автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Строительные материалы из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками на основе местного сырья Республики Таджикистан

На правах рукописи

САИДОВ Джамшед Хамрокуловнч

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ с МИНЕРАЛЬНО-ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 -;!з

005537770

Ростов-на-Дону - 2013 г.

005537770

Работа выполнена на кафедре «Производство строительных материалов, технология и организация строительства» Таджикского технического университета имени академика М.С.Осими Министерства образования Республики Таджикистан и в отделе «Инновационные технологии и научно-образовательные исследования» Института водных проблем, гидроэнергетики и экологии Академии наук Республики Таджикистан

Научный консультант: Кобулиев Зайналобудин Валневич

доктор технических наук, профессор,

Официальные Курочка Павел Никитович

оппоненты: доктор технических наук, профессор, ФГБОУ

ВПО «Ростовский государственный университет путей сообщения», зав. кафедрой «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог» Перцев Виктор Тихонович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет», профессор кафедры «Технология строительных материалов, изделий и конструкций»

Хежев Толя Амирович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М.Бербекова», профессор кафедры «Строительное производство»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Московский государственный

строительный университет»

Защита состоится «6» декабря 2013 г. в 12— часов на заседании диссертационного совета Д 212.207.02 в Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162, РГСУ, главный корпус, ауд. 111. Тел/факс. (863)201-90-03.

E-mail: dis_sovet_rgsu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного строительного университета и на сайте www.rgsu.ru.

Автореферат разослан «01» ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

А.В. Налимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие экономического потенциала страны тесно связано с необходимостью внедрения наиболее эффективных технологических решений во всех сферах жизнедеятельности. Существенное место в области строительных материалов и изделий занимают вопросы снижения расходов материальных, трудовых и денежных ресурсов в контексте рационального использования местного сырья.

Последние десятилетия XX века ознаменовались значительными достижениями в технологии производства бетона. Именно в эти годы появились и получили широкое распространение новые эффективные вяжущие, модификаторы для вяжущих и бетонов, новые технологические приемы в производстве заполнителей и самих бетонов - сложнейших искусственных конгломератов.

Приоритеты в развитии производства и использования бетонов меняются, наблюдается переход от традиционных путей совершенствования структуры и составов в сторону модернизации технологии их получения. При таком подходе вполне естественным становится повышенное внимание к структуре, прежде всего, цементных бетонов. Исследования И.Н. Ахвердова, Ю.М. Баженова, Г.И. Горчакова, В.Г. Батракова, П.С. Красовского, З.М. Ларионовой, В.Г. Микульского, О.П. Мчедлова-Петросяна, А.Н. Ребиндера, В.И. Соломатова, В.В. Стольникова, А.Е. Шейкина и многих других ученых-исследователей получают новое развитие.

Следует отметить, что в настоящее время в необходимом объеме отсутствуют исследования физико-химических и физико-технических свойств цементных бетонов на основе местного сырья Республики Таджикистан, и крайне мало изучены способы комплексного укрепления грунтов цементом и химическими добавками, а также процессы структурообразования и определения эксплуатационно-технических свойств конструкций с использованием низкомарочных бетонов на основе глинистых грунтоцементов, что затрудняет прогнозирование их долговечности в резкоконтинентальных климатических условиях Республики Таджикистан.

Вместе с тем, ежегодный экономический ущерб от коррозии бетона значителен, что требует повышения коррозионностойкости цементсодержащих материалов, применяя различные способы и методы. Обычно, для производства материалов, конструкций и изделий, подвергаемых влиянию агрессивных веществ, применяют сульфатостойкие цементы. Однако в настоящее время их производство в Таджикистане не налажено, и при производстве материалов и изделий применяют обычный портландцемент.

Наиболее эффективным и технологически легко выполняемым способом повышения коррозионностойкости цементсодержащих материалов является модифицирование цемента добавками химического и минерального происхождения, такими как волластонит, отходы производства флюорита (ОПФ), декстрин, модифицированный лигносульфонат технический (МЛСТ), щелочной экстракт стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) и многими их комплексными составами. Применение смешанных минерально-химических добавок в составе цемента, с одной стороны, значительно улучшает качество цементсодержащих материалов, с другой стороны - позволяет существенно уменьшить расход цемента в бетоне при получении равнопрочностных составов.

Одним из способов снижения расходов при производстве бетонных материалов и изделий является эффективное использование местного сырья. В связи с этим, актуальным является также и использование лёссового грунта при производстве строительных материалов, учитывая то, что в Республике Таджикистан лёссовые породы занимают более 70% общей площади осваиваемых территорий и преимущественно распространены на межгорных равнинах и низких предгорьях.

Исследованиями установлено, что строительные материалы и изделия из цементного бетона обладают большим собственным весом, хрупкостью, относительно невысокой стойкостью в минеральных грунтовых водах и др. Однако в случае дефицита цемента их можно заменить на совмещенное вяжущее. При этом одним из перспективных материалов, позволяющих заменить бетон, является грунтоцементная смесь.

В связи с вышеизложенным, в диссертации сделана попытка теоретически обосновать и экспериментально подтвердить целесообразность получения и применения бетонов из композиционных вяжущих, содержащих минерально-химические добавки с использованием местного сырья, путем проведения исследований физико-химических свойств их компонентов, физико-химических основ структурообразования и физико-технических свойств материалов на их основе.

Диссертационная работа выполнена: в соответствии с «Концепцией развития топливно-энергетического комплекса Республики Таджикистан на период 2003-2015 годы», утвержденной Постановлением Правительства Республики Таджикистан №318 от 03 августа 2002 года; по плану координации научно-исследовательских работ в области естественных наук Академии наук Республики Таджикистан.

Цель работы заключается в выявлении физико-химических механизмов структурообразования бетонов из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками из отходов некоторых производств с целью повышения их стойкости к воздействию различных агрессивных сред, а также обосновании и разработке технологических процессов получения строительных материалов из минерального сырья месторождения г.Душанбе.

В качестве минерального вяжущего в работе использованы цемент, гипс и лессовый грунт месторождения г.Душанбе, а в качестве минерально-химических добавок - отходы производства флюорита (ОПФ), минеральная добавка из молотого керамзита, химические добавки из декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ).

Поставленная цель достигается решением следующих задач исследований:

- анализ состояния минерального сырья в Республики Таджикистан и его использования в производстве строительных материалов;

- определение физико-химических и физико-технических свойств структурообразующих компонентов материалов и минерально-химических добавок из местного сырья;

- изучение влияния минерально-химических добавок из ОПФ, молотого керамзита, декстрина и ЩЭСХ, применяемых как в отдельности, так и совместно, на свойства цемента и гипса;

- выявление физико-химических аспектов структурообразования бетонов из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками из местного сырья;

- проведение рентгенофазового анализа твердения, выяснение химических механизмов формирования и определение состава твердой фазы композиционной смеси из смешанных вяжущих;

- экспериментальные исследования физико-химических и физико-технических свойств цементных бетонов и низкомарочных бетонов на основе местного глинистого грунтоцемента;

- изучение кинетических основ изменения физико-технических свойств цементных бетонов и кинетики изменения прочности цементного бетона и грунтоцемента при сжатии и изгибе при замораживании-оттаивании;

- изучение коррозионностойкости портландцемента с минерально-химическими добавками при длительном воздействии агрессивных сред: дистиллированной и минерализованной воды, растворов М§304 и Н2804;

- выяснение физико-химических механизмов структурообразования строительных материалов на основе композиционных вяжущих при воздействии различных агрессивных сред;

- выявление физико-химической закономерности структурообразования в грунто-цементах и определение влияния химических добавок и гранулометрического состава на комплексное укрепление грунтов цементом;

- определение технико-экономической целесообразности применения бетонов из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками на основе местного минерального сырья Республики Таджикистан.

Научная новизна работы: На основе исследований физико-химических и физико-технических свойств процессов структурообразования разработаны и получены энерго- и ресурсосберегающие строительные материалы из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками из местного сырья Республики Таджикистан:

- выяснены физико-химические механизмы структурообразования цементных бетонов и научно обоснована возможность получения бетонов на основе исследований процессов гидратации безобжигового минерального сырья;

- обоснована возможность модифицирования портландцемента минерально-химическими добавками из отходов производства флюорита (ОПФ), молотого керамзита, декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) для повышения прочности и стойкости в различных агрессивных средах в условиях возникновения коррозии выщелачивания Са(ОН)2;

- выявлен послойный механизм разрушения цементного камня с первоначальным уплотнением его структуры под действием растворов Н2304 и положительным влиянием минерально-химических добавок на снижение скорости разрушения цементсодержащих материалов;

- установлены основные закономерности и выяснены механизмы структурообразования строительных материалов из грунтоцементных смесей на основе лёссового грунта с учетом особенностей их структурного строения, а также гранулометрического и химического состава;

- на основе рентгеноструктурного анализа выявлена взаимосвязь структурной прочности лёссовых грунтов с коагуляционно-кристаллизационными связями с учетом прямой пропорциональности содержания глинистых частиц показателю агрегатности Пам;

- на основании химического анализа частиц различной крупности лёссового грунта определено, что по мере перехода от крупных частиц к мелким, содержание БЮг, СаО, М§0, К20, Ш20, Р205 убывает, а А1203, Ре203, Мп304 и

гумуса - возрастает. Изменения в химическом составе частиц различной крупности являются причиной соответствующего изменения среднего химического состава грунтов, различающихся по гранулометрическому составу. По мере увеличения дисперсности относительное содержание полуторных оксидов в лёссовых грунтах возрастает;

- определена кинетика изменения процесса структурообразования цементных бетонов под воздействием вибрации.

Практическая ценность работы:

- результаты работы расширяют возможности использования портландцемента для производства коррозионностойких строительных изделий: использование минерально-химических добавок для модифицирования цемента повышает прочность и коррозионностойкость цементсодержащих материалов, а также уменьшает удельный расход цемента при получении равнопрочностных изделий, что приводит к уменьшению их себестоимости; использование ОПФ в качестве минеральной добавки цементов позволяет также утилизировать отходы Такобского горно-обогатительного комбината, что улучшает экологическое состояние местности;

- получение коррозионностойких цементсодержащих материалов из обычного портландцемента с минерально-химическими добавками из местных видов сырья и отходов производства позволяет вместо сульфатостойких цементов использовать обычный портландцемент, что освобождает строительные объекты от необходимости завоза специальных коррозионностойких цементов из-за пределов Республики Таджикистан;

- разработан технологический режим получения цементных бетонов, позволяющий прогнозировать качество нового материала при различных изменениях его физико-химических и физико-технических свойств, а также технологических факторов производства;

- разработаны рекомендации по применению цементных низкомарочных бетонов - грунтоцементных материалов в качестве основания зданий и сооружений;

- на основе комплекса экспериментально-теоретических исследований и технико-экономического анализа для условий Республики Таджикистан обоснована целесообразность замены однослойных керамзитобетонных панелей на конструкции наружных стен из грунтоцементных материалов; экономический эффект на 1 м3 смеси составил 2,08 у.е., а при внедрении бетонных составов, содержащих минеральные добавки из ОПФ и молотого керамзита и химической добавки из декстрина, экономия цемента составила 53,6 кг на 1 м3 бетона.

Результаты исследований апробированы и внедрены:

- в АООТ «Хонасоз» («Домостоитель») и «Хонасоз-4» («Домостроитель-4») при разработке ресурсосберегающей технологии получения бетонных изделий и конструкций;

- в Таджикском НИИ проблем архитектуры и градостроительства — в инженерно-физических расчетах по проектированию ограждающих конструкций зданий;

- в ООО «Самт-2» («ЖБК-2») Республики Таджикистан - при разработке технологических процессов производства строительных теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов;

- в Таджикском техническом университете имени академика М.С.Осими Министерства образования Республики Таджикистан при разработке комплексного модуля НИР по новым материалам, конструкциям и технологиям.

Некоторые результаты исследований, представленные в диссертации, нашли также отражение в научно-технических отчетах НИР, выполненных в 1991-1995 гг. и 1996-2000 гг. в Таджикском техническом университете имени академика М.С. Осими по тематическому комплексу «Разработка и внедрение эффективных строительных материалов из местных видов сырья».

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты экспериментальных исследований физико-химических и физико-технических свойств композиционных вяжущих и минерально-химических добавок из местного сырья Республики Таджикистан и строительных материалов на их основе;

- данные по исследованию гидратаций цементов Душанбинского цементного завода в зависимости от условий их технологической обработки;

- результаты рентгенофазовых анализов лёссовидного суглинка, цементных бетонов и низкомарочных глинистых грунтоцементов и процессов их кристаллизации в воде в различные сроки гидратации и твердения;

- результаты исследования модифицирования портландцемента минерапь-но-химическими добавками из отхода производства флюорита (ОПФ), молотого керамзита, декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) для повышения его прочности и коррозионностойкости в различных агрессивных средах;

- математическая модель процессов коррозии цементсодержащих материалов в агрессивных средах, что позволяет определить закономерности протекания коррозии и факторы, влияющие на скорость разрушения бетонных изделий;

- методика расчета рационального состава цементных.бетонов и низкомарочных бетонов - глинистых грунтоцементов по соотношениям составляющих компонентов;

- технологическая схема производства строительных материалов с использованием грунтоцементных смесей;

- результаты исследований по выяснению физико-химических механизмов гидратации цемента в полимерцементных суспензиях;

- технико-экономическое обоснование применения строительных материалов из композиционных вяжущих и минерально-химических добавок из местного сырья Республики Таджикистан.

Вклад автора заключается в осуществлении научного обоснования работы, предложении новых критериев оценки качества материалов, разработке методик и программ экспериментальных исследований, анализе и обобщении результатов, получении новых и уточнении известных зависимостей, участии в разработке нормативных документов, организации и участии в производственном внедрении. В работах, выполненных в соавторстве, автором сделан основной вклад, выражающийся в формулировании целей и задач исследований, теоретической и методологической разработке основных положений, обобщении и анализе результатов.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-практической конференции (НПК) «Современные проблемы аппроксимации и ее применения» (г.Куляб, 1995г.); Республиканской НПК «Проблемы энергоэффективности и энергосбережения в коммунальном хозяйстве» (г.Душанбе, 1997г.); Республиканской НПК «Проблемы экономического и социального развития Таджикистана» (г.Душанбе, 1998 г.); Международном семинаре по моделированию и оптимизации композитов МОК-37 (г.Одесса, 1998г.); Республиканской НПК «Гидрометаллургические ресурсы и их рациональное использование в промышленности строительных материалов» (г.Исфара, 1998г.); Республиканской НПК «Химия и проблемы экологии» (г. Душанбе, 1998г.); 6-International conference on composites engineering (ICCE/6) (Orlando, Florida, USA, 1999); XLV Konferencji Nau-kowej KILIWPANI KN PZITB, KRUNICA"99 (Poland, 1999); Международной конференции «Горные регионы Центральной Азии. Проблемы устойчивого развития» (Душанбе, 1999г.); Республиканских НПК молодых ученых Таджикистана (г.Душанбе, 1999, 2000гг.); ICCE/7 (Colorado, Denver, USA, 2000); ICCE/9 (Can-Diego, California, USA, 2002); International Symposium «Contri-bution of Tajiks and Persian speakers in the World Civilization: Past and Prezent» (Dushanbe, 2002); Международной НПК «16 сессия Шурой Оли Республики Таджикистан (12 созыва) и ее историческая значимость в развитии науки и образования» (г.Душанбе, 2002г.); WM"03 Conference (Tucson, Arizona, USA, 2003); Республиканской НПК «Основные направления переработки местного сырья и пути повышения производства

строительных материалов» (г.Душанбе, 2003г.); WM"04 Conference (Tucson, Arizona, USA, 2003); 7 TPC (7 Международная конференция по изучению свойств бетона, Шотландия) (Dundee, 2005); Международной НПК «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты» (г.Душанбе, 2006г.); Международной НПК «Перспективы развития науки и образования в XXI веке» (г.Душанбе, 2007г.); II Республиканской НПК «Из недр земли до горных вершин» (г.Чка-ловск, 2008г.); Республиканской НПК «Строительное образование на современном этапе» (г.Душанбе, 2009г.); Республиканской НПК «Современные проблемы химии, химической технологии и металлургии» (г.Душанбе, 2009г.); Конференции «Нумановские чтения» (г.Душанбе, 2009г.); Республиканской НПК «Прогрессивные методы производства» (г.Душанбе, 2009 г.); Республиканской НПК «Горные, геологические и экологические аспекты развития горнорудной промышленности в XXI веке» (г.Душанбе, 2010г.); Республиканской НПК «Наука и энергетическое образование» (г.Курган-тюбе, 2011г.); Республиканской НПК «Наука и строительное образование на современном этапе» (г.Душанбе, 2011г.); Республиканской НПК «Современные проблемы химии, химической технологии и металлургии» (г.Душанбе, 2011, 2012гг.); Восьмой Международной теплофизи-ческой школе (Душанбе-Тамбов, 2012г.); Республиканской НПК «Энерго- и ресурсосбережение при использовании природных ресурсов в энергетике и промышленности» (г.Курган-тюбе, 2012г.); Международной НПК «Архитектурное образование и архитектура Таджикистана: 50 лет развития и совершенствования» (г.Душанбе, 2013 г.); Международной НПК «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов» (г.Йошкар-Ола, 2013г.) и др.

Под руководством автора защищены две диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 2 монографиях (26,75 пл.), 23 статьях в журналах (7,66 п.л.), в т.ч. 19 (6,56 п.л.) - в ведущих рецензируемых журналах и 1 (0,30 п.л.) в электронном журнале из перечня ВАК, 35 (9,93 п.л.) - в материалах научных конференций, 6 (2,38 п.л.) в научных трудах в различных изданиях, 1 авторском свидетельстве.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 225 наименований на русском и иностранных языках и 12 приложений. Общий объем диссертационной работы состоит из 301 страницы компьютерного набора. Основной текст диссертации изложен на 245 страницах, включая 53 рисунка и 41 таблицу.

Автор выражает глубокую признательность за научные консультации академику АН Республики Таджикистан У.М. Мирсаидову, д.т.н., профессору А. Шарифову и д.т.н., профессору Г.В. Несветаеву.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, научная гипотеза, обозначены научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные выносимые на защиту положения и результаты.

В первой главе приведен анализ состояния проблемы. На территории Республики Таджикистан для производства цемента разведано три месторождения. Наиболее крупным из них является Харангонское, расположенное в Гис-сарской зоне строительства (с запасами по категории А+В+С] - 157,0 млн. т), со следующим химическим составом (% масс.): СаО - 51,49; К^О - 46,53; Ре203 -0,24; 8Ю2 - 0,59; 803 - 0,14 и т.д.), что, безусловно, отвечает необходимым требованиям, предъявляемым промышленностью к качеству сырья. На его базе и на базе Варзобского месторождения суглинков (с запасами 26,3 млн. т) функционирует Душанбинский цемзавод, обеспеченный запасами карбонатного сырья примерно еще на 100 лет. Лёссы и лёссовидные грунты, которые занимают более 60% общей площади территории Таджикистана, локализованы преимущественно на равнинах и склонах гор до высоты 4000-5000 метров.

Развитие производства строительных материалов в современных масштабах требует вовлечения в хозяйственный оборот все больших объемов сырья и материалов. Наблюдаемое в последние годы истощение сырьевых ресурсов вызывает необходимость поиска возможностей получения продукции с минимальными издержками. Поэтому одним из важных направлений ускоренного развития народного хозяйства республики является максимальное использование распространенных и доступных ресурсов.

В аналитическиом обзоре литературы, в части повышения стойкости строительных материалов к агрессивной среде, показано, что наиболее эффективным способом повышения коррозионностойкости портландцемента является его модифицирование минеральными и химическими добавками из местного сырья. Отмечена эффективность применения минерально-химических добавок из отходов флюоритового производства (ОФП), молотого керамзита, декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) для повышения прочности и качества цементсодержащих материалов, однако мало изучены физико-химические процессы коррозии этих материалов в различных агрессивных средах. Нет данных по определению оптимальных содержаний добавок для повышения коррозионной стойкости цементсодержащих композиций, не изучено влияние минерально-химических добавок на строительно-технические свойства

гипсовых вяжущих. Не определены закономерности протекания коррозионных процессов. В этой связи возникла необходимость в выполнении исследований, направленных на повышение стойкости строительных материалов из композиционных вяжущих и минерально-химических добавок на основе местного сырья.

На основе проведенного анализа имеющихся литературных данных о физико-химических и физико-технических свойствах бетонов из смешанных вяжущих с минерально-химическими добавками из местного сырья и отходов, обосновано основное направление исследований.

Объектами исследования явились цементсодержащие, гипсовые и грунто-цементные композиции (строительные растворы, бетоны, цементные и гипсовые тесты, грунтоцементные смеси) с минеральными добавками и химическими модификаторами.

В качестве основного материала использовали обычный среднеалюми-натный портландцемент М400 с удельной поверхностью 3000-3200 см2/г, производимый на Душанбинском цементном заводе. Минералогический состав портландцемента М400, мас.%: ЗСа05Ю2 (СзБ) - 55; 2СаО-8Ю2 (СгЭ) - 22; 4СаОА12Оз Ре203 (С4АР) - 13; ЗСаОА12Оз (С3А) - 8. На рентгенограмме исследуемого цемента обнаружено присутствие минералов: а-С23 (<1=4,22; 3,90; 3,27; 2,87; 2,80; 2,60; 2,41; 1,788А); С38 (с!=3,022; 2,77; 2,73; 2,602; 2,185; 1.77А); С4АР (с!=2,77; 2,63; 2,04; 1,92А); БЮз (с1=4,26; 3,34; 1,817А); СаБ04 2Н20 ((1=7,56; 4,27; 3,059А); С4АН19 ({1=2,88; 2,78; 2,53; 2,48А).

Выбор добавок, вводимых в состав цементных вяжущих, определялся эффектом улучшения структурных, физико-механических и химических свойств получаемых материалов. Важное значение имели также доступность добавки или ее компонентов, расход добавки для достижения нужного технического эффекта, стоимость добавки или ее соизмеримость с экономическим или иным эффектом, полученным от ее введения, побочные действия добавки на некоторые свойства материалов и т.п.

В качестве минеральной добавки к цементам применялись отходы производства флотационного обогащения флюоритовых руд Такобского горнообогатительного комбината и молотый керамзит. Определены минеральный и химический состав ОПФ. Проведено сравнение фазовых составов отходов производства флюорита и цемента. На рентгенограмме ОПФ обнаружено присутствие следующих минералов: кварц (<1=4,24; 3,68; 3,34; 2,45; 2,28; 1,975А); флюорит (с1=3,148; 1,928; 1,644А); магнетит (с1=2,99; 2,54; 2,098; 1,61А); кальцит (<1=3,029; 2,09; 1,91; 1,8бА); биотит (с!=3,70; 3,34; 2,73; 2,63А); сульфиды кальция (<1=3,58; 3,10; 2,22; 1,685А).

Химическими модификаторами цементных и гипсовых композиций в исследованиях являлись декстрин и ЩЭСХ. Декстрин представляет собой продукт расщепления высокополимеризованных молекул крахмала при его быстром нагревании. Декстрин имеет химическую формулу СбНюС^, или в более простой форме С2Н702(0Н)з, и в одной молекуле мономера содержит три гид-роксильные группы. Каждая из группировок ОН" занимает определенное положение в элементарном звене и отличается по полярности, что по-видимому, обеспечивает поверхностно-активные свойства декстрина. ЩЭСХ имеет близкие к декстрину состав и свойства.

Физические свойства отходов обогащения флюоритовых руд характеризуются следующими показателями: средняя плотность частиц - 2,5 г/см3; средняя насыпная плотность - 1,2 г/см3; межзерновая пустотность частиц - 52%.

В исследованиях использованы лёссовидный суглинок, супесь легкая, суглинок легкий пылеватый и суглинок тяжелый пылеватый.

При исследовании физико-химических особенностей гидратации цемента в полимерцементных суспензиях выполнено следующее: на основе шлакопорт-ландцемента в лабораторной растворомешалке готовилась инъекционная суспензия В/Ц=1,0 с процентным содержанием добавки полимера в виде фурило-вого спирта от 0 до 5%. Отвердитель - солянокислый анилин в количестве 12% от количества фурилового спирта.

С целью проведения механохимического синтеза заполнителей для новых огнестойких материалов из вторичных минеральных ресурсов использовались: огнеупорная глина вскрышных пород Анзобского угольного разреза Республики Таджикистан; шлам из отвалов Исфаринского гидрометаллургического завода (ГМЗ) (продукт высокоглиноземистый (ПВГ)); отход производства карбида кремния (БЮ) Яванского химического завода (10-50%).

Во второй главе «Свойства структурообразующих компонентов материалов и минерально-химических добавок из местного сырья» рассмотрено следующее: методы исследования физико-химических свойств вяжущих материалов с добавками; гранулометрический и минеральный состав и структура лёссовых грунтов; химический состав лёссовых грунтов; физико-химические свойства лёссовых грунтов; влияние минерально-химических добавок из местного сырья на физико-химические свойства композиции из вяжущих материалов.

При изучении свойств вяжущих материалов и композиций на их основе были применены методы исследований, которые позволили сравнить качественные характеристики разработанных материалов. В ходе исследования при

добавлении минеральных добавок к цементам образовывалось вяжущее типа смешанного цемента. Свойства полученного вяжущего определяли по стандартным методам изучения свойств цементов согласно ГОСТ 310-81. Влияние добавок на строительно-технические и физико-химические свойства гипсовых и цементсодержащих композиций также и с использованием лёссового грунта изучено по соответствующим методам и приёмам, принятым при исследовании данных материалов.

Коррозионную стойкость композиций изучали путем хранения образцов бетона или строительного раствора в растворах H2SO4, СН3СООН, 6% MgS04, дистиллированной и минерализованной воды, составы которых были выбраны в соответствии со СНиП П-28-73*. Растворы, по степени воздействия на строительные конструкции, являлись сильноагрессивной средой.

Коррозию образцов исследовали в течение 360 сут. их нахождения в соответствующих агрессивных средах. Степень разрушения или стойкость образцов была оценена также и по результатам химического и рентгеноструктурного анализов проб цементного камня, изменениям массы и объема образцов в агрессивных средах, количеству выщелачиваемой извести в дистиллированной воде и по определению остаточных концентраций используемых кислот в отработанных растворах.

Степень однородности гранулометрического состава грунта количественно выражается коэффициентами неоднородности К„ и сортировки S0: К„ = d6(/dw; So = -Jd^ /d25, где dw, d2s, d60 и d75 - диаметры, менее которых в грунте содержится (по массе) соответственно 10, 25, 60 и 75 % частиц.

Насыщенность обменного комплекса Са2+ и Mg2+, обогащенность электролитами, наличие пленки солей на поверхности частиц способствуют повышению содержания механически устойчивых микроагрегатов пылеватой и мелкопесчаной размерности. С этой точки зрения первичный состав лёссовых грунтов является более тонкодисперсным, чем их микроагрегатный состав.

Результаты гранулометрических анализов лёссовидных суглинков и супесей месторождения г.Душанбе зависят от способа подготовки грунта к анализу, результаты которого приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, подготовка грунта наиболее существенно влияет на содержании частиц 0,002-0,0002 и <0,0002 мм. Максимальный «выход» этих частиц отмечается при анализе по H.A. Качинскому. Удаление карбоната кальция без добавки к суспензии NaOH не предотвращает коагуляцию наиболее тонкодисперсных частиц. В этом случае не удается полностью диспергировать микроагрегаты и в какой-то мере происходит коагуляция суспензии.

Таблица 1

Влияние способа подготовки грунта на результаты гранулометрических анализов лёссовых грунтов месторождения г.Душанбе

Способ подготовки к анализу Содержание, %, фракций частиц, мм

0,25-0,05 0,050,01 0,010,005 0,0050,002 0,0020,0005 0,00050,0002 <0,0002

Растирание 19.41* 38,78 66,83 35,62 7.45 9,94 3.38 12,11 1.62 2,56 - -

Растирание и кипячение 15,92 21,98 55,56 28,15 16,13 14,34 9.23 30,18 3.53 5,12 - -

Растирание, кипячение и добавка NH4OH 10,95 15,19 58,79 23,21 10,94 12,47 9.32 21,81 10,23 27,27

По H.A. Ка-чинскому, но без введения в суспензию NaOH 6.78 16,43 57,91 21,25 9.76 13,41 8.14 13,52 10,13 18,58 2.72 10,31 4.56 6,36

По H.A. Ка-чинскому 4.12 6,21 54,55 17,43 10,19 12,32 5.42 10,31 2.21 5,12 2,92 2,21 20,14 45,48

* В числителе результаты гранулометрического анализа лёссового супеса, в знаменателе — лёссовидного суглинка месторождения г.Душанбе.

Исследования показали, что по мере повышения класса структуры, т.е. при переходе от структуры зернисто-пленчатой к агрегативной, количество глинистых частиц возрастает от 6,5 до 16,0%, а данные анализа по дисперсной схеме - с 19,0 до 34,0%; Пма - с 12,0 до 19,0; S0 - с 2,10 до 3,40; отношение содержания крупнопылеватых к мелкопылеватым частицам уменьшается с 4,5 до 2,5 (при анализе по дисперсной схеме - с 4,0 до 1,5), а d50 - с 0,035 до 0,025 мм. Судя по значению коэффициента сортировки, грунты классов И, На и Ila(II) отличаются хорошей, а грунты класса IIa (III) и III (IIa) - средней и ниже средней отсортированностью.

Основные породообразующие минералы лёссовых грунтов: кварц, полевые шпаты и кальцит. На долю легкой фракции приходится 98-99% и более от общей массы пород, содержание тяжелой фракции составляет 0,5-2,0%.

Как известно, AhC^SiC^HiO, Al203-4Si02nH20 - глинистые минералы каолинит, монтмориллонит, K2OMgO'4Al203'7Si02H20 - иллит, являются водными алюмосиликатными и при затворении с водой образуют тесто, способное формоваться. Глинистые минералы оказывают существенное влияние на физико-механические свойства грунтов. Глинистая фракция (<0,002 мм), содержащаяся в лёссовых грунтах в количестве 5-30%, полиминеральна. В каждом образце лёссовой породы насчитывается до 7-12 минералов.

Минералогический и гранулометрический составы глинистой части грунтов взаимосвязаны. Монтмориллонитовые минералы концентрируются в наиболее высокодисперсной части грунтов (главным образом <0,0005 мм); каолини-товые минералы приурочены к фракции 0,004-0,001 мм. Гидрослюды, сосредоточенные, главным образом, во фракции 0,0005-0,001 мм, занимают промежуточное положение по степени дисперсности и водно-физическим свойствам. Содержание глинистой фракции в лёссе незначительно, и поэтому наличие в ней монтмориллонита, насыщенного Са2+, существенно не повышает его гидро-фильности. Это объясняется тем, что лёсс имеет незначительные величины пределов и числа пластичности и является просадочным.

Особенности химического состава грунтов в ряде случаев более отчетливо выделяются по некоторым коэффициентам, получаемым на основании результатов химического анализа: 8Ю2/А1203; 8Ю2/(А1203+Ре203); Са0/М§0; К20/Ыа20 и т.д.

Химические анализы частиц различной крупности, выделенных из лёссовых грунтов, показывают, что по мере перехода от крупных частиц к мелким содержание БЮг, СаО, М£0, К20, №20, Р205 убывает, а А1203, Ре203, Мп304 и гумуса - возрастает. Изменение в химическом составе частиц различной крупности является причиной соответствующего изменения среднего химического состава грунтов, различающихся по гранулометрическому составу. По мере увеличения дисперсности содержание полуторных оксидов в лёссовых грунтах относительно возрастает. В лёссовых грунтах города Душанбе: 8Ю2/А1203=6,5; 8Ю2/11203 = 5,0. В табл. 2 приведен химический состав частиц различной крупности для лёссовых грунтов. Для монтмориллонита отношение 8Ю2/Я203 составляет не менее 4:1.

Таблица 2

Химический состав частиц различной крупности

Фракции частиц, мм Химические компоненты и их содержание, %

БЮ2 Я20з+Р205 Ре203 А1203+Р205

0,05-0,01 83,53-88,98 5,23-8,30 1,40-2,18 3,69-6,73

0,001-0,00054 50,50-53,87 26,30-31,46 8,74-11,24 16,58-21,16

0,00040-0,00028 45,92-48,65 28,40-31,62 9,53-10,66 j 9,82-11,95

<0,00020 43,59-45,29 28,69-33,24 9,79-11,98 19,20-21,31

В монтмориллонитовых минералах, часто присутствующих в лёссовых породах, 814+ частично замещен А13+, Ре2+ и М§2+. Среди глинистых минералов лёссовых грунтов преобладают гидрослюды, значительно реже встречаются минералы группы каолинита. Для данных двух групп глинистых минералов от-

ношение 5Ю2/1120з равно примерно 2, поэтому суммарное отношение в глинистой фракции лёссовых грунтов составляет не 4, а несколько меньше - 3.

Между химическим составом и физико-механическими свойствами лёссовых грунтов существует некоторая корреляционная связь. Так, например, в просадочных и непросадочных разновидностях лёссовых грунтов Республики Таджикистан содержится соответственно, %: 69<8Ю2<67; 12<А1203<9; 5<Ре203<2, 11>СаС03>Ю, Са804 Н20=0,05 и 0,03. Следует отметить, что данные о химическом составе не могут заменить прямое определение просадочнос-ти.

Физико-химическими свойствами грунтов, имеющими важное значение, являются реакция среды, емкость обмена и состав обменных катионов. Состав обменных катионов, например, замена Са2+ на Иа+ (или наоборот), существенно сказывается на степени агрегатности и физико-механических свойствах глинистых грунтов. В результате присутствия карбоната кальция и ряда других причин лёссовые грунты приобретают палевую (с оттенками) окраску, специфические (микроагрегатную и макропористую) структуру и свойства, а грунтовые воды и поровые растворы - слабощелочную реакцию и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевый состав с типооморфными ионами Са2+ и гидрокарбонат-ионами - (НСО'з).

Преобладание в лёссовых грунтах частиц пылеватой фракции понижает их емкость поглощения (табл. 3). Как видно из табл. 3, емкость поглощения сильно возрастает для частиц 0,001-0,00054, в особенности <0,00040 мм. При одинаковом минералогическом составе емкость поглощения пропорциональна содержанию в грунте наиболее тонкодисперсных частиц.

Таблица 3

Емкость поглощения частиц различной крупности на 100 г грунта, мг-экв.

№ Фракции частиц, Душанбинский Оби-Киикский

пп. мм лёссовидный суглинок суглинок

1. 0,05-0.01 1,56 3,72

2. 0,01-0,005 1,93 4,63

3. 0,005-0,001 2,80 6,48

4. 0,001 -0,00054 19,93 21,47

5. 0,00054-0,00040 - -

6. 0,00040-0,00028 95,97 96,38

7. 0,00028 - 0,00022 93,12 94,61

8. < 0,00022 105,36 107,35

9. Исходный грунт 19,64 13,78

Совокупное действие факторов катионного обмена обусловливает малую емкость поглощения лёссовых грунтов. Емкость поглощения полиминеральных глинистых грунтов колеблется от 5 до 80, а для лёссовых грунтов она не превосходит 35-40 мг-экв/100 г.

Обращает на себя внимание относительно высокое содержание В

лёссах Душанбинского месторождения содержание обменного Mg2+ составляет 10,1-11,3 мг-экв - ниже, чем в ископаемых почвах (12,4-24,6 мг-экв). Это обстоятельство объясняется повышенной (по сравнению с Са2+) миграцией в аридной обстановке эпох формирования лёссов. Отношение Са2+ЛУ^2+ в обменном комплексе в большинстве случаев не превосходит 0,5, но иногда, в верхнем горизонте лёсса достигает 0,7.

Содержание обменного К+ в лёссах составляет 0,25-0,40 мг-экв. Калий -биогенный элемент, и, кроме того, он прочно закрепляется в кристаллических решетках глинистых минералов, Количество поглощенного натрия сверху вниз по разрезу лёссовой толщи возрастает с 1,5-2,0 до 2,5-4,5 мг-экв, что свидетельствует о повышенной минерализации поровых растворов, при которой возможно вхождение в поглощающий комплекс.

Состав обменных катионов существенно влияет и на гранулометрический состав, а также и физико-механические свойства грунтов. Следует отметить, что замена в поглощающем комплексе грунтов Са2+ на Ыа+ привела к дезагрегации микроагрегатов и заметному увеличению содержания глинистой фракции.

Изучено влияние минеральных добавок из ОПФ и молотого керамзита на свойства цемента, и для сравнения, строительного гипса. Минеральные добавки используют в приготовлении смешанного цемента, состав которого по содержанию минерала С3А будет соответствовать составам сульфатостойких цементов.

На рис. 1 приведены кинетические зависимости возрастания прочности смешанного цемента от содержания ОПФ и от времени твердения образцов в нормальных условиях.

Прочность смешанного цемента из обычного клинкера и ОПФ при содержаниях добавки до 20% во всех сроках твердения выше значения прочности обычного цемента без добавки, в то же время для сульфатостойкого цемента эта закономерность, в основном, соблюдается при содержаниях добавки до 15%. По-видимому, такое различие объясняется тем, что при введении добавки в состав сульфатостойкого цемента содержание быстротвердеющих минералов

клинкеров СзБ и С3А уменьшается больше, чем для состава на обычном цементе. Это замедление с увеличением времени твердения устраняется. Так, при 20%-м содержании минеральной добавки через 28 и 360 сут. твердения образцов, прочность смешанного цемента больше, чем прочность сульфатостойкого цемента их основы.

50 40 30 20 10

4"

4.

—- 2

0 5 10 15 20 25

0 5 10 15 20 25 Содержание ОПФ, %

Рис. 1. Зависимость прочности образцов 1:3:0,4 от содержания ОПФ в составе обычного (а) и сульфатостойкого (б) цементов при их твердении в нормальных условиях в течение, сут: 1', 1-3; 2', 2-7; 3', 3-28; 4;, 4-360. 21, З1, 41 - при изгибе; 1, 2, 3, 4 - при сжатии.

Кинетические зависимости процесса твердения смешанных цементов показывают, что основную прочность образцы набирают в начальный период до 7 сут. их упрочнения. Прочность образцов в 7 суточном возрасте при изгибе и

сжатии в среднем составляет 65-75% от соответствующих марочных значений в 28 суточном возрасте, а к 360 сут. прирост их прочности составляет 120-130% от их марочного значения. В это же время прочность смешанного цемента при расходах ОПФ 10-20% в 1,08-1,20 раза выше прочности цемента без добавки.

Эффективность применения ОПФ в качестве минеральной добавки цементов показана также при исследовании промышленных бетонов М200 и МЗОО с заменой 20% цемента их состава на молотую добавку. В табл. 4 приведены результаты исследования тяжелого бетона МЗОО состава 1:1,51:2,57:0,4 при расходе смешанного цемента 475 кг/мэ.

Таблица 4

Зависимости состава смешанного цемента и прочности бетона

№ п/п Состав вяжущего, масс.% Прочность бетона, МПа, при

ТВО нормальном твердении

Цемент Молотый керамзит после ТВО 28 сут 3 сут 28 сут

1. 100 - 23,3 32,6 22,4 33,3

2. 90 10 26,0 36,0 25,5 33,8

3. 85 15 23,8 33,5 24,3 33,9

4. 80 20 23,0 32,9 20,0 33,8

5. 75 25 22,0 29,0 18,4 28,5

Исследование составов бетона в промышленных условиях также подтверждает положительное влияние керамзитовой добавки на увеличение прочности цементсодержащих материалов. Если для бетона М 300 прочность для образцов на цементе через 28 сут. всего 27,3 МПа, то при замене 15% цемента на керамзитовую добавку прочность образцов возрастает до 31,1 МПа, т.е. на 14,1%. Кроме того, для бетонов с молотой добавкой из керамзита прочность в ранние сроки значительно больше, чем для бетона без добавки, она составляет 84-96% марочного показателя.

В табл. 5 приведены результаты исследования легких бетонов с молотой керамзитовой добавкой. В качестве заполнителя применяли керамзитовый гравий и гранитный тяжелый песок.

Во всех составах с добавками прочность образцов выше планируемой марки бетона при одновременном снижении расхода цемента на 15%. Совместное применение добавок позволяет снизить расход цемента в бетоне до 30% при одновременном повышении прочности бетона. Минеральные добавки также эффективно влияют на возрастание прочности гипсобетона. Наиболее эффективным является совместное использование минерально-химических добавок в составе вяжущих.

Зависимости состава легких бетонов и их прочности

Марка бетона Расход компонентов (кг) на 1 м3 бетонной смеси Прочность (МПа)через сут

Цемент Керамзит Песок Добавка Вода 14 28

50 200 600 370 - 170 4,4 4,9

50 170 600 370 30 170 5Д 5,9

100 259 590 430 - 190 8,7 11,5

100 220 590 430 39 190 10,9 12,0

150 303 610 440 - 200 11,0 14,6

150 257 610 440 46 200 12,4 16,1

На рис. 2 показана кинетика твердения бетонных образцов вышеуказанного состава в зависимости от содержания добавок. Для всех составов вяжущих при расходах ЩЭСХ 0,05+0,15% прочность бетона больше прочности бетона без химической добавки.

Можно отметить, что при совместном введении ЩЭСХ с ОПФ значение прочности бетона сравнительно выше, чем при использовании ЩЭСХ с молотым керамзитом, что зависит от влияния химических и минеральных составов добавок на скорость гидратации и структурообразование цементных минералов.

Аналогичный характер влияния добавок на прочность бетона обнаружен и при использовании декстрина. Рентгенофазовый анализ показывает, что химические добавки в составе смешанных цементов с минеральными добавками способствуют ускорению гидратации цемента. На рентгенограммах цементного камня, содержащего минеральную добавку и декстрин, ЗСа0.А1203.ЗСа304х х(31-32)Н20 (эттрингит) отсутствует, в то же время появляется моногидросуль-фоалюминат кальция - С3А.СаЙ04.12Н20. В составах, содержащих ЩЭСХ, наблюдается присутствие эттрингита.

На ренгенограммах обнаружено присутствие тоберморита, а также 2CaO.SiCb.H2O и в некоторых составах карбо- и сульфоалюмосиликатов кальция ЗСа(А1251208).Са504.КаС0з и гидроалюмосиликатов типа Са2А12(ОН)6х х(8Ю4).5Н20.

Таким образом, совместное применение химико-минеральных добавок способствует не только повышению прочности цементсодержащих материалов и расширению диапазона оптимального количества минеральной добавки до 25%, но и снижению удельного расхода цемента в бетоне до 20-25%, что существенно повысит эффективность применения цементсодержащих материалов в строительстве.

св И О

Й ю

50 40 30 20 10

а)

2\

\

/

1у

50 40 30 20 10

б)

3

/

0,05 0,1 0,15

0

0,05 0,1 0,15

ё

я

В1 о 40

с.

с

30

20

10

в)

,2

зу /

^—---- —

0,05 0,1 0,15

40 30 20 10

0

г)

"V

^—

±

---- /

{

0,05 0,1 0,15

Содержание ЩЭСХ, % от массы вяжущего

Рис. 2. Кинетика твердения бетонной смеси 1:1,51:2,57:0,4 в нормальных условиях для вяжущего (цемент: минеральная добавка), масс. %: а) 90:10 и б) 80:20 (ОПФ); в) 90:10 и г) 80:20 (молотый керамзит) через 1-3,2-7 и 3-28 суг.

В третьей главе «Особенности структурообразования материалов с минерально-химическими добавками из местного сырья» рассмотрены: физико-химические методы определения закономерности структурообразования цементных бетонов; рентгеноструктурный анализ и ДТА компонентов грунто-цементных смесей; химический механизм формирования и состав твердой фазы цементного бетона; физико-химические закономерности структурообразования в грунтоцементах; коррозионностойкость цементных композиций со смешанными минерально-химическими добавками из отходов некоторых производств.

В исследованиях, в основном, использовали цементы, выпускаемые на Душанбинском цемзаводе, активность и минералогический состав которых приведены в табл. 6.

Активность и минералогические составы цементов

Наименование цемента Марка цемента, МПа Минералогический состав, масс., %

СзБ С28 С3А С4РА

Обычный Душанбинский 40,0 55,0 22,0 8,0 13,0

Сульфатостойкий Душанбинский 40,0 50,0 25,0 5,0 18,0

Низкоалюминатный 40,0 47,0 29,0 3,8 17,2

Среднеалюминатный 40,0 61,0 17,0 6,1 14,0

Высокоалюминатный 30,0 36,4 32,0 14,2 14,0

Ахангаранский 50,0 63,0 15,0 4,7 13,1

При разработке материалов с заданными свойствами важно иметь четкое представление о процессах формирования структуры возникающих новообразований, что изучается на макро- и молекулярно-ионном уровне. На рентгенограмме обычного негидратированного цемента марки М400, выпускаемого на Душанбинском цементном заводе, присутствуют линии, относящиеся к фазам СзБ, С28, С4АР. В составе цемента также обнаруживаются линии слабой интенсивности эггрингита (ЗСаО■ А1203• Са804- (32-34)Н20) (с!=3,474; 3,662; 5.608А).

Исходным сырьем для низкомарочного бетона являлся и лёссовидный суглинок. О химическом составе лёссовидного суглинка можно судить по данным (% по массе): БЮ2 - 51,40; А1203 - 11,98; Ре203 - 2,10; СаО - 15,90; Г^О - 1,12; №20 - 1,09; К20 - 1,06; п.п.п. - 15,31. Характеристики минералов, полученные по результатам рентгенограммы лёссовидного суглинка месторождения г.Душанбе, приведены в табл. 7.

Структура внутреннего ритма формируется, в основном, из продуктов гидратации С3Б и р-С25. Продукты С38 в первые минуты представляют собой силикагель, высокоосновный гидросиликат - двуводный трёхкальциевый силикат (С38Н2), неустойчивые (метастабильные) новообразования, постепенно превращающиеся в более стабильные гидросиликаты сложного состава типа пСа0х8Ю2уН20. В связи с этим, щелочность среды твердения постоянно изменяется. При концентрации Са(ОН)2 в жидкой среде от 0,05 до 1,1 г/л (в пересчете на СаО) в растворе возникают новообразования типа СЭН (I), СЭН (В) или (0,6+1,5)Са08Ю2(0,5+2,5)Н20. С увеличением концентрации СаО в растворе свыше 1,25 г/л в пространстве между зернами создаются условия для формирования внешних гидросиликатов кальция состава (1,5+2)Са08Ю2пН20, СБН (II) и С28Н2. А чешуйки гидросиликатов способны сворачиваться в трубочки -тончайшие иглы и волокна, при соотношении СаО/8Ю2>1,3 отличающиеся более высокой степенью закристаллизованное™ по сравнению с СБН (I).

Таблица 7

Характеристики минералов, полученные по рентгенограммам лёссовидного суглинка месторождения г.Душанбе

Минералы Химическая формула минерала Рентгеновские характеристики минералов, 0

Кварц a-Si02 3,34; 2,45; 2,27; 1,81; 1,53;1,37

Мусковит KAl2fOH]2{AlSi30|o} 10,30; 4,53; 3,50; 3,34; 2,56; 2,34

Полевой шпат CaAl2Si208 3,23; 2,16; 1,83

Карбонат Na2C03 2,89; 2,60; 2,43

Доломит СаМйГСОзЪ 2,88; 2,19; 1,80

Кальцит СаСОз 3,04; 2,28; 2,09

Структура внешнего ритма, образующаяся вне исходной поверхности цементного зерна и состоящая из кристаллов, состоит из небольшого количества гидросиликатов, крупных кристаллов гидрооксида (СН) и этгрингита. В результате взаимодействия трехкальциевого алюмината С3А с водой, в зависимости от температуры и щелочности среды, влажности окружающей среды и длительности твердения, образуются гидроалюминаты переменного состава. Первоначально здесь формируются кристаллы продуктов гидратации алюминатов, представляющих собой рыхлый слой неустойчивых гидратов 4Са0А1203 13Н20 (С4АН13) и 2Са0А1203 6Н20 (С2АН6) в виде тонких гексагональных пластинок, образующих структуру «карточного домика». Затем они быстро перекристалли-зовываются в стабильную форму гидроалюмината ЗСа0А120з,6Н20(С3АН6) с кристаллами кубической формы.

При длительном взаимодействии в водной среде с различными компонентами, входящими в состав клинкера, или привносимыми в камень с водой за-творения или фильтрующейся водой, в структуре твердого сростка появляются частицы: гидросиликоалюминатов кальция (ЗСа0А1203 Са8Ю312Н20 и ЗСаОх хА120з'ЗСаВЮ4-ЗШ20); гидрохлоридалюминатов кальция (ЗСа0 А1203 СаС12х хЮН20); гидрокарбоалюминатов кальция (ЗСаОА1203 СаС03'10Н20 и ЗСаОх хА1203-ЗСаС03-31Н20); гидроферритов кальция (Са0Ре203'ЗН20), перекристал-лизовывающихся в 4Са0Ре20з- 13Н20 и способных, подобно гидроалюминатам, давать комплексные соединения с гипсом, хлористым кальцием и др.

Одновременное образование трех и четырех кальциевых гидроалюминатов и гидроферритов приводит при гидратации С4АР к возникновению кубических кристаллов твердых растворов типа: ЗСа0 (А1203 Ре203) 6Н20; 4СаОх х(А1203 Ре203) 13Н20. Гидратация компонентов клинкерного стекла насыщает твердую фазу кристаллами гидрогранатов ЗСа0-(А1203-Ре203)-5Ю2-(8-2х)-Н20,

а также кристаллами NaOH, КОН, Na2S04, K2S04, Са(ОН)2, Mg(OH)2, СаС03, MgC03 и другими, каждый из которых имеет свою характерную структуру.

Для исследования процессов структурообразования грунтоцементов были приняты грунты, характеристика которых приведена в табл. 8, 9. Грунты укреплялись портландцементом марки М400 Душанбинского цемзавода. Всего было исследовано около 70 различных составов смеси. Полученные данные доказывают, что пластическая прочность Рт в начальный период после затворения смеси водой изменяется незначительно, и только через определенный промежуток времени значения Рт начинают резко возрастать (рис. 3, 4; кривые 1).

Такой характер кривых структурообразования цементогрунта позволяет выделить два периода. Первый период - индукционный, характеризуется преобладанием в системе коагуляционно-обратимой структуры, образующейся путем беспорядочного сцепления мельчайших частиц грунта и цемента через тонкие прослойки воды.

Грунтоцементовая смесь обладает пластичностью. Второй период -упрочнение структуры, характеризуется интенсивным кристаллообразованием вяжущего с появлением кристаллических сростков, создающих достаточно жесткий каркас цементогрунта. Смесь теряет подвижность.

Грунтам с развитой глинистой частью соответствует более продолжительный индукционный период. Для супесчаного грунта №1 время индукционного периода составляет 30-40 мин, а для тяжелого суглинка №3 - 60-70 мин. Физико-механические показатели грунтоцементовых образцов (d=h=S см) снижаются, когда время с момента увлажнения смеси до формования образцов превышает время индукционного периода (рис. 3, 4).

Наиболее эффективное влияние на кинетику процесса структурообразования оказывает поверхностно-активная добавка ССБ. Из рис. 3, следует, что введение в смесь 0,2% ССБ от веса обрабатываемого грунта увеличивает индукционный период с 30-40 до 170-180 мин. С момента увлажнения смеси до формования образцов, равном 170-180 мин, прочность образцов с 0,2% ССБ выше на 68-70% прочности образцов, отформованных без добавки ССБ.

Для исследования влияния добавок различных полимеров на свойства инъекционных суспензий был взят шлакопортландцемент марки М300 Душанбинского цемзавода, имеющий следующий расчетный минералогический состав клинкера: C3S - 57,53%; C2S -17,91%; С3А - 4,05%; C4AF -14,58%. Количество гранулированного шлака в цементе составляло 15%.

Заманчивыми являются результаты влияния ОПФ, керамзитов, декстрина и ЩЭСХ на повышение коррозионностойкости цемента.

Характеристика грунтов

№ пробы Наименование грунтов Граница текучести, % Граница раскатывания в шнур, % Число пластичности, % Гранулометрический состав

Песок 1-0,05 мм Пыль 0,05-0,005 мм Глина, менее 0,005 мм

1. Супесь легкая 20,5 17,4 3,1 80,0 8,68 11,32

2. Суглинок легкий пылеватый 22,0 12,8 9,2 36,0 50,2 13,8

3. Тяжелый суглинок 41,7 24,9 16,8 45,0 37,4 17,6

Таблица 9

Результаты химического анализа грунтов

№ проб Легкорастворимые соли (водная вытяжка) Ыа по разности Гумус по тю- рингу, % Карбонаты СОг, % Емкость погношения, мг-экв на 100 г рн водной вытяжки

Сухой остаток % НСОз" СГ Са

мг- экв % мг-экв % мг- зкв % мг- экв % мг- экв % мг- экв %

1. 0,0609 0,39 0,0233 - - 0,22 0,0045 0,15 0,0018 0,02 0,0004 0,16 0,16 8,1 7,1

2. 0,103 0,44 0,26« 0,24 0,0084 0,57 0,0144 0,19 0,0029 0,36 0,0173 0,28 0,0064 0,34 0,34 10,38 9,0

3. 0,0624 0,64 0,384 - - 0,16 0,0032 0,23 0,0227 0,26 0,057 1,48 1,48 37,28 7,4

При эксплуатации бетонных и других цементосодержащих изделий в агрессивных средах они, чаще всего, подвергаются влиянию мягких (дождевой или талой) и минерализованных (грунтовых) вод, а также таких сильных агрессивных ионов, как М§2+, 804"2, СГ, НС03" и т.д. При влиянии этих агрессивных веществ и ионов протекают коррозия выщелачивания извести из структуры бетона и магнезиально-сульфатная коррозия цементного камня, которые являются наиболее сильными и разрушительными видами коррозии бетона. Исходя из этого, в наших исследованиях в качестве агрессивных сред приняты: дистиллированная вода, минерализованная вода, растворы 6%-ного и 0,5н Н2804. Минерализованная вода характеризовалась содержанием ионов, мг-ион/л: НСОз" - 305; Са2+ - 265,2; Мя2+ - 132,4; СГ - 1645; Б042" - 1382; N3* - 1318,3 при суммарном их количестве 5098,3 мг-ион/л.

Результаты исследования проведены в табл. 10. Изменение количества выщелачиваемой извести в дистиллированной воде (табл. И) и изменения массы образца под действием Н2804 показывают положительное влияние добавок на уплотнение структуры цементного камня. Сравнение содержания компонентов для различных проб показывает, что при твердении образцов в нормальных условиях и в дистиллированной воде, химический состав цементного камня достаточно стабильный, в воде происходит лишь снижение содержания щелочных оксидов К20+Ка20 вследствие их выщелачивания. В то же время изменение химического состава цементного камня, в основном, происходит для внешних слоев образцов, хранившихся в растворе Н2804. На поверхности образцов происходит диффузия раствора Н2304. При этом содержание серного ангидрида 803 значительно возрастает вследствие образования гипса, эттрингита и других серосодержащих соединений.

Близость химического состава проб цементного камня внутренних слоев образцов, находившихся в растворе Н2804, к составу цементного камня нормального твердения или находившихся в дистиллированной воде, подтверждает механизм послойного поверхностного разрушения бетона под влиянием ионов кислоты. При таком механизме разрушения цементного камня уплотнение его структуры введением минерально-химических добавок в состав цемента является наиболее эффективным способом повышения стойкости цементсодержа-щих композиций в агрессивных средах.

Результаты рентгенофазового анализа цементного камня показывают, что в наружных слоях образцов всех составов содержание Са(ОН)2 значительно меньше, чем во внутренних слоях - гидроксид кальция превращается в гипс Са804'2Н20.

Рис. 3. Кинетика структурообразования грунтоцемента (грунт №2 +10% цемента) и зависимость его прочности, плотности и времени выдерживания смеси перед формованием образцов при различных значениях В/Ц. 1 - В/Ц=1,2; 2 - В/Ц=1,4; 3 -В/Ц=1,6.

Рис. 4. Влияние добавок ССБ на кинетику структурообразования и физико-механические показатели грунтоцемента. 1 - грунт №1 +10% цемента +11,2% воды; 2 - то же с добавкой 0,1% ССБ; 3-е добавкой 0,2% ССБ; 4 - с добавкой 0,4% ССБ.

Коэффициент стойкости бетона

Состав вяжущего, масс. % Расход ЩЭСХ, % от массы вяжущего Агрессивная среда

Цемент ОПФ Дистиллированная вода Минерализованная вода 6% MgS04

100 0,10 1,00 0,98 0,99

0,15 1,05 1,00 1,01

0,20 0,98 0,96 0,85

90 10 0,10 0,98 0,94 0,98

0,15 1,00 0,96 0,94

0,20 0,97 0,98 0,94

85 15 0,10 0,99 0,94 0,95

0,15 0,97 0,96 0,95

0,20 0,97 0,96 0,95

80 20 0,10 0,99 0,94 0,95

0,15 0,97 0,92 0,98

0,20 0,97 0,94 0,98

Таблица 11

Составы цементсодержащих вяжущих и количество выщелачиваемой извести

Состав вяжущего, масс.% Количество выщелачиваемой извести (мг/см2) за 360 сут. нахождения образцов в дистиллированной воде при содержании добавок, %

Цемент Минеральная добавка ОПФ Керамзит

декстрин ЩЭСХ

- 0,01 0,025 0,05 - од 0,15 0,2

100 - 55,8 31,0 23,4 20,9 55,8 34,7 32,7 35,7

90 10 35,5 26,7 16,7 15,7 36,7 27,3 29,6 28,1

85 15 31,7 24,1 21,5 14,7 32,1 23,4 24,5 24,7

80 20 26,9 18,7 18,1 12,7 30,7 20,3 20,1 18,2

Однако внутренние слои цементного камня содержат малое количество 50з (всего 3,21-3,62%). Градиент изменения содержания БОз по толщине образца очень большой, т.е. на очень незначительном расстоянии количество БОз изменяется от 28,65% до 3,21%, что свидетельствует о малой диффузии ионов кислоты в поры цементного камня.

Во внутренних слоях образцов, хранившихся в растворе Н25 04, обнаруживаются также линии эттрингита ЗСа0-А120з-ЗСа804-32Н20, который выявлен даже во внутренних слоях цементного камня.

Составлена математическая модель процессов коррозии бетонных материалов, описанная подобно уравнению Аррениуса. Предложенная модель позволяет определить наиболее медленную стадию коррозии, которая лимитирует общий процесс разрушения бетона для принятия практических мер по ее устранению и повышению долговечности бетонных изделий. Она использована для определения параметров скорости коррозии бетона, эксплуатируемого в засоленных грунтовых водах.

В четвертой главе «Кинетика изменения физико-технических свойств материалов с минерально-химическими добавками из местного сырья» рассмотрено: кинетика процесса начального структурообразования цементного теста; кинетика изменения прочности грунтоцементных смесей при воздействии агрессивной среды; влияние химических добавок и гранулометрического состава на комплексное укрепление грунтов цементом; кинетика изменения прочности грунтоцемента при сжатии и изгибе при влиянии замораживания-оттаивания.

На рис. 5 представлены кинетические кривые, характеризующие процесс схватывания цементного теста. Варианты выполненных испытаний легко «прочитываются» по ходу графиков 1-4, если принять во внимание, что вертикальные линии на графиках соответствуют разрушению структуры цементного теста и доведению его консистенции до нормальной густоты.

До нормальной густоты разрушенного по достижении первого «начала схватывания» цементного теста во всех испытаниях требовалось 7-8 мл воды, по достижении второго "начала схватывания" - 10-11 мл, после достижения первого «конца схватывания» - 19-21 мл, т.е. прослеживается связь между началом схватывания и потерей цементом строго определенного количества воды. При этом получим (В/Ц)ост = 0,23.

Экспериментальные исследования проведены в двух аспектах, с целью:

- установления оптимального соотношения между временем приложения "пов-торного вибрирования";

- установления кинетикой водоотделения и оценки значимости эффекта переукладки зерен цемента в зависимости от влажности цементного теста.

В качестве оценочной характеристики выступала прочность при сжатии цементного камня в образцах-балочках, твердевших в нормальных условиях.

(НГ) 2 4 6 8 10

Продолжительность испытания, час

Рис. 5. Кинетика схватывания цементного теста.

1, 2, 3, 4 - варианты испытания.

Наиболее информативными же оказались кинетические графики прочности образцов (рис. 6), подвергнутых «повторному вибрированию». Здесь особенно четко прослеживается итог конкурирующего взаимодействия выделенных факторов структурообразования. Действительно, для цементного теста с В/Ц=0,3, для которого характерна достаточно совершенная начальная структура и эффект от переукладки зерен цемента не может быть значительным, применение «повторного вибрирования» вызвало весьма заметное (примерно в 8-10 раз) понижение прочности образцов суточного возраста.

С целью определения кинетики изменения прочности грунтоцементных смесей при воздействии агрессивной среды, в исследованиях использован лессовый грунт опытного участка «Ховарон» г.Душанбе. Данные о солевом комплексе приведены в табл. 12.

Результаты анализов водной и солянокислой вытяжек показывают, что грунт слабо засолен. В качестве вяжущего использовался портландцемент мар-

ки М400 Душанбинского цементного завода. Опыты проводились на образцах из грунтоцементных смесей с 10-, 15- и 20%-ными дозировками портландцемента. Возраст испытываемых образцов - 7; 28; 90; 180; 270; 360 и 540 дней. Одновременно с ними испытывались образцы из цементного раствора (портландцемент + Вольский песок).

Таблица 12

Солевой комплекс

Водная вытяжка, % Солянокислая вытяжка, %

Плотный остаток НСОз" сг S042" Са Mg2+ Na+K SO«2" Са Mg2+

1,060 0,037 0,006 0,632 0,190 0,014 0,272 3,590 8,630 1,620

В/Ц =0,30

50

. 40

30

н

&

20

и

9 О О,

н

/ В/Ц =0,45

2у/

В/Ц =0,70

1 3 7 1 3 7 1 3

Возраст образцов, сут.

Рис. 6. Кинетика твердения образцов из цементного теста. 1 - контрольные образцы; 2 - образцы, подвергнутые «повторному вибрированию».

Исследованием установлено, что все факторы, способствующие получению плотной и прочной грунтоцементной смеси, увеличивают стойкость к агрессивным воздействиям растворов солей.

Как показали опыты, увеличение концентрации раствора приводит к уменьшению механической прочности грунтоцементной смеси независимо от концентрации растворов (рис. 7).

Так, при дозировке 10% портландцемента, смесь в растворе с содержанием 60 г/л соли сернокислого магния разрушается, а при дозировке 15% портландцемента смеси оказались стойкими к разрушающим действиям соли сернокислого магния. Исследования показали, что при длительном хранении образцов из грунтоцементных смесей при дозировке 10% портландцемента (содержание соли в растворах 3; 6 и 60 г/л) наблюдалось нарастание механической прочности. Полученные результаты по изучению изменения поведения цементного раствора в растворах сернокислого магния показали, что механическая прочность во времени у образцов из цементного раствора с увеличением содержания соли в воде постепенно падала (рис. 8), и через полтора года ее значения (при хранении в растворе 60 г/л) оказались ниже прочностей образцов из грунтоцементной смеси.

Причина стойкости грунтоцементной смеси к разрушающему действию сернокислого магния заключается в следующем: глинистые фракции лёссового грунта, обволакивая частицы цемента, препятствуют проникновению раствора сернокислого магния, а в цементном растворе, где частицы цемента обнажены, наблюдается обратное явление, т.е. происходит разрушение частиц цемента.

Исходя из вышеуказанного, можно сделать вывод: устойчивость грунтоцементных смесей на основе лёссовых грунтов в растворах соли сернокислого магния (1у^804-Н20) зависит от концентрации раствора, срока хранения и дозировки портландцемента. Образцы из грунтоцементной смеси с дозировками портландцемента 15% оказались более устойчивыми в агрессивной среде, чем образцы цементного раствора (Вольский песок + портландцемент).

Для определения влияния химических добавок и гранулометрического состава на комплексное укрепление грунтов цементом, укреплению подвергались 3 вида глинистых грунтов: 1) супесь легкая с содержанием песчаных частиц 62%, числом пластичности 3,8 и рН=6,3; 2) суглинок легкий пылеватый с содержанием песчаных частиц 15%, числом пластичности 10,5 и рН = 5,9; 3) суглинок тяжелый пылеватый с содержанием песчаных частиц 23%, числом пластичности 16,8 и рН = 5,6.

Изучение процессов структурообразования и морозостойкости укрепленных цементом глинистых грунтов проводилось в различные интервалы времени (7, 28, 60, 120 сут) с введением в обрабатываемые грунты добавок химических веществ: ИаОН, Са(ОН)2, СаС12, 1Ча2304, взятых в количестве от 0,5 до 2% от веса грунта.

а

I £

0 ф

э а;

1

е

I

18,0• 17.0 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0

—\ -----1—-

1 ч л

/

) / 2$\

/

/ с-

28 90 180 270 360

Время испытания образцов, еут

540

Рис. 7. Влияние раствора (60 г/л) сернокислого магния на кинетику

изменения механической прочности опытных образцов. 1 - грунтоцементная смесь (портландцемент - 15%), 2 - цементный раствор.

7 28 90

Время испытания образцов, сут

Рис. 8. Влияние растворов сернокислого магния на изменение механической прочности образцов из грунтоцементных смесей

с добавкой портландцемента (20%). 1,2, 3 и 4 - соответственно при содержании соли в растворе 0; 3; 6 и 60 г/л.

На рис. 9 приведены результаты исследований, характеризующие кинетику формирования структуры указанных выше цементогрунтов с добавками химических веществ при твердении цементогрунтовых образцов во влажной среде. При укреплении супесчаного грунта (кривые 1, 2, 3) 8% цемента с добавкой 1% СаС12 (кривая 2) или 1% Ка2Б04 (кривая 3) процессы структурообразова-ния протекают в два этапа.

На первом этапе наблюдается ускорение процессов структурообразования в начальные сроки твердения (7 и 28 сут) с относительно постоянным нарастанием прочности в более поздние интервалы времени (60, 120 сут). Второй этап протекания процессов структурообразования сопровождался относительно постоянным набором прочности цементогрунтов в интервале времени 60-120 сут, в связи с гидратацией безводных силикатов портландцементного клинкера, в результате чего в цементогрунтах обеспечивалась прочная кристаллизационная структура твердения, представленная относительно стабильными гидросиликатами кальция.

Образцы цементогрунтов испытаны на морозостойкость. Определено, что глинистые грунты, укрепленные цементом с оптимальными дозировками химических веществ: ИаОН, Ка2804, Са(ОН)2, СаС12 обладают высокой морозостойкостью. С увеличением в укрепляемых грунтах глинистых фракций (тяжелый или лёгкий суглинок) добавка №ОН оказывает весьма благоприятное влияние на протекание процессов структурообразования в сторону получения морозостойкого материала из цементогрунта.

При укреплении же тяжелого суглинка интенсивное нарастание механической прочности наблюдалось в срок до 60 сут (кривые 8, 9) с последующим замедлением процессов структурообразования к 120 сут, т. е. в данном случае процессы формирования структуры цементогрунта происходили как бы в 3 этапа. Особенно интенсивно происходило нарастание механической прочности в интервале времени 28-60 сут при укреплении тяжелого суглинистого грунта цементом с добавкой 1 % КаОН (кривая 9).

Очевидно, что образование в указанном интервале времени дополнительных структурных связей обусловливалось наличием в поровой среде обрабатываемого грунта подвижных форм БЮ2 и А1203, образовавшихся в результате действия на грунт добавок ЫаОН.

Проведенные химические исследования показали, что количество подвижного 8Ю2 и А120з существенно увеличивается в обрабатываемом грунте при действии на него добавки 1% №ОН. Указанные подвижные соединения,

очевидно, образуют с продуктами гидролиза и гидратации цемента дополнительные новообразования типа гидросиликатов и гидроалюмосиликатов кальция.

100

9,0

а 0

8,0

Й 5 Й ^

я 8 7,0

118 б,о й Й

У з tti 4>° а

3,0

0 7 28 60 90 120

Время твердения, сут

Рис. 9, Кинетика структурообразования глинистых грунтов, укрепленных 8, 12, 14% цемента с добавками: 1 - супесь + 8% цемента; 2 - то же + 1% СаС12; 3 - то же + 1% NasS04; 4 - суглинок легкий +12% цемента; 5 - то же + 1,5% СаСЬ; 6 - то же + 0,5% NaOH; 7 - суглинок тяжелый + 14% цемента; 8 - то же + 2% Са(ОН)2; 9 - то же + 1% NaOH.

Проведенные исследования определили, что эффективность добавок химических веществ в глинистые грунты, характеризующаяся примерно одинаковым химико-минералогическим составом (с рН = 5,6-6,2), при получении це-ментогрунтов высокой морозостойкости и механической прочности зависит от вида и количества добавляемого химического вещества, количества цемента и гранулометрического состава обрабатываемого грунта.

При укреплении супесчаного грунта эффективны добавки СаС12, Na2S04l и Са(ОН)2. Для легко- и тяжелосуглинистого грунта наиболее эффективны добавки Са(ОН)2, NaOH, СаС12.

Установлено, что при укреплении глинистых грунтов цементом с оптимальными количествами добавляемых химических веществ процессы структу-рообразования протекают неравномерно, как бы в 2-3 этапа, в зависимости от гранулометрического состава укрепляемого грунта. При этом наблюдается ускорение формирования структурно-механических свойств цементогрунта в ранние сроки твердения (7 - 28 сут).

Выявлено, что ускорение процессов структурообразования в ранние сроки твердения обусловлено наличием в цементогрунтах с химическими добавками дополнительных связей кристаллизационного типа, что подтверждается результатами определения количества химически связанной воды при гидратации и гидролизе портландцемента при укреплении исследуемых глинистых грунтов.

Определена кинетика изменения прочности грунтоцемента при сжатии и изгибе при влиянии замораживания-оттаивания. Образцы изготавливались из смеси портландцемента марки М500 и мелкозернистого песка (рН=7,05) определенного гранулометрического состава. Результаты коэффициентов морозостойкости приведены в табл. 13. Как видно из таблицы, влияние замораживания-оттаивания на прочность цементогрунта при сжатии и изгибе различно. Значения коэффициента морозостойкости по сжатию находятся в основном в пределах 0,7+0,8, а средние значения, близкие для образцов с содержанием цемента в количестве 18 и 20%, удовлетворяют требованиям к морозостойкости укрепленных грунтов (К >0,75).

Однако почти все значения коэффициента морозостойкости по изгибу меньше, чем по сжатию, и находятся в пределах 0,5+0,7. Почти все значения соотношений коэффициентов морозостойкости по изгибу и сжатию меньше единицы и находятся, в основном, в пределах 0,6+0,8, средние значения для образцов с содержанием цемента в количестве 18 и 20% довольно близкие и могут быть приняты равными 0,7.

В пятой главе «Разработка составов и технологические особенности изготовления и внедрение низкомарочных бетонов на основе грунтоцемента» рассмотрены: управление свойствами бетонной смеси и ее факториальная зависимость; свойства грунтоцементных материалов на основе грунтового сырья различных месторождений; разработка составов и технологии производства грунтоцементных материалов; экономическая эффективность применения строительных материалов на основе лессового грунта; опытно-промышленное внедрение минерально-химических добавок для повышения качества цементсо-держащих композиций.

Результаты вычислений коэффициентов морозостойкости по сжатию Ксж и по изгибу К,цг

Содержание № Коэфф-ты морозостойкости М- Кизг/Ксж

цемента, % по весу образцов по прочности на сжатие, по прочности на изгиб, Кизг

1 0,98 0,53 0,52

2 0,67 0,58 0,87

3 0,77 0,72 0,94

18 4 0,58 0,47 0,81

5 1,02 0,52 0,51

6 0,79 0,79 1,00

7 0,88 0,28 0,32

Среднее 0,81 0,56 0,69

1 0,70 0,47 0,67

2 0,70 0,58 0,83

3 0,70 0,49 0,70

4 0,65 0,44 0,68

5 0,65 0,58 0,89

6 0,84 0,56 0,67

20 7 1,05 0,71 0,68

8 0,91 0,65 0,71

9 0,55 0,49 0,89

10 0,95 - -

11 1,19 0,68 0,57

12 0,46 0,49 1,06

13 0,83 0,27 0,32

Среднее 0,78 0,57 0,73

Проведены испытания грунтоцементных блоков методом полусухого прессования. Подготовка исходных материалов осуществлялась следующим образом: лёссовидный суглинок и глинистое сырье высушивали в естественных условиях до остаточной влажности 5-6%, пропускали через активатор в композиции с определенным содержанием песка и добавок. Процесс активации исходных сырьевых материалов в активаторе-смесителе способствует более тонкому измельчению, лучшей гомогенизации и приводит к повышению прочности блоков в среднем на 38-42% по сравнению с блоками из неактивированных смесей.

Результатами экспериментов установлены оптимальные составы из смесей лёссовидных суглинков и глин, активизированных портландцементом, по-следрожжевой бардой, сульфатом натрия, а также подвергшихся механической активации. Оптимальные характеристики грунтоцементных блоков, изготовленных в полузаводских условиях, приведены в табл. 14.

Таблица 14

Сравнительные данные показателей прочности образцов (Сг - суглинок; Гл - глина; Пц - портландцемент; Сп - суперпластификатор)

№ пп Составы по массе, % Косн Предел прочности при сжатии образцов, МПа

Ручное смешивание Механическая активация

3 п сут. 14 сут. 45 суток (хранение над водой) 3 суток

1. 90 СН-10 Пц 0,62 5,60 11,50 7,72 13,16

2. 90 Сг+10 Пц+1 Сп 0,62 11,0 10,36 25,62 15,05

3. 95 Сг +5 Пц +1Сп 0,57 9,8 11,20 8,89 11,76

4. 90 Гл+10 Пц 0,69 8,0 14,4 9,6 18,8

5. 90 Гл+10 Пц+1Сп 0,69 11,0 14,8 36,6 21,5

6. 95 Гл+5 Пц+1 Сп 0,63 9,8 16,0 12,7 16,8

Расчет экономической эффективности производился согласно формуле

Э = [{Зх + ЗС,)<р + Ээ-{Зг-СЗг\А (1)

где 3, и Зг — приведенные затраты на заводское изготовление конструкций с учетом стоимости транспортировки до строительной площадки по сравниваемым вариантам, у.е.; ЗС, и ЗС2 - приведенные затраты по изготовлению строительных материалов и конструкций на стройплощадке (без учета стоимости заводского изготовления) по сравниваемым вариантам, у.е.; ¡р - коэффициент изменения срока службы, рассчитывается по формуле:

<р = (Р1+ЕиЖРг+Ен), (2)

где Р) и Р2 - доли сметной стоимости в расчете на 1 год службы по сравниваемым вариантам; Ээ - экономия в сфере эксплуатации материалов и конструкций за срок их службы - определяется по формуле

= (#1 - И2)/(Р2 + Еи), (3)

где И1 и - годовые издержки в сфере эксплуатации; А - годовой объем внедрения.

Из расчета следует, что применение низкомарочных бетонов на основе грунтоцементных смесей в малоэтажном строительстве Республики Таджикистан является экономически выгодным, так как экономический эффект при применении разработанных строительных материалов из грунтоце-ментных смесей по отношению к существующей керамзитобетонной составляет 2,08 у.е. на 1 м3 смеси, что достигается за счет применения недефицитного связующего материала - лёссовидного суглинка.

В качестве внедрения проведено промышленное испытание бетонных составов, содержащих минеральные добавки из ОПФ и молотого керамзита и химической добавки из декстрина.

С 12 сентября по 12 октября 2007 г. на территории АООТ «Хонасоз» проведено промышленное изготовление бетонных изделий из составов бетонной смеси, изготовленной из портландцемента, минеральных добавок из отхода производства флюорита (ОПФ), молотого керамзита и химической добавки -декстрина. Для сравнения проведено изготовление бетонных изделий без добавок. Всего изготовлено изделий из 16 м3 бетона. При этом экономия цемента составила 53,6 кг на 1 м3 бетона.

Составы и свойства промышленных бетонов с минеральной добавкой из ОПФ и химической добавки из декстрина приведены в табл. 15.

Таблица 15

Составы и свойства промышленных бетонов с минеральной добавкой из ОПФ и химической добавки из декстрина

Марка бетона Расходы компонентов на 1 м3 бетонной смеси, кг Прочность бетона, МПа, через сут.

Цемент Щебень Песок ОПФ Вода Декстрин,% 14 28

200 308 1060 867 62 165 0,03 17,8 22,1

200 246 1060 867 62 165 0,03 17,4 24,3

200 246 1060 867 50 165 0,01 19,1 26,7

200 258 1060 867 50 165 0,01 18,7 25,3

300 465 1055 675 93 205 0,03 17,9 27,3

300 372 1055 675 93 205 0,03 25,7 31,6

300 372 1055 675 93 205 0,03 27,8 33,4

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе комплекса физико-химических и физико-технических исследований выявлено, что процесс формирования структуры цементного камня происходит через химическое взаимодействие минералов с водой и кристаллизацию новообразований, протекающую на границе раздела фаз, формируется из небольшого количества гидросиликатов, крупных кристаллов гидрооксида (СН) и эттрингита (ЗСа0А1203-Са504 (32-34)Н20). Исследованием физико-химических и строительно-технических свойств цементсодержащих и гипсовых композиций с минерально-химическими добавками из отходов производства флюорита (ОПФ), керамзита, декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) показано, что названные добавки в оптимальных количествах повышают прочность и улучшают другие строительно-технические свойства вяжущих материалов.

2. Минеральные добавки снижают содержание клинкерных минералов в составе цемента, что способствует получению коррозионностойких вяжущих на основе обычного портландцемента. Рентгеноструктурный фазовый анализ цементного камня с добавками показывает, что декстрин и ЩЭСХ способствуют ускорению структурообразования цементных минералов типа СзА-СаБ04Х х12Н20, тоберморита и т.п., обеспечивающих высокую прочность цементсодержащих материалов. Применение декстрина совместно с нитратом натрия и суперпластификатором С-3 в составе гипсового вяжущего повышает степень пластификации гипсового теста и прочность гипсобетона, уменьшает время его сушки. Гипсовые композиции с высокой степенью пластификации и прочности можно использовать для изготовления самонивелирующих покрытий полов в зданиях.

3. Выявлен послойный механизм разрушения цементного камня под влиянием Н2504: в начальный период влияния кислоты происходит поверхностное взаимодействие Са(ОН)2 с Н2504, затем поверхностное уплотнение структуры образца продуктами коррозии цемента и далее разрушение этой структуры. При этом уплотняющее действие минерально-химических добавок способствует возрастанию стойкости к коррозии: при содержании Б03 на поверхности образца 27-28% его содержание на глубине до 30 мм всего 3,2-3,6%, что свидетельствует о малой диффузии агрессивных ионов вглубь образца в результате уплотнения структуры цементного камня минерально-химическими добавками.

4. Методом рентгенофазового анализа продуктов процесса кристаллизации и гидратации трехкальциевого алюмината ЗСа0 А1203 (СзА) в воде установлено, что продукты трехкальциевого силиката в первые минуты представляют собой силикагель, высокоосновный гидросиликат - двуводный трёхкаль-

циевый силикат (С38Н2), неустойчивые новообразования, постепенно превращающиеся в более стабильные гидросиликаты сложного состава типа пСа0х5Ю2уН20. При концентрации гидрооксида кальция в жидкой среде от 0,05 до 1,1 г/л (в пересчете на СаО) в растворе возникают новообразования типа (0,6+1,5) СаО• БЮг' (0,5+2,5)Н20, Са0 БЮ2 Н20 (СБН (I)) или Са08Ю2Н20 (СБН (В)).

5. Определено, что при длительном взаимодействии в водной среде с различными компонентами, входящими в состав клинкера, в структуре твердого сростка появляются частицы: гидросиликоалюминатов кальция (ЗСаО-АЬОз'СаБЮз- 12Н20 и ЗСа0А1203-ЗСаВЮ4-ЗШ20); гидрохлоридалю-минатов кальция (ЗСаО А12Оз СаС12-ЮН20); гидрокарбоалюминатов кальция (3 СаО • А1203 • СаСОз • 10Н2О и ЗСа0А1203'ЗСаС03-ЗЩ20); гидроферритов кальция (Са0-Ре20з-ЗН20), перекристаллизовывающихся в 4СаО Ре2Оз-13Н20 и способных подобно гидроалюминатам давать комплексные соединения с гипсом, хлористым кальцием и др. Одновременное образование трех и четырех кальциевых гидроалюминатов и гидроферритов приводит при гидратации С4АР к возникновению кубических кристаллов твердых растворов типа: ЗСаОх х(А120з■ Ре203)■ 6Н20; 4Са0 (А120з Ре20з)13Н20.

6. Установлено, что эффективность химических добавок в глинистые грунты (с рН=5,6-6,2) при получении цементогрунтов высокой морозостойкости и механической прочности зависит от вида и количества химической добавки, количества цемента и гранулометрического состава обрабатываемого грунта; при укреплении супесчаного грунта эффективны добавки СаС12, Ма2504 и Са(ОН)2. Для легко- и тяжелосуглинистого грунта наиболее эффективны добавки Са(ОН)2, КаОН, СаС12. Также при этом наблюдается ускорение формирования структурно-механических свойств грунтоцемента в ранние сроки твердения (7 - 28 сут).

7. Химические анализы частиц различной крупности, выделенных из лёссовых грунтов, показывают, что по мере перехода от крупных частиц к мелким, содержание ЗЮ2, СаО, М§0, К20, Ыа20, Р2О5 убывает, а А1203, Ре203, Мп304 и гумуса - возрастает. Определено, что по мере увеличения дисперсности относительное содержание полуторных оксидов в лёссовых грунтах возрастает.

8. Определена устойчивая щелочная реакция раствора лёссовых грунтов: Са(НС03)2 + 2Н20 = Са(ОН)2 + 2Н2С03. Выявлено, что в поровом растворе лёссовых грунтов одновременно присутствуют Н2С03 и Са(НС03)2. Н2С03 диссоциирована очень мало, а Са(НСОз)2 - почти полностью. Установлено, что изменение физико-механических свойств исследуемых грунтов в зависимости от состава обменных катионов происходит главным образом в связи с изменением степени их дисперсности.

9. Результатами проведенных исследований по определению стойкости грунтоцементных смесей на основе лёссовых грунтов в растворах соли сернокислого магния (MgSO^-HiO) установлено, что устойчивость образцов из грун-тоцементной смеси с дозировками портландцемента 15% в агрессивной среде намного выше, чем образцов цементного раствора состава Вольский песок + портландцемент.

10. Экономический эффект при применении разработанных строительных материалов из грунтоцементных смесей по отношению к существующей керамзитобетонной составляет 2,08 у.е. на 1 м3 смеси, что достигает-тся за счет применения недефицитного связующего материала - лёссовидного суглинка. Опытное внедрение химико-минеральных добавок привело к повышению качества бетонных материалов и снижению расхода цемента (53,6 кг на 1 м3 бетона).

Основные положения диссертации опубликованы в:

- монографиях:

1. Саидов Д.Х. Физико-химические и технологические основы разработки строительных материалов из композиционных вяжущих: Монография [Текст] / Д.Х. Саидов / Под ред. д.т.н., проф. Кобулиева З.В. -Душанбе: Дониш, 2011. -308 с.

2. Саидов Д.Х. Новые строительные материалы на основе цементсодержащих композиций: Коррозионностойкие строительные материалы на основе цементсодержащих композиций со смешанными минерально-химическими добавками: Монография [Текст] / Д.Х. Саидов. -Берлин: Изд-во «LAP LAMBERT Academic Publishing GmdH&KG», 2012.-116 c.

- статьях в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК РФ:

1. Саидов Д.Х. Температурное поле наружных стен при изменении внешних и внутренних факторов [Текст] / Д.Х. Саидов // Естественные и технические науки. -2011. -№4(54). -С.75.-81.

2. Саидов Д.Х. Теплопроводность строительных материалов на основе растительных отходов [Текст] / Д.Х. Саидов // Естественные и технические науки. -2011. -№4(54).-С. 82-86.

3. Саидов Д.Х. Кинетика изменения прочности низкомарочных бетонов из грунтоцементных композиций при воздейтвии агрессивной среды [Текст] / Д.Х. Саидов // Естественные и технические науки. -2011. -№4(54). -С.532-537.

4. Саидов Д.Х. Влияние минерально-химических добавок на коррозионно-стойкость цементных бетонов с применением промышленных отходов / Д.Х. Саидов, У.Х. Умаров [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2013, №2. - Режим доступа: http://vvww.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1634 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

5. Саидов Д.Х. Теплопроводность и теплоустойчивость наружных стен зданий при изменении внешних и внутренних параметров [Текст] / З.В. Кобулиев., Д.Х. Саидов // Вестник Кыргызско-Российского славянского университета. -2011. -том. 11. -№9.-С. 106-109.

6. Саидов Д.Х. Кинетика изменения прочности цементсодержащих композиций под влиянием экстрагируемых вешеств растительного происхождения [Текст] / Д.Х. Саидов // Вестник Кыргызско-Российского славянского университета. -2011. -том. 11. -№9. -С. 154-157.

7. Саидов Д.Х. Коррозионностойкость бетона на обычном цементе с минерально-химическими добавками из отходов некоторых производств [Текст] / А.Ш. Шари-фов, Д.Х. Саидов // Доклады Академии наук Республики Таджикистана. -Душанбе, 1998. -том 41. -№ 1-2. -С.71-75.

8. Саидов Д.Х. Физико-химические аспекты структурообразования строительных материалов на основе минерального сырья Республики Таджикистан [Текст] /З.В. Кобулиев, Д.Х. Саидов, А.Х. Комилов // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2005. -Том XLVIII. -№ 8. -С.42-48.

9. Саидов Д.Х. Разработка плитных строительных материалов на основе лиг-ниновых отходов [Текст] / З.В. Кобулиев, А.Ш. Шарифов, Д.Х. Саидов // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2008. -том 51. -№11. -С.836-840.

10. Саидов Д.Х. Эффективные модификаторы цементных растворов и бетонов из целлюлозосодержащих отходов [Текст] / Д.Х. Саидов // Известия Академии наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2008. -том №3 (132). -С.49-54.

11. Саидов Д.Х. Кинетика изменения прочности цементно-грунтовых смесей на основе лессового грунта Душанбинского месторождения при воздействии агрессивной среды [Текст] / З.В. Кобулиев, Д.Х. Саидов, М.У. Шералиев, И.Э. Эгамов // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2009. -Т.52. -№9. -С.732-737.

12. Саидов Д.Х. Механизм влияния декстрина и модифицированного лигносул-фоната на процессы гидратации и твердения портландцемента [Текст] / А. Шарифов, М.К. Хокиев, У.Х. Умаров, A.A. Акрамов, Д.Х. Саидов // Известия Академии наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2010. -том №4 (141). -С.78-84.

13. Саидов Д.Х. Учет колебания вязкоупругого слоя бетона с формой при вибрационных воздействиях в технологическом процессе [Текст] / Д.Х. Саидов, Х.Ф. Орифова, З.В. Кобулиев // Доклады Академии сельскохозяйственных наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2011. -№1(27). -С.78-82.

14. Саидов Д.Х. Кинетика твердения арболита в зависимости от химических свойств и фракционного состава растительного заполнителя [Текст] I Д.Х. Саидов // Доклады Академии сельскохозяйственных наук Республики Таджикистан. -Душанбе, 2011. -№1(27). -С.83-86.

15. Саидов Д.Х. Получение пенообразователя из отходов для производства легких бетонов [Текст] / Д.Х. Саидов // Вестник Таджикского национального университета. -Душанбе, 2009. -№ 1(49). -С. 115-120.

16. Саидов Д.Х. Свойства вяжущих материалов на основе модифицировая-ных лигносульфонатов [Текст] / Д.Х. Саидов // Вестник Таджикского националь-ного университета. -Душанбе, 2009. -№1 (49). -С. 127-131.

17. Саидов Д.Х. К теории структурообразования твердеющих композиционных систем [Текст] / Д.Х. Саидов, Р.Х. Саидов, У.Х. Умаров // Вестник Таджикского технического университета. -Душанбе, 2008. -№1. -С.64-67.

18. Саидов Д.Х. К определению структурной модели дисперсноармированных бетонов [Текст] / Д.Х. Саидов // Вестник Таджикского технического университета. -Душанбе, 2008. -№4. -С.89-98.

19. Саидов Д.Х. К определению прочностных характеристик дисперсноармированных бетонов [Текст] / А. Шарифов, З.В. Кобулиев, Д.Х. Саидов // Вестник Таджикского технического университета. -Душанбе, 2009. -№4. -С.65-74.

20. Саидов Д.Х. Регулятор процесса схватывания неорганических вяжущих веществ [Текст] / А. Шарифов, У.Х. Умаров, Г. Камолов, М.К. Хокиев, Д.Х. Саидов // Вестник Таджикского технического университета. -Душанбе, 2010. -№2(10). -С.50-54.

- статьях в научных журналах:

1. Саидов Д.Х. Влияние некоторых добавок на свойства гипсовых смесей [Текст] / А. Шарифов, Д.Х. Саидов, У.К. Ходжамуродов // Труды Таджикского технического университета: Серия «Строительство и архитектура». -Душанбе, 1994. -Вып. 5. -С.168-171.

2. Саидов Д.Х. Прогнозирование физико-химических свойств строительных материалов различной структуры с учетом пористости и влажности [Текст] / Д.Х. Саидов // Труды Технологического Университета Таджикистана. -Душанбе, 2001. -Том. XVIII. -С.49-52.

3. Саидов Д.Х., Хокиев М.М. Эффективный регулятор схватывания вяжущих веществ [Текст] / А. Шарифов, У.Х. Умаров, Д.Х. Саидов, М.М. Хокиев // Сухие строительные смеси. -Москва, 2011. -№4. -С.32-34.

- авторских свидетельствах и патентах:

1. A.c. СССР 1768551 Al, С04 В28/14. Композиция для изготовления строительных изделий / А. Шарифов, Д.Х. Саидов, У.К. Ходжамуродов // Опубл. 15.10.92г., Бюл. №38.

- материалах научных конференций, симпозиумах и семинарах:

1. Саидов Д.Х. Энерго- и ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов и конструкций [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практ. конф. «Проблемы энергоэффективности и энергосбережения в коммунальном хозяйстве». -Душанбе, 1997. -С.5-8.

2. Саидов Д.Х. Моделирование процессов коррозии бетона [Текст] / А.Ш. Шарифов, Д.Х. Саидов, З.Х. Гайбуллаева // Материалы 37-го Междунар. семинара по моделированию и оптимизации композитов - МОК 37. -Одесса, 1998. -С.58-60.

3. Саидов Д.Х. Бетоны с добавками из местного сырья для коррозионностойких бетонов [Текст] / А. Шарифов, Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практ. конф. «Проблемь! экономического и социального развития Таджикистана». -Душанбе, 1998. -С.104-105.

4. Шарифов А.Ш., Саидов Д.Х. Использование отходов некоторых производств в составе строительных материалов [Текст] / А.Ш. Шарифов, Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практ. конф. «Гидрометаллургические ресурсы и их рациональное использование в промышленности строительных материалов». -Исфара, 1998. -С.62-63.

5. Саидов Д.Х. Применение отходов производства флюорита для снижения клинкероемкости смешанного цемента [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практ. конф. молодых ученых Таджикистана. - Душанбе, 1999. -С.56-60.

6. Saidov J.Ch. Composition for Preparing Building Articles [Техт] / A. Sharifov, J.Ch. Saidov П 6 International conference on composites engineering (ICCE/6). -Orlando, Florida, USA, 1999. -p.321-323.

7. Saidov J.Ch. Zwiekszenie dlugowiecznosci betonow dodatkami mine-ralno-chemicz numi [Техт] / A. Sharifov, J.Ch. Saidov // XLV Konferencji Naukowej KILIW PAÑI KN PZITB, KRUNICA"99. -Poland. -1999. -Tom. III. -p. 126-130.

8. Саидов Д.Х. Гипсовые композиции для устройства домов в горных регионах [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Ш. Шарифов // Материалы Междунар. конф. «Горные регионы Центр. Азии. Проблемы устойчивого развития». -Душанбе, 1999. -С. 134-137.

9. Саидов Д.Х. Ресурсосберегающие технологии производства цементных и гипсовых вяжущих [Текст] / Д.Х. Саидов, У.К. Ходжамуродов // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «16 сессия Шурой Оли Республики Таджикистан (12 созыва) и ее историческая значимость в развитии науки и образования». -Душанбе, 2002. -С.34-37.

10. Saidov J.Ch. Thermophysikal Properties of Al2Ti05 ceramics [Техт] / J.Ch. Sai-dov, U. Kauomatulloev, M. Safarov // 9 International conference on composites engineering - ICCE/9. -Can-Diego, California, USA, 2002. -p. 235-236.

11. Saidov Manufacture of domestic building materials - pledge strengthening of Tajikistan [Техт] / J.Ch. Saidov // International Symposium: Contribution of Tajiks and Persian speakers in the World Civilization: Past and Prezent (papers and materials, 8th September, 2002, Dushanbe). -Dushanbe, 2002. -p. 146-148.

12. Saidov J.Ch. Using of industrial fluorite wastes for decreasing clinker consumption in the mixed cements [Техт] / J.Ch. Saidov, A. Sharifov, H. Bazarova // WM"03 Conference, February 23-27, 2003, Tucson, Arizona, USA. -p. 136-139.

13. Саидов Д.Х. Эффективность использования отходов в производстве строительных материалов [Текст] / Д.Х. Саидов, У.Х. Умаров // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Основные направления переработки местного сырья и пути повышения производство строительных материалов». -Душанбе, 2003. -С.10-14.

14. Саидов Д.Х. Повышение коррозионностойкости цементсодержащих композиций с минерально-химическими добавками [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республиканской науч.-практич. конф. «Пути развития промышленности строительных материалов». -Душанбе, 2003. -С.8-13.

15. Саидов Д.Х., Джуракулов М.Р. Влияние минеральных добавок на свойства строительного гипса [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Пути развития промышленности строительных материалов». -Душанбе, 2003. -С.31-34.

16. Saidov J.Ch. Using of Industrial wastes and mineral-chemical additives for increase corrosion-resistant of concrete [Техт] / J.Ch. Saidov, I. Rustamov, D. Islamov, A, Sharifov, A.Ayubov // WM"04 Conference, February 29 - March 4,2004. -Tucson, Arizona, USA. -p.223-226.

17. Saidov J.Ch. On reological study of fresh cement paster (Dushanbe power) [Техт] /Z.V. Kobuliev, J.Ch. Saidov, M.S. Muhamadiev, A.Ch. Komilov // 7 TPC (7 Международная конференция по изучению свойств бетона) (Шотландия). -Dundee, 2005. -р.212-219.

18. Саидов Д.Х. Системный подход при разработке прогрессивных многокомпонентных композиционных вяжущих веществ [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Современная химическая наука и ее прикладные аспекты». -Душанбе, 2006. -С.225-228.

19. Саидов Д.Х. Влияние химических добавок и гранулометрического состава на комплексное укрепление грунтов цементом [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Х. Комилов // Материалы II Междунар. науч.-практич. конф. «Перспективы развития науки и образования в XXI веке», 4.2. -Душанбе, ТТУ, 2007. -С.70-75.

20. Саидов Д.Х. Физико-химические закономерности структурообразования в цементогрунтах [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Х. Комилов // Материалы II Республ. науч.-практич. конф. «Из недр земли до горных вершин». -Чкаловск: ГМИТ, 2008. -С.63-68.

21. Саидов Д.Х. Физико-химические закономерности структурообразования материалов на основе минерального сырья и отходов [Текст] / З.В. Кобулиев, Д.Х. Саидов, М.У. Шералиев, Ш.Х. Раджабов // Материалы конф. «Нумановские чтения». -Душанбе, 2009. -С.34-36.

22. Саидов Д.Х. Механохимический синтез заполнителей для огнестойких бетонов из вторичных минеральных ресурсов [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Х. Комилов // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Прогрессивные методы производства». -Душанбе, 2009. -С.143-147.

23. Саидов Д.Х. Физико-химические особенности гидратации цемента в поли-мерцементных суспензиях [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Горные, геологические и экологические аспекты развития горнорудной промышленности в XXI веке», поев. 100-летию акад. АН РТ С.М. Юсуповой. -Душанбе,

2010. -С.250-253.

24. Саидов Д.Х. Кинетические особенности изменения физико-технических свойств цементсодержащих композиций в зависимости от добавок [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Республ. науч.-пракгич. конф. «Горные, геологические и экологические аспекты развития горнорудной промышленности в XXI веке», поев. 100-летию акад. АН РТ С.М. Юсуповой. -Душанбе, 2010. -С.254-260.

25. Саидов Д.Х. Наполнители сухих неорганических вяжущих смесей [Текст] / А. Шарифов, У.Х. Умаров, Г. Камолов, Д.Х. Саидов, М.К. Хокиев // Материалы 4-ой Междунар. науч.-практич. конф. «Перспективы развития науки и образования». -Душанбе, 2010.-С. 124-127.

26. Саидов Д.Х. Особенности строения бетонов и их структура [Текст] / Д.Х. Саидов, У.Х. Умаров, Ш.С. Тагойбеков // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Наука и энергетическое образование», поев. 20-летию независимости Республики Таджикистан и 5-летию Энергетического института Таджикистана. -Курган-тюбе,

2011. -С.132-138.

27. Саидов Д.Х. Элементный линейный эмпирический метод расчета физико-химических характеристик веществ [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Г. Гуломов, Т.С. Мад-жидов // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Наука и строительное образование на современном этапе», поев. 20-летию независимости Республики Таджикистан и 55-летиюТТУ им. академикаМ.С.Осими.-Душанбе, 2011.-С.50-54.

28. Саидов Д.Х. Резервные поры водонаеыщенного цементного камня при его замораживании [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Х. Комилов, З.В. Кобулиев // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Наука и строительное образование на современном этапе», поев. 20-летию независимости Республики Таджикистан и 55-летию ТТУ им. академика М.С.Осими. -Душанбе, 2011. -С. 170-176.

29. Саидов Д.Х. Физико-химические механизмы воздействия агрессивных сред на строительные конструкции [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Г. Гуломов, У.Х. Умаров // Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Современные проблемы химии, химической технологии и металлургии», поев. 20-летию независимости Республики Таджикистан и 55-летию ТТУ им. академика М.С.Осими. -Душанбе, 2011. -С.84-87.

30. Саидов Д.Х. Комплексные методы закрепления грунтов цементом с использованием высокого давления и температуры [Текст] / Д.Х. Саидов, У.Х. Умаров, Х.С. Саидов // Материалы Восьмой Междунар. теплофизической школы «Теплофизические исследования и измерения в энерго- и ресурсосбережении при контроле и управлении качеством процессов, продукции и услуг». -Душанбе-Тамбов, 2012. -С.584-588.

31. Саидов Д.Х. Структурообразование и формирование прочности цементо-грунтов [Текст] / Д.Х. Саидов // Материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Перспективы развития науки и образования». -Душанбе, 2012. -С.235-240.

32. Саидов Д.Х. К моделированию диффузионно-кинетических процессов мас-сообмена при жидкостной коррозии строительных материалов [Текст] / Д.Х. Саидов, У.Х. Умаров, Д.С. Джумаев И Материалы Республ. науч.-практич. конф. «Энерго- и ресурсосбережение при использовании природных ресурсов в энергетике и промышленности», поев. 16 сессии Верховного Совета, 15-летию мира и национального согласия Республики Таджикистан и 2012г. - года развития энергетики. -Курган-тюбе,

2012. -С.153-156.

33. Саидов Д.Х. Теоретические и экспериментальные исследования массопере-носа процессов жидкостной коррозии цементного бетона второго вида [Текст] / Д.Х. Саидов, А.Х. Комилов, У.Х. Умаров // Материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Архитектурное образование и архитектура Таджикистана: 50 лет развития и совершенствования». -Душанбе, 2013. -С.229-234.

34. Саидов Д.Х. Исследование процесса ползучести цементогрунта в конструкциях при воздействии деформаций усадки [Текст] / Д.Х. Саидов, Ф.Х. Саидов, Ш.С. Тагойбеков // Материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов». -Йошкар-Ола, 2013. -С.200-204.

35. Саидов Д.Х. Структурообразование цементогрутов в зависимости от влияния химических добавок и гранулометрического состава грунтов [Текст] / Д.Х. Саидов, С.К. Ходжамуродов, Д.С. Джумаев // Материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов». -Йошкар-Ола, 2013. -С.210-215.

- прочих изданиях:

1. Саидов Д.Х. Использование отходов производства флюорита (ОПФ) в качестве минеральной добавки в цементной смеси [Текст] / А.Ш. Шарифов, Д.Х. Саидов, У.К. Ходжамуродов, И.У. Раджабов // Информационный листок Республики Таджикистан, №5-1995. -Душанбе, 1995. -6 с.

2. Саидов Д.Х. Влияние состава апинитовой бетонной смеси на морозостойкость (МРЗ) бетона [Текст] / Д.Х. Саидов, Б.И. Нудельман, У.К. Ходжамуродов, И.У. Раджабов / Информационный листок Республики Таджикистан, №7-1996. -Душанбе, 1996. -6 с.

3. Саидов Д.Х. Композиционные строительные материалы на основе гипса и растительных отходов [Текст] / З.В. Кобулиев, Д.Х. Саидов, М.У. Шералиев, З.Г. Хуш-вахтов // Информационный листок НПИЦентра Республики Таджикистан, №5-2009. -Душанбе, 2009. -6 с.

4. Саидов Д.Х. Кинетика изменения коэффициента стойкости бетонов на основе промышленных отходов и минерально-химических добавок [Текст] / Д.Х. Саидов // Информационный листок НПИЦентра Республики Таджикистан, №14-2009. -Душанбе, 2009. -6 с.

5. Саидов Д.Х. Разработка многокомпонентных композиционных вяжущих веществ [Текст] / Д.Х. Саидов // Информационный листок НПИЦентра Республики Таджикистан, №18-2009. -Душанбе, 2009. -8 с.

6. Саидов Д.Х. Воздействие агрессивной среды на кинетику изменения прочности строительных материалов из цементно-грунтовых смесей [Текст] / Д.Х. Саидов, М.У. Шералиев, У.Х. Умаров // Информационный листок НПИЦентра Республики Таджикистан, №19-2009. -Душанбе, 2009. - 6 с.

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Формат 60x84/16. Объем 2.0 уч.-изд.-л. Заказ № 3187. Тираж 100 экз. Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 247-34-88

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

Таджикский технический университет имени академика М.С.Осими

Институт водных проблем, гидроэнергетики и экологии

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ с МИНЕРАЛЬНО-ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ

ТАДЖИКИСТАН

0520145000

Кандидат технических наук, доцент САИДОВ Джамшед Хамрокулович

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Кобулиев Зайналобудин Валиевич

Душанбе - 2013 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................. 5

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕСТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ДОБАВОК В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ..... 16

1.1. Минеральное сырье для производства строительных материалов в условиях Республики Таджикистан................... 16

1.2. Строительные свойства и распространение лёссовых грунтов в Таджикистане....................................... 21

1.3. Проблемы коррозии цементсодержащих систем..................... 28

1.4. Способы повышения стойкости бетона из минеральных вяжущих веществ...................................... 33

1.5. Минеральные и химические добавки, применяемые для повышения стойкости бетона в агрессивных средах........... 38

1.6. Объекты исследования и характеристика исходных материалов....................................................... 42

Глава 2. СВОЙСТВА СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ МАТЕРИАЛОВ И МИНЕРАЛЬНО-ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ... 50

2.1. Методы исследования физико-химических свойств вяжущих материалов............................................. 50

2.2. Гранулометрический и минеральный состав и структура лёссовых грунтов........................................... 55

2.3. Химический состав лёссовых грунтов................................. 80

2.3.1. Химический состав частиц различных гранулометрических фракций............................................ 82

2.3.2. Изменение химического состава лёссовых грунтов................. 85

2.4. Физико-химические свойства лёссовых грунтов..................... 87

2.4.1. Реакция среды............................................................... 88

2.4.2. Емкость обмена и состав обменных катионов........................ 91

2.5. Влияние минерально-химических добавок из местного сырья на физико-химические свойства композиции из вяжущих материалов...................................................... 99

2.5.1. Влияние минеральных добавок из ОПФ и молотого керамзита на свойства цемента и строительного гипса............. 99

2.5.2. Влияние минерально-химических добавок на свойства цемента и гипса.............................................. 115

Глава 3. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ С МИНЕРАЛЬНО-ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ.......................... 125

3.1. Физико-химические методы определения закономерности структурообразования цементных бетонов............................ 125

3.2. Рентгеноструктурный анализ и ДТА компонентов грунтоцементных смесей................................................. 128

3.3. Химический механизм формирования и состав твердой фазы цементного бетона.................................................... 131

3.4. Физико-химические закономерности структурообразования в грунтоцементах............................. 146

3.5. Коррозионностойкость цементных композиций со смешанными минерально-химическими добавками из отходов некоторых производств..................................... 151

3.5.1. Исследование коррозионностойкости цементсодержащих композиций с минерально-химическими добавками............... 151

3.5.2. Механизм влияния минерально-химических добавок для повышения коррозионностойкости цементсодержащих композиций и моделирование процессов коррозии бетона........ 166

Глава 4. КИНЕТИКА ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ С МИНЕРАЛЬНО-ХИМИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ.......... 173

4.1. Кинетика процесса начального структурообразования цементного теста............................................................ 173

4.2. Кинетика изменения прочности грунтоцементных смесей при воздействии агрессивной среды........................... 181

4.3. Влияние химических добавок и гранулометрического состава на комплексное укрепление грунтов цементом............ 187

4.4. Кинетика изменения прочности грунтоцемента при сжатии и изгибе при влиянии замораживания-оттаивания.................. 195

Глава 5. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ НИЗКОМАРОЧНЫХ БЕТОНОВ НА ОСНОВЕ ГРУНТОЦЕМЕНТА........................................................... 200

5.1. Управление свойствами бетонной смеси и ее факториальная зависимость.................................................... 200

5.2. Свойства грунтоцементных материалов на основе грунтового сырья различных месторождений........................ 205

5.3. Разработка составов и технологии производства грунтоцементных материалов........................................... 209

5.4. Экономическая эффективность применения строительных материалов на основе лёссового грунта................................. 215

5.5. Опытно-промышленное внедрение минерально- химических добавок для повышение качества цементсодержащих композиции......................................... 219

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ..................... 221

ЛИТЕРАТУРА............................................................ 225

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................... 246

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Развитие экономического потенциала страны тесно связано с необходимостью внедрения наиболее эффективных технологических решений во всех сферах жизнедеятельности. Существенное место в области строительных материалов и изделий занимают вопросы снижения расходов материальных, трудовых и денежных ресурсов в контексте рационального использования местного сырья.

Последние десятилетия XX века ознаменовались значительными достижениями в технологии производства бетона. Именно в эти годы появились и получили широкое распространение новые эффективные вяжущие, модификаторы для вяжущих и бетонов, новые технологические приемы в производстве заполнителей и самих бетонов - сложнейших искусственных конгломератов.

Приоритеты в развитии производства и использования бетонов меняются, наблюдается переход от традиционных путей совершенствования структуры и составов в сторону модернизации технологии их получения. При таком подходе вполне естественным становится повышенное внимание к структуре, прежде всего, цементных бетонов. Исследования И.Н.Ахвердова, Ю.М.Баженова, Г.И.Горчакова, В.Г.Батракова, П.С.Красовского, З.М.Ларионовой, В.Г.Микульского, О.П.Мчедлова-Петросяна, А.Н.Ребиндера, В.И.Соло-матова, В.В.Стольникова, А.Е.Шейкина и многих других ученых-исследователей получают новое развитие.

Следует отметить, что в настоящее время в необходимом объеме отсутствуют исследования физико-химических и физико-технических свойств цементных бетонов на основе местного сырья Республики Таджикистан, и крайне мало изучены способы комплексного укрепления грунтов цементом и химическими добавками, а также процессы структурообразования и определения эксплуатационно-технических свойств конструкций с использованием низкомарочных бетонов на основе глинистых грунтоцементов, что затрудня-

ет прогнозирование их долговечности в резкоконтинентальных климатических условиях Республики Таджикистан.

Вместе с тем, ежегодный экономический ущерб от коррозии бетона значителен, что требует повышения коррозионностойкости цементсодержа-щих материалов, применяя различные способы и методы. Обычно, для производства материалов, конструкций и изделий, подвергаемых влиянию агрессивных веществ, применяют сульфатостойкие цементы. Однако в настоящее время их производство в Таджикистане не налажено, и при производстве материалов и изделий применяют обычный портландцемент.

Наиболее эффективным и технологически легко выполняемым способом повышения коррозионностойкости цементсодержащих материалов является модифицирование цемента добавками химического и минерального происхождения, такими как волластонит, отходы производства флюорита (ОПФ), декстрин, модифицированный лигносульфонат технический (МЛСТ), щелочной экстракт стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) и многими их комплексными составами. Применение смешанных минерально-химических добавок в составе цемента, с одной стороны, значительно улучшает качество цементсодержащих материалов, с другой стороны - позволяет существенно уменьшить расход цемента в бетоне при получении равнопрочностных составов.

Одним из способов снижения расходов при производстве бетонных материалов и изделий является эффективное использование местного сырья. В связи с этим, актуальным является также и использование лёссового грунта при производстве строительных материалов, учитывая то, что в Республике Таджикистан лёссовые породы занимают более 70% общей площади осваиваемых территорий и преимущественно распространены на межгорных равнинах и низких предгорьях.

Исследованиями установлено, что строительные материалы и изделия из цементного бетона обладают большим собственным весом, хрупкостью, относительно невысокой стойкостью в минеральных грунтовых водах и др.

Однако в случае дефицита цемента их можно заменить на совмещенное вяжущее. При этом одним из перспективных материалов, позволяющих заменить бетон, является грунтоцементная смесь.

В связи с вышеизложенным, в диссертации сделана попытка теоретически обосновать и экспериментально подтвердить целесообразность получения и применения бетонов из композиционных вяжущих, содержащих минерально-химические добавки с использованием местного сырья, путем проведения исследований физико-химических свойств их компонентов, физико-хими-ческих основ структурообразования и физико-технических свойств материалов на их основе.

Диссертационная работа выполнена: в соответствии с «Концепцией развития топливно-энергетического комплекса Республики Таджикистан на период 2003-2015 годы», утвержденной Постановлением Правительства Республики Таджикистан №318 от 03 августа 2002 года; по плану координации научно-исследовательских работ в области естественных наук Академии наук Республики Таджикистан.

Цель работы заключается в выявлении физико-химических механизмов структурообразования бетонов из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками из отходов некоторых производств с целью повышения их стойкости к воздействию различных агрессивных сред, а также обосновании и разработке технологических процессов получения строительных материалов из минерального сырья месторождения г.Душанбе.

В качества минерального вяжущего в работе использованы цемент, гипс и лессовый грунт месторождения г.Душанбе, а в качестве минерально-химичес-ких добавок - отходы производства флюорита (ОПФ), минеральная добавка из молотого керамзита, химические добавки из декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ).

Поставленная цель достигается решением следующих задач исследований:

- анализ состояния минерального сырья в Республики Таджикистан и его использования в производстве строительных материалов;

- определение физико-химических и физико-технических свойств структурообразующих компонентов материалов и минерально-химических добавок из местного сырья;

- изучение влияния минерально-химических добавок из ОПФ, молотого керамзита, декстрина и ЩЭСХ, применяемых как в отдельности, так и совместно, на свойства цемента и гипса;

выявление физико-химических аспектов структурообразования бетонов из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками из местного сырья;

- проведение рентгенофазового анализа твердения, выяснение хими-чес-ких механизмов формирования и определение состава твердой фазы композиционной смеси из смешанных вяжущих;

- экспериментальные исследования физико-химических и физико-технических свойств цементных бетонов и низкомарочных бетонов на основе местного глинистого грунтоцемента;

- изучение кинетических основ изменения физико-технических свойств цементных бетонов и кинетики изменения прочности цементного бетона и грунто-цемента при сжатии и изгибе при замораживании-оттаивании;

- изучение коррозионностойкости портландцемента с минерально-химическими добавками при длительном воздействии агрессивных сред: дистиллированной и минерализованной водах, растворах ]У^804 и Н2804;

- выяснение физико-химических механизмов структурообразования строительных материалов на основе композиционных вяжущих при воздействии различных агрессивных сред;

- выявление физико-химической закономерности структурообразования в грунтоцементах и определение влияние химических добавок и гранулометрического состава на комплексное укрепление грунтов цементом;

- определение технико-экономической целесообразности применения бетонов из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками на основе местного минерального сырья Республики Таджикистан.

Научная новизна работы: На основе исследований физико-химических и физико-технических свойств процессов структурообразования разработаны и получены энерго- и ресурсосберегающие строительные материалы из композиционных вяжущих с минерально-химическими добавками из местного сырья Республики Таджикистан:

- выяснены физико-химические механизмы структурообразования цементных бетонов и научно обоснована возможность получения бетонов на основе исследований процессов гидратации безобжигового минерального сырья;

- обоснована возможность модифицирования портландцемента минерально-химическими добавками из отходов производства флюорита (ОПФ), молотого керамзита, декстрина и щелочного экстракта стеблей хлопчатника (ЩЭСХ) для повышения прочности и стойкости в различных агрессивных средах в условиях возникновения коррозии выщелачивания Са(ОН)2;

- выявлен послойный механизм разрушения цементного камня с первоначальным уплотнением его структуры под действием растворов Н2804 и положительным влиянием минерально-химических добавок на снижение скорости разрушения цементсодержащих материалов;

- установлены основные закономерности и выяснены механизмы структурообразования строительных материалов из грунтоцементных смесей на основе лёссового грунта с учетом особенностей их структурного строения, а также гранулометрического и химического состава;

- на основе рентгеноструктурного анализа выявлена взаимосвязь структурной прочности лёссовых грунтов с коагуляционно-кристаллизационными связями с учетом прямой пропорциональности содержания глинистых частиц показателю агрегатности Пам;

- на основании химического анализа частиц различной крупности лёссового грунта определено, что по мере перехода от крупных частиц к мелким, содержание 8Ю2, СаО, М§0, К20, Ыа20, Р205 убывает, а А1203, Ре203, МП3О4 и гумуса - возрастает. Изменения в химическом составе частиц различной крупности являются причиной соответствующего изменения среднего химического состава грунтов, различающихся по гранулометрическому составу. По мере увеличения дисперсности относительное содержание полуторных оксидов в лёссовых грунтах возрастает;

- на основе механохимического синтеза огнестойких бетонов из вторичных минеральных ресурсов, при переработке смесей до наноструктур, установлен физико-химический механизм перестройки структур составляющих смесей - разрушение связей 81-0-81 в тетраэдрическом слое каолинита и образование новых связей 81-0-А1 в этом же слое, что позволило повысить основные прочностные и огнестойкие показатели получаемых продуктов и снизить температуру отжига на 200-300°С;

- определена кинетика изменения процесса структурообразования цементных бетонов под воздействием вибрации.

Практическая ценность работы:

- результаты работы расширяют возможности использования портландцемента для производства коррозионностойких строительных изделий: использование минерально-химических добавок для модифицирования цемента повышает прочность и коррозионностойкость цементсодержащих материалов, а также уменьшает удельный расход цемента при получении равнопроч-ностных изделий, что приводит к уменьшению их себестоимости; использование ОПФ в качестве минеральной добавки цементов позволяет также утилизировать отходы Такобского горно-обогатительного комбината, что улучшает экологическое состояние местности;

- получение коррозионностойких цементсодержащих материалов из обычного портландцемента с минерально-химическими добавками из местных видов'сырья и отходов производства позволяет вместо сульфатостойких

цементов использовать обычный портландцемент, что освобождает строительные объекты от необходимости завоза специальных коррозионностойких цементов из-за пределов республики;

- разработан технологический режим получения цементных высокопрочных и низкомарочных бетонов, позволяющий прогнозировать качество нового материала при различных изменениях его физико-химических и физико-технических свойс