автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка шлакощелочных укатанных бетонов на основе кислых шлаков для дорожного строительства

Pf 6 ü«

- 5 ИЮН

МОСКОВСКИ:! ГОСЩРСГВНШ'! АВТО^ШЫО-ДОРШЯЫЛ ИНСТИТУТ

(тчхшгпескиг. унлввроятат)

Iii правах j-укояжсю

ЗАХАРОВ Игорь Борвсозя1!

"РАЗРАБОТКА ШКОЩЕЛСЯШД УКАТАННЫХ ЕЙГОИОВ Iiк ОСНОВЕ КИСЛЫХ ШЛАКОВ ДЛЯ ДОРОлНОГО СТРОЯШЬСт"

(05.23.05 - стровгелыгыо материалы я иадолм.)

АВТОРЕФЕРАТ дассяртадка ua. совсканнв учвяоЗ сгегеггн кандидата твхнжчвсккх ааук

Уосква 1995

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте анергетичвстах сооружения (АО "НШХ"). Иаучаий руководитель

Офщиллише оппонента

Ьэдгудая организация

Задета состоится 1995 года в часов

на заседании специализированного совета К 053.30.13 при Московском Государственном автоаюбильно-дорохноы институте (техническом университете) по адресу: 125829, Москва, ГСП-47, Ленинградский проспект, 64, ЦДИ. Телефон для справок: 155-03-28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автошбильно-дорояного института. Отзови на автореферат с подписью, заверенной печатью, просим направлять в специализированный совет института.

Автореферат разослан -И-

- заслуженный строитель РСФСР, кандидат технических наук, старший научный сотрудник АД.Осипов

- доктор технических наук, профессор В.С.Горшков

кандидат технических наук, доцент Л.А.Феднер

- АО "Гидропроект"

Ученый секретарь специализированного совета К 053.30.13

кандидат технических наук, доцеят

Л.П.Бессонова

ОЩШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из актуальна* задач строительства яшгиэтся расщрениэ я удешевление сырьевой базы, а такгз утилизация по<$о"чних продуктов и отходов продааленностн. Это привело к разработка шлакозвдочного вяжущего т основе zomn-huz гранулированных агатов. Однако область исслаггрванвд в внедрения шако^ахочЕнг вягущах в производство ограшпеш, главным образом, средаэпяастсчнша бзтощиз для стронтелышх издалгй а конструкций.

В дорожном строптбльатЕг дкзео^мочшгэ вяв^тцаэ щшстктзз-кн т пршйзняжЕСЬ, особенно для укатаншп доропзнг бетонов, которые нашш достаточно инрокоо прздзизалэ sa рубахой на оо-еово традацЕонных видов цетдзата.

Стронтеластво дорогдаг одажд нз укатанного батона с прз-кэвеннеы шлакощалочкого ея^е^го на кислых плакат Ураха н Баа-ккрна позволит расваргть сирьовуп базу, используя кэстша материалы а способствовать раззлтст сэ?а автсыобнльтл: дорог а втом рзглона, что в определяет актуальность работа.

Цель таботгз - разработать плако^аго'-гннэ укаташшо йзтзп:з 5ея строительства дорогпнх осиовапий я пократдй с црзкзназЕза IG'jaixmx. гранулгрованяхх пядазв иетоглургптесетг поабянатоз Грзло-Баашфокого рогяока.

Ралгчряг ттяш тбояп • Ессладопаш свойства шавочожгеиого вяз^езго на основа »уэшых граяухнровашнх сяакза цзтаяяурпгаеснис заводов рало-Башшрского рагкова;

. тоорзтитоска обоснована я гвепэразнталыю доказала ваа-оеяость Еопольооваяня ÍCSÍB дая нзготозденЕя уютаккнх батонов;

выявлены особенности и закономерности формирования струк-* туры и свойств укатанных бетонов на ШЩВ для дорожного строительства;

исследованы технологические свойства укатанных шлакощэ-лочкьо: «SetciviAs. смесей, способы их уплотнения;

onpe.ïï .viiBj ко^'фицивнтн структуры и роста прочности укатанного батона lia ШЩЗ.

Практическая пвнноогь работы:

разработаны оптимальные составы шлахощелочного вкяущого с применением доменных гранулированных шлаков Магнитогорского, Чусовского и Белорецкого металлургических комбинатов дня укатанных дорожных бетонов;

разработаны составы доротаых итвдзлачнкг укатанных бегоноа классов Btb 2,4 ~ 5,2;

разработаны "Технические условия на шлакоблочное вя«^- -щее на основе Чусовокого дсаэнного атака", М., Н1ШЗС, 1990г.;

разработаны "Техпкчаскке рекомендации на изготоакеггоэ бетона укатанного илакодалочиого на основе Бвлорецкого доззн- . ного гранулированного шлака", Ы., НИИЭС, 1993 г.

Раализаш;^ работа. Результаты исследований внедрена в . проигводство в системе АО "Башкирэнерго" при строительства автомобильной, дорогк прошшюцяого назначения. Показано, что стошость дорожной одовды с применением укатанного и пластичного ЩБ иа 2-11% 1шхе стоимости дороетгой одахда с использо-ыщнзм цамонтобетона.

, Атюбашзд. Основные положения диссертационной работы доложены а обсуадены на ХУШ Научно-технической конференции института "Дадопроакт" (г.Ташкент, 1991 г.), на секции Ученого Совета АО "ШЭС" (г. Москва, 08.Q2.95.),

Ду&ликажта. По ?о«э диссертации опубликованы 2 печатные работа, подготовлена к печати одна статья, выпущено 4 научно-техлячоских отчета, 2 "Руководства", подготовлена I заявка па изобретение (на рассмотрения).

Структура н объем работу. Диссертация состоит из введения, 6 глав, эаюдачешш и общих выводов, списка использовшшой литературы из 58 наименований, изложена на 108 страницах и 39 таблиц, рисунков 25, из них 8 фотографий,.

СОДЕЙШШЕ РАБОТЫ

Порвал глава содержит о. збщение опыта получения и пришивная шлакощэлочного вяаувдего на основе доменных гранулированных шлаков в различных видах бетона, а также технологию и опыт применения укатанных цементных бетонов в дорожном строительстве.

Илакощвлочноа вяжущее впервые разработано В.Д.Глуховским ц его учениками как вянущее для изготовления строительных изделий в конструкции и нашло применение, главным образом, на Украина. В связи с этим разработанные нормативные документы носят региональный характер. Доменный гранулированные шлаки металлургических заводов Украины относятся, как правило, к основным шлакам. Исследования асе строительно-технических

I / ■

свойств шлаксщэлочных вяжущих и бетонов на кислых и нейтральных шлаках, в частности, металлургических комбинатов Урало-Башкирского региона, проводились в недостаточном объема. При этом весьма ограничены данные о физико-химических процессах твердения, химическом составе новообразований продуктов реакций и их долговечности.

Полностью отсутствуют сведения о применении шлакощелоч-

них вяжущих в жестких бетонных смесях, уплотняемых виброукаткой, что представляет интерес доя применения их в укатанных бетонах дорожных оснований и покрытий.

Укатанные бетоны к настоящему времени довольно широко изучены ва основе разновидностей портландцемента в плотиностроении (Садовский С.И., Осипов А.Д.) и частично дня строительства дорог, аэродромов и площадок .

Имеодкйся опыт свидетельствует о ряде преимуществ, позволя-щих предложить их применение с использованием илакощелочннх вяяущих в дорохвом строительстве:

высокая производительность укладки и повышенная начальная прочность уплотненного батона, допускахщая передвижение технологического транспорта, что обеспечивает ускоренные темпы строительства дорог;

возможность применения стандартного оборудования в виброкатков, нскпочапдих ручной труд;

получение шероховатой поверхности покрытия, обеспечивающей требуемое сцепление колеса а покрытия;

возможность обеспечения нормативно! морозостойкости к силастойкости.

На основании анализа литературных данных основными зада-чакидяссертацвонной работы являлось:

проведение лабораторных и производственных исследований с цель» разработки тдакпюзяочного вядущвгоиэ отходов предпри-ятиа Ураво-йшкарского региона;

поиск оптимальных композиций ЩВ и исследование процессов . его, твв^ивам; ,

рвзрвботиа олтнхавьаых составов, определение тахваоог*-чесих свойств жесткой уиапоаемой бетояюой счэсж я строитель-

яо-тохшгаеоких характеристик ботоноа на основа полученного шла-1 кощолочпого вяжущего;

оптимизация технологии укатка предлагаемого материала при устройстве дорояиой одезды;

разработка технических условий на укатанный бетон из ШЩВ и технологии производства работ.

Вторая глава, содержит результата разработки составов и исследования своЗств шлакощелочкых вязущнх на основе кислых а нейтральных шлаков Белорацкого, Магнитогорского и Чусовского шталлурглчзсквх комбинатов и щелочных активизаторов - соды, эдаго натра л содового шава (огход Сторлитагакеюто содово-цекзнтного комбината).

Мдакощелочшэ вяядтцгв приготавливались введением в моло-гиЛ ($ = 300-500 м^/кг) шлак щелочного раствора различной концентрации (от 2 до 15$).

Анализ проведенных опытов пра различных условиях твердо-шя (воздушно-сухих и влалиостиых) позволил выбрать тип щолоч-[цх активизаторов п их оптимальные дозировки. Стандартные испы-шия ко ГОСТ 310 показали, что исслодуемыэ алаковдэлочные вяжуще характеризуются марками 300+500 (при скатки) я 40*60 (на астявзпЕО при изгибе), имеют водопотробность и/сроки схватцва-ия в пределах допустима. /

ФазовыИ состав и ыикроструктуру ЩВ изучали комплексом фя-пко-хзшическах штодов: рентгепо$азового, даффарэнцЕально-гор-ического и термогравкматрического, расгрохюЁ электронной ышсро-

КОПНЛ.

. Образцы ШЩЗ твердела в условиях различных температур (20°, 3°, 20°, 140°С), влажности (сухие, капиллярный подсос, термо-Зработка).

Установлено, что основными фазами гидратних новообразова- ' кии являются гелеобразные гидросшшкаты кальция СЙН (I) состава СаО-Б^-п-НзО и гидроалшинат кальция состава ^аО-А^Од« •1ЗН2О. Е: .-/.;огно также присутствие алюмосиликата кальция состава ЗСаО-Я2Оэ-Са Д02-12Н20.

Условия твердения образцов не оказывают влияния на качественный фазовый состав гидратншс новообразований.

При использовании в качестве щелочного компонента сода получены минералы СаСО-^а^СОз'БЕ^О, N а^СО^-Н^О - аналоги устойчивых во времени природных минералов: геймосита, кальцита, пнр-ссонита.

На основании исследований установлено: изучаемые кислые и нейтральные доменные гранулированные шлаки пригодны в качестве сырья для получения шлакоблочного вянущего после их помола и щелочной активизации;

в качестве помолтого оборудования эффективны шаро-лае, струйные мельницы | а такке дезинтеграторы, обеспечивающие удельную поверхность не ниш 400 м2/кг;

эффективными щелочшш возбудителями являются едкий натр в количестве 5*10/? ил сода в количестве 10*15$ массы шлака;

по хшшсо-минералогическоцу составу и структуре продукты твердения близки к природным минералам и гидратироващшм минералам портланд- и шлакопортландцемента (гелеобразные гидросиликаты кальция тоберморатовой группы, гидроалюминаты натрия в гидро$врриты кальция), характеризующиеся достаточной долговечностью как а сухих, так в во влаяннх условиях.

*Уретья глава посвящена разработке составов укатанных бетонов на основе ВДВ в изучению их строительно-технических свойств. Исследования проводились на шлаках Белорецкого и Ыагнито-

горского металлургического комбинатов, на песке и гравии бассейна р. Белой и Каш,

Изучению жестких бетонных смесей предшествовали опыты со срвднепластичннми 1ЩБ (ОНК = 4-6 см) воздушно-сухого твердения и с термообработкой.

Экспериментальные данные показали, что основные свойства и зависимости шлакощелочных сроднепластпчннх бетонных смесей и бетонов аналогичны свойствам смесей и батонов па традиционных цементах: закон постоянства водопотребности; зависимость прочности от растворо-шлакового (или водо-вллущего) отношения, выражаемая формулой Болошя-Скрамтаеза; обеспеченно 70$ набора прочности а результате термообработки. По коэффициенту использования шлака по прочности определены оптимальный процент щелочного -компонента, вводимого и смесь в виде годного раствора"едкого натра - Ъ%, соды - 10$.

Прп исследовании гостких укатываемых ишакощолочных бетонных скэсей использовались стандартны© л специально разработанные методика. Способ приготовления смеси принципиально па отличался от технолог!«! приготовления аналогичных по конскстзнцин цементо-бототш егдзеой. Основное отллчио заключалось и присутствии що-яочного тлзояента (сода или едкого натра), который вводился в сухую сгяоь заполнителей и шлака в виде водного раствора.

Крлтеришя оценки качества уплотнения ¡изстках бетонных екэсой служим коэффициент уплотненпя (Купд,) и средняя плотность (р ). Для уплотнения смосн на стандартной вяброшгощадае пртгзнштсь пригрузы, обеспочиваицио давление 40 г/с!/\ имкти-руиив гассу вяброкатка. ,

В таблице I пряведоны осногныо шра-мэгра ссстасоз а свойств некоторых исследованных бетонных сиосей.

Таблзща I

Параметры я свойства шлакощелочннх укатываемых бетонных смесей

Ш Щелочной ком- Шлак, Расход вода, " Ъ * а, с Р рф

J0CTÜB3 ПОН9НТ, % ОТ „ГД,3 в д.3 п (с притру- _У,3 V Гбс

массы шлака кг/м 15' ".(П^Гр_ 3 J1"1

1. 5 300 115 0,3S Ib-17 2,36 . 1,00

2. 5 300 112 0,36 18-20 2,37 0,99

3. 10 490 148 0,34 17-19 2,32 0,99

4. 10 390 128 0,35 15-17 2,34; 0,99..

5. -10 300 ПО 0,36 15-17 2,38 1,00

6. 10 200 ПО 0.37 18-20 2,34 0,99

7. Ю 200 НО 0,36 15-17 2,37 1,00...

ПРИМЕЧАНИЕ: Состав бетона M I с применением едкого натра, остальные - с технической с^дой.

Наг. тяло, увеличение расхода еодц с II0+II5 л до 128*148 с связано с поатоиисм расхода шлака свщзв 400 иг (аналогично [вмэнтним сшсям).

В отличие от цэмзнтобетоппнх сгасея, плакоЕолочше укати-?аеше смэсп характеризуется болеэ интенсивной потерзй полз™.'-> юстл (ззсттасть B03pacia3ï з 3+5 раз спустя прсярпо I час юсл-з затворэния).

На рис. I и 2 приводятся погяЕаголи прочности затззрцзЕ'-о-'о ботояа, когорта сзядстаиствувт о Егароко:; кзд&зояо получао-аос ыгрэк п хптшксрпод для цемеитсботоиср иггекогазяосшз нпрзо-гавзд прочности по врзм-з-ш.

Еэ, ссксмяга скапэр::геитадыпЕ дашшх построзпа эавпсвно-;ть прочисстя прл сяатгк от зедачдны с.'лиэ-раст.эорлого o";:c:v;-:ня, подтвердившая сira?эдллзость fyovirjjш Бз„Ю'.*эя-С1фазлзова ¡рт.'знптальио к бетонам па ЕГЗ а пазчояякгдя рпгчзтплз путей фозктзрсгачгь состава а^га^злзчпого сЬтакз.

Шка в в&чгзтао прздэра нрсзвдецц £язгкэ-нзхашггескле п ^{ор-'ДТЕЕгша характеристик* Ш1 о возраста 28 сухо;: сости-г 5 5 (табл. I):

Прочность при ската! кубпковая, Г?с,х , Jila - 51,3 Прочность прл 'сзатвп привозная, , МПа - 36,0

Прочность щи растяггшш (раскаляагагз)

• Врр. Ша - 4.4

Прочность при пзгпбо, Ejj, Шл - 6,5

• 1!ояухь упругости, ExIG-***, КЯа - 2.27 КозЗ$ацяеят Цуассопа, ц - 0,12 Истираемость, G, г/см2 - 0,55

- 0,27 (в возрасте 100 суток)

' 9 1

Rc*c, MEili

Ш/Щ.Р.

Рис.1. Зависимость прочности шлакощслочяого укатал пого бетона при сжатия от отношении массы шлака к рсртвору щелочного компонента (соды). ;

1 • 90 сут, 2 - 28 сут, 3 - 7 сут, 4-3 сут. -,

м

40 M

сутки

» * * *

• » • —----- I

"uïa ТУХ • • • • • • t • • « • ♦ • • »

: i : : —о—а i { * • А

: : : о 4 : : : —•

ci;

1—— \- * • • « « j-i—:—i-—j——|-

п

■ •' »

- ' г

Рис. 2. Зависимость коэффициента роста прочности шлахощедочного укатанного бетона от"жрётт твердения, v 10 ;

Сопротивление удару, А, кгс/см3 -2,5

Водонепроницаемость, V/ , ати - 2,0 Количество циклов попеременного замораживания и оттаивания (по 2-ому методу ГОСТ

10060-87) - 300

Коэффициент морозостойкости - 1,3

. На основании исследование разработаны типовые составы шлакощелочного укатанного бетона, приведенные в таблице 2.

Четвертая глава содержит результаты исследований по разработке методов лабораторного контроля жесткости бетонной смеси, средней плотности и изготовления контрольных образцов применительно к виброукатке бетонных смесей, с максимальным использованием стандартного лабораторного оборудования.

Еесткость бетонной смеси определялась с помощью стандартного конуса, установленного в форме 20x20x20 см с последующим вибрированием под пластиной с отверстиями и пригрузом массоЯ 18 кг до появления растворного "молочка" в двух из пяти отверстий. Аналогично отрабатывалась формовка образцов. Исследования, проведенные на большой серии цементных и шлакощелочных жестких сюсей показали, что наибольший коэффициент уплотнения при минимальном количестве дефектов получен при уплотнении образцов в два слоя с пригрузом при жесткости смеси 17-20 сек.

Разработка оптимальных режимов виброукатки осуществлялась на модели виброкатка, которая позволила варьировать амшштуДу, частоту колебаний вибратора, массу виброкатка, удельное линейное давление, а также скорость движения катка при различной толщине слоя и составах смесей.

На основе анализа максимальных значении величины средней плотности уплотненной смеси получен оптимальный режим с часто-

•'..■.'"' "" и

Oí

s

о а м

с! M о t-< о о

о

и о

Ö

о f* о

к р

о fî о

3 g

CS

я

PI ri н о о о

га о е

N

J 'ñ i

к. яо I ríoi *. Я«1

g! ¡-¡¡Л

Ol

Si

Я

ь; о

о ©

ЕЗ

га, I « с , о

к' KI

Pi н, ta i

о, с о»

И 03 ми rt, р» о

и )§!

§| iâ§g W »sí

о, а r¿ !

«sä i

-О г? Ci ей Sä t* И eí о а И а

о

СО 8

ы

t

Ä? I -

nos« о Ч ч oí о о m «ç ~ «га до

к а о о

f; rt f4 (-ri

ac¡o ой ОКЯЗ

rj о ш О Е! О. S И О О С fr- Е< с! н Ort«

Ч о о о H

Wo Г" « "

I

: W о г; i к

О Е- « fi. •О О О f И -

со о о о к ö «ю о fît* я

fí «О XU Ц о Сцо? о га __ Мне»*! apq

о о ю ю

С\) о со <м

со со <ы СМ

и M M и

ю о in m

со со со

t> о ta <х>

с? о о см

о ы СМ со

и ы 1—1 1—1

С-- о (о со

см 0Í со

m о ю о

со о to со

я С\! с\г со

о о о о

см V-I 1-1

'О ю

со со со со

о о о о

ю ю ю о

ст> с- m in

о о о о

о о

о о о о

ч1 •Ч' ч1

ю ю о о

M n О) nf я я и I

СМ О PI О f

см

LO

£

гтоЛ вибрации 2600 об/мян., амплитудой колебании виброкатка 1+1,5 мм и .массе катка 6,9 т, при которых получои коэффициент уплотнения К^^ = 0,55*0,56. Режим укатки: два прохода катка в статическом л 8 в вибрационном релпмэ со скоростью 2,5кад/час. Осадка слоя езояеулояопной смаси составила 10-20^.

- -Пятая глава посвящена производственному опыту по укатке шлакоблочного и цементного бетонов при доротаом строительство.

Бетонная смесь приготавливалась на заводе "Стройиндустрля" Ешисярэперго в бетономешалке шнекового типа, емкостью барабана 0,8 м3. Билл использованы следующие материалы: .колотый дотшшй гга:!уллроза5пш]'1 плак Белорецкого ;.:эталлургяческого комбината

л

(гю.'.'ол в шаровоГ: кэлъляцо до удолыюй поверхности 450 м' /кг) ; гравий фракцги 5-10 мм из посчано-граиийиой смеси р.-БелоЛ, песохс из той ко стасл с модулем крупности 2,9; едкий натр.

Для сравнения был построен участок дороги из укатанного бетона с использование:! шлакопортландцемонта ¡Магнитогорского ■ завода. Опытный участок представлял собой плоцрдку размором 7,2x3,2 г,: с основанием из гравия толщиной 20 см. Бетонная смось транспортировалась автосамосгалачл, разравнивалась вручную слоем 20 см. Уплотнение производилось вибракаткамп фирмы "Бомаг* В ;v -а61-;Щ-дзугюлы;ов1ш (оба вальца - вибрационные) ; диамотр гальцоэ 1,-2 il, гаркна - 1,6 м, масса катка -9 т, обгцая нагрузка прл гкбрзгрозапид 18 т.

7гатка производилась двумя .проходками с вклвчоишшя и 4-6 прОлОдкз-'/Гп с выххпчеиныьш вибратора!«! до полной осадка слоя, которая составила 5-6 си п послодгодей виравиизаздей проходкой. Каток при движении по додал "полиу" д но "тонул", что сяи-дзтольствовало об удовлетворительном соотис-еснил погрузил и ЗЗОТКОСТЗ бОТОНЛОЗ схзося.

Методом "лунок" по объемно! массе определены коэффициенты ^ уплотнения, которые составили: 2,35/2,38 « 0,987 к 2,28/2,36 » «= 0,97 соответственно для шлакощелочиого и цементного бетонов. Прочность при сжатии шлакощелочиого ж цементного бетона составила в возрасте I суток 15,5 ■ 18,4 Ш&, в возрасте 7 суток 18,0. и 20,2 Ш&, в возрасте 28 суток 19,6 >21,0 ЬШа.

Через I год были выбурены керны ■ проиедеш испытания по определению средне! плотности, водопоглощенжя, прочности и морозостойкости. В таблицах 3, 4 » 5 приведены результаты испытаний по определению W , j> . Эта результаты близки к лабораторным данным, что подтверждает правильность принятых методик. Образцы-керны выдержали 100-150 циклов попеременного замораживания и оттаивания (2-ой метод ГОСТ 10060-87). "

Технико-экономическое сопоставление результатов испытаний показало, что по физико-механическим характеристикам укатанные бетоны могут быть рекомендованы для устройства дорожных одежд. Стоимость покрытия вз виброукатанного шлакощелочиого бетона на IQ-I2JS ниже стоимости цементобетонного или асфальтового покрытия.

На основании обобщения проведенных исследований составлены технические рекомендации по изготовлению и применению укатанного шлакощелочиого бетона на основе доменных гранулированных шлаков f Урало-Башкирского региона.

Д. Рекомендации даны s части требований к проектным классам в ' свойствам бетонов для погдшткй дорог Ш-1У категорий: 0^3,6-БцЗ,2(на растяжение при изгибе)» В27.5-В25 (по прочности при сжатии), 52С FI00 (по морозостойкости). :

£ качестве заполнителе! дои бетона пригодаы все виды стан. дартных материалов, применяемых для бетона. Расчет «подбор со-ii4, \ •

® ы

•о Я

Л 10

Я M о

О M

âgpû

Spf

о

9 î

ill

■ í

4 Ю CI

i <j Й « о

со <j> о

o> со

CO OJ

•a*

О

сЗ Я

M со

to со

I I I

Til tû

^ in

CO( CO

I I I I I

o>* о

CMj CO

I

t ••

G>

I

CO te с-

CO ®

oí »

о

о

СО

СО .

§« м м <м м

О • • • •

Д О С» С7> СТ>

7 *? ®Г

à a à à

M PJ СО

tD

<o

s

I I I

C0( Oí

ci Iii CO to Oíj CO

I I I I I

t> 45 O» Oj¡ CO

d> Ci. CO

О N M

I

I..

Ci

Ы

я

<т> &

«

0> t> M МММ

s

í

a

о &

«в

<э F

(N5.--SN ..

сг ко CS

Я ^ M

Ç?

CVJ

et»

a

c>

s-

о

* S!

N OJ CNÍ 04 <J> 0> О <7»

* X

H tf tf

M ГЧ to Ч1

Таблица 4

Раз; •■'Ч испытания бетонных кернов на растягение пра раскали ваши;.

да Шифр Диаметр кер- Высота кер- Прочность кер- Прочность бе-п/п керга 1га, Д, см на, Н, см на, тона, Е^, Ща

_Нр. (Кр=в£.0.38)

Бетон утатакння шлакощолочноЬ

1. Ш-4 9,2 12,5 4,2 4.1

2. Ш-б 9,2 12,0 2,5 2,4

3. Ш-17 13,5 3,0

4 Срадиес значение: 3,2 3,1

Бетон укатанный цементный

I. Ц-6 9,2 19,0 4,6 4,5

2. Ц-9 9,2 12,0 4,9 4.8

3. Ц-11 9.2 12,3 4,2 Среднее значение: 4,5 ____ 4.4

Таблица 5

Результаты определения структурных характеристик беюна

---------Ч--------1-------— —--- Г'

Щ Шифр керка Водопоглощоние, _0бъемшд масса,_)'_,_кг/м _ п'п % в насыщенном В выоуивЕыом

_________________С0С7СЩ1ПШ___состоянии __ _

Батон укатанный шлакоблочной

I. Ш-1 5,7 2378 2251

2. Ш-1 5,2 2401 2282

3. Ш-6 5,3 2401 2280

4. Ш-16 _ _ _6Х4_____ _235£)

Сроднее значение: 5,7 2363 2256

Бетон укатшшыИ цементный

I. Ц-1 5,7 2341 2215

2. Ц-3 12,1 2187 1950

3. Ц-11 _ _ _9Ж8______ -ЪЧ___ ___2Ш2

Среднее зиаченже^ 9Х2 2247 2061

ставов ботона производился общепринятыми методами с учетом полу-1 чэншх коэффициентов и зависимостей. Приготовление яюсткой смоси желательно в бетономешалках принудительного действия, транспортирование - в автосамосвалах, скреперах, бадьях, конвейерных бетоноукладчиках, разравнивание в блоке - бульдозерами.

Толщина распределенного слоя с учетом осадки при уплотнении долпна быть на 8-10$ больше проектной толщины.

Уплотнение жестких смесей должно производиться вибрационными катками. Производительность виброкатка определяется по формуле (согласно 1127-86 ВНШГ):

^ . Цс - 0.» • V • Ьол.м. • V , мз/час

где: Вк - ширина вибровальца, и;

У - скорость перемэщеяяя внброкатка, ад/час;

Ьсл.пл ~ толщина уплотненного слоя, в;

5|к - - 0,7-0,6 - коэффициент использования впброкатка •с учетом затрат времени на развороты, реверс хода л переезды;

ГС, - число проходов виброкатка по одному следу.

Чпсло проходов катка по одному следу опредоляатся опытной укаткой.

Бпброукатка долхна цроизводиться при скоростях но более 3,0 гадЛгас.

Контроль качоства уплотнения, лвстких смесей должен осущест-• влятьсяг

- лгмэрвашэи технологических параметров в процессе укатки;

- опрэделаннеы коэффициента уплотнения по объеизоЁ ?псо® . уплотненной скоса мэтодом "лунок", дгбо о црямзкокЕем изотопных или акустических приборов;

- отбором и испытанием кернов затвердевшего бетона.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ

X. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена принципиальная возможность применения шлакощелочных вяжущих для строительства дородных одевд из укатанного бетона.

2. Для изготовления алакощелочного зяяущего могут быть использованы кислые доменные гранулированные шлаки Урало-Башкирского региона (ЧусовскоЯ, Белорецкий и Магнитогорский металлургические комбинаты)«и щелочной активатор.

Получены ШЩВ активностью 25...55 ЬИа (сжатие) и 2,5...6,0 Ша (изгиб) при оптимальном содержанки щелочного компонента.

3. Исследования с помощью физико-химических методов фазового состава продуктов твердения ЩБ показали, что по своему химико-минералогическому составу и структуре они близки к природным минералам и гидратированшм минералам портлапд- и шлако-портландцеыента (гелеобраэные гидросилйкаты кальция тобермори-товой группы, гидроалюминаты и гидроферриты кальция), характер® зуюциеся устойчивостью во времени как в сухих, так и во влакшгх ; ловлях.

4. Разработаны составы шлакощелочных среднёпластичяых бе' тонных смосей в диапазоне водовяяущих отношении 0,35+0,65, опрз

делены коэффициента роста прочности (п.) во времени .в иормаль-.пых и воздушно-сухих условиях, при прогреве Э0°С ( п^ - 1,3+1, прх = 1,0).

,5. Разработаны составы жесткой ылакощелочной бетонной смеси 15-20 с под прагрузом, Ку^^ 0,95), которне обеспечивают ' классы бетоаа В15-В4С в 26-суточном возрасте при саатад и класса Б^ 2,4-1^5.2 при изгибе. .

и.« ' .

Применительно к покршгию дороги Ш категории разработан сос-■ав шлзгздслочного укатанного бетона зсласса В27,5 (при сжатии),' 1^3,6 (при изгибе).маркой по морозостойкости Р200 со следукщи-и характеристиками: статический модуль упругости 2,2-Ю4 Ша; :оэф$ициент Пуассона - 0,12; истираемость - 0,27 г/см2; сопро-ивление удару - 2,0 кгс/см3.

В. Для шлакощелочных сроднепластичшх и жзстких бетошых мзсей подтзеряден закон постоянства водопотробности, а также юрмула прочности Боломея-Скрамтаева. Получены коэффициенты труктуры, близкие к цементным бетонам.

7. Исследования подтвердили эффективность методов контро-я жесткости, изготовления контрольных образцов и оптимальные араметры виброукатки зсэстких бетонных смесей, разработанные рикенительно к цементным укатанным бетонам. Основным критерием ачоства виброукатки являэтел коэффициент уплотнения бетонной гласи (Куцдр-О.Эб).

6. Уход за твердящим ылашцелочшш укаташшм бетоном н стройство швов зыпол1£яшся способами аналогичными для дорожных окрытпй из укатанного цементобетона.

9. Производственные опыты виброукатки бетона подтвердили озмояность изготовления дорожных одезд из жесткой шлакощелочной втонной смеси на основе кислого Белороцкого доменного гранули-□ванного шлака. Керны, выбуренные из бетона покрытия, соответ-гвовали по физико-механическим свойства!«! подобранным в лаборато-ии составам.

Применение шлакоблочного укатанного бетона для строитель-гва дорожных одеад технически обосновано и экономически эффек-авно, поскольку позволяет отказаться от цемента и дает воамож-эсть утилизировать отходы металлургических производств.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I Захаров И. Б., Осипов А. Д. ,• магитон A.C. "¡Илакощелочные укаташще бетоны". Статья ж. "Гидротехническое строительство", ä I, 1934 г., с. 30-34.

2. Захаров И.Б., Аршунина Е.В., Ыалконян С.Е.■"Экономия цемента на строительстве за счет использования отходов местных производств." Тезисы доклада научно-технической конференции, г. Канав, I9&I г.

3. Захаров И.Б., Осипов А.Д., йатворннцкая Т.А. "Разработка шлакощелочного вяжущего не основа отходов промышленности и внедрение его в производство при строительстве вспомогательных и гражданских соорухошзй Башкирской АЭС". Науч.-техн.отчет Нйр Гидропроекта, Ы., 1990 г., с. 4-30.

4. Захаров И.Б., Шаркунов C.B., йатворницкая Т.А. "Разработка и внедрекао шлакощелочных бетонов и растворов для промыш-ленно-гражданского строительства". Науч.-техн.отчет НИС Гндро-проекта, Ы., 1990 г., с. 3-25.

5. Захаров И.Б., Шаркунов C.B., Осипов А.Д., Затворницкая Т.А. "Технические условия. 111лако-щелочное вяжущее на основа Чу-совского доменного шлака", ¡Л., НИИЭС, 1990 г., о. 3-II.

6. Захаров И.Б., Осипов А.Д., «¡агиток A.C., Аршунина Е.В. "Разработка составов укатанного бетона различных марок ка основе шлакощелочного ьяжущего из отходов промыишенности Башкирка и исследование физико-механнчесюсс свойств". Науч.-техн.отчет НИИЭС, М., 1992 г., с. 4-92; науч.-техн.отчет НИИЭС, M.. 1992 г., с. 3-20.

7. Захаров И.Б., Ооипов А.Д., Батворницкая Т.А., Магитоя A.C. "Разработка нормативной документации на укатанный и тепло-

20 ; '

изоляционный бетоны и оказание технической помоща во внедрении спецбетонов и штукатурных растворов на объектах "Башшрэнерго". Науч.-техн.отчет НШЭС, М., 1993 г., с. 3-20.

8. Захаров И.Б., Осипов А.Д., Затворницкая Т.А., Магитон A.C. "Технические рекомендации. Изготовление и применение БУШ (бетона укатанного илакощелочного на основе Белорецкого доменного шлака)", НШЭС, М., 1993 г., с. 3-18.

. 9. Захаров И.Б., Осипов А.Д.-, Затворницкая Т.Д., Магитон A.C. "Исследование и обоснование применения укатанного шлако-щелочного бетона на Еелороцком гранулированном шлаке в дородных покрытиях". Науч.-техн. отчет АО "НШЭС", М., 1994 г., с, 3-34.

76. ТареяЮО

Ьшогрсфгя АО: ^ШаетЕтут йдропроект"