автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Цементный бетон повышенной прочности и долговечности с комплексными химическими добавками на основе хлоридов

?Í6 , s m

ДЕШВНИЙ ТЕХН1ЧНШ УН1ВЕРСИТЕТ БУД1ВНЩТВА ТА АРХ1ТЕКТШ

На правах рушшсу УДК 666.972.16

Горленко Анжел1ка АнатолПвна

ЦЕМЕНТНИЙ БЕТОН П1ДВИЩЕНН01 М1ЦН0СТ1 'ГА* Д0ВГ0В1ЧК0СТ1 3 К0М1ПЕКСНИММ XIMI4HM Д0М1ШКАМИ НА 0CH0BI ШР1ЩВ

Спец1альн1сть 05.23.05 - Буд1вв-'.он1 материала та вироби

Автореферат дисертацП на здобуття иаукового отупеня кандидата tüxhi'ííuíx наук

fûîÏB - 1996

Дисер*гац1ею е рукопис.

Робота виконана на кафедр! дорожньо-СудЮольнйх та xi.Mii Украхяського транспортного ун1верситету.

матер1ал1в

Кауковий кер!вник - ■ кандидат техн!чкйх наук, доцент

Дорошенко Юрий Михайлович

0ф±ц1йн1 ояоненти • ■ - доктор техн!чнкх наук,

Чистяков В.В.

кан. .лдат Т8хк1чн:а наук,

БесараО А.Н. ■

Пров1дна орган!зац1я. - "Мостобуд1вельке управл1ння - 5",

Захист в!дбудеться "_21-1 листопада 1996 р. годин

на зас!данн1 спец1ал1зовано1 ради К 01.18.08 "Буд1вельн1 матер1а-м та вироби" у Державному техшчному ун!вврситет1. будХвнкитва та арх1тектури зг; адресов: '■

252037, М.КИ1В-37, Пов1трянофлотський проспект, 3)

3 дисертац!ею можна ознайомитись у <Ябл1отец1 Державного техн!чного ун1Еерситегу буд!вшцтва та арх1'текту?1!.

Автореферат роз1слакий р.

м.Запор1жжя

Ечений секретар спец1ал1зовако! вчено! ради, к.т.н., доцент

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность роботи. Останя1м часом зрссли потреб:; у •цементах та ботовях, як! в1дяое1д5:с1'ь наетушим вкаугам: н^дь-иаенио* м1цнсст1, !йорозост1якост1, ет.1йкос?1 до рХених агрьсшш. соредо-вжц, ьодонепроедшост1 та 1н. 0дн1ев з головнях гада1! оудЦвельно! 1ндустри е зШьшяня асортименту нова:-; буд1зел>нйх м«т8р1ап1в, знаження енергэ- та к;.?ер1алоемкос'г1 виробшнмеа, • зиОезпеченця еконсмП цекен?у.

НзаЯлыг проста« та ефектшж ¡¡ушхик рИг^яня задач! у ЕИроОШЦТБ! бетонных та Зал15О0еТОЬКХ ЕИрОб1Е £ ЬИКорГСТЯНИЯ х.1-к._чнмх дом1:1юк. Не пояенюетьок тал, йо отрнмаыш задано! м1цност! ■ бетону у м1н!м&льно коротк! строки ч вазишвсю иробдемок '..'вироО-нкцгга зб!рного га монолХтного гал1зооетон.у. Ьменаення отроку-твердХиая бетону, Щдвишеныя його мШностних харякгерютяк дае екоротатк вятрати цементу', режим •гьрмооор'Юка; • чао' обороту форм та 1а. Пря'гкормвач! тверд1ная дозьслкеть л1кз1дув2тя оевоянють буд1£едьяих робХт. " '

Одкак, в!дом1 у цей час прнскорювач! твешИння бетону не заввдя у поеному обсяз1 волод1ють ознаками, як1 неоох!дн1 для широкого впровадженяя. Хх-у 0уд1вництв1._ Напршиад, 1яод1 отркмуючй-1-Ш1 факторами е яезначний позитивная ефект або висока ьарчЧетъ до-м1ики, агресивнЮть по в1дкошенню до арматур1/ залХзобетону та 1н. Тому гатакня розробки 01дьш ефектавких лриско~рм£-ач1в тверд1ння бетону е актуально?» проблемою виросництва бетокнкх та зал!зобе-тоиних вироб!в.

При розробяени! ярискзряззч1в тверд1яня н»оол!лас урэховува-' ■ та ни т1лыо! реахьну проуисдову баг?у.виробш^'гь--; х1к!чко! кродук- . иг!, а а дос^1д:::уьати .мюзигМсть викориетаная у як2г»1 . д6>д^ок 31ДХ0Д2 та испутн! продукта Дзних 1-яробщштЕ. 'Пра пьому.. доея-¿••амьия з:мхенья соо1ьартоот1 дом1вкж та бе-голу рчх7Н«с, ексас-V.!': в'якучих, Еир1шуетъся питання утид1зац11 ыдхсд!а, яки неразрывно пог'язано а проол«мом.ухорола навколшнього зерьдоыща.

о^ктом досл1дкен_ е бшшв дом1ыск СаС19+А1(К03)3 та м1-''ера.'.чзо£2кого г"<зеолу на ф!зико - х!м1чн! та "фХзяяо - механ1чк! ьласт. .е ост 1 цементобетону.

Мета робота, теоретично с (груэтузоти моу.ьн1ви 1 ззконоч1р-ност! твсрд!нн.ч та структуроутворення цементного кьаагя» з.1 дом1в~ кама у вкрс$вк1?е1 <5етоа1в, розроби1 на основ! цього технолог!! о-грямзння о!лыв к!циах та довгоь!»^?.. четонних ьирсО^г.

Завданяя робота. для ;даеягнення мета суда ждезодш! ньа'туп-н! завдання:

- дссл1дая мсзж!В1с.ть вйкориетзння у якост1 дш1вгкя.>и}1нер8': дХеованого розеолу, -яки:', са ззбззнучае отримзння бетоау з ясд!п-иеняма властмвоетяма; ' .

- рОЗрОбИТИ НОЕУ КОУПЛеКСНу Х-л»!ЧНу ДСМ12КУ У ?ак!Й 0012-

мальн!й к!лькост1, яка б заббзпечилз • ыокшйсть епрямоъяного структуроутвсренкя кл1нкерного в'яжучого цементобетону з п1дви-11, ним зростанням м1цност! на протязг уе!х вияробувань;

- виявити оптимэлъну к1льк1с?ь дсмХаок у цеме.чтн!й комюзи-

Ш1;

- обгрунтувати ми.хан!зм ТЕердхння цементу та бетону з дом!ш-кама; ■

- доол!дати осяонн! фактора, як! зпдавають. на ф!зико-1ч1м1чн1 ароцеси тверд!ння цементу з дом1сшш;

- визначкти вшгав дом!шок на ф1зико-мехая1чн!. идзстав'с.ст1: бетону: ■

- виявати вшив дом!шок на зоерехення арматура у садз.гозето-н1; ■ "

- розробити технолог!» приготу^анкя бетеяяах' киссЛа з домиками з йдвиценною м!цн1стю та довгов!чн!етю та перив1рати 1х ефективнЮть у .виробнмцтв!..

Методология Досл1,цжень: анал!з лХтэратуркнх даних. формуван-ня завдання, екладання рооочо! программ, вкр1шенпя завдання, ..ро-вэдекня теоретачках доел1дкень, викокання класичнах та плэновах (эксперимента, статиетачна оброОка результат!»; диел1д:кень, зна-ходження еул!рхчнах формул та побудова математичних моделей, назначения зб!кност! теоретачках та екепвртаентальках даннх, формулюйання ЕисноБк1в та розробкэ рекомендац!:!. -

Пашкова новизна робота:

- теоретично обгиунтовача, експе^мйонтояьнс пргютчно пхдтверднека моасх::в1сть значного Шдвщешы м1цност1 та

довгов1чносг1 бетону при р!знмх умовах тверд!ння к дсм:шками м1-нерал1зованного 'розеолу та CaCl2+Al(N03)3 (патента Укра1яи N•9646 А, N'9645 А в!д 18.05.94 р.)';

- доведено, що використання дом1шок сприяе формуванню б1лыл тонкодисперсно! структура та лрискоренню нроцес!в тверд!ння кл!н-норFóro в'яжучого,-Л1двищенн» м1дносг1 та довгов1чвост! бетону;

- визначена опгямальна к!льк1сть дом1иок:

-• розроблен! рекомендацП по вживанию дом!шкк - прискорювача твердХяня оетону при виробництЫ бетоннлх та зал^обегоншх -Еиро-01в ,ла контсрукц1й.

Достоз1рн1сть наукових положень роботи обумовлюеться чисден-hmmíi експеримзнтальниш досл1даеннями, як! виконувалися . у' сне-. ц1альыих лэборатор1ях, 2х дублюваяня, анал120м даних р1зщх ав-тор1в з вмкористанням статистичних метод1в, застосувэння супасно! вим!рювалы;о1 апаратури, точних прилад1в, комп'ютерно! техн1ки, вккорпстання при обробц! результата досл1д1в метод!в математич-Hoi статистика, розробка програм для розрахушеу оптимально! к1ль-KocTi комплексно! дом!шки та усадочних деформац!й бетону. Запро-понован! формули 1 модел1 мають достов!рну статистичну забезпече-

híctb.

IMi^MÍSa yiHHioTb роботи полягае у розробц! ефективних до-■MlaoK - CaClg+AlíNOg)^ та м1нерал!зоЕзного розеолу, нк! дозво-ляють отрммати бетони п1двщенно1 м!цност! та довгов1чност1. .3 метою зникення вартост1 комплексно! дом!шки розглянута можлкв1сть II зам!ни попутяими продуктами та выходами Еиробництва х~м!чноГ прсмислоьост!. .

Выявлено, то розроблен! дом1ккл не викликають корозИ' арма-' тури у зал1зобетон1. Використання цах дом1иок дозволяв зменшитй Еитрачаныя цементу до . 18% без знкж'еиня ф1зико-механ!чяих Еласпь востей бетону або скоротити на ¿0-40% цикл термиобробки. '

Впровадження результатов роботи. Виробнича перев1рка та Епроеадаения резульгат1в досл1джэнь з запропоновашши дом1щками зд!йснмвалася у 1994-1995 рр. на:

■ - баз! МЗ-2 м.Киева ьри виробництв1 Оетошшх та зал.зобетон-них вироб!в (блои' фундамента!, конструкц11 драоинних сход!в nl-аоходни.. í'octíb) ;

- прсмбаз! ЗЛТ "МБУ - 5" при Елробництв! бетонних та за'л1зо-бэтонних вироб1в (иафн! ст1нки, в1дхрил:м, насадки'типу "ЕН"' -та "НО", коеоуря, иерехХщи плати П- виробнич!й 0аз1 АТ "Км1ваЕто?рансс8рв1с" при пгеобництв!

бетонних та зал1зобетонних яонструкц1Я та вироб1в (борт ОэтонниЯ, поребр1к. 2ал1зоо'етонн1 к1льц.ч дГаметром 1,5м);

Еиявлено, що з використзнням гэпрояонованих домХиик • а «сж-лив!сть економЛ цементу до 30-45кг на Км'5 бетон ¡оХ сумХв!. .

Апробация робота. Оеновн! положения робот:: /.огтоМда.'аея:

1.На 49-й, 50-й, 51-й, 52-й лаукових ксщререятях прсфе,-сороько-викладацького складу та студент1Е 1яетитуту, КАД1. КиХз: 1993, 1994, 1995, 1996 рр.

2.На рос1йськ1й кауково-техн!чя1й конфчр»ни!1 "Современные технологии к материалы при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог", Суздаль: 1994 р. • .

3.На ■ науковс-техн1лн1й конференнИ, ярисвячек!:! 59-р1чч» КиХвського авто.моб1льно -.дорожнього 1нституту, КАД1, ХиХв:; 46 зковтня 1994 р.

4.На м1жнародн!й наукоЕо-техн1чн1й конференцП "Ресурсосбережения и экология промышленного регйона", МакПвка: 5-8 вересня 1995 р. • ' '

5.На науково-техн1чн1й конференцП "Проблеми оудИйящтва ав-томоб!льних дор1г'3 викориетанням цвменту в конструктивных карах дорожн1х одяПв", Ки1в: 1996 р. '

Публ1кац11. Основн1 положения дисертацХХ ■викладен! у дев'яти роботах. Отриман! патенти УкраХни N'9645 А, Н'9646 А з!д 13.05.94 р.

У§_?ахист_виноскться:

- обгрунтування складу та оптимального дозування домХшок;

- встанозлення ззконом1ркостей впливу дом1иок на процеси ПдратацИ та структуроутворения в*яхучого;

- вплив дом1шок на ф1зй'-..-;.:«лзн1чн1 влэетавост1. бетону; •

- результат досв1дно-виробничо! перев1рки -та упровадженнл розроблених до.\ишок у буд!вництв1. . • ■ • .

Обсяг робота. Дисертац1я складаеться з нередкоеи,. шести глав, основних висновк1в, списку л1тератури та п'нтп додатк!в.

Загальний обсяг робота складае 189 стор., у тому числ! 91 стор. основного тексту, 20 рис. на 19 стор., 30 табл. на 30 стор!, списку л1тератури з 128 назв на 10 стор., 39 стор. додатк1в.

ЗМ1СТ РОБОТИ

У передков! обгрунтована актуальн1сть проблема та .завдащья наухових. рЛшень, 1х практична ц!нн1сть. •'.■•■.■'

У персай глав! доведено, що значний внесок у розвиток технологи зробили в1дом1 вчен1 та . спец1ал1сти: • 1.А.Кире,енко, Я.З.Столяров, Ю.е.Корн1лович, О.Л.Кал1шук. М.С.Хутордасышй, I.В.Вольф, М.К.Щлуйкс, Г.В.Пухальський, . ОЛ.Конопленко,

B.Д.Глуховсышй, 1.0.Пашков,, М.М.Круглицький, Х.Г.Гранковський та багато 1нших.

Хм1чн1 доы1шки - як зас!б регулювання властивостей бетону в1дом! багато рок!в. Широкому практичному використанна х1м1чних дом1шок у найй кра!'::1 сприяли робота таких вчеяих: С.М.Алексеева, У.С.Аяпова, В.Г.Батракова, Ю.М.Бутта, Г.I.Горчакова, ' Т.Ю.Лю-бтамово!, 1,М.Грушко, Ф.МЛванова, В.М.Малин1на, 'О.П.Малин1яо1,

C.О.Миронова, В.М.Мрсквина, О.П.Мчедлов-Петросяна, О.В.Саталк1на, е.е.Сегалолоы>;, Г.М.Сиверцева, М.М.Сичова,- ' МЛ.ХигерозХча, С.В.Шестеперова, В.М.Юнга та 1н. '•> ■ ' •

Було виявлено, що увэдення х1м1чних дом1шок 'до розчину ■ та бетон!з дозволяе керувати процесами структуроутворення та твер-д1ння. цементного каменю та бетону. • ''..'■'

У якост1 прискоршвач1в" тверд!ння бетону' найб1лыде поишрення одержали легко розчинн! у вод1 дом1шки несрган1чних солей, при цьсму особлкве значения здобувають кошлексн1 дом1шки. У основ1 створення комплексных присксрювач1в тверд1ння полягае принцип сполучення 1ндив1дуальних дом1шок з р!зшши механ1змами д11. Саме цей принцип розрсбки дом1шоя е найб1льш виправданним як з боку наукового Шдходу до цього питания, так й з боку досягаемого ра-. зультату. На основ! л!тг ратурних даних про х!м!чн1 доПшки, як1 ьикориетовуваються у бетон1, була проведена робота з метой знайти оптим''ьн! компонента комплексно! дом!шки, як! б в1д 'ов1дали

умовам, що пред'являють до бетонних 1 зал1зобетонних вироб1в'.

Друга глава. П1сля проведения численних эксперимента, було вперше видвлено, що комплексна дом!шка СаС1.2+А1(Ш3)3 прискорйе ранню, зб1льшуе марочну м1цн!сть бетону, не Еккликае корозП ар-матури, появи илям висол1в на бетонн1й поверхн!.'Виявлено, що оптимальна к1льк1сть дом!шки знаходаться у меках 0,08-0,10" в'ч маси цементу у в!дношенн1 1:1. Такой: вперше було ьивчено та досл!д-кено м1нерал1зований розс1л (МР) у якост1 дом1шки, який являе ср-бою прозору або жовтого кольору -густу р1дану. Пктома вага 1,33 г/см3. Сумарна концентрац1я солей - 303,8 г/л. МР м!стить наступн1 сол1: хлориди магн!ю, кал!ю, натр!ю; сульфати мэгн1ю 1 кал1ю; бромид магл!ю 1 карбонат магн1ю. Результата випробувань МР виявили можлив1сть використання цього продукту як дом!шку у бетон. Оптимальна к!льк1сть дом1ижи складае .0,5 -.1,0% в!д маси' цементу у пёрерахунку на суху речовину.: ... ■"'..'.'•;.'

Оптимальна к!льк1сть компонент1Е дом!шки ' СаС12+А1(Н03)3 визначалася за допомогою метода ротатабельного центрального коМ-поз1ц1йного планування (РЦКП) експершент1в.

Для визначеяяя оптимально! к!лькост1 МР було проведено бага-то експеримент!в. К1льк1сть добавки знаходилася у межах 0,05-2,0$ в1д маси цементу.

Вплив дом1шок на структуроутЕорення цементного каменю еив-чався по змШ к1нетшш ПдратацИ цементу, строк1р тужвленкя, нормально! густин1 та пластично! м1цност1 цементного т1ста.

Для вивчення досл1дкених дом!шок на структуру цементного каменю використовувалися: метода оптпчно! м!кроскоп1! та ртутно! порометрП. •

При досл1дженн1 епливу запропоновашх дом1шок на .г.^оцеси . тзерд1ння та новоутворення цементного каменю. використовувалися ф1зико-х!м1чн1 метода», як! складалися з рентгенофазового, терм1ч-ного (ДТА, ДТГ, ТГ), електронно-м1кроскоп1чного акал!з1в.

Досл1даувався вялив дом1шок на зр1ст м!цност1 бетону з портландцементом р1зного х1м1чного та- м1нералог!чного склад1ь та.. ■ марок. Основн! досл1дження виконувалися на портландцемент! М500.

Вшшв витрат цементу на зр1ст м1цяост1 бетону з дом1шкамц досл1даувався юн р1зних витратах цементу 1360 - 288 кг/м3ь

Зменпеняя витрат цементу компенсувалося уведеяням тако! к по об*ему к!лькост1 др1бкого заповнювача (пХску).

Досл1даення впливу к!лькос.т1 води замХшування на м!цн1сть ' бетону з дом!шками виконувалися з р1зним водоцементним Е1дношен-ням (0,35; 0,39; 0,45). - ..'...'

Вплив вистоюзання Сетонно! сум1ш! з дом1шкащ.до II укладан- ' ея на м!цн1сть бетону визначався п1сля '20,-40, 60 хвил. зистокЦ ванкя у пов!тряно-сухих умовах (г=20±2'С, Щ-60%).'

Вплив температуря тверд!ння на зр1ст м1гност1 бетону, з до-м!шкаш визначався при температурах г=5±2-С,. г=20±2'С, г=55±2"С.

Досл1даення мокливост! скорэчення режиму термообробки та температуря прогр!ву бетону з розробленими дом1иками.

Визначення Епливу дом1шок на зр!ст м1цност! цементного каме-ню, розчину, бетону у час1. Дал! встановлсвався вплив дом1шок на кЗ-неткку зростання м1цност! Сетону у р1знкх умовах тверд1ння.

Визначепня м!цностних характеристик бетону з дом!шками на розтягання при розколюванн1; ка розтягання при вигин1 та призмова.' м!цн1сть. .

Досл1дхення ст12кост1 та довгов1чност! бетону з дом!шками., .

Дом1шки уводшшся у бегонну сум1ш разом з водою зам1шування...

У досл!дкеннях був прийнят бетон класу ВЗО. 'Вйграти матер1зт л!в на 1м3 бетоннМ сум1ш1 складалиг Ц=360кг, П-623кг, Щ= 1.199кг, В=140л, В/Ц=0,39. Жорстк1сть сум1ш! - 30+45 сек. Витрати ■ дом1шоК дор1внювали оптимально! к1лькост1: СаС12+А1 (Ы03) 3= (0.288+0; 4-1 б) + (0,360+0,520) кг, що дор!ьнюе (О.ОбЖ+ОДО) + (0 ^10%+0,10%); МР г (6,92 + 13,85) л, що дор1внюе (0,5% +1,0%) в1д маси цементу у пе-рерахунку на суху рэчовину.

У якост1 крупного заповнювача використовувався щеб1нь. Ма-линського каменедробильного зэеоду крупност! 5-20 мм, який под1-лявся на дв! фракцП: 5-10 м - 480 кг, 10-20 "мм - 719 кг. У якоот1 дрЮного заповнювача використовувався р1чний дн1провський дЧСюзЯ кварцвЕий п!сок.

У_тре^1й_глав1 наведен! дан1 впливу дом1шок на струкгуроут-ворення в'янучого. Г жористання дом1иок дозьоляе прискорити к.1нетику г1дратац11 цементу га спрямовано -лшвати на процеси стр; ':туроутворения.

Максимально ступ1нь г1дратац!1 зб1льшуегься п1сля 12. год. (у 1,42-1,46 рази) та мШмально д!сля 28 д1б .(у 1,09-1,14 рази)' у зразках цементного каменю з домишками у пор1внянн1 з эталоном.

Защюпонозак1 дом1аки слабко вшшвають на розм!р пластично! м1цност! цементного Иста у ранн!й пер1од ■ його тверд!ння (до

2 год.) та швидко зб1льшують И подальше (до 5 год.) у пор1внянк1

3 еталсаом.

Лосл1д:кенн1 дом1шки прискорюютв початок схоплювання на 29 -42% та к1нець - на 60-115% у пор1вняян1 з эталоном. Нормальна крут1сгь цементного тюта практично задишаеться незм!ннои у ло-р1вняш! з цементом без дом1иок. Запропонован1 дом!шки не. зм1-нккоть-початкову рухом!сть бетокно! сум!ш1.

Дом1шки спраяють розвитку ультрам1кроцор при приблизно одна-ков1й загальн1й порастост! (загальнй порист1сть;бетонних зразк1в без дом1шок складае 5,7%, з дом1шкою СаС12+АЦМ03)3-4,5%, з м1не-рал1зованим розеолой - 3,5%).

Щ випробуваяня погоджуються з досл1джекнями впливу 'Дом1шок на ф1зико-х!м1чн1 процеси тверд!ння цементу.

Результата ренггенофазового анал1зу Шдтвердои, що дом1ипси активують процеси розчинення кя1нкерша м!нерзл1в та спраяють б!льш яовн1й ПдратацП в'яиучого. При цьому крястал1зац1я нобо-утворень зсуваеться у б1к зб1льшення к1лькост! г1дрзсил1кат!в ■ кальЩю та низькоосновно! форма г1дросульфоалюм1ната (рис.1).

ДослЗденнями терм1чного анал1зу встановлено, що основна частина зв'язано!-вода втрачавться при нагр1ваш! до 1-500'С. У цементного каменю без дом1иок у 1нтервал1 1=473-505'С , яхнй в1д~. пов!дае розкладакны Са(ОН)2, втрачаеться 9,4% загаиьнох к1лькост! втрат маси при нагр1ванн! до 1>1000'С. 3 дом1шков СаС12+ А1(Ш3)3, в1дпов1дно, 8,4%, з дом1шкою МР - 6,3%. Втрата маси зразк!в з домиками зникуеться по в1дношенню до еталону. Тагам чином,.у . при-сутност! дом1шок п1двищуеться 1нтенсивн1сть процес!в г1дратац11, а меньша к1льк!сть Са(0Н)2 показуе на п!двищену .к1льк1сть Пдро-сил1кат1в кальц1ю (рис.2).

Досл1дзхеяня м1кроструктуря цементного каменю за допомогою електронного м1кросколу виявили, що цементний камень з дом1шками характеризуеться б!льшою однор1дн1стю, закристал!зован1стю,

OI

т-онкокриста.л1чн1стю новоутворень. Усе це пояснюе п1двищену м!ц~ н!сть цементного камена та бетону. •

були проведен1 досл1дкення' факторов, .'як! вшжвають на к!нетику зростання м1цносч1 бетону з дом1)т,.&ми.' Биявлено, що при використанн1 дом!шок е можлив1сть досйгнення' однаковХй м1цност1 бетону на цементах б1льш низьких марок'1 у. по-р1внянн1 з високомарочними цементами, що дозволяв зменшити " взр-т1сть вироб1Е. Ц1 дом1шки значко 01льве, по абсолютна м1цноог1 та темпам II зростання, впливають на портландцемент у лор!внянн1 з шлакопортландцементом. 1ншнш словами, дом1шки б1лын активно впливають на кл!нкерну складову цементу -1 меньш - на шлэкову II ,частину.

Лосл1дкення вшиву витрат цементу на кХнетику тверд1ння бетону з дом1шками виявили, що при використанн1 дом!мок м1ш1сть бетону з нитратами цементу 306 кг/м3 перевшдуе м1цн!сть бетону з ситратами цементу 360 кг/м3, але без дом1шок (на 2-4% п!сля 23 д!б). Зд1йснюван1 досл!дкення дозволят економити .до '• 15-Щ' в"чкучого при уведенн! запропонованих дом!иок. •■' ; •'.

Ц1 добавки зб1льшують м!цн1сть бетону при • р1зних вйтратах. води: на рухом!й сум1ш! п1сля 1 доб. на 19-29%, п!сля 28 д!б ± на 10-13%; на корсткШ сум1ш! в1дпов1дно на 31-42% та на 18-21%'у пор!внянн1 з еталоном. Це дозволяе використоЕувать дом1шки' як при ыонол1тному будувэнн1 споруд, так й у заводськнх умовах.

Досл1даення тверд!ння бетону з дом1шками при р1зному час1 Еистоювання бетонно! сум1ш! до укладання виявили, що зб1льщення часу вистоювання (20, 40, 60 хвил.) позитивно вшшвае на ранню та марочну м1цн1сть бетону й досягае максимального значения при 60 хвил. вистоювання (еталон п1сля 12 год. - 6,4 МПа, п1сля 28 д!б - 33,0 Ша, з до.ч1шкою сас12+а1(ш3)3, б1дпов1дно, 1,6 МПа та 42,9 Ша, з дом!шкою м!нерал1зовачого розеолу - 8,3 МПа та 44,5 Ша. М1цн1сть бетону з домЗлшсами пХсля .12 год. ТЕерд1ння . Шдгтаьпэся на 18-30?, п!сля 28 дЮ - на ю-13ж у пор!внянн! ■ ,з еталоном. ' . . ■ :

3\!1нення юрсткост1 бетонно! сум!ш1 з добавками в!д часу еистоюевння И до укладання практично така к, як й без них, що духе вахливо у заводських умовах, • дэ треба деякий час на

транспортувэння й унладання бетонно! сум!ш! у форми. '

Досл1дження 'впливу температуря тверд1ння на зр!ст м1цност1 бетону з дом1шками внявили, що максимальний эфект спостер1гаеться у бетон!, який тверд1в при температур! 1=20±2'С (п!сля 28 д1б). Максимальна м1цн1сть У ранн1 строки (1-3 доб.) тверд!ння Е1дзна-чена у бетон! з дом1шками при г=35+2'С. Най01льше зб!льшшя м1ц-ност! в!дзначено у бетон1 з дом1шкзми, який тверд!в при 1-5±2'С. Виявлено, що при в!дсутност! теулературних фактор!в, найбХльш ви-разно спостер!гаеться прискорююч!й х!м1чний ефект е!д уведеннл дом!шок у бетон.

Досл!даення впливу дом!шок на реки та температуру пропарю-вання бетону дозволили виявити, що оптимальним резким ом г! дротер-мально! обробки бетону з дом1шками е'режим 1+2,5+3,5+1,5 при температур! г=60-80-С. Запропонован1 дом1шки зб!льшують м1цностЬ пропарюваного бетону, тему з'являеться можлив1етъ використашя 1х для ззвод!в зб!рного зал1зобетону. 1х впровадаення дозволяе ' ско-ротити цикл термообробки на 30-40Ж та понизити температуру прог-р!ву з 1=90-95'С до 1=60-80'С.

У п'ят!й глав! були проведен1 досл1дження фактор1в, як! впливають на ф1зико-механ!чн1 властивост! бетону з дом!шками.

Досл!днення к!нетики зростання м!цност1 цементного наменю, розчину, бетону дозволили виявити, що запропонован! дом1шки ,зб1льшують м!цн1сть на стиснення цементного камыш та розчину ■ на 10-13% п!сля 28 д1б тверд!ння. Еетон з дом1шками у ней час л!д-вищуе м1цн1сть на 15-18%.'Максимальна значения зо1льшшя м1Цнос-т1 бетону з дом!шками спостер!гаеться у ранн1 строки твёрд!ння (1 доб. на 25-35%). Таким чином, виявлено, що використанн'я ■ дом1-шок у бетон ефективно при зберегакн! його у нормально - вологих умовах.

Досл!даення впливу дом!шок на к!нетику зростання к.цност1 бетону, який тверд1в у р1зних уыовзх виявили, що дом!шки дозво-ляюгь швидко п1двищига ранню на 17-45%, зб1лы,:!ти марочну мщ-н1сть бетону на 10-21%, зберегти стаб1льне зб1льшення м!цност! у час! (до двох рок1в) на 4-11% (при р1зних умовах тверд!ння), що е вакливим пунктом для- практичного застосування дом1щ.ж у буд1в-

ництв1.

Досл1даення м!цностних характерисик бетону на розтягання при розколюванн!, на розтягання при вигин! та прмзмова м1цн!сть ; ий-. вили, що при ycix випробуваннях' ефект присутност1 ;дом!шЬк виявляеться стаб!лъно. Це св1дчигь про ун1версэльн1сть 1х д11. ■

Досл!дження порово! структура цементного кгменю, як! ' ,зд1Йс- ■ нювалися методом ртутно! порометрИ, вяявили ущ1льнюючу роль цих дом1шок. Внасл1док цього, цементн1 розчини (Ц:П=1:3) з дом1шкэми волод1ють зниженим кап1ляршш п!дсмоктуванням та водовбиранням. . Так! результата дозволяють припустипг, що ц1 добавки слрияють формуванню б1льш ctíükoS та нэпроникно! структура цементного каменю.

Це п!дтвердощ досл!дження ст1йкост1 та довгов1чност1 бетону з запрс. эноваккми дом1шками (табл.1), як1 виявили: чб1льшення мо-розост!йкост! п1сля 200 цдкл1в випробування на 2-4%; зб1льшення водонепрошкност! у 1,5 рази; втрати маси бетону з дом1шками. на. 22-26% меньш, н!ж у бетон1 без дом!шок.. . ■■..'•.•/'

Короз1йн1 випробування зразк!в .у 5%-х розчинах Na2S04, та КОН виялди, що ст!йк1сть зразк1в з домИжами не поотупаеться эталону. При цьому найб1льш агресивним середовщем е Na2S04. Зменшення м1цносг1 у сульфатному розчин! максимально для зразк1Е з дом1шкаг . ми та без них. Коеф1ц1ент ст1йност1 бетону з дом1шками зб1ль-шуеться п1сля 100 цикл1в випробування на 8-12% у лукному середо-вищу.

Досл!дження деформативних властивостей бетону виявили, що 1нтенсивн1сть проходження процес1в усадки у перший час тверд1ння (до 15 д1б) б1льш у бетон! з дом1шкаш, але подальше настае ста-б!л!зац!я зросташя усадочяих деформац!й. На к!нець року вони чи-сельно дор1внювали усадочним деформац1ям бетону без дом1шок. Застегивания дом!шок не виявляе суттевого в1дхилення величин лочат-кових модулей прукносг1 бетону в!д в1дпов1дного показникабетону' без дом!шок. '

Ваюшвим питаниям практичного застосування дом!шок е 1хв1д-ношення до стально! арматури зал1зобетону. Випробуваянями вяявле-но, цо використання дом1шки СаС12+А1(Ш3)з не викликае зб!льшення короз!! арматура. У в1ц1 2 рок1в у вс!х зразках бетону з дом1шкою та без не! арматурн! стеркн! практично не . пошксдон! ■ короз1ею.

Таблиця 1

Вплив дом!шок на властивост! бетону у нормально-вологих умовах

Добл1дкення ' Випробування Дом1шка .

еталон СаС1,+ А1(К0§)3 м1несал. розс!л *

вплив дом1шок на зростання м1цност1 1 доб. ■3'доб. •7 д1б 23 д1б 90 д!б 180 Д1б 360 д!б 720 д!б м1цн1с 12,1 19,1 ■ 23,9 36,9 40,1 ' 43,3 46,0 47,5 гь на стисн 15,5 21.3 32,7 42.4 45,0 , 46.5 48,0 43,3 зння, МПа 16,6 ■ ■ '22,7 33,5 ' '43,5 •45,5 •. 47,5 ■ 43,5 • •49,5

вплив д0м1ш0к на морозо- ctiítklctb бетону п!сля 200 цикл!в R перед виггоо-буванням,*МПа. 36,9 42,4 43,5

Е° осбовних 3d33k1b, МПа 36,1 43,1 45,0 •

R*^ контрольних зразк!в, МПа 37,6 43,5 45,3

коеф1ц!ент моро- '30ст1йк0ст1, Км 0,96 0,93 0,99

вплив дсм1ш0к на водонепро- никн!сть бетону onip бетону тзониканню пов1тря, , с/см0 12,9 . -3,7 23,9 :

маша бетону W8 W12 W12 '

вплиз дом1яюк на короз1йну ст1йк1сть бетону п1сля п1сля 100 цикл1в R„ контрольних. п зпазк!в, МПа 5,7 6,6 '7,0

R, п!сля и випробування, МПа се 5,2 эедовище Na, 5.7 >S04 - 5% 6,3

коефЩ1ент ст!Йкост1, Кс 0,91 0,S7 0.90

R„ п1сля и випробування, МПа c9j 5,8 зедовище КОг 7,2 { - 5% 7,9

коефШент ctlikocti, Кс 1,01 1,09 1,13 .

Инетика вагових втрат та глибина пошкодження стер;кн!з приблизно, у 4,5 рази меньие, я1зк у бетон! з дом1шкою СаС12 (2%). Результата Еипробування йдтвердили, що А1(Ю3)3 е !кг!б!тором короз11 арма-тури та може використовуватися з агресивниш солям.

Досл!дження бетону з дом1шкою МР виявили. що арматура у бетон! з ц1ею дсм!шкою мае повне збер!гання на протяз1 ус!х випро-бувань (до 2 рок!в) у р!зних умовах тверд!ння. У присуткост1 НР П1двищуеться 1нтенсивн1стъ процейв г1дратац!1 сил1катних фаз цементу, 'нрискорэнн1 та поглибленн1 процес!в адсорбц!йного дисяер-гування м!нерал!в цементу. Це погоджуеться з результатами дос-л!дження рентгенофазоЕого та терм!чного анал!з!в.

Вяявдено, що дом!шки не викликають з*явления плям висол1в, еицв!т1в на бетокн!й поверхн! й тому не можуть пог1ршувати декоративных властивостей бетону. ■,,'■■• При розробц! дом1шки СаС12+А1(Ш3)3 враховувалася -.реальна яромислова база виробництва х!мреактив1в, а також розглядалася' можлив1сть використання у якост! дом1шки в!дход!в та -попутних ггода'кт1в х1м1чних виробництв. У результат! пошукових роб!т вияв-дено у значит к!лькост! в!дходи, як1 мЮтять СаС12. Другий компонент дом1шки А1(Ш3)3 мае дек1лька б1лылу варт!сть, н!ж хлорид кальц1ю та в1н е меныд доступно» х!м!чною речовиною. Але його використання у досл!дженнях разом з СаС12 дае найб1лыниЯ ефекг при отриманн1 максимальних результат!в (зб!льшення м1цност! та довгов!чкост! бетону), н!н просто СаС12- Кр!м того, треба врахо-зувати розвяток х1м!чно! промисловост! й те, що дом!шка А1(Ш3)3 використовуеться у мал!й к!льк1ст1. Тому необх!дно вважати И використання перспективна« напрямком.

У шост!й глав! наведен! дан! виробничо! перев1рки та •впро-вадження результат!в роботи з запропонованими дом!шками.

Виробнича перев1рка та впровадження дом!шок у 1994-1995: рр_ . влконувалася на лромбаз1 ЗАТ "МБУ-5, на виробнич!й баз1 АТ"Ки1в-автотрансеерв1с", на баз! МЗ-2 .м.Киева .яри виробяицгв! .бетотш та зад!зобетонких вироб1в. ' ..'•.•

Выявлено, що з використэнням дом1шок е можлив1сть екояомИ цементу до 30-45 кг на 1м3 бетонно! сум1и!.

На основ! узагальнення зроблених досл!джень й 'виробничого

досв!ду впровадження дом1шки м!нерал1зованого розеолу розроолено "Проект рекомендац1й по використанню дом1кки - прнскорювеча тзерд1кня при виробшцтв1 бетонних та зал!зобетоннкх вироб1в та конструкц!й".

ЗАГАЛЬН1 БИСНОВКИ

1.Вперше виявленг. можлив1сть використання ефективних 'дом1ыок СаС12+А1(Ш3)з та м!нерал1зованого розеолу (патента '■ Укра1ни N•9645 А, N'9646 А В1д 13 травня 1994 р.).

2.Виявлена моюшв1сть спрямозаного впливу на к1нетику проце-с1в формування структури цементного каменю з дом1шками з метою 1х прискорэння. Досл1дкекня ф1зико - х1м!чного анал1зу, метод1в оптично! MlKpocKonii та ртутно! порометрИ виявили, що запропоно-ван1 дом1шки сприяють 1нтенсиф1кац11 кл1нкерних м1нерал!в. П1дви-щення ступеня г!дратацП. цементу характеризуется зменшенням к1лькост1 та розм1ру неПдратованих кл1нкерких зернин, зб1льшен-ням к1лькост1 г!дратних новоутворень, формуванн1 б1лыя тонкодисперсно! та однор!дно1 структури цементного каменю.

3.Використання дом1шок дозволяе економитк цементу до'' 10-15% у монол!тнсму буд!вництв1 й до 15-18% при Еиробництв! зб1рного зал1зобетону. П1двищига активн1сть низькомаро лих' цемент1в.'

4.Розроблен1 дом1шки п1двищують м1цн1сть бетону п1сля термб-обробки. 1х впровадження дае можлив1сть скоротити цикл термооб-ребки на 30-40% та температуру прогр1ву з г=90-95'С до t=60-30'C, що дав можливЮть зб!лышти оборотн1сть пропарювальних камер. 1 фор, зменшити енерговитрати та соб1варт1сть вироб1в.

5.3апропонован1 дом1шки з01льшують ранню !1цн1сть бетону на 17-45%, марочну - на 10-21%, зберегають стаб1льне з'Чльшення м1цност1 у час1 (до двох рок1в) на 4-11%.

б.Розроблен1 дом1шки дозволяють зменшити кап!лярно п1дсмок-тування та водовбирання у 2- 2,5 рази; п1двищити мсрозост1Лк1сть п!сля 200 цикл1в випробування у 1,02-1,04 рази та водонепрокик-н1сть у 1,5 рази. А також п1двивдти 1нш1 експлуатг/;1йн1 характеристики бетону.

1Й

Т.Залропоновэна дом1шка CaCl2+Al(N03)3 ке Еиклинае зб!ль-шення корозИ арматура у зал!зобетон! у пор!вкянн1 з бетоном без дом!шки. 3 дом1шкою м1нерал1зованого розеолу корозИ арматура не виявлено. В1дсутн1сть корозИ у зал1зобетон1 з дсм1акзш пояс-н»еться: малою к1льк!стю дом1шок; лужн!сть цементного т1сту 'майае не зм!нюеться (рН«12,60 для еталону, рН=12,45 з дом1шов СаС12+ А1(Ы03)3, рН=12,53 - з м1нерал1зованим розеолом); дом!шки сприяюгь б1льш м!кропорист1й структура що забезпечуе над1йний шар для арматура (це п1д?вердкуеться випробуваннями на водонепро-нккн1сть, кал1лярне п1дсмонтування та водовбарання, досл1д;кекнями структура порового прост1ру); ф!зико-х1м1чшй анал!з заявив, ¡до хлорида не енаходяться у в!льному стан!, а ЗЕ'яэан! у новоутво-рення ЗСа0*А1203*СаС12*1СН20. . .. . •

8.Виробначе впровадкекня бетону з дом1шками при виробшцтв! ■ зб1рних бетонних та зал1зобетонних конструкц!й та вароб1в в умо-вах завод1в виявили висок! екоплуатаЩйн! якост! бетону. •Винорис-тання бетону з до.ч!шкаш не вамагае 1стотних зм1н технолоПчно! схема варобнацтва. На ochobI технолоПчних досл1даень розроблен! рекомендацП по впровадженню дом1шки - прискорювача тверд1ння при варобшцтв1 бегоннйх та зал!зобетонних Еироб!в та конструкц!й.

0CH0BHI П0Л02ЕННЯ ДИСЕРТАЦ11 ОПУБЛКОВАН1 У НАСТУШШХ РОБОТАХ:

1.Дорошенко Ю.М., Горленко A.A., Борковский П.П. Отходы химической промышленности как добавки в дорожные ■ цементобетоны ' // ~ Автоиляхс^ак УкраЬки, 1993, N4, с.26-27

2.Дорошенко D.M., Горленко A.A. В!дходи х!м1чно! иромисло-вост! як домика в цементобетон // Тези допов1дей "Шляха п1дви-щення ефективкоот! дорожнього государства Укра1ни в нових умовах господарювання" науково - техн!чн1й: конференций присвячен1й 50 - р1ччю Швського автомоб1льно-дорохнього 1нституту, К.: 1994,. с.86

3.Дорошенко Ю.М., Горленко A.A. Отходы химической промышленности как добавка в цементобетон // Тезиса ' российской. научно -

технической конференции "Современные технологии и материалы при строительство к эксплуатации автомобильных дорог" / Под ред. Семенова В.А., Суздаль, 1994, с.99-101

4.Горлекко A.A., Дорошенко Ю.М. Патент Украйш N'9645 А в1д 18 трэвня 1994 р. бюлетень "Промислова власн1сть" Держпатенту Украхни

5.Горленко A.A., Дорошенко D.M., Борковський П.П., ,,Кома-; ровський В.Ю. Патент Укра1ни N"9646 А в1д 13 травня 1994 р.' бюлэт' тень "Промислова власн1сть" Дершатенту Укра1ни

6.Дорошенко Ю.М., Горленко A.A. Минерализованный paccoji' как добавка в бетон // Мездународная научно-техническая конференция' "Русурсосберекение и экология промышленного региона". Сб. трудоз, т.1: "Ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов", МакИвка, 1995, с.56

7.Дорошенко Ю.М., Горленко A.A. Исследование влияния комплексной добавки CaCl2+Al(N03)3 на физико-механические свойства бетона // Меидународная научно-техническая конференция "Ресурсосбережение и экология промышленного региона". Сб. трудов, т.1: "Ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов". МакИвка, 1995, с.58 "■

З.Дорошенко Ю.М., Горленко A.A. Использование хлорсодержащих отходов химической промышленности как добавки в бетон // Международная научно-техническая конференция "Ресурсосо^режение и экология промышленного регион:.". СО. трудов, т.1: "Ресурсосберегаквде технологии в производстве строительных материалов", МакИвка, 1995, с.62

9.Дорошенко Ю.М., Горленко A.A. Двухкомпонентная химическая добавка для бетона // Автошляховик Укра1ни, 1996, N'2, с.37-38

10.Горленко A.A. Лрискорювач тверд1ння дорс лього цементобетону // Наукова-прахтична конференЩя "Проблеми буд1вництвг' авто-моб!льних дор!г з використанням цементу в конструктивнмх шарах доро::<н1х одяг1в", тези.допов1дей, К.: 1996, с. 15-16

11.Дорошенко D.M., Горленко A.A. Отходы и попутные продукты химических производств в качестве добавок в цементобетон // Авто-шшпвик УкпаЬш, 1996, N'3, с.40-41

Gorlenlco A.A. Cement Concrete oi Increased Strength and Durability, with Complex Chloride-Based Admixtures. Candidate of Science (Technology) dissertation, 05.23.05 Construction Materials and Products. State Technological University for Construction and Architecture, Kyiv, 1996.

Relying on theoretical and experimental studies, the author establishes the eiieet oi complex chloride-based admixtures on the physical and mechanical properties or concrete, and oilers recommendations on use of an admixture to expedite the hardening oi concrete and lerroconcrete elements and structures.

Горлекко A.A. Цементный Оегон повышенной прочности и ■ долговечности с комплексными химическими добавками на основе хлоридов.. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 Строительные материалы и .изделия. Рукопись. Государственный технический университет строительства и архитектуры, Киев, 1996.

На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено влияние комплексных химических добавок на основе хлоридов на физико-механические свойства бетона и разработаны рекомендации по применению добавки-ускорителя твердения при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Кшочов! слова: бетон, зал1зобетонн1 вироби, • зм1на' м1цност-[шх характеристик, довгов1чн1сть, дом1шки, структура, умови твер-д1кня, цемент, термообробка.