автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Управление процессами структурообразования модифицированных цементных бетонов

ип ппяйяу пик-ппыпи

^^ ИИ4603646

Сахибглреев Ринат Рашидович

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ

Специальность 05.23.05 - «Строительные материалы и изделия»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 О ИЮН 2010

Уфа-2010

004603646

Работа выполнена в ГОУ В ПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Бабков Вадим Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ананенко Алексей Анатольевич,'

доктор технических наук, профессор Калашников Владимир Иванович;

доктор технических наук, профессор Попов Валерий Петрович.

Ведущая организация ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский

государственный архитектурно-строительный университет» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится 30 июня 2010 года в 14— на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан 24 мая 2010 г.

Ученый секретарь совета

Нсдосеко И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Совершенствование технологии бетона, повышение эффективности технических и проектных решений с использованием бетона и железобетона, вопросы оптимизации применения высокопрочных бетонов и конструкций на их основе реально зависят от реализации программ исследований по выявлению использования потенциальных возможностей портландцемента и его разновидностей, в том числе в сочетании с современными модифицирующими добавками в бетоны.

Прочность цементного камня - носителя прочности и основы свойств цементных бетонов - реализуется в большинстве случаев на уровне 10-30% от потенциальных возможностей бетона. Разработка новых технических, технологических решений по повышению прочности и эксплуатационной надежности цементных композитов и бетонов на их основе базируется па установлении закономерностей и углублении представлений по связи структуры и свойств цементного камня, в том числе с применением структурного моделирования, разработки новых экспериментально-аналитических подходов.

Управление процессами структурообразования и формирования поровой структуры цементного камня, способности структуры к регуляции и саморегуляции, управление структурой цементного камня с применением добавок и технологий на нанометрических уровнях структуры составляют сумму возможностей достижения высоких уровней и поддержания свойств цементных композитов и бетонов на их основе прежде всего по прочности.

Применение органических и органоминеральных модификаторов, оптимизация областей их применения открывают широкие возможности по получению технологичных высокоредуцированных бетонных смесей и бетонов на их основе с повышенными, высокими прочностными и эксплуатационными показателями.

При этом актуализировались вопросы не только достижения, а также сохранения требуемого уровня прочностных и эксплуатационных показателей цементных бетонов, вопросы исследования процессов деструкции, их причин и последствий, а также оценки способности цементных систем к самозалечиванию.

Модифицированные бетонные смеси и бетоны с высокими прочностными и эксплуатационными показателями широко и в большей степени применяются в монолитном строительстве. Чрезвычайно актуальными являются вопросы оптимизации и рационального применения модифицированных бетонов повышенной прочности во взаимосвязи с технологическими свойствами при изготовлении и проектировании, в том числе в сочетании с высокопрочной арматурой.

Работа посвящена исследованию и развитию представлений о закономерностях связей между составом, структурой и свойствами цементных композитов, разработке и использованию эффективных структурно-технологических приемов и технологий при управлении процессами структурообразования модифицированных бетонов повышенной и высокой прочности и определению их рациональной области применения.

Цель работы. Разработка научно-прикладных и технологических решений по управлению формированием цементных композитов с целью повышения прочностных и других эксплуатационных свойств бетонов посредством модифицирования бетонных смесей при одновременном решении задач сохранения требуемого уровня свойств во времени и рационального использования высокопрочных бетонов.

3

Постановка и концепция научной проблемы. Рабочая гипотеза. Получение цементных композитов и модифицированных бетонов на их основе сопряжено с проблемой сохранения достигнутого и требуемого уровня прочностных и эксплуатационных свойств, которая может быть решена через управление процессами структурообразования, создание условий для самозалечивания деструктивных процессов различной природы и направленного регулирования многоранговой пористости структуры цементной матрицы.

Задачи исследований:

1 Систематизация направлений и механизмов управления структурой цементных композитов, оценка их эффективности по вкладу в направленное формирование прочности и обеспечение долговечности модифицированных бетонов на их основе.

2 Изучение закономерностей влияния физико-химических и физико-механических факторов на стадиях гидратации, структурообразования и твердения при формировании прочностных и других эксплуатационных свойств цементных композитов.

3 Исследование направлений и способов регулирования структуры пористости цементного камня с использованием суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов как средство получения бетонов высокой прочности.

4 Систематизация факторов реализации механизмов деструкции твердеющего цементного камня, сопряженных с проблемой сохранения достигнутого уровня прочности и обеспечения долговечности цементных бетонов.

5 Аналитическая оценка возможностей цементных систем к структурообразованию и самозалечиванию.

6 Оценка эффективности известных представлений и развитие направлений по управлению применением цементных композитов, модифицированных бетонов на их основе с улучшенными прочностными и эксплуатационными свойствами.

7 Изучение и установление закономерностей между прочностью и технологическими параметрами (водовяжущее отношение, подвижность) модифицированных водоредуцированных бетонных смесей.

8 Разработка составов, способов, приемов и технологических решений для направленного управления структурой и получения бетонов с улучшенными прочностными и эксплуатационными свойствами.

9 Разработка методологического подхода к определению и назначению рациональных областей применения высокопрочных бетонов с учетом напряженно-деформированного состояния изделий и конструкций.

Объект исследования. Цементные бетоны, получение и применение.

Предмет исследования. Цементные композиты и бетоны на их основе. Структура и структурообразование цементных композитов. Модификаторы для бетонов и растворов. Модели цементной системы на стадиях гидратации, структурообразования и твердения. Прочность и пористость. Многоранговая структура пористости. Структурно-технологические аспекты получения и рациональные области применения бетонов повышенной прочности.

Методологические, теоретические и методические основы исследований:

- обеспечение системно-структурного подхода при анализе направлений управления структурой цементных композитов;

- использование в экспериментальных исследованиях методов структурного моделирования для оценки возможности цементных систем к самозалечиванию;

- комплексное применение методов идентификации структуры цементного камня для количественного описания взаимосвязи «пористость — локальная пористость — прочность», в том числе с использованием классических представлений теории упругости;

- расчетно-аналитическая интерпретация экспериментальных результатов для формирования базы данных для решения задач конструирования оптимизированных структур цементных композитов и бетонов на цементах с оптимальной дисперсностью, обеспечивающих эффективную реализацию их свойств путем оптимизации и направленного регулирования структуры пористости цементных композитов.

Связь работы с научными программами. Исследования и разработки выполнялись в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Государственного комитета Республики Башкортостан по строительству, архитектуре и транспорту на 2004 год по госбюджетным темам: РБ-05-04 «Разработка рецептур и технологии получения высокоэффективных полифункциональных добавок (суперпластификаторов) на базе нефтехимического сырья предприятий РБ (в т.ч. отходов) для технологии бетонных работ в монолитном домостроении»; РБ-03-04 «Разработка технологии получения дорожных плит на основе цементных бетонов с повышенными прочностными и эксплуатационными характеристиками».

Научная новизна работы:

1 Разработаны научно-прикладные основы и технологические решения для управления формированием структуры цементных композитов и модифицированных бетонов, которые обеспечивают получение их высоких прочностных и эксплуатационных свойств.

2 Систематизированы и обобщены направления и механизмы управления структурой цементных композитов для формирования их высоких прочностных и других эксплуатационных характеристик.

3 Предложена модель развивающейся цементной системы, позволяющая прогнозировать ее способность к структурообразованию на зрелых и поздних стадиях твердения и устанавливающая связи между технологическими параметрами, свойствами цементных композитов и их способностью к самозалечиванию в условиях перекристаллизации гидратных фаз, действия усадки и других деструктурирующих факторов, связывающих резерв клинкерного фонда с обеспечением и поддержанием требуемого уровня прочности. Систематизированы факторы, обусловливающие возможность проявления деструкции цементного камня и цементных бетонов.

4 Обоснован механизм формирования состояния твердеющего цементного камня, сопряженный с проблемой сохранения достигнутого уровня прочности и обеспечения долговечности цементных бетонов.

5 Предложено применение метода лазерной гранулометрии при анализе гранулометрического состава и дисперсности вяжущих как важного фактора

процессов структурообразования и способности цементных систем к самозалечиванию на разных стадиях твердения. Обобщены и систематизированы условия, способствующие развитию процессов самозалечивания в цементном камне, композитах и бетонах на их основе на стадиях твердения и эксплуатации.

6 Исследована и обоснована роль многоранговой поровой структуры цементного камня по вкладу в прочность отдельных рангов пор.

7 С позиций формирования всего комплекса физико-механических характеристик цементных бетонов выявлены три фундаментальных элемента структуры цементного камня нанометрического масштаба: кристаллиты гидросиликатной составляющей продуктов гидратации цементного камня с поперечными размерами 5-50 нм, обеспечивающие прочность структуры; гелевые поры гидросиликатного сростка диаметром порядка 5 нм, а также фазообразующие промежуточные и микрокапиллярные поры диаметром до 200 нм, предопределяющие непрерывность процессов структурообразования и самозалечивания твердеющей системы.

8 Предложены пути и способы управления структурой модифицированных бетонов на основе рационального применения суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов с оценкой эффективности их применения по взаимосвязи показателей «прочность - подвижность смеси - водовяжущее отношение» цементной составляющей системы.

9 Предложен комплекс технологических решений (составы, способы, технологии) для управления структурой цементных бетонов, изделий и конструкций повышенной прочности, долговечности и эксплуатационной надежности), в т.ч.:

- установление областей рационального применения органических и органоминеральных модификаторов с целью получения технологичных бетонных смесей, высокопрочных и эксплуатационно надежных бетонов во взаимосвязи с водовяжущим отношением;

- способ получения фиброцементных композиций и изделий на их основе при реализации эффекта объемного преднапряжения для повышения прочностных и эксплуатационных свойств;

- способ поверхностного упрочнения и окрашивания изделий на основе модифицированных бетонов;

- исследование особенностей применения противоморозных добавок для бетонов с позиций длительного набора и поддержания уровня прочности.

10 Разработан расчетно-аналитический аппарат для определения рациональных областей применения бетонов высокой прочности в железобетонных элементах с учетом характера их нагружения.

Практическая значимость и реализация работы. Представлена постановка и обоснование задачи сохранения достигнутого уровня прочности, обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности высокопрочных цементных бетонов. Разработаны технологические условия и практические решения получения таких бетонов с повышенными характеристиками (приемы, способы и режимы). Предложен и обоснован поранговый расчетный подход к экспериментальной оценке поровой структуры цементного камня. Разработан гравиметрический метод и методика определения степени гидратации цементных систем, твердеющих в водных условиях, которая позволяет при минимальных затратах труда и времени, с высокой степенью точности определить этот параметр без дополнительных химических реактивов.

Определены по параметру В/В практические интервалы применения органических и органоминеральных модификаторов для получения водоредуцированных технологичных бетонных смесей, высокопрочных и эксплуатационно надежных бетонов на их основе. Разработан способ и технология поверхностного упрочнения и окрашивания цементных изделий. Разработан способ и технология получения высокопрочных фиброцементных изделий на основе объемного преднапряжения с выпуском водопропускных труб из фибробетона с модифицирующими добавками в производственных условиях.

Для предприятий Республики Башкортостан разработаны нормативные документы ТУ 5862-001-73763349-2009 «Трубы безнапорные раструбные сталефибробетонные круглые сборные», ТУ 5855-002-73763349-2009 «Кольца колодцев сталефибробетонные круглые сборные» на продукцию, выпускаемую ЗЖБИ ОАО «ГлавБашСтрой», которые могут быть использованы в других регионах, выпускающих подобную продукцию.

Предложены основы и принципы определения уровня напряженно-деформированного состояния цементных композиций для контроля прочности, долговечности и надежности эксплуатируемых бетонных изделий и ж/б конструкций.

Предложен инновационный подход с разработанным прикладным методологическим аппаратом оценки рационального применения бетонов повышенной прочности для эффективного проектирования. Разработано технико-экономическое обоснование применения высокопрочных бетонов в технологии монолитного строительства для сжатых и изгибаемых элементов. Результаты исследований и предложенный подход реализованы при проектировании и строительстве ряда жилых домов из монолитного бетона в г. Уфа.

Экономический эффект рационального применения модифицированных бетонов повышенной прочности в сочетании с применением высокопрочной арматуры А500С при возведении 10-этажного монолитного жилого дома №1 «Каскад» по ул. Российской в г.Уфа, жилого комплекса «Седьмое небо», 25-этажных жилых домов №9, 10 по ул. Бакалинской в г.Уфа и на ряде других объектов выразился в сокращении расхода рабочей арматуры до 25%, и общего расхода, включая конструктивную арматуру до 17%. Выполненный раздел КЖ проекта жилого дома с эффективным применением бетонов и конструкций монолитного каркаса прошел экспертизу в Управлении Главэкспертизы России по Республике Башкортостан.

Результаты диссертационного исследования используются в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» при подготовке студентов, бакалавров и магистрантов техники и технологии специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: I Республиканской научно-практической конференции «Оптимизация технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности» (Уфа, 1983), Республиканской конференции «Использование отходов производства в строительстве» (Уфа, 1984), II Республиканской научно-практической конференции «Совершенствование технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности» (Уфа, 1985), V симпозиуме "Реология бетонных смесей и ее технологические задачи» (Рига, 1986), I Республиканском научно-практическом семинаре «Техническая диагностика в строительстве и возможности использования эффективных строительных материалов и конструкций» (Уфа, 1986),

Ill Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Уфа, 1988), Республиканской научно-технической конференции «Проблемы комплексной застройки Южного берега Крыма» (Симферополь, 1988), VIII Ленинградской конференции по бетону и железобетону (Ленинград, 1988), X Всесоюзной конференции «Бетон и железобетон» (Казань, 1988), Областной научно-технической конференции «Использование отходов производства строительной индустрии» (Ростов-на-Дону, 1989), V, VII, VIII, IX, X, XI, XII Международной научно-технической конференции при Международной специализированной выставке «Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство» (Уфа, 2001, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008), VIII Академических чтениях РААСН «Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения» (Самара, 2004), Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2005), II Всероссийской (Международной) конференции «Бетон и железобетон, пути развития» (Москва, 2005), Региональной научно-технической конференции «Опыт и перспективы использования модифицированных бетонов с суперпластификаторами Компании «Полипласт». Эффективность их применения в строительной практике» (Уфа, 2006), Научно-практической конференции «Об опыте внедрения прогрессивных технических решений в проектировании и строительстве юбилейных объектов в Республике Башкортостан» (Уфа, 2007), семинаре «Опыт применения пластифицирующих и противоморозных добавок в сборном и монолитном строительстве на объектах РБ» (Уфа, 2008), Международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве», Дне докторанта (Воронеж, 2008), XV Академических чтениях РААСН (Казань, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 80 работ, включая 14 статей в журналах по перечню ВАК, в том числе 3 монографии, из них 2 в соавторстве, получено 7 авторских свидетельств и патентов на изобретение, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Личный вклад автора и достоверность научно-экспериментальных результатов. Основные результаты диссертационной работы получены соискателем самостоятельно. Достоверность научных положений, разработанных автором, а также достоверность выводов и рекомендаций подтверждена результатами исследований с применением современных методов физико-химического анализа, лазерной гранулометрии и достаточно точной сходимостью экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, при полупромышленном производстве и испытаниях, в том числе разрушающими и неразрушающими методами, с применением метрологически поверенного оборудования в испытательной аккредитованной лаборатории.

Объем работы. Диссертация изложена на 367 страницах, включает 58 таблиц, 98 рисунков и состоит из введения, шести глав, выводов, приложений и списка литературы из 354 наименований.

Основные результаты работы, полученные лично автором и выдвигаемые на защиту:

1 Систематизированы и классифицированы направления и механизмы управления структурой цементных композитов с вариантами эффективности по вкладу в направленное формирование прочности и долговечности модифицированных цементных бетонов.

2 Представлена и обоснована проблема сохранения, возможности снижения достигнутого уровня прочности, обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности высокопрочных цементных бетонов в условиях длительного твердения.

3 Показано, что структурообразование цементных систем сопровождается процессами деструкции и самозалечивания. Обеспечение набора и сохранения требуемого комплекса эксплуатационных свойств цементных композитов и бетонов на их основе зависит от потенциала самозалечивания. Предложен расчетно-экспериментальный метод (подход) для определения потенциала самозалечивания цементных композитов.

4 Получены результаты исследований по установлению закономерностей влияния фракционного состава и дисперсности цементного вяжущего на формирование прочности и долговечности цементного камня с использованием метода лазерной гранулометрии. Механизм снижения достигнутого уровня прочности цементных систем определяется двумя возможными состояниями: - состояние, соответствующее глубокой гидратации цемента и практическому исчерпанию резерва клинкерного фонда; - состояние, соответствующее дефициту и исчерпанию капиллярного пространства с глубоким уплотнением кристаллогидратной связки цементного камня.

5 Выполнены расчеты по оценке параметров поровой структуры цементного камня во взаимосвязи «прочность - пористость». Выявлена природа структуры многоранговой пористости цементного камня, а также вклад рангов пор в формирование и сохранение достигнутого уровня прочности цементного камня в условиях его перекристаллизации с изменением объемов гидратирующих фаз в условиях длительного твердения.

6 Предложена методология по расчету кинетики пористости при твердении цементных композитов и параметров твердеющей цементной системы с возможностью количественной оценки параметров структурообразования, пористости и возможностей к позитивному самозалечиванию.

7 Разработан и апробирован гравиметрический метод определения степени гидратации цементных систем, твердеющих в водных условиях.

8 Систематизированы и определены рациональные области применения модифицированных бетонов во взаимосвязи «прочность-подвижность смеси-водовяжущее отношение».

9 Установлены закономерности направленного структурообразования цементного камня и бетона во взаимосвязи с физико-химическими характеристиками органических и органоминеральных модификаторов. Разработаны составы, способы и технологические приемы для получения высокопрочных, долговечных и эксплуатационно-надежных цементных композитов, бетонов и изделий на их основе (а.с. № 1300014, 1414830, 1573011, 1514733, 14812119).

10 Разработаны способ и технология поверхностного упрочнения, окрашивания и повышения качества поверхности цементных изделий (патент на изобретение № 2243890).

11 Разработаны способ и технология получения высокопрочных фиброцементных композиций с объемным упрочнением (патент на изобретение № 2303022).

12 Представлен аналитический подход для технико-экономического обоснования рационального применения высокопрочных бетонов в технологии монолитного строительства с практической реализацией.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Систематизация и развитие направлений для управления формированием структуры цементных композитов и бетонов на их основе.

Получение модифицированных бетонов с гарантированными прочностными и эксплуатационными показателями обеспечивается соблюдением оптимальных решений на стадиях от подбора состава бетонных смесей, выбора и применения технологии изготовления, ухода за бетоном, с доведением качества бетонных изделий и железобетонных конструкций до требуемого уровня технического состояния на стадии эксплуатации, обеспечением и поддержанием их нормированного уровня.

Формирование структуры и условий для достижения и поддержания требуемого проектного уровня прочностных и эксплуатационных свойств бетонных и железобетонных конструкций закладываются на стадии подбора материалов и проектирования состава бетонов.

В цепочке взаимосвязи от состава до свойств структура материала, ее формирование и возможности управления структурой занимают одну из ключевых позиций (Г.С. Меренцова, A.A. Ушеров-Маршак, Е.М. Чернышев и др.) (рисунок 1).

Состав [-»^Технология |-»-| Структура (-*•[ Свойства

Прочностные

Другие эксплуатационные свойства

Рисунок 1 - Взаимосвязь состава, технологии, структуры и свойств материала

На стадиях жизненного цикла от материала до конструкции требования по управлению структурой сводятся к решению множества технологических, технических и других задач, выявлению влияния ключевых параметров и их совокупности на процессы формирования и направленного регулирования структурообразованием цементных систем и бетонов на их основе (рисунок 2).

_ ттт , _.

Материал )— Технология -»•) Конструкция )-»> Эксплуатация

А*«

л

/Г

Структура

Рисунок 2 - Взаимосвязь стадий жизненного цикла от материала до конструкции и требования по управлению структурой на этих стадиях

Наиболее значимые вехи эволюции исследований о роли структуры цементных композитов и бетонов на их основе с выявлением ключевых параметров управления: коллоидно-кристаллизационная теория структурообразования, образования и роста кристаллов (П.А. Ребиндер с сотр.); теория структурной прочности контактов срастания (Е.Д. Щукин, Р.К.Юсупов) и роль контактных взаимодействий (М.М. Сычев, Д.И.Штакельберг); образование и рост кристаллов (Д.В.В.Гиббс, М.Фольмер, А.Ф.Полак); теория самопроизвольного процесса формирования структуры клинкера, образования и роста кристаллов внутреннего и наружного ритма цементного камня (Л.Г. Шпынова с сотр.); влияние водовяжущего отношения (М.Боломей, Н.М.Беляев, Б.Г.Скрамтаев); завершенность структурообразования (Е.М. Чернышов);

10

относительная объемная концентрация продуктов гидратации в пространстве, роль многоранговой пористости (В.В. Бабков); контактно-конденсационное воздействие (Т.Б. Арбузова, В.Д. Глуховский, И.Г. Гранковский, С.Ф. Коренькова, Г.В. Мурашкин, А.Ф. Полак и др.); демпфирование структуры введением демпферов - компонентов пониженной жесткости (П.Г. Комохов); пропитка структуры (Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов); химические добавки и суперпластификаторы (В.Б. Ратинов, Ф.М. Иванов, Т.И. Розенберг, В.Г. Батраков); эффективный радиус воздухововлечения (Г.И. Горчаков, В.Б. Ратинов); фактор расстояния (Т.С. Пауэре, О.В. Кунцевич); эффективная или «сквозная» пористость (Ф.М. Иванов); независимость объема микропор от водоцементного отношения В/Ц (Г.И. Горчаков, М.Г. Элбакидзе, Гаген-Торн); распределение пор и постоянство объема гелевых пор (Т.С. Пауэре); влияние физической структуры на прочность (В.В. Тимашев); прочность сухого и водонасыщенного бетона от продолжительности нагружения (Ю.М. Баженов); создание эффекта преднапряжения и эффекта самонапряжения; введение активных минеральных и органо-минеральных компонентов (В.Г. Батраков, С.С. Каприелов, A.B. Шейнфельд, A.A. Ушеров-Маршак и др.); влияние дисперсности вяжущего на процессы структурообразования (Р.З. Рахимов и др.); оптимизация структуры фиброармированием (В.В. Бабков, Л.В. Моргун, Ю.В. Пухаренко, Ф.Н. Рабинович и др.); вяжущие низкой водопотребности; определение и регулирование объемных превращений при кристаллизации и перекристаллизации (З.М. Ларионова, Л.Г. Шпынова, Е.С. Силаенко); тепловлажностные условия твердения и капиллярное давление (Л.А. Малинина); коэффициент структуры (И.М. Грушко); полиструктурная теория композиционных материалов (В.И.Соломатов с сотр.); центрифугирование и вибропрессование как технологические приемы повышения прочности бетона через минимизацию В/Ц (A.A. Ананенко); управление структурообразованием через влажностный фактор определением количественных связей (Е.И. Шмитько) и др.

Управление структурой бетонов осуществляется на всех уровнях: вяжущее -цементный камень - заполнители - добавки - вода, а также на границе раздела фаз, компонентов и в контактной зоне.

Структура цементного камня - это конструкция, строение композиционного материала в виде полидисперсной, гетерогенной цементной матрицы из кристаллогидратов, контактов между ними, недогидратированных частиц вяжущего, системы нескольких рангов пор, во взаимосвязи их свойств.

Обобщающая классификация, систематизация направлений и механизмов управления структурой цементного камня для формирования требуемых высоких прочностных и эксплуатационных свойств цементных композитов и бетонов на их основе приведена на рисунке 3.

Следует выделить наиболее эффективные пути управления структурой, такие как регулирование пористости и плотности, преднапряжение, демпфирование, объемное и поверхностное упрочнение, обеспечение потенциала самозалечивания и др.

В последнее десятилетие широкое освещение получили вопросы исследования структуры и свойств цементных композитов с помощью компьютерного материаловедения.

В развитие известных представлений нами сделана попытка смоделировать процессы структурообразования, установить зависимости между пористостью -локальной пористостью - прочностью цементного камня, в том числе с использованием идеальных моделей теории упругости. При этом предлагаются решения по 2-м известным направлениям: моделирование и исследование свойств композитов; расчет и проектирование композитов с оптимизацией по их свойствам, в соответствии с основными задачами компьютерного материаловедения строительных композитов (Ю.М. Баженов, A.B. Воробьев, В.А. Илюхин, В.П. Попов и др).

• контактно-конденсационное воздействие уплотнение, поризация

■ заполнение пор

• заполнение пор с расширением (уплотнением)

■ разрыхление,разуплотнение _(п

- преднапряжение

- демпфирование

(смягчение)

■ монотонное

- нарастающее

- убывающее

■ волнообразное

■ пиковое(всплесковое) ^

- преобладающее

- аддитивное

- синергетическое

- катализаторное 6

- материалы, состав, подбор и проектирование

- введение модификаторов, наполнителей (активные, инертные)

- введение фибры и др.

- условия, состояние системы и параметры, характеризующие образование коагуляционно-далее конденсационно-кристаллизационных структур и переход в кристаллизационную А

- кристаллогидраты (морфология, прочность, дисперсность, размеры, форма, условие для роста и направленность роста, физико-химическая неоднородность, заряд поверхностей, сродство поверхностей, контакты)

- регулирование плотности кристалогидратной связки

- формирование и регулирование пористости

- потенциал самозалечивания_

- постоянное

- временное

- взрывное

- импульсное

■ объемное

- поверхностное

- кластерное

- фибровое по расположению (ориентированное, произвольное

- периферийное

а

- химическое

- физическое

- механическое

- другое по природе

- одноуровневое

- многоуровневое

6

- внешнее

- внутреннее

- изотропное

- анизотропное

Рисунок 3 - Направления и механизмы управления структурой цементных композитов

Обобщенные и систематизированные физико-химические и механические факторы (параметры) формирования прочности и долговечности цементного камня на стадиях гидратации, структурообразования и твердения представлены в таблице 1.

Таблица 1

Физико-химические и механические факторы (параметры) формирования _прочности и долговечности цементного камня на стадиях:_

ГИДРАТАЦИИ

• Активность вяжущего:

- минералогия

- дисперсность

• Поверхность:

- общая поверхность исходного вяжущего

- распределение частиц по размеру

• Поверхностный заряд

• Скорость гидратации

• Степень гидратации

• В/Ц, вид и количество связанной и несвязанной воды

• СаО, содержание, связывание, виды и формы

ДОБАВКИ

• Водоредуцирование

• Избирательная адсорбция, поверхность гидратирующей фазы и кристаллогидратов

• Механизм действия, ГЛБ, диспергирование, влияние на количество кристаллогидратов

• Поверхностное натяжение, физико-химические свойства, химическое взаимодействие и др.

• Наличие минерального компонента, влияние на В/В, связывание с СН

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ

> Фазовые превращения:

■ состав гидратных фаз,

размеры, содержание, объёмные изменения

» Изменение рН:

> Содержание, вид и формы СН

> С/в

> Скорость и степень гидратации

> Направленность формирования пористости (гелевая, капиллярная, макро); по

сквозьрастворному или по диффузионному механизму

> Условия твердения

> Уход (внутренний)

ДОБАВКИ

> Регулирование пористости, уровень микро и макропористости

> Связывание с СН, ГСК, ГА и ГС А К

> Для ОМД - взаимодействие с СН, гидратными фазами, вклад в формирование матрицы по дисперсности и регуляции В/В

> Уход внутренний (регулирование водного баланса: водоудерживание, водоотдача)

ТВЕРДЕНИЯ

• Ранние сроки, поздние сроки

• Структурная неоднородность цементного камня, размеры кристаллитов и дисперсность

• Объём кристаллогидратной связки, особенно С-Э-Н

• Прочность монокристаллов и контактов между ними

• Пористость:

- формирование и распределение пористости

- объем фазообразующнх пор

- зависимость прочности от ранга, диаметра и распределения пор

• Фазовые объёмные изменения, степень заполнения пор, распорный эффект

• Морфология и объем кристаллогидратов, С/Б

• Количество, вид СН и форма СН (твёрдый, жидкий)

• Степень гидратации

• Потенциал самозалечивания:

- количество, распределение, дисперсность зерен, возможность к доставке Са2+

• Условия твердения

• Уход (внутренний и внешний)_

Обозначено: СН - гидрооксид кальция, ГСК и ГСАК - гидросиликаты и гидросульфоалюминаты кальция соответственно, ГА - гидроалюминаты, С-8-Н -гидросиликаты кальция, СаО - окись кальция, С/8 - основность гидросиликатов кальция, ГЛБ - гидрофильно-лиофильный баланс, В/Ц и В/В - водоцементное и водовяжущее отношения, ОМД - органо-минеральные добавки.

Закономерности связи прочности и пористости цементного камня.

Направленное формирование требуемого уровня прочности и долговечности цементных композитов и бетонов на их основе доминирующим образом связано с формированием, организацией структуры порового пространства, распределением пор. Имеющиеся многочисленные результаты исследований по взаимосвязи: прочность-пористость по-разному классифицируют ранги пор. Для оценки вклада отдельных рангов пор в формирование свойств цементного камня принята классификация, предложенная B.C. Данюшевским и К.А. Джабаровым, с дополнением по A.B. Лыкову и М.М. Дубинину - делением рангов капиллярных пор на микрокапиллярные радиусом до ЮОнм (0,1мкм) и макрокапиллярные с радиусом > ЮОнм (таблица 2).

Таблица 2 - Распределение и классификация пор в цементном камне и характерные

диаметры пор

Вид пор в ЦК Интервал по диаметру, нм Характерные диаметры, нм Природа образования

Гелевые до 20 4 между ГСК (С-Б-Н)

Промежуточные 20-50 30-40 между крупно-кристаллич. продуктами

Капиллярные: 50-2000 не заполненные поризованными продуктами гидратации

- микро 50+200 60-80

- макро 200-2000 300, 1400

Макропоры (100-1000>103 вовлеченный воздух

Такое распределение пор обосновывается, как известно, природой их образования, наличием характерных преобладающих пиков по диаметрам и, наконец, состоянием пор по содержанию в них внутрипоровой жидкости. Поры с радиусом до 100 нм при нормальных условиях эксплуатации практически всегда заполнены жидкостью.

Структура ЦК I структура II структура III структура IV структура

нцк НЦК НЦК НЦК НЦК

ГЦК ГЦК ГЦК ГЦК ГЦК

Пг Пг Пг Пг Пг

Пп Пп Пп Пп Пп

Пк Пк Пк Пк Пк

Пм Пм Пм Пм Пм

ПЩ

II структура

III структура

Пг

^ Ь. Пп о о <5 Пк -+-J 'и Пм "Y^'v

>; 'V V -о о о i У

л ■■ -. Л- Ъ о о lJ J

НЦ - негидратированные цементные частицы; ГЦК - объем цементного камня без пор; Пг - объем гелевых пор; Пп - объем промежуточных пор, Пк - объем капиллярных пор; Пм - объем макропор

Рисунок 4 - Многоранговая структура цементного камня по типу пор

Известна многоранговая модель цементного камня с разработанным математическим аппаратом для расчета параметров, в том числе прочности, для таких структур.

90 сут

2 суг

30

90

40 50 60 70 80 Степень гидратации, % о - рассчитанная гелевая пористость В/Ц=0,4;

• - экспериментальная гелевая пористость В/Ц=0,4; О - рассчитанная гелевая пористость В/Ц=0,6;

• - экспериментальная гелевая пористость В/Ц=0,6

б)

30 40 50 60 70 80 90 Степень гидратации, %

д - рассчитанная капиллярная пористость В/Ц=0,4; ж - экспериментальная капиллярная пористость В/Ц=0,4; Д - рассчитанная капиллярная пористость В/Ц=0,6; А - экспериментальная капиллярная пористость В/Ц=0,6

В)

40 50 60 70 80 Степень гидратации, %

90

Установлено что повышение прочности пористого материала возможно одним из трех путей или их сочетанием: снижением общей пористости; снижением числа рангов пор (с выравниванием их размеров); выравниванием локальных относительных плотностей. В развитие такого подхода нами предложено: для оценки изменения пористости и определения ее влияния на структурообразование и прочность цементного камня (далее ЦК) экспериментальные результаты по пористости пересчитывать с учетом многоранговой структуры ЦК; оценивать вклад каждого ранга пор по методу «суперпозиции» с использованием предложенной и разработанной модели относительно к непоризованной матрице цементного камня и далее, ослабленной соответствующим рангом пор от гелевой до макропор (рисунок 4).

Рассчитанные значения пористости разного ранга пор по отношению к объему прогидратированной части цементного камня в соответствии с многоранговой структурой цементного камня по типу пор (см. рисунок 4) определяются по формулам:

V е

. г.*. _ у -в V

V Йv ' "

' г о

е'У

К+К.

,+еУ

0,2)

(3)

=т- (4)

Оу,

□ - рассчитанная промежуточная пористость В/Ц=0,4;

■ - экспериментальная промежуточная пористость В/Ц=0,4;

□ - рассчитанная промежуточная пористость В/Ц=0,6;

■ - экспериментальная промежуточная пористость В/Ц=0,6

Рисунок 5 - Экспериментальные и рассчитанные значения гелевой (а), промежуточной (б) и капиллярной (в) пористости по отношению прогидратированной части цементного камня

К + Кп+К, . где ег - гелевая пористость по отношению к объёму прогидратированной части цементного камня с гелевыми порами; еп - промежуточная пористость по отношению к объёму прогидратированной части цементного камня с гелевыми и промежуточными порами; е* - капиллярная пористость по отношению к объёму прогидратированной части цементного камня с гелевыми, промежуточными и капиллярными порами; е0' е„ - общая, общая (гелевая, промежуточная, капиллярная) пористость по отношению к объёму прогидратированной части цементного камня; е*+„ - капиллярная и промежуточная пористость по отношению к объёму прогидратированной части цементного камня с гелевыми, промежуточными и капиллярными порами.

Проведенные перерасчеты значений экспериментальной пористости различных рангов пор в многоранговых структурах цементного камня (см. рисунок 4) по предложенному подходу показали, что:

- промежуточная и микрокапиллярная пористости убывают по мере твердения ввиду того, что в них содержится фазообразующая жидкость и будут происходить процессы образования вторичных, их рост и рост первичных кристаллитов с перекристаллизацией, что подтверждается расчетами по предложенной методике;

- макрокапиллярная пористость практически будет уменьшаться только за счет роста кристаллогидратов в порах микрокапиллярного и промежуточного ранга;

- гелевая пористость, рассчитанная по отношению к объему гидратированного цементного камня по мере твердения - убывает, а объем экспериментальной гелевой в общем объеме пор - увеличивается;

- по мере твердения абсолютный объем промежуточной и микрокапиллярной пористости должны убывать в связи с их уплотнением за счет роста в них первичных, а также образования и роста вторичных кристаллогидратов, что подтверждается результатами рассчитанной промежуточной пористости, в то время как экспериментально полученная пористость уменьшается (рисунок 5).

Предложенный метод расчета пористости на основе экспериментальных данных по дифференциальной пористости дает более глубокую и реальную оценку вклада рангов пор в формирование структуры и прочности ЦК.

Рассчитана, интерпретирована и использована зависимость между пористостью и локальной пористостью для объемной модели с плотной упаковкой регулярно распределенных сферических пор с привязкой к модели цементной матрицы (рисунок 6). С использованием предложенной модели, по взаимосвязи: «пористость-локальная пористость-коэффициент концентрации напряжений», рассчитаны интервалы влияния отдельных рангов пор на формирование структуры и прочности цементного камня.

Юг

0 55

05

0,45

«а 0,4

о о 0,35

О 0,3

о* 0,25

С 0,2

0,15

0,1

0 05

0

-ш

1 d

е = -л\ — 6 {Ь)

_/ÖTö /О^о/ о

£) О О

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Локальная пористость d/b

1,0

0,2 0,4 0,6 0,8 Локальная пористость d/b

Рисунок 6 - Рассчитанная взаимосвязь пористости и локальной пористости для объемной модели с регулярным распределением сферических пор

Рисунок 7 - Результирующие значения коэффициента концентрации напряжения К (К') около отверстия для изотропной модели матрицы в упруго-пластической стадии работы, ослабленной рядом одинаковых круговых отверстий

В качестве модели для оценки взаимосвязи «локальная пористость - коэффициент концентрации напряжений» принята классическая модель и полученные на ее основе решения A.C. Космодамианского по оценке напряженного состояния для плоской задачи в упругой стадии работы пластины с отверстиями.

Определены максимально возможные результирующие значения коэффициентов концентраций напряжений (К) от локальной пористости для регулярной модели (рисунок 7). По результатам обсчета, на примере экспериментальных данных B.C. Данюшевского по пористости (см. рисунок 5), для цементного камня получены интервалы изменения значений локальной пористости (рисунок 8) и коэффициента концентрации напряжений для разного ранга пор (рисунок 9). По данным А.Е. Десова концентрация напряжений вблизи пор и пустот в бетоне имеет 9 - 27 - кратное значение по сравнению со средними напряжениями, что объясняется повышенной дефектностью структуры бетона в сравнении с цементной матрицей.

Объективнее оценивать коэффициенты концентрации напряжений для моделей различного ранга пор относительно к минимальному коэффициенту концентрации равного 3,0, который постоянно присутствует при наличии пор (рисунки 7, 9).

а) 0,55 0,5 0,45 0,4 л 0,35 § 0,3

а °-25 |о,2

С 0,15

0,1 0,05 0

/

2 суто

2,суток ~ 11» /

.Пи,

;* ' 90 cvtok •

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0. Локальная пористость d/b

0,9

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Локальная пористость d/b

Рисунок 8 - Диапазон изменения величины относительного расстояния между порами (локальная пористость) от рассчитанной пористости различного ранга пор

(Пп - промежуточная, Пк -капиллярная) модели пористого тела цементного камня нормального твердения с В/Ц=0,4 (а) и В/Ц=0,6 (б)

Установлено, что интервалы локальной пористости, а соответственно концентрации напряжений, для каждого интервала пор - различны, что указывает на их разное качественное и количественное влияние на формирование прочности ЦК (см. рисунок 9).

а),

2 g

1» а.

2 суток

-Пк

г^сут Пи

90 суток /. _90с>"гсж/

0,2 0,4 0,6 0,8 Локальная пористость, d/b

0,2 0,4 0,6 0,8 Локальная пористость, d/b

Рисунок 9 - Диапазон изменения коэффициента концентрации напряжений в модели матрицы цементного камня нормального твердения с В/Ц=0,4 (а) и В/Ц=0,6 (б) для разного ранга пор (Пп - промежуточная, Пк - капиллярная) во взаимосвязи с локальной пористостью во времени 17

Известные представления и зависимости связи прочности поризованной матрицы от концентрации напряжений оценивают прочность цементных структур с учетом влияния разных рангов пор в виде

R-i - R-гцк" кг', = RJ' Кп'; R,„ = R„ • Кк'; R,v = Rlu ■ Kj;

Rjik = Rir ' ~ ^гцк ' Kr ' • KK • KM ,

где Rrm -прочность непоризованной ЦК структуры l,R, - прочность ЦК с гелевой пористостью,R„, Rm, Ri¥ -прочность ЦК с промежуточной, капиллярной и макрокапиллярной пористостью соответственно (структуры II, III, IV), Rm - прочность ЦК, Кг,Кп,Кк,Км -коэффициенты концентрации напряжений в зависимости от локальной пористости для цементной матрицы с гелевой, промежуточной, капиллярной и макрокапиллярной пористостью соответственно.

Наиболее чувствительным по вкладу является изменение концентрации напряжений от кинетики капиллярной пористости (таблица 3), варьирующейся в широком диапазоне, особенно макрокапиллярной, с радиусом пор более 100 нм.

Интервалы изменения гелевой и промежуточной пористости практически не будут оказывать влияния на изменение прочностных показателей, т.к. матрицы структуры I и II (см. рисунок 4) недоиспользуют свой прочностной потенциал в предельной стадии (см. таблицу 3).

Таблица 3

Ранг пор в ЦК, твердение в нормальных условиях d/b (В/Ц) К'

- гелевые 0,81-0,66 2,0-1,3

- промежуточные, в возрасте 2 и 90 суток соответственно 0,6-0,47 (В/Ц=0,4) 0,65-0,63 (В/Ц=0,6) 2,3-1,6 2,6-2,8

- капиллярные, в возрасте 2 и 90 суток соответственно = 0,8-0,4 (В/Ц=0,4) = 0,8-0,45 (В/Ц=0,6) >3,5-1,4 >3,5-1,5

Полученные результаты подтвердили известные экспериментальные данные и показали, что при повышении В/Ц значения локальной пористости и склонность к развитию дефектности цементной матрицы в процессе твердения существенно увеличивается. При этом вклад отдельных рангов пор на локальную пористость, а следовательно, и на возможность ослабления структуры цементного камня различен.

Определены диапазоны изменения коэффициента концентрации напряжений от локальной пористости различного ранга пор в модели матрицы для ЦК нормальных условий твердения и после тепловлажностной обработки (см. таблицу 3).

Обобщением полученных данных по оценке вклада отдельных рангов пор в формирование структуры и прочности цементного камня, с использованием предложенного подхода, выявлено, что по отношению к поризованной матрице, с постоянно присутствующим минимальным коэффициентом концентрации напряжений К=3, значения К для разного ранга пор варьируются в разных пределах в зависимости от В/Ц, сроков и условий твердения.

На примере рассчитанных и обработанных результатов известных экспериментальных данных по пористости, получены следующие интервалы

изменения приведенного коэффициента концентрации напряжений (К') в многоранговой модели ЦК (см. таблицу 3):

- для промежуточной пористости от 2,5 до 1,5 (во И структуре по рисунку 4);

- для капиллярной пористости от 3,5 до 1,2 (в Ш структуре по рисунку 4), изменяющиеся по мере структурообразования от 2 до 90 суток твердения соответственно.

Для плотного цементного камня с объемом макропор 1-2% (IV структура по рисунку 4) влияние последних на развитие дефектности, формирование и поддержание уровня прочности структуры ЦК незначительно.

Иллюстрацией достаточной сходимости экспериментальных и расчетных данных является сравнение данных в обработке Ф.В. Лохером ряда исследований по связи прочности ЦК на сжатие с его капиллярной и общей пористостью (рисунок 10).

Эти данные показывают потенциал прочности цементного камня, а также чувствительность прочности от изменения капиллярной пористости в диапазоне ее объема от 0,02 до 0,20. Экспериментальные данные по отношению прочностей ЦК в пределах 2,2-3,6 при равенстве объема общей пористости объему капиллярных пор хорошо согласуются с результатами, полученными при расчетах для предложенной ранее модели во взаимосвязи «прочность-пористость», что подтверждает ее достоверность, хорошую сходимость и возможность применения для оценки влияния ранга пор на прочность цементного камня (таблица 4).

700 п

500

С 2

£ 400

(5 Ы

о

1 » 1 1

\t

ч

о \

\о □ \ о и % Л, \ \ 3

и

Таблица 4 - Соотношение прочности цементного камня на сжатие при равенстве: объема общей пористости е„ объему капиллярных пор Ун „

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Пористость о Д □ - данные Р.Ф.Фельдмана и ДД.Бодуэна, Г.И.Вербека и Р.Х.Хельмута, М.Юденфройцда, Г.Вишерса соответственно по твердению в нормальных условиях; • — данные Р.Ф.Фельдмана и Д Д.Бодуэна по термовлажностной обработке; " — данные Д.М.Рой и Г.Р.Гоуды по горячему прессованию

0,6

Пористость ( е0 = Г„.„. ) Прочность, МПа Отношение прочностей

цементного камня (е„) цементного камня (Vu „)

0,02 670-470 215-150 3,1-3,1

0,05 460-375 190-135 2,4-2,7

0,07 390-350 170-115 2,3-3,0

0,10 350-280 150-100 2,3-2,8

0,15 300-230 110-75 2,7-3,1

0,20 200-180 90-50 2,2-3,6

0,30 100-70 70-30 1,4-2,3

0,40 50-30 40-25 1,3-1,2

Рисунок 10- Взаимосвязь прочности цементного камня на сжатие с его капиллярной (1) и общей (2,3) пористостью

распределения напряжений в окрестностях жесткого ядра-включения в случае равномерного растяжения или сжатия тела с малым жестким шаровым включением

К фактору, ослабляющему структуру и снижающему прочность, добавляется и накладывается негативное влияние жестких неоднородных включений в цементной матрице с максимальной величиной концентрации напряжений до 2,0 в зависимости от плотности их размещения (рисунок 11).

Наличие таких жестких включений, например, в виде недогидратированных зерен вяжущего, наполнителей, кристалл-литов, а также их сростков наиболее вероятно в межкапиллярном пространстве на уровне макрокапиллярной пористости, что также определяет ее доминирующее влияние на возможность ослабления структуры цементной матрицы.

Одним из перспективных направлений предложенного подхода, для дальнейших исследований является возможность оценки и регулирования уровня напряженно-деформированного состояния цементных композитов и бетонов на их основе в процессе нагружения и/или эксплуатации в зависимости от организации поровой структуры. Такое решение возможно путем введения наполнителей на разном уровне структуры с различной формой, жесткостью и размерами, в том числе маложестких включений (демпферов по П.Г.Комохову) или наполнителей-индикаторов, например, в виде полых или наполненных сферолитов с определенной жесткостью, в количестве и требуемых размеров, необходимых для регулирования и получения оптимальной относительной локальной пористости, в зависимости от задачи по управлению структурой или определению уровня напряженно-деформированного состояния цементных композитов и бетонов на их основе (см. рисунки 6, 7).

Введение в цементные композиты гранул - сферолитов с определенными размерами и содержанием (наполнением) в требуемом количестве и объеме может обеспечить возможности самозалечивания дефектов и нивелирования деструктивных процессов на соответствующем уровне: микро-, мезо- и макроструктуры.

С использованием разработанного подхода по оценке вклада составляющих структуры цементного композита расширяются возможности управления структурой цементного камня и бетонов на его основе для получения заданных, требуемых прочностных и эксплуатационных свойств.

Сохранение достигнутого уровня прочностных и эксплуатационных характеристик цементных композитов и бетонов на их основе во времени.

Набор и поддержание достигнутого уровня прочности обеспечивается формированием и развитием такой структуры цементного камня, когда позитивное структурообразование нейтрализует деструктивные процессы и превалирует над ними. Наличие процессов деструкции в процессе твердения цементных композитов, их значение признается многими исследователями, но не имеется единого объяснения механизма деструкции и ее роли в формировании и развитии структуры.

По известному определению, деструкция - нарушение или разрушение нормальной исходной структуры материала под действием температуры, кислорода, влаги, углекислого газа, внутренних напряжений. В результате деструкции изменяются технологические свойства материала и он становится непригодным для практического применения. Существующие основные теории и объяснения процессов деструкции цементного камня основываются на физической, механической, химической природе происходящих процессов или их сочетании: теория структурной недолговечности (П.А.Ребиндер с сотр.); механизм деформации бетона, как материала со свойствами неравномерного поля внутренних напряжений и дискретностью (A.A. Гвоздев); снижение прочности водонасыщенного бетона вследствие облегчения микротрещинообразования при адсорбции твердым телом полярной жидкости (Г.П. Вербецкий); теория дислокаций; различная сила капиллярного подсоса и обжатия при водонасыщении и насыщении полярной жидкостью (З.Н. Цилосани, A.M. Подвальный); необходимость ограничения пористости структуры цементного камня в условиях водонапорной эксплуатации (И.Н. Ахвердов); теория структурно-механической неоднородности и внутриструктурных напряжений разнообразной природы (В.В. Бабков); теория внутрипорового давления (A.B. Волженский, и др.); расчет кристаллизационного давления и давления срастания (В.Я. Хаимов-Мальков,

A.Ф. Полак, В.В. Бабков и др.); оценка возможности прорастания и роста кристаллогидратов в зависимости от размера пор и степени пересыщения жидкой фазы (А.Е. Шейкин, Ю.В. Чеховский, М.И. Бруссер); использование низких водоцементных отношений (A.B. Волженский с сотр.); теория неполноценности по долговечности систем на основе цементов высокой дисперсности, низким В/Ц (В.В. Бабков,

B.Г. Батраков, С.С. Каприелов, П.Г. Комохов, А.Ф. Полак, A.B. Шейнфельд); возможность снижения прочности модифицированных бетонов (В.Г. Батраков); твердение и деструкция гипсоцементных материалов (Ф.Ф. Алкснис); теория нестабильности гидроалюминатных и гидросульфоалюминатных фаз (Г.И. Овчаренко с сотр.); значение и исследование пути образования благоприятного по морфологии термодинамически устойчивого соединения; образование альфа-гидрата C2S с низкими структурообразующими свойствами (B.C. Данюшевский); теория адаптационной эволюции цементного камня (В.Л. Чернявский); теория саморазрушения бетона (Г.Н. Пшеничный); растрескивание гидратной оболочки в результате послойно накапливающихся новообразований (Ю.С. Малинин с сотр.);

21

отрицательное влияние повышенной температуры (A.A. Стригоцкий, Е.К. Мачинский); объемная контракция, увеличение пористости и развитие вакуума цементного камня после образования структуры (Б.Г. Скрамтаев с сотр); слишком тонкий помол цементов, неправильная термообработка бетонных изделий, несоответствующее применение добавок к бетону (И. Штарк, Б. Вихт); термодинамическая нестабильность минералов цементного камня (О.П. Мчедлов-Петросян, В.И. Бабушкин); потери после искусственной сушки на открытом воздухе (H.A. Мощанский); деградация прочности -бетоны на известково-пуццолановых цементах (В.Н. Юнг); характерное замедление и прекращение роста прочности после температурной обработки (С. А. Миронов) и др.

Путем обобщения известных представлений и с использованием собственных результатов выделены факторы, обусловливающие деструкцию цементного камня и цементных бетонов, эксплуатирующихся в условиях неагрессивных сред (таблица 5):

Таблица 5

Факторы, обусловливающие проявление деструкции цементного камня и цементных бетонов, эксплуатирующихся в условиях неагрессивных сред

1 Высокое В/Ц, стимулирующее высокую скорость гидратации и ускоренный расход клинкерного фонда

2 Внешние воздушно-влажностные и температурные условия эксплуатации, стимулирующие развитие усадочных напряжений и локальных повреждений структуры, препятствующие проявлению процессов самозалечивания

3 Дисперсность вяжущего, высокое относительное содержание тонкой фракции (до 20 мкм), недостаточное количество средней фракции (30-60 мкм), избыточное количество крупной фракции (более 80 мкм)

4 Минералогический состав цемента, недостаточное количество клинкерной фазы Р - С25, ответственной за прочность цементного камня в условиях длительного твердения

5 Структура порового пространства цементного камня с малым количеством фазообразующих (заполненных поровой жидкостью) пор диаметром до 200 нм и сравнительно высокое содержание макрокапиллярных пор

6 Перекристаллизационные процессы, происходящие в кристаллогидратном сростке цементного камня

7 Недостаточный потенциал самозалечивания

8 Достижение стадии развития структуры ЦК с высоким уровнем степени гидратации (9Х),8-0,9)

Возможность и способность системы к самозалечиванию. Для поддержания достигнутого уровня прочности цементного камня, со сформировавшейся и продолжающей развиваться структурой, важнейшим фактором обеспечения стабильности свойств является возможность и способность цементной системы к самозалечиванию.

Теоретическая ценность и практическая значимость оценки самозалечивания заключается в выявлении условий для протекания этого процесса, его необходимости и значимости для формирования структуры цементных композитов, обеспечения достижения и поддержания требуемого уровня прочностных и эксплуатационных свойств бетонов, изделий и конструкций на их основе.

Способность цементных систем к самозалечиванию и нейтрализации дефектов усадочного и перекристаллизационного характера отмечается многими авторами. В отдельных работах процесс самозалечивания рассматривается как частный случай самоуплотнения трещин: самоуплотнение сквозных трещин в железобетонных судах раскрытием до 0,005 см, в т.ч. бетонных плотинах (Б.Ф. Горюнов); заполнение в гидротехническом бетоне пор цементного камня и неплотностей под зернами заполнителя в кернах бетона напорной грани плотины после 40 лет эксплуатации карбонатом кальция с небольшой примесью эттрингита и брусита (Ю.Н. Микашвили); закрытие трещин, как полное, так и частичное, в бетоне до затопления или в момент затопления конструкций водой, отложение в трещине продуктов химических реакций, механический кольматаж трещин и раскрытие механизма самоуплотнения (Г.П. Вербецкий); этап самозалечивания вслед за появлением трещин в структуре оболочки зерна вяжущего и прилегающих участков ЦК (О.П. Мчедлов - Петросян, B.JI. Чернявский, А.Г. Ольгинский).

По известному определению, самозалечивание — зарастание трещин в бетоне кристаллами Са(ОН)2 и СаС03, сопровождающееся частичным или полным восстановлением прочности конструкции. Самозалечивание микротрещин и постепенное упрочнение структуры напрямую зависит от параметров загружения бетона в раннем возрасте, когда цемент способен вступать в химическое взаимодействие с водой в процессе испытания (10.М. Баженов). Одним из путей интенсификации структур ообразования является способ раннего нагружения (A.B. Саталкин). К проявлению возможности самозалечивания относится способность бетона работать в надтреснутом состоянии (К.А. Мальцев), существование уровня растягивающих напряжений, дающий возможность проникновения молекул воды в пространство между кристаллами (Ф.М. Ли), определение порогового давления прессуемой цементной системы для залечивания пор (В.И. Бетехтин и др.). В порах, заполненных водой в процессе структурообразования, наблюдается как рост кристаллов из раствора, так и их растворение (Л.Г. Шпынова с сотр.). На возможность и способность диффузии гидроокиси кальция, как носителя лечащего агента, сквозь поровое пространство структуры цементного камня указывают данные по исследованиям гидротехнических бетонов (Г.П. Вербецкий).

Оценивая возможности цементных систем к самозалечиванию, следует учесть, что в структуре цементного камня средний размер гелевых пор составляет 4 нм, что лишь в 1,7-4 раза больше размера молекул гидратных фаз, т.е. имеются благоприятные условия для процессов гидратации и структурообразования, практически исключается кольматация порового пространства, окружающего частицы клинкера кристаллического сростка, без проявления или с минимальным проявлением деструктурирующего распорного влияния.

Еще одним важным условием самозалечивания является наличие необходимого резерва недогидратированного клинкера (Ю.М. Баженов, В.В. Бабков и др.) или «клинкерного фонда» (В.Л. Чернявский, В.Я. Дубинский), использование грубомолотых цементов (М.С. Гаркави, В.И. Калашников, И. Штарк) или достаточного количества таких фракций в полидисперсном цементном вяжущем.

Для определения жизнеспособности твердеющей цементной системы и возможности к самозалечиванию особенно важным является наличие резерва клинкера, его доступности, расположения и транспортировки продуктов растворения сквозь поровое пространство к местам дефектности структуры, для подпитки процессов кристаллизации и перекристаллизации. Резерв клинкера присутствует в виде непрогидратированных частиц, располагающихся на определенном расстоянии

(не более). Они создают зоны подпитки сквозь поровую структуру, которые должны перекрываться (рисунок 12).

Проявление деструкции цементных систем, обусловленное физико-химическими и физико-механическими факторами структурообразования и твердения на разных стадиях, может привести к значительным сбросам прочности и снижению показателей эксплуатационных характеристик цементных композитов и бетонов на их основе, работающих в условиях неагрессивных сред. Для обеспечения условий набора и поддержания достигнутого уровня прочности реальным фиксируемым и контролируемым показателем является определение количественной и качественной возможности и доступности подпитки через водно-солевой раствор поровой жидкости ионов Са2+, поступающих от недогидратированных зерен исходного вяжущего к местам образования и раскрытия микротрещин, а также сквозь поровую структуру для

Рисунок 12 - Схема этапов растворения и структурообразования на ранних (а) и поздних (б, в, г) стадиях твердения: 1 - недогидратированные частицы вяжущего;

2 - уменьшающиеся гидратирующие частицы с сокращением радиуса подпитки;

3 - участки структуры цементного камня без подпитки; 4 - участки с дефектами,

образующимися в зонах без подпитки; Г|, г2, Гз - радиусы подпитки;

----исходные границы зерен,--границы подпитки, сз . зоны подпитки

При наличии определенных паровоздушных или воздушно-влажностных кондиций создаются условия для постоянного самозалечивания твердеющей структуры. Гидраты и кристаллиты формирующейся цементной системы представляют собой мало- и нерастворимые в воде соли с выделяющейся гидроокисью кальция в процессе гидролиза полиминералов цемента. В результате неравномерности выделения ионов кальция, флуктуации их плотности возникает градиент миграции сквозь поровую жидкость в процессе кристаллизации и перекристаллизации новообразований от зон с высокой основностью к зонам с низкой основностью. Процессы миграции жидкости катализируются постоянно имеющимся эффектом электрофореза из-за разных зарядов поверхностей исходных полиминералов, возникающих гидратов и кристаллитов, а также нагрева жидкой фазы и изменения концентрации (Л.Г. Шпынова с сотр.). Флуктуация плотности и скорость продвижения жидкости зависит от разности потенциалов, величины зарядов поверхностей на всех стадиях твердения и от капиллярных перетоков.

Для количественной и качественной оценки такой способности, в развитие известных представлений, нами предложено под термином «потенциал самозалечивания» понимать совокупность параметров цементной системы, обеспечивающей поддержание достигнутого и требуемого уровня прочностных и эксплуатационных показателей в течение гарантированного срока эксплуатации цементных композитов или бетонных изделий и конструкций. В соответствии с вышеприведенными данными о разной природе деструкции параметры потенциала самозалечивания также являются разными по природе или их сочетанию.

Потенциал самозалечивания - это количество, распределение, среднее расстояние между недогидратираванными зернами и их поверхность, дисперсность исходных и недогидратированных частиц вяжущего, наличие необходимого числа средней фракции, способность к доставке фазообразующих агентов от очагов растворения к местам кристаллизации и перекристаллизации на определенных стадиях структурообразования, зрелого и позднего твердения, организация поровой структуры, т.е. наличие системы фазообразующих пор радиусом от 5 до 100 нм.

Твердеющая структура цементного камня может быть представлена системой кластеров с включениями недогидратированных зерен вяжущего разной дисперсности, с неравномерным распределением частиц по размерам и расстоянию между ними. По мере твердения и гидратации число недогидратированных частиц - источников самозалечивания - уменьшается, а расстояние между ними увеличивается. Соответственно уменьшаются возможности системы к самозалечиванию через подпитку сквозь межпоровое пространство ионами Са2+ к возникающим очагам дефектности и перекристаллизации. Формируется цементная матрица с системой пор: гелевых, промежуточных, капиллярных и макропор. По мере снижения подпитки ионами кальция через межпоровую жидкость происходит перекристаллизация гидросиликатов кальция из высокоосновных в низкоосновные, образование и рост вторичных новых низкоосновных ГСК, что также является проявлением процессов самозалечивания в ЦК. Эти процессы приводят к самозалечиванию локальных разрывов кристаллогидратов, в том числе их базовых составов от действия усадочных, перекристаллизационных и других деструкционных факторов. Это сопровождается уплотнением межпорового пространства за счет увеличения объема гидратных фаз, трансформацией порового пространства с качественным и количественным изменением ранга пор. По мере растворения частиц вяжущего на стадиях глубокой гидратации, по мере уменьшения радиусов потенциальной подпитки и размеров частиц - образуются участки ЦК без подпитки, на которых, вероятнее всего, будут образовываться дефекты и развиваться деструктивные процессы (см. рисунок 12).

Процессы деструкции и самозалечивания протекают параллельно с начала образования кристаллизационной структуры и на всем протяжении жизненного цикла твердеющей цементной системы. Эти процессы взаимосвязаны и существенно влияют на формирование структуры цементного камня, усадку различного происхождения, его прочностные и эксплуатационные свойства.

Процесс деструкции цементного камня может носить объемный и поверхностный характер. Снижение прочностных и эксплуатационных характеристик в результате деструкционных процессов на поверхности и в объеме имеет разное приоритетное значение в зависимости от вида изделий и конструкций: объемное - для массивных, например, гидротехнических сооружений; поверхностное - для изгибаемых конструкций (плиты, балки) и внецентренно сжатых, относительно гибких конструкций (колонны, пилоны, стены). В последнем случае к факторам возникновения деструкции из-за отсутствия условий для самозалечивания на отдельных участках -очагах дополнительно накладывается негативный фактор развития напряжений от внешних воздействий, в большей степени на периферийных участках бетонных изделий и конструкций, в т.ч. из-за разного водонасыщения по глубине. Совокупность этих факторов ослабляет требуемые показатели защитного слоя бетона.

Обобщенные и систематизированные условия, способствующие развитию процессов самозалечивания в цементном камне, представлены в таблице 6.

Таблица 6

Условия, способствующие развитию процессов самозалечивания в цементном камне, композитах и бетонах на его основе на стадиях твердения и эксплуатации

Внешние Внутренние

1 Воздушно-влажностные и температурные параметры твердения и эксплуатации Наличие необходимого резерва недогидратированного клинкера (степень гидратации 0<О,7-О,8)

2 Напряженно-деформированное состояние структуры Оптимальное соотношение и количество основных фракций в исходном полидисперсном цементе

3 Фактор длительности твердения Наличие относительно высокого содержания фазообразующих пор, заполненных поровой жидкостью (промежуточных и микрокапиллярных диаметром до 200 нм)

4 Неравномерность (дискретность и очаговость) выделения ионов Са2+ при растворении клинкерных фаз, флуктуация их плотности, градиент миграции ионов Са2+ из зон с высокой основностью к зонам с низкой основностью, эффект электрофореза из-за различия зарядов поверхности исходных полиминералов при растворении и образующихся кристаллогидратов, усиливающийся при нагреве жидкой фазы и изменении концентрации по СН в поровой жидкости

5 Капиллярные перетоки в связи с разноразмерностью пор

Наиболее важным для обеспечения возможности подпитки растворяющимися ионами Са2> является оценка расстояния между недогидратированными частицами и величины поверхности гидратируемых гранул вяжущего на определенной стадии структурообразования и твердения. Эти факторы зависят от гранулометрического состава исходного вяжущего, водовяжущего отношения, глубины гидратации.

Использование возможностей лазерной гранулометрии значительно продвинуло развитие исследований кинетики гидратации и структурообразования вяжущих, в том числе цементных систем. В настоящей работе предлагается использовать результаты исследования дисперсности вяжущих методом лазерной гранулометрии для оценки возможности цементных систем к самозалечиванию. Методика основана на применении разработанного и апробированного математического аппарата, позволяющего рассчитать параметры гидратируемой и твердеющей структуры цементных систем на разных стадиях гидратации с использованием экспериментально полученных данных по фактическому распределению частиц цемента. Гидратирующая и твердеющая цементная система представлена в виде глобулярной модели с кубической упаковкой сферических частиц вяжущего.

Для нескольких цементов, по результатам определения дисперсности с применением лазерной гранулометрии, впервые рассчитаны ключевые параметры и их соотношение по взаимосвязи степени гидратации от глубины растворения зерен при дискретных величинах гидратации частиц цемента, средний диаметр недогидратированных частиц и среднее расстояние между ними при рассчитанной степени гидратации.

Рассчитанные показатели оценивают состояние цементных систем на разных стадиях гидратации исходя из фактической гранулометрии вяжущего и водовяжущего отношения.

Расчёт параметров структурообразования цементных систем ведётся для степеней гидратации, соответствующих полному растворению частиц среднего диаметра 2,5; 7,5; 15; 25; 35; 45; 55; 65; 75; 85; 95; 150 мкм. Средний диаметр частиц выбран в соответствии с данными фактического рассева (рисунок 13). Выбранные величины соответствуют преобладающим размерам частиц по фактическим экспериментальным данным лазерной гранулометрии для конкретных видов рассматриваемых цементов, а) б) 100,-, -- 25

90

= 80 ---------И" '

| 70

--1- 15 Я

5 50 £ 40

О

5 зо

6 20 Ц- - I- --*Л 5 =

10

17,6

/

2 /2 12,5

1 _ 10,й

7,6

5,0 3,8 4,7

— — — — -

0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100200 Размер частиц, мкм

0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 200300 Размер частиц, мкм

Рисунок 13 - Распределение размеров частиц цемента ПЦ 500 ДО (а) и ПЦ 400 ДО (б) производства ОАО «Сода» по результатам лазерной гранулометрии и расчётная степень гидратации при полном растворении соответствующего размера частиц цемента и глубине гидратации, равной среднему радиусу этих частиц

Объем единичной регулярной ячейки модели цементного камня Уцк можно привести к виду на рисунке 14.

б)

«п о"

1Л>

о

-Ь)

О (.. О / с о

( I

ряд

Рисунок 14 - Единичный объём цементной системы (а) и проекции непрогидратированных частиц клинкера на грани единичного объёма цементной системы для кубической упаковки (б): 1 - объем прогидратированного клинкера (цементный гель, гелевые, капиллярные и макропоры, вода) - У„,г,\ 2 - объем непрогидратированного клинкера - Уг.

Так как а=Ьср-п, У=а3, У^В3с/,-М, то общее число частиц в единичном объеме составит:

V V м-1лЛ- = —'лё— у -и3

V, 4 з ' " " 11 --п-г,

4 з -•п-г, 3 '

¿3

К, 3

(5), (6), (7)

где п - число частиц в одном ряду единичного объёма, И- общее число частиц в единичном объёме, Ь^ - среднее расстояние между центрами частиц, Др - диаметр частицы непрогидратированного клинкера на 1 стадии гидратации, Уц - объём одной частицы непрогидратированного клинкера на 1 стадии гидратации, г, - радиус частицы непрогидратированного клинкера на 1 стадии гидратации.

Риг + Рг

Р,.г

= 1 + -

Рн.г Рг

(8)

где тч„- масса цементного камня, т„.г1 - масса непрогидратированного клинкера, тг1 - масса прогидратированного клинкера (цементный гель, капиллярные и макропоры);

■-О-«*. тнг^(\-в)-т,

1 Р„.г

г." "(1-0) Рг '

(9), (Ю), (11)

где в • степень гидратации. Среднее расстояние между центрами частиц непрогидратированного клинкера:

Т -I4 - -3 1 Р*.г

Ь = з — ■ тс • г---р, = -

р (1-0) рг Иг

геля геля

У...+У.+У.,

Плотность гидрата можно определить по упрощённой формуле:

т„ +т.

т., +ы-ти

1 + ы

к = -

К + К+К.

(12), (13)

(14)

т •(-+-) (* +1)4-+-) ' У- + У< Р, Р. Рч Р.

где ргеля(Угедг)- плотность (объём) цементного геля, р,{У.) - плотность (объём) воды затворения, Р„р(У,ор) - плотность (объём) пор, рч(Ун) - плотность (объём) цемента, Уюэд - объём вовлечённого воздуха, и1- водоцементное отношение, рг - плотность цементного камня, поризованного гелевыми порами.

3,15 Рг 1,92"

Среднее расстояние между частицами по краям £'= £ - йср (15)

^ I

2 Р 1

Для В/Ц=0,3 рассчитанная и принятая рг~ 1,92 г/см , а = —— = 1,64.

Рисунок 15 - Цементная система до затворения (а), на стадии твердения (б) и модель цементной системы (в): 1 - непрогидратированная фаза; 2 - прогидратированная фаза; 3 - частицы непрогидратированной фазы, приведённые к среднему диаметру; 4 - прогидратированная фаза модели

Результаты расчёта среднего расстояния между краями частиц и их среднего диаметра для нескольких портландцементов сведены в таблицу 7.

Таблица 7 - Расчётные параметры гидратируемой цементной системы при разной глубине гидратации с фактическим распределением частиц цемента по результатам лазерной гранулометрии

Глубина гидратации цементных гранул, мкм Степень гидратации, 0 Средний диаметр недогидратировавших частиц вяжущего, мкм

Среднее расстояние между гранулами этих частиц, мкм

ПЦ 500 ДО «Сода» ПЦ 400 ДО «Сода» ПЦ 400 дао «Сода» ПЦ 400 дао Катав-Ивановск ПЦ 500 ДО «Сода» ПЦ 400 до «Сода» ПЦ 400 дао «Сода» ПЦ 400 дао Кат,- Ив

0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 34.08 0.00 53.62 0.00 48.66 0.00 22.60 0.00

1.0 0.33 0.24 0.27 0.41 42.06 3.63 63.68 2.65 59.82 3.33 29.14 3.88

2.5 0.55 0.43 0.46 0.64 47.36 11.37 70.58 10.33 67.16 11.23 31.82 10.69

4.0 0.68 0.55 0.58 0.76 51.83 20.20 76.47 18.39 73.37 19.76 33.82 17.91

5.0 0.73 0.61 0.64 0.82 54.75 25.75 80.11 24.11 77.24 25.96 35.14 24.02

6.0 0.78 0.66 0.69 0.86 57.52 33.05 83.43 30.19 80.83 32.69 36.44 30.26

7.0 0.82 0.70 0.73 0.89 59.98 40.99 86.36 36.26 84.01 39.53 37.50 36.89

8.0 0.85 0.74 0.76 0.91 62.30 49.15 89.02 43.55 86.94 46.03 38.51 43.17

9.0 0.87 0.77 0.79 0.93 64.68 56.68 91.53 50.47 89.74 53.76 39.77 51.95

10.0 0.89 0.79 0.81 0.95 66.98 65.87 93.77 56.18 92.30 60.31 41.17 65.05

15.00 0.94 0.87 0.89 0.98 75.45 107.74 100.96 88.47 100.90 99.26 47.91 119.86

20.0 0.97 0.91 0.93 0.99 80.42 165.58 103.57 116.10 104.59 136.63 54.92 187.38

30.0 0.99 0.96 0.97 0.99<9<1.0 0 80.88 275.95 101.64 180.85 104.19 214.53 68.39 233.34

Значение параметров на стадиях глубокой гидратации: 0,8<6<0,9 0,9<9<0,95

0,95<ес0,99

По результатам проведенных экспериментально-аналитических исследований и расчетов для 4-х цементов выявлено, что на поздних стадиях (0>0,8) расстояние между недогидратированными частицами цемента сопоставимо со средним диаметром оставшихся частиц цемента и составляет 1-3 среднего диаметра недогидратированных частиц, или 50-200 мкм, что согласуется с известными экспериментальными данными электронной микроскопии.

Результаты анализа экспериментальной модели показывают, что зрелые стадии твердения на уровне степени гидратации 0=0,6-0,7 соответствуют глубине гидратации зерен в пределах 4,0-7,0 мкм, т.е. растворению частиц диаметром до15 мкм, а поздние стадии твердения с 0=0,8-0,9 соответствуют глубине гидратации зерен от 7,0 до 15 мкм. Эти данные согласуются с экспериментальными данными Тейлора по определению глубины гидратации частиц вяжущего по нескольким цементам

Продолжительность твердения, сутки Степень гидратации, %

Рисунок 16 - Экспериментальные данные (по Х.Тейлору) по глубине гидратации частиц двух видов цемента во времени (а) и зависимости расчётной степени гидратации от глубины гидратации гранул (б) для цементов: 1 - ПЦ 400 ДО ОАО «Сода»; 2 - ПЦ 500 ДО ОАО «Сода»; 3 - ПЦ 400 Д20 Катав-Ивановск

Результаты расчетов подтвердили количественно, что при практически равных значениях степени гидратации потенциал самозалечивания и структурообразования для разных цементов различен ввиду их разной дисперсности (см. таблицу 7).

Разработанный подход позволяет анализировать возможности использования резерва клинкера соответствующих фракций в процессах самозалечивания и может быть рекомендован к применению для оценки параметров структурообразования цементных систем.

Для определения степени гидратации образцов цементного камня водных условий твердения разработан аналитический аппарат и апробирован экспериментально-гравиметрический метод, на который составлен нормативный документ СТП 03-07 «Цементный камень. Рекомендации по определению степени гидратации цемента в твердеющем цементном камне водных условий хранения».

Проведенные многочисленные эксперименты, в том числе для цементов с разной удельной поверхностью, показали хорошую сходимость результатов с показателями по известному методу (рисунок 17).

На рисунке 17 представлены результаты проведенных экспериментов по определению степени гидратации цементного камня во времени при водных условиях твердения на цементе ПЦ500-Д0 (ОАО «Сода») с разной удельной поверхностью с В/Ц=0,3 (а) и В/Ц=0,4 (б) по разработанной методике.

На рисунке 18 представлены результаты проведенных экспериментов по определению прочности на сжатие образцов цементного камня (2x2x2см) во времени при водных условиях твердения на цементе ПЦ500-Д0 (ОАО «Сода») с разной удельной поверхностью при В/Ц=0,3 (а) и В/Ц=0,4 (б). Результаты показали наличие стабильного эффекта сброса прочности при глубокой степени гидратации, причем, с повышением В/Ц (рисунок 186)) этот эффект фиксируется в более раннем возрасте.

а)

К 0.9

Й 08

Й 07

1? 0,6

С 0.5

Й 0,4

1» С! 0.3

В 0,2

и 0,1

=4=

£ I г

»3500 си/г а 5000 см7г о 6500 см?г

О 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 100 200 ЗОО 400 500 600 700

Возраст, сутки Возраст, сутки

* ■ • - значения степени гидратации полученные методом "связной воды".

Рисунок 17 - Изменение степени гидратации цементного камня во времени при водных условиях твердения на цементе ПЦ500-Д0 (ОАО «Сода») с разной удельной поверхностью с В/Ц=0,3 (а) и В/Ц=0,4 (б) по разработанной методике

б),

а 3500 с ы! о 5000 см) »6500 см?

300 400 500 I

Возраст, сутки

С,«,

3 60

1«

ж

Л 40

В

g 20

I,

£

а 3500 см/г □ 5000 см)г

300 400 500 600 700 800 900

Возраст, сутки

Рисунок 18 - Изменение прочности на сжатие образцов цементного камня (2x2x2см) во времени при водных условиях твердения на цементе ПЦ500-Д0 (ОАО «Сода») с разной удельной поверхностью при В/Ц=0,3 (а) и В/Ц=0,4 (б)

Деструктивные процессы на ранней и средней по времени стадии твердения идут на фоне мощного процесса структурообразования, обусловленного приростом равномерно распределяемой в объеме гидратной фазы. При наличии резерва клинкерного фонда и непрерывной подпитки через раствор локальные повреждения структуры способны к самозалечиванию, что предопределяет на этих стадиях доминирование структурообразования.

Разупрочнение наиболее интенсивно проявляется на цементах высокой дисперсности, быстро теряющих клинкерный фонд, а также при повышенных значениях В/Ц, стимулирующих ускорение гидратации (см. рисунки 17, 18). После достижения степени гидратации 0 = 0,8-0,85 скорость упрочнения цементного камня водных условий твердения резко тормозится, достигает «потолка», и при последующей гидратации система оказывается неспособной к упрочнению.

Нейтрализация деструктивных процессов может быть достигнута сохранением резерва клинкерного фонда в структуре на всем эксплуатационном цикле, что можно обеспечить оптимизацией дисперсности цемента.

Исследованиями многих авторов установлено наличие фактов развития процессов сброса и снижения достигнутого уровня прочности цементных бетонов.

Ранняя и средняя по времени стадии структурообразования и нарастания прочности твердеющей водоцементной системы определяются растворением и гидратацией тонких и средних фракций клинкера размером от нескольких до 20-30 мкм. В этих условиях происходит формирование однородной структуры кристаллогидратного сростка, поризованного капиллярными порами. На начальной стадии структурообразования близко расположенные тонкие гранулы клинкера достаточно быстро растворяются и гидратируются с формированием флокул кристаллогидратных сростков, связанных между собой фазовыми контактами отдельных кристаллитов и кристаллов. Последующая стадия эволюции структуры определяется растворением средних по крупности фракций клинкера, уже достаточно удаленных и существенно изменивших исходный размер, однако еще способных обеспечить равномерное уплотнение и пространственную сшивку структуры с понижением капиллярной пористости. На этих стадиях происходит монотонное упрочнение структуры при повышении степени гидратации вяжущего.

По мере растворения тонких и средних фракций клинкера снижается удельная поверхность вяжущего. При достижении твердеющей системой степени гидратации 0=0,8, стандартный по гранулометрическому составу исходный цемент, содержащий до 10-20% грубодисперсной фракции > 80 мкм, представляет собой более или менее однородную структуру кристаллогидратного сростка с капиллярной пористостью, определяемой исходным водоцементным отношением. Эта структура содержит также взаимно удаленные гранулы грубодисперсных фракций клинкера, которые в условиях последующего растворения и гидратации оказывают лишь локальное структурообразующее действие посредством распределения гидратной фазы в капиллярных порах, расположенных в окрестности названных гранул. При этом на уже сформировавшийся объем цементного камня и соответственно на его прочность эта стадия структурообразования влияния не оказывает.

На данной стадии гидратации формируется структура цементного камня в виде матрицы из поризованного капиллярными порами кристаллогидратного сростка и отдельных крупноразмерных гранул клинкера при их невысокой объемной концентрации.

На этой стадии гидратации, без учета перекристаллизации кристаллогидратных фаз, структурообразование цементного камня можно считать завершенным.

Последующие стадии структурообразования при наличии воды или фазообразующей жидкости будут определяться продолжением растворения сохранившихся гранул клинкера, выносом их через промежуточную и микрокапилярную пористость (радиусом до 100 нм) и размещением продуктов гидратации в капиллярном пространстве. При этом будет происходить локальное уплотнение и упрочнение структуры. Благоприятным обстоятельством в данном случае при одинаковом объеме остатков клинкера (одинаковой степени гидратации) является повышенная дисперсность остатков вяжущего, которая обусловливает повышение удельной поверхности и уменьшение расстояния между границами растворяющихся флокул до соизмеримого с размером структурной ячейки кристаллогидратной матрицы, включающей одну или несколько капиллярных пор.

После полной гидратации остатков клинкера, согласно приведенным расчетно-экспериментальным данным (см. таблицу 7), среднее расстояние между гранулами уплотненных флокул составит около 100 мкм. Первичная структурная ячейка цементного камня включает капиллярные поры радиусом 0,3-5 мкм, что приблизительно на десятичный порядок меньше интервала между флокулами гидратной структуры, сформированной крупноразмерными гранулами клинкера.

Таким образом, завершающая стадия процесса структурообразования, связанная с полной гидратацией остатков грубодисперсной фракции клинкера, практически не способна оказать позитивного влияния через процессы самозалечивания на сформировавшуюся структуру при 0>0,8-0,85 и соответственно на повышение или сохранение прочности цементного камня.

Последующее разупрочнение, фиксируемое в тех же экспериментах на стадиях гидратации 0=0,9-1 (см. рисунок 18), объясняется локальными повреждениями развивающейся структуры усадочного и перекристаллизационного происхождения без возможности восстановления через потенциал самозалечивания в связи с недостаточной доступностью этих зон для подпитки (см. рисунок 12).

Для оценки влияния фракционного состава цемента, роли отдельных фракций и их сочетаний (тонких и крупных) фракций, соответствующих реальному содержанию в полидисперсном цементе, проведены эксперименты по исследованию вклада отдельных фракций в прочность цементного камня (рисунок 19).

1 и ^

1

3 7 28 170

Возраст, сутки О - полидисперсный цемент; • - фракция < 50 мкм;

0 3 7 28

Возраст, сутки

а - фракция 50-63 мкм;

■ - фракция < 50 мкм - 85%+ 80- 100 мкм - 15%

Рисунок 19 - Зависимости относительной прочности на сжатие образцов-кубов 2x2x2 см нормальных условий (а) и водных условий (б) твердения во времени цементного камня при В/Ц=0,3 на цементе ПЦ 500 ДО (ОАО «Сода») разных фракций по отношению к контрольному составу на основе полидисперсного цемента

Цемент фракции до 50 мкм повышает и ответственен за раннюю прочность в возрасте 3-7 суток, а также в сочетании с крупной фракцией 80-100 мкм (см. рисунок 19), что подтверждается исследованиями Ю.М. Бутта и М. Венюа, а также исследованиями ряда авторов прочностных свойств цементного камня на вяжущих низкой водопотребности.

Цементный камень на вяжущем среднего-грубого помола (50-63 мкм) имеет стабильную тенденцию к позднему набору прочности, что согласуется с результатами A.B. Артамонова, М.С. Гаркави, В.И. Калашникова, И. Штарка и др., подтверждающих длительное поддержание процесса упрочнения ЦК, в т.ч. на поздних стадиях твердения за счет рационального расходования клинкерного фонда.

Средняя фракция (30-50 мкм), по результатам расчета параметров самозалечивания (см. таблицу 7), является носителем стабильной длительной прочности и долговечности цементного камня, т.к. нейтрализует деструктивные процессы на зрелых и поздних стадиях твердения, обеспечивая необходимый потенциал самозалечивания.

Представленные в работе исследования по ЦК и цементно-песчаным растворам на цементах разных фракций с позиций оценки возможности к самозалечиванию имеют разные цели. На ЦК оценивается потенциал самозалечивания при статичной упаковке

частиц вяжущего, а при варьировании Ц:П - от раздвижки упаковки при изменяющейся флуктуации зерен вяжущего по их распределению в объеме. Проведенные исследования на цементно-песчаных растворах (с учетом реакционной способности заполнителя - квардцевого песка) позволяют расширить представления о применимости и роли процессов самозалечивания от цементных систем без наполнителей к цементным бетонам.

Для оценки влияния фракций и сочетаний фракций цемента на набор прочности и кинетику изменения достигнутого уровня прочности на втором этапе исследований были проведены эксперименты на цементно-песчаном растворе с различным соотношением Ц:П (рисунок 20). Результаты экспериментов выявили различия влияния отдельных фракций цемента и их сочетаний на кинетику изменения прочности образцов.

28 120 Возраст, сутки

• - Ц:П=1:5; а-Ц:П=1:7; м-Ц:П=1:10;

о - Ц:П=1:3 на полидисперсном цементе

г)

из ^ £1,75

о я

о о. с С! О в-

§ 1,0

л с: *

в к

о а

£ о сз « 0

28 120 21 Возраст, сутки

• - фракция < 50 мкм, Ц:П=1:3; а - фракция < 50 мкм, Ц:П=1:5; ■ - фракция < 50 мкм, Ц:П=1:7; х - фракция < 50 мкм, Ц:П=1:10;

28 120 270 3 7 28 120

Возраст, сутки Возраст, сутки

• - фракция 50-63 мкм,Ц:П=1:3; • - фракция < 50 мкм-85%,Ц:П=1:3;

а - фракция 50-63 мкм,Ц:П=1:5; * - фракция < 50 мкм-85%,Ц:П=1:5;

■ - фракция 50-63 мкм,Ц:П=1:7; ■ - фракция < 50 мкм-85%,Ц:П=1:7;

х - фракция 50-63 мкм,Ц:П=1:10 х- Фракция < 50 мкм-85%,Ц:П=1:10

Рисунок 20 - Зависимости относительной прочности на сжатие образцов-кубов 2x2x2 см нормальных условий твердения во времени из равноподвижных цементно-песчаных растворов с различным соотношением цемента и песка на цементе ПЦ 500 ДО (ОАО «Сода») из цемента: полидисперсного состава (а), из цемента фракции менее 50 мкм (б), фракции 50-63 мкм (в) и на цементе с содержанием по массе фракции 0-50 мкм -85%, фракции 80-100 мкм - 15% (г) по отношению к контрольному составу цементно-песчаного раствора Ц:П=1:3 из полидисперсного цемента с В/Ц=0,3 Установлена общая закономерность: прочность цементно-песчаного раствора (равноподвижного) на сочетаниях ряда фракций цемента ОАО «Сода» ПЦ 500 ДО: (тонкой до 50 мкм, средней 50-63 мкм, смесь тонкой до 50 мкм - 85% и крупной 80-100

34

мкм - 15%), на Ц:П с соотношением 1:5 и более, имеет стойкую тенденцию к снижению достигнутого уровня прочности после 120 суток твердения и далее, против составов Ц/П 1:5 и 1:7 на полидисперсном цементе (см. рисунок 19). Это может свидетельствовать о полном растворении тонких фракций вяжущего, уменьшении радиуса подпитки, снижении потенциала самозалечивания, приводящих к развитию дефектности, процессов деструкции и падению прочности (см. рисунок 12).

Реализация направлений и механизмов управления структурой для получения цементных композитов и бетонов повышенной прочности и долговечности. Разработаны структурно-технологические приемы на основе управления структурой модифицированных бетонов с улучшенными прочностными и эксплуатационными свойствами.

Поверхностное упрочнение - эффективный путь для управления структурой ЦК при получении бетонных изделий и конструкций с повышенными эксплуатационными требованиями. Для изделий и конструкций, изготавливаемых по способу «лицом вниз», разработан и запатентован способ получения упрочненной декоративной поверхности.

Способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий включает раскладку рельефообразователя в форме, покрытие его, укладку бетона декоративного лицевого слоя; в качестве рельефообразователя используют пористый гидрофильный материал с нанесенными на его поверхность последовательно слоем порошкового газообразователя и слоем порошкового пигмента, в качестве покрытия используют влагопроницаемую ткань, в качестве бетона декоративного лицевого слоя

1 - форма; 2 - поризованный рельефообразователь; 3 - разделительная проницаемая мембрана (ткань); 4 - порошковый или жидкий пигмент;

5 - порошковый газообразователь; 6 - конструкционный бетон

Рисунок 21 - Схема получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий

Разработанные технологические решения и способ упрощают технологию, усиливают декоративный эффект, при этом улучшаются условия твердения, повышается прочность лицевого слоя, его трещиностойкость и долговечность.

Применение порошкового газообразователя (например, алюминиевой пудры) способствует повышению морозостойкости, водонепроницаемости и долговечности, образованию уплотненного лицевого слоя, так как выделяющийся в результате взаимодействия газообразователя и щелочной среды образующийся при гидратации цемента газ формирует мелкопористую структуру нижнего лицевого слоя бетона, с частичной гидрофобизацией микропор. Одновременно под воздействием давления газа происходит уплотнение лицевой поверхности и перенос частиц пигмента с «втапливанием» их в лицевую поверхность бетона, что приводит к его стойкому окрашиванию, а миграция воды вначале к поризованному рельефообразовагелю, а затем к поверхности изделия по мере твердения обеспечивает внешний уход за

твердеющим бетоном. В результате отпадает необходимость в применении для лицевого слоя декоративного бетона на цветных цементах, а используется конструкционный бетон. Последовательность технологических операций:

- на дно формы укладывается поризованный рельефообразователь (керамзит);

- на рельефообразователь засыпается газообразователь - алюминиевая пудра

(АЬ03);

- поверхность газообразователя засыпается или заливается пигментом;

- укладывается водопроницаемая мембрана (стеклоткань);

- заливается цементная композиция или бетонная смесь;

- выдерживается по стандартному режиму твердения;

- изделие или бетонная конструкция распалубливается и вынимается;

- засыпается газообразователь и пигмент (или заливается);

- повторно используется форма (возможно без снятия и установки мембраны при ее соответствующей обработке).

Образцы и изделия, изготовленные по разработанному способу, имеют прочность лицевой декоративной поверхности в 1,6-1,7 раза выше, выдерживают в 2,0 - 3,5 раза больше циклов попеременного замораживания и оттаивания, обладают повышенной водонепроницаемостью (в 2,2 - 2,5 раза), характеризуются повышенной долговечностью декоративной окрашенной поверхности.

Область применения: производство сборных стеновых, ограждающих и дорожных изделий и конструкций с декоративной отделкой и повышенными эксплуатационными характеристиками. По разработанному способу была выпущена опытно-промышленная партия железобетонных плит на ООО «ЖБЗ-1» (г. Стерлитамак, РБ).

Разработан способ оптимизации технологии, энергосбережения и повышения физико-механических свойств бетона с его упрочнением через объемное обжатие фиброцементных композиций.

Способ изготовления фиброцементных композиций включает приготовление фиброармированной смеси на цементном вяжущем, затем в период, определяемый сроками схватывания и дальнейшего твердения, цементный состав с фиброй нагревают и (или) сохраняют тепло экзотермической реакции гидратации (структурообразования) с температурным интервалом и его режимом, соответствующим эффективному удлинению фибры и оптимальной величине последующей усадки или контракции для создания эффекта преднапряжения при последующем укорочении фибры после остывания с условием достаточного сцепления фибры с отвердевшей цементной матрицей. Используется фибра с повышенным коэффициентом линейного расширения относительно бетона цементной матрицы.

Разработанный способ изготовления фиброцементных композиций характеризуется следующими технологическими стадиями и эффектами:

- наличием периода нагрева фиброцементной композиции и (или) сохранения тепла экзотермической реакции;

- установлением температурного интервала режима нагрева и (или) сохранения тепла экзотермической реакции твердения цементной композиции, соответствующего эффективному удлинению фибры и оптимальной величине последующей усадки и (или) контракции фиброцементной композиции;

- нагреванием фиброцементной композиции в период, определяемый сроками схватывания и дальнейшего твердения;

- созданием и сохранением эффекта объемного преднапряжения фиброцементной композиции при последующем укорочении фибры и обжатием после остывания при условии достаточного сцепления фибры с отвердевшей цементной матрицей.

Способ изготовления фиброцементных композиций позволяет повысить их трещиностойкость, получить материалы, изделия и конструкции с улучшенными физико-механическими свойствами за счёт совокупности разработанных решений.

Применение режима (периода) нагрева и (или) сохранения тепла экзотермической реакции способствует удлинению фибры в твердеющей цементной композиции в период «схватывания» и сцепления для улучшения эффекта армирования. В результате увеличивается длина фибры и площадь соприкосновения её с цементной матрицей.

Создание эффекта преднапряжения фиброцементной композиции достигается за счет сцепления фибры с цементной матрицей при ее схватывании и затвердевании и дальнейшим укорочением фибры при остывании. Фибра при остывании изделия создает предварительное усилие обжатия в соприкасающейся с ней цементной матрице, увеличивая и отдаляя момент трещинообразования при большей нагрузке, чем без обжатия.

При этом повышается трещиностойкость затвердевшей фиброцементной композиции. Эффект укорочения фибры с обжатием цементной матрицы при объемном разориентированном расположении фибры положительно сказывается на сопротивлении усадочным деформациям фиброцементной композиции. Усадка вызывает объемные растягивающие напряжения в структуре цементного камня, которые гасятся за счет противоположно действующих сжимающих напряжений от обжатия цементной матрицы, вызванных эффектом преднапряжения.

Рассчитаны величины напряжений обжатия в структуре ЦК с фиброй. Показано, что даже при температурном интервале нагревания-остывания в 20°С, которое происходит практически при экзотермической реакции гидратации и структурообразования - прочность фиброцементной композиции повышается на один класс по прочности на растяжение.

Были выпущены опытно-промышленные партии железобетонных колец из фибробетонных смесей с различными модификаторами на ЖБЗ УПТК ГУП «Башкиравтодор» (рисунок 22).

Рисунок 22 - Изготовление и опытно-промышленное внедрение железобетонных водопропускных колец из модифицированного фибробетона

Разработаны нормативные документы: ТУ 5862-001-73763349-2009 «Трубы безнапорные раструбные сталефибробетонные круглые сборные» и Технические условия: ТУ 5855-002-73763349-2009 «Кольца колодцев сталефибробетонные круглые сборные» для промышленного производства этих изделий.

Одним из эффективных путей управления структурой цементных композитов и бетонов является введение суперпластификаторов и комплексных модификаторов.

Применение эффективных суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов серии МБ, Эмбэлит в технологии бетонов сегодня в полной мере обеспечивает возможности получения высокопрочных бетонов классов прочности на сжатие В40-В90.

Позитивное влияние суперпластификаторов на бетонную смесь и формирование высоких физико-механических характеристик бетонов реализуются посредством нескольких механизмов:

- значительного повышения подвижности, удобоукладываемости и жизнеспособности бетонной смеси при повышении ее гомогенности и снижении дефектности структуры бетона;

- водоредуцирования бетонной смеси, снижения общей и капиллярной пористости бетона при значительном повышении его прочности.

Использование органоминеральных модификаторов на основе аморфного микрокремнезема и золы-уноса включает в работу, помимо суперпластификации, дополнительные механизмы:

- химическое превращение в гидросиликаты кальция механически слабой гидратной фазы портландцемента - гидрооксида кальция с повышением общей объемной прочности цементного камня;

- улучшение дифференциальной пористости цементного камня, в основном промежуточного и капиллярного ранга пор путем ее трансформации в одноранговую тонкодисперсную структуру, со снижением дефектности структуры.

Средний размер частиц микрокремнезема 50 - 200 нм, взаимодействие его по вышеуказанным механизмам идет на границе микро- и макрокапиллярной пористости, что способствует выравниванию структурной неоднородности ЦК, выполаживанию многоранговости пористости, снижению дефектности структуры и значительному повышению прочностных и эксплуатационных свойств цементных композитов и бетонов на их основе. Снижение водовяжущего отношения, водоредуцирование смеси понижает макрокапиллярную пористость цементного камня, способствует увеличению микрокапиллярной пористости, повышает плотность цементной матрицы, способствует повышению потенциала самозалечивания, обеспечению доминирования структурообразования над деструктивными процессами.

Действие названных механизмов иллюстрируют зависимости, представленные на рисунке 23, полученные обобщением известных экспериментально-теоретических данных и собственных результатов.

Немодифицированные бетонные смеси с максимальной прочностью бетона на сжатие порядка 40 МПа (класс прочности ВЗО) соответствуют подвижности не выше группы П1 (ОК 1-5 см) и малоприемлемы в монолитной технологии строительства. На основе суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов для диапазона марочной прочности бетона 50-80 МПа (классов прочности В40-В65) возможно получение бетонных смесей групп П4-П5 по подвижности (водовяжущее отношение В/В = 0,3-0,45), которые обеспечивают основные потребности монолитной технологии строительства, включая бетонирование густоармированных и тонкостенных конструкций. Модифицированные бетонные смеси групп подвижности П1-ПЗ (В/В=0,15-0,25) позволяют получать бетоны марочной прочностью 100 МПа и более (классов В80 и выше).

Уплотнению структуры цементного камня для систем с органоминеральными модификаторами способствуют процессы связывания гидрооксида кальция (СН) с аморфным микрокремнеземом (МК) и перекристаллизации, сопровождающиеся приростом количества основной структурообразующей фазы - гидросиликатов кальция.

Введение микрокремнезема в цементные композиты с наполнителем будет способствовать образованию мелкокристаллической структуры на границе «цементный камень - наполнитель», трансформации макрокапиллярной пористости в микрокапиллярную. Расходование СН на реакцию с микрокремнеземом будет снижать рН как в межкристаллическом, межпоровом пространстве, так и в фазообразующих порах (промежуточных, микрокапиллярных), при этом увеличивая градиент движения

ионов кальция от гидратирующих частиц цемента, через гелевые, далее промежуточные и микрокапиллярные поры, что способствует развитию процессов структурообразования в цементных композитах и бетонах.

Я,МПа П

д - бездобавочные (не модифицированные) бетоны; О • * е О« - модифицированные бетоны:

0 - В.Г.Батра/сов, К.Г.Соболев, данные по модификаторам МБ; • - С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, бетоны с МБ и Эмбелкг;

1 - А.Т.Ковалев, И.А.Цепилова, бетоны с СП "Полипласт";

а, к - В.И. Калашников, бетоны с каменной мукой и МК, в т.ч. в - реакционно-порошковые бетоны; © - данные фирмы "Биотех" по Лнгнопану Ь-1, ■ - собственные данные; о - подвижность бетонных смесей

Пм - подвижность модифицированных бетонных смесей, П - подвижность ^модифицированных бетонных смесей, Км - В/В - зависимость для модифицированных бетонов, Я - В/В - зависимость для («модифицированных бетонов

Рисунок 23 - Зависимости прочности бетона на сжатие К от подвижности бетонной смеси П и водовяжущего отношения В/В для немодифицированных и модифицированных бетонов с суперпластификаторами и органоминеральными добавками

Таким образом, с одной стороны, введение МК будет снижать рН цементного камня в связи с расходованием СН на реакцию с МК и получением С-в-Н, с другой стороны, трансформация структуры будет способствовать дополнительному выносу и поступлению Са2+ с расходованием на процессы перекристаллизации. Для обеспечения достигнутой прочности и долговечности цементные системы должны сохранять резерв вяжущего и капиллярного пространства, при условии сохранения пассивирующей способности бетона по отношению к стальной арматуре. В такой системе обеспечение ингибирующей способности по отношению к арматуре будет лимитироваться двумя процессами: расходованием СН на процесс перегонки в С-Б-Н за счет связывания с МК и поступлением СН через фазообразующие поры от недогидратированных частиц вяжущего в цементном композите.

Связывание Са(ОН)2 при введении микрокремнезема происходит с уменьшением макро- и увеличением микрокапиллярной пористости (радиусом до 100 нм) в объеме цементной матрицы и в контактной зоне с заполнителем, что снижает дефектность структуры с точки зрения объемных изменений при перекристаллизации, процессах усадки и седиментации.

Основу механизма действия поверхностно-активных веществ (ПАВ) на цементные системы составляют адсорбционные процессы на границах раздела фаз, зависящие от типа ПАВ, их поверхностной активности, физико-химических свойств и природы адсорбирующей поверхности исходного вяжущего и продуктов гидратации. При управлении процессами гидратации и структорообразования цементных систем введением добавок ПАВ недостаточно изученным является вопрос установления закономерностей между свойствами твердеющей цементной системы и бетона, с одной стороны, и физико-химическими свойствами добавок - с другой.

Влияние добавок ПАВ проявляется на всех структурных уровнях бетона: цементный камень, заполнители и контактный слой между ними. Оптимизация структуры и свойств бетона, его технологии введением добавок ПАВ и модификаторов на их основе - наиболее прогрессивное направление совершенствования процессах производства бетона.

На основе общеизвестных принципов эффективности ПАВ обоснован выбор исходного сырья для получения добавок к бетону. По своим физико-химическим свойствам этим требованиям удовлетворяют кубовые остатки высших жирных спиртов фракции Си - С24 (КОВЖС), являющиеся побочными продуктами производства высших жирных спиртов. Основными компонентами являются высшие жирные спирты (ВЖС) фракции С,8-С24.

Предложены и разработаны два способа получения добавок на основе одного поверхностно-активного сырья: сульфатирование с последующей нейтрализацией и оксиэтилирование - для получения неионогенных ПАВ.

В качестве сернокислотосодержащего агента использовали кислые гудроны после очистки жидких парафинов, являющиеся крупнотоннажными практически неутилизируемыми отходами.

В качестве второго способа модификации для получения добавок неионогенных ПАВ на основе того же сырья - КОВЖС использовали способ оксиэтилирования исходного продукта. По сравнению со способом модификации путем сульфатирования, основным недостатком которого является ограниченная возможность присоединения сульфогрупп, способ оксиэтилирования имеет следующее преимущество: синтез добавок путем оксиэтилирования позволяет широкоинтервально изменять свойства и регулировать гидрофильно-лиофильный баланс (ГЛБ) получаемых неионогенных ПАВ на основе одного исходного сырья. По этому способу были получены оксиэтилированные КОВЖС, отличающиеся разной степенью оксиэтилирования (числом присоединенных молей окиси этилена на моль исходного сырья КОВЖС).

Первый способ - модификация исходных гидрофобных веществ путем сульфатирования, широко применяется в технологии получения эффективных добавок к бетонам, в том числе суперпластификаторов.

Исследовано влияние добавок ПАВ на формирование пористости цементного камня во взаимосвязи с физико-химическими параметрами ПАВ: гидрофильно-лиофильный баланс, содержание окиси этилена, поверхностное натяжение на границе воздух-жидкость, макрокапиллярная пористость ЦК и др.

Полученные бетоны с разработанными модификаторами, в соответствии с приведенными и обобщенными зависимостями (Я-П-В/В), находятся в средней области рационального применения модифицированных бетонов (рисунок 23), с возможностью получения бетонов с прочностью на сжатие в диапазоне 35,0-50,0 МПа, с подвижностью 8-16 см.

С использованием связи Я-П-В/В (см. рисунок 23) для определения рациональных областей применения модифицированных бетонов с органическими и органоминеральными добавками были выпущены опытно-промышленные партии бетонных смесей с различными модификаторами и подобраны составы бетонов на местных заполнителях, с исследованием их свойств для производственного освоения на ряде заводов г. Уфы и РБ: ОАО «Уфимский ЖБЗ-2», ООО «Уфимская Бетоно-Растворная Компания», ООО «ЖБЗ-1» (г. Стерлитамак), УПТКГУП «Башкиравтодор» и др.

Проявление потенциала самозалечивания при структурообразовании,

влияния на него технологических факторов при изготовлении бетонной смеси, ее укладке, условий твердения и нагружения конструкций из этого бетона было выявлено проведенными исследованиями при контроле качества бетона в период выполнения монолитных работ конструкций объекта «Уфа-Арена» (г.Уфа).

Монолитные конструкции (колонны) из бетона класса В40 двух равноподвижных составов (П4-П5): с комплексом суперпластифицирующих и противоморозных добавок на основе Лигнопан Б-1+Био-НМ и комплексом Реламикс + Криопласт СП25, изготавливались одновременно в условиях зимы 2006 года, при средней температуре -15-20°С, с последующим электропрогревом.

В связи с более высоким водоредуцированием бетонных смесей с комплексом Реламикс + Криопласт СП25 конструкции из этого бетона, набрав проектную прочность через 3,5 месяца, в условиях загружения 25-30% от полной нагрузки, к одному году твердения набрали дополнительно 30% прочности (рисунок 24).

Возраст, мес (февраль 2006 - февраль 2007 гг.) Возраст, мес (апрель 2006 - февраль 2007 гг.)

Рисунок 24 - Кинетика набора прочности монолитного бетона конструкции объекта «Уфа-Арена»: а) из бетонных смесей подвижности П4 на основе комплекса СП «Реламикс-2» и Криопласт СП 25 (ООО «Полипласт»); б) из бетонной смеси подвижности ПЗ-П4 на основе комплекса добавки Лигнопан Б-1 и Био-НМ (ООО «Биотех»), Твердение бетона после электропрогрева при температуре изотермии 50°

41

Конструкции из бетона на основе Био-НМ, при равной стартовой 28-суточной прочности (25-27 МПа), при загружении к этому возрасту до 20% от полной нагрузки, набрали проектную прочность через 8 месяцев, практически без прироста к году твердения (см. рисунок 24). Набравший после электропрогрева достаточно высокую прочность бетон со вторым комплексом Реламикс + Криопласт СП25 не получил деструктивных повреждений в условиях длительного воздействия отрицательных температур и сохранил способность для последующего набора прочности за счет более глубокого водоредуцирования и эффективного потенциала самозалечивания.

Модифицированные суперпластификаторами бетоны, имеющие на стадии укладки подвижность бетонной смеси П=20 см и характеризующиеся B/U-0,32-0,35, сохранили потенциал для реализации упрочнения в условиях положительных температур.

Реализация управления структурой цементных композитов на нанометрическом уровне. Физико-химические и механические характеристики наноматериалов, применяемых в технологии минеральных вяжущих, изделий и конструкций на их основе, предопределяют возможности их применения на наноуровне.

С позиций формирования всего комплекса физико-механических характеристик цементного камня и цементных бетонов выявлены три элемента нанометрического масштаба, которые являются структурообразующими и определяющими.

Это, во-первых, кристаллиты гидросиликатов кальция, имеющие преимущественно игольчатую форму с поперечным размером нанометрического масштаба - 5-50 нм. Кристаллический сросток на основе гидросиликатов кальция является совокупностью кристаллитов этой природы, связанных между собой фазовыми контактами. Прочность на растяжение индивидуального кристаллита с поперечным размером в 10-30 молекул кристаллической фазы приближается к теоретической Rr»0,lE»0,l*5*104«5000 МПа, что подтверждается экспериментами Ю.М.Бутта и В.В.Тимашева, по прочности некоторых природных кристаллитов ГСК в зависимости от их поперечного размера. В этих экспериментах достигнута прочность на растяжение до 1500 МПа.

Крупнокристаллические гидратные фазы, присутствующие в структуре цементного камня - гидроалюминаты, гидросульфоалюминаты кальция, гидрооксид кальция, которые в силу крупнокристаллического характера и неидеальной связности в структуре сростка значительного вклада в формирование прочности цементного камня не вносят.

Во-вторых, это гелевые поры гидросиликатного сростка, имеющие средний размер около 4 нм. Это значение лишь в 1,7-4 раза превышает размер молекул гидратных фаз портландцементного камня 0,9-2,26 нм.

В-третьих, это промежуточные и микрокапиллярные поры диаметром до 200 нм, которые в условиях нормальной влажности практически всегда заполнены солевым раствором - фазообразующей жидкостью, где протекают процессы перекристаллизации первичных и образование вторичных кристаллогидратов. Чем больше объем этих пор, тем цементная система в большей мере сохраняет возможности к реализации продолжения процессов структурообразования, самозалечивания и упрочнения.

Оптимизация структуры ЦК на основе портландцемента будет осуществляться регулированием параметров 3-х вышеназванных структурных элементов нанометрического масштаба.

Наличие таких пор и недогидратированных частиц вяжущего, составляющих потенциал самозалечивания и восстановления, благоприятно для процессов гидратации, структурообразования и самозалечивания локальных повреждений любой природы, так как при этом исключается кольматация порового пространства окружающего частицы клинкера кристаллического сростка в силу невозможности

протекания процессов структурообразования в тонких порах. Тонкие гелевые поры сростка, навсегда сохраняя функции транспортных артерий, обеспечивают диффузию молекул воды (размер молекул 0,36 нм) и ионов растворяющихся клинкерных фаз (размер 0,3-0,7 нм), и далее через промежуточные и микрокапиллярные поры. Это способствует распределению растворяющейся клинкерной фазы в свободных объемах межзернового пространства или в разуплотненных объемах кристаллического сростка, обеспечивая при наличии воды непрерывность процессов гидратации и структурообразования, без проявления или с минимальным проявлением деструктурирующего распорного воздействия, приводящего к развитию опасных растягивающих напряжений.

Анализ экспериментальных данных по прочности ЦК в зависимости от пористости показывает, что «потолок» и интервал прочности цементного камня с минимальной капиллярной пористостью составляет от 680 до 180 МПа при изменении общей пористости от 0,02 до 0,20, а при изменении капиллярной пористости в интервале 0,02-0,20 (см. рисунок 10, таблицу 4) диапазон прочности составляет я от 200 до 50 МПа.

Эффективные направления применения материалов и технологий на наноуровне для улучшения прочностных и эксплуатационных показателей цементных композитов, изделий и конструкций на их основе:

- упрочнение кристаллогидратной составляющей цементной матрицы;

- создание условий для формирования и организации оптимальной поровой структуры цементного камня;

- позитивное влияние на свойства контактной зоны (упрочнение) цементного камня и заполнителей,

- создание и сохранение условий для поддержания достигнутого уровня свойств, т.е. обеспечение потенциала самозалечивания.

Носителем прочности цементного камня является цементная матрица, ее структура, состоящая из гетерогенной, полидисперсной системы в виде кристаллогидратного сростка, состоящего из отдельных кристаллов и кристаллитов, связанных между собой фазовыми контактами, контактов между ними недогидратированных частиц вяжущего и системы различного ранга пор во взаимосвязи их свойств.

Повышение прочности цементной матрицы реализуется: на уровне полиминералыюго кристаллогидратного сростка; за счет перевода низкопрочных и неустойчивых продуктов гидратации в термодинамически стабильные и высокопрочные кристаллиты и кристаллогидраты (портландит в низкоосновные C-S-H); на уровне структуры многоранговой пористости.

Позитивное влияние на улучшение свойств цементного камня от применения наноматериалов и нанотехнологий проявляется:

- в управлении направленностью структурообразования, его кинетики и динамики, в том числе формировании морфологии кристаллогидратов, их размеров, дисперсности и количества, скорости образования, кинетики основности C-S-H, возможности и скорости перекристаллизации, поддержании стабильности свойств структуры;

- в формировании системы промежуточных и микрокапиллярных пор с радиусом до 100 нм, заполненных фазообразующей жидкостью на ранних и средних стадиях твердения;

- на границе фазообразующих поверхностей, межкапиллярных и межпоровых фаз.

Такое воздействие будет проявляться на всех стадиях структурообразования цементных систем во взаимосвязи с ключевыми параметрами и факторами (табл. 3). В соответствии со строением, химической природой применяемых наноматериалов, их влияние на формирующуюся цементную систему будет носить физико-химическую и физико-механическую направленность. Потенциал управления структурой цементных

композитов с использованием материалов и технологий на наноуровне может проявляться по механизмам и направлениям, обобщенным и приведенным ранее (см. рисунок 3). При этом отличие такого воздействия от других модифицированных систем будет заключаться в использовании свойств и особенностей наноматериалов на наиболее эффективных уровнях по их позитивному воздействию на формирование показателей цементного камня - прочности и долговечности.

Принципиально важным моментом технологии бетонов на основе портландцемента является то обстоятельство, что все основные и достаточно высокие характеристики этого композиционного материала - главного материала современного строительства, определяются нанометрическими уровнями структуры цементного камня. Негативное влияние на характеристики бетона оказывают макроструктурные уровни.

Управление рациональным применением бетонов для получения эффективных железобетонных элементов.

Практическим завершением исследовательских работ в цепочке: «материал -технология - конструкция» явилась реализация постановки и решения задач по рациональному применению модифицированных высокопрочных бетонов в сжатых (колонны, несущие простенки, стены) и изгибаемых (плоские и ребристые перекрытия, покрытия) элементах, выполняемых без предварительного напряжения.

Применение бетонов повышенных и высоких классов прочности требует оценки их технико-экономической эффективности. Такая оценка применительно к железобетонным конструкциям целесообразна с учетом характера их нагружения и напряженно-деформированного состояния.

Существующий подход к определению эффективности повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали для сжатых и изгибаемых железобетонных элементов в дискретной форме представлен в отдельных источниках суммой примеров и не позволяет получить обобщающие представления о связи прочности бетона и расхода арматуры.

Получены зависимости снижения расхода арматуры во внецентренно-сжатых элементах при повышении класса бетона по прочности на сжатие в разных диапазонах при различной гибкости элементов, соответствующих реальным конструктивным схемам для монолитного домостроения, т.е. колонн, пилонов, стен и т.д.

Анализ результатов показывает, что наибольший эффект по снижению расхода арматурной стали с повышением класса прочности бетона при неизменном классе арматуры соответствует случаям малых эксцентриситетов, а наименьший - больших эксцентриситетов. В первом случае работа элемента приближается к центрально нагруженному, для которого достигается наибольший эффект по снижению расхода арматуры. Второй случай с большими эксцентриситетами приближается к работе изгибаемого элемента.

Были выполнены расчеты по снижению расхода арматурной стали при повышении класса прочности бетона для арматуры класса А 400 и повышенного класса прочности А 500С с определением рациональных областей применения бетонов повышенной и высокой прочности.

Установлено, что применение бетонов классов прочности выше В50-В60 в монолитных изгибаемых (плитных) элементах с целью снижения расхода используемой арматурной стали для классов А 400, А 500С нерационально (таблица 8).

С использованием предложенного и разработанного подхода проведена количественная оценка сокращения расхода арматурной стали при проектировании ряда монолитных высотных жилых домов в г.Уфа. Так, на одном из объектов по первоначальному проектному решению предполагалось использование арматуры класса А 400 и бетона класса В25. Предложенный вариант - использование арматуры класса А 500С и бетона класса В40. Общая экономия арматурной стали по объекту при реализации выбранных мероприятий составила до 30,9 %.

44

Таблица 8 - Сокращение расхода арматурной стали классов А 400 и А 500C для изгибаемых элементов с сохранением несущей способности сечения по изгибающему моменту при повышении класса прочности бетона на сжатие в сравнении с исходным классом В25 и расходе арматурной стали ц()

Исходный класс бетона Вариантный класс бетона Сокращение расхода арматурной стали классов А 400 (цо=0,02) /А 500C (цо=0,015), %

Для вариантного класса бетон а Относительно к предыдущему вариантному классу бетона

В25 В35 10,5/9,3 -/-

В25 В40 13,5/11,9 2,7 / 2,4

В25 В50 17,9/15,8 3,8 / 3,46

В25 В60 20,5/18,2 2,3/2,1

В25 В70 22,4/19,8 1,5/1,4

Предлагаемый аналитический аппарат позволяет оперативно выполнить количественную оценку эффективности и выявить рациональные области применения бетонов повышенной прочности в сжатых и изгибаемых железобетонных элементах с технико-экономическим обоснованием на стадии проектирования, что особенно важно в выборе эффективных модифицированных бетонов для строительства каркасно-монолитных объектов.

выводы и рекомендации

1 Систематизированы доминирующие направления и механизмы управления структурой для обеспечения, достижения и поддержания требуемого уровня комплекса эксплуатационных свойств цементных композитов и бетонов на их основе.

2 Показано, что для решения проблемы сохранения и снижения достигнутого уровня прочности, обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности высокопрочных модифицированных цементных бетонов в условиях длительного твердения необходимо на всех этапах существования структуры ЦК наличие потенциала самозалечивания.

3 Цементные системы должны сохранять резерв вяжущего и капиллярного пространства при условии обеспечения возможности подпитки зон локальной дефектности структуры. Предложенный и разработанный подход с применением экспериментального метода лазерной гранулометрии позволяет рассчитать параметры твердеющей цементной системы: степень гидратации, глубину гидратации и диаметр зерен вяжущего, средние расстояния между ними. Разработанный подход может быть рекомендован к применению для оценки параметров структурообразования цементных систем. Разработана и экспериментально апробирована методика определения степени гидратации цементного камня водных условий твердения.

4 Установлен и проанализирован ряд основных причин реализации и протекания деструктивных процессов при твердении цементных композитов. Исследовано влияние фракционного состава различных цементов, их удельной поверхности, условий твердения, организации поровой структуры, отдельных рангов пор на формирование прочностных и эксплуатационных свойств цементных композитов, растворов и бетонов на их основе.

5 Для оценки развития пористости и определения ее влияния на структурообразование и прочность ЦК предложено экспериментальные результаты

по пористости пересчитывать с учетом многоранговой структуры пористости ЦК; оценивать вклад каждого ранга пор по методу «суперпозиции» с использованием предложенной и разработанной модели, по отношению к непоризованной матрице цементного камня и далее, ослабленной соответствующими рангами пор от гелевой до макропористости.

6 Рассчитана, впервые интерпретирована и использована зависимость между пористостью и локальной пористостью для объемной модели с регулярным распределением сферических пор с ее привязкой к модели цементной матрицы. С использованием предложенной модели по взаимосвязи: «пористость-локальная пористость-концентрации напряжений» рассчитаны интервалы влияния отдельных рангов пор на формирование структуры и прочности цементного камня. На основе обобщения экспериментальных данных, по результатам оценки полученных коэффициентов концентрации напряжений от соответствующих рангов пор показано влияние в широком диапазоне капиллярной пористости на формирование прочности и уровень дефектности цементной матрицы. При этом интервалы изменения гелевой и промежуточной пористости практически не оказывают влияния на изменение прочностных показателей матрицы, так как они недоиспользуют свой прочностной потенциал в предельной стадии по сравнению с влиянием капиллярных пор.

7 Выявлены три элемента нанометрического масштаба: кристаллиты гидросиликатов кальция, гелевые поры гидросиликатного сростка, фазообразующие промежуточные и микрокапиллярные поры, которые являются структуроопределяющими с позиций формирования всего комплекса физико-механических характеристик цементного камня и цементных бетонов.

8 Сформулированы механизмы позитивного влияния суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов на управление физико-химическими процессами структурообразования и твердения для получения требуемых технологических, прочностных и эксплуатационных свойств. На основе обобщения известных и собственных экспериментальных исследований выявлены рациональные области применения модифицированных бетонов с суперпластификаторами и органоминеральными добавками во взаимосвязи «прочность - подвижность - водовяжущее отношение ( R - П - В/В)». Выпущены опытно-промышленные партии модифицированных бетонов на ряде предприятий г. Уфы для их производственного освоения.

9 По разработанным технологическим регламентам были синтезированы различные по активности поверхностно-активные вещества (ПАВ) на основе одного исходного сырья (A.c. №1481219, 1514733, 1573011). Полученные бетоны с разработанными модификаторами, в соответствии с приведенными и обобщенными зависимостями (R-П-В/В), находятся в средней области рационального применения модифицированных бетонов, с возможностью получения бетонов с прочностью на сжатие в диапазоне по классу прочности на сжатие В30-В45 на основе бетонных смесей с подвижностью ПЗ-П4. Исследованы структура и свойства цементных систем и бетонов во взаимосвязи с физико-химическими параметрами ПАВ. Выявлено, что оптимальные по составу ПАВ относятся к сильнопластифицирующим добавкам с дополнительным эффектом воздухововлечения. Разработаны составы и способы получения бетонных смесей с модифицирующими добавками, исследованы свойства бетонов на основе этих смесей (A.c. №1300014, 1414830).

10 Разработаны теоретические и практические основы получения бетонных изделий и конструкций по способу «лицом вниз» с упрочненной декоративной поверхностью (патент № 2243890). Выпущена опытно-промышленная партия дорожных плит на ООО «ЖБЗ-1» (г.Стерлитамак, РБ).

11 Разработаны теоретические и практические основы получения фиброцементных изделий с созданием эффекта преднапряжения на границе «стальная или синтетическая фибра - цементный камень», в процессе нагревания и остывания изделий (патент № 2303022). Выпущена опытно-промышленная партия кольцевых водопропускных колец из фибробетона с различными модификаторами по разработанной технологии на ЖБЗ УПТК ГУП «Башкиравтодор». Разработаны ТУ на сталефибробетонные изделия (трубы, кольца) для их промышленного производства.

12 Предложен, разработан и реализован аналитический аппарат для оценки и определения рациональных областей применения бетонов повышенной прочности в сжатых и изгибаемых железобетонных элементах. Установлено, что применение бетонов классов по прочности на сжатие выше В50 в изгибаемых (плитных) элементах с целью снижения расхода арматуры неэффективно. Предлагаемые методики позволяют оперативно выполнить количественные оценки эффективности и выявить рациональные области применения бетонов повышенной прочности в сжатых и изгибаемых железобетонных элементах. Результаты исследовании и предложенный подход реализованы при проектировании ряда жилых домов из монолитного бетона.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: Статьи в изданиях из рекомендованного ВАК перечня

1 В В. Бабков Особенности структурообразования высокопрочного цементного камня в условиях длительного твердения / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, П.Г.Комохов и др. // Строительные материалы. - М., 2003. - №10. - С. 42-43.

2 Мирсаев Р.Н. Промышленные отходы предприятий Урало-Башкирского региона в строительных технологиях / Р.Н. Мирсаев, В В. Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, М.Р. Латыпов и др. // Строительные материалы. - М., 2003. - №10. - С. 22-24.

3 Бабков В В. Рациональные области применения модифицированных бетонов в современном строительстве / В.В.Бабков, P.P. Сахпбгареев, Г.С.Колесник, и др. // Строительные материалы. -М., 2006.-№10.-С. 2-4.

4 Сахпбгареев P.P. Физико-химические аспекты применения модифицированных бетонов/ Р.Р.Сахнбгареев, В.В.Бабков, Г.С.Колесник и др. // Строительные материалы. - М., 2007 - №7. -С. 74-76.

5 Бабков В В. Механизмы высолообразования на поверхностях наружных стен зданий из штучных стеновых материалов / В.В.Бабков, В.П.Климов, P.P. Сахпбгареев и др. // Строительные материалы. - М., 2007. - №8. - С. 74-76.

6 Бабков В В. Сталефибробетон в производстве и применении конструкций засыпных арочных мостов и водопропускных труб на автодорогах / В.В.Бабков, Ш.Х.Аминов, П.Г.Комохов, И.В.Недосеко, Р.Р.Сахнбгареев и др. // Строительные материалы. - М., 2008. - №6. -С.2-5.

7 Сахпбгареев P.P. Особенности структурообразования цементного камня на поздних стадиях твердения / Р.Р.Сахнбгареев, В.В.Бабков, А.Е.Чуйкин, Ром.Р.Сахибгареев // Строительные материалы. - М„ 2008. -№10. - С. 7-10.

8 Сахпбгареев P.P. Управление структурой при применении модифицированных бетонов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - Воронеж, 2008. - №4 (12). - С.132-150.

9 Бабков В В. Водопропускные трубы и малопролетные засыпные арочные мосты на основе егалефибробетона в автодорожном строительстве/ В.В. Бабков, Ш.Х. Аминов, И.Б. Струговец, И.В. Недосеко, Р.Р.Сахнбгареев, PILI. Дистанов, В.А. Ивлев // Бетон и железобетон -2009. -№2. - С.4-6.

10 Бабков В.В. Вопросы эффективности применения высокопрочных бетонов в железобетонных конструкциях / В.В.Бабков, А.С.Салов, A.A.Плакс, Ром.Р.Сахибгареев, Р.Р.Сахнбгареев, В.В.Кабанец// Жилищное строительство. - М., 2009. -№10. - С. 43.

11 Бабков В.В. Твердение и деструкция цементного камня при длительных условиях / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, А.Е.Чуйкин и др. // Нефтегазовое дело,- Уфа: УГНТУ, 2005.-№3.-С. 275-281.

12 Сахнбгареев P.P. Физико-химические предпосылки использования анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ в технологии бетона // Башкирский химический журнал. -Уфа, 2005. - Т. 12, №3. - С. 40-45.

13 Сахнбгареев P.P. Физико-химические аспекты твердения цементных композитов на поздних стадиях / Р.Р.Сахибгареев, В.В.Бабков, А.Е.Чуйкин и др.// Башкирский химический журнал. -Уфа, 2005. -Т. 12, №4. - С. 124-129.

14 Бабков В В. Роль аморфного микрокремнезема в процессах структурообразования и упрочнения бетонов / В.В.Бабков, Р.Р.Сахибгареев, Ром.Р.Сахибгареев, А.Е.Чуйкин, В.В.Кабанец // Строительные материалы. - М., 2010. - №5.

Монографии

15 Сахнбгареев P.P. Управление структурой и применением модифицированных цементных бетонов: научное издание / Р.Р.Сахибгареев / УГНТУ. - Уфа, 2010. - 130 с.

16 Мохов В.Н. Конструкции и изделия повышенной прочности, ударной стойкости и долговечности из бетонов с демпфирующими компонентами (теоретическое обоснование механизма демпфирования бетона) / В.Н.Мохов, Р.Р.Сахибгареев, А.И.Габитов, А.В.Попов, В.В.Бабков, П.Г.Комохов / Башкирское областное управление ВНТО стройиндустрии. - Уфа, 1988.-68 с.

17 Сахнбгареев P.P. Конструкции и изделия повышенной прочности, ударной стойкости и долговечности из бетонов с демпфирующими компонентами (исследование свойств бетонов и внедрение в производство) / Р.Р.Сахибгареев, В.Н.Мохов, А.И.Габитов и др. / Башкирское областное управление ВНТО стройиндустрии. - Уфа, 1988. - 70 с.

Авторские свидетельства п патенты на изобретение

18 А. с. 1300014. Способ изготовления бетонных изделий / В Н. Мохов, А.И. Габитов, A.B. Попов, P.P. Сахнбгареев, Ю.Н. Конинин, В В. Бабков. - № 3906917; заявл. 04.07.1985; опубл. 01.12.1986, Бюл. №12,- 6 с.

19 А. с. 1414830. Бетонная смесь / В.Н. Мохов, A.B. Попов, П.Г. Комохов, Ю.Б. Алимов, P.P. Сахнбгареев, А.И. Габитов. -№4081058; заявл. 23.06.1986; опубл. 08.04.1988, Бюл. № 29 - 6 с.

20 А. с. 1573011. Композиция для приготовления добавки в бетонную смесь / P.P. Сахнбгареев,

A.B. Попов, В.Н. Мохов, П.Г. Комохов, Б.Г. Печеный, Е.А. Попов, P.P. Нурисламов. - № 4429252; заявл. 19.05.1988; опубл. 22.02.1990, Бюл. №23,- 8 с.

21 А. с. 1514733. Вяжущее для бетонной смеси / P.P. Сахнбгареев, П.Г. Комохов, A.B. Попов,

B.Н. Мохов, А.И. Габитов, А.З. Сафин, В.П. Пугачев, Ю.Н. Конинин. - № 4150291; заявл. 17.11.1986; опубл. 15.06.1989, Бюл. №38,- 8 с.

22 А. с. 14812119. Бетонная смесь / P.P. Сахнбгареев, Б.Г. Печеный, A.B. Попов, П.Г. Комохов, В.Н. Мохов, Н.С. Ениколопов, З.Ф. Калимуллина, В.Ф. Долгих. - № 4180712; заявл. 15.01.1987; опубл. 22.01.1989, Бюл. №19. -4 с.

23 Пат. 2243890. Способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий / Сахнбгареев P.P., Семенов A.A., Сахнбгареев P.P.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГНТУ»,- № 2003114763; заявл. 19.05.2003; опубл. 10.01.2005, Бюл. №1,- 5 с.

24 Пат. 2303022. Способ изготовления фиброцементных композиций / Сахнбгареев P.P., Бабков В В., Комохов П.Г., Сахнбгареев P.P., Кабанец В.В., Мохов В Н., Терехов И.Г., Салов A.C.; заявитель и патентообладатель Сахнбгареев P.P.- № 2005134298; заявл. 07.11.2005; опубл. 20.06.2007, Бюл. №20. - 9 с.

25 Расчет эффективного расхода арматурной стали для вариантного сечения изгибаемого железобетонного элемента: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010610325 / A.C. Салов, В.В. Бабков, P.P. Сахнбгареев и др.; правообладатель ГОУ ВПО УГНТУ; заявл. 17.11.2009; зарег. 11.01.2010.

Статьи в сборниках трудов, конференций, периодических изданиях

26 Сахнбгареев P.P. К вопросу моделирования процесса гидратации минеральных вяжущих веществ / Р.Р.Сахибгареев, Р.А.Анваров, В.П.Токарева, А.А.Шакиров // Оптимизация технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности: материалы I Республиканской научно-практической конференции. - Уфа, 1983. - С.51.

27 Сахнбгареев P.P. Использование отходов и побочных продуктов нефтехимических производств для получения эффективных добавок в бетоны / Р.Р.Сахибгареев, Г.М.Кугаков,

Г.С.Колесник, А.В.Попов, В.Н.Мохов, О.А.Ухов // Использование отходов производств в строительстве: матер, респ. конф. - Уфа, 1984. - С.46-48.

28 Сахибгареев P.P. Применение неиногенных поверхностно-активных веществ в качестве добавок в бетон / Р.Р.Сахибгареев, А.З.Сафин, Л.М.Кесарева, Н.М.Николаева // Совершенствование технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности: матер, и сообщ. II Респ.науч.-практ.конф. - Уфа,1985. - С.62.

29 Комохов П.Г. Моделирование структурообразования цементных систем с ПАВ во взаимосвязи с реологическими характеристиками / П.Г.Комохов, Р.Р.Сахнбгаресв, А.В.Попов, В.Н.Мохов, А.Ф.Полак // Реология бетонных смесей и ее технические задачи: матер. V симп. по реологии бетона. - Рига, 1986.-С. 108-109.

30 Комохов П.Г. Применение окснэтилированных соединений в качестве добавок в бетон / П.Г.Комохов, Р.Р.Сахпбгареев, А.И.Габитов, А.З.Сафин // Техническая диагностика в строительстве и возможность использования эффективных строительных материалов и конструкций. - Уфа, 1986. - С.69.

31 Мохов В Н. О моростойкости бетона, используемого комбинатом Якутуглестрой / В Н. Мохов, Р.Р.Сахпбгареев, О.С.Смертин, и др. // Шахтное строительство. - М., 1987. - №6,- С 12-14.

32 Комохов П.Г. Использование отходов и побочных продуктов нефтехимических производств для получения добавки «ДКГМ-1» в бетон / П.Г.Комохов, Р.Р.Сахпбгареев, А.В.Попов, О.Г.Бирюков // Усиление роли и развили творческой активности молодых строителей в ускорении научно-технического прогресса в строительстве: матер. 111 Респ.науч-техп.конф.молодых ученых и специалистов. - Уфа, 1988. - С. 25.

33 Сахибгареев P.P. Эффективные добавки в бетоны на основе неионогенных ПАВ // Усиление роли и развития творческой активности молодых строителен в ускорении научно-технического прогресса в строительстве: матер. Ш Респ.науч.-техн. Конф. Молодых ученых и специалистов. -Уфа, 1988.-С. 26.

34 Сахибгареев P.P. Стойкие в морской воде бетоны с добавками на основе отходов нефтехимии / Р.Р.Сахпбгареев, А.В.Попов, О.Г.Бирюков, А.И.Габитов // Проблемы комплексной застройки южного берега Крыма: матер, респ.науч.-техн.конф. - Симферополь, 1988. - С. 143.

35 Сахибгареев P.P. Эффективные добавки к бетонам, на основе отходов и побочных продуктов нефтехимических производств I Р.Р.Сахпбгареев, П.Г.Комохов // Использование отходов производства строительной индустрии. Тез. докл. обл. науч.-техн. конф. - Ростов-на-Дону, 1989. -С.14-16.

36 Сахибгареев P.P. Структура и свойства бетона с добавками анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ: автореферат диссертации на соискание уч.ст.канд.техн.наук / ЛИИЖТ. - Ленинград, 1989. - С.24.

37 Сахибгареев P.P. К вопросу повышения качества отделки фасадной поверхности панелей наружных стен / Р.Р.Сахпбгареев, А.А.Семенов, М.А. Балобанов, А.С.Мирзоев // Материалы 5 Международной научно-технической конференции при 5 Международной специализированной выставке «Строительство. Архитектура. Коммунальное хозяйство -2001».-Уфа, 2001.-С.28.

38 Сахибгареев P.P. Использование эффективных добавок-модификаторов для улучшения свойств бетонов и растворов / Р.Р.Сахпбгареев, А.А.Семенов, Р.Р.Гатиатуллин // Материалы 5 Международной научно-технической конференции при 5 Международной специализированной выставке «Строительство. Архитектура. Коммунальное хозяйство -2001». - Уфа, 2001. - С.30-31.

39 Бабков В.В. Методика определения степени гидратации цемента в твердеющем цементном камне / В.В.Бабков, Р.Р.Сахпбгареев, И.Г.Терехов и др. // Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения: материалы восьмых академических чтений РААСН. - Самара, 2004. - С. 42-44.

40 Сахибгареев P.P. Способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий / Р.Р.Сахибгареев, А.А.Семенов // Проблемы строительного комплекса России: материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. при VIII специализированной выставке «Архитектура. Строительство. Коммунальное хозяйство- 2004». - Уфа. УГНТУ, 2004. - С. 111-112.

41 Бабков B.B. Твердение и деструкция цементного камня при длительных условиях / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, А.Е.Чуйкин и др. // Материалы Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии»,- (Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: научно-теоретический журнал). -Белгород, 2005. - №9 - С. 14-20.

42 Сахнбгареев P.P. Технико-экономическая эффективность применения бетона повышенных классов в железобетонных конструкциях/ Р.Р.Сахибгареев, В.В.Бабков, В.В.Кабанец, И.Г.Терехов // Материалы Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии». - (Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: научно-теоретический журнал). - Белгород, 2005. -№9 -С. 195-199.

43 Сахнбгареев P.P. Особенности структурообразования цементного камня в условиях длительного твердения / Р.Р.Сахибгареев, В.В.Бабков, И.Г.Терехов // Бетон и железобетон, пути развития - 2005: материалы II Всерос.(Междунар.) конф. - М., 2005. - Т.З. - С. 461-469.

44 Бабков В В. Технико-экономическая эффективность повышения прочности бетона в железобетонных конструкциях с учетом характера их нагружения / В.В. Бабков, P.P. Сахнбгареев, И.Г.Терехов, В.В.Кабанец // Бетон и железобетон, пути развития - 2005: материалы II Всерос.(Междунар.) конф. - М„ 2005. - Т.2. - С. 270-275.

45 Бабков В.В. Опыт применения противоморозных добавок в технологии бетона / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, И.Г.Терехов и др. // Проблемы строительного комплекса России: материалы X Междунар. науч.-техн. конф. при X специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство - 2006». - Уфа: УГНТУ, 2006. - С. 6-8.

46 Бабков В В. Возможности модифицированных бетонов в современном строительстве / В.В.Бабков, Р.Р.Сахибгареев, Г.С.Колесник и др. // Опыт и перспективы использования модифицированных бетонов с суперпластификаторами Компании «Полипласт». Эффективность их применения в строительной практике: материалы регион, науч.-техн. конф. - Уфа: УГНТУ, БашНИИстрой, 2006. - С. 20-32.

47 Бабков В В. Структурообразование цементного камня в условиях длительного твердения / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, И.Г.Терехов, А.Е.Чуйкин // Строительные материалы и защита от коррозии: сб. науч. ст. -Уфа: БашНИИстрой, 2006.-Т. 1. - С. 17-28.

48 Бабков В В. Опыт применения суперпластификаторов серии «Полипласт» в производстве сборного и монолитного железобетона на предприятиях Республики Башкортостан / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, И.Г.Терехов, и др. // Бюллетень строительного комплекса РБ. -Уфа: Минстройтранс РБ, БашНИИстрой, 2006. - № 1-2. - С. 70-76.

49 Сахнбгареев P.P. Методология применения модифицированных бетонов с суперпластификаторами в монолитном строительстве в Республике Башкортостан / Р.Р.Сахибгареев, И.Г.Терехов, А.С.Салов и др. // Проблемы строительного комплекса России, материалы XI Международной научно-технической конференции при XI специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство - 2007».-Т.1/редкол.: Агапчев В.И. и др. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. - С. 14-17.

50 Опыт применения модифицированных бетонов повышенной прочности с противоморозными добавками в монолитной технологии при возведении крупноформатного объекта / В В. Бабков, P.P. Сахнбгареев, B.C. Разумов, Ром.Р. Сахнбгареев // Строительный вестник Российской инженерной академии: Труды секции «Строительство» Российской инженерной академии. -М., 2008. - Вып. 9. -С.55-63.

51 Бабков ВВ. Эффективность применения высокопрочных бетонов в изгибаемых железобетонных элементах по снижению расхода арматурной стали / В.В. Бабков, P.P. Сахнбгареев, A.C. Салов // Строительный вестник Российской инженерной академии: труды секции «Строительство» Российской инженерной академии. — М., 2008. - Вып. 9. - С.125-128.

52 Сахнбгареев P.P. Оценка теоретической прочности бездефектной кристаллической фазы / В В. Бабков, P.P. Сахибгареев, А.Е.Чуйкин // Проблемы строительного комплекса России: материалы XII Междунар. науч.-техн. конф. при XII специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство. Насосы. Трубопроводы - 2008». - Уфа: УГНТУ, 2008. - С.111-114.

53 Сахнбгареев P.P. Прочность и долговечность цементного камня на основе водовяжущих паст с высокой исходной конструкцией клинкера / В В. Бабков, P.P. Сахибгареев, А.Е.Чуйкин // Проблемы строительного комплекса России: материалы XII Междунар. науч.-техн. конф. при XII специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство. Насосы. Трубопроводы - 2008». — Уфа: УГНТУ, 2008. - С. 114-117.

54 Сахнбгареев P.P. Обеспечение подвижности и жизнеспособности бетонных смесей в монолитной технологии строительства / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев // Опыт применения пластифицирующих и противоморозных добавок в сборном и монолитном строительстве на объектах РБ: материалы семинара. - Уфа, 2008. - С.59-67.

55 Сахибгареев P.P., Бабков В В., Салов А.С. Использование суперпластификаторов в производстве сборного железобетона на заводах РБ / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, А.С.Салов // Опыт применения пластифицирующих и противоморозных добавок в сборном и монолитном строительстве на объектах РБ: материалы семинара. - Уфа, 2008. - С.69-71.

56 Сахнбгареев P.P. Потенциал структурообразования и самозалечивания цементных систем на поздних стадиях твердения / В В. Бабков, P.P. Сахибгареев // Труды Международного конгресса «Наука и инновации в строительстве», SIB. - Воронеж, 2008. -Т. 1. - С.463-469.

57 Бабков В.В. Сталефибробетон в дорожном строительстве / В В. Бабков, P.P. Сахнбгареев, И.В.Недосеко, Р.Ш.Дистанов // Труды Международного конгресса «Наука и инновации в строительстве», SIB. - Воронеж, 2008. - Т.2. - С. 65-67.

58 Бабков В.В. Теория и практика эффективного применения высокопрочных бетонов в железобетонных конструкциях по критерию снижения расхода арматурной стали / В.В.Бабков, Р.Р.Сахнбгареев, А.С.Салов, Ром.Р.Сахибгареев // Строительный вестник Российской инженерной академии: труды секции «Строительство» Российской инженерной академии - М., 2009. -С. 175 - 180.

59 Сахибгареев P.P. Аналитическая оценка механизмов структурообразования и деструкции цементных композитов на поздних стадиях твердения /P.P. Сахибгареев, В.В. Бабков, Ром.Р. Сахибгареев, А.С.Салов // Строительный вестник Российской инженерной академии: труды секции «Строительство» Российской инженерной академии. -М., 2009. - С. 155-160.

60 Сахибгареев P.P. Управление структурой цементных композитов и модифицированных бетонов на их основе // Строительный вестник Российской инженерной академии: труды секции «Строительство» Российской инженерной академии. - М., 2009. - С. 87-98.

61 Сахнбгареев P.P. Влияние фракционного состава цемента на прочность цементного камня / P.P. Сахибгареев, В.В. Бабков, Ром. Р. Сахибгареев, О.С. Мохова // XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. - Казань, 2010. -Т.1. - С.59-61.

62 Сахнбгареев P.P. Применение метода лазерной гранулометрии для оценки способности цементных систем к самозалечиванию / P.P. Сахибгареев, В.В. Бабков, Ром. Р. Сахибгареев, О С. Мохова // XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т.-Казань, 2010. -Т.1. - С.61-68.

63 Бабков В.В. Процессы гидратации и перекристаллизации клинкерных фаз портландцемента совместно со взаимодействием гидроокиси кальция и аморфного микрокремнезема / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, Ром. Р. Сахибгареев, А.Е. Чуйкин // XV Академические чтения РААСН /Казан, гос. арх.-строит. ун-т. - Казань, 2010. - Т. 1. - С. 15-20.

64 Сахнбгареев P.P. Направления и механизмы управления процессами структурообразования цементных композитов / P.P. Сахибгареев // XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. -Казань, 2010. -Т.1. -С.53-57.

Подписано в печать 20.05.2010. Формат бумаги 60x84/16 Объем 2,2 усл.печ.л. Тираж 90 экз. Заказ № 103

Издательство Уфимского государственного нефтяного технического университета Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес издательства и типографии: 450062, РБ, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

Введение.

ГЛАВА 1 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И РАЗВИТИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ СТРУКТУРЫ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ И БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ.

1.1 Направления и механизмы управления структурой цементных композитов для получения заданного уровня их свойств.

1.2 Физико-химические и механические факторы формирования прочности и долговечности цементного камня.

1.3 Оценка эффективности направлений и механизмов управления процессами, структурообразования< цементных композитов для формирования высоких прочностных и эксплуатационных показателей модифицированных бетонов на их основе.

ГЛАВА 2 ЗАКОНОМЕРНОСТИ СВЯЗИ ПРОЧНОСТИ И ПОРИСТОСТИ

ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ.

2.1 Структура пористости и многоранговая модель цементного камня

2.2 Методика определения относительной пористости и расчетно-экспериментальные результаты.

2.3 Оценка параметров поровой структуры цементного камня во взаимосвязи «прочность-пористость» для разного ранга пор.

2.4 Предпосылки оптимизации поровой структуры цементного камня для направленного формирования свойств.

2.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 3 СОХРАНЕНИЕ ДОСТИГНУТОГО УРОВНЯ ПРОЧНОСТНЫХ

И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕМЕНТНЫХ

КОМПОЗИТОВ И БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ ВО ВРЕМЕНИ.

3.1 Постановка проблемы деструкции и возможности самозалечивания цементного камня.

3.2 Условия для развития процессов самозалечивания в цементном камне, композитах и бетонах на его основе на стадиях твердения и эксплуатации.

3.3 Аналитическая оценка механизмов структурообразования и деструкции цементных композитов на зрелых и поздних стадиях твердения.

3.4 Гравиметрический метод определения степени гидратации для цементных композитов водных условий твердения.

3.5 Факторы, обусловливающие проявление деструкции цементного камня.

3.6 Оценка вклада дисперсности разных фракций цемента в формирование прочности цементного камня.

3.7 Выводы по главе.

ГЛАВА 4 РЕАЛИЗАЦИЯ НАПРАВЛЕНИЙ И. МЕХАНИЗМОВ

УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРОЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ

КОМПОЗИТОВ И БЕТОНОВ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ И 1/:

ДОЛГОВЕЧНОСТИ.

4.1 Технология поверхностного упрочнения с эффективным окрашиванием бетонных изделий и конструкций

4.2 Способ и технология получения фиброцементных композитов и „ 173 конструкции с объемным преднапряженным упрочнением.

4.3 Опыт промышленного изготовления железобетонных изделий кольцевого сечения.

4.4 Выводы.

ГЛАВА 5 УПРАВЛЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННЫХ БЕТОНОВ ВО ВЗАИМОСВЯЗИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ПРОЧНОСТНЫХ И СВОЙСТВ.

5.1 Закономерности между технологическими параметрами модифицированных водоредуцированных бетонных смесей и прочностью бетона.

5.2 Рациональные области применения модифицированных бетонов и опыт их промышленного внедрения.

5.3 Структура и свойства модифицированных бетонов во взаимосвязи с физико-химическими свойствами модификаторов.

5.4 Особенности применения модифицированных бетонов в условиях отрицательных температур с позиций длительного набора и поддержания уровня прочности.

5.5 Реализация управления структурой цементных композитов на нанометрическом уровне.

5.6 Выводы по главе.

ГЛАВА 6 УПРАВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫМ ПРИМЕНЕНИЕМ БЕТОНОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

6.1 Эффективность применения высокопрочных модифицированных бетонов в сжатых железобетонных элементах.

6.2 Эффективность применения высокопрочных модифицированных бетонов во внецентренно сжатых железобетонных элементах.

6.3 Эффективность применения высокопрочных модифицированных бетонов в изгибаемых железобетонных элементах.„ „

6.4 Результаты внедрения научно-исследовательский работ и опытно-конструкторских разработок по рациональному применению модифицированных бетонов.

6.5 Выводы по главе.

Развитие технологии бетона, повышение эффективности разработки, технических и проектных решений с использованием бетона ш железобетона, вопросы оптимизации, применения высокопрочных бетонов и конструкций на их основе реально зависят от исследований по выявлению использования потенциальных возможностей портландцемента и его разновидностей. Прочность цементной связки - основного носителя прочности: и основы цементного камня - реализуется в большинстве практических случаев на уровне 10-30% от теоретической. Разработка новых технических, технологических решений по повышению прочности и эксплуатационной; надежности, цементных композитов и бетонов на их основе базируется на установлении закономерностей и углублении представлений по связи структуры и свойств цементного камня, в том числе с применением: моделирования, с разработкой; экспериментально-аналитических ПОДХОДОВ;

Исследование процессов структурообразования, влияния на них организации норовой структуры цементного камня, способности к регуляции и саморегуляции цементной системы, а также управление структурой цементного камня применением материалов панотехнологий на нанометрическом уровне являются» одними из основных возможностей влияния на; формирование, закрепление и поддержание, свойств цементных композитов и бетонов на их основе.

Применение органических и органоминеральных модификаторов, оптимизация областей, их применения открывает широкие* возможности« по получению технологичных, высокоредуцированных бетонных смесей^ с улучшенными, высокими прочностными, и эксплуатационными показателями бетона. "' •

При этом актуализировались вопросы достижения, а также сохранения требуемого уровня прочностных и эксплуатационных показателей цементных композитов и бетонов на их основе, исследование процессов деструкции,' их причин и последствий, а также оценка возможности цементных систем- к самозалечиванию.

Модифицированные бетонные смеси и бетоны с высокими прочностными и эксплуатационными показателями широко и в большей степени применяются в монолитном строительстве. Чрезвычайно актуальными являются вопросы оптимизации и рационального применения модифицированных бетонов повышенной прочности во взаимосвязи с технологическими свойствами .при изготовлении и проектировании, особенно в сочетании с высокопрочной арматурой.

Работа посвящена исследованию и развитию представлений' о закономерностях связей между составом, структурой и свойствами' цементных композитов, разработке и использованию эффективных структурно-технологических приемов и технологий для управления процессами структурообразования при получении модифицированных бетонов заданного уровня свойств и определению их рациональной области»применения.

Актуальность работы. Совершенствование технологии бетона, повышение эффективности технических и проектных решений с использованием бетона и железобетона, вопросы оптимизации применения< высокопрочных бетонов и конструкций на их основе реально зависят от реализации программ исследований по выявлению использования потенциальных возможностей портландцемента и его разновидностей, в том числе в сочетании с современными модифицирующими добавками в бетоны.

Прочность цементного камня — носителя прочности и. ОСНОВЫ1 свойств цементных бетонов - реализуется в большинстве случаев на-уровне 10-30% от потенциальных возможностей бетона. Разработка новых технических, технологических решений по повышению прочности и эксплуатационной надежности цементных композитов и бетонов на их основе базируется на установлении закономерностей и углублении представлений по связи структуры и свойств цементного камнщ в- том числе с применением структурного' моделирования, разработки новых экспериментально-аналитических подходов*.

Управление процессами структурообразования и формирования поровош структуры цементного камня, способности структуры к регуляции« и саморегуляции, управление структурой цементного камня с применением добавок и технологий на нанометрических уровнях структуры составляют сумму возможностей достижения высоких уровней и поддержания свойств цементных композитов и бетонов на их основе прежде всего по прочности.

Применение органических и органоминеральных модификаторов, оптимизация* областей их применения открывают широкие возможности по получению технологичных высокоредуцированных бетонных смесей^ и бетонов, на их основе с повышенными, высокими прочностными и эксплуатационными, показателями.

При этом актуализировались вопросы! не только достижения, а также сохранения требуемого уровня прочностных и эксплуатационных показателей цементных бетонов, вопросы* исследования-процессов; деструкции, их причин и последствий, а также оценки, способности цементных систем.к самозалечиванию.

Модифицированные бетонные смеси и бетоньвс высокими прочностными и эксплуатационными^ показателями широко и в большей степени применяются, в монолитном' строительстве. Чрезвычайно актуальными^ являются вопросы оптимизации и рационального .применения модифицированных, бетонов повышенной прочности во взаимосвязи с технологическими^ свойствами при изготовлении и проектировании, в том числе в сочетании с высокопрочной арматурой.

Работа посвящена1 исследованию и развитию представлений' о-закономерностях связей между составом, структурой и свойствами цементных композитов, разработке и использованию эффективных структурно-технологических приемов и технологий при управлении процессами структурообразования модифицированных бетонов повышенной и высокой прочности и определению их рациональной области применения.

Цель работы.1 Разработка научно- прикладных и. технологических решений по управлению формированием цементных композитов заданной структуры с целью повышения прочностных и других эксплуатационных свойств бетонов посредством модифицирования бетонных смесей при одновременном решении задач сохранения требуемого уровня свойств во времени и рационального использования высокопрочных бетонов.

Постановка и концепция научной проблемы. Рабочая гипотеза. Получение цементных композитов и модифицированных бетонов на их основе сопряжено с проблемой сохранения достигнутого и требуемого уровня прочностных и эксплуатационных свойств, которая может быть решена через управление процессами структурообразования, создание условий для самозалечивания! деструктивных процессов различной природы и направленного регулирования многоранговой пористости структуры цементной матрицы.

Задачи исследований:

1 Систематизация направлений и механизмов управления структурой цементных композитов; оценка их эффективности по вкладу в направленное формирование прочности и< обеспечение долговечности модифицированных бетонов на их основе.

2 Изучение закономерностей влияния физико-химических и физико-механических факторов на стадиях гидратации, структурообразования и твердения^ при формировании прочностных и других эксплуатационных свойств4цементных композитов.

3 Исследование направлений и способов.регулирования структуры пористости цементного камня? с использованием суперп л астиф 11 катор о в и' г органоминеральных модификаторов как средство получения' бетонов высокой прочности.

4 Систематизация' факторов реализации механизмов деструкции твердеющего цементного камня, сопряженных с проблемой сохранения достигнутого уровня^ прочности и обеспечения долговечности цементных бетонов. ■■'• 9 -л''- '•.'. ' ■

5 Аналитическая оценка. возможностей цементных систем к; структурообразованию и самозалечиванию.

6 Оценка эффективности известных: представлений и развитие направлений; по управлению применением цементных; композитов, модифицированных.бетонов на их основе с улучшенными прочностными и эксплуатационными свойствами. Изучение и установление закономерностей между прочностью и технологическими параметрами (водовяжущее отношение, подвижность) модифицированных водоредуцированных бетонных смесей.

7 Разработка, составов, способов, приемов- и технологических решений для направленного управления структурой и получения бетонов с улучшенными прочностными и эксплуатационными свойствами:

81 Разработка* методологического подхода к определению и назначению рациональных областей применения« высокопрочных бетонов; с, учетом напряженно-деформированного состояния» изделий ш конструкций;

Объект исследования. Цементные бетоны; получение ишрименение.

Предмет исследования. Цементные композиты и бетоны на их основе. Структура и структурообразование цементных композитов; Модификаторы^ для; бетонов и растворов. Модели цементной! системы на стадиях гидратации, структурообразования. и; твердения. Прочность и пористость. Многоранговая структура- пористости! Структурно-технологические аспекты получения и рациональные области, применения.бетоновшовышенной прочности'; .

Методологические^ теоретические и методические основы; исследований: обеспечение системно-структурного подхода при анализе: направлений управления структурой цементных композитов; , использование в экспериментальных исследованиях методов структурного моделирования для оценки возможности» цементных систем к самозалечиванию; комплексное применение методов идентификации? структуры цементного камня для количественного описания взаимосвязи «пористость — локальная пористость —прочность», в том числе с использованием классических представлений теории упругости;

- расчетно-аналитическая интерпретация экспериментальных результатов для» формирования базы данных для решения задач конструирования оптимизированных структур цементных композитов и бетонов, обеспечивающих эффективную реализацию их свойств путем оптимизации и направленного регулирования структуры пористости цементных композитов.

Научная новизна работы.

1 Разработаны научно-прикладные основы и технологические решения для управления формированием структуры цементных композитов и модифицированных бетонов, которые обеспечивают получение их высоких прочностных и эксплуатационных свойств.

2 Систематизированы и обобщены направления и механизмы управления структурой цементных композитов для* формирования' их высоких прочностных и других эксплуатационных характеристик.

3 Предложена модель развивающейся цементной системы; позволяющая прогнозировать ее способность к структурообразованию на зрелых и поздних стадиях твердения и устанавливающая связи между технологическими параметрами, свойствами цементных композитов и их способностью к самозалечиванию в условиях перекристаллизации-гидратных фаз, действия усадки и других деструктурирующих факторов, связывающих резерв клинкерного фонда с обеспечением и поддержанием требуемого^ уровня прочности. Систематизированы факторы, обусловливающие возможность проявления деструкции цементного камня и цементных бетонов.

4 Обоснован механизм формирования* состояния^ твердеющего цементного камня, сопряженный с проблемой сохранения достигнутого уровня прочности и обеспечения долговечности цементных бетонов.

5 Предложено применение метода лазерной гранулометрии при анализе гранулометрического состава и дисперсности вяжущих как важного фактора процессов структурообразования и способности, цементных систем» к самозалечиванию на разных стадиях твердения.

6 Исследована и, обоснована роль многоранговой поровой структуры цементного камня по вкладу в прочность отдельных рангов пор.

7 С позиций формирования всего комплекса физико-механических характеристик цементных бетонов выявлены три фундаментальных элемента структуры цементного камня нанометрического масштаба: кристаллиты гидросиликатной составляющей продуктов гидратации цементного камня с поперечными размерами 5-50 нм, обеспечивающие прочность- структуры; гелевые поры гидросиликатного сростка диаметром порядка 5 нм, а также фазообразующие промежуточные и микрокапиллярные поры диаметром до 200 нм; предопределяющие непрерывность процессов структурообразования и самозалечивания твердеющей системы.

8 Предложены пути* и способы управления структурой модифицированных бетонов на основе рационального применения суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов с оценкой эффективности их применения по взаимосвязи показателей «прочность — подвижность смест— водовяжущее отношение» цементной составляющей системы.

9 Предложен комплекс технологических решений (составы, способы, технологии) для управления структурой цементных бетонов, изделий и конструкций повышенной прочности, долговечности и эксплуатационной надежности), в т.ч.:

- установление областей рационального применения органических и органоминеральных модификаторов с целью получения технологичных бетонных смесей, высокопрочных и эксплуатационно надежных бетонов во взаимосвязи с водовяжущим отношением; способ получения фиброцементных композиций и изделий на их основе при реализации эффекта объемного преднапряжения для повышения прочностных и эксплуатационных свойств;

- способ поверхностного упрочнения и окрашивания изделий на основе модифицированных бетонов;

- исследование особенностей применения противоморозных добавок для бетонов с позиций длительного набора и поддержания уровня прочности.

10 Разработан расчетно-аналитический аппарат для определения рациональных областей применения бетонов высокой прочности в железобетонных элементах с учетом характера их нагружения.

Достоверность научных положений, разработанных автором, а также достоверность выводов и рекомендаций подтверждена результатами исследований с применением современных методов физико-химического анализа, лазерной' гранулометрии и достаточно точной сходимостью экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, при полупромышленном производстве и испытаниях, в том числе разрушающими и неразрушающими, методами, с применением метрологически поверенного» оборудования в испытательной аккредитованной лаборатории.

Практическая значимость идеализация.работы.

Теоретическая ценность работы» заключается в разработке научно-прикладных основ и технологический решений по управлению формированием цементных композитов, заданной структуры посредством модифицирования бетонных смесей для получения^ бетонов с требуемым уровнем прочностных и, экспериментальных свойств.

Полученные теоретические результаты по оценке взаимосвязи прочностных и технологических свойств модифицированных бетонный' смесей и бетонов позволяют определять, рациональные практические интервалы пpимeнeнияv органических и органоминеральных модификаторов для получения^ водоредуцированных технологичных бетонных смесей, высокопрочных и эксплуатационно надежных бетонов на их основе.

Представлена постановка и решение задачи сохранения достигнутого уровня прочности, обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности высокопрочных цементных бетонов с выявлением и систематизацией причин деструкции; цементных композитов:. Разработаны технологические условия^ и реализованы практические решения (приемы, способы и режимы) получения-бетонов? с повышенными: характеристиками с реализаций до промышленного внедрения на ЖБЗ УПТУ ГУГТ «Башкиравтодор», ООО «Уфимская Бетонно-Растворная компания», ОАО «Уфимский ЖБЗ - 2» и др.

Разработан способ и» технология поверхностного упрочнения с устойчивым декоративным окрашиванием цементных изделий. Область применения: производство сборных стеновых, ограждающих, и дорожных изделий и конструкций- с; декоративной отделкой и повышенными эксплуатационными характеристиками. По разработанному способу выпущена, опытно-промышленная партия железобетонных дорожных плит на ООО «Железобетонный завод №1'» (г. Стер.'11ггамак, РБ).

Для предприятий Республики Башкортостан; разработаны- нормативные документы ТУ 5862-001-73763349-2009 «Трубы безнапорные: раструбные сталефибробетонные круглые сборные»;, ТУ 5855-002-73763349-2009 «Кольца колодцев сталефибробетонные круглые сборные» на продукцию; выпускаемую ЗЖБИ ОАО «ГлавБашСтрой», которые могут быть использованы, в других регионах, выпускающих подобную продукцию:

По разработанной технологии получения, высокопрочных фиброцементных изделий с эффектом объемного предиапряжеиия выпущена опытно-промышленная партия; железобетонных колец из фибробетонных смесей с различными модификаторами на ЖБЗ УПТК ГУП «Башкиравтодор»; для их промышленного освоения; разработаны; технические, условия; на продукцию, серийно^выпускаемую- ЗЖБИ ОАО «ГлавБаш(Зтрой» с 2009 года. :

Предложен . и обоснован поранговый расчетный; подход к экспериментальной оценке кинетики поровой структуры твердеющего цементного камня; Разработан гравиметрический метод и методика; определения, степени гидратации: цементных систем, твердеющих в водных условиях, которая позволяет при минимальных затратах труда и времени, с достаточной степенью точности определить этот параметр без дополнительных химических реактивов.

Предложены основы и принципы определения уровня напряженно-деформированного состояния цементных композиций для контроля прочности, долговечности и надежности эксплуатируемых бетонных изделий и ж/б конструкций.

Разработан инновационный подход с прикладным методологическим аппаратом оценки рационального применения бетонов повышенной прочности для эффективного проектирования, который позволяет оперативно провести технико-экономическое обоснование применения высокопрочных бетонов в технологии монолитного строительства для сжатых и изгибаемых элементов. Результаты исследований и предложенный подход реализованы при проектировании и строительстве ряда высотных каркасно-монолитных жилых домов в г. Уфа с 2007 г. с практическим сокращением расходов арматурной стали бетона без снижения их требуемых прочностных и эксплуатационных показателей.

Экономический эффект рационального применения модифицированных бетонов повышенной прочности в сочетании с применением высокопрочной арматуры А500С при возведении 10 этажного монолитного жилого дома №1 « Каскад» по ул. Российской в г.Уфа, жилого комплекса «Седьмое небо», 25 этажных жилых домов №9, 10 по ул. Бакалинской в г.Уфа и на ряде других объектов выразился в сокращении расхода рабочей' арматуры до 25%, и общего расхода, включая конструктивную арматуру до 17%. Выполненный раздел КЖ проекта жилого дома с эффективным применением бетонов и конструкций монолитного каркаса прошел экспертизу в Управлении Главэкспертизы России по Республике Башкортостан.

Результаты диссертационного исследования используются в ГОУ ВПО «Уфимский государственный- нефтяной технический университет» при подготовке студентов, бакалавров и магистрантов техники и технологии специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Основные результатыработы, выдвигаемые на защиту:

1 Систематизированы и классифицированы направления и механизмы управления структурой1 цементных композитов с вариантами* эффективности по вкладу в направленное формирование прочности и долговечности модифицированных цементных бетонов.

2 Представлена и обоснована проблема сохранения, возможности снижения достигнутого уровня прочности, обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности высокопрочных цементных бетонов в условиях длительного твердения.

3 Показано, что структурообразование цементных систем сопровождается процессами деструкции и самозалечивания. Обеспечение набора и сохранения требуемого комплекса эксплуатационных свойств цементных композитов и бетонов на их основе зависит от потенциала- самозалечивания. Предложен расчетно-экспериментальный метод (подход) для, определения потенциала самозалечивания цементных композитов.

4 Получены результаты исследований по установлению* закономерностей влияния фракционного состава и дисперсности цементного вяжущего на формирование прочности и долговечности цементного камня с использованием метода лазерной гранулометрии. Механизм снижения достигнутого уровня прочности цементных систем определяется^ двумя возможными состояниями: - состояние, соответствующее глубокой гидратации цемента и практическому исчерпанию резерва клинкерного фонда; - состояние, соответствующее дефициту и исчерпанию капиллярного пространства с глубоким уплотнением кристаллогидратной связки цементного камня.

5 Выполнены расчеты по оценке параметров поровой структуры цементного камня во взаимосвязи «прочность — пористость». Выявлена природа структуры многоранговой пористости цементного камня, а также вклад рангов пор в формирование и сохранение достигнутого уровня прочности цементного камня в условиях его перекристаллизации с изменением объемов гидратирующих фаз в условиях длительного твердения.

6 Предложена методология по расчету кинетики пористости при-твердении цементных композитов и параметров твердеющей цементной системы с возможностью количественной оценки параметров структурообразования, пористости и возможностей к позитивному самозалечиванию.

7 Разработан и апробирован гравиметрический метод определения степени гидратации цементных систем, твердеющих в водных условиях.

8 Систематизированы и определены рациональные области применения модифицированных бетонов во взаимосвязи, «прочность-подвижность смеси-водовяжущее отношение».

9 Установлены. закономерности направленного структурообразования цементного камня и бетона во взаимосвязи с физико-химическими характеристиками органических и« органоминеральных модификаторов. Разработаны составы, способы и технологические приемы для получения высокопрочных, долговечных и эксплуатационно-надежных цементных композитов, бетонов и изделий на их основе (а.с. № 13000Г4, 1414830, 1573011, 1514733, 14812119):

10 Способ и технология поверхностного упрочнения, окрашивания И"повышения качества поверхности цементных изделий (патент на изобретение № 2243890).

11 Способ и технология получения высокопрочных фиброцементных композиций с объемным упрочнением (патент на изобретение № 2303022.).

12 Представлено технико-экономическое обоснование рационального применения высокопрочных бетонов в технологии монолитного строительства.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались" на: I Республиканской научно-практической-конференции «Оптимизация технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности» (Уфа, 1983), Республиканской конференции «Использование отходов производства в строительстве» (Уфа, 1984), II Республиканской научно-практической конференции «Совершенствование технологии производства бетонов повышенной прочности и долговечности» (Уфа, 1985), V симпозиуме "Реология бетонных смесей и ее технологические задачи» (Рига, 1986), I Республиканском научно-практическом семинаре «Техническая диагностика в строительстве и возможности использования эффективных строительных материалов и? конструкций» (Уфа, 1986),

III Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Уфа, 1988), Республиканской научно-технической конференции «Проблемы комплексной застройки Южного берега Крыма» (Симферополь, 1988), VIII Ленинградской конференции по бетону и железобетону (Ленинград, 1988), X Всесоюзной конференции «Бетон и железобетон» (Казань, 1988), Областной научно-технической конференции «Использование отходов, производства строительной индустрии» (Ростов-на-Дону, 1989), V, VII, VIIL, IX, X, XI, XII Международной научно-технической конференции при Международной специализированной выставке «Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство» (Уфа, 2001, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008), VIII Академических чтениях РААСН, «Современное состояние и перспектива развития строительногоf материаловедения» (Самара, 2004), Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2005), II Всероссийской (Международной)- конференции «Бетон и железобетон, пути развития»^ (Москва, 2005), Региональной научно-технической конференции «Опыт и перспективы использованиям модифицированных бетонов с суперпластификаторами Компании «Полипласт». Эффективность,их применения в строительной практике» (Уфа, 2006), Научно-практической конференции'«Об опыте внедрения прогрессивных технических решений в проектировании и строительстве юбилейных объектов в Республике Башкортостан» (Уфа, 2007), семинаре «Опыт применения пластифицирующих и противоморозных добавок в сборном и монолитном строительстве на объектах РБ» (Уфа, 2008),

Международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве», Дне докторанта (Воронеж, 2008), XV Академических чтениях РААСН (Казань, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 80 работ, включая 14 статей в журналах по перечню ВАК РФ, в том числе 3 монографии, из них 2 в соавторстве, получено 7 авторских свидетельств и патентов на изобретение, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (в соавторстве).

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложения. Диссертация изложена на 367 страницах, включает 58 таблиц, 98 рисунков, включая приложения, список литературы из 354 библиографических источников.

Выводы и рекомендации

1 Систематизированы доминирующие направления и механизмы управления структурой для обеспечения, достижения и поддержания требуемого уровня комплекса эксплуатационных свойств цементных композитов и бетонов на их основе.

2 Показано, что для решения проблемы сохранения достигнутого уровня прочности, обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности высокопрочных модифицированных цементных бетонов в условиях длительного твердения необходимо на всех этапах существования структуры ЦК наличие потенциала самозалечивания структуры.

3 Цементные системы должны сохранять резерв вяжущего и капиллярного пространства при условии обеспечения возможности подпитки зон локальной дефектности структуры. Предложенный и разработанный подход с применением экспериментального метода лазерной гранулометрии позволяет рассчитать параметры твердеющей цементной системы: степень гидратации, глубину гидратации и диаметр зерен вяжущего, средние расстояния между ними. Разработанный подход может быть рекомендован к применению для оценки параметров структурообразования цементных систем. Разработана и экспериментально апробирована методика определения степени гидратации цементного камня водных условий твердения.

4 Установлен и проанализирован ряд основных причин реализации и протекания деструктивных процессов при твердении цементных композитов. Исследовано влияние фракционного состава различных цементов, их удельной поверхности, условий твердения, организации поровой структуры, отдельных рангов пор на формирование прочностных и эксплуатационных свойств цементных композитов, растворов и бетонов на их основе.

5 Для оценки развития пористости и определения ее влияния на структурообразование и прочность ЦК предложено экспериментальные результаты по пористости пересчитывать с учетом многоранговой структуры пористости ЦК; оценивать вклад каждого ранга пор по методу «суперпозиции» с использованием предложенной и разработанной модели, по отношению к непоризованной матрице цементного камня и далее, ослабленной соответствующими рангами пор от гелевой до макропористости.

6 Рассчитана, впервые интерпретирована и использована зависимость между пористостью и локальной пористостью для объемной модели с регулярным распределением сферических пор с ее привязкой к модели цементной матрицы. С использованием предложенной модели по взаимосвязи: «пористость-локальная пористость-концентрации напряжений» рассчитаны интервалы влияния отдельных рангов пор на формирование структуры и, прочности цементного камня. На основе обобщения экспериментальных данных, по результатам оценки полученных коэффициентов! концентрации напряжений от соответствующих рангов пор показано влияние в широком диапазоне капиллярной' пористости на формирование прочности и уровень-дефектности цементной матрицы. При этом интервалы изменения гелевой и' промежуточной пористости практически не оказывают влияния на изменение прочностных показателей матрицы, так как они недоиспользуют свой прочностной, потенциал в предельной стадии по сравнению с влиянием капиллярных пор:

7 Выявлены три элемента нанометрического масштаба: кристаллиты гидросиликатов кальция, гелевые поры гидросиликатного сростка, фазообразующие промежуточные и микрокапиллярные поры, которые являются структуроопределяющими с позиций, формирования всего комплекса физико-механических характеристик цементного камня и цементных бетонов.

8 Сформулированы механизмы позитивного влияния суперпластификаторов и органоминеральных модификаторов на управление физико-химическими процессами структурообразования и твердения для получения требуемых технологических, прочностных и эксплуатационных свойств. На основе обобщения известных и собственных экспериментальных исследований; выявлены рациональные области применения? модифицированных бетонов с суперпластификаторами и органоминеральнымшдобавкамшво взаимосвязи;«прочность - подвижность — водовяжущее отношение ( R - П - В/В)». Выпущены опытно-промышленные партии модифицированных бетонов на ряде предприятий г. Уфа для их производственного освоения.

9 По разработанным технологическим регламентам были; синтезированы различные по активности поверхностно-активные вещества (ПАВ) на основе одного исходного сырья (A.c. №1481219, 1514733, 1573011). Полученные бетоны с разработанными модификаторами, в соответствии с приведенными ^' обобщенными* зависимостями (R-П-В/В), находятся в средней области рационального применения модифицированных; бетонов, с возможностью получения бетонов с прочностью на сжатие в диапазоне по классу прочности; на сжатие: В30-В45 на основе бетонных смесей с подвижностью ПЗ-П4. Исследованы структура: и свойства цементных систем, и бетонов во взаимосвязи с физико-химическими параметрами ПАВ. Выявлено, что оптимальные по составу ПАВ; относятся? к: сильноиластифицирующим добавкам с дополнительным эффектом воздухововлечения. Разработаны сосгавы и способы: получения« бетонных смесей' с модифицирующими; добавками, исследованы свойства бетонов на основе этих смесеш (A.c. Лго 1300014, 1414830). '

10 Разработаны теоретические и практические основы» получения, бетонных . ' - і изделий Иї конструкций по способу «лицом , вниз» с упрочненной декоративной поверхностью (патент № 2243890). Выпущена опытнопромышленная партия дорожных плит на ООО «ЖБЗ-1» (г.Стерлитамак, РБ).

11 Разработаны; теоретические и практические. основы получения фиброцементных изделий с созданием эффекта преднапряжения на границе «стальная или синтетическая фибра — цементный; камень», в процессе нагревания и остывания изделий; (патент № 2303022); Выпущена опытнопромышленная партия кольцевых водопропускных колец из фибробетона с различными модификаторами по разработанной технологии на ЖБЗ УПТК ГУП «Башкиравтодор». Разработаны ТУ на сталефибробетонные изделия (трубы, кольца) для их промышленного производства.

12 Предложен, разработан и реализован аналитический аппарат для оценки и определения рациональных областей применения бетонов повышенной прочности в сжатых и изгибаемых железобетонных элементах. Установлено, что применение бетонов классов по прочности на сжатие выше В50 в изгибаемых (плитных) элементах с целью снижения расхода арматуры неэффективно. Предлагаемые методики позволяют оперативно выполнить количественные оценки эффективности и выявить рациональные области применения бетонов повышенной прочности в сжатых и изгибаемых железобетонных элементах. Результаты исследований и предложенный подход реализованы при проектировании ряда жилых домов из монолитного бетона.

1. А. с. 1573011. Композиция для приготовления добавки В: бетонную смесь / P.P. Сахибгареев, A.B. Попов, В:Н. Мохов, П.Г. Комохов, Б.Г. Печеный, Е.А. Попов, P.P. Нурисламов. № 4429252; заявл. 19.05.1988; опубл. 22.02.1990, Бюл; №23.-8 с.

2. А. с. 1514733. Вяжущее для бетонной смеси / Р:Р. Сахибгареев, П.Г. Комохов, A.B. Попов, В.И. Мохов, А.И! Габитов, А.З. Сафин, В.П. Пугачев, Ю.Н. Конинин. № 4150291; заявл. 17.11.1986; опубл. 15.06.1989, Бюл. №38. - 8 с.

3. А. с. 14812119. Бетонная смесь / P.P. Сахибгареев, Б.Г. Печеный, A.B. Попов, П.Г. Комохов, В;Н. Мохов, Н:С. Ениколопов, З.Ф. Калимуллина, В.Ф: Долгих. № 4180712; заявл. 15.01.1987; опубл. 22.01.1989, Бюл. №19. - 4 с.

4. Абрамзон, A.A. Поверхностно-активные вещества; Синтез, анализ, свойства, применение: учеб. пособие для вузов / A.A. Абрамзон, Л.П. Зайчснко, С.И. Файнгольд: под ред. А.А.Абрамзона. Л.: Химия, 1988.- 200 с.

5. Адамсои, А. Физическая химия поверхностей? Текст.:; пер. с англ. — М.: Мир, 1979.-568 с. ;

6. Александров, А.П. Явление хрупкого разрыва Текст. / А.П. Александров, С.Н. Журков-М. Л.: ГТТИ, 1933. - 158 с.

7. Ананенко, A.A. О расчетных и фактических величинах предельной относительной деформации усадки бетона Текст. / A.A. Ананенко // Тр; НИИЖТа.-Новоспбирск, 1970.-С. 80-90.

8. Ананенко, A.A. Получение; высокопрочных; бетонов на; шлакощелочных вяжущих Текст. / A.A. Ананенко, A.B. Банул // Известия вузов. Строительство. -2007.-№10.-С: 17-19.

9. Ананенко, A.A. Материаловедение: научные и учебные проблемы Текст. / A.A. Ананенко // Вестник СГУПСа, вып.№16. Новосибирск, 2007. - С. 148-152.

10. Ахвердов, И.Н. Высокопрочный бетон Текст. / И.Н. Ахвердов. — М.: Стройиздат, 1961. 162 с:

11. Ахвердов, ИіН. Основы физики бетона Текст. / И.Н. Ахвердов. -М.: Стройиздат, 1981. -464 с. . ■

12. Бабаев, Ш.Т. Эффективность вяжущих низкой водопотребности и бетонов на их основе Текст. / Ш.Т. Бабаев, Н:Ф. Башлыков, Б.Э. Юдович // Бетон , и железобетон. 1995. - № 4. — С. 3-6.

13. Бабков, В.В. Сталефибробетон в производстве и применении конструкций засыпных арочных мостов и водопропускных труб на-автодорогах Текст. / В.В. Бабков, Ш.Х. Аминов, И.Б. Струговец, П.Г., Комохов и- др. // Строительные материалы.- 2008. №6. - С. 2-5.

14. Бабков; ВВ., Мохов В.Н., Капитонов С.М:, Комохов П. Г. Структурообразование и разрушение цементных бетонов Текст. — Уфа, ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2002. 376 с.

15. Бабков, ВІВ- Аспекты долговечности цементного камня, Текст. / В.В. Бабков, А.Ф. По лак, Пі Т. Комохов //Цемент.-1988. №3. - С. 14-16.

16. Бабков, В.В. Особенности^ структурообразования высокопрочного цементного камня в условиях длительного твердения Текст. / В.В: Бабков, Р.Р. Сахибгареев, А.Е. Чуйкин; Р.А. Анваров, П.Г. Комохов^ // Строительные материалы. 2003. -№ 10. - С. 46-48.

17. Бабков; В.В: Рациональные области; применения модифицированных бетонов в современном строительстве Текст. / В.В. Бабков; Р.Р. Сахибгареев; Г.С. Колесник и др. // Строительные материалы. М., 2006; — №10. - С. 2-4.

18. Баженов, Ю.М. Получение бетона заданных свойств Текст. / Ю.М.Баженов, Г.И. Горчаков, Л.А. Алимов, В.В. Воронин. М.: Стройиздат, 1978. - 53 с.

19. Баженов, Ю.М. Высокопрочный бетон на основе суперпластификаторов Текст. / Ю.М.Баженов, Ш.Т.Бабаев, А.И.Груз и др. // Строительные материалы. 1978. - №9. - С. 18-19.

20. Баженов, Ю.М. и др. Мелкозернистые бетоны Текст. М.: 1998.

21. Баженов, Ю.М. Основные подходы к компьютерному материаловедению строительных композитных материалов Текст. / Ю.М. Баженов, В.А. Воробьев,

22. A.B. Илюхин // Строительные материалы. -2006. — №7. — С. 2-4.

23. Баженов, Ю.М. Компьютерное материаловедение строительных композитных материалов Текст. / Ю.М. Баженов, В.А. Воробьев, A.B. Илюхин,

24. B.К. Кивран, В.П. Попов. М.: Издательство Российской инженерной академии, 2006. - 256 с.

25. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник Текст. / Ю.М. Баженов. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. — 528 с.

26. Бакшутов, B.C. Закономерные и незакономерные сростки в твердеющем цементном камне Текст. / B.C. Бакшутов, Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев, В.В. Илюхин // В кн.: Исследование процессов образования дисперсных структур. Минск, 1971.-С. 56-64.

27. Батраков, В.Г. Применение суперпластификаторов в бетоне: обзор сер. Текст. / В.Г. Батраков, Ф;М'. Иванов, Е.С. Силина, В.Р. Фаликман // Строительные материалы и изделия ВНИИСТ. М., 1982. - 59«с.

28. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика.- 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / В.Г. Батраков. М., 1998. - 768 с.

29. Батраков, В.Г. Модификаторы бетона: новые возможности и перспективы Текст. / В.Г.Батраков // Строительные материалы. 2006. - №10. — С. 4-7.

30. Батудаева, A.B. Высокопрочные модифицированные бетоны из самовыравнивающихся! смесей Текст. / A.B. Батудаева, Г.С. Кардумян, С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. 2005. - №4. - С. 14-18.

31. Башлыков, Н.Ф. Комплексные пластифицирующе-ускоряющие добавки на основе суперпластификатора С-3 и промышленных смесей тиосульфата ироданида натрия Текст. / Н.Ф.Башлыков, А.Я.Вайнер,

32. Р.Л.Серых, В.Р.Фаликман // Бетон и железобетон. 2004. - №6. - С. 13-17.

33. Берг, О.Я. Физические основы прочности бетона и железобетона Текст. / О.Я. Баженов. М.: Госстройиздат, 1962. - 96 с.

34. Берг, О.Я. Высокопрочный бетон Текст. / О.Я. Берг, Ю.Н. Щербаков, Г.Н. Писанко. М.: Стройиздат, 1971. - 208 с.

35. Берг, О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона Текст. / О.Я. Берг// учебник. М., - 1974.

36. Бетехтин, В.И. Микроскопическое исследование пор в цементном камне Текст. / В.И.Бетехтин, А.Г.Кадомцев, О.В.Амосова // Цемент и его применение. -2002.-№5.-С. 36-38.

37. Биргер, И.А. Прочность. Устойчивость. Колебания Текст. /под общ.ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. -М.: Изд-во «Машиностроение», 1968. 832 с.

38. Блох, В.И. Теория упругости Текст. Харьков: Изд-во Харьковского госуниверситета, 1964. -483 с.

39. Бобрышев, А.Н. Синергетика композиционных материалов Текст. / А.Н. Борбышев, В.Н. Козомазов, Л.О. Бабин, В.И. Соломатов; под ред. В.И. Соломатова. Липецк: НПО «ОРИУС», 1994. - 153 с.

40. Боженов, П.И. Физико-химические основы производства и применения многокомпонентных цементов Текст. / П.И. Боженов, Б.А. Григорьев // Тез. докл. VI Всесоюзн. научно-технич. совещ. по химии и технол.цемента. — М., 1982 -с. 57-59.

41. Бобров, Б.С., О влиянии стесненных условий на кинетику гидратации вяжущих Текст. / Б.С. Бобров, Е.Л. Высочанский // В кн.: Инженерно-физические исследования строительных материалов. Челябинск, УралНИИСтромпроект, 1976. с. 57-59.

42. Боломей Ж. Грануляция балласта и ее влияние на характеристику бетона. — Траво (на франц. яз.), 1939. № 6. - с. 85-89.

43. Браун, В. Расходы арматуры в железобетонных элементах перев. с нем. В.Ф.Гончара. М.: Стройиздат, 1993. - 144 с.

44. Брунауэр, С., Гидратация трех- и двухкальциевого силиката в температурном интервале 5-50°С/ С. Брунауэр, Д. Л. Кантро // Химия цементов под ред. X. Ф. Тейлора. М.: Стройиздат, 1969. - С. 214 - 232.

45. Бруссер, М.И. Методика определения параметров поровой структуры материалов по кинетике их водопоглощения//Гидратация и структурообразование неорганических вяжущих: матер, координац.совеш. при НИИЖБ. М., 1977. - С. 97-103.

46. Бруссер, М.И. Зависимость цвета декоративного бетона от основных технологических факторов при его производстве Текст. / М.И.Бруссер, И.Д.Ершов // Бетон и железобетон. 2004. - №4. - С. 12-14.

47. Буров, Ю.С. Лабораторный практикум по курсу «Минеральные вяжущие вещества» / Ю.С. Буров, B.C. Колокольников. М.: Стройиздат, 1974. - С.56-64.

48. Бутт, Ю.М. Структура цементного камня многолетнего твердения / В.В.Тимашев, Ю.М. Бутт, B.C. Бакшутов, Л.А. Лукацкая, В.В. Илюхин // Цемент. 1969.- №10.-С. 14-16.

49. Бутт, Ю.М. Портландцемент. Минеральный и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. — М.: Стройиздат, 1974. 328 с.

50. Бутт, Ю.М. Влияние состава цемента и условий твердения на формирование структуры цементного камня Текст. / Ю.М.Бутт, В.М.Колбасов // Шестой междунар. конгр. по химии цемента. Т. II-1'. -М.: Стройиздат, 1976. С. 281-283.

51. Бутт, Ю.М. Справочник по химии цемента/Ю.М.Бутт, Б.В.Волконский, Г.Б.Егоров и др.; под ред. Б.В.Волконского и Л.Г.Судакаса. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1980. - 224 с.

52. Вагнер, Г.Р. Формирование структур в силикатных дисперсиях. Киев: Наукова думка, 1989. - 184 с.

53. Вагнер, Г.Р. Физико-химия процессов активации цементных дисперсий. -Киев: Наукова думка, 1980. — 200 с.

54. Варламов, А.А. Способ оценки напряженно-деформированного состояния бетона эксплуатируемых железобетонных конструкций / А.А. Варламов, Ю.М. Круцйляк // Бетон и железобетон. 2005. - №6. - С. 18-20.

55. Венюа, М. Влияние гранулометрии цементов на физические и механические свойства растворов и бетонов: пер. с франц./ZRevue des matériaux de construction.- 1961. -№550-551.-С. 331-351.

56. Венюа, M. Цементы и бетоны в строительстве. М.: Стройиздат, 1980. - 415 с: — Библиогр.: с. 123-128.

57. Вербек, Г.Д. Структура и физические свойства цементного теста / Г.Д. Вербек, Р.А. Хельмут // V Междунар. конгр. по химии цемента. — М.: Стройиздат, 1973. С. 250-271.

58. Вербецкий, Г.П. Прочность и долговечность бетона в водной среде / Г.П.Вербецкий. М.: Стройиздат, 1976. — 128 с.

59. Верински, Б. Влияние гранулометрического состава цемента на его свойства // Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T. II-1. М.: Стройиздат, 1976. -С. 176-179.

60. Вовк, А.И. Гидратация С3А и некоторые свойства мономинерального кмня с суперпластификатором С-3 / А.И. Вовк, В.Р: Фаликман, Г.А. Вовк, В.Р. Гарашин.- М.: НИИЖБ, 1987.-С. 43-51. .

61. Вовк, А.И. Суперпластификаторы в бетоне: анализ химии, процессов / А.И.Вовк//Технологии.бетонов. 2007. - №2. - С. 8-9.

62. Вознесенский, В.А. Компьютерное материаловедение и технология бетона Текст. / В.А. Вознесенский; Т.В. Ляшенко // Буд1вельш конструкци. К.:НДБПС, 2002°, вип. 56. С. 217-226. •

63. Волженский, А.В. Влияние концентрации некоторых компонентов на свойства цементного камня Текст. // VI Междунар. конгр. по химии цемента. Т. II-2. М.: Стройиздат, 1976. - С. 91-97

64. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства): учебник для вузов Текст. / Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

65. Волженский, А. В. Влияние концентрации вяжущих на их прочность и деформативность при твердении Текст. // Бетон и железобетон. — 1986. № 4. -С. 11-12.

66. Воробьев, В.А. Применение физико-математических методов в исследовании свойств бетона Текст. / В.А.Воробьев, В.К.Кивран, В.П.Корякин. -М.: Высшая школа; 1977. С. 25-28.

67. Воробьев, В.А. Прочность бетона и теория просачивания Текст. /

68. B.А.Воробьев, А.В.Илюхин // Изв. вузов. Строительство. 1995. - №7. - С. 6063.

69. Воробьев, В.А. Основные задачи компьютерного материаловедения строительных композитов Текст. /В.А.Воробьев, A.B. Илюхин // Строительные материалы. 2006. - №7. - С. 19-21.

70. Воробьев, В.А. Компьютерное моделирование и исследование свойств композиционных материалов Текст. / В.А. Воробьев, A.B. Илюхин // Десятые Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2006.1. C. 52-54.

71. ВСН 61-97. Инструкция по технологии строительства декоративных бетонных дорожных покрытий. Введ. 1997 - 09 - 01. - М., 1998. - С. 85-89.

72. Гаджилы, P.A. Регулирование свойств цементных систем с учетом природы ПАВ / Р.А.Гаджилы // Цемент и его применение. 2003. - №5. - С. 26-27.

73. Гаркави, М.С. Гранулометрический состав портнадцементов центробежно-ударного измельчения Текст. / М.С. Гаркави, A.B. Артамонов, В.Н. Кушка // Цемент и его применение. — 2007. № 2. — С. 67-72.

74. Гаркави, М.С. Технологические и эксплуатационные свойства бетонана основе шлакопортландцемента с модифицированными лигносульфонатами / М.С. Гаркави, Е.А. Трошкина // Строительные материалы. — 2008. № 12. - С. 34-35.

75. Гвоздев, A.A. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия / A.A. Гвоздев // М., 1949. С. 26-29.

76. Гинзбург, Ц.Г. Водопроницаемость бетонной кладки высоких плотин / Ц.Г. Гинзбург, М.Б. Петровский, Э.К. Александровская // Труды координационных совещаний по гидротехнике, вып. 68. — JL: Энергия, 1971.- С. 56-59.

77. Гордон, С.С. Структура и свойства тяжелых бетонов на раз-личных заполнителях Текст. / С.С. Гордон. -М.: Стройиздат, 1969. 151 с.

78. Горчаков, Г.И. Состав, структура и свойства цементных бетонов Текст. /Г.И. Горчаков, Л.П. Орентлихер, В.И. Савин и др.: под ред. Г.И.Горчакова. -М».: Стройиздат, 1976. 145 с.

79. Горчаков, Г.И. Строительные материалы Текст. / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов. М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

80. Грушко, И.М. Повышение прочности и выносливости бетона / Э.Д. Чихладзе, А.Г. Ильин, И.М. Грушко. Харьков: Вища шк., Изд-во при Харьк. ун-те, 1986.-152 с.

81. Данюшевский, B.C. Три» вида пор в цементном камне/ К.А. Джабаров, B.C. Данюшевский //Неорганические материалы. 1974. - Т.Х, № 2. -С. 354-357.

82. Данюшевский B.C., Джабаров К.А. Микроструктура вяжущих веществ гидротермального твердения //Неорганические материалы. 1977. - Т.13. - № 7. -С. 1289-1292.

83. Данюшевский, B.C. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов Текст. / B.C. Данюшевский. М.: Недра, 1978. - 293 с.

84. Дворкин, В.И. Цементные бетоны с минеральными наполнителями Текст. / Л.И. Дворкин, В.И. Соломатов, В.Н. Выровой; под ред. Л.И. Дворкина- Киев: Будивэлник, 1991. 136 с.

85. Дворкин, Л.И. Основы бетоноведения / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин // Спб.: Стройбетон, 2006 С. 25-27.

86. Десов, А.Е. Некоторые вопросы структуры, прочности и деформации бетонов Текст. / А.Е. Десов// Структура, прочность и деформации бетонов. М.: Стройиздат, 1966; — 158 с.

87. Джильберт Э.Е. Сульфирование органических соединений: пер. с англ Текст. / Э.Е. Джильберт. М.: Химия, 1969.- 416 с.

88. Добролюбов, Г. Прогнозирование долговечности бетона с добавками Текст. / Г. Добролюбов, Т.И. Розенберг, В.Б. Ратинов. М.: Стройиздат, 1983. - 213 с.

89. Добшиц, Л.М. Пути повышения долговечности цементных бетонов / Л.М. Добшиц // Наука и инновации в строительстве SIB-2008. Воронеж, 2008. - С. 148-153.

90. Евтушенко, Е.И. Оценка активности дисперсных материалов с использованием лазерной гранулометрии Текст. / Е.И. Евтушенко, В.М. Коновалов, Л.Ю. Бахарева, Н.З. Белотелова // Цемент и его применение. 2003. -№11.-С. 33-35.

91. Зайцев, Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения Текст. / Ю.В. Зайцев. М.: Стройиздат, 1982. - 196 с.

92. Иванов-Городов, А'.Н. Влияние зернового состава на прочность и морозостойкость цементных растворов Текст. / Центральный институт научной информации по строительству и архитектуре АСиА СССР. М., 1960. - 120 с.

93. Иванов А.И. Особенности применения высокопрочного бетона в колоннах зданий Текст. / А.И.Иванов // Строительные материалы. 2004. - №6. - С. 7-8.

94. Ильичев, Л.Ф. Философский энциклопедический словарь / Л.Ф. Ильичев, П.Н. Федосеев, С.М. Ковалев, В.Г. Панов. М.: Издательство «Советская энциклопедия», 1983. — С. 657.

95. Имашев Б.У. Разработка технологии переработки смолы пиролиза с получением нафталиносодержащего суперпластификатора Текст.: автореф. .канд. тех. наук, — Уфа 1999: 25 с.

96. Калашников, В.И. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах Текст. / В.И. Калашников, A.A. Борисов, Л.Г. Поляков, В.Ю. Крапчин, B.C. Горбунова //Строительные материалы. 2000.- №7.- С. 12-13.

97. Калашников, В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. Часть 2. Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения Текст. / В.И. Калашников// Технологии бетонов. - 2007. - №6. - С. 8-11.

98. Калашников, В.И. Перспективы использования реакционно-порошковых сухих бетонных смесей в сторительстве / В.И. Калашников // Строительные материалы. М, 2009. - № 7 - С.59-60.

99. Калашников, В.И. Расчет составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов Текст. / В.И. Калашников // Строительные материалы. М, 2008. — № 10.-С.4-6.

100. Калашников, B.Hi, Промышленность нерудных строительных материалов и будущее бетонов- Текст. / В.И. Калашников // Строительные материалы. М., 2008. - № 3. - С. 20-22.

101. Каприелов, С.С. Влияние структуры цементного камня с добавками микрокремнезема и суперпластификатора на свойства бетона Текст. /С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, Ю.Р.Кривобородов// Бетон и железобетон. -1992. -№7.-С. 4-7.

102. Каприелов, С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов Текст. / С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. — 1995. № 4. - С. 16-20.

103. Каприелов, С.С. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива Текст. / С.С.Каприелов, В.Г.Батраков, А.В.Шейнфельд//Бетон и железобетон. 1999. - №6. - С.6-10.

104. Каприелов, С.С. Влияние органоминерального модификатора МБ-50С на структуру и деформативность цементного камня и высокопрочного бетона Текст. /С.С. Каприелов, Н.И.Карпенко, А.В.Шейнфельд, Е.Н.Кузнецов// Бетон и железобетон. — 2003. №3. - С. 2-7.

105. Каприелов, С.С. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити» Текст. / С.С. Каприелов, В.И. Травуш, Н.И. Карпенко, и др. // Строительные материалы. М., 2006. - №10. - С. 13-17.

106. Каприелов, С.С. Модифицированные высокопрочные1 бетоны классов В80 и В90 в монолитных конструкциях. Часть II Текст. / С.С. Каприелов, В.И. Травуш, Н.И. Карпенко и др. // Строительные материалы. М., 2008. — №3. — С. 9-13.

107. Кардумян, Г.С. Новый органоминеральный модификатор серии МБ-Эмбэлит для производства высококачественных бетонов Текст. / Г.С.Кардумян, С.С.Каприелов // Строительные материалы. 2005. — №8. - С. 12-15.

108. Карпенко, Н.И. Общие модели механики железобетона Текст. / Н.И. Карпенко. -М.: Стройиздат, 1996. -416 с.

109. Карчевски, Б. Astra filR система микроармирования бетонов и растворов Текст. / Б. Карчевски // Химические и минеральные добавки в бетон. -Харьков: Колорит, 2005. - С. 140-146

110. Ковлер, К. Новые методы контроля влагосодержания в бетоне высоких технологий/ В. Фаликман, О.М. Иенсен, К. Ковлер // Научные труды II Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. 5-9 сентября. -М., 2005. Т.1. - С.246-255.

111. Комохов, П.Г. Механико-технологические основы торможения процессов разрушения бетонов ускоренного твердения: автореф.дис. .д-ра техн.наук. Л.,1979.-38 с.

112. Комохов, П.Г. Механико-энергетические аспекты процессов гидратации, твердения и долговечности цементного камня Текст. // Цемент.— 1987. № 2. -С.20-22.

113. Комохов, П.Г., Попов В.П. Энергетические и кинетические аспекты механики разрушения бетона. Самара, 1999. - 111 с.

114. Комохов, П.Г. Модифицированный цементный бетон, его структура и свойства Текст. / П.Г.Комохов, Н.Н.Шангина // Цемент и его применение. -2002. №1. - С.43-46.

115. Комохов, П.Г. Структура и свойства цементного камня с позиции компьютерного материаловедения Текст. /П.Г. Комохов, A.M. Харитонов // Academia. Архитектура и строительство. 2007. - №4 - С. 63-66.

116. Комохов, П.Г. Вероятностный аспект численного-моделирования цементных систем Текст. /П.Г.Комохов, А.М.Харитонов//Строительные материалы. 2008. - №10. - С. 11-12.

117. Королев, A.C. Управление водонепроницаемостью цементных композитов путем направленного уплотнения гидратной структуры цементного камня Текст. монография. - Челябинск: Изд-во - ЮУрГУ, 2008. - 146 с.

118. Космодамианский; A.C. Плоская задача теории упругости для пластин с отверстиями, вырезками и»выступами Текст. Киев: Вища школа, 1975. - 226 с.

119. Косухин, М.М. Теоретические аспекты механизма действия суперпластификаторов Текст. / М.М.Косухин, Н.А.Шаповалов // Бетон и железобетон. 2006. - №3. - С. 25-27.

120. Коупленд Л.Е., Кантро Д.Л. Химия* гидратации портландцемента при обычной температуре Текст. // Химия цементов: под ред. Х.Ф.У.Тейлора. М.: Изд-во лит-ры по стр-ву, 1969. - С. 233-277.

121. Коупленд, Л.Е. Структура и свойства затвердевшего цементного теста Текст. / Л.Е. Коупленд, Д.Д. Вербек // Шестой междунар. конгр. по химии цемента. Т.ІІ-1. -М.: Стройиздат, 1976. С. 258-274.

122. Красильников К.Г., Никитина Л.В., Скоблинская H.H. Физико-химия собственных деформаций цементного камня Текст. М.: Стройиздат, 1980. — 256 с.

123. Кузнецова Т.В. Зависимость свойств* напрягающего цемента от степени его, измельчения Текст. / Т.В. Кузнецова, Д.А. Розман // Цемент. — 1983. № 3: - С. 20-21.

124. Кузнецова, Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы / Т.В. Кузнецова. М.: Стройиздат, 1986. - 209 с. - Библиогр.: с. 199-209.

125. Кузнецова, T.B. Структура и гидратационная активность алита Текст. / Т.В.Кузнецова, А.П.Осокин, В.Г.Акимов, В.Н.Панюшкин, В.В.Митюшин, Ю.Р.Кривобородов // Цемент. 1983. - №3. - С. 4-5.

126. Кузнецова, Т.В. Специальные цементы Текст. / Т.В. Кузнецова, М.М. Сычев, А.П. Осокин, В.И. Корнеев, Л.Г. Судаков. СПб.: Стройиздат, 1997. -313 с.

127. Кунцевич, О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат: Ленингр.отд-ние, 1983. - 132 с. — Библиогр.: с. 126130.

128. Кунцевич, О.В. Структура цементного камня с добавками суперпластификатора и микрокремнезема Текст. / О.В.Кунцевич, Б.В.Махинин, H.H. Шангина

129. Курочка, П.Н. Прочность бетона на мелких песках с тонкодисперсными добавками/ П.Н. Курочка, A.B. Гаврилов/ XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2010. - Т.1. - С. 243-246.

130. Ларионова, З.М. Формирование структуры цементного камня и бетона / З.М. Ларионова. М.: Стройиздат, 1971.-161 с.

131. Ларионова, З.М. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона/ З.М. Ларионова, Л.В.Никитина, В.Р. Гарашин. М.: Стройиздат, 1977.-254 с.

132. Лах, В. Фазовый состав и микроструктура цементного теста, гидратированного при повышенных температурах/ В. Лах, Я. Буреш //Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T.II-2. М.: Стройиздат, 1976. - С. 129-135.

133. Левченко, Д.Н. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения / Д.Н. Левченко, Н.В. Бергштейн, А.Д. Худякова, Н.М. Николаева.- М.: Химия, 1967.200 с.

134. Лент, Ф.Ф. Разрушение композитов- с дисперсными частицами в хрупкой матрице/ Ф.Ф. Лент //Композиционные материалы, под ред. Л. Браутмана. М.: Мир, 1978. -Т.5.-С. 11-57.

135. Лермит, Р. Проблемы технологии бетона Текст. / Р. Лермит. М.: Госстройиздат, 1959. - 126 с.

136. Лещинский, М.Ю. Справочник работника строительной лаборатории завода ЖБИ / М.Ю. Лещинский, Н.Р. Чермянин, М.С. Хуторянский Киев: Будивельник, 1980. - 256 с.

137. Ли, Ф.М. Химия цемента и бетона Текст. /Ф.М. Ли: пер. с англ. Б.С. Левман, под ред. С.М. Рояка М.: Гос. изд-во литературы по строит., архит. и строит, материалам, 1961. - 646 с.

138. Лоуренс, Ф.В. Гидратация и свойства теста из силикатов кальция Текст. / Ф.В. Лоуренс, Д.Ф. Янг, Р.Л. Бергер // Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T.II-1.- М.: Стройиздат, 1976. С. 134-138.

139. Лохер, Ф.В. Исследования механизма гидратации цемента Текст. / Ф.В. Лохер, В. Рихартц //Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T.II-1. М.: Стройиздат, 1976.-С. 122-133.

140. Людвиг, У. Исследования механизма гидратации клинкерных минералов Текст. / У. Людвиг // Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T.II-1. -М.: Стройиздат, 1976.-С. 104-121.

141. Макридин, Н.И. Структура, деформативность, прочность и критерии разрушения цементных композитов Текст. / Н.И. Макридин, И.Н. Максимова, А.П. Прошин и др.; под ред. В.И. Соломатова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001.-280 с.

142. Малинина, Л.А. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона Текст./ Л.А. Малинина. М.,1977 - С. 65-68.

143. Малинина, Л.А. Метод определения поверхностного- натяжения растворов ПАВ при различных температурах/ Л.А. Малинина // НИИЖБ. - М., 1977.-Вып.29.- С. 98.

144. Малинина, JI.А. Определение капиллярного давления в твердеющем бетоне Текст. / Л.А. Малинина, H.H. Куприянов // Бе гон и железобетон. -- 1981. -№ 4 С. 34-35.

145. Матвеева, О.И. Бетоны с модификатором ПФМ-НЛК для железобетонных конструкций, работающих в суровых условиях Текст. / О.И. Матвеева, Т.Д. Федорова, Н.К. Розенталь//Строительные материалы. -2002. №10.- С. 10-11.

146. Михайлов, К.В. Бетон и железобетон в строительстве Текст./ К.В: Михайлов; Ю.С. Волков; М;: Стройиздат, 1987. - 103 с.

147. Москвин, В.М. Коррозия бетона и железобетона; методы их защиты / В.М. Москвин, Ф.М. Иванов, С.Н. Алексеев, Е.А. Гузеев; под общ. Ред. В.М. Москвина. М.: Стройиздат, 1980. — 536 с.

148. Мощанский, H.A., Плотность и стойкость бетонов Текст./ H.A. Мощанскпй, A.B. Коноров// М., 1951.-С. 175.

149. Мчедлов-Петросян; О.П. Изменение удельной поверхности; цементного камня; в. различных условиях твердения Текст./ О.П. Мчедлов-Петросян; Д.А. Угинчус //V междунар. конгр. по химии цемента. М.: Стройиздат, 1973. - С. 275-277. - '

150. Мчедлов-Петросян, О.П. Химия, неорганических, строительных материалов Текст. / О.П. Мчедлов-Петросян. -- М.: Стройиздат. 1971. - 224 с.

151. Мчедлов-Петросян, О.П! Поздние стадии: гидратации цемента; / О.П. Мчедлов-Петросян, В!Л. Чернявский, А.Г. Ольгински //Цемент. — 1982. №. 9. — С. 15-17.

152. Мчедлов-Петросян, О.Г1. Особенности гидратации клинкерных минералов в цементном камне Текст. / О:П. Мчедлов-Петросян, В.Л. Чернявский,. G.A. Бахарев. В.Ф. Грибко. Цемент. - №3. — С. 8-9.

153. Невилль, А.М1 Свойства бетона: пер: с англ. М;: Изд-во лит-ры по стр-ву, 1972. — 344 с.

154. Несветаев, Г.В. Эффективность применения суперпластификатора «Полипласт СП-1». Часть 2 / F.B. Несветаев // Строительные материалы. 2006. - №2. - С. 6-9.

155. Несветаев, Г.В. Эффективность применения суперпластификаторов в бетонах Текст. / Г.В. Несветаев //Строительные материалы. 2006. - №10. — С. 23-25.

156. Нилендер, Ю.А. Поверхностная прочность бетона и связь ее с появлением трещин Текст. / Ю.А. Нилендер // Труды конференции по коррозии бетона/ АН СССР. 1937.-284 с.

157. Олегин, И.П. Определение эффективных упругих характеристик в гранулированных композитах периодической структуры Текст. / И.П.Олегин, Ю.Б.Нигирич // Изв. вузов. Строительство. 2007. - №1. - С. 39-44.

158. Ольгинский, А.Г. Особенности контактообразования в цементных бетонах с минеральным микронаполнителем Текст. / А.Г. Ольгинский // Композиционные материалы. 2001. - №1. - С. 44-49.

159. Олюнин, П.С. Дисперсное армирование цементных композитов полимерными волокнами Текст. / П.С.Олюнин // Бетон и железобетон. 2009. -№1.-С. 21-24.

160. Пат. 2243890. Способ получения декоративной лицевой поверхности бетонных изделий / Сахибгареев P.P., Семенов A.A., Сахибгареев P.P.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «УГНТУ».- № 2003114763; заявл. 19.05.2003; опубл. 10.01.2005, Бюл. №1,- 5 с.

161. Пауэре, Т.К. Физическая структура портландцементного теста' Текст. // Химия цемента; под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Изд-во лит-ры по стр-ву, 1969. -С. 300-319.

162. Пауэре, Т.К. Физические свойства цементного теста и камня // Химия цементов.- М.: Стройиздат, 1969. С. 300-319.

163. Петрова. Т.М. Современные модифирующне добавки, в бетоны Текст. / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова// XV Академические чтения PAACH / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2010. - Т.1. - С. 247-252.

164. Подвальный, A.M. О собственных напряжениях, возникающих в замораживаемом бетоне / A.M. Подвальный // Инженерно-физический журнал. -1973. Т. XXV. - №2. - С. 16-19.

165. Полак, А.Ф. К теории прочности пористых тел Текст./ А.Ф. Полак, В.В. Бабков // Физико-химическая механика, дисперсных структур. М.: Наука, 1966. -С. 28-31.

166. Полак, А.Ф. Механизм и кинетика твердения цементного камня Текст. / В.Б. Ратинов, А.Ф. Полак //Цемент. 1974*. - № 9. - С. 15-17.

167. Полак, А.Ф. Математическая модель структуры полидисперсной системы Текст./ А.Ф. Полак, В.В. Бабков //Гидратация и структурообразование неорганических вяжущих: матер, коорд.совещ. при НИИЖБ. М., 1977. - С. 320.

168. Полак, А.Ф. Математическая модель структуры- полидисперсной системы ■ Текст. / А.Ф. Полак, В.В. Бабков, Ю.Ф. Драган, В.Н. Мохов* //Тез.докл.

169. Всесоюзного совещания по гидратации и твердению вяжущих. Уфа, 1978. - С. 3-11.

170. Полак, А.Ф. Влияние дисперсности цемента на прочность его гидрата Текст. / А.Ф. Полак, В.В. Бабков //Цемент. 1980. - № 9. - С. 15-17.

171. Полак, А.Ф. О физико-химических основах гидратации вяжущих веществ Текст./ А.Ф. Полак //ДАН СССР. 19841 - Т.274. - Ж. 3. - С. 647-651.

172. Полак, А.Ф.« Твердение минеральных вяжущих веществ/ А.Ф. Полак, В.В: Бабков, Е.П. Андреева. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1990. — 216 с.

173. Пономарев, A.A. Нанобетон: концепция и проблемы Текст. / А.А.Пономарев // Строительные материалы. — 2007. №6. - С. 69-71.

174. Попов, В.П. Анализ действия «эффекта Ребиндера» при разрушении бетона и оценке эффективности применения химических добавок Текст. / В.П. Попов, А.Ю. Давиденко // Известия ВУЗов. Строительство. 2006. - № 11-12. - С.11-15.

175. Попов, В.П. О влиянии пористости бетона на< критические^ напряжения, возникающие в устьях трещин Текст. / В.П. Попов, А.Ю. Давиденко // Строительный вестник Российской инженерной академии. — 2007. -№8. -С. 19.

176. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СП 52101-2003) / ЦНИИПромзданий, НИИЖБ М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2005. -214 с.

177. Прошин, А.П. Роль вовлеченного'воздуха в процессе образования мелких пор в цементном тесте Текст. / А.П. Прошин, Б.М. Эркенов // Цемент и его применение. 2008. - сентябрь - декабрь. — С. 33-35.

178. Пухаренко, Ю.В. Принципы формирования структуры и прогнозирование прочности фибробетонов / Ю.В. Пухаренко // Строительные материалы. 2004. -№ 10.-С. 30.

179. Пухаренко, Ю.В. Наноструктирование воды затворения как способ повышения эффективности, пластификаторов бетонных смесей Текст. / Ю.В. Пухаренко, В.А. Никитин, Д.Г. Летенко // Строительные материалы. — 2006? -№8. -С. 11-13.

180. Пухаренко, Ю.В. Высокопрочный сталефибробетон Текст. / Ю.В. Пухаренко, В.Ю. Голубев // Промышленное и гражданское стриотельство. — 2007. -№9.-С. 40-41.

181. Пухаренко, Ю.В. Расчет изгибаемых элементов с высокопрочной арматурой с фибровым армированием растянутых зон Текст. / Ю.В. Пухаренко, В.И. Морозов,- Э.К. Опбул // Промышленное1 и гражданское стриотельство. — 2007. -№2. С. 36-39.

182. Пшеничный, Г.Н. Проблемы бетоноведения и технологии бетона Текст. / Г.Н. Пшеничный, B.C. Лесовик // Р1зв. вузов. Строительство. 2007. - №1'. - С. 49-54.

183. Пшеничный, Г.Н. Электрохимическая схема твердения портландцемента Текст. / Г.Н.Пшеничный // Бетон и железобетон. 2009. - №1. — С. 27-30.

184. Рабинович, Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции Текст. / Ф.Н. Рабинович. М.: Издательство АСВ, 2004. - 560 с.

185. Рамачандран, В. Наука о бетоне: Физико-химическое бетоноведение Текст. / В. Рамачандран, Р. Фельдман, Дж. Бодуэн: пер. с англ. Т.И. Розенберг, Ю.Б. Ратиновой, под ред. В.Б. Ратинова — М.: Стройиздат, 1986. — 278 с.

186. Рамачандран, В. Добавки в бетон: справочное пособие Текст. / B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др.; под ред. B.C. Рамачандрана // М.: Стройиздат, 1988. 575 с.

187. Ратинов, В.Б. Современные воззрения на процессы твердения^ портландцемента Текст. / В.Б. Ратинов, А.Е. Шейкин. — М.: Стройиздат, 1965. -35 с.

188. Ратинов, В1Б. Химия в строительстве Текст. / В.Б. Ратинов, Ф.М. Иванов. -М.: Стройиздат, 1969. 199 с. - Библиогр.: с. 197.

189. Ратинов; В.Б. Добавки в бетон Текст. / В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. М.: Стройиздат, 1989. - 188 с. - Библиогр.: с. 177-186.

190. Рахимова, Н.Р. Влияние дисперсности и гранулометрического состава молотых шлаков на свойства шлакощелочных вяжущих Текст. / Н.Р. Рахимова, Р.З. Рахимов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2008.-№11.-С. 16-18.

191. Ребиндер, П.А. Избранные труды. Поверхностные явления, в дисперсных системах Текст. / П.А. Ребиндер. М.: Наука, 1979. — 382 с.

192. Рой Д.М. Оптимизация прочности цементного теста Текст. / Г.Р: Гоуда, Д.М. Рой //Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T.II-1. М.: Стройиздат, 1976.-С. 310-315.

193. Руденко, И.Ф. Эффективность использования цементов в бетонах с учетом их потребительских свойств Текст. / И.Ф. Руденко // Бетон и железобетон. -2005. -№ 4.-С. 29-31.

194. Рыбьев, И.А. Исходные методические позиции при исследовании искусственных строительных конгломератов Текст. / И.А. Рыбьев, A.B. Нехорошев // Строительные материалы. 1980. - № 2. — С. 24-26.

195. Рыбьев, И.А Строительное материаловедение: учеб. пособие для строит, спец. вузов Текст. / И.А. Рыбьев. М.: Высш. школа, 2003. — 701 с.

196. Рыбалко, А.И. Модифицирование цементов добавками «Релаксол» и их применение в бетоне Текст. / А.И. Рыбалко, П.Т. Грабенко и др. // Цемент и его применение. 2002. - №4. - С. 24-26.

197. Саталкин, A.B. Цементно-полимерные бетоны / A.B. Саталкин, В.А. Солнцева, О.С. Попова. — JL: Стройиздат, 1971. 169 с.

198. Сахибгареев, P.P. Структура и свойства бетона, с добавками анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ: автореф. дис. .канд. техн. наук Текст. / ЛИИЖТ. Ленинград, 1989. - С. 24.

199. Сахибгареев, P.P. Управление структурой и применением модифицированных цементных бетонов: научное издание Текст. / Р.Р.Сахибгареев / УГНТУ. Уфа, 2010.-130 с.

200. СНИП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции Текст. Госстрой РФ. М.: ГУП НИИЖБ, 2004: - 24 с.

201. Семченков, A.C. Наукоемкие конструктивные решения многоэтажных зданий. Часть 1 Текст. / A.C.Семченков // Технологии бетонов. 2007. - №3. — С. 40-43.

202. Сидоренко, Ю.В. Многоуровневый синергетический подход к формированию механизма твердения контактно-конденсационных систем силикатного типа / Ю.В. Сидоренко, С.Ф. Коренькова // Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2005. 112 с.

203. Сизов, В.П. Проектирование составов тяжелого бетона Текст. / В.П. Сизов // М.: Стройиздат, 1980. С. 46-49.

204. Силаенков Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов / Е.С. Силаенков// М.: Стройиздат, 1986. С. 85-89.

205. Скрамтаев, Б.Г. Способы определения состава бетона различных видов / Б.Г. Скрамтаев, П.Ф. Шубенкин, Ю.М. Баженов // М.: Стройиздат, 1966. С. 72-76.

206. Соломатов, В.И. Поли структурная теория композиционных строительных материалов Текст. / В.И:Соломатов, В.Н.Выровой, А.Н.Бобрышев. Ташкент: Изд-во «ФАН» АН Узбекской ССР, 1991. - С. 56-59.

207. Соломатов, В.И.' Развитие полиструктурной, теории композиционных строительных материалов Текст. / В.И. Соломатов // Известия вузов. Архитектура и строительство. 1985. - №8. - С. 44-53.

208. Соломатов, В.И. Обоснование зависимости прочности бетона от активности и расхода цемента Текст. / В.И. Соломатов, A.C. Арбеньев, В.А. Матвеев, Т.В. Хромова // Бетон и железобетон. 1995. - №4. - С. 6-8.

209. Сопов, В.П. Ранние стадии гидратации в присутствии добавок системы, «релаксол» Текст. / В.П. Сопов, Л.А.Першина, Л.Н.Решетник// Химические и минеральные добавки в бетон. Харьков: Колорит, 2005.- С. 24-39

210. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры Текст. / Госстрой РФ. М.: ГУП НИИЖБ, - 2005. - 54 с.

211. Ступаченко, П.П. Структурная пористость и ее связь со свойствами цементных, силикатных и гипсовых материалов Текст. / П.П. Ступаченко // Тр. Дальневосточного политехнического ин-та. Т.63, вып.1. Владивосток, 1964. -С.3-62.

212. Сыркин, Я.М. Зависимость прочности цемента от его дисперсности Текст. / Я.М. Сыркин, И.А. СибиряковаУ/Цемент. 1970. -№ 6. - С. 6-7.

213. Сычев, М.М. Современные представления о механизме гидратации цементов

214. Промышленность строительных материалов. Обз. инф. Сер. Г. Цементнаяпром-сть /ВНИИ науч.-тех.информ. и экономики пром-ти строит.мат-лов. — 1984. Вып.З. - 52 с. - Библиогр.: С. 46-51.

215. Сычев, М.М. Твердение вяжущих веществ Текст. / М.М. Сычев. М.: Стройиздат, 1974. - 79 с.

216. Сычев, М.М. Закономерности* проявления вяжущих свойств Текст. / М.М. Сычев // Шестой международный конгресс по химии цемента: в 3-х т. Т.2. Гидратация и твердение цемента. Кн. 1.- М.: Стройиздат, 1976. С. 42-47.

217. Тейлор, X. Химия цемента: пер. с англ / X. Тейлор. М.: Мир, 1996. - 550 с.

218. Тейлор Х.-Ф.В. Химия гидратации цемента//8-й Междунар. конгресс по химии цемента (Рио-де-Жанейро; 21-27 сентября 1986). Т.2. - М.: ВНИИ НТИЭПСМ, 1986.-С. 17-91.

219. Тимашев, В.В. Влияние физической структуры цементного камня на его прочность / В.В. Тимашев // Цемент. 1978. - №6. — С. 6-8.

220. Тимашев, В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов Текст. / В.В. Тимашев. М.: Наука. 1986. - 424 с.

221. Тимашев, B.B. Структура самоармированного цементного камня Текст. / В.В. Тимашев, Л.И: Сычева; Н.С. Никонова // Краткие тезисы докладов на VI Всесоюзном научно-техническом совещании по химии и технологии цемента. -М.: ВНИИЭСМ, 1982. С. 70-73.

222. Тимашев, В.В. Синтез нитевидных кристаллов продуктов гидратации портландцемента и исследование их прочностных характеристик / В.В. Тимашев, Л.И. Сычева// Механика ^технология композиционных материалов. София: АН НРБ, 1977.-С. 639-644.

223. Тимашев, В.В. Формирование высокопрочной структуры цементного камня Текст. / В.В. Тимашев, М. Хендрик // Труды института МХТИ, 1981. Вып. 118.- С. 89-95.

224. Тихонов, И.Н. Эффективная стержневая арматура для. железобетонных конструкций Текст. / И.Н.Тихонов, В.З.Мешков, Г.Н.Судаков // Бетон и железобетон. 2004. - №5. - С. 18-23.

225. Угинчус, Д.А. Бетоны с модифицированной пористостью для водохозяйственных сооружений: автореф. дис. .д-ра техн.наук. Л., 1987 - 42 с.

226. Урьев, НїБ. Коллоидные цементные растворы / Н^Б. Урьев, И.С. Дубинин // Л.: Стройиздат, Ленингр. Отд-ние, 1980: 192 с.

227. Ушеров-Маршак, A.B. Химические добавки в бетон Текст. / A.B. Ушеров-Маршак// Химические и.минеральные добавки в бетон.-Харьков: Колорит, 2005.- С. 24-39.

228. Ушеров-Маршак, A.B. Добавки- в бетон: прогресс и проблемы Текст. //Строительные материалы. — 2006. №10. - С. 8-12.

229. Ушеров-Маршак, A.B. Взаимодействие цемента с минеральным дисперсным компонентом бетона (по данным калориметрии) Текст. / A.B. Ушеров-Маршак,•'.'• зоо ■ ■::':;.•

230. A.В. Кабусь // XV Академические чтения РААСН / Казан; гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2010.- Т.1. -е. 78-82:

231. Ушеров-Маршак, А.В; Методологические аспекты современной технологии бетона- Текст. / А.В.Ушеров-Маршак, Т.В. Бабаевская, М. Циак.// Бетон и железобетон. 2002. - №1. - С. 5-8.

232. Фаликман, В.Р. Физико-химические предпосылки поиска и разработки новых химических добавок для? совершенствования технологии»бетона* Текст. /

233. B.Р. Фаликмані // Совершенствование технологии бетона, за счет применения новых химических добавок. — М.: МДНТП 1984,- с. 71.

234. Фаликман, В.Р. Строительно-технические свойства особовысокопрочных быстротвердеющих бетонов Текст. / В:Р.Фаликман, Ю.В.Сорокин. О.О.Калашников // Бетон и железобетон. 2004. - №5. С. 5-10.

235. Фаликман- В.Р. . «Внутренний. уход» за особовысокопрочными быстротвердеющими бетонами; Текст. / В.Р; Фаликман, Ю.В. Сорокин, О.О. Калашников // Технологии бетонов. 2006: - № 5 (10). - С. 46-48.

236. Федосов; С.В. Оценка кинетики структурообразования при тепловлажностной-обработке бетона/С.В:Федосов, М.В;Торопова, С.М.Базанов// Цемент шего применение. — 2003. — №6. - С. 6-8.

237. Физико-химические основы. гидратационного твердения вяжущих веществ Текст. /П.А.Ребиндер, Е.Е.Сегалова, Б.А.Амелина и. др. //Шестой междунар.конгр. по химии цемента. T.II-1. М.: Стройиздат, 1976. - С. 58-64.

238. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня Текст. / Л.Г.Шпынова, В.И.Чих, М.А. Саницкий и др.; под ред. Л.Г. Шпыновой. -Львов: Вища школа, 1981. 160 с. -Библиогр.: С. 151-157.

239. Фисенко, В.А. Микрокремнезем как активная минеральная добавка Текст. / В.А.Фисенко// Химические и минеральные добавки в бетон.-Харьков: Колорит, 2005.- С. 57-60.

240. Фисенко, В.А. Определение и классификация Текст. / В.А.Фисенко// Химические и минеральные добавки в бетон.-Харьков: Колорит, 2005.- С. 52-56.

241. Формирование и генезис микроструктуры цементного камня (Электронная стереомикроскопия цементного камня) Текст. / Л.Г.Шпынова, В:И:Синенькая, В.И.Чих и др.; под ред. Л.ПШпыновой. Львов: Вища школа, 1975. - 157 с. -Библиогр.: С. 148-157.

242. Хаимов-Мальков, В.Х. К вопросу о росте кристаллов в пористых средах / В.Х. Хаимов-Мальков // в кн.: Рост кристаллов. — М., 1959. С. 46-53.

243. Харитонов, A.M. Оценка влияния технологических факторов на структурные параметры наноуровня и прочность цементного камня Текст. / A.M. Харитонов, А.Ф. Серенко // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2008. - №6. - С. 27-34.

244. Харитонов, A.M. Вероятностно-геометрическая концепция моделирования наноуровня цементных систем Текст. / A.M. Харитонов // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2008. - № 2. - С. 170-178.

245. Хозин, В.Г. Модификация цементных бетонов малыми легирующими добавками Текст. / В.Г. Хозин, H.H. Морозова, И.Р. Сибгатуллин, A.B. Сальников// Строительные материалы. 2006. —№10. - С. 30-31.

246. Хозин, В.Г. Влияние комплексного модификатора на свойства цементного вяжущего / В.Г. Хозина, A.B. Сальников, H.H. Морозова, B.C. Демьянова // Строительные материалы. 2004. - №8. — С. 36-37.

247. Хозин, В.Г. Роль раннего структурообразовання в повышении! прочности песчаных бетонов / B.F. Хозин, 1J.M. Морозов, Х.Г. Мугинов // XV Академические чтениямPAAGH7 Казан, гос. арх.-строит. ун-т. — Казань, 2010. -T.2. -G. 327-330.

248. Циак, М. О совместимости «цемент добавка/ М. Циак //Химические и минеральные добавки в бетон. — Харьков: Колорит, 2005. - С. 40-44.

249. Цилосани, З.Н. Усадка и ползучесть бетона Текст. / З.Н. Цилосани. -Тбилиси: Мецниереба. 1979. -227 с.

250. Цимерманис Л:Б., Штакельберг Д.И., Ренкин А.Р. Термодинамическое развитие закрытой системы, в которой химическая реакция сопряжена с процессом структурообразовання Текст. // Изв. АН ЛатвССР. Сер. физ. и техн. наук. 1974. - № 6. - С. 55-63.

251. Цимерманис, Л1Б: Термодинамические w переносные свойства капиллярно-пористых,тел. Челябинск: Южно-Урал. кн. изд-во,. 1971.-202 с.

252. Чернышов. Е.М. Механизмы и закономерности формирования локализованных напряжений® в структуре конгломератных строительных композитов, и их влияние на? прочность > / Е.М. Чернышов,; А.И. Макеев // Архитектура и строительство. 2006. — № 2. — С. 50.

253. Чураев, Н.В., Соболев В.Д., Setzer M.J., Саббатовский К.Г. Структурные и электроповерхностные свойства цементного камня// Научные труды II Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. 5-9 сентября. М., 2005. - Т.З. - С. 604-611.

254. Шабров, A.A. Эволюция активных центров в процессе твердения вяжущих веществ Текст. / A.A. Шабров, М.С. Гаркави // Цемент и его приемнение. -2000. -№1. -С. 17-19.

255. Шейкин, А.Е. К вопросу прочности, упругости и пластичности- бетонов Текст. / А.Е. Шейкин // Труды МИИТа, вып. 69, 1946. С. 48-55.

256. Шейкин, А.Е. Влияние минералогического состава цемента на усадку бетона Текст. / А.Е. Шейкин, М.Н. Гершман // Труды НИИЦемента, вып.2. М.: Стройиздат, 1949. - 78 с.

257. Шейкин, А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня Текст. / А.Е. Шейкин.- М.: Стройиздат, 1974. 192 с.

258. Шейкин, А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. - 344 с.

259. Шенфельд, Н. Неиногенные моющие средства: пер. с немец. Текст. / Н. Шенфельд. Мі: Химия, 1965.- 487 с.

260. Шенфельд, Н. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена.-2-е изд. Текст. / Н.' Шенфельд: М.: Химия, 1982.- 750 с.

261. Шестоперов, C.B. Исследование свойств цементов с различными кривыми распределения зернового состава и технология их получения Текст. / C.B. Шестоперов. М.: МАДИ, 1966. - 180 с.

262. Шмитько, Е.И. Изучение процесса структурообразования ячеистого силикатного бетона автоклавного твердения и роль внешнего давления окружающей среды в формировании бездефектных структур Текст. / Е.И.

263. Шмитько, A.A. Резанов, A.A. Бедарев // XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит, ун-т. Казань, 2010. - Т.1. - С. 369-373. '

264. Шпынова, Л.Г Физико-химические основы формирования структуры цементного камня Текст. / Л.Г. Шпынова, В.И. Чих, М.А. Саницкий и др.; под. ред. Л.Г. Шпыновой. Львов: Вища школа, Изд-во при Львов, ун-те, 1981. — 160 с.

265. Шпынова, Л.Г. Формирование микроструктуры камня ß-CoS и C3S Текст. / Л.Г. Шпынова, В.И. Синенькая, В.И. Чих // Шестой междунар.конгр. по химии цемента. Т. И-1. -М.: Стройиздат, 1976. С. 277-281.

266. Штакельберг, Д.И. Термодинамика структурообразования водно-силикатных дисперсных материалов / Д.И. Штакельберг // Рига: Зинатне, 1984. -200 с.

267. Штарк, И. Долговечность бетона: пер. с нем. А. Тулаганова / И. Штарк, Вихт Бернд. Киев: Оранта, 2004. - 301 с.

268. Щукин, Е.Д. / Е.Д. Щукин, Е.А. Амелина, С.И. Конторович // Физико-химические исследования закономерностей формирования дисперсных пористых структур Текст. // Коллоидный журнал. 1978. -№-5. - С. 938-945.

269. Щуров, А.Ф. Дисперсно-кристаллитная структура и механические свойства цементного камня Текст./ А.Ф. Щуров, Т.А. Ершова // Тез.докл. Всесоюзного совещания по гидратации и твердению вяжущих. Уфа, 1978. - С. 286.

270. Юсупов, Р.К. Физико-химическая теория прочности бетонов Текст. / Р.К. Юсупов // Строительные материалы. Оборудование. Технологии XXI века. — 2005.- №9.- С. 38-40.

271. Юнг, В.Н. Цементы с микронаполнителями Текст. / В.Н. Юнг, A.C. Пантелеев, Ю.М. Бутг, И.Г. Бубенин // Цемент. 1947, № 10 - С. 3.

272. Ямбор, Я. Структура фазового состава и прочность цементных камней Текст. / Я. Ямбор // Шестой междунар. конгр. по химии цемента. T.II. М.: Стройиздат, 1976. - С. 315-321.

273. Яшвили, А.И. К вопросу о прочности бетона в зависимости от цементно-водного фактора / А.И. Яшвили // Строитель. 1936. - № 19. - С. 21-26." . 305

274. Alford N. M. A. Theoretical Argument for the; Existence of High , Strength Cement Pastes //Cem. and Concr. Res. 1981. ~V.11 - №4.-P.605 -610:

275. Allen, A.J. Composition- and density of nanoscale calcium-silicate-hydrate in cement Text. / A.J. Allen, J.J. Thomas, H.M. Jennings // Nature Materials. 2007. -№6.-P. 311-316.

276. Anderegg, F.O. and Hubbell, D.S. Proc. Am. Soc. Testing Mater. 29; 554.

277. Anderegg, F.O. and Hubbell, D.S. Proc. Am. Soc. Testing Mater. 30, 572.

278. Bentz, DP. Modeling the Influence of Limestone Filler on Cement, Hydration Using CEMHYD3D Text. / D.P. Bentz // Journal; of Cement and Concrete Composites. 2006. - Vol. 28, №2. - P. 124-129:

279. Bertolotty, R.L. Effect of Micromechanical Stress Concentrations on Strength of Porous Glass / R.L. Bertolotty, R.M. Fulrath // Journ. of the Amer. Cer. Soc. 1967. — V. 50. - №11'. - P. 558-562.

280. Bye G.C. Portland Cement. Composition, Production and Properties. Pergamon Press, Oxford, 1983. - 149 pp. ;

281. Brunauer, S. Tobermorite gel the heart of concrete Text. / S. Brunauer // American Science. - 1962. Vol: 50 (1) - P. 210-229.

282. Catliarin P. Hydrationswarme undf Festigkeitsentwicklung (Т. 1, . 2) // Betonwerk+Fertigteil Technick, - 1978,.-№ 10. - S. 539-544, № 12. - S. 729 - 733.,

283. Copuroglu O: Pore characteristics of blast furnace slag cement systems/0;Copuroglu, A.Fraaij, J. Bijen, C.LadangII Бетон и железобетон, пути развития 2005: материалы II Всерос.(Междунар.) конф. - М:, 2005. - Т.2. - С. 536-545.

284. Daimon М. Pore Structure of Calciums Silicate Hydrate in Hydrated Calcium Silicate/M. Daimon, S.A.Abo-El!-Enein, G.Hosaka, S.Goto and: R.Kondo//J. Am.Ceram.Soc. - 1977. - 60 (3-4). - P. 110-114.

285. Feldman, R.F. A new model for hydrated Portland cement and its practical implications Text. / R.F. Feldman, P.J. Sereda // Engineering Journal (Canada). — 1970. Vol. 53, 8/9. - P. 53-59.

286. Frohnsdorff G. Virtual cement and concrete / G. Frohnsdorff, J. Clifton, E. Garboczi, D. Bents // Proc. PC A Emer. Techn. Sympi On-Cement in the 21st Century, 1995.-p. 13.

287. Gooder J.N. //Phil. Magazine. 1936. - Ser.7. -№22. P.69-80.

288. Granju J.L., Maso J. S. Module de Deformation Longitudi- nalle des Pates di Ciment Portland Conservees dans d'eau //Cem. and Concr. Res. 1980. - V. 10. - № 6 . - P.731-738.

289. Griffith A. A. The Phenomenon of Rupture and Flow in Solids //Phil. Trans. Roy. Soc. 1920. - № 221, Ser.A - P.163-198.

290. Griffith A. A. The Theory of Rupture //Proc. of the Inter. Congr. of Appl. Mech. -Delft, Netherlands. 1924. - P.55-63.

291. Groves G.W. Microcrystalline Calcium Hydroxid in Portland Cement Pastes of Low Water-Cement-Ratio//Cem.Concr.Res. 1981. - 11 (5-6). - P. 713-718.

292. Grudemo A. Variation with-Solid Phase Concentration of Composition, Structure and Strength of Cement. Pastes of High Age//Cem.Concr.Res. 1984. - 14 (1). -P.123-132. (2.2.3)

293. Haaselman D. P., Fulrath R.M. Micromechanical Stress Concentrations in Two-Phase Brittle-Matrix Ceramic Composites // Journ. of the Amer. Cer.Soc. -1967. V.50.- № 8. P. 399 - 404.

294. Hagymassy, J. Pore structure analysis by water vapour adsoiption Text. / J. Hagymassy, Jr. Brunauer, R. Sh. Mikhail // Journal of Colloid and Interface Science. — 1969.

295. Hsu T.C. Mathematical Analysis of Shrinkage Stresses in a Model at Hardened Concrete //J. of the Amer.Concr.Inst. March, 1963.

296. Jinnings H.M. Morphological Development of Hydrating Tricalcium Silicate as Examined by Electron Microscopy Techniques/ H.M.Jinnings, B.J.Dalgleish and P.L.Pratt//J.Am.Ceram.Soc. 1981. - 64 (10). - P.567-572.

297. Judenfreund M., Hanna K.M., Skalny J. , Odler F., Brunauer S. Hardened Portland Cement Pastes of Low Porosity (V) //Cem. and Concr. Res. 1972. - № 6. -P.731-743.

298. Judenfreund. M., Older J., Brunauer S. Hardened Portland-Cement Pastes of Low Porosity (1 II) //Cem. and Concr. Res.- 1972.- V.2. - №3. - P.313- P.348.

299. Kalousek, G.L. Fundamental Factors in the Drying Shrinkage of Concrete Block Text. / G.L. Kalousek // Journal of the American Concrete Institute. Proceedings. — 1954. №3 Vol. 51, 26. - P. 18-22.

300. Kocher F.M. Zement-Kalk-Gips/ F.M. Kocher, S. Sprung, J. Korf. 1973.-29. -P.349.

301. Locher F.W. Die Festigkeit des Zements //Betontechnische Berichte. 1976. - № 7. - S. 247-249.

302. Mehta, P.K. Concrete Microstructure, properties and materials- Text. / P.K. Mehta, P.J.M. Monteiro; Prentice-Hall, Englewood Cliffs. - New Jersey, 1993. - 328 P

303. Moosberg-Bustnes, H. The function of fillers in concrete Text. / H. Moosberg-Bustnes, B. Lagerblad, E. Forssberg // Materials and Structure. 2004. - Vol. 37. - P. 74-81.

304. Nacen A. The effect of specific surface of cements at mineral additions on the mechanical behavior of concrete/ A.Naceri, M.Benia// Бетон и железобетон, пути развития 2005: материалы II Всерос.(Междунар.) конф. - М., 2005. - Т.З. -С. 572-576.

305. Neville, А.М. Properties of Concrete Text. / A.M. Neville 4th Edn., Longman Group Limited Harlow, 1995.

306. Nonat, A. The structure and stoichiometry of C-S-H Text. / A. Nonat // Cement and Concrete Research. 2004. - Vol. 34, № 9. - P. 1521-1528.

307. Pommersheim, J.M. Conceptual and mathematical models for tri-calcium silicate hydration Text. / J.M. Pommersheim, J.R. Clifton // 7th Int. Conference on Chemistry of Cements, 1980. P. 358-362.

308. Powers, T.C. Structure and Physical Properties of Hardened Portland Cement Paste Text. / T.C. Powers // Journal of the American Ceramic Society. 1958. -Vol.41, №1 - P. 48-63.

309. Powers T.C. The non-evaporable water cotent of hardened Portland cement by hot pressing and other high pressure techniques. Cement Concrete Res., 1972, vol. 2, p. 349-366.

310. Powers, T.C. Studies of physical properties of hardened Portland cement paste Text. / T.C. Powers, T.L. Brownyards / Research Laboratories of the Portland Cement Association, Chicago, March, Bulletin 22. 1948. - P. 23-28.

311. Pratt P.L. Electron Microadope Studies of Portland Cement Microstructure During Setting and Hardening / P.L. Pratt , A. Ghose // Phill. Trans. R. Soc. Lond.-1983.- P. 93-103.

312. Relis M., Soroka I. Variation in Density of Portland Hydration Products // Cem. and Concr. Res. 1977.-v.7-№6. - P. 673-680.

313. Rice R.W. Microstructure Dependence of Mechanical Behavior of Ceramics. -New York.- 1977 . 381 p. -Bibliogr.: 683 ref.

314. Richardson, I.G. The nature of C-S-H in hardened cements Text. / I.G. Richardson // Cement and Concrete Research. 1999. - Vol. 29. - P. 1131-1147.

315. Roy D.M., Gouda G.R. High Strength Generation' in, Cement Pastes //Cem. and Conor. Res. 1973. - V.3 - № 6. - P. 807-820.

316. Schiller K.K. Porosity and Strength of Brittle Materials //Mechanical Properties of Non-Metallic Brittle Materials. London, 1958. - P. 35-49.

317. Scrivener K.L. The Development of Microstructure During the Hydration, of Portland Cement. L.: Thesis, University of London, 1984. - P. 45-54.

318. Scrivener K.L. Mioroatruotural Studies of the Hydration of C3A and C4AF Independently and in Cement Past / K.L. Scrivener and P.L.Pratt, Proc. Brit. Ceram. Soc.- 1984.-P: 207-219.

319. Shebl F.A. A new Approach on the Hydration Mechanism of Tricalcium Silicate/ F.A. Shebl, F.M.Helmy and U.Ludwig//Cem.Concr.Res. 1985. -15'(5). - P.747-757, and 12 other references therein.

320. Soroka, L The structure of cement-stone and the use of compacts as structural models Text. / I. Soroka, P.J. Sereda // Proceeding of the fifth-International Congress on the Chemistry of Cement, Tokyo, 1968, Part III, Vol. III. P. 67-73.

321. Smilauer, V. Elastic properties of hydrating cement paste determined from hydration models Text.: PhD Thesis / V. Smilauer Czech Technical University: Praha, 2005.- 131 p.

322. Smolczyk H. G., Romberg H. Der Einfluss der Nachbehandlung und der Lagerung auf die Nacherhartung und Porenverteilung von.Beton (T. 1, 2)//Tonindustrie Zeitung. 1976. - № 10. - S. 349 - 357. - № 11. - S. 381 - 390.

323. Soroka J. , Setter N. The Effect of Fillers on Strength of Gement Mortars //Cem. and. Concr. Res. 1977 . - V.7. - № 4. - P. 449 - 456.

324. Strubl L., Skalny J. A. Review of the Cement-Aggregate Bond, //Cem. and Concr. Res.- 1980.-V. 10. -№2. P.277-286.

325. Stutzman, P.E. Scanning Electron Microscopy in Concrete Petrography / P.E. Stutzman // Materials Science of Concrete Special Volume: Calcium Hydroxide in Concrete. Proceedings. The American Ceramic Society. Florida, 2001. P. 59-72.

326. Sumer M.S., Hocrper N.M., Mour J.K. 1986. - in 8th JCCC. vol 2. - P.310.

327. Taylor, H.F.W. Nanostructure of C-S-H: current status Text. I H.F.W. Taylor // Advanced Cement Based Materials. 1993. - №1. - p. 38-46.

328. Theiß, W. Optical properties of porous silicon Text. / W. Theiß // Surface Science Reports. 1997. - Vol. 29, №91. - P. 91-192.

329. Thomas, J.J. A colloidal interpretation of chemical aging of the C-S-H gel and its effects on the properties of cement paste Text. / J.J. Thomas, H.M. Jennings // Cement and Concrete Research. 2006. - Vol. 36. - P. 30-38.

330. Vivian H.E. Effect of Particle Size on the Properties of Cement Paste // Symp. Structure of Portland Cement. 1966. - P. 18-25.

331. Ye G., Liu X., Poppe A.-M., De Schutter G., van Breugel K. Modelling the hydration process and microstructure of self-compacting concrete// Бетон и железобетон, пути развития 2005: материалы II Всерос.(Междунар.) конф. - М., 2005. - Т.2. - С.138-145.

332. Zur Strassen, Н. Zement beton (16) 32.1. ЪИ