автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Силовые методы уплотнения мелкозернистых бетонов с микронаполнителями

На правах рукописи

004604005 МИНСАДРОВ ИЛЬГИЗ НУРИСЛАМОВИЧ

СИЛОВЫЕ МЕТОДЫ УПЛОТНЕНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ С МИКРОНАПОЛНИТЕЛЯМИ

Специальность 05.23.05 - «Строительные материалы и • изделия» >

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 о ИЮН 2010

Москва - 2010 год

004604005

Работа выполнена на кафедре «Строительные материалы и технологии» Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

Научный руководитель:

член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор Гусев Борис Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рояк Генрих Соломонович

кандидат химических наук, профессор Фаликман Вячеслав Рувимович

Ведущая организация:

ОАО «Научно-исследовательский Центр «Строительство»

Защита состоится « » шоня 2010г. в « 10-00 » часов на заседании диссертационного совета ДМ 303.018.01 в открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС) по адресу: 129329 г. Москва, ул. Кольская, 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ЦНИИС.

Отзыв на автореферат диссертации в двух экземплярах с подписью, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан «» ^сг&Я. 2010 года.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Ж.А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Последние четыре десятилетия, наряду с обычным тяжелым бетоном, широко используются мелкозернистый бетон. В ряде районов страны не хватает качественного крупного заполнителя, а его перевозка обходится дорого.

Однако, в России месторождения крупно- и среднезернистых песков, соответствующих требованиям действующих стандартов, ограничены и распространены неравномерно, их запасы не удовлетворяют требованиям регионального строительства. Поэтому проблеме использования мелких песков в бетонах придавалось и придаётся большое значение.

В исследованиях, проводившихся в пятидесятые годы прошлого века, тонкодисперсная фракция песка, включающая частицы размером менее 0,15 мм, считалась вредной для бетона, так как увеличивала водопотребность и ухудшала его строительно-технические свойства. В связи с этим исследователи уделяли мало внимания минералогическому и гранулометрическому составу тонкодисперсных фракций. Одним из наиболее важных вопросов при получении экономичных мелкозернистых песчаных бетонов является обеспечение рационального гранулометрического состава (соотношение различных размеров частиц в общей массе бетона) и использование силовых методов уплотнения.

Поскольку обычный песок отличается большой пустотностью, то для её заполнения и получения плотного бетона требуется более 600 кг/м3 цемента. Этот недостаток можно исключить заменой значительной части цемента кварцесодержащим микронаполнителем.

Изменения в технологии, а именно, совершенствование механизмов уплотнения бетонных смесей - позволяет по-новому подойти к оценке возможности использования в бетоне мелких песков, содержащих повышенное количество тонкодисперсных фракций.

Таким образом, главное внимание в диссертационной работе уделяется заполнителям с рациональным гранулометрическим составом и эффективным силовым методам уплотнения для повышения физико-механических свойств мелкозернистых бетонов.

Цель работы состоит в исследовании силовых методов уплотнения мелкозернистых смесей с полидисперсным микронаполнителем для повышения плотности мелкозернистых бетонов и улучшения физико-механических свойств дорожных изделий, в том числе на мелких песках.

Для этого необходимо решить основные задачи:

- исследование влияния силовых способов уплотнения (трамбование, вибропрессование, роликовый прокат) цементно-песчаных смесей на технические свойства бетонов с минеральными добавками;

- изучение напряжённо-деформированного состояния бетонной смеси, уплотняемой вибропрессованием и роликовым формованием;

- разработка физической модели упаковки составляющих бетонной смеси;

- изучение влияния количества и дисперсности вводимого наполнителя на свойства бетона;

- установление взаимосвязи «плотность упаковки минерального скелета -физико-механические свойства»;

- изучение макро- и микроструктуры мелкозернистых бетонов при различных способах уплотнения;

- исследование степени измельчения зёрен песка различными способами в помольных механизмах;

- разработка технологического регламента по производству дорожных изделий для предприятия ЗАО НИПТИ «Стройиндустрия»;

- обеспечение рационального состава мелкозернистых бетонов с использованием силовых методов уплотнения при производстве дорожных изделий с целью снижения себестоимости продукции и улучшения её качества.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- определен характер взаимодействия пригруза с виброплощадкой и упруго-вязкой бетонной смесью методами теории подобия и механики сплошной среды, и установлено, что преобладающее влияние на процесс уплотнения оказывают величина пригруза и тиксотропные явления;

- определена аналитическими методами высокая однородность напряжённо-деформированного состояния бетонной смеси по высоте слоя, отформованного вибропрессованием, при условии противофазного режима работы пригруз-виброорган;

- выполнен расчёт напряжённо-деформированного состояния в слое бетонной смеси методом конечных элементов, который показал существенные изменения напряжений по толщине слоя при роликовом уплотнении;

- уточнена физическая модель рациональной упаковки компонентов бетонной смеси для получения наиболее плотного минерального скелета;

- установлена взаимосвязь между плотностью упаковки минерального скелета и физико-механическими характеристиками бетона, отформованного силовыми методами;

- впервые получены количественные характеристики по влиянию полидисперсных наполнителей на свойства мелкозернистых бетонов при вибропрессовании.

Достоверность научных положений, результатов и выводов работы обусловлена применением методов фундаментальных исследований, методически обоснованным использованием современных средств измерений, физико-химических методов и опытно-промышленной проверкой результатов исследований.

Автор защищает:

- положение о том, что для уплотнения песчаных бетонов с микронаполнителем следует применять силовые методы, а именно вибропрессование и роликовый прокат;

- результаты исследований по уплотнению бетонной смеси при использовании силовых методов с изучением напряжённо-деформированного состояния бе тонной смеси;

- предложенную гипотезу по рациональному гранулометрическому составу минеральной части микронаполнителя при соотношении объёмов мелкой и крупной фракции 3/7 - 3/8, с размером частиц мелкой фракции в 8-10 раз меньшим, чем крупной;

- высокую эффективность и однородность уплотнения при вибропрессовании пригрузом до 0,5 МПа с обеспечением высоких физико-механических свойств мелкозернистых бетонов.

Практическое значение работы состоит в следующем:

- уточнены рациональные параметры второго этапа двухстадийного уплотнения мелкозернистых бетонных смесей с микронаполнителями с использованием на второй стадии частоты 50 Гц, ускорения и давления пригруза до 0,5 МПа;

- разработан состав мелкозернистого бетона с микронаполнителями и технология его изготовления, которая обеспечивает высокие физико-технические характеристики с экономией вяжущего;

- достигнута максимальная плотность упаковки минерального скелета в бетоне, отформованного вибропрессованием, равная 81,1%, что превышает значения показателей плотности по сравнению другими способами формования;

- получены максимальные физико-технические характеристики бетона при вибропрессовании, которое обеспечило повышение прочностных характеристик в 1,5 раза и марки по морозостойкости до БЗОО;

- разработан технологический регламент по производству дорожных изделий из мелкозернистых бетонов.

Внедрение и реализация: Результаты исследований, проведённых в работе, внедрены на опытно-экспериментальной базе «Экспострой» предприятия НИПТИ «Стройиндустрия». Экономический эффект составил 777 руб. 50 коп. на 1м3 бетонной смеси и годовой - 16,327,500 руб.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференция «Строительное материаловедение - теория и практика» (Москва, 2006г.), IX Международной научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2008г.), V Международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г.Волгоград, 2009 г.), на Республиканском конкурсе «Пятьдесят

лучших инновационных идей для Республики Татарстан» (г.Казань, 2009г.), Symposium on Recent Advances in Mechanics dedicated to the Late Academician (Athens, Greece, 2009), на конференции «Наука МИИТа - транспорту - 2010» (Москва, 2010г.).

Публикации по работе. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в т.ч. 2 статьи опубликованы в изданиях, определенных ВАК РФ для кандидатских диссертаций, получено положительное решение по заявке на патент.

Объём работы. Диссертационная работа содержит 216 страниц машинописного текста, 68 рисунков, 41 таблица и состоит из введения, 7 глав, списка литературы из 232 наименований и приложений.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю члену-корреспонденту РАН, д.т.н., профессору Б.В. Гусеву за научные консультации и помощь в выполнении исследований, а также всему коллективу кафедры «Строительные материалы и технологии» МИИТа за оказанное содействие при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, определены основные направления исследований, сформулированы цели и задачи предложенного направления, показана научная новизна и практическое значение работы, представлена общая характеристика полученных результатов.

В первой главе диссертации изучены результаты ранее выполненных исследований по вопросам эффективных силовых методов уплотнения, гранулометрии заполнителей в составе бетонов и существующих технологий измельчения.

Вопросам уплотнения вибропрессованием посвящены работы Б.В. Гусева, В.Г. Зазимко. Выполненные исследования И.Ф. Руденко и В.Н. Кузиным по уплотнению песчаных бетонов роликовыми установками позволили учесть технологические особенности процесса уплотнения и целесообразность его применения.

Исследованиями И.Н. Ахвердова, Ю.М. Баженова, A.B. Волженского, A.B. Саталкина, О.В. Кунцевича, А.Е. Шейкина, П.Г. Комохова, O.A. Гершберга и других учёных установлено, что свойства мелкозернистого и обычного бетонов определяются одними и теми же факторами. Однако мелкозернистые бетоны имеют и свои особенности, обусловленные их составом и структурой, для которых характерны большая однородность и высокое содержание цементного камня, отсутствие жёсткого каменного скелета, повышенная пустотность, значительная величина контактной зоны заполнитель-цементный камень и высокая удельная поверхность заполнителя.

В исследовательских работах Б.Г. Скрамтаева, В.В.Стольникова, А.С.Губаря, Г.И. Ступакова и К.И. Львовича указывают на применение в качестве заполнителя крупных песков с модулем крупности Мкр не менее 2,5,

так как применение мелкого песка, по их мнению, может привести к ухудшению структуры бетона.

Следует отметить, что в литературе практически отсутствуют данные об исследовании свойств мелкозернистых бетонов на мелких и очень мелких песках с высоким содержанием тонкодисперсных фракций (20-40%), тем более применительно к сборным дорожным покрытиям. На основании анализа исследований можно утверждать, что существуют предпосылки для получения прочных и морозостойких дорожных мелкозернистых бетонов на мелких песках с рациональной гранулометрией минеральных наполнителей при применении силовых методов уплотнения.

Во второй главе представлены характеристики используемых материалов и методики проведения экспериментов.

Для исследований в работе были использованы традиционные материалы, применяемые в песчаных бетонах с цементным вяжущим. При проведении экспериментов применялись портландцемента с различным минералогическим составом Вольского и Воскресенского заводов, соответствующих ПЦ 500-Д0 по ГОСТ 10178. Физико-механические свойства цементов определялись согласно требованиям ГОСТ 310.1, 310.2,310.3 «Цементы. Методы испытаний».

Природные кварцевые пески, используемые в работе, удовлетворяют требованиям ГОСТ 26633 и ГОСТ 8736. Характеристика гранулометрического состава и результаты испытания физических свойств песка выполнены согласно ГОСТ 8735. Исследуемые пески значительно отличаются по модулю крупности Мф. Так, у песка Купавинского комбината строительных материалов Мкр = 1,4, а речной песок Окской горнопромышленной компании имеет Мкр = 1,32. При этом пустотность у испытуемых песков практически не отличается и составляет 38 - 44%. Помимо определения ГОСТовских характеристик песка в работе определялись и его нестандартные характеристики, в частности, пустотность и средняя плотность в уплотненном состоянии.

Помол песка производился на дезинтеграторе нового поколения марки ГТ500нп.7. Данная машина способна осуществлять измельчение до среднего размера частиц 0,1 мкм с меньшими энергозатратами по сравнению с имеющимися аналогами.

Приготовление цементного теста и цементно-песчаной смеси осуществлялось на питьевой воде, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 23732 «Вода для бетонов и растворов».

Удельную поверхность и гранулометрический состав порошка наполнителей определяли на приборе ФСХ-4 и на анализаторе сорбции газов Quantachrome NOVA 4200е.

Реологические исследования сырьевой смеси проводились на шариковом вискозиметре (рис.1). Определение строительно-технических характеристик мелкозернистого бетона проводилось на основании рекомендаций ГОСТ 17608.

Моделирование вибрационного воздействия на бетонную смесь и оптимизация режимов вибрации выполнены на электродинамическом стенде ВЭДС-100Б.

Электронно-микроскопические исследования бетонных образцов проведены на электронных 4 микроскопах TESLA BS-340, Quanta 200 3D.

Рис.1 Шариковый вискозиметр

1 -рассматриваемый участок столба бетонной смеси; vj j- скорости на границах участка; М -масса дополнительного груза; Р - сила всплытия.

Измельченный кварцевый порошок был изучен на просвечивающем JEM-2000FXII (Jeol, Япония) и растровом Supra 50VP Carl Zeiss (Германия) микроскопах. Процесс агрегативной устойчивости суспензий с определением электрокинетического потенциала был исследован измерением скорости дисперсных частиц, находящихся в дисперсионной фазе в процессе электрофореза. Скорость частиц измеряется методом лазерной доплерометрии на анализаторе частиц Malvern instruments Zetasizer Nano ZS. Рентгенофазовый анализ продуктов гидратации выполнен на дифрактрометре «ДРОН-ЗМ», кварцевого микронаполнителя - на японской установке D/MAX 2500.

В третьей главе рассмотрены теоретические основы получения высокопрочных мелкозернистых бетонов с решением задач напряжённо-деформированного состояния при вибропрессовании и роликовом прокате.

Для описания процесса взаимодействия бетонной смеси с пригрузом и вибрирующим органом была решена задача методом теории подобия и анализа размерностей. Исследуемый процесс можно представить в виде функции, аргументами которой являются безразмерные комбинации аь а2, а3, ..., и т.д. В первом приближении эта функция может быть выражена линейным многочленом вида:

у = а0 + а,х1 +а2х2+ ... +anx„ (1)

Таким образом, безразмерные комбинации представлены в виде коэффициентов уравнения (1). По абсолютным значениям безразмерных комбинаций можно ориентировочно судить о степени их влияния на величину функции или о преобладающем их влиянии на изучаемый процесс. При виброуплотнении на процесс влияют параметры вибрационного режима и свойства самой бетонной смеси. Решение задачи определило шесть основных

mh2p2 М2р2 EFmp2 Мр2

комбинаций: 1)-; 2)-; 3)--— ; 4)'

iEP Т7Х f Р" с

Mn2p2h2

5) EFM ; 6) Ven6p/VHepa3p (2)

где ш, h, Е, F, р, М„ - параметры бетонной смеси, с, М, р - параметры виброоргана.

Согласно результатам численных расчётов величина пригруза (2.5) и коэффициент тиксотропного разжижения (2.6) оказывают наиболее существенное влияние на процесс уплотнения.

При динамических воздействиях на среду в ней начинают распространяться продольные, поперечные и другие виды волн. Свойства среды определяют скорость их распространения и затухания. Наиболее часто при описании сложного напряжённо-деформированного состояния процесса формования бетонной смеси используется модель Кельвина-Фойгта. Так, процесс распространения и затухания описывается выражением (3):

д*и

г"

дги

Р-Ж

= Е

дх* 1 у дхЮ1

Нами была поставлена задача оптимизации величины пригруза при виброуплотнении на второй стадии (рис.2), таким образом, граничные условия имеют вид:

При X = 0 и =

. ПРИх = ь ^= - = 7

где Е-модуль упругости, г - динамическая вязкость, Мп-масса пригруза, И- площадь столба бетонной смеси.

}.......I

Рис.2 Уплотнение столба бетонной смеси при вибрационном воздействии с пригрузом.

Решение для установившегося режима колебаний находим в виде суммы затухающих прямой и отраженной волны (4):

и = егах | Л i eos (coi — ух) + Ая sin (col — улг)] -f -f е0'- | Л3 cos М -f Y*) + К sin +

где a = vi (E, v) и у = v|¡2 (E, v). После всех преобразований получим:

Е =

М„

V = peo cotojf, рсо2 cos2(tot + yh)

(5)

ysin(a>t + yh) sin2 (cdt + yh) Из выражений (5) получены значения динамического модуля упругости и коэффициента динамической вязкости (табл.1). Анализ показал, что с повышением частоты вибрации возрастают динамические характеристики бетонной смеси.

Таблица 1

Значения динамического модуля упругости и коэффициента динамической

Частота колебаний Модуль упругости Коэффициент

^ Гц Е, МПа динамическои вязкости

V -103, Па-с

25 1,35...2,49 11,4...19,16

50 2,54...3,66 15,8...23,31

При колебаниях столба бетонной смеси важно не только распространение и затухание колебаний, но и взаимодействие «виброорган-бетонная смесь». Таким образом, процесс распространения колебаний определяет так называемую «приведенную» или «присоединенную» массу бетонной смеси, которая необходима для оценки динамического давления по высоте столба бетонной смеси, которое влияет на процесс уплотнения.

Для уплотнения мелкозернистых бетонов при толщине 4-10 см благоприятные условия реализуются при частотах 25-75 Гц, ускорении до 5g, при динамическом давлении до 0,5 МПа.

При роликовых методах формования на технические свойства бетона также оказывают влияние показатели напряжённо-деформированного состояния бетонной смеси. Известно, что распределение давления от ролика идёт по дуге контакта с бетонной смесью. Эпюра этого распределения близка к равностороннему треугольнику с максимальным значением напряжения до 1,5-2,0МПа, что значительно больше напряжений при виброуплотнении.

Расчет задачи методом конечных элементов был направлен на анализ возникающих напряжений, как по высоте уплотнения, так и вдоль формы. Если система находится в равновесии, то при любом очень малом перемещении работа внешних сил будет равна приращению внутренней энергии деформации. Система уравнений в матричном виде представляет уравнение равновесия системы и выглядит так:

[Х]=[К][Ц],

где: [X] - вектор сил всех внешних воздействий; [К] - матрица жесткости системы; [и] -искомый вектор перемещений.

Методика решения задачи заключалась в выборе расчётной схемы для решения на ЭВМ и подготовке исходных данных для разбивки на конечные элементы.

В результате исследований роликового уплотнения установлено, что напряжения и деформации значительно убывают по высоте формуемого изделия на 40-55% (рис.3). Сравнение напряжённо-деформированного состояния при обоих способах уплотнения показало, что вибропрессование является наиболее рациональным, т.к. напряжения по высоте формуемого слоя уменьшаются только на 15-20%. В целях получения однородного материала при роликовом формовании необходимо стремиться к увеличению радиуса ролика и величины давления.

Эпюры напряжений ах по высоте слоя:

а) ов/ан= 1,1 -1,25 б) ав/ст„= 1,6

Рис. 3 Эпюры напряжений при а) вибропрессовании; б) роликовом формовании. <з„ -напряжение вверху столба. а„- напряжение внизу столба.

В четвёртой главе предложена модель рациональной гранулометрии составляющих бетонной смеси и произведено исследование измельченных микронаполнителей различной дисперсности.

А Важным условием получения высокопрочного материала является гранулометрия

составляющих бетона. Известно, что в песчаных бетонах большая пустотность двухфракционной системы приводит к большому расходу вяжущего. Так, по предварительным расчётам определили плотность Окского речного песка в уплотнённом состоянии, которая составила 1650 кг/м3. В этом случае пустотность в насыпном состоянии составила 43%, а в уплотнённом 37%. Рис.4. Модель упаковки частиц в бетоне.

где 1- частица песка; 2- частица цемента; 3- тонкомолотая частица песка; 4-ультрадисперсная частица песка.

Предложена модель упаковки компонентов бетона, согласно которой соотношение объёмов каждой последующей фракции наполнителя соответствовало 3:7 (3:8) при условии, что диаметр частиц мелкой фракции в 810 раз меньше крупной (рис.4).

В данной главе представлен анализ дисперсности и агрегативной устойчивости продуктов помола песка. Была произведена оценка размеров частиц песка методами растровой электронной микроскопии, динамического светорассеяния и просвечивающей электронной микроскопии. По снимкам (рис.5), полученным методом растровой электронной микроскопии, можно судить о распределении частиц.

Рис.5 Микрофотография измельчённого песка при различных увеличениях.

По результатам анализа динамического светорассеяния, выявлено, что пробы представляют смесь следующих фракций: крупной, быстро седиментирующей фракции, размеры которой невозможно определить использованным методом; фракции со средним размером 0,75мкм, частично оседающей за два часа (до среднего размера 0,55мкм); фракции со средним размером 0,16-0,17 мкм, стабильной во времени. Удельная площадь поверхности составляет 1540±50 м"/кг.

Результаты агрегативной устойчивости показали, что образцы имеют среднее значение ¡^-потенциала равное -43 мВ (рис.6).

— гваМяпМСИНпАт _

/лл

) 7 \

4 \ * \ !

.К. / \

-100 -90

-70 -60 -50

Р1 Р«

Р2 Р5

-40 -30 -20 1 -10 2«аПяя1«а1{п|У)

- область песка, II- область цемета; Р1-Р5 -испытываемые образцы

микронаполнителя

Рис.б Исследование дзета-потенциача частиц измельченого песка и цемента.

Так как высокостабильными считаются суспензии с ¡^-потенциалом частиц ниже -50 мВ, можно сделать вывод, что полученные образцы характеризуются достаточно высокой устойчивостью к агломерации в водной фазе, обеспеченной зарядом их поверхности.

В справочных данных приводятся показатели электрокинетического потенциала портландцемента различной удельной поверхности, так для цемента удельной поверхности 300 м~/кг ^-потенциал составляет до -12,5мВ, а для цемента 500 м"/кг ¡¡= -4,6мВ, Из этого следует, что измельчённый песок является агрегативно более устойчивым, чем цемент. При затворении цемента с водой твердые частицы имеют тенденцию к слипанию с образованием кластеров. Благодаря меньшему электрокинетическому потенциалу, частицы микронаполнителя будут выстраиваться между зёрнами цемента (рис.7).

Таким образом, происходит организованное выстраивание частиц в энергетически выгодных зонах в пространстве между частицами цемента. В результате ионнобменных реакций происходит связывание свободной окиси кальция в низкоосновные гидросиликаты кальция, что подтвердилось изучением образцов под электронным микроскопом и проведённым рентгенно-фазовым анализом.

Рис. 7 Схематичная интерпретация механизмов действия микронаполнителя. Поверхность цементного зерна покрыта частицами микронаполнителя.

В системе цемент-микронаполнитель-вода улучшается процесс образования пространственного структурного каркаса. Это происходит в результате сцепления или срастания частиц мелкодисперсной фазы. Микронаполнитель имея физически связанную (межслоевую и межпакетную)

/

воду, способствует более полной гидратации цемента. Тем самым обеспечивается увеличение прочности по сравнению с бездобавочным бетоном.

В результате проведённого анализа измельченного песка в составе «цемент-наполнитель» и его влияния на процессы гидратации был принят общий показатель водотвёрдого отношения (В/Т), где знаменатель - суммарное количество цемента и минеральной добавки.

В пятой главе рассмотрены особенности составов и методов уплотнения бетонной смеси.

С целью подтверждения гипотезы об оптимальном соотношении компонентов в бетоне по абсолютному объёму и среднему размеру частиц этих компонентов, а также для установления количественных зависимостей физико-механических свойств были проведены три группы экспериментов. Каждая группа экспериментов соответствовала определённому технологическому режиму при уплотнении бетонной смеси. Так, в первой группе - это трамбование, во второй - стандартная вибрация, в третьей - вибропрессование и роликовое формование. Каждая группа экспериментов отвечала различным факторам силового воздействия на бетонную смесь. В первой группе бетонная смесь подвергалась ударным воздействиям, во второй группе - одночастотной вибрации равной 50 Гц, а в третьей - 2-х стадийному уплотнению с пригрузом.

В первой группе экспериментов речной кварцевый Окский песок фракционировали на две составляющих:

- мелкая фракция 0,315...0,14 мм;

- крупная фракция 1,25...0,63 мм;

Согласно предложенной модели для крупной фракции песка было достаточно использование заводского цемента (средний размер частиц цемента 50-60 мкм), а в случае использования мелкого песка его домалывали до необходимой тонины (20-30 мкм), табл.2. Кварцевый микронаполнитель также доводили до необходимой тонины в зависимости от размеров крупного заполнителя.

Таблица 2

Дисперсность и удельная поверхность песка, цемента и наполнителя

Средние размеры зерен, мкм Песок Цемент Наполнитель

500 200 140 50 20 14 5 0,5

Удельная поверхность, м2/кг 4,5 11,3 16,2 38,7 96,8 138,2 452 4528

Первая группа экспериментов была разделена на три серии. В первой серии использовали сочетания песка с цементом согласно принятой гранулометрической модели. В последующей части экспериментов 1/3 и 2/3 объёма цемента заменялась кварцевым микронаполнителем такой же тонины, как и у используемого цемента.

Для оценки свойств бетона использовались характеристики - прочность при сжатии, интегральное водопоглощение, плотность упаковки. Для получения рациональных составов бетон был дополнительно испытан на

морозостойкость. Испытания по определению морозостойкости проводились по третьему методу путем попеременного замораживания и оттаивания в 5% -ном водном растворе хлористого натрия при температуре замораживания - 50°С ± 5. Результаты экспериментов с составами близкими к оптимальным представлены в табл.3.

Таблица 3

Сводная таблица физико-технических характеристик составов близких к

оптимальным, отформованных трамбованием.

Составляющие Расход Расход Расход Расход Плотность Прочность при

компоненты цемента песка наполни- воды на упаковки сжатитии Ясж,

бетонной смеси на 1м3, на 1м3, теля на 1м\ кг минераль- МПа

кг кг 1м3, кг ного скелета Ро.ск, %

1 2 3 4 5 6 7

П„ + Ц 769 1505 - 182 81,9 50,3

Пи + Цдом 762 1492 - 180 76,9 55,2

П„+2/ЗЦ+1/ЗН 514 1509 218 179 82.2 60.9

Пм+2/ЗЦлом+1/ЗН 509 1496 216 177 78,6 61,6

П.+1/ЗЦ+2/ЗН 258 1514 438 177 82.6 43,3

Пм+1/ЗЦдом+2/ЗН 255 1501 433 175 79,1 41,7

П„ + Ц.™ 769 1505 . 182 82.0 58.5

п„ + ц 762 1492 - 180 76,1 46,3

Пк+2/ЗЦд0м+1/ЗН 514 1509 218 179 82,5 67,2

Пм+2/3 Ц+1 /3 Н 509 1496 216 177 76,8 49,8

Пк+1 /3 ЦдОМ+2/3 Н 258 1514 438 177 82,7 49,2

П„+1/ЗЦ+2/ЗН 255 1501 433 175 77,7 34,7

где: Пк - песок фракции 1,25...0,63 мм; Пм - песок фракции 0,315...0,14 мм; Ц - цемент заводского помола; Цщм - цемент домолотый до частиц размером 20...30мкм; Н -микронаполнитель, зёрна которого измельчены до размеров зёрен цемента.

Из результатов, представленных в табл.3, следует, что смесь песка крупной фракциии и цемента заводского помола уплотняется гораздо лучше и достигает величины 82,6% (плотность упаковки минерального скелета бетона), по сравнению со смесью песка мелкой фракции с домолотым цементом. Это связано с большей шероховатостью поверхности мелкого песка, которая уменьшилась с введением суперпластификатора.

Прирост плотности упаковки минерального скелета на 1% позволяет получить увеличение прочности на сжатие от 1% для смесей без микронаполнителей и до 5% в смесях с наибольшей долей микронаполнителя. Также установлено, что плотность упаковки минерального скелета бетона на крупном песке практически не меняется при замене части цемента (1/3 и 2/3) микронаполнителем. При мелком песке с увеличением доли минерального наполнителя плотность увеличивается (до 3%), что можно объяснить увеличением толщины плёнки воды. То есть при постоянном В/Т замена части цемента микронаполнителем высвобождает часть воды, которая идет на его смачивание.

Следует подчеркнуть, что составы, при замене микронаполнителем до 2/3 объёма цемента, показали высокую прочность на сжатие, превышающую нормативные требования для дорожных плит.

В работе также исследовалась пористость бетона по величине водопоглощения и методами оптической микроскопии. Анализ результатов показал, что интегральное водопоглощение для всех изученных составов бетона без микронаполнителя имеет значения порядка 2-3%. При замене 1/3 цемента микронаполнителем водопоглощение практически не изменяется, а при замене 2/3 объёма цемента она возрастает в отдельных случаях до 6%. При таком большом расходе наполнителя испытания на морозостойкость показали, что образцы не выдерживают требования нормативов Р200.

По представленным в работе макроснимкам структуры бетона установлено, что минимальное значение пористости имеет место в составах с максимальной плотностью минерального скелета. Структуры бетонов рационального состава с различными способами уплотнения представлены в конце реферата на рис.Юа.

Во второй группе экспериментов изучены особенности песчаного бетона на основе речного мелкого песка (нефракционированного) и цемента заводского помола с аналогичными составами выбранными раннее.

Составы бетонов (табл. 4), формуемые стандартной вибрацией с частотой 50 Гц и ускорением до 3^, имеют повышенную водопотребность. Наблюдение за поведением смеси при уплотнении показало, что рациональное соотношение В/Т равно 0,32, что подтверждается полученными физико-механическими характеристиками бетона. Смещение оптимальной точки В/Т в сторону увеличения расхода воды (рис.8) при вибрационном уплотнении связано с необходимостью уменьшения вязкого сопротивления. Из графиков видно, что при вибрационном воздействии плотность упаковки минерального скелета бетона в области близкой к оптимальной ниже, чем при трамбовании. Более высокая прочность объясняется фактом уплотнения бетонной смеси за счёт тиксотропного разжижения цементно-водных систем, что приводит к усилению процессов гидратации и увеличению коэффициента использования цемента. При уплотнении трамбованием максимальная плотность достигается только за счёт геометрического сближения частиц компонентов бе тонной смеси. Результаты представлены на рис. 8а, б.

Таким образом, вибрационное воздействие приводит к возникновению прочных связей на расстоянии ближней коагуляции, что подтверждается высокими прочностными показателями бетонных образцов.

Таблица 4

Составы, использованные при уплотнении вибрацией_

№ состава Расход цемента на 1м3, кг Расход песка на 1м3, кг Расход наполнителя на 1м3, кг Расход воды на 1м3, л В/Т Плотность упаковки минерального скелета р0 ск,

1 762 1492 - 180 0.24 66.0

продолжение таблицы

2 714 1397 - 232 0,32 74,1

3 671 1314 - 278 0,41 72,1

4 509 1496 216 177 0.24 67.8

5 477 1402 202 229 0.33 74.7

6 450 1320 191 274 0.42 72.9

7 255 1501 433 175 0.25 69.6

8 240 1408 406 226 0.34 75.4

9 226 1327 383 271 0,4 73,3

£

; г

-2.Пы:Щг./Эт1/Э) -1. Пм:Ц|!/3):Н|2/3)

67 ■ 66 -

65 :...........

0,2 0,25 0,3 0,35 -1. Пр:Ц -2. Пр:Ц(2/3|:Н(1/3) —

В/Т

0,4 0,45 '3. Пр:Ц(1/3):Н(2/3}

б) стандартная вибрация

а) трамбование

Рис. 8 Зависимость плотности упаковки минерального скелета от водотвердого отношения при различных способах формования. Исследование свойств песчаных бетонов оптимальных составов на прочность, морозостойкость и водопоглощение приведено в табл. 5.

Таблица 5

Физико-технические характеристики бетона в области близкой к оптимальной

№ состава Прочность при Водопоглощение Марка бетона

сжатии Ясж, МПа. \УИИГ, % по морозостойкости

2 68,0 5,2 Р150

5 55,0 6,5 Р150

8 35,0 7,9 Р100

При анализе данных табл. 5 характерно проявляется зависимость прочности при сжатии от плотности упаковки минерального скелета. Так, при увеличении плотности на 1% прочность при сжатии бетона возрастает на величину 20-40%. Эти показатели существенно превосходят значения, полученные при использовании метода трамбования. Плотность упаковки минеральных скелетов оптимальных составов, отформованных стандартной вибрацией, превышает на 2% плотность при трамбовании.

Испытания образцов на морозостойкость показали марку выше, чем при трамбовании, но ниже нормативных требований к дорожным изделиям.

В третьей группе экспериментов рассматривалось изменение физико-технических характеристик бетонов тех же составов, уплотненных вибропрессованием и роликовым прокатом.

Границы В/Т песчаного бетона выбраны в пределах от 0,24-0,32 поскольку при значениях меньших 0,24, смесь практически не формуется, а при больших 0,32 - начинает прилипать к пригрузу.

Процесс виброуплотнения принят как двухстадийный. Первая стадия-уплотнение вибрацией при частоте 25Гц и ускорении 3^ в течении 7сек. Вторая стадия - доуплотнение при частоте у=50Гц, ускорении до при приложении пригруза в 0,3-0,5 МПа. Общее время уплотнения - 30 сек.

В табл.6 представлены физико-технические характеристики составов бетона как при вибропрессовании, так и при роликовом уплотнении. Установлена взаимосвязь между плотностью минерального скелета и физико-механическими свойствами бетонов.

При роликовом уплотнении и вибропрессовании значение оптимального отношения В/Т смеси равно 0,24 (табл.6).

Таблица 6

Составы бетона с рациональным В/Т для вибропрессования и роликового

формования

Состав Прочность Плотность В/Т Водопоглощение Марка бетона

при упаковки V» % по

сжатии Исж, МПа. минерального скелета Ро.ск>% морозостойкости

П+Ц 72,5 79.5 0,24 2,8 Р200

П+2/ЗЦ+1/ЗН 75,5 80,6 0,24 3,1 БЗОО

П+1/ЗЦ+2/ЗН 48,0 81,1 0,25 4,8 Р200

роликовое уплотнение

П+Ц 72,1 79,8 0,24 4,3 Р200

На рис.9 представлен график зависимости удельной прочности (К/Ц) от В/Т для составов с различным содержанием микронаполнителя при различных способах формования. При замене части объёма цемента микронаполнителем удельная прочность возрастает для всех видов формования, однако наибольший эффект наблюдается в бетонах, уплотнённых вибропрессованием и роликовым прокатом. Максимальная плотность упаковки минерального скелета бетонов, отформованных вибропрессованием и роликовым уплотнением составляет 79,581,1%, что на 5-13% больше плотности аналогичных составов, уплотнённых стандартной вибрацией и трабованием. Таким образом, вибропрессование и роликовый прокат - более эффективные методы уплотнения, чем стандартная вибрация и уплотнение трамбованием.

При увеличении плотности минерального скелета на 1% прочность при сжатии бетона возрастает на 3-8%. Изучение интегрального водопоглощения

показало, что оно лежит в диапазоне до 5%, что косвенно свидетельствует о плотной структуре бетона.

0.18 0,24 0,33 0.42

-1.оиброг,рсссооанис - - 2. оиб. (1/3)Н — — 3. оиб. (2/3)Н !

-*-4. ст.вибвлцим --- -5.сг. оиб (1/В)Н — — 6. ст. ииб. 12/3>Н

Рис. 9 Зависимость удельной прочности от водо-твёрдого отношения Изучение морозостойкости имеет важнейшее значение для подтверждения долговечности бетонов. Испытания на морозостойкость показали, что образцы выдержали 20 циклов попеременного замораживания-оттаивания, что соответствует марке по морозостойкости Е200.

Структура мелкозернистого бетона при трамбовании представлена на рис. 10а. При этом наблюдается пористая структура бетона с максимальным размером пор 100-150 мкм. При стандартной вибрации проявляется мозаичная I структура мелкозернистого бетона, для которой характерна достаточно высокая пористость (рис. 10в). Примечательно, что максимальный размер пор уменьшился и составил 50-70 мкм.

Рис. 10 Микроструктура образцов, отформованных различными методами, а) образец, отформованный трамбованием; б) стандартная вибрация ; в) вибропрессование Исследование структуры с помощью микроскопии (рис. 106) показало, что при вибропрессовании образец имеет монолитную структуру с отсутствием 1 каких-либо значительно крупных пор. 1

Для мелкозернистого бетона, отформованного вибропрессованием, I максимальный размер пор составляет всего 20 мкм (рис. 106). При дальнейшем | увеличении видны (рис. 11 в) мелкие кристаллогидраты размером порядка 10

мкм, которые являются микроармирующими элементами в цементном геле с включениями субмелких частичек заполнителя.

Использование микронаполнителей в составе бетона позволило нам получить материал с высокими физико-техническими параметрами по сравнению с нормативами, предъявляемыми к дорожным изделиям. Эффективным технологическим приёмом уплотнения бетонной смеси по результатам проведённых исследований выбрано двухстадийное виброуплотнение.

В наших дальнейших исследованиях удалось получить мелкозернистый бетон на полифракционном микронаполнителе, состав которого представлен в табл.6, прочностью 130 МПа. Полифракционный микронаполнитель имеет 2 фракции (Н1=6-7мкм, Н2=0,6-0,7 мкм).

Таблица 7

Состав полифракционного бетона, отформованного вибропрессованием

Цемент, кг/м3 Песок, кг/м3 Наполнитель,Hi,кг/м Наполнитель,Н2, кг/м3 Вода, л В/Т

477 1402 147 55 190 0,28

Изучение образцов под микроскопом показало образование новых гидратных фаз (С5Н(1)) в структуре бетона, вызванных наличием ультрадисперсного наполнителя (рис. 11а,б,в). Наличие этих фаз подтвердились при анализе методом РФА.

На рис.11а,б мы видим поверхность, усыпанную «усами» гидратных новообразований. Причем такая равномерная структура обеспечивается по всей поверхности образца. На поверхности частички песка отчётливо видны игольчатые наросты порядка 0,1-0,3 мкм (рис.116), что явно свидетельствует об активности ультранаполнителей. Наличие этих игольчатых наростов также свидетельствовует об увеличении прочностных характеристик материала, так

а) Х3400 б) х4700 в) х22000

Рис. 11 Микроструктура бетона с полидисперсным наполнителем.

Дополнительные исследования, проведённые на микроскопе FEI Quanta 200 3D DualBeam™ , позволили получить подтверждающие данные о появлении тонких игольчатых кристаллогидратов с участием ультрадисперсных частиц

диоксида кремния толщиной > ОДмкм, которые принимают участие в структурировании цементной матрицы (рис. 11в).

В шестой главе представлены технологическая линия и оборудование по производству тротуарных плит и бортового камня и технико-экономические показатели работы.

Формование тротуарных плит в технологической линии происходит по следующей схеме. Бетонная смесь дозируется мерным ящиком и на металлическом поддоне шаговым транспортёром перемещается на пост виброуплотнения. Вибропрессование выполняется в две стадии. На первой стадии (переупаковка) смесь уплотняют только вибрацией в течение 7-10 с. На второй стадии (уплотнение) параллельно с вибрацией прикладывают пригруз, опуская пуансоны. Общее давление на бетонную смесь составляет до 0,5 МПа. Общее время уплотнения составляет 30 с.

Микронаполнитель подавался в бетономешалку одновременно с цементом. Система дозировки аналогична используемой для вяжущего. Режимы перемешивания оставлены без изменения, так как позволили обеспечить требуемое качество перемешивания бетона.

На основе результатов исследований, выполненных в работе, в ЗАО НИПТИ «Стройиндустрия» изготовлена партия дорожно-тротуарных плит размером 200x100x100.

Заводом использовался состав бетона: Мальцевский портландцемент ПЦ 500 ДО - 540 кг/мЗ, Мансуровский песок Мк=2,5-2,8 - 1580 кг/м3, вода - 180л.

Предложен более экономичный состав бетона, в котором портландцемент составляет - 477 кг/м3, песок Окский - 1402 кг/м3, кварцевый микронаполнитель - 202 кг/м3, вода - 226 л.

Разработан технологический регламент на изготовления тротуарных плит. Физико-механические свойства тротуарных плит из состава бетона с микронаполнителем соответствуют ТУ на изделия.

По предложенному составу в 2008 году изготовлено 21000 м3 бетона, экономический эффект от снижения себестоимости материала составил 777 руб. 50 коп./м3, годовой 16,327,500 руб.

Основные выводы по работе

1. В работе сделан обзор по применению различных методов формирования структуры бетонных смесей и исследованы силовые методы уплотнения с использованием полифракционных наполнителей, получены мелкозернистые бетоны предельной плотности с высокими физико-механическими свойствами.

2. Получена рациональная величина пригруза равная 0,3 - 0,5 МПа, определённая методами теории подобия и анализа размерностей при условии упруго-вязких свойств бетонной смеси.

3. Установлена зависимость напряжений по высоте слоя бетонной смеси от однородности уплотнения. Исследовано напряжённо-деформированное состояние бетонной смеси при различных силовых методах уплотнения и показана высокая однородность величин напряжений в слое бетонной смеси,

отформованной вибропрессованием. При виброуплотнении однородность напряжений составила св/с„= 1,1-1,25, а при роликовом уплотнонении - 1,6.

4. Разработана физическая модель упаковки полифракционных составляющих бетонной смеси, согласно которой максимальная плотность упаковки материала достигается при условии соотношения объёма мелкой фракции к объёму крупной в пределах 3/7 - 3/8. При этом размер частиц мелкой фракции должен быть в 8-10 раз меньше, чем крупной.

5. Получены основные характеристики плотности упаковки минерального скелета, прочности и морозостойкости при различных способах формования (трамбование, вибрация, вибропрессование, роликовое формование). Максимальные физико-технические характеристики были достигнуты при вибропрессовании. Бетон, отформованный вибропрессованием, имеет плотность упаковки минерального скелета 81,1%, что на 1,3% превышает плотность при роликовом формовании и на 5,7% - при стандартной вибрации с пригрузом, максимальную прочность 75,5 МПа и морозостойкость марки F300.

6. Установлена зависимость прочности на сжатие от количества вводимого микронаполнителя. При уплотнении песчаных бетонов вибропрессованием с заменой до 1/3 объёма цемента микронаполнителем прочность бетона увеличивается на 4,13%, удельная прочность (R/Ц) возрастает с 0,95 до 1,48, а при замене 2/3 цемента по объёму составляет 1,88.

7. Разработан и утвержден технологический регламент по применению мелкозернистых бетонов с микронаполнителями. Производственное внедрение выполнено на опытно-экспериментальной базе «Экспострой» научно-исследовательского и проектно-технологического института НИПТИ «Стройиндустрия», г. Москва.

8. Экономический эффект от внедрения результатов исследований составил 777руб. 50 коп. за счет снижения расхода цемента до 100кг/м3 и снижения металлоемкости оборудования, что соответствует годовому эффекту в 16,327,500 руб.

Материалы диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Минсадров И.Н. Особенности упаковки частиц заполнителей в мелкозернистых бетонах при создании долговечных материалов: Материалы IX науч.-прак.конф. «Безопасность движения поездов» - М.: МИИТ, 2008. - С. IV-

9.

2. Гусев Б.В., Минсадров И.Н., Мироевский П.В., Трутнев Н.С. Исследование процессов наноструктурирования в мелкозернистых бетонах с добавкой наночастиц диоксида кремния // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. - www.nanobuild.ru, 2009. - №2. - С.5-11.

3. Положительное решение по заявке на патент №2009138763 от 21.10.2009 «Нановяжущее», Гусев Б.В., Селиванов П.П., Минсадров И.Н.

4. Гусев Б.В., Минсадров И.Н., Кудрявцева В.Д., Данилов И.А. Малоэнергоемкие технологии производства изделий из мелкозернистого бетона. Материалы V Международной конференции. - Волгоград. 2009. - С. 13-18.

5. Гусев Б.В., Минсадров И.Н., Кудрявцева В.Д. Свойства мелкозернистых бетонов при различных способах уплотнения //Промышленное и гражданское строительство. -2009. -№5. - С. 48-50.

6. Гусев Б.В., Кудрявцева В.Д., Минсадров И.Н. Способы повышения технических характеристик мелкозернистых бетонов дорожных изделий //Транспортное строительство. - 2009. - №5. - С. 14-15.

Гарнитура Times. Формат 60x90/16. Бумага офсетная 80 г. Печать офсетная. Уч.-изд. л 1,0 Усл. печ. л 1,5. Тираж 100 экз.

Отпечатано с готового оригинал- макета в ООО "Знаменка".

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Состояние вопроса по технологии изготовления, составов и свойств дорожных изделий на основе мелкозернистых (песчаных) бетонов. Ю

1.1.История вопроса по изготовлению изделий на основе мелкозернистых бетонов с микронаполнителями.

1.2. Составы и свойства песчаных бетонов и методы их получения.

1.2.1. Вопросы гранулометрии мелкозернистого бетона.

1.2.2. Исследование физико-механических характеристик мелкозернистого бетона.

1.2.3. Морозостойкость мелкозернистого бетона.

1.3.Интенсивные технологии уплотнения мелкозернистых песчаных бетонов.

1 АПостановка задачи исследований вопросов напряжённо-деформированного состояния при силовых методах уплотнения, оптимизации составов при использовании песков с низким модулем крупности.

Выводы по главе I, постановка задач исследования.

ГЛАВА II. Методика экспериментальных исследований при изучении основных технических свойств мелкозернистых бетонов.

2.1.Материалы, применяемые для экспериментальных исследований.

2.2.Методы исследований, приборы и оборудование.

2.3.Методика оценки размеров кристаллитов зёрен измельчённого песка рентгенофазовым анализом.

2.4.Методика определения площади удельной поверхности.

2.5.Методика оценки размеров частиц растровой электронной микроскопией, динамическим светорассеиванием, просвечивающей микроскопией.

Выводы по главе II.

ГЛАВА III. Разработка теоретических основ при создании технологии уплотнения бетонных смесей.

3.1.Методы теории подобия при решении задачи взаимодействия слоя упруго-пластичной бетонной смеси при вибропрессовании.

3.2.Напряжённо-деформированное состояние в слое бетонной смеси при роликовом формовании.

3.3.Теоретические положения и особенности метода конечных элементов.

3.3.1. Выбор физической модели.

3.3.2. Расчётная схема.

3.4. Аналитические исследования напряжённо-деформированного состояния бетонной смеси при роликовом уплотнении.

Выводы по главе III.

ГЛАВА IV. Технология измельчения песка при использовании различных помольных механизмов.

4.1.Особенности микронаполнителей, полученных помолом кварцевого песка в мельницах различных типов.

4.2.Новый энергоэффективный способ измельчения.

4.3 .Качественный рентгенофазовый анализ размеров кристаллитов измельчённого песка.

4.4,Определение насыпной плотности и удельной площади поверхности.

4.5.Растровая микроскопия (РЭМ) порошка и оценка размеров частиц.

4.6.Проведение измерений динамического светорассеяния (ДСР) суспензий после УЗ-обработки различной продолжительности, построение распределения частиц по размерам.

4.6.1 .Исследование электрокинетического потенциала частиц.

4.7. Просвечивающая микроскопия (ПЭМ] порошка и оценка размеров частиц.

Выводы по главе IV.

ГЛАВА V. Особенности составов и методов уплотнения бетонной смеси.

5.1 Физическая модель расположения минеральных наполнителей в бетонной матрице.

5.2.Получение максимальной плотности упаковки минерального скелета песчаного бетона из песка и цемента различной крупности с заменой части цемента микронаполнителем. Ш

5.3.Исследование составов с заменой части цемента микронаполнителями в бетоне и установление взаимосвязи «плотность упаковки минерального скелета — физико-механические свойства».

5.4.Особенности макроструктуры песчаного бетона с максимальной плотностью упаковки минерального скелета.

5.5.Изучение свойств песчаного бетона с улучшенной гранулометрией на основе речного мелкого песка, цемента заводского помола при уплотнении стандартной вибрацией.

5.6.Свойства бетона с улучшенной гранулометрией состава при уплотнении вибропрессованием.

5.7.0собенности свойств бетона на основе цемента и речного мелкого песка при роликовом уплотнении.

Выводы по главе V.

ГЛАВА VI. Практическое применение результатов исследований и их технико-экономическая эффективность.

6.1 .Производственный эксперимент на технологической линии формования тротуарных плит.

6.2 Технологический регламент на производство тротуарных плит с использованием микронаполнителей.

6.3. Расчёт экономической эффективности при использовании результатов исследования.

Выводы по главе VI.

Актуальность работы. Бетон по-прежнему остаётся основным материалом строительства, потому дальнейший научно-технический прогресс является необходимым.

Анализ материалов Геологического фонда России показал, что на европейской территории страны (кроме Карелии, Архангельской, Мурманской, Воронежской областей) практически отсутствуют сколько-нибудь значительные запасы камня изверженных пород. Принимая во внимание, что дальность доставки щебня по стране составляет 300-400 км, а цена достигает от 15 до 40 руб./м3 (по ценам до 1990г.) [21,23,191] при ежегодном расходе щебня в количестве более 100 млн. м3 [113,231,] его высокая стоимость делает тяжёлый бетон всё менее экономичным. По данным Федерального агентства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству в России производится порядка 80 млн. м3 бетона в год, а использование местных песков вместо крупного заполнителя позволяет на 20-30% снизить стоимость железобетонных конструкций [120].

Последние четыре-пять десятилетий, наряду с обычным тяжёлым бетоном, широко используется мелкозернистый бетон и основной из них -песчаный.

Эти бетоны применяют для широкой номенклатуры конструкций и изделий из бетона и железобетона. Мелкозернистый бетон используется в жилищном, промышленном, дорожном, гидротехническом строительстве. Практика показала, что в ряде случаев мелкозернистые бетоны являются наиболее экономичными. Мелкозернистая и однородная структура песчаного бетона обусловливает некоторые, особенности его свойств. В частности, мелкозернистый бетон, по сравнению с обычным тяжёлым, на плотном и прочном заполнителе отличается более высоким отношением прочности при изгибе к прочности при сжатии, повышенной призменной прочностью, хорошей долговечностью, малой водонепроницаемостью, достаточной трещиностойкостью. К положительным критериям можно так же отнести удобную транспортабельность по бетоноводам, высокую механизацию работ по укладке бетонных смесей и получение гладкой поверхности готовых изделий [136].

В песчаном бетоне в качестве заполнителя применяется кварцевый песок, доступный по цене, однако ему присущ существенный недостаток, заключающийся в значительной пустотности скелета, а отсюда в большем расходе цемента. Резервом повышения экономической эффективности конструкций и изделий из мелкозернистого бетона является уменьшение расхода цемента на 1 м3 песчано-бетонной смеси. Этот недостаток исключается при замене значительной части цемента кварцесодержащим микронаполнителем.

Цель работы состоит в исследовании силовых методов уплотнения мелкозернистых смесей с полидисперсным микронаполнителем для повышения плотности мелкозернистых бетонов и улучшения физико-механических свойств дорожных изделий, в том числе на мелких песках. Научная новизна работы:

- определен характер взаимодействия пригруза с виброплощадкой и упруго-вязкой бетонной смесью методами теории подобия и механики сплошной среды, и установлено, что преобладающее влияние на процесс уплотнения оказывают величина пригруза и тиксотропные явления;

- определена аналитическими методами высокая однородность напряжённо-деформированного состояния бетонной смеси по высоте слоя, отформованного вибропрессованием, при условии противофазного режима работы пригруз-виброорган;

- выполнен расчёт напряжённо-деформированного состояния в слое бетонной смеси методом конечных элементов, который показал существенные изменения напряжений по толщине слоя при роликовом уплотнении;

- уточнена физическая модель рациональной упаковки компонентов бетонной смеси для получения наиболее плотного минерального скелета;

- установлена взаимосвязь между плотностью упаковки минерального скелета и физико-механическими характеристиками бетона, отформованного силовыми методами;

- впервые получены количественные характеристики по влиянию полидисперсных наполнителей на свойства мелкозернистых бетонов при вибропрессовании.

Практическое значение работы состоит в следующем:

- уточнены рациональные параметры второго этапа двухстадийного уплотнения мелкозернистых бетонных смесей с микронаполнителями с использованием на второй стадии частоты 50 Гц, ускорения 5§ и давления пригруза до 0,5 МПа;

- разработан состав мелкозернистого бетона с микронаполнителями и технология его изготовления, которая обеспечивает высокие физико-технические характеристики с экономией вяжущего;

- достигнута максимальная плотность упаковки минерального скелета в бетоне, отформованного вибропрессованием, равная 81,1%, что превышает значения показателей плотности по сравнению другими способами формования;

- получены максимальные физико-технические характеристики бетона при вибропрессовании, которое обеспечило повышение прочностных характеристик в 1,5 раза и марки по морозостойкости до РЗОО;

- разработан технологический регламент по производству дорожных изделий из мелкозернистых бетонов.

Внедрение и реализация.

Результаты исследований, проведённых в работе, внедрены на опытно-экспериментальной базе «Экспострой» предприятия НИПТИ

Стройиндустрия». Экономический эффект составил 777 руб. 50 коп. на 1м3 бетонной смеси и годовой -16,327,500 руб. Автор защищает:

- положение о том, что для уплотнения песчаных бетонов с микронаполнителем следует применять силовые методы, а именно вибропрессование и роликовый прокат;

- результаты исследований по уплотнению бетонной смеси при использовании силовых методов с изучением напряжённо-деформированного состояния бетонной смеси;

- предложенную гипотезу по рациональному гранулометрическому составу минеральной части микронаполнителя при соотношении объёмов мелкой и крупной фракции 3/7 - 3/8, с размером частиц мелкой фракции в 8-10 раз меньшим, чем крупной;

- высокую эффективность и однородность уплотнения при вибропрессовании пригрузом до 0,5 МПа с обеспечением высоких физико-механических свойств мелкозернистых бетонов.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференция «Строительное материаловедение - теория и практика» (Москва, 2006г.), IX Международной научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2008г.), V Международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г.Волгоград, 2009 г.), на Республиканском конкурсе «Пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан» (г.Казань, 2009г.), Symposium on Recent Advances in

Mechanics dedicated to the Late Academician (Athens, Greece, 2009), на конференции «Наука МИИТа-транспорту-2010» (Москва, 2010г.).

Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в т.ч. 2 статьи опубликованы в изданиях, определенных ВАК РФ для кандидатских диссертаций, и получено положительное решение по заявке на патент.

Объём работы. Диссертация содержит 216 страниц машинописного текста, 68 рисунков, 41 таблицу и состоит из введения, 6 глав, списка литературы из 232 наименований.

Общие выводы по работе

1. В работе сделан обзор по применению различных методов формирования структуры бетонных смесей и исследованы силовые методы уплотнения с использованием полифракционных наполнителей, получены мелкозернистые бетоны предельной плотности с высокими физико-механическими свойствами.

2. Получена рациональная величина пригруза равная 0,3 - 0,5 МПа, определённая методами теории подобия и анализа размерностей при условии упруго-вязких свойств бетонной смеси.

3. Установлена зависимость напряжений по высоте слоя бетонной смеси от однородности уплотнения. Исследовано напряжённо-деформированное состояние бетонной смеси при различных силовых методах уплотнения и показана высокая однородность величин напряжений в слое бетонной смеси, отформованной вибропрессованием. При виброуплотнении однородность напряжений составила ов/он= 1,1-1,25, а при роликовом уплотнонении -1,6.

4. Разработана физическая модель упаковки полифракционных составляющих бетонной смеси, согласно которой максимальная плотность упаковки материала достигается при условии соотношения объёма мелкой фракции к объёму крупной в пределах 3/8 - 3/7. При этом размер частиц мелкой фракции должен быть в 8-10 раз меньше, чем крупной.

5. Получены основные характеристики плотности упаковки минерального скелета, прочности и морозостойкости при различных способах формования (трамбование, вибрация, вибропрессование, роликовое формование). Максимальные физико-технические характеристики были достигнуты при вибропрессовании. Бетон, отформованный вибропрессованием, имеет плотность упаковки минерального скелета 81,1%, что на 1,3% превышает плотность при роликовом формовании и на 5,7% - при стандартной вибрации с пригрузом, максимальную прочность 75,5 МПа и морозостойкость марки Р300.

6. Установлена зависимость прочности на сжатие от количества вводимого микронаполнителя. При уплотнении песчаных бетонов вибропрессованием с заменой до 1/3 объёма цемента микронаполнителем прочность бетона увеличивается на 4,13%, удельная прочность (Н/Ц) возрастает с 0,95 до 1,48, а при замене 2/3 цемента по объёму составляет 1,88.

7. Разработан и утвержден технологический регламент по применению мелкозернистых бетонов с микронаполнителями. Производственное внедрение выполнено на опытно-экспериментальной базе «Экспострой» научно-исследовательского и проектно-технологического института НИПТИ «Стройиндустрия», г. Москва.

8. Экономический эффект от внедрения результатов исследований составил 777руб. 50 коп. за счет снижения расхода цемента до 100кг/м3 и снижения металлоемкости оборудования, что соответствует годовому эффекту в 16,327,500 руб.

1. Абдужабаров A.A. и др. Основные свойства мелкозернистых бетонов на песках местных карьеров Узбекистана / В кН.: Исследование и применение мелкозернистых бетонов / под ред. И.М. Красного: тр. НИИЖБ,- М.: Стройиздат, 1978. вып.35. - С. 66

2. Азелицкая Р.Д., Черных В.Ф., Пшеничный Г.Н, О применении повторного вибрирования в заводской технологии // Бетон и железобетон. -1982. №4, -С.10-11

3. Астахова М.А., и др. Гидратация твердения цементов, полученных помолом рядовых клинкеров с веществами преимущественно акцепторной природы // Гидратация и твердение вяжущих. Львов, 1981

4. Акунов В.И. Струйные мельницы. Элементы теории и расчёта. М.: Машиностроение, 1967. - 263 с.

5. Афанасьев A.A. Импульсный способ формования сборных железобетонный изделий // Бетон и железобетон. -1986. № 4

6. Афанасьев A.A. Исследование волнового поля, возбуждаемого в бетонной смеси при импульсном формовании железобетонных изделий в вертикальном положении // Известия ВУЗов «Строительство и архитектура». -1969. № 4

7. Ахвердов И.Н. Высокопрочный бетон. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961. - 160 с.I

8. Ахвердов, И.Н. Технология безвибрационного формования железобетонных изделий / респб. науч. тех. сов. под общ. ред. И.Н. Ахвердова, Н.П. Блещик, Т.М. Пецольд, А.Я. Барташевич, З.Г. Дьяченко.-Минск. 1979. -151с.

9. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат, 1981. - 464 с.

10. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Высшая школа, 1978. - 455 с.

11. Баженов Ю.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций. М.: Госстройиздат, 1963. -128 с.

12. Баженов Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов. -М.: Стройиздат, 1975. 272 с.

13. Баженов Ю.М., Магдеев У.Х., Алимов Л.А., Воронин В.В., Гольденберг Л.Б., Мелкозернистые бетоны: учебное пособие. М.:МГСУ, 1998. - С. 145

14. Баженов Ю.М. Многокомпонентные мелкозернистые бетоны // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2001. - №10. -С. 24

15. Баркан Д.Д. Виброметод в производстве. М.: Гостойиздат, 1959

16. Барон Л.И., Глатман Л.Б. Контактная прочность горных пород. М.: Недра, 1966. - 228 с.

17. Барон Л.И., Хмельковский И.Е. Разрушаемость горных пород свободным ударом. М.: Наука, 1971. - 203 с.

18. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. М.: 1998

19. Батраков В.Г., Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Силина Е.С. Модифицированные бетоны в практике современного строительства строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2002. - №9. С.23-25

20. Бердичевский, Г.И. Рациональные области применения мелкозернистых бетонов с учётом местных условий / Г.И. Бердичевский, Ю.А. Рогатин, С.А. Лаженицына : сб. науч. тр. Мелкозернистые бетоны и конструкции из них.: НИИЖБ, 1984. С. 72-77

21. Верней И.И. Использование пылевидного кварца (маршалита) в качестве заполнителя для бетонов // Применение мелких песков в бетоне и методы подбора состава. М.: Стройиздат, 1961. - С. 72-77

22. Бибин, Л.П. План и ресурсы / Л.П. Бибин // Правда. 1979. - 17 сент.

23. Богин Н.М. Специальные методы уплотнения бетона // Сб. научных трудов // IV Всесоюзная конференция по бетону и железобетонным конструкциям.-М.-Л.: Стройиздат, 1949. т.1

24. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. — Л.: Стройиздат, 1978.-368 с.

25. Борщевский A.A., Ильин A.C. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. М.: Высш. шк.Д987. -368с.

26. Брауде Ф.Г. Сравнительное исследование процесса уплотнения бетонных смесей на вибрационных, вибрационно-ударных и ударных столах // тр. ВНИИГС. Л.: ЦБТИ Минстроя СССР,1962. - № 20

27. Брауде Ф.Г. О выборе величины давления пневмопригруза при формовании изделий на вибрационных площадках // тр. НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1964. - вып. 33. - С. 197-204

28. Брауде Ф.Г., Голод В.Б., Архангельский Г.К. Влияние безинерционного пригруза на работу вибрационной площадки // Механизация строительства. -1967. №5.-С. 17-18

29. Бруссер М.И., Савина P.A. О возможности прогнозирования проницаемости бетона по кинетике его водонасыщения. В кн. Повышение стойкости бетона и железобетона при воздействии агрессивных сред. М.: Стройиздат, 1977. - 198 с.

30. Бутт Ю.М., Колбасов В.М. Влияние состава цемента и условий твердения на формирование структуры цементного камня // Труды VI Международного конгресса по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. - т.2. - кн.1

31. Вагнер Г.Р. Физика-химия процессов активации цементных дисперсий. -Киев: Наукова думка, 1980. 200 с.

32. Величко Е.Г., Белякова Ж.С. Физико-химические и методологические основы получения многокомпонентных систем оптимизированного состава // Строительные материалы. 1996. - №3. - С. 27-30

33. Воробьёв В.А., Кивран В.К., Корякин В.П. Применение физико-математических методов в исследовании свойства бетона // Пособие для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1987. - 271 с.

34. Высокий В.А., Бруссер М.И., Смирнов В.П., Царик A.M. Оптимизация составов бетона с дисперсными минеральными добавками // Бетон и железобетон. -1990.-№2. С. 7-9

35. Гарнец В.Н., Рюшин В.Т. К вопросу определения режимов роликового формования // Реология бетонных смесей и её технологические задачи. -Юрмала, 1982. С. 348-350

36. Гарнец В.Н., Рюшин В.Т., Пархиловский И.Б. Опыт роликового формования железобетонных изделий в заводских условиях // тез. док. науч. прак. конф. Материалы, технология и конструкции для Нечерноземья. -Брянск: 1985. С. 87-88

37. Гезенцвей Л.Б. Дорожный асфальтовый бетон. М.: Минкоммунхозиздат, 1960.-402 с.

38. Гирский В.А., Мокров A.A. Технологическая линия для производства плотных изделий // Строительные и дорожные машины. 1985. - №12. - С. 1213

39. Гольденберг Л.Б., Оганесянц С.Л. Влияние добавок на свойства песчаных бетонов // Бетон и железобетон. -1981. №10. - С. 15-16

40. Горелова И.Л., Ушакова И.Н., Михайлов Н.В. Влияние состава вяжущего и добавки ПАВ-ССБ на процессы структурообразования, структуру и свойства цементно-песчаного бетона // Коллоидный журнал. -1971. №3

41. Горобец В.И., Горобец Л.Ж. Новое направление работ по измельчению. -М.: Недра, 1977.-198 с.

42. Горчаков Г.И.Строительные материалы. М.: Высшая школа, 1981. - 412с.

43. Горшков A.M., Оганесянц С.Л. Семинар по мелкозернистым бетонам. -Бетон и железобетон, 1981. №7. - С. 42-43

44. Горшков B.C. Термография строительных материалов. М.: Стройиздат, 1968. - 240 с.

45. Горшков B.C., Тимашевв В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

46. Грибкова Т.Е. Совершенствование технологии вибропрессования изделий из песчаных бетонов // автореф. дис. . канд. тех. наук. Л.: ЛИИЖТ, 1990. - 27 с.

47. Гусев Б.В. Новые технологические линии. М.: Главмоспромстрой материалы, 1975

48. Гусев Б.В. Основные направления развития вибрационного способа уплотнения бетонных смесей // Технология производства сборного железобетона в условиях низких температур. Дн-вск: ДИИТ, 1975. - С. 3-27

49. Гусев Б.В., Зазимко В.Г., Заяц Ю.Л., Лесюк И.И. Экспериментальные исследования взаимодействия столба бетонной смеси с виброплощадкой // Технология производства сборного железобетона в условиях низких температур. Дн-вск: ДИИТ, 1975. - С. 47-52

50. Гусев Б.В., Зазимко В.Г. Вибрационная технология бетона. Киев: Буд1вельник, 1991. -156 с.

51. Гусев Б.В. Теория и практика уплотнения бетонных смесей при низкочастотных режимах вибрации // автореф. дис. . док. тех. наук. М.: МИСИД977. — 25 с.

52. Гусев Б.В., Майко В.П., Нетеса Н.И., Шинкаренко В.И. Повышение качества бетона раструбной части труб формуемых методом радиального прессования. -Днепропетровск, 1986. -16 с.

53. Гусев Б.В., Зазимко В.Г., Пшинько А.Н. Ударно-вибрационная технология изготовления сборного железобетона // Бетон и железобетон. 1981, № 12. -С. 19-20

54. Гусев Б.В., Деминов А.Д., Крюков Б.И. Ударно-вибрационная технология уплотнения бетонных смесей. М.: Стройиздат, 1982. -150 с.

55. Гусев Б.В. Современные методы формования при изготовлении железобетонных изделий. М.: ЦМИПКС, 1983. - 42 с.

56. Гусев Б.В., Минсадров И.Н., Кудрявцева В.Д. Свойства мелкозернистых бетонов при различных способах уплотнения // Промышленное и гражданское строительство. М.,2009. - №5. - С.48-50.

57. Гусев Б.В., Кудрявцева В.Д., Минсадров И.Н. Способы повышения технических характеристик мелкозернистых бетонов дорожных изделий // Транспортное строительство. М., 2009. - №5. - С. 14-15

58. Гусев Б.В., Минсадров И.Н. Особенности упаковки частиц заполнителей в мелкозернистых бетонах при создании долговечных материалов: Материалы IX науч.-прак.конф. «Безопасность движения поездов» М.: МИИТ, 2008. - С. IV-9.

59. Гусев Б.В., Файвусович A.C. Технологическая механика вибрируемых бетонных смесей. М.: Воентехлит, 2002. — 237 с.

60. Дворнин Л.И. Снижение расхода цемента и топлива в производстве сборного железобетона. Киев: Вища школа, 1985

61. Десов А.Е. Вибрационный бетон. М.: Гостройиздат, 1956

62. Десов А.Е. Пути получения и область применения высокопрочного бетона // Бетон и железобетон. -1969. №3. - С. 7-12

63. Дияров A.A., Тимофеев А.Н. Опыт применения мелкозернистых бетонов // Бетон и железобетон. 1980. - №2. - С. 6-7

64. Дмитриев А.И., Грайфер А.Г., Казаркин С.К., Широков B.C. Производство бетонных труб радиальным прессованием // Бетон и железобетон. 1979. -№12.-С. 17-18

65. Добщиц Л.М. Морозостойкость бетонов транспортных сооружений. Учебное пособие. М.: МИИТ, 1999. - 236 с.

66. Зазимко В.Г. Технология формования железобетонных изделий регулируемыми параметрами вибрации // автореф. дис. . док. тех. наук. М.: ВЗИСИ, 1984.-42 с.

67. Зазимко В.Г. Оптимизация свойств строительных материалов.-Транспорт: 1985. 102с.

68. Зазимко В.Г., Брынза В.А., Заяц Ю.Л., Грибкова Т.Е., Павлов А.Ю. Методика количественной оценки макроструктуры бетона. Днепропетровск: ДИИТ, 1987.-36с.

69. Зощук Н.И., Кузнецов В.Д. Влияние формы крупности зёрен дроблённого песка на свойства песчаного бетона // Бетон и железобетон. 1981. - №7. - С. 36-37

70. Заявка на патент №2009138763от 21.10.2009 «Нановяжущее».

71. Иванов Г.С., Палагин Е.В., Карамышев И.А. Об оптимальной массе пригруза при уплотнении бетонных смесей // Транспортное строительство. -1968.-№8.-С. 22-23

72. Иванов Г.С., Карамышев И.А., Чепелев Р.Н. Эффективность уплотнения бетонных смесей при различных видах вибрации // Транспортное строительство. 1969. - №6. - С. 20-21

73. Иванов Ф.М. Структура и свойства цементных растворов / в кн.: Защита от коррозии строительных конструкций и повышение их долговечности: НИИЖБ / под ред. В.М. Москвина и др. М.: Стройиздат, 1969. - С. 109-115

74. Инструкция по изготовлению мелкозернистых (песчаных) бетонов // СН 488 76. - М.: Стройиздат, 1977. -16 с.

75. Инструкция по проектированию и изготовлению конструкций из мелкозернистого (песчаного) бетона для строительства жилых и общественных зданий в Тюменской области: ВСН 2-116-79 / Миннефтегазстрой. М. -1979.-8 с.

76. Исследование и применение мелкозернистых бетонов / под ред. И.М. Красного // тр. НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1978. - вып. 35. - 145 с.

77. Казарин С.К., Бизин Е.С., Пономарёв В.П. Технологические линии по производству бетонных и железобетонных труб методом радиального прессования // Строительные и дорожные машины. -1980. №10. - С. 10-13

78. Калмыкова Е.Е. О возможности применения мелких песков в бетоне без перерасхода цемента // Применение мелких песков в бетоне и методы подбора состава бетона. М.: Стройиздат, 1961. - С. 33-37

79. Калмыкова Е.Е. Исследование некоторых свойств мелкозернистого бетона // Мелкозернистые бетоны, под ред. И. М. Красного. М.: Стройиздат, 1972. - С.33-37

80. Каприелов С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов // Бетон и железобетон. -1995. -№6. С. 16-20

81. Каталог механических свойств горных пород.-Л.: ВНИМИ, 1976.-171с.

82. Кожиев С.Б. Высококачественный мелкозернистый бетон для дорожных покрытий с органоминеральной добавкой: автореф. дис. . канд.тех.наук / С.Б. Кожиев. М., 2005. - 20 с.

83. Королёв Н.Е., Кузин В.Н., Селиванова С.А. Формование железобетонных изделий методом роликового прессования // НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1970. -вып. 22.-С. 32-38

84. Королёв Н.Е. К выбору станков для массового производства бетонных и железобетонных труб // Бетон и Железобетон. 1973. - №3. - С. 9-10

85. Костенко В.П., Хуторцев Г.М. Методика проектирования составов высокопрочных мелкозернистых бетонов // Строительные материалы, детали и изделия. -1973. С. 101-110

86. Краснов A.M. Высоконаполненный мелкозернистый бетон повышенной прочности // Строительные материалы. 2003. №1. - С. 8-10

87. Красный И.М. Исследование морозостойкости мелкозернистых бетонов // Бетон и железобетон. 1969. - №12. - С. 33-35

88. Красный И.М. Исследование мелкозернистого бетона и армированных элементов из него / в кн.: Исследование и применение мелкозернистых бетонов: тр. НИИЖБ / под ред. И.М. Красного. М.: Стройиздат, 1978. - вып. 35. - С. 50-55

89. Красный И.М., Ивлёв П.П. Морозостойкость мелкозернистого бетона на мелких песках // Бетон и железобетон. -1983 . №1. - С. 38-39

90. Крушельницкий Е. Сразившийся с мельницами // Строительная газета. — 1987. -№112.-15.05

91. Круков Б.И., Логвиненко Е.А., Литвин Л.М., Малинин М.С. Виброустановки для уплотнения жёстких бетонных смесей // Механизация строительства. -1971. №4

92. Клаус Хольшемахер, Франк Ден Технология и исследование производства ультравысокопрочного бетона UHFB // Международное бетонное производство. -2004.-№3.- С. 28-34

93. Кузин В.Н. Технология роликового формования плоских изделий из мелкозернистых бетонов // автореф. дис. канд. тех. наук. М.: НИИЖБ, 1981. -22 с.

94. Кузин В.Н., Архипин A.A., Лавринев П.Г. Изготовление решёток перекрытия канализационных каналов животноводческих ферм // Бетон и железобетон. -1983. №3. - С. 24-25

95. Кузин В.Н., Младова М.В., Мирзабаев Т.Н. Составы мелкозернистых бетонов и их влияние на формуемость, структуру и прочность // Мелкозернистые бетоны и конструкции из них. М.: НИИЖБ, 1985. - С. 11-18

96. Кузнецова Т.В., Самченко C.B. Микроскопия материалов цементного производства. -М.: МИКХиС, 2007. -304 с .

97. Куннос Г.Я, Виброционная технология бетона. Л.: Стройиздат, 1967. -168 с.

98. Кунцевич О.В. Анализ основных параметров морозостойкости бетонов / в кн.: Исследование цементных и силикатных бетонов для транспортного строительства: тр. ЛИИЖТ/ под общ. ред. A.B. Саталкина. Л.: Транспорт, 1971. -вып. 330.-С. 22-27

99. Кунцевич О.В. Влияние органических добавок на параметры условно-замкнутых пор в бетонах / в кн.: Исследование бетона и железобетона: тр. ЛИИЖТ / под общ. ред. A.B. Саталкина. Л., 1972. - вып. 341. - С. 23-29

100. Кунцевич О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат, 1983. - 131 с.

101. Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. Л.: Наука, 1968. - 347 с.

102. Левинсон Л.Б., Прейгерсон Г.И. Дробление и грохочение полезных ископаемых. М.: Гостоптехиздат, 1940

103. Лисняк В.П. Технология формования железобетонных изделий припротивофазном режиме работы виброплощадки и инерционного пригруза // автореф. дис. канд. тех. наук. Харьков, 1986. - 23 с.

104. Липсон Г., Стил Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм. М.: Мир, 1972.-384 с.

105. Ломанов Ф.К. Опыт применения минеральных порошков из местных материалов в асфальтовом бетоне. М.: Дориздат, 1952

106. Лукьянов И.А. Определение водопотребности песка и вяжущих в составе растворной смеси // Исследования. Бетоны и растворы. М.: Гостройиздат, 1961

107. Львович К.И., Ефимцев В.П. Исследование армированных изделий из песчаного бетона // Строительные материалы.-1974. №11.- С. 31-32

108. Львович К.И., Яструбинецкий В.Л., Федоренко М.К., Кайсер Л.И. Подбор состава песчаного бетона // Строительные материалы и конструкции. 1977. -№3. — С. 40-41

109. Львович К.И. Песчаный бетон и его применение в строительстве. Санкт-Петербург: «Строй-бетон», 2007. - 313 с.

110. Всесоюзной конфернеции по физико-химической механике дисперсных материалов. Минск. - 1972.-т.4.

111. Майко В.П., Масляев А.Ф., Шинкаренко В.И. Определение качества бетонных труб, отфомованных методом радиального прессования. -Днепропетровск, 1986. -11 с.

112. Малинина Л.А., Шумилина В.Ф. О расходах цемента в мелкозернистых бетонах на мелких песках// Бетон и железобетон. -1980. №8. - С. 10-11

113. Мелкозернистые бетоны // Материалы координационного совещания / под редакцией И.М. Красного. М.: Стройиздат, 1972. - 94 с.

114. Мелкозернистые бетоны и конструкции из них / под общ. ред. И.М. Красного. М.: Стройиздат, 1984

115. Мелкозернистые бетоны // Бетон и железобетон. -1980. №2. - С. 4

116. Мелкозернистые бетоны // Бетон и железобетон. -1993. №10. - С. 2-4

117. Мелихов В.И., Маврин К.А., Глузман М.А. О выборе рационального способа производства железобетонных низконапорных труб // Бетон и железобетон. -1980. №12. - С. 20-21

118. Мельниченко П.А., Мчедлов-Петросян О.П. Метод одновременной активации компонентов цементно-песчаных смесей / в кн. Строительные материалы, детали и изделия/ под. ред. B.C. Григорьева и др. Киев: Буд1вельник, 1955. - вып.4, НИИСМИ. - С. 77-81

119. Миклашевский П.И. Вибрирование бетонной смеси. Москва: Волга, 1937

120. Минас, А.И. Применение мелкозернистого песка для приготовления бетона / А.И. Минас, В.В. Константинов. М., 1975. -10 с.

121. Минсадров И.Н. Особенности влияния наноструктурных частичек воды на прочность бетона. / Труды молодых ученых и студентов по материалам научного семинара «Роль молодых ученых в развитии железнодорожного транспорта» М.:МИИТ, 2007. - вып.1. - с.40-42

122. Минсадров И.Н. Особенности упаковки частиц заполнителей в мелкозернистых бетонах при создании долговечных материалов. / Труды IX научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». -М.:2008г. — с. IV-9.

123. Михайлов Н.В., Ребиндер П.А. Тр. совещания по сборному железобетону.- М.: Промстройиздат, 1956. -198 с.

124. Михайлов К.В., Михайлов В.В. Развитие сборного железобетона в СССР // Бетон и железобетон. -1967. №11

125. Михайлов Н.В., Красный И.М., Демянюк П.А. Применение мелкозернистых бетонов в строительстве // Бетон и железобетон.- 1980.- №2.-C. 5-6

126. Михайлов К.В., Красный И.М., Демянюк П.А. Применение мелкозернистых бетонов в строительстве // Бетон и железобетон. 1980. - №2.- С. 5-6

127. Михайлов Н.В. Усовершенствованная технология производства тротуарных плит из песчаного бетона // Бетон и железобетон. 1973. - №5. -С.11-12

128. Мохов Б.А. Цементно-песчаный бетон для железнодорожных шпал / в кн.: Исследование цементных и силикатных бетонов для транспортного строительства/ Сб.тр. ЛИИЖТ/ под общ. ред. A.B. Саталкина. Л.Д971. - вып. 330. - С. 39-45

129. Мчедлов-Петросян О.П., Вандоловский А.Г., Ладыженский В.Н. Бетонные трубы для водохозяйственного строительства. М.: Стройиздат, 1971. - 94 с.

130. Нетеса Н.И., Заяц Ю.Л., Шинкаренко В.И. Исследование напряжённого состояния бетонной смеси при роликовом прессовании // Существование процесса уплотнения сборного железобетона применяемого для железнодорожного строительства. ДИИТ, 1988. - С. 21-23

131. Нисневич, М.Л. Важный резерв снижения расхода цемента / М.Л.Нисневич, Е.И. Анисимова, Г.С. Заржицкий, Н.С. Левкова // Бетон и железобетон. 1973. - №5. - С. 4-7

132. Новосельский П.К. Исследование эффективности различных по форме колебаний при уплотнении бетонных смесей на вибрационных и виброударных площадках // Вибрационная техника. М.: МДНТП, 1960. - т.2

133. Новосельский П.К. Исследовние эффективности виброплощадок с различными формами колебаний, разработка основ их конструирования и методов расчёта // автореф. дис. канд. тех. наук. М.-1963

134. Новосельский П.К. Исследования уплотнения бетонных смесей при воздействии колебаний различной формы // Вибрационная техника. М.: НИИНФСтройдоркоммунмаш, 1966

135. Обухов А.Н., Руденко И.Ф., Шор Г.Ю. Технология роликового формования сталефибробетонных изделий // Бетон и железобетон.-1988. №4. - С. 24-25

136. Оганесянц С.П. Опыт внедрения и перспективы развития производства изделий из песчаных бетонов на предприятиях Главмоспромстройматериалов // Реферативный сборник. Совершенствование базы строительства. — М.: ЦБИНИ Минтяжстроя СССР, 1978. вып.4. - С. 1-9

137. Оганесянц С.П., Эпштейн Л.И., Заколодин В.А., Липкинд З.А. Элементы для мощения из цветного морозостойкого песчаного бетона // Бетон и железобетон. -1980. №2. - С. 8-10

138. Островерхое Н.П. Ударное нагружение инженерных конструкций массивными телами остроугольной формы // автореф. дис. . канд. тех. наук. -Днепропетровск: ДИИТ, 1983. 24. с.

139. Осипов А.Д. Мелкозернистые бетоны для гидротехнических сооружений. НИИЖБ. Сборник трудов. Выпуск № 35,1978.

140. Охотин В.В. Грунтоноведение. Л.: Стройиздат, 1940. - 204 с.

141. Павлов В.Н. Улучшение технологии производства сборных железобетонных конструкций // Применение мелких песков в бетоне и методы подбора состава бетона. М.: Стройиздат, 1961. - С. 13-18

142. Пантелеев A.C. Труды совещания по применению вибромола в промышленности строительных материалов. М.: Промстройиздат, 1957

143. Пантелеев A.C., Колбасов В.М. Цементы с минеральными добавками // Новое в химии и технологии цемента. М.: Стройиздат, 1962. - С. 155-164

144. Пескин Ю.В. Исследования и выбор параметров виброустановки для вертикального формования трубчатых железобетонных изделий // автореф. дис. канд. техн. наук. М.: ВНИИПСтройдормаш, 1970. - 24 с.

145. Пискарев В.А., Величко В.Г., Маврин К.А., Кальгин A.A. Комплексные добавки в производстве труб методом радиального прессования // Бетон и железобетон, 1982. №8. - С. 19-20

146. Пономарёв В.П., Казарин С.К. Технологические линии и оборудование по производству бетонных труб и колец методом радиального прессования // Бетон и железобетон. -1977. №10. - с. 31-34

147. Попильский Р.Я., Кондрашов Ф.В: Прессование керамических порошков. -М.: Металлургия, 1968. 272 с.

148. Попов А.Н., Макаров П.А. Оборудование для производства бетонных и железобетонных труб.- М.: Машиностроение, 1965. -184 с.

149. Попов А.Н. Бетонные и железобетонные трубы. М.: Стройиздат, 1973. -269 с.

150. Применение мелких песков в бетоне и методы подбора состава бетона // НТО Строительной индустрии. М.: Госстройиздат, 1961. - 227 с.

151. Прочность и деформируемость горных пород // под редакцией А.Б. Вадеева. М.: Недра, 1979

152. Ребиндер П.А. Новая технология дисперсных материалов // Вестник АН СССР. 1964. - №8

153. Ребендер П.Н., Урьев Н.Б., Щукин Е.Д. Физико-химическая механика дисперсных структур в химической технологии // Теоретические основы химической технологии. 1972. - №6. - С. 872-879

154. Ребю П. Вибрирование бетона. Практическое руководство. М.: Стройиздат, 1970. - 256 с.

155. Родионов Л.В. Эффективность безынерционной пригрузки в виброуплотнении // Вибротехника / тр. Вузов Лит.ССР. -1970. вып. 4. - С. 2933.

156. Руденко И.Ф. О факторах, влияющих на качество железобетонных изделий в процессе формования // Технология заводского производства железобетонных изделий / тр. НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1976

157. Руденко И.Ф., Якушин В.А., Сизов Г.В., Кузин В.Н., Селиванова С.А. Способ роликового формования изделий из мелкозернистых бетонов // Исследование применения мелкозернистых бетонов / тр. НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1978. -вып. 35. С. 39-40

158. Руденко И.Ф., Лавринев П.Г., Кузин В.Н. Оптимальные параметры безвибрационного роликового формования плоских изделий // Бетон и железобетон. 1982. -№6. - С. 17-18

159. Савинов O.A., Осмаков С.А., Брауде Ф.Г. О вибрационно-ударных столах для формования железобетонных изделий // ВНИИГС. М.: ЦБТИ Минстроя РСФСР, 1962. - №20. - С. 5-12

160. Савинов O.A., Лавринович Е.В. Теория и методы вибрационного формования изделий. Л.: Стройиздат, 1972. -154 с.

161. Савинов O.A., Лавринович Е.В. Вибрационная техника уплотнения и формирования бетонных смесей. 1986. 280 с.

162. Сапожников М.Я., Булавин И.А. Машины и аппараты силикатной промышленности. М.: Промстройиздат,1950

163. Сватовская Л.Б., Сычёв М.М. Активированное твердение цементов. Л.: Стройиздат, 1983. - 160 с.

164. Сватовская Л.Б. и др. Неорганические пластификаторы для бетона // Реобетон 3. Рига, 1979

165. Селиванова С.А., Кузин В.Н. Формирование с помощью роликов мелкозернистых смесей // Изучение процессов формования железобетонных конструкций / тр. НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1977. - вып. 30. - С. 13-19

166. Сизов В.Н. Технология бетонных и железобетонных изделий. М.: Высшая школа, 1972

167. Сильченко П.Г. Подбор состава мелкозернистого бетона с учетом удельной поверхности и водопотребности смеси / Мелкозернистые бетоны. -М.: Стройиздат, 1972

168. Симонов М.З. Основы технологии лёгких бетонов. М.: Стройиздат, 1973. - 584 с.

169. Скрамтаев, Б.Г. К вопросу применения мелких песков в бетоне / Б.Г. Скрамтаев, Л.А. Касьян // Строительная промышленность. 1954. - №2. - С.63-66

170. Соломатов В.И., Глаголева Л.М., и др. Высокопрочный бетон с активированным минеральным наполнителем // Бетон и железобетон.- 1978. -№12.-С. 10-12

171. Соломатов В.И., Бабин Л.О., Козомазов В.И. Синэргетика композитных материалов. Липецк: НПО Ориус, 1994. 153 с.

172. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород // под ред. Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, М.М. Протодьякова. М.: Недра, 1975. - 276 с.

173. Стольников, В.В. Гидротехнические бетоны с применением мелкозернистых песков / В.В. Стольников, A.C. Губарь // Гидротехническое строительство. 1953. - № 10. - С. 430-433

174. Ступаков Г.И. Бетоны на мелкозернистых песках для промышленного и гражданского строительства. Ташкент: ФАН, 1986

175. Сумин П.А., Фокин С.А., Прамонов Б.П. Заводское изготовление изделий из мелкозернистых бетонов // Бетон и железобетон. -1980. -№2. С. 7-8

176. Технические указания по применению мелкозернистых (песчаных) цементных бетонов в дорожном строительстве: ВСН-70.- 34 с.

177. Уда технология // тез. док. Ill семинара, 4-6 сентября 1984. - Тамбов: СКТБ «Дезинтегратор», ТПО «Пигмент». -125 с.

178. Урьев Н.Б., Дубинин И.С. Коллоидные цементные растворы. Л.: Строй издат, 1980. -190 с.

179. Ушакова И.Н., Стае М.Р., Михайлов Н.В. и др. Исследование поровой дисперсной структуры цементно-песчаных бетонов // Коллоидный журнал. -1971. №5

180. Фоломеев A.A. Состояние и развитие методов формования сборных железобетонных изделий в заводских изделиях // Технология формования железобетонных изделий. М.: Стройиздат, 1970

181. Фоломеев A.A. Новое в технологии формования сборного железобетона за рубежом // Новое в технологии формования сборного железобетона. М.: M H ДТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1974

182. Фоломеев, A.A. Повышение эффективности процессов формования изделий / A.A. Фоломеев // НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1977. - вып. 30. - С. 5-12

183. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. М.: Стройиздат, 1982. -384 с.

184. Химические и минеральные добавки в бетон / под общ. ред. A.B. Ушерова-Маршака. Харьков: Колорит, 2005. - 280 с.

185. Хинт И.А. Дезинтеграторный способ изготовления силикатных и силикацитных изделий. Таллин, 1950

186. Ходаков Г.С. Основные методы дисперсионного анализа порошков. М.: Стройиздат, 1968. - 199 с.

187. Холпанов Л.П., Гусев Б.В. Блочная коллоидно-химическая кристаллизация материалов. М.: Научный мир, 2009. -39 с.

188. Хуторцов Г.М. Песчаный бетон, изготовленный методом сухого бетонирования // Технология переработки, физико-химические и структурно-механические свойства дисперсных материалов. Минск, 1972

189. Цыганков И.И., Морозов Ю.Л., Фарбер Г.Д., Якушев A.A. Конвеерное производство железобетонных изделий. М.: ВНИИЭСМ, 1975

190. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. - 640 с.

191. Черкинский Ю.С., Тараканов В.М. Исследование структурно-механических характеристик песчано-бетонных смесей // Бетон и железобетон. 1981. - №1. -С. 20-22

192. Черных В.А. Совершенствование технологии производства дорожных плит// автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1981. - 22 с.

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

194. Шейкин А.Е. О применении в бетоне мелких песков / В кн.: Применение мелких песков в бетоне и методы подбора состава бетона / под ред. Л.Б. Митгарц. М.: Гостройиздат, 1961. - С.7-12

195. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. - 333 с.

196. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. Цементные бетоны высокой морозостойкости. Л.: Строиздат, 1989.- 128 с.

197. Шейнин A.M. Песчаный бетон для строительства автодорог. -М.: Транспорт, 1986

198. Шестопёров С.В. Долговечность бетона транспортных сооружений. -М.: Транспорт, 1966. 500 с.

199. Шинкаренко В.И. Роликовая технология формования бетонных труб // тез. док.! науч. прак. конф. «Материалы, технологии и конструкции для Нечерноземья», 5-6 дек. 1985. Брянск: Б.И., 1985. - С. 87

200. Шмигальский В.Н. Многочастотное вибрирование. Автоматизация и усовершенствование процессов изготовления, укладки и уплотнения бетонных смесей // НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1961. - вып 21

201. Шмигальский В.Н. Формование изделий на виброплощадках. М.: Стройиздат, 1968. -104 с.

202. Шмигальский В.Н., Горенщтейн И.В., Шигорин П.И. О виброударных режимах уплотнения бетонных смесей // Известия ВУЗов «Строительство и архитектура». -1971. №1

203. Шмигальский В.Н. Оптимизация составов цементобетонов. Кишинев, 1981. -123 с.

204. Щубенкин П.Ф., Юаженов Ю.М. Способы расчёта состава различных видов бетона. М.: ВИА им. В.В. Куйбышева. -1962

205. Щукин Е.Д. Новые исследования физико-химических явлений в процессе деформации и разрушения твёрдых тел // Успехи коллоидной химии. М.: Наука, 1973.-С. 159-170

206. Эпштейн Л.И., Ушакова И.Н. Конвейерное производство бортового камня из песчаного бетона // Бетон и железобетон. -1973. -№6. С. 28-30

207. Юнг В.Н., Пантелеев А.С., Бутт Ю.М., Бубенин И.Г. Промышленность строительных материалов. 1940. - №2. - С. 230

208. ACI Committee 207. Mass Concrete for Dams and other Massive Stryctures // ACI Journal, 1970, Proceeding v. 67.-№4. p. 272-309

209. ACI Committee 207. Roller Compacted Concrete // ACI Journal, 1980, Proceeding v. 77. №4. - p. 215-236

210. Bonzel. Beton mit hohem Frost und Tausalzwiderstand.-Betonwerk+Fertigkeit-Texnik: Helf, 1973.- №12. 5. 888-893

211. Cannon R.W. Compaction of Mass Concrete with Vibratory Roller // ACI Journal, 1974, Proceeding v.71. -№10. p. 506-513

212. Feirs G.L.J. Roy. Mikroskop. Soc., v.71,1951. p. 209223. lankowski В. Silikattechnik. Bd. 13, Nr.6, 1962. p. 209

213. Jerath S., Kabbani I.A. Computer Aided Concrete Mix Proportioning // ACI Journal, 1983, Proceeding v. 80. - №4. - p. 312-317

214. Lauer О. Feinheits messungen sn technischen Stauben, Augsburg, 1963

215. Meyer E.W. Brit Journ. Ind. and engine., 1958. №2

216. Morgan B.B., Meyer E.W. Brit. Journ Scientif. Instr., v. 36,1959. p. 429

217. Pistilli M.F. The Variability of Condensed Silica fume from a Canadien Sourse and its Influence on the Properties of Portland Cement Concrete // Cement, Concrete and Aggregate.-1984.- v.6.-№l.- p. 33-37

218. Rose H.E., Eine Untersuchung des Kraftbedarfs voin Kugelmuhirn unter Verwendung von Kleinmodellen, "Tonindustrie-Zeitung", 1956, Nr. 9/10,- p. 143