г), а расчетные значения прочности составляют: {$28-- 18-23 МПа, - 13-16 МПа.

Для МКВ-10 дозировку С-3 следует увеличить до 2,5-3,0%, а дисперсность МКВ должна составлять не Менее 7000 см2 /г. При атом максимальные расчетные значения 28-суточной прочности МКВ-10 составляют II, 8-12,5 МПа, суточной - 6,7-8,1 МПа.

Результаты испытаний бетонных смесей на МКВ показывают, что для них характерны те же зависимости удобоухладываемости от расхода вода затворения, что и для смесей на исходном портландцементе. Отличительной особенностью смесей на основе МКВ является несколько большая чувствительность к изменению расхода воды затворения, которая возрастает с увеличением в вяжущем

Таблица

Стандартный характеристики МКВ на основе Карагандинского цемента и буроугольной золы КАТЭК

1 1 ..... [нн I Вид МКВ 1 |с-з,% 1 1 1 НГ,. |Сроки схваты-1 В/Вяя. 1 | Предел прочности, .......- ...... 1 ) ЫПа, в возрасте, сут. |

| | | .сы?г 1 % ¡вания, • ч-мин ¡нормальное 1 твердение | пр: спаривание |

| | 1 1 1 ¡начало|конец 1 1 1 1 1 I 28 | I 1 1 1 28 1

1 1 | 1| МКВ-Ю , 1 2| | 3| 1 1 2 | 2,5 | 2,5 1 | 6070 | 5980 | 6630 1 28,7 ¡3-45 27,914-10 28,5(4-05 | 1 |5—20 ¡5-35 ¡5-05 1 0,38 0,37 0,38 1 1 | 0,8/3,4 | | - /3,0 | I а 7/4,1 I 2,8/17,7 | 3,6/18,3 | 3, 8/2,5 | 2,6/15,4 2,2/13,7 2,9/19,9 | 3,1/18,3 | | 3,0/17,4 | | 3,9/23,7 |

1 1 | 4| МКВ-20 1 5! 1 61 | | 1 2 1 2 | 2.5 | 5620 | 6540 | 6570 | 1 27,4(3-35 28,2(2-40 27,3 ¡3-06 | 1 |4-55 ¡4-15 ¡4-25 1 0,37 0,37 а 36 1 1 | 1,2/4,6 | | I, 0/5, 4 | | 1,1/5,1 | 1 3,3/22,1 | 4,7/29, 0 | 4, 3/28,8 | 4,4/18,3 5,0/22,8 5,1/25,1 | 4,2/22,9 | | 5,1/27,8 | | 5,5/29,5 |

1 1 | 7|МКВ-30 1 8! 1 9| 1 1 1 2 1 2 Г 2,5 1 1 | 5560 | 6610 | 6500 | 1 26.613-10 27,5 ¡2-25 26,4 ¡2-45 | " 1 ¡4-35 ¡3-30 ¡3-40 | 0,36 а 37 а зб 1 ,. 1 1 ! 1,5/6,9 | I 2,3/9,1 | | 2,0/8,7 | 1 ..... 1 5,3/29,6 | 5,1/32,2 | 6,6/35,2 | , 1 5,9/24, 0 5,7/27,9 6,2/за I | 5,5/31,1 | | 6,0/34,5 | | 3,8/36,8 | 1 1

.Примечание: над чертой прочность образцов на изгиб 12. и, под чертой прочность на сжатие Р-сг.

клинкерной составляющей. На эту особенность бетонных смесей на основе ВИВ с содержанием клинкерной составляющей 30% и более обращалось внимание в работе Ш. Т. Бабаева. В то же время в отличие от приведенных в указанной публикации данных о повышенной жесткости бетонных смесей на ВИВ, особенно с повышенным содержанием клинкерной составляющей, данные рис. I свидетельствуют об уменьшении показателя жесткости бетонных смесей на МКВ по сравнению со смесями на исходном портландцементе при равных расходах воды затворения. Эта особенность бетонных смесей на МЩ может быть связано с изменением объема цементного теста вследствие разности плотностей традиционных клинкерных цементов и вяжущих с повышенным содержанием минеральных добавок. По данным 10. М. Баженова , минимальное содержание цементного теста в бетонной смеси, обеспечивающее ее нерасслаиваемость и качественное уплотнение, составляет 170-200 л/м в жестких и 220-270 л/м в подвижных и литых смесях. Влияние цементного теста на внутреннее трение бетонной смеси и, соответственно, ее удобоукладываемость, определяется толщиной прослоек цементного теста между зернами заполнителя "б", которая может быть определена по формуле (3):

б=.ПГ-»/5 (3)

где ЦТ - содержание цементного теста, л; V - объем пустот в заполнителе, л; в - удельная поверхность смеси заполнителей, м 3 /л При прочих равных условиях, т.е. одинаковых заполнителях и равных значениях "г" (доля песка в смеси заполнителей), удобоукладываемость смеси зависит прежде всего от содержания цементного теста. В нашем эксперименте, бетонные смеси изготавливались при постоянном расходе вяжуврго (350 кг/м ) с использованием одинаковых заполнителей в при постоянном "г", равном 0,4. Плотность используемых вяжущих при испытании по ГОСТ. 31а 3 составила, г/см : МКВ-Ю - 2,468, МКВ-20 - 2,57, МКВ-30 - 2,66 (см таблицу) При постоянном расходе воды, например, 200 л/' • н,3 толщина прослоек цементного теста "б" без учета водопоглощения заполнителя составляет: б = ЦТ = Вяж/р + 20а л где Вяж - расход вяжущего на I и 3 бетона, кг; р - плотность вяжущего, г/см .

Л/Злу

- Н -

/Л

О

/

...

>4 В

4 в ш л л"

2? 2$ га 2 Г 2£ 29 30 ЗУ 32

Рис. I. Зависимость относительной водопотребности стандартных растворов нормальной консистенции от вида вяжущих

1 - исходные портландцементу

2 - мкв-10 - мкв-за

Значение "б" при использовании портландцемента с плотностью 3,1 г/. . см'составляет: 350/3,1 + 200 = 313 л; при использовании различных видов МКВ с меньшей плотностью объем цементного теста соответственно увеличивается и составляет: ЦТ(Ш®-10) = 350/2, 468 + 200 = 342 л; ЕГГ( МКВ-20) = 350/2,570 + 200 = 336 л; 1ГГ(МКВ-30) = 350/2,660 + 200 = 332 л. Таким образом, расчетное содержание цементного теста в бетонных смесях на основе МКВ возрастает на 6-9% по сравнению со смесями на исходном цементе, причем тем больше, чем выше содержание в бетоне минеральной добавки и чем ниже плотность вяжущего. Положительное влияние МКВ на формовочные свойства бетонных смесей подтверждается и результатами определения удо-боукладываемости смесей с различным содержанием песка в смеси заполнителей, а величина раствороотделения не превышает нормативных показателей. В зависимости от вида минеральной добавки раствороотделение возрастает в последовательности: зола ТЭЦ-22

- зола КАТЭК - доменный гранулированный шлак, а сохраняемость возрастает в последовательности: зола КАТЭК - доменный гранулированный шлак - зола ТЭЦ-22.

Прочность бетонов на основе МКВ исследовали в зависимости от вида вяхущих, величины В/Вяж-отношения, удобоукладываемости бетонных смесей и условий твердения.

Представленные на рис. 2 и 3 результаты испытаний бетонов на МКВ показывают, что прочность этих бетонов, как правило, подчиняются линейной зависимости прочности при сжатии от Вяж/В-отношения. Сопоставление марочной плотности пропаренных бетонов и бетонов нормального твердения показывает, что коэффициент эффективности пропаривания (Кэп), для бетонов на МКВ как правило значительно больше единицы. Полученные данные показывают, что величина "Кэп" возрастает с уменьшением содержания в вяжущем клинкерной составляющей и Вяж/В-отношения. Также установлено, что коэффициент использования цемента (Киц) в бетонах на"основе МКВ (в пересчете на клинкерную часть вяжущего) значительно выше, чем на исходном цементе и увеличивается с уменьшением содержания в вяжущем клинкерной составляющей, а также с ростом Вяж/В-отношения. Анализ полученных данных позволяет рекомендовать для предварительного расчета прочности при назначении состава бетона на МКВ формулу (4) с коэффициентами, учитывавдими особенности свойств вяжущих и полученных применительно к бетонам на основе ВИВ в работах Ш. Т. Бабаева: Н<5 = 0,4йц(Вяж/В-0,4) (4) "

Полученные нами данные по определению пластической прочности цементного теста на различных МКВ показывают, что темпы роста пластической прочности уменьшаются с увеличением содержания в вяжущем минеральной добавки. При этом резко замедленным структурообразованием характеризуются вяжущие, содержащие в качестве минеральной добавки золу ТЭЦ-22, а наибольшими темпами - МКВ с высококальциевой буроугольной золой КАТЭК. В то же время, экспериментальные данные показывают, что для жестких мелкозернистых бетонов применение МКВ на основе золы ТЭЦ-22 обеспечивает довольно высокие значения структурной прочности (до 0,17 МПа) сразу после распалубки в свежеотформованном состоянии. Исходя из этого влияние режимов ТВО на прочность бетонов на МКВ с использованием золы ТЭЦ-22 рассматривалось только применительно к жестким мелкозернистым вибропрессован-

Л)

та.

30 •20 м о

£ >

4)-

30

го 10 о

4,5

2,о

Дзт

2,5

3,0 Л

Рис 2. Зависимость прочности бетонов нормального твердения (а) и пропареных на МКВ на основе Карагандинского портландцемента ( минеральная добавка -буроугольная зола КАТЭК) от вяжуще-водного отношения: I - МКВ-30; 2 - МКВ-20; 3 - МКВ-Ю.

зо т

2.> 20

я /О

я . 1

2,5 3,0 <в

-2,0

■3/7 /3

Рис 3. Зависимость прочности бетонов нормального твердения (а) и пропареных на МКВ на основе Карагандинского портландцемента ( минеральная добавка -буроугольная зола КАТЭК) от вяжуще-водного отношения: I - МКВ-30; 2 - МКВ-20; 3 - МКВ-Ш

ным бетонам, тогда как для бетонов на МКВ с золой КАТЭК и доменным граншлаком исследовалась возможность применения как жестких мелкозернистых, так и тяжелых бетонов из умеренно подвижных смесей. Проведенные испытания показали, что оптимальные параметры ТВО бетонов на основе МКВ соответствуют температуре Изотермического прогрева 80 град. С при продолжительности изотермического прогрева не менее 2 ч. Повышение температуры изотермического прогрева до 90 град. С не приводит к существенному увеличению прочности, особенно при использовании в качестве минеральной добавки в составе вяжущего высококальциевых активных зол.

Исследования особенностей гидратации и фазового состава гидратных новообразований МКВ проводились на образцах цементного камня из теста нормальной густоты. Рентгенофазовый анализ образцов цементного камня нормального твердения на МКВ-20 в возрасте 3 суток показал наличие следующих фаз: кварц, кальцит, гидросиликаты кальция и остаточные клинкерные минералы (алит, белит, четырехкальциевый алюмоферрит). В возрасте 28 суток нормального твердения фазовый состав цементного камня существенно не изменился. В первые сутки после ТВО фазовый состав цементного камня представлен кварцем и карбонатом кальция. В возрасте 28 суток после ТВО фазовый состав цементного камня существенно не изменился. Остаточные клинкерные минералы представлены а литом, белитом, браунмиллеритом, новообразования представлены гидросиликатами кальция группы тоберморита.

Петрографический анализ структуры цементного камня показал, что в нем преобладают замкнутые поры правильной округлой формы. Степень гидратации клинкерных минералов в возрасте 28 суток нормального твердения составляет около 65-70%, после ТВО - около 70%.

Таким образом, проведенными физико-химическими исследованиями подтверждено положительное влияние ТВО на прочность МКВ, обусловленное образованием дополнительных порций гидросиликатов в результате взаимодействия кремнеземистой составляющей минеральной добавки с выделяющейся при гидратации клинкерных минералов известь». Сравнительно невысокие показатели степени

гидратации клинкерной составляющей МКВ связаны, по-видимому, с блокированием активных центров органическими молекулами су-пврпластифшсатора, вследствие чего обеспечивается наличие клинкерного фонда при длительной эксплуатации и тем самым способность бетона к самозалачивапию.

Как было показано выше, водопотребность бетонных смБсей на МКВ характеризуется значениями, сопоставимыми с водопотреб-ностью на традиционных портландцементах* В то же время, из-за пониженного содержания клинкерного компонента в вяжущем бетоны па основе МКВ отличаются повыше иной величиной истинного водо-цементного отношения, что обуславливает необходимость уточнения их физико-химических и деформативных свойств с последующим учетом выявленных особенностей при расчете конструкций. зультаты испытаний бетонов на основе МКВ показывают, что в сопоставлении с бетонами на исходном портландцементе при равных расходах вяжущего характеризуются пониженной кубиковой прочностью, что соответствует их пониженной активности. С увеличением содержания в вяжущем митральной добавки фактические значения начального модуля упругости ниже нормативных значений. Усадочные деформации бетонов естественного твердения на основе МКВ возрастают с уменьшением содержания в вяжущей клинкерной составляющей в последовательности МКВ-ЗО - МКВ-20 "■> МКВ-10. ТВО способствует существенному снижению усадочных деформаций, что мозет быть связано с укрупнением гидратных новообразований и уменьшением относительного объема микропор и капилляров радиусом менее 1000 ангстрем. Аналогичным образом вид вяжущего и условия твердения сказываются на величине деформаций ползучести бетонов на основе МКВ по сравнению с портландцементным бетоном при уровне загружения 0,3 о пр.

Полученные данные по морозостойкости бетонов на основе МКВ показывают, что с уменьшением содержания клинкерной части вяжущего н, соответственно, с ростом истинного В/Ц-отношения, морозостойкость закономерно уменьшается и для бетонов на МКВ-ЗО составляет не менее 50 циклов, на МКВ-20 и МКВ-10 -соответственно 35-50 и 25-35 циклов. Данные характеристики по морозостойкости удовлетворяют требованиям ГОСТ 6133 "Камни бетонные стеновые. Технические условия", в котором предусмотрены следующие марки по морозостойкости: Мрз15, Мрэ25, Мрз35 и Мрз50.

Результаты испытаний морозостойкости согласуются с полу-

ченными данными определения характеристик поровой структуры бетонов по кинетике водопоглощения, которые показывают, что по показателю интегральной пористости (объемное водопоглощение иоб) бетоны на МКВ-ЗО незначительно отличаются от портландце-ыентных бетонов, харктеризуясь в то же время пониженным показателем среднего радиуса пор. В бетонах на МКВ-20 увеличение интегральной пористости отчасти компенсируется пониженным показателем средней крупности пор, что в совокупности обеспечи-вет достаточную морозостойкость бетонов. Для бетонов на МКВ-10 пониженная морозостойкость обусловлена значительным повышением интегральной пористости и низкими прочностными характеристиками.

Экономическая эффективность за счет использования МКВ при изготовлении мелкоштучных изделий ожидается в 20-25% от общих расходов при производстве указанных изделий. Таким образом, применение МКВ дает возможность сокращения энерго- и трудозатрат, снижения материалоемкости и расширения сырьевой базы за счет использования различных техногенных отходов. ОБЩИЕ вывода

1. Теоретически обоснована возможность получения малоклинкерных вяжущих (МКВ) с применением технологии механохими-ческой активации и использованием в качестве минеральной добавки различных техногенных продуктов (золы ТЭС, доменный гранулированный шлак).

2. Оптимизированы составы и технологические параметры изготовления МКВ с содержанием клинкерной составляющей 10-30% (МКВ-10 - МКВ-30). Получены многофакторные зависимости марочной прочности вяжущих от содержания минеральной добавки, расхода суперпластификатора и продолжительности механохими-ческой активации (тонкости помола). Установлено, что в зависимости от вида и содержания минеральной добавки активность МКВ составляет 10-40 МПа.

3. Исследованы технологические свойства бетонных смесей на основе различных видов МКВ. Установлено, что бетонные смеси на основе МКВ отличаются улучшенными формовочными свойствами, что обусловлено повышенным по сравнению со смесями на портландцементе объемным содержанием цементного теста (на 7-9%). Выявлены высокие стойкость бетонных смесей на МКВ к раствороотде-лению и сохраняемость их удобоукладываемости.