автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Оценка долговечности конструкций подрельсовых оснований железнодорожного пути на основе шлакощелочных вяжущих

?

На правах руко! ней-

ПОЛЕТАЕВ Александр Васильевич

ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПОДРЕЛЬСОВЫХ ОСНОВАНИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ НА ОСНОВЕ ШЛАКОЩЕЛОЧНЫХ ВЯЖУЩИХ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2003

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации»

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор ПЕТРОВА ТАТЬЯНА МИХАЙЛОВНА

Официальные оппоненты: академик АТН РФ, академик ПАНИ, доктор технических наук, профессор ПЕТРАКОВ БОРИС ИВАНОВИЧ кандидат технических наук, доцент АЛЛИК АРКАДИЙ РУДОЛЬФОВИЧ

Ведущая организация — Служба технической политики Октябрьской железной дороги

Защита состоится 02 июля 2003 г. в 15 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д218.008.01 при Петербургском государственном университете путей сообщения МПС РФ по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д.9, ауд. 3-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения МПС РФ.

Автореферат разослан_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., проф. М.П. Забродин

2.00? - А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Шлакощелочные бетоны являются одними из современных эффективных материалов. Проведённые в Петербургском государственном университете путей сообщения исследования позволили оценить свойства, изготовить и в 1990 г. впервые в России уложить в путь на Октябрьской железной дороге предварительно напряжённые переводные железнодо-* рожные брусья из шлакощелочного бетона.

Вопрос долговечности строительных изделий и конструкций всегда являлся одним из важнейших в области строительства. Разработка конструкций железобетонных шпал предполагала их использование в течении нескольких межремонтных сроков, однако, в настоящее время большая часть повторно укладываемых шпал направляется на малодеятельные станционные и подъездные пути. Анализ причин разрушения железобетонных шпал в пути показывает, что в большинстве случаев их выход из строя происходит из-за неполного соответствия свойств бетона на основе портландцемента условиям эксплуатации.

Подрельсовые основания железнодорожного пути, вследствие характера своей работы, являются уникальными объектами исследований. В процессе эксплуатации они воспринимают высокие динамические и статические нагрузки, влияние попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высу-

I

шивания, воздействие органонефтяной среды и блуждающих токов. Подрельсовые основания, применяемые на железнодорожных путях России в настоящее » время, представляют собой сложные предварительно напряжённые струнобе-

тонные конструкции, исследование долговечности которых, вследствие возможного характера разрушения, представляет наибольший интерес.

Учитывая это, проведение исследований долговечности конструкций подрельсовых оснований на основе шлакощелочных вяжущих, является актуальным. _ ______

.^ИОНАЛЬИАЯ ] ЫБЛИОТЕКА | С. Петербург ц„ | ' 09

1

Ю8

Ч

Цель работы. Целью работы является оценка долговечности конструкций подрельсовых оснований, изготовленных на основе шлакощелочных вяжущих, после длительной эксплуатации в пути.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- провести оценку минералогического состава шлакощелочного бетона после длительной эксплуатации конструкций в пути;

- изучить изменение показателей поровой структуры шлакощелочного камня во времени;

- проанализировать изменение внутреннего микротрещинообразования в шлакощелочном бетоне подрельсовых оснований после длительной эксплуатации в пути;

- определить физико-механические характеристики шлакощелочного бетона, эксплуатировавшегося длительное время;

- изучить коррозионное поведение стальной арматуры в среде шлакощелочного бетона в условиях длительной эксплуатации;

- оценить экономическую эффективность производства железнодорожных подрельсовых оснований на основе шлакощелочного бетона.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- представлен комплекс экспериментальных данных, полученных при изучении свойств шлакощелочного бетона подрельсовых конструкций железнодорожного пути после десятилетней эксплуатации, подтвердивший возможность и перспективность его использования в транспортном строительстве;

- доказана стабильность минеральных фаз шлакощелочного бетона после эксплуатации в течении 10 лет в сложных условиях железнодорожного пути;

- установлено изменение интегральных и дифференциальных показателей поровой структуры шлакощелочного камня за период времени равный десяти годам;

- определена кинетика микротрещинообразования шлакощелочного бетона в процессе эксплуатации;

- произведена оценка прочностных и деформативных характеристик шлакощелочного бетона переводных брусьев после десятилетней эксплуатации в пути;

- получена закономерность изменения во времени реакционной ёмкости шлакощелочного бетона по отношению к стальной арматуре;

• - проведён анализ поведения высокопрочной проволочной, предвари-

тельно напряжённой арматуры в среде шлакощелочного бетона в условиях длительной эксплуатации.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- результаты, полученные в работе, показали большую, по сравнению с портландцементными, эффективность применения шлакощелочных бетонов в конструкциях подрельсовых оснований железнодорожного пути;

- результаты исследований могут быть использованы при рациональном выборе вида вяжущего для изготовления конструкций и сооружений транспортного и других областей строительства, работающих в сложных условиях динамического, атмосферного и коррозионного воздействий, проектируемых на длительные сроки службы;

- суммарный расчётный годовой экономический эффект при переводе одной технологической линии ГУЛ «Чудовский завод железобетонных шпал» на производство конструкций из шлакощелочного бетона составляет 3,925 млн. рублей/год;

- разработки, полученные в ходе рабогы, используются при чтении лекций по специальностям: «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство», «Мосты и тоннели», «Промышленное и гражданское строительство».

Достоверность полученных результатов подтверждается данными экспериментальных исследований, выполненных с применением современных ме-

тодов физико-химического анализа, достаточными выборками и статистической обработкой результатов.

На защиту выносится:

Совокупность полученных экспериментальных и теоретических результатов, установленных в процессе исследований закономерностей.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных «Неделя науки», (ПГУПС, 2000 - 2003 гг.), X научно-практической конференции «Проблемы сбросов и выбросов загрязняющих веществ, размещение отходов» (СПГТУРП, 2001), 5 международной конференции «Environmental Engineering» (Вильнюс, 2002 г.), международной научной конференции «Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов» (Апатиты, 2003 г.).

Публикации

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 печатных работах.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы. Общий объём диссертационной работы составляет 144 страницы, в том числе 19 рисунков, 25 таблиц. Список литературы включает 124 наименования российских и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введение обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель работы, излагается научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проводится аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по проблеме исследования.

Шлакощелочные вяжущие являются частным случаем щелочно-щелочноземельных алюмосиликатных вяжущих и получаются путём затворе-ния молотых металлургических шлаков (алюмосиликатный компонент) растворами соединений щелочных металлов (лития, калия, натрия), дающих в воде щелочную реакцию (щелочной компонент) или совместным помолом этих веществ. Впервые новые вяжущие материалы были предложены д.т.н., проф. В.Д. Глуховским и получили дальнейшее развитие в работах его учеников и последователей: П.В. Кривенко, Р.Ф. Руновой, И.А. Пашкова, Е.А. Старчевской, Г.С. Ростовской, Ж.В. Скурчинской, О.Н. Сикорского, Р.Л. Серых, И.Ю. Петренко, В.В. Гончарова, Г.В. Румыны, В.В. Чирковой, В.П. Ильина, В.А. Ракши, Н.И. Астапова, А.Г. Гелеверы, Л.А. Маясовой, Е.К. Пушкарёвой, В.Ю. Тимковича, А.Е. Алексенко, О.Я. Петропавловского, Б.С. Баталина, Т.М. Петровой, И.В. Белицкого, Б.И. Петракова, С.А. Ткаленко и других.

Шлакощелочные бетоны — прогрессивные строительные материалы, обладающие уникальным комплексом свойств, эффективность применения которых во многих областях строительства по значительному количеству параметров превосходит другие виды современных материалов.

Поскольку шлакощелочные бетоны являются сравнительно молодым материалом, опыт эксплуатации конструкций и сооружений на их основе не является исчерпывающим. Учитывая всё возможное многообразие видов бетонов на основе шлакощелочных вяжущих и условий их эксплуатации, такой опыт является явно не достаточным, так например, данные о коррозионном поведении арматуры (особенно предварительно напряжённой) в среде шлакощелочно-го бетона, практически, отсутствуют.

При рассмотрении наиболее массовых конструкций и сооружений транспортного строительства следует отметить, что наиболее неблагоприятное сочетание эксплуатационных факторов воздействует на конструкции подрель-

совых оснований. Их изготовляют из предварительно напряжённого железобетона, поэтому угроза коррозии арматуры, которая может служить причиной её обрыва, представляется особенно опасной. Изучая вопросы долговечности под-рельсовых оснований, можно с большой долей достоверности прогнозировать работу бетонов в других конструкциях и сооружениях (не только транспортного строительства), эксплуатирующихся в более благоприятных условиях. Наиболее эффективно проводить исследования долговечности конструкций под-рельсовых оснований на переводных брусьях, работающих в более сложных условиях, чем шпалы.

В настоящее время существует недостаточно сведений о процессах, протекающих в железобетоне при длительных сроках службы, даже для подрель-совых оснований на основе традиционного портландцемента, данные же об эксплуатационной долговечности подрельсовых оснований на основе шлако-щелочного бетона полностью отсутствуют.

Во второй главе приводятся характеристики материалов и методик, использовавшихся в работе. В исследованиях применялся шлак Череповецкого металлургического комбината (Мо=1,07). На основе анализа сделан вывод об отсутствии существенных колебаний его химического состава за период более 30 лет. В качестве щелочного компонента применён растворимый силикат натрия с плотностью 1250...1300 кг/м3 и силикатным модулем Ms=l,50.

Основным объектом исследований являлись конструкции переводных брусьев стрелочного перевода, уложенные в путь на Октябрьской железной дороге в 1990 году и находившиеся в сложных условиях эксплуатации в течении десяти лет. Для сравнительных испытаний применялись образцы, хранившиеся в течении аналогичного времени в лабораторных условиях.

Основные методы исследований включали: рентгенофазовый анализ (рентгеновский дифрактометр ДРОН-2,0), химический анализ (микрозондовый энергетический спектрометр Link AN 10000-S/85), оптическую микроскопию, растровую электронную микроскопию (растровый электронный микроскоп

Akashi, ABT-55), метод малоуглового рентгеновского рассеяния. Физико-механические характеристики бетона оценивались прямыми и неразрушающи-ми методами контроля.

В третьей главе проводится анализ изменений структуры бетона после длительной эксплуатации.

Микроструктура цементной матрицы и её стабильность во времени является одной из важнейших характеристик долговечности материалов на основе неорганических вяжущих веществ. Она определяется фазовым составом гид-ратных новообразований и характеристиками порового пространства.

Для изучения стабильности во времени минеральных фаз шлакощелоч-ного вяжущего был проведён рентгенофазовый анализ образцов шлакощелоч-ного камня и бетона, отобранных из конструкций после эксплуатации и лабораторного хранения. Было установлено, что основными продуктами гидратации шлакощелочного вяжущего являются малорастворимые минералы: низкоосновные гидросиликаты кальция, натриево-кальциевые силикаты состава гмели-нита, минералы, подобные анальциму, кальцит, кремнезём. Так же в шлакоще-лочном камне в возрасте от 7 суток до 10 лет наблюдаются минералы исходного шлака. Подтверждено, что в образцах камня и бетона как раннего, так и десятилетнего возраста отсутствует портландит, высокая растворимость которого является одной из основных причин коррозии камня на основе портландцемента. Установлено, что минералогический состав шлакощелочного камня стабилен во времени.

Сравнительный анализ образцов, отобранных из бетона лабораторного хранения и бетона конструкций после эксплуатации в пути, показал, что в их минералогическом составе принципиальных отличий нет. Это свидетельствует о высокой стабильности новообразований во времени под воздействием эксплуатационных факторов.

Одним из основных факторов, сопровождающих твердение, является формирование поровой составляющей структуры искусственного камня.

В работе впервые изучена кинетика изменения дифференциальных и интегральных показателей пористости шлакощелочного камня в интервале 3 сут. ...10 лет. На рисунке 1 представлены результаты дифференциального распределения пор по размерам, полученные методом малоуглового рентгеновского рассеяния, который позволяет определять параметры пор в диапазоне размеров 5-10"9...2-10"7 м.

§35

I34

33 32 31 30 29 28 27

\

\ \ \

\ \

\ ч

\ > ч

к N ■ ч у

• Ч

\

V

Я, «Л»

123456769 Ш после изготовления —и—10 лет

Рисунок 1 Дифференциальное распределение пор по размерам (метод малоуглового рентгеновского рассеяния)

На рисунке 2 представлены результаты дифференциального распределения пор по размерам, полученные методом оптической микроскопии, который, в нашем случае, позволил определять параметры пор в диапазоне размеров 2-Ю"6...5-Ю"4 м. В таблице 1 приведены интегральные показатели концентрации пор различных размеров.

Анализ полученных данных показал, что с течением времени общее количество пор каждого диапазона возрастает примерно в 2 раза. Увеличение

| 10 ; э а 7 6 5 4 3 2 1 О

Л

1

к

\

г

> \

\ \ к

\ V

\

12345678 —поело изготовления —и—10 лет

Рисунок 2 Дифференциальное распределение пор по размерам (метод оптической микроскопии)

количества пор во времени в области субмикропор дают поры, приближающиеся по размерам к гелевым (0,5-Ю"8 м...5,0-10"8 м), а в области макропор — поры, приближающиеся по размерам к капиллярным (2,0-10 м... 0,7-10"4 м), количество макропор остальных размеров со временем уменьшается.

Таблица 1 — Интегральные показатели концентрации пор

Возраст образцов Концентрация пор, см"3

Субмикропоры 2,5-1(Г9м<11<5,(М0Лл Микропоры 5,0-10"1!м<а<1,01(Г6м Макропоры 1,0-10"6м<К<5,0-1 СИм

после из-готовл. 4,15-10и ~2,5-Ю10 (~1) 5,0-104

10 лет 9,27-Ю15 ~3,0-Ю10(~1) 11,0-Ю4

Помимо распределения пор по размерам важное значение имеет дифференциальное распределение объёма пор разных размеров. На рисунке 3 приведено дифференциальное распределение фракционного объёма пор по размерам, полученное методом малоуглового рентгеновского рассеяния, на рисунке 4 — полученные методом оптической микроскопии.

0,0018

%

%0,0016 $

^0,0014 0,0012 0,0010 0,0008 0,0006 0,0004 0,0002

/- X

/ Г 1 > ■

/ / / \

У г / \ N

у / \

/ \ \

/ \

/

/

Я, 10е и

1 2 3 4 5 6 7 8 —посла изготовления —и—10 лет

Рисунок 3 Дифференциальное распределение фракционного объёма пор по размерам (метод малоуглового рентгеновского рассеяния).

Анализ данных рисунков 3 и 4 показал, что все пики на кривых дифференциального распределения фракционного объёма пор по размерам, с течением времени, сдвигаются влево, т. е. максимальный объём пор в каждом рассматриваемом диапазоне, по мере гидратации, приходится на всё более мелкие поры.

Интегральное изменение объёма пор различных размеров шлакощелоч-ного камня во времени приведено в таблице 2.

\х0,00016 I

СТО,00014 <3

^0,00012

<3,

0,00010 0,00008 0,00006 0,00004 0,00002 0,00000

Л

Её ■

П 1

V

> 1

■

П,1б*м

12345678 —после изаотовпения —и—10 лет

Рисунок 4 Дифференциальное распределение фракционного объёма пор по размерам (методом оптической микроскопии).

Как видно из приведённых данных, интегральная пористость со временем уменьшается не во всех диапазонах. Если в области макропор происходит её уменьшение, то объём капиллярных пор со временем несколько увеличивается. Это можно объяснить тем, что с течением времени поры оптического диапазона, постепенно заполняясь продуктами гидратации, переходят в области пор меньших размеров. Причём, основная часть «новых» пор приходится на область капилляров малых размеров и гелевых пор, что подтверждают данные дифференциального распределения пор по размерам (рисунок 1) и интегральные показатели концентрации пор (таблица 1).

Рассмотренное перераспределение размеров и объема пор согласуется с принятой теорией изменения пористости во времени. Процесс постепенного перераспределения пор всех диапазонов в области меньших размеров оказывает позитивное влияние на долговечность шлакощелочного камня.

Таблица 2 — Интегральное изменение объёма пор различных размеров шлакощелочного камня во времени

Размеры пор Объём пор (АУЛ/), %

после изготовления 10 лет

§ Iе субмикропоры 2,5 10"9 м<Я<5,0 10"8м 6,6 7,4

А £ 1 Р а £ а 1 6 с микропоры 5,0 10"8м<Я< 1,0 10"5м «2 «3

Я £ * С общая 2,5 10'9м <Я< 1,0 10"5м 8,6 10,4

макропоры 1,0 10*5 м<Я< 5,0 Ю^м 22,0 19,0

общая пористость (без пор геля) 2,5 10"9м<Я<5,0 10*4 м 30,6 29,4

Для оценки возможного внутреннего микротрещинообразования в шла-кощелочном бетоне после его длительной эксплуатации из конструкций были отобраны образцы и сделаны их растровые электронные снимки.

Установлено, что система микротрещин шлакощелочного бетона после десятилетней эксплуатации остаётся дискретной, при незначительном увеличении ширины их раскрытия. Так, средняя ширина раскрытия микротрещин в бетоне, не работавшем под воздействием динамической нагрузки, стабилизирова- « лась в пределах 0,1___1 мкм, в образцах, отобранных из конструкций, эксплуатировавшихся в пути, составила 1...2 мкм. Сравнительный анализ показал, что характер системы микротрещин шлакощелочного бетона после десятилетней эксплуатации выгодно отличается от аналогичных показателей бетона на основе портландцемента даже сразу после его изготовления. Максимальная ширина раскрытия микротрещин конструкций на основе портландцемента значительно

(до 50 раз) превосходит ширину раскрытия микротрещин, обнаруженных в шлакощелочном бетоне.

В четвёртой главе анализируется поведение предварительно напряжённой арматуры в среде шлакощелочного бетона.

Для суждения об условиях возникновения и нарушения пассивности стали в бетоне необходимо знать степень щелочности, создающуюся при твердении вяжущего, и концентрацию ионов-активаторов и пассиваторов стали в жидкой фазе с учётом возможного связывания их в малорастворимые соединения.

Имея в виду длительное защитное действие, необходимо оценить реакционную ёмкость бетона, т. е. запас основных оксидов в цементном камне, способных под держивать нужный уровень щелочности с учётом постепенного их связывания кислыми агрессивными агентами.

Если щелочность среды в бетоне на основе портландцемента поддерживается высоким содержанием гидроксида кальция, то в шлакощелочных бетонах она обеспечивается содержанием значительного количества свободных едких щелочей. Вследствие природы шлакощелочных вяжущих, первоначальное содержание свободных щелочных оксидов является достаточно высоким для пассивации стальной арматуры, однако, со временем, в ходе процесса гидратации, их содержание постепенно уменьшается в следствии того, что они переходят в малорастворимые соединениям, тем самым обеспечивая длительный рост прочности шлакощелочного камня во времени. Если, с точки зрения структуро-образования, этот процесс является положительным, то с точки зрения сохранения бетоном реакционной ёмкости по отношению к стальной арматуре, он может являться опасным.

Было проведено определение содержания натрия, входящего в легкорастворимые и труднорстворимые соединения. В таблице 3 приведены эти данные для шлакощелочного камня нормального твердения и прошедшего тепловлаж-ностную обработку, за период, равный десяти годам.

Таблица 3 — Кинетика связывания щелочных соединений в процессе гидратации шлакощелочного вяжущего

Возраст образцов Связанная щелочь, %

тепловлажностная обработка нормально-влажност-ное твердение

1 сутки 48 40

7 суток 51 43

28 суток 52 48

6 месяцев 54 59

1 год 63 63

5 лет 65 64

10 лет 66 66

Анализ показывает, что как для шлакощелочного камня нормального твердения, так и прошедшего тепловлажностную обработку, основное количество свободной щелочи переходит в труднорастворимые соединения в течение первого года гидратации. К этому же времени количество связанной щелочи для бетонов вне зависимости от условий твердения — уравнивается. Дальнейший процесс связывания свободных щелочей протекает более медленно, что говорит о сохранении высокой реакционной ёмкости бетона по отношению к стальной арматуре.

С точки зрения коррозионного поведения арматуры, вследствие своей конструкции и жёстких условий эксплуатации, железнодорожные брусья и шпалы являются наиболее интересными объектами исследований. При визуальном осмотре в брусьях, изъятых из пути после десяти лет эксплуатации, следов коррозии арматуры обнаружено не было. Прилегающий к арматуре слой имел более тёмную окраску и более плотную структуру, чем остальная толща бетона.

Анализ снимков контактной зоны арматуры и бетона, выполненных с помощью растрового электронного микроскопа, подтвердил отсутствие коррозионных повреждений арматуры и деструкции прилегающего к арматуре слоя бетона.

Одной из главных причин длительной сохранности арматуры в бетоне является образование на её поверхности защитных плёнок. Для изучения пассивирующих арматуру плёнок были сделаны микрофотографии поверхности бетона, прилегающей к ней, показавшие наличие более тёмных и светлых областей. В ходе дальнейших исследований был проведён их поэлементный химический анализ (таблица 4).

Таблица 4 — Поэлементный химический состав пассивирующей арматуру плёнки и последующего слоя бетона

Элемент Пассивирующая плёнка Последующий слой бетона

содерж., % атомарн., % содерж., % атомарн., %

N3 14,609 27,844 11,909 16,317

мё 0,000 0,000 2,562 3,320

А1 0,569 0,925 5,497 6,418

Б! 4,048 6,314 35,930 40,291

8 0,068 0,093 0,617 0,606

К 0,045 0,051 0,590 0,475

Са 4,817 5,267 37,632 29,575

Т1 0,000 0,000 0,427 0,281

Мп 0,261 0,208 0,040 0,023

¥е 75,583 59,299 4,777 2,694

всего 100,001 100,000 99,981 100,000

Это позволило констатировать, что на поверхности арматуры образуется и длительное время сохраняется пассивирующая плёнка. Присутствие этой

плёнки в исследовавшихся образцах лишь на некоторой части поверхности прилегающего к арматуре бетона («пятна» на электронных микрофотографиях), можно объяснить тем, что её толщина чрезвычайно мала, и плёнка, по большей части, остаётся на арматуре в процессе приготовления образцов.

Можно отметить, что в образовании пассивирующей плёнки активное участие принимают не только кальций и кремний, как в среде на основе портландцемента, но и натрий, количество которого в межфазной плёнке несколько увеличено, по сравнению с последующим слоем бетона.

Следует учитывать возможность протекания коррозионных процессов в ограниченное время, как на первоначальной стадии твердения, так и при эксплуатации. В этом случае последующий за пассивной плёнкой слой бетона должен был бы содержать продукты коррозии.

Для изучения минералогического состава прилегающего к арматуре слоя бетона был проведён сравнительный рентгенофазовый анализ его и бетона на некотором расстоянии от арматуры. Особое внимание было уделено наличию возможных продуктов коррозии стальной арматуры.

Данные рентгенофазового анализа показали отсутствие в образцах минералов-продуктов коррозии, при этом значительных расхождений в рентгенограммах не наблюдалось. Некоторое изменение структуры и цвета прилегающего к арматуре слоя бетона можно объяснить тем, что через пассивные аноды за счёт переноса ионов металла в порах плёнки протекает небольшой ток, и в процессе миграции ионов железа через пассивирующую плёнку, в слое бетона, прилегающего к поверхности арматуры, вероятно, происходит изоморфное замещение некоторых элементов (например, алюминия) на железо.

Одной из причин потери пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре может являться карбонизация защитного слоя. Установлено, что максимальная глубина карбонизированного слоя бетона конструкций, эксплуатировавшихся в пути составила 3...4 мм; бетона, хранившегося в условиях лаборатории — 5.. .6 мм.

Оценка возможного времени карбонизации защитного слоя бетона показала, что расчётный срок службы большинства конструкций и сооружений железнодорожного транспорта меньше времени, за которое защитный слой бетона полностью карбонизируется.

В нашем случае скорость карбонизации шлакощелочного бетона значительно меньше, чем бетона на основе портландцемента. Причинами более медленной карбонизации являются: минералогический состав новообразований, отсутствие портландита, более плотная поровая структура бетона.

В пятой главе проводится исследование физико-механических характеристик шлакощелочного бетона после длительной эксплуатации.

Результаты механических испытаний образцов, отобранных ит конструкций эксплуатировавшихся в пути, в сравнении с аналогичными характеристиками образцов в возрасте конструкций, хранившихся в лабораторных условиях, и образцов марочного возраста приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Изменение прочностных характеристик бетона во времени

Условия эксперимента, возраст бетона Прочность на сжатие Д, МПа Призменная прочность Яь, МПа Прочность на осевое растяжение Я„ МПа

после изготовления 64,0...75,0 45,0...59,4 5,8...6,7

лабораторное хранение, 10 лет 79,1 65,3 5,4

после эксплуатации в пути, 10 лет 69,5 50,0 5,5

Наиболее важным, на наш взгляд, результатом является то, что не отмечено снижения прочности бетона на растяжение. Это подтверждает, что бетон, после длительной эксплуатации, не претерпел значительных деструктивных изменений, что коррелирует с данными исследования микроструктуры.

Оценивая данные по прочности бетона на сжатие, можно отметить несколько меньшее значение этого показателя для бетона, выбуренного из конструкций. Это можно объяснить тем, что для высокопрочного бетона сложно отобрать и изготовить образцы с идеально параллельными гранями. Это подтверждается и данными, полученными с помощью неразрушающих методов контроля прочности, которая в этом случае превышала 76 МПа.

Деформативные свойства бетона оказывают большое влияние на качество и долговечность бетонных и железобетонных конструкций. В таблице 6 приведены значения модулей упругости и соответствующие относительные деформации бетонов (напряжения составляли 0,3 Кь).

Таблица 6 — Модули упругости и соответствующие относительные деформации шлакощелочного бетона

Условия эксперимента, возраст бетона модуль упругости, Еь хЮ"4, МПа относ, деформации, £ьс хЮ4

после изготовления 2,75...2,85 5,11...5,29

лабораторное хранение, 10 лет 2,87 7,88

после эксплуатации в пути, 10 лет 2,70 6,30

Можно отметить, что значение модуля упругости бетона, хранившегося в нормальных условиях, увеличивается по сравнению с исходным, что отмечалось многими исследователями. Значение модуля упругости бетона после эксплуатации несколько снижается, что согласуется с теорией работы бетона при динамических нагрузках. Она доказывает, что в случае, когда напряжения в бетоне меньше, чем абсолютный предел выносливости, модуль упругости уменьшается при первых же циклах нагружения, сохраняя в дальнейшем постоянную величину.

На рисунке 5 представлено сравнение деформативных характеристик исследовавшихся шлакощелочных бетонов и бетона на основе портландцемента.

Еь х104, МПа

4

О* зт ¡1 4*

-----

// У

1/

БЬ х10 8

ст

0,2 0,4 0,6 0,8ггб

1, Г — соответственно модуль упругости и упругие деформации шла-кощелочного бетона после изготовления; 2 (х), 2' (•) — то же бетона, хранившегося в нормальных условиях; 3 (■), 3' (Т) — то же бетона после эксплуатации в пути в течении десяти лет; 4,4' — то же бетона на основе портландцемента после изготовления.

Рисунок 5 Модуль упругости и упругие деформации исследовавшихся бетонов

Полученные данные свидетельствуют о том, что при работе конструкций в условиях железнодорожного пути, модуль упругости шлакощелочного бетона имеет меньшие значения, чем у портландцементных бетонов, что предо-

пределяет высокую деформативность и лучшую сопротивляемость первых воздействию динамических нагрузок при работе подрельсовых оснований. Большая деформативность шлакощелочного бетона окажет положительное влияние не только на долговечность конструкций подрельсовых оснований, но и на увеличении сроков службы подвижного состава.

В шестой главе приводится расчёт экономической эффективности производства подрельсовых оснований на основе шлакощелочного бетона. Расчёт производился на примере перевода на изготовление этого вида бетона ГУП «Чудовский завод железобетонных шпал», являющимся в настоящее время единственным производителем железобетонных шпал и переводных брусьев в Северо-Западном регионе России.

Экономическая эффективность производства железнодорожных железобетонных шпал на основе шлакощелочного вяжущего, по сравнению с конструкциями на основе портландцемента, в условиях ГУП «Чудовский завод железобетонных шпал», составила 15,7 рублей/шпала.

Суммарный годовой экономический эффект при переводе одной технологической линии на производство конструкций на основе шлакощелочного бетона составляет 3,925 млн. рублей/год, всего производства шпал — 11,775 млн. рублей/год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Комплексная оценка эксплуатационной долговечности подрельсовых оснований железнодорожного пути на основе шлакощелочного бетона выявила ряд преимуществ их использования по сравнению с конструкциями на основе портландцемента. Использование шлакощелочных бетонов позволит не только экономить природные ресурсы и средства при производстве подрельсовых оснований, но и значительно увеличить срок их службы.

2. Оценка минералогического состава шлакощелочного камня и бетона, как лабораторного хранения, так и после длительной эксплуатации в условиях железнодорожного пути, показала их высокую стабильность во времени.

3. Установлено, что по мере гидратации происходит рост количества мелких пор для каждого диапазона размеров, их максимальная объёмная доля также смещается в область пор меньших размеров. Такое перераспределение оказывает положительное влияние на долговечность шлакощелочного камня.

4. Впервые показано, что микроструктура шлакощелочного бетона после десятилетней эксплуатации не претерпевает принципиальных изменений. Система микротрещин осталась дискретной, незначительно увеличилась максимальная ширина раскрытия микротрещин.

5. Впервые установлено, что шлакощелочной бетон имеет достаточную реакционную ёмкость по отношению к стальной арматуре и обеспечивает её пассивное состояние начиная с момента изготовления и в течении длительного срока. На поверхности стальной арматуры образуются пассивирующие плёнки, предохраняющие её от коррозии. При отсутствии свободного гидроксида кальция в образовании пассивирующих плёнок активное участие принимают не только кальций и кремний, как в среде портландцемента, но и натрий. В прилегающем к арматуре слое бетона отсутствуют минералы-продукты коррозии, что свидетельствует о пассивности плёнок весь период эксплуатации.

, 6. Скорость карбонизации шлакощелочного бетона в рассматриваемых условиях эксплуатации значительно меньше, чем скорость карбонизации бетона на основе портландцемента. Показано, что расчётный срок службы большинства конструкций и сооружений железнодорожного транспорта значительно меньше времени, за которое защитный слой бетона толщиной в двадцать миллиметров полностью карбонизируется.

7. После длительной эксплуатации в пути не наблюдается существенного снижения прочности шлакощелочного бетона. Значения модуля упругости шлакощелочного бетона имеет меньшие значения, чем у портландцсментных

бетонов, что предопределяет высокую деформативность первого и лучшую сопротивляемость воздействию динамическим нагрузкам и, как следствие уменьшение общей жёсткости железнодорожного пути, что позволит уменьшить эксплуатационные затраты на содержание верхнего строения пути и подвижного состава.

*

8. Доказана экономическая эффективность перевода ГУП «Чудовский завод железобетонных шпал» на производство подрельсовых оснований на основе шлакощелочных бетонов. Учёт дополнительных показателей значительно увеличит общую экономическую эффективность рассматриваемого проекта.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Полетаев А. В. Долговечность шлакощелочных бетонов, изделий и конструкций на их основе Н Тезисы науч.-техн. конф. «Неделя науки». - С-Пб.: ПГУПС, 2000. - с. 80-81.

2. Полетав А. В. Оценка свойств шлакощелочных бетонов после длительной эксплуатации // 61-я науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Неделя науки-2001»: Программа и тезисы докладов. - С-Пб.: ПГУПС, 2001.-с. 145.

3. Кармазь Н. А., Петрова Т. М., Полетаев А. В. Рациональное использование

4

отходов предприятий Северо-Западного региона в производстве бетонных и железобетонных конструкций при строительстве объектов транспортного назначения // Проблемы сбросов и выбросов загрязняющих веществ, разме- i

щение отходов: X науч.-практ. конф., - С-Пб.: ВНИИЖ, 2001. - с. 106-111.

4. Полетаев А. В. Высокопрочный керамзитобетон на основе шлакощелочного вяжущего и низкопрочного керамзита // 62-я науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Неделя науки-2002»: Программа и тезисы докладов. - С-Пб.: ПГУПС, 2002. - с. 215-216.

5. Petrova Т., Poletaev A. About the durability of slag alkaline concrete // Building and Finishing Materials: Standards of XXI Century: Sixth АРАМ Topical Seminar. - Новосибирск, ин-т химии CO РАН, НГАСУ, 2001. - c.158.

6. Petrova Т., Poletaev A. Application of slag-alkaline expanded clay aggregate concrete in under rail structures U Environmental Engineering: 5th International Conference.- Vilnius Gediminas Tachnical University, 2002. - p. 71.

7. Полетаев А. В. Коррозионная стойкость арматуры в шлакощелочном бетоне // Прогрессивные ресурсосберегающие технологии в строительстве: Сб. научи. тр. - С-Пб., ПГУПС, 2002. - с. 67-71.

8. Петрова Т. М., Блажко JI. С., Полетаев А. В. Управление жёсткостью железнодорожного пути изменением модуля упругости материала конструкций подрельсового основания // Прогрессивные ресурсосберегающие технологии в строительстве: Сб. научн. тр. - С-Пб., ПГУПС, 2002. - с. 44-50.

9. Петрова Т. М., Полетаев А. В. Изменение поровой структуры шлакощелоч-ного бетона во времени // Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве: Сб. научн. тр. международной научн.-практ. конф. - Белгород, БелГТАСМ., 2002. - 42. -с. 166-170.

Ю.Петрова Т. М., Полетаев А. В. Оценка коррозионной стойкости арматуры шлакощелочного железобетона после длительной эксплуатации // Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве: Сб. научн. тр. международной научн.-практ. конф. - Белгород, БелГТАСМ., 2002. -42.-е. 162-165.

П.Петрова Т. М., Полетаев А. В. К вопросу о поровой структуре шлакощелочного бетона // Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов: Материалы междунар. науч. конф. - Апатиты., 2003. -с. 151-153.

12.Петрова Т. М., Полетаев А. В. Микроструктура шлакощелочного бетона после длительной эксплуатации // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации трапспортных объектов: Сб. науч. тр. - С-Пб., ПГУПС, 2003-с. 57-58.

Подписано к печати 23.05.03r. Печ.л. - 1.5

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16

Тираж 100 экз. Заказ № 53-/.

Тип. ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр., 9

2oc>J-ü

^10 8 8 7

i

ВВЕДЕНИЕ.

1 Состояние вопроса, цели и задачи исследований.

1.1 Шлакощелочные вяжущие и бетоны.

1.1.1 Гидравлические вяжущие на основе щелочных металлов.

1.1.2 Щелочно-щелочноземельные вяжущие вещества.

1.1.3 Шлакощелочные вяжущие и бетоны.

1.2 Эксплуатационная долговечность шлакощелочных бетонов.

1.2.1 Долговечность и надёжность строительных изделий и конструкций.

1.2.2 Опыт эксплуатации шлакощелочных бетонов.

1.3 Работа конструкций подрельсовых оснований железнодорожного пути.

Выводы по главе.

Постановка цели и задач исследования.

2 Материалы, использованные в исследованиях и методики экспериментов.

2.1 Материалы.

2.1.1 Доменный шлак.

2.1.2 Щелочные компоненты.

2.1.3 Переводные брусья из шлакощелочного бетона

2.2 Методики исследования.

2.2.1 Определение минералогического и химического составов новообразований.

2.2.2 Определение параметров структуры.

2.2.3 Изучение физико-механических свойств бетона конструкций.

Выводы по главе.

3 Состав и структура бетона после длительной эксплуатации.

3.1 Исследование изменения фазового состава продуктов гидратации шлакощелочного камня и бетона во времени.

3.2 Поровые характеристики шлакощелочного камня.

3.2.1 Формирование поровой структуры в процессе гидратации минеральных вяжущих.

3.2.2 Классификация порового пространства искусственного камня.

3.2.3 Сравнительная оценка пористости портландцементного и шлакощелочного камня.

3.2.4 Изменение дифференциальных и интегральных параметров пористости шлакощелочного камня во времени

3.3 Микроструктура бетона после длительной эксплуатации.

Выводы по главе.

4 Оценка состояния предварительно напряжённой арматуры конструкций.

4.1 Механизм коррозионных процессов, протекающих на поверхности стальной арматуры в железобетонных конструкциях.

4.2 Условия пассивации стальной арматуры.

4.3 Реакционная ёмкость шлакощелочного бетона по отношению к стальной арматуре.

4.4 Плёнки, пассивирующие арматуру.

4.5 Оценка карбонизированного слоя бетона.

Выводы по главе.

5 Физико-механические характеристики шлакощелочного бетона после длительной эксплуатации

5.1 Прочностные характеристики бетона.

5.2 Модуль упругости бетона.

Выводы по главе.

6 Экономическая эффективность применения шлакощелочных бетонов в транспортном строительстве

Выводы по главе.

Современные строительные материалы должны отвечать широкому спектру требований, таких как экономичность, высокие физико-механические характеристики, технологичность, долговечность и др.

Особое внимание, в настоящее время, уделяется и проблеме охраны окружающей среды. Глобальный кризис, связанный с истощением сырьевых ресурсов, современная наука может частично или полностью предотвращать путём перевода промышленного производства на так называемые «замкнутые процессы», как это имеет место в природе, «где ничего не выбрасывается, поскольку всё снова потребляется» [1].

Одним из путей развития строительной индустрии в области вяжущих веществ, удовлетворяющий всем этим требованиям, является получение их из попутных продуктов различных производств как части технологической цепочки других областей промышленности. Это позволяет не только максимально использовать ограниченные запасы природного сырья и исключать вредное воздействие на окружающую среду, но и получать более дешёвые, по сравнению с существующими, материалы, что является немаловажным в условиях развивающейся рыночной экономики страны.

В строительстве главным образом используются вяжущие, продуктами гидратации которых являются аналоги кальциевых природных минеральных образований. Но известно, что в земной коре, наряду с кальциевыми, широко представлены водные и безводные натриевые и калиевые алюмосиликаты, а также смешанные натрие-во-калиево-кальциевые алюмосиликаты [2]. Одними из современных эффективных материалов, подобных таким минералам земной коры, являются шлакощелочные бетоны. Проведённые в Петербургском государственном университете путей сообщения исследования позволили оценить свойства, изготовить и впервые в России уложить в путь на Октябрьской железной дороге предварительно напряжённые переводные железнодорожные брусья из шлакоще-лочного бетона [3].

Вопрос долговечности строительных изделий и конструкций всегда являлся одним из важнейших в области строительства. Особенно он важен для конструкций из железобетона, что связано с трудностями его повторного использования. Если при металлических конструкциях возможна их переплавка — применение как вторичного сырья в металлургии, то использовать вышедший из строя железобетон не так просто [4].

Значительным потребителем высокомарочных бетонов является транспортное строительство. Особые требования предъявляются к материалам конструкций подрельсовых оснований железнодорожного пути, опыт эксплуатации которых выдвигает широкий комплекс жёстких требований, которому должны отвечать эти материалы.

Разработка конструкций железобетонных шпал предполагала их использование в течении нескольких межремонтных сроков. В то же время большая часть повторно укладываемых шпал направляется в малодеятельные станционные и подъездные пути [5]. Анализ причин разрушения железобетонных шпал в пути показывает, что в большинстве случаев их выход из строя происходит из-за несоответствия свойств бетона условиям эксплуатации. Характер разрушения железобетонных шпал показывает, что деструкции в наибольшей мере подвержены те области конструкции, где чётко прослеживается взаимное влияние арматуры и бетона. В то же время основной тенденцией в современном развитии техники повышения долговечности материалов на основе неорганических вяжущих отдаётся так называемым методам первичной защиты — повышению стойкости бетона и его защитных свойств по отношению к арматуре [4].

Подрельсовые основания железнодорожного пути, вследствие характера своей работы, являются уникальным объектом исследований. В процессе эксплуатации они воспринимают высокие динамические и статические нагрузки, влияние попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высушивания, воздействие органонефтяной среды и блуждающих токов. Подрельсовые основания, применяемые на железнодорожных путях России в настоящее время, представляют собой сложные предварительно напряжённые струнобетонные конструкции, исследование долговечности которых, вследствие возможного характера разрушения, представляет наибольший интерес. Вследствие вышесказанного, изучение поведения железобетона конструкций подрельсовых оснований железнодорожного пути за длительный период времени, может дополнительно служить оценкой возможности его применения не только в транспортном, но и других областях строительства.

Учитывая вышесказанное, проведение исследований долговечности конструкций подрельсовых оснований на основе шлако-щелочных бетонов и сравнение с аналогичными характеристиками конструкций на основе портландцемента, является актуальным.

Цель работы

Целью работы является оценка долговечности конструкций подрельсовых оснований изготовленных на основе шлакощелочных вяжущих после длительной эксплуатации в пути.

Автор защищает

Совокупность полученных экспериментальных и теоретических результатов, установленных в процессе исследований закономерностей.

Научная новизна работы

- представлен комплекс экспериментальных данных, полученных при изучении свойств шлакощелочного бетона подрельсовых конструкций железнодорожного пути после десятилетней эксплуатации, подтвердивший возможность и перспективность его использования в транспортном строительстве;

- доказана стабильность минеральных фаз шлакощелочного бетона после эксплуатации в течении 10 лет в сложных условиях железнодорожного пути;

- установлено изменение интегральных и дифференциальных показателей поровой структуры шлакощелочного камня за период времени равный десяти годам;

- определена кинетика микротрещинообразования шлакощелочного бетона в процессе эксплуатации;

- произведена оценка прочностных и деформативных характеристик шлакощелочного бетона переводных брусьев после десятилетней эксплуатации в пути;

- получена закономерность изменения во времени реакционной ёмкости шлакощелочного бетона по отношению к стальной арматуре;

- проведён анализ поведения высокопрочной проволочной, предварительно напряжённой арматуры в среде шлакощелочного бетона в условиях длительной эксплуатации.

Практическое значение работы

- результаты, полученные в работе показали большую, по сравнению с портландцементными, эффективность применения шлакощелочных бетонов в конструкциях подрельсовых оснований железнодорожного пути;

- суммарный расчётный годовой экономический эффект при переводе одной технологической линии ГУП «Чудовский завод железобетонных шпал» на производство шпал на основе шлакоще-лочного бетона составляет 3,925 млн. рублей/год;

- результаты исследований могут быть использованы при выборе вида бетона для изготовления конструкций и сооружений транспортного и других областей строительства, работающих в сложных условиях динамического, атмосферного и коррозионного воздействий, проектируемых на длительные сроки службы;

- разработки, полученные в ходе работы используются при чтении лекций по специальностям: "Промышленное и гражданское строительство, "Мосты и тоннели", "Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство".

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на ежегодных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных «Неделя науки», (ПГУПС, 2000 - 2003.), на X научно-практической конференции "Проблемы сбросов и выбросов загрязняющих веществ, размещение отходов" (СПГТУРП, 2001).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Достоверность результатов

Достоверность результатов подтверждена данными экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов физико-химического анализа, достаточными статистическими выборками результатов.

Работа выполнялась на кафедре «Строительные материалы и технологии» в Петербургском государственном университете путей сообщения МПС РФ.

Общие выводы

1. Оценка минералогического состава шлакощелочного камня и бетона, как лабораторного хранения, так и после длительной эксплуатации в условиях железнодорожного пути, показала их высокую стабильность во времени и отсутствие портландита, высокая растворимость которого является основной причиной коррозии бетона на основе портландцемента.

2. Установлено, что по мере гидратации происходит рост количества мелких пор для каждого диапазона размеров, их максимальная объёмная доля также смещается в область пор меньших размеров. Такое перераспределение пор оказывает положительное влияние на долговечность шлакощелочного камня.

3. Впервые показано, что микроструктура шлакощелочного бетона после десятилетней эксплуатации не претерпела принципиальных изменений. Система микротрещин осталась дискретной, незначительно увеличилась максимальная ширина раскрытия микротрещин.

4. Впервые установлено, что шлакощелочной бетон имеет достаточную реакционную ёмкость по отношению к стальной арматуре и обеспечивает её пассивное состояние начиная с момента изготовления и в течении длительного срока. На поверхности стальной арматуры образуются пассивирующие плёнки, предохраняющие её от коррозии в течении длительного времени. При отсутствии свободного гидроксида кальция в образовании пассивирующих плёнок активное участие принимают не только кальций и кремний, как в среде портландцемента, но и натрий. В прилегающем к арматуре слое бетона отсутствуют минералы-продукты коррозии, что свидетельствует о пассивности плёнок весь период эксплуатации.

5. Скорость карбонизации исследовавшегося шлакощелочного бетона в рассматриваемых условиях эксплуатации значительно меньше, чем скорость карбонизации бетона на основе портландцемента. Показано, что расчётный срок службы большинства конструкций и сооружений железнодорожного транспорта меньше времени, за которое защитный слой бетона толщиной в двадцать миллиметров полностью карбонизируется.

6. В результате физико-механических испытаний бетона конструкций после длительной эксплуатации не наблюдается значимого снижения прочностей на растяжение и сжатие. Модуль упругости шлакощелочного бетона имеет меньшие значения, чем у портланд-цементных бетонов, что предопределяет высокую деформативность и лучшую сопротивляемость воздействию динамическим нагрузкам при работе подрельсовых оснований, и в следствие уменьшения общей жёсткости железнодорожного пути, позволит уменьшить эксплуатационные затраты на содержание верхнего строения пути и подвижного состава.

7. Доказана экономическая эффективность перевода ГУП «Чу-довский завод железобетонных шпал» на производство подрельсовых оснований на основе шлакощелочных бетонов. Учёт дополнительных показателей значительно увеличит общую экономическую эффективность рассматриваемого проекта.

8. Комплексная оценка эксплуатационной долговечности подрельсовых оснований железнодорожного пути на основе шлакощелочного бетона выявила ряд преимуществ их использования по сравнению с конструкциями на основе портландцемента. Использование шлакощелочных бетонов позволит не только экономить природные ресурсы и средства при производстве подрельсовых оснований, но и значительно увеличить срок их службы.

1. Капица П. J1. Эксперимент. Теория. Практика.: Статьи и выступления. М.: Наука., 1987. -496 с.

2. Глуховский В. Д. Избранные труды. К: «Буд1вельник», 1992, - 208 с.

3. Петрова Т. М. Бетоны для транспортного строительства на основе бесцементных вяжущих: Дис. . докт. техн. наук. С.Пб.: ПГУПС, 1997-537 с.

4. Алексеев С. Н., Иванов Ф.М., Модры М, Шиссель П. Долговечность железобетона в агрессивных средах. М.: Стройиздат, 1990. - 320 с.

5. Комянко А. И., Серебренников В.В. Оценка долговечности железобетонных шпал // Применение железобетона в верхнем строении железнодорожного пути: Сб. науч. тр. / Под ред. Амеличе-ва И.В. М.: Транспорт, 1984. - 120 с.

6. Мчедлов-Петросян О. П. Теоретические основы формирования прочности цементного камня // Сб. докл V Всесоюз. науч.-техн. совещания по химии цемента и технологии цемента. М.: 1980, с. 20 - 23.

7. Журавлёв В. Ф. Химия вяжущих веществ. М.: Госстройиздат, 1951. -194 с.

8. Ржаницын Б. А. Силикатизация песчаных грунтов. М.: Маш-стройиздат, 1949. -105 с.

9. Жилин А. И. Растворимое стекло, его свойства, получение и применение. М., Свердловск: ГОНТИ-НКТМ, 1939. - 107 с.

10. Константинов В. В., Пужанов Г. Т. Шлакосиликат — высокопрочный быстротвердеющий материал // Вестн. Казах, фил. Акад. стр-ва и архитектуры СССР. 1958, № 1-2. - с. 31-33.

11. Григорьев П. Н., Матвеев М.А. Растворимое стекло. М.: Гостройиздат, 1956. -442 с.

12. Глуховский В. Д. Грунтосиликаты. К: Госстойиздат, 1959. -126 с. (Сб. тр)

13. Глуховский В. Д. и др. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1981. -224 с.

14. Глуховский В. Д. Шлакощелочные цементы, бетоны и конструкции // Сб. докл. II Всесоюз. научн.-практ. конф. К.: КИСИ, 1984. - с. 3-10.

15. Кривенко П. В. Синтез вяжущих с заданными свойствами в системе МегО-МеО-МегОз-вЮг-НгО: Автореф. дис. . докт. техн. наук. К.: КИСИ, 1986.-40 с.

16. Кривенко П. В., Пушкарёва Е. К. Долговечность шлакощелочного бетона. К: «Буд1вельник», 1993. - 224 с.

17. Глуховский В. Д., Малолепши Я. Долговечность шлакощелочного бетона // Докл. и тез докл. III. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1989, т. I.-с. 55-56.

18. Пашков И. А. Грунтосиликатные бетоны с применением гранулированных доменных шлаков // Исследование и внедрение в производство грунтосиликатных материалов, конструкций и изделий: Материалы II респ. науч.-техн. конф. К., 1968. - с. 15-17.

19. Ракша В. А. Исследование влияния химического состава шлаков на свойства шлакощелочных вяжущих и бетонов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. К.: КИСИ, 1975. -22 с.

20. Кривенко П. В. Специальные шлакощелочные цементы. -К.: Буд1вельник, 1992. 192 с.

21. Кривенко П. В. Закономерности формирования структуры и свойства цементного камня шлакощелочных вяжущих // Сб. докл. II Всесоюз. научн.-практ. конф. К.: КИСИ, 1984. - с. 10-16.

22. Щелочные и щелочно-щелочноземельные гидравлические вяжущие и бетоны / Под ред. Глуховского В. Д. К.: Вища школа, 1979.-232 с.

23. Глуховский В. Д., Кривенко П. В., Румына Г. В., Герасим-чук В. J1. Производство бетонов и конструкций на основе шлакощелочных вяжущих. К.: Буд1вельник, 1988. - 144 с.

24. Серых Р. Л., Пахомов В. А. Конструкции из шлакощелочных бетонов. М.: Стройиздат, 1988. - 160 с.

25. Краснюк В. А., Алексенко А. Е., Соловьёв В. Н. Регулирование технико-эксплуатационных свойств шлакощелочных бетонов гидротехнического назначения //Докл. и тез. докл. Ill Всесоюз. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1989, т. II, с. 71-73.

26. Белицкий И. В. Регулирование процесса схватывания высокопрочного шлакощелочного бетона: Дис. канд . техн. наук -К.: КИСИ, 1988.-210 с.

27. Кононов В. П. Исследование технологических факторов на прочностные и деформационные свойства высокопрочных бетонов на основе высокомолульного жидкого стекла: Автореф. дисс . канд. техн. наук. К.: КИСИ, 1989. - 20 с.

28. Кононов В. П., Липский А. Г. Однородность, прочность и деформативность не армированных и армированных шлакощелочных бетонов // Докл. и тез докл. II Всесоюз. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1984. - с. 263-264.

29. Глуховский В. Д., Липский А. Г. Прочность и деформативность шлакощелочных бетонов // Докл. и тез. докл. II Всесоюз. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1979. - с. 251-260.

30. Казанский В. М., Величко Т. М. Пористая структура шлакощелочных вяжущих и бетонов на их основе // Докл. и тез. докл. II Всесоюз. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1979. - с. 118-120.

31. Новоминский В. А., Казанский В. М. Влияние агрессивных сред на морозостойкость шлакощелочных бетонов // Докл. и тез. докл. Ill Всесоюз. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1989, т. II. - с. 25-26.

32. Тимкович В. Ю., Чиркова В. В., Кривенко П. В. Морозо-коррозионная стойкость шлакощелочных бетонов // Докол. и тез. докл. II Всесоюз. науч.-практ. конф. К.: КИСИ, 1984. - с. 201-202.

33. Кочетов В. А. Римский бетон. М.: Стройиздат, 1991. -111 с.

34. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. М.: Стройиздат, 1988. - 304 с.

35. Судаков В. В. Контроль качества и надёжность железобетонных конструкций. Л.: Стройиздат, 1980. - 168 с.

36. ГОСТ 27751-88 (СТ СЭВ 384-87) Надёжность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчёту.

37. Davidovits J. Ancient and Modern Concretes.: What is the Real Difference? // Concrete International. 1987 - V. 9,- №12,- P. 2328.

38. Perinet G., Contencon M., Coutrois L. Mineralogical study of the white vessels from Ras-Shamra and Tell Ramado (Syria) // Compte Rendu Acad, Sci., Paris. 1980.-290 (D). - P. 143-144.

39. Davidovits J., Courtois L. DTA detection of intraceramic geo-polimeric sitting in archaeological ceramic and mortar's abstracts of Paper // 21-st Symposium on Archaeometry, New York, sept. 1981. New York : Brookhaven, 1981. - P. 22-25.

40. Байков А. В. О действии морской воды на сооружения из гидравлических растворов: Собр. трудов. М.-Л., 1948, т. V. - 304 с.

41. Brodko Oxana A. Experiene Of Exploitation Of The Alkaline Cement Concretes // 2nd Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes. -Kyiv, Ukraine, 1999. pp. 657 - 684.

42. Krivenko P. V. Alkaline cements: experience of application and trends of development // 14. Internaional Baustofftagung. Ibausil. -Weimar, 2000. pp. 1-0503-1-0520.

43. Dong Jindao A review of research and application of alkaline slag cement and concrete in china // 2nd Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes. Kyiv, Ukraine, 1999. - pp. 705 - 711.

44. Gontcharov Nikolai N. Increase in durability of food industry constraction by utilization of slag alkaline concretes // 2nd Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes. Kyiv, Ukraine, 1999. - pp. 734 - 740.

45. Jan Malolepszy, Jan Deja Durability Of Alkali Activated Slag Mortars And Concretes // 2nd Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes. Kyiv, Ukraine, 1999. - pp. 685 - 697.

46. Ангелейко В. И., Микитенко А. М., Ильин П. П. Информационный листок МПС СССР, 1975, №20. 4 с.

47. Баженов Ю. М. Бетон при динамическом нагружении. -М.: Стройиздат, 1970. 272 с.

48. Амелин С. В., Яковлева Т. Г. Основы устройства и расчётов железнодорожного пути. М.: Транспорт, 1990. - 368 с.

49. Мчедлов-Петросян О. П., Мельниченко П. А., Старосельский А. А. Некоторые проблемы надёжности железобетонных подрельсовых оснований //Труды ХИИТа, вып. 135: Вопросы долговечности железобетонных шпал. Харьков, ХИИТ, 1975. - с 5 - 8.

50. Панфилов М. И., Школьник Я. Ш., Орининский Н. В., Ко-ломиец В. А. и др. Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии. М.: Металлургия, 1987. - 238 с.

51. Гиммельфарб А. Н., Котов К. И. Процессы восстановления и шлакообразования в доменных печах. М.: Металлургия, 1982.-340 с.

52. Боженов П. И. Комплексное использование минерального сырья и экология. М.: АСВ, 1994. - 264 с.

53. Дорожные одежды с использованием шлаков / Под ред. А. Я. Тулаева. М.: Транспорт, 1986. - 221 с.

54. Характеристика доменных шлаков, используемых в цементной промышленности СССР. Нормативные материалы. Л.: МПСП СССР, ГлавНИИпроект, Гипроцемент, 1976. - 142 с.

55. Ground granulated blast-furnace slag as a cementitious constituent in concrete. Amer. Concrete Institute, Materials Journal. 1987, 84. N4. pp 327-342.

56. ГОСТ 13078-81 Силикат натрия растворимый.

57. ГОСТ 10629-88 Шпалы железобетонные предварительно напряжённые для железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия.

58. Пособие к СНиП 3.09.01-85 и ГОСТ 10629-88 Изготовление и приёмка железобетонных шпал. М.: ГОССТРОЙ СССР ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТОН, 1990. - 65 с.

59. Технические указания по изготовлению и приёмке железобетонных предварительно напряжённых шпал типа Ш1 для железных дорог колеи 1520 мм Российской Федерации. ТУ 5864-024.111337151-99 МПС РФ. М: НИИПВ, Бетонпресинтер, 1999, -80 с.

60. Амелин С. В., Комохов П. Г., Ермаков В. М., Петрова Т. М. Исследование возможности применения шлакощелочного бетона для изготовления подрельсового основания стрелочных переводов: Отч. о науч.-иссл. работе. Л.: ЛИИЖТ, 1989. - 69 с.

61. Амелин С. В., Комохов П. Г., Петрова Т. М., Ермаков В. М. Исследование возможности применения шлакощелочного бетонадля изготовления подрельсового основания стрелочных переводов: Отч. о науч.-иссл. работе. Л.: ЛИИЖТ, 1988. - 57 с.

62. Petrova Т. М. Interrelation between structure and properties of the slag alkaline concrete for highway engineering structures working under dynamic loads // 2nd Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes. -Kyiv, Oranta Ltd., 1999. pp. 518-530.

63. Петрова Т. M., Ермаков В. М. Опыт заводского изготовления и испытаний переводных брусьев и шпал из преднапряжённого шлакощелочного бетона: Сб. науч. тр. СПб.: ПГУПС, 1991. - с. 9095.

64. Бетехтин В. И. и др. Концентрация микропор в цементном камне и их распределение по размерам: Цемент, 1989, №10. с. 10 -12.

65. Бетехтин В. И., Кадомцев А. Г., Амосова О. В. Микроскопическое исследование пор в цементном камне: Цемент, 2002, №5. -с. 36-38.

66. А.с. 1196345. Бюллетень №45, 1985 г.

67. ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83). Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

68. ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призмен-ной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.

69. ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности.

70. ГОСТ 127 30.5.-84 Бетоны. Методы определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости.

71. ГОСТ 28570-90 Бетоны, методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.

72. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Методы определения прочности механическими методами неразрушающего контроля.

73. Krivenko Pavel V. Alkaline cements and concretes: problems of durability // 2nd Int. Conf. Alcaline Cements and Concretes. Kyiv, Ukraine, 1999. - pp. 3-43.

74. Шейкин A. E., Чеховский Ю. В., Бруссер M. И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. 344 с.

75. Пауэре Т. К. Физическая структура портландцементного теста. Химия цемента. / Под ред. Тейлора X. Ф. М.: 1969, с. 300 -319.

76. Кунцевич О. В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат, 1983. - 132 с.

77. Горчаков Г. И. и др. Состав, структура и свойства цементных бетонов / Под ред. Г. И. Горчакова. М.: Стройиздат, 1976. -145 с.

78. Казанский В. М., Величко Т. М. Пористая структура шлакощелочных вяжущих и бетонов на их основе. Тез. докл. Всесоюз. науч. пракг. конф. - К.: КИСИ, 1979, с. 118 - 120.

79. Казанский В. М., Величко Т. П. Пористая стрктура и формы связи воды шлакощелочного бетона // Докл. и тез. докл. Ill Всесоюз. науч. практ. конф. Киев, - К.: КИСИ, 1989, т. II. - с. 20-21.

80. Isozaki К., Iwamoto S., Nakagawa К. Some properties of Alkali Activated Slag Cement. Cement Association of Japan. General Meeting, 40. Tokyo, Japan, 1986, 05. XX. pp. 120-123.

81. Tatsuo lida, Toshio Mihara Gryps and Lime. 1989. N222, pp. 251-255.

82. Казанский В. M. Закономерности связи и переноса воды в бетонах и строительных растворах на основе регулирования и улучшения их свойств: Дис. . докт. техн. наук. М.: ВЗИСИ, 1986. -375 с.

83. Чиркова В. В., Скурчинская Ж. Специальные шлакоще-лочные цементы // Тез. докл. II Всес. конф. К.: 1984 с 36-39.

84. Мухаметгалеева С. П. Исследование свойств и технологии изготовления бетонов на шлакощелочных вяжущих для условий севера: Автореф. дис. . канд. техн. наук. К.: КИСИ, 1976. - 20 с.

85. Данюшевский В. С., Джабаров К. А. Три вида пор в цементном камне // Неорганические материалы. 1974. - Т. X. - №2. -с. 354-357.

86. Ямалдтдинова Л. Ф. Сульфатно-шлаковые вяжущие и бетоны на их основе: Дисс. . докт. техн. наук. С-Пб.: ПГУПС, 2000 -353 с.

87. Тимкович В. Ю. Генезис структуры и прочности шлакощелочных вяжущих и бетонов: Автореф. дис. . канд. техн. наук: -К.: КИСИ, 1985.-20 с.

88. Бабков В. В., Мохов В. Н., Капитонов С. М., Комохов П. Г. Структурообразование и разрушение цементных бетонов. Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2002. - 376 с.

89. Petrova Tatiana М. Problems of Slag-Alkaline Concrete durability in complicated operation conditions // 14. Internaional Baus-tofftagung. Ibausil. Weimar, 2000 - pp. 1-0535-1-0542.

90. Комохов П. Г. Сруктурная механика бетона и её задачи в процессе создания и разрушения материала // Применение бетонов повышенной прочности и долговечности в железнодорожном строительстве: Сб. науч. тр. Л.: ЛИИЖТ, 1983. - с. 8 - 14.

91. Петрова Т. М. Взаимосвязь структуры и эксплуатационных свойств высокопрочных шлакощелочных бетонов // Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте: Сб. науч. тр.-С-Пб.: ПГУПС, 1999. с. 5 - 14.

92. Старосельский А. А., Ольгинский А. Г., Мельниченко П.А., Заворин Л. В. Некоторые особенности деструкции железобетонных шпал в пути // Труды ХИИТа в135. М.: Транспорт, 1971. - с 9-14.

93. Алексеев С. Н. Коррозия и защита арматуры в бетоне. -М.: Стройиздат, 1968. 232 с.

94. Москвин В. М., Иванов Ф. М., Алексеев С. Н., Гузеев Е. А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.: Строй-издат, 1980. - 536 с.

95. Комохов П. Г., Латыпов В. М., Латыпова Т. В., Ваграпов Р. Ф. Долговечность бетона и железобетона. Уфа: «Белая река»,1988.-216 с.

96. Бабушкин В. И. Защита строительных конструкций от коррозии, старения и износа. К.: Вища шк. Изд-во Харьк. ун-та,1989.-168 с.

97. Бабушкин В. И. Физико-химические процессы коррозии бетона и железобетона. М.: Изд-во лит-ры по стр-ву, 1968. - 187 с.

98. Рухадзе М. А. Совместное влияние тепловлажностной обработки и химических добавок на коррозионную стойкость арматуры и долговечность железобетона: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Харьков.: Харьковский автомобильно-дорожный институт,, 1989.-25 с.

99. Добавки в бетон: Справ, пособие / Пер. с англ. под ред. В.Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1988. - 436 с.

100. Савиных Г. Б. Физико-химические процессы при твердении и эксплуатации шлакощелочного железобетона: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Рига.: Рижский Политехнический институт, 1988.-20 с.

101. Jan Maloiepszy, Jan Deja, Witold Brylicki Industrial Application Of Slag Ackaline Concrets // 1st Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes, vol.1. Kyiv, 1994. - pp. 989 - 1000.

102. Пашков И. А., Старчевская Е. А., Македон Н. Л. Исследование коррозии стальной арматуры в грунтосиликатном бетоне // В кн.: Строительное производство. — К., 1968, вып. 8. с. 17-21.

103. Орбелин С. И., Щедрина В. Ф., Филенкова Г. М. Оценка состояния арматуры и защитные свойства шлакощелочных бетонов // Изготовление и контроль качества строительных конструкций: Сб. науч. тр. М., 1987. - с. 27-31.

104. Орбелин С. И. Стойкость и защитные свойства шлакощелочных бетонов // Докл. и тез. докл. 3-й Всесоюзн. н-пр. конф.: Шлакощелочные цементы, бетоны и конструкции. Киев, 1989, т. II. - с. 73-75.

105. Новгородский В. И., Гусева М. М., Мерзляков В. Н. Условия защиты арматуры в бетоне на основе шлакосиликатного вяжущего: Бетон и железобетон, 1976, №4. с. 15-16.

106. Томашов Н. Д., Чернова Г. П. Пассивность и защита металлов от коррозии. М.: Химия, 1965. - 320 с.

107. Акользин А. П. Противокоррозионная защита стали плён-кообразователями. М.: Металлургия, 1989. - 192 с.

108. Шаймухаметов А. А., Латыпов В. М., Латыпова Т. В., Акользин А. П., Сидоренко О. В. // Материалы, технология и оборудование для производства труб с защитными покрытиями:: Тез. докл. конф. Челябинск, 1991. - с. 16-17.

109. Латыпова Т. В. Защита трубопроводов покрытиями на цементной основе: Дис. . канд. техн. наук. С.-Пб.: ПИИТ, 1992. -271 с.

110. Алексеев С. Н., Ратинов В. Б., Розенталь Н. К., Кашурни-ков Н. М. Ингибиторы коррозии стали в железобетонных конструкциях. М.: Стройиздат, 1986. - 272 с.

111. Москвин В. М., Алексеев С. Н., Вербецкий Г. П., Новгородский В. И. Трещины в железобетоне и коррозия арматуры. М.: Стройиздат, 1971. -144 с.

112. Иванов Ф. М. Защита железобетонных транспортных сооружений от коррозии. М.: Транспорт, 1968. - 176 с.

113. Анисимов А. В. Деградационные процессы в железобетоне мостовых конструкций. Методы оценки и прогнозирования: Авто-реф. дис. . канд. техн. наук, 2003. 24 с.

114. Xu Bin, Ри Xincheng Study On Durability Of Solid Alkaline AAS Cement // 2nd Int. Conf.: Alcaline Cements and Concretes. Kyiv.: Ukraine, 1999. - pp. 64 - 71.

115. Малышев В. Г. Изменение прочностных свойств железобетонных шпал при эксплуатации // Применение железобетона вверхнем строении железнодорожного пути: Сб. научн. тр. / Под ред. Амеличева И.В. М.: Транспорт, 1984. - 120 с.

116. Мчедлов-Петросян О. П., Мельниченка П. А., Ольгинский А. Г., Старосельский А. А. Структура и долговечность цементного бетона // Труды X конференции силикатной промышленности. Будапешт, 1970.

117. Баженов Ю. М. Технология бетона. М.: Высшая школа, 1997. -415 с.

118. Ефанов А. Н., Коваленок Т. П., Зайцев А. А. Оценка экономической эффективности инвестиций и инноваций на железнодорожном транспорте. СПб.: ПГУПС, 2001. - 149 с.

119. Волков Б. А. Экономическая эффективность инвестиций на железнодорожном транспорте в условиях рынка. М.: Транспорт, 1996.-191 с.