автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочных бетонов с органоминеральными модификаторами

На правах рукописи

Миненко Екатерина Юрьевна

УСАДКА И УСАДОЧНАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ С ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пенза 2004

Работа выполнена на кафедре «Технологии бетонов, керамики и вяжущих» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Валентина Серафимовна Демьянова

Официальные оппоненты: член-корреспондент РААСН, доктор

технических наук, профессор Владимир Павлович Селяев;

кандидат технических наук, доцент Ирина Николаевна Максимова

Ведущая организация - ОАО «Пензпромстрой», г. Пенза

Защита состоится « 3 » июня 2004г. в 13 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.184.01 в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства по адресу: 440028; г. Пенза, ул. Г. Титова, 28, корпус 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Автореферат разослан ¿6 ЛПре-АЯ 2004г.

Ученый секретарь

диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. По объемам производства, эксплуатационно-строительным свойствам бетон и железобетон являются основными конструкционными материалами. Только в России в XX веке в строительстве было использовано около 10 миллиардов кубометров бетона и железобетона. Мировой объем производства этой продукции достигает трех миллиардов кубометров в год.

Современные высокопрочные (ВПБ) и высококачественные (ВКБ) бетоны, отвечая задачам технологического прогресса, позволяют существенно снизить материалоемкость и повысить эффективность строительства. Вместе с тем, сегодня предъявляется новый уровень требований к бетонам. Это обусловлено применением их не только в обычных, но и в особых экстремальных условиях, в конструкциях новых архитектурных форм, оболочках, трубах, резервуарах, покрытиях дорог, аэродромов, защитных элементов и т.д., где необходимы повышенная трещиностойкость, прочность на растяжение, высокая ударная вязкость и изностойкость.

Повышение эксплуатационных свойств бетона достигается в последние годы за счет низких В/Ц-отношений, комплексного использования органоминеральных добавок, содержащих в своем составе высокоэффективный суперпластификатор (СП) и тонкоизмельченный минеральный наполнитель. Нашедшие широкое применение как в зарубежной, так и в отечественной практике строительства высокодисперсные микрокремнеземы и дегидратированные каолины, обладающие высоким пуццоланическим связыванием портландита, позволили достигнуть высоких результатов в технологии высокопрочного бетона повышенной долговечности. Учитывая высокую стоимость микрокремнезема, в последние годы большинство исследований было направлено на поиск химически реакционно-активных наполнителей, близких к микрокремнезему, на основе побочных продуктов и техногенных отходов. При этом высокая химическая активность и скорость реакции предопределялась не только термодинамикой протекания реакции взаимодействия компонентов, но и чрезвычайно малыми размерами аморфизированных частиц наполнителя (0,5-2,0 мкм). Однако не изучены комбинации пуццоланических высокодисперсных добавок с кристаллическими затравками - центрами кристаллизации силикатных фаз алита и белита, содержащими гидросиликаты кальция.

Получение ультрадисперсных частиц измельчением представляет важную область механохимической технологии, достаточно развитой, но дорогой, т.к. технически трудно получать, сохранять и классифицировать субчастицы ввиду их высокой поверхностной энергии. Учитывая, что стоимость высокодисперсных наполнителей может быть в несколько раз выше стоимости цемента, становится актуальным поиск дешевых реакционно-активных порошков с низкой водопотребностью, в том числе на основе техногенных отходов, и более эффективных способов их получения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является эспериментально-теоретическое обоснование и разработка методологических и технологических аспектов направленного формирования структуры цементного камня и высокопрочного бетона с целью снижения усадки и повышения усадочной трещиностойкости путем использования комплексных ультрадисперсных органоминеральных наполнителей низкой водопотреб-ности и микроармирующих элементов.

Для реализации поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

- разработать методологические и технологические аспекты создания ультрадисперсных минеральных наполнителей (УДМН);

- изучить влияние вида, степени дисперсности и дозировки наполнителей, как составной части цементной матрицы, на физико-механические свойства, усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и бетона;

- выявить закономерности изменения объемных деформаций цементного камня и высокопрочного бетона, модифицированных УДМН, в процессе циклического многократного увлажнения и высушивания;

- экспериментально изучить усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и бетона, как при индивидуальном дисперсном наполнении, так и при комплексном двухуровневом дисперсном армировании, совместно

С ДИСЛ^рСлОирМлрушЩИШ] БОЛСК]|шиИ|

- исследовать энергетические характеристики трещиностойкости дис-персноармированных цементного камня и высокопрочного бетона при неравновесных механических испытаниях.

Научная новизна работы. Научная новизна работы определяется решением проблемы снижения усадки и повышения усадочной трещиностой-кости высокопрочных бетонов с использованием ультрадисперсных минеральных наполнителей низкой водопотребности на основе комбинации микрокремнезема и техногенных отходов, содержащих в своем составе кристаллические затравки из низкоосновных гидросиликатов кальция и аморфизи-рованного SiO2.

1. Развиты научные представления и получены количественные зависимости изменения влажностной усадки цементного камня и бетона, модифицированных УДМН низкой водопотребности, в зависимости от рецептурно-технологических факторов с целью их регулирования и оперативного прогнозирования.

2. Впервые установлено снижение влажностной усадки цементного камня и бетоиа-за счет введения УДМН низкой водопотребности, полученных комбинацией кристаллических затравок и готовых центров кристаллизации

из гидросиликатов кальция и микрокремнезема, обеспечивающих в целом снижение начального водосодержания цементного камня и бетона и формирование высокой начальной прочности.

3. Выявлена оптимальная дозировка УДМН, обеспечивающая минимальные деформации усадки и повышенную трещиностойкость цементного камня и высокопрочного бетона в условиях циклического насыщения и высушивания.

4. Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-тех-нологические факторы - параметры структуры - усадочная трещиностой-кость» цементного камня и высокопрочного бетона, как с индивидуальными наполнителями, так и в комплексе с дисперсноармирующими волокнами. Предложено математическое описание изменения деформаций усадки высокопрочного бетона в зависимости от дозировки и длины армирующих элементов. Установлено, что усадка высокопрочного бетона при относительной влажности 0 = 70-80% и в условиях сушки при 105°С описывается экспоненциальной зависимостью.

7. Поставлены и решены оптимизационные задачи управления структурой бетона с многоуровневым дисперсным армированием с целью обеспечения трещиностойкости при неравновесных механических испытаниях, полнен анализ энергетических характеристик установлены их оп-

тимальные показатели и выявлены особенности образования трещин дис-персноармированного цементного камня и высокопрочного бетона.

Практическая значимость работы:

- разработана лабораторная установка для получения порошков узкого гранулометрического состава, основанная на разделении частиц наполнителя в ламинарном воздушном потоке по длине трубы. Предложенный метод получения ультрадисперсных минеральных наполнителей может быть осуществлен в производственных и научно-исследовательских лабораториях;

— обоснована возможность эффективного использования ультрадисперсных минеральных наполнителей, в том числе на основе промышленных отходов, с целью получения высокопрочного бетона с улучшенными физико-механическими свойствами при эксплуатации их в экстремальных климатических условиях. Расширена сырьевая база минеральных добавок в цементный бетон.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: Международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». (Пенза, 2000 г., 2002 г., 2003 г.), «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах». (Пенза, 2003 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного материаловедения». (Пенза, 2003 г.), Академических чтениях РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения». (Белгород, 2001 г., Саранск, 2002 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 16 работ, в том числе 1 депонированная монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 163 наименований, изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит рис. 40, табл. 21 и 2 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность заслуженному деятелю науки и техники РФ, советнику РААСН, академику МАНЭБ, доктору технических наук, профессору В.И. Калашникову за оказанную помощь при работе над диссертацией.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения обоснована актуальность выбранного направления исследования, сформулированы цель и задачи исследования, показана его научная и практическая значимость.

В первой главе представлен обзор и анализ научно-технической литературы в области разработки высокопрочного бетона повышенной долговечности, рассмотрены основные закономерности развития усадочных деформаций в зависимости от рецептурно-технологических факторов, а также выявлен анализ влияния суперпластификаторов и микронаполнителей на усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и высокопрочного бетона.

По результатам литературного обзора сделаны выводы и сформулирована рабочая гипотеза об улучшении процессов структурообразования цементных систем при совместном использовании кристаллических затравок и высокоактивной пуццоланической добавки на основе микрокремнезема, уменьшении усадки и повышения усадочной трещиностойкости цементного камня и бетона путем их модифицирования ультрадисперсными минеральными кристаллическими затравками низкой водопотребности.

Во второй главе приведены характеристики используемых материалов и описаны методы исследования. При проведении экспериментальных исследований использовались промышленные цементы, выпускаемые следующими производственными объединениями: ПО «Осколцемент», ПО «Сода» и ПО «Серебряковцемент».

В качестве мелких заполнителей использовались пески следующих видов:

— песок кварцевый Сурский с Мкр — 1,48;

— отсев песчано-гравийной смеси Жигулевского карьера с М„р — 2,8.

В качестве крупного заполнителя применялся гранитный щебень Ml 400, фр. S-10 мм Свердловского карьера.

Для улучшения формовочных свойств бетонных смесей, повышения прочности, снижения усадочных деформаций и повышения трещиностой-кости бетона использовались модифицирующие добавки следующих трех групп: пластифицирующие, комплексные ультрадисперсные органоминераль-ные добавки и армирующие элементы.

В качестве пластифицирующей добавки при проведении экспериментальной части работы применялся отечественный суперпластификатор СП С-3, выпускаемый Новомосковским химическим комбинатом органического синтеза в соответствии с ТУ 6-36-020429-625. В качестве дисперсных минеральных добавок использовались техногенные отходы от срезки «горбуши» газобетона, «бой» силикатного кирпича и промышленно-выпускаемые: микрокремнезем Челябинского металлургического комбината, микрокремнезем ПО «Сода» г. Стерлитомак БС-120 и перлит Мытищинского комбината «Стройперлит». Армирующими элементами являлись полиамидные волокна Roximat NIL фирмы Rodia, диаметром 15 мкм, длиной 0,8; 6; 12 и 18 мм и плотностью 1,17 г/см3.

Исследование технологических, физико-механических характеристик и эксплуатационных свойств цементного камня и бетона осуществлялось в соответствии с действующими ГОСТами, а также по методикам, изложенным в литературных источниках и разработанным на кафедре технологии бетонов, керамики и вяжущих Пензенского ГУАС. Методика получения УДМН р<£;£.>а-ботана автором.

Дня получения порошков узкого гранулометрического состава был сконструирован и изготовлен лабораторный аэродинамический трубчатый сепаратор (рис. 1), принцип действия которого основан на разделении частиц наполнителя в ламинарном воздушном потоке по длине трубы. Выбор технологических режимов распыления осуществлялся с учетом следующих показателей.

Максимальная скорость движения воздуха по длине трубы для обеспечения ламинарного режима рассчитывалась исходя из критерия Рей-нольдса:

(1)

число Рейнольдса

где V— кинематическая вязкость; ¿1 — диаметр трубы; Re (для ламинарного потока Re <, 1000).

Для трубы диаметром 100 мм скорость воздушного потока исходя из этого условия не должна превышать 0,23 м/с.

Оседание частиц в воздухе подчиняется закону Стокса, согласно которому:

-2<р-р 0-г2

и=-

9п

(2)

где р - плотность частиц; р' - плотность воздуха; т| - кинематическая вязкость; - радиус частиц.

Рис. 1. Схема установки для фракционирования порошковых материалов: 1 — вентилятор; 2 — электродвигатель с питателем; 3 — бункер с щелевым отверстием для порошка; 4 - трубчатый сепаратор;

5 - извлекаемая прокладка для сбора порошка; 6 - фильтр

С помощью разработанной установки производилось распыление предварительно измельченных в лабораторной шаровой мельнице автоклавиро-ванных отходов от срезки «горбуши» газобетона и «бой» силикатного кирпича. Из промышленных тонкодисперсных наполнителей распылению подвергался перлит Мытищинского комбината «Стройперлит».

В результате распыления были выделены ультрадисперсные фракции минеральных наполнителей с удельной поверхностью: 1343 м2/кг - отход от срезки «горбуши» газобетона, 1025 м2/кг — «бой» силикатного кирпича и 1012 м2/кг- перлит, при их плотности 2,1; 2,55; 1,79 кг/м3 соответственно.

Гранулометрический анализ автоклавированных отходов характеризовался более высоким содержанием крупных частиц размером 16-20 мкм и 20-24-мкм. Их суммарное количество в силикатном кирпиче достигало 15%, а в газобетоне 25%.

В третьей главе изучено влияние УДМН на водопотребность, процессы гидратации и структурообразования цементных систем.

Установлено, что мономинеральные суспензии практически одинаковой текучести получены при В/Т — отношениях в пределах 0,34...0,50. Минимальная водопотребность В/Т = 0,34...0,36 зафиксирована для водной дисперсии на основе «боя» силикатного кирпича, водотвердое отношение цементной суспензии такой же текучести достигает В/Т = 0,41. Значительной водопотребностью В/Т = 0,7, превышающей водопотребность цементной суспензии, обладает перлит. Промежуточное положение занимает отход от срезки «горбуши» газобетона.

Введение добавки С-3, вводимой в количестве 1% для контрольного состава, без микронаполнителя способствует снижению В/Ц-отношения с 0,41 до 0,2 или на 51,2%. Водосодержание цементных суспензий, модифицированных С-3 совместно с УДМН, различно. Водоредуцирующее действие суперпластификатора, вводимого совместно с силикатным кирпичом, составляет 56,1%. С повышением дисперсности кирпича водопотребность цементной суспензии уменьшается, а водоредуцирующий индекс достигает своего максимального значения Вд = 58,5%. При совместном введении кристаллической затравки силикатного кирпича и микрокремнезема БС 120 в соотношении 2:1 в количестве 12% от массы цемента Вя = 57,5%. Добавка молотого газобетона повышает водопотребность как пластифицированной, так и не пластифицированной цементной суспензии. С повышением дисперсности отхода газобетона водопотребность пластифицированных суспензий увеличивается с 36,6 до 39,0%.

В целом, выполненные исследования свидетельствуют о значительном снижении водопотребности цементных суспензий, комплексно модифицированных суперпластификатором и ультрадисперсными автоклавирован-ными микронаполнителями.

Изучено влияние дисперсности реакционно-химически активных автоклавированных отходов на процессы гидратационного твердения цементных композиций. Показано, что увеличение дисперсности силикатного кирпича до = 1025 м2/кг и, как следствие, повышение реакционно-химической активности «корродированного» при автоклавизации и аморфизированного при измельчении кварца оказывают влияние на струк-турообразование и фазовый состав цементных композиций.

Методом рентгеноструктурного анализа установлено позитивное действие повышения удельной поверхности автоклавированных отходов силикатного кирпича на формирование прочности цементного камня и изменение фазового состава за счет повышенного количества низкоосновных гидросиликатов кальция. Подтверждением этому служит оценка фазового состава продуктов взаимодействия УДМН на основе «боя» силикатного кирпича с известью, как основного продукта гидратированного цемента. Выполненный рентгенофазовый анализ смеси УДМН и извести подтверждает образование, наряду с преобладающими фазами кварца, кальцита и арагонита, низкоосновных гидросиликатов кальция вида 2Са08Ю20,35Н20.

В четвертой главе приводятся результаты влажностной усадки и усадочной трещиностойкости цементного камня и бетона с ультрадисперсными минеральными наполнителями на основе техногенных отходов, содержащих в своем составе низкоосновные гидросиликаты кальция низкой водопотребности.

Выявлено влияние высокодисперсных автоклавированных отходов от срезки «горбуши» газобетона и «боя» силикатного кирпича, как готовых центров кристаллизации низкой водопотребности на усадку и усадочную трещиностой-кость цементного камня и бетона. Установлено значительное снижение деформаций усадки цементного камня с введением УДМН. В воздушно-влажностных условиях деформации усадки составляют 0,2...0,5 мм/м, а в условиях высушивания до полного удаления адсорбционно-связанной воды уменьшаются соответственно на 40% для цементного камня, модифицированного «боем» силикатного кирпича, 48% — отходом от срезки «горбуши» Г-»"0-бетона и 50% - перлитом.

Оптимальная дозировка УДМН, обеспечивающая минимальные деформации усадки цементного камня, не превышает 15% от массы цемента, независимо от вида наполнителя. С повышением удельной поверхности «боя» силикатного кирпича от = 405 м2/кг до = 1025 м2/кг, усадочные деформации цементного камня снизились на 20%. Деформации усадки цементного камня, наполненного отходом от срезки «горбуши» газобетона с увеличением удельной поверхности от =413 м2/кг до З^д = 1343 м2/кг уменьшились на 10% (рис. 2).

Увеличение дисперсности УДМН способствует значительному повышению трещиностойкости модифицированного цементного камня. Жесткий цикл «насыщение в воде — высушивание» является наиболее показательным для визуальной оценки трещиностойкости цементного камня. Ширина раскрытия трещин цементного камня, наполненного УДМН после 13 циклов составляет: 0,55 мм — для «боя» силикатного кирпича; 0,51 мм — для смеси «боя» силикатного кирпича и микрокремнезема; 0,64 мм — отхода от

срезки «горбуши» газобетона; 0,72 мм - перлита. Для образцов контрольного состава раскрытие трещин достигает 2,2 мм.

«Бой» силикатного кирпича °ТХ0Д от СР«»™

«горбуши» газобетона

Рис. 2. Усадочные деформации цементного камня в зависимости от дозировки и удельной поверхности наполнителя: а—при относительной влажности 0 = 70-80%; б - в условиях полного высушивания при 105°С

В пластифицированных высокопрочных бетонах при низких водоцемент-ных отношениях, высокой плотности цементного камня и значительной степени наполнения цементной матрицы мелким и крупным наполнителем, деформации усадки и набухания воспринимаются жестким безусадочным каркасом. Для выявления оптимальных дозировок ультрадисперсного напол-

нителя на усадку высокопрочного бетона, проводилось математическое планирование эксперимента с последующей обработкой данных на ЭВМ. В качестве варьируемых переменных для различных видов наполнителя были приняты: XI - содержание дисперсного наполнителя - Д, %; Хг - удельная поверхность - 5, м2/кг.

Таблица 1

Пределы варьирования переменных

Варьируемый фактор Кодовое обозначение Натуральные значения переменных, соответствующие подовым

-а -1 0 +1 +а

Содержание добавки - Д, % XI 7 1 13 25 19

Удельная поверхность - Б, м2/кг

-«бой» силикатного кирпича; 550 400 700 1000 850

-отход от срезки «горбуши» х2

газобетона; 625 400 850 1300 1075

-перлит 850 800 900 1000 950

В качестве выходных параметров были исследованы усадочных деформации бетона - мм/м, определяемые соответственно при относительной влажности 6 = 70-80%, в = 5-10% и в условиях полной сушки при 105°С. После обработки экспериментальных данных на ЭВМ получены математические модели изменения величины усадочных деформаций бетона в условиях полной сушки в зависимости от вида, дозировки и дисперсности используемых наполнителей:

- для «боя» силикатного кирпича

е = 0,8687 - 0,00046 Д - 0,00058 5 + 0,00122 Д2;

- отхода от свезки «горбуши» газобетона

е = 0,9840 - 0,0250 Д - 0,000053 8+ 0,00117 Д2;

- перлита

е= 1,4121 - 0,00087Д-0,00054 Б+ 0,000352 Д2.

Проведенные экспериментальные исследования и полученные уравнения регрессии позволяют провести количественную и качественную оценку влияния каждого изучаемого фактора в отдельности, а также в их совокупности на усадку высокопрочного бетона.

Установлено, что удаление свободной влаги в обычных, немоди-фицированных бетонах приводит к сильному возрастанию усадочных деформаций и появлению трещин. Для бетона контрольного состава без

добавок усадка в течение 40 сут составила 0,3 мм/м. Ширина раскрытия трещин для этого бетона достигла 0,025 мм после первого цикла. После третьего ширина раскрытия трещин увеличилась до 0,1 мм. Для бетона, модифицированного «боем» силикатного кирпича, усадка за 40 сут достигла 0,25 мм/м и при этом образование трещин не наблюдалось (рис. 3).

Рис. 3. Картина трещинообразования бетона в зависимости от вида и дозировки наполнителя: 1 - контрольный, без наполнителя; 2 - наполнитель - «бой» силикатного кирпича;

3- то же - отход от срезки «горбуши» газобетона;

4 - то же - смесь силикатного кирпича и БС-120; 5 - то же - перлит

Таким образом, для обеспечения минимальной усадочной трещиностой-кости в процессе попеременного циклического увлажнения и высушивания, дисперсность минеральных модификаторов должна быть не менее 1025 м2/кг, а оптимальная степень наполнения в зависимости от вида минерального наполнителя в пределах 10-15% от расхода цемента (рис. 4).

Вид наполнителя - «бой» силикатного кирпича

Л:?д сдкалиителя - отход от срезки «горбуши» газобетона

Дзнфовка налип игеля,%

ВЕД наполнителя - кгрлнт

Рис. 4. Влияние дозировки и удельной поверхности наполнителя на усадку высокопрочного бетона: 1 -усадка прив = 70-80%; 2 - то же при в =5-10%; 3 — то же в условиях сушки при 105°С

В пятой главе на основании известных теоретических представлений об эффективном использовании армирующих добавок выявлено влияние полиамидных волокон на прочность, усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня к бетона, в том числе модифицированного добавками УМДН. В качестве армирующих элементов приняты включения, условно разделяемые, по соотношению 1Ш (/ - длина, a й— диаметр включения) на:

- элементы в виде ультрадисперсных минеральных частиц, для которых Ш:= 1;

- элементы в виде волокон -

Армирующим элементом на макромаштабном уровне использовались волокна, а на микромаштабном уровне (уровне цементного камня) - вводимые совместно с цементом высокодисперсные минеральные наполнители.

Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-техно-логические факторы — прочность - усадочная трещиностойкость» дисперс-ноармированных цементного камня и бетона, как индивидуально на отдельных структурных уровнях, так и при комплексном двухуровневом дисперсном армировании.

Выявлено, что максимальная суточная прочность фибробетона 31,4 МПа обеспечивалась на волокнах длиной 6 мм при их дозировке 1,0 кг/м3 бетона Прочность бетона, модифицированного волокнами длиной 12 и 18 мм, составила соответственно 26,4 и 20,4 МПа, превышая при этом контрольное значение прочности без волокна. Установленные закономерности сохраняются и при оценке нормативной прочности фибробетона в возрасте 28 сут. В зависимости от длины волокна нормативная прочность увеличивалась в среднем на 11-13%.

Установлено снижение деформаций усадки цементного камня с введением волокна при индивидуальном армировании. В воздушно-влажностных условиях они составили 0,4 мм/м, а в условиях полной сушки при 105°С — 1,25 мм/м. Интересно отметить, что деформации усадки цементного камня е =1,06 мм/м и = 1,02 мм/м получены с введением волокна длиной 0,8 и 6 мм, при их содержании, соответственно, 2,4 и 0,21% Таким образом, малоусадочные цементные композиции могут быть обеспечены на более длинных волокнах, но при меньшем их содержании, что обуславливает их экономическую целесообразность.

Ширина раскрытия трещин цементного камня, модифицированного полиамидным волокном, после 9 циклов попеременного циклического увлажнения и высушивания составила 0,062 мм, при длине волокна длиной 0,8 мм и 0,092 мм — 6 мм.

Усадочные деформации бетона при высушивании до полного удаления адсорбционно-связанной воды составили 0,4...0,9 мм/м при длине используемого волокна / = 6 мм и 0,3...0,9 мм/м при /=18 мм/м, в то время как контрольное значение достигает 1,75 мм/м. Несколько большие значения усадки 0,7... 1,0 мм/м получены для фибробетона с длиной волокна I = 12 мм.

Изменение усадочных деформаций бетона, в зависимости от дозировки и длины армирующих элементов (рис. 5), описываются экспоненциальной зависимостью вида:

е = аеы,

где х - дозировка волокна, %; а и Ь - эмпирические коэффициенты.

Рис. 5. Деформации усадки бетона в зависимости от дозировки и длины волокна: а-длина волокна/;= 6 мм; б-тоже/ = 12 мм; в-тоже/ = 18 мм; 1 - усадка бетона при в = 70-80%; 2 - то же при 8 = 5-10%; 3 - то же после высушивания при< - 105-110°С

Выявлено снижение усадки при комплексном дисперсном двухуровневом армировании бетона на всех этапах ее проведения: в воздушно-влажностных условиях, в воздушно-сухих и при высушивании при 105°С. Так, усадка дисперсноармированного бетона при 0 = 70-80% составила 0,08...0,1 мм/м,при 0=5-10%-0,14...0,23 мм/м и в условиях полной сушки — 0,38...0,47 мм/м, что соответственно уменьшило усадку на 22,5%, 26,4% и 24,3% по сравнению с контрольным значением.

Применение комплексного армирования высокопрочных бетонов позволило существенно повысить трещиностойкость. Ширина раскрытия трещин дисперсноармированного бетона составила 0,025 мм с введением волокна длиной 12 мм и 0,032 мм - 6 мм. Таким образом, многоуровневое дисперсное армирование структуры бетона на микро- и макроуровнях является эффективным технологическим приемом получения бетонов с более широкими их функциональными возможностями.

В шестой гляве исследованы энергетические характеристики высокопрочного бетона при перавновесных механических испытаний. Установлено, что суммарная плотность энергии АЭ для бетона, армированного волокнами, составляет 0,08-0,14Вг-СМ~2, а для контрольного бетона без волокон — достигает 0,24 В2-см"г. Уменьшение суммарного числа акустических импульсов энергии АЭ свидетельствует о пластическом характере разрушения армированного бетона. Критический коэффициент интенсивности напряжения бетона достигает максимального значения

при длине волокна 6 и 12 мм соответственно. Оптимальная концентрация волокна, обеспечивающая максимальное значение находится в пределах 0,4... 1,0 кг/м3. С увеличением концентрации волокна свыше 1,0 кг/м3 коэффициент К1 уменьшается в среднем на 1,5% по отношению к контрольному значению, что свидетельствует о значительной трещиностойкости фибробе-тона. Для дисперсноармированного бетона критический коэффициент интенсивности напряжения составляет /Г* = 1,97 кг/м5, а суммарная плотность энергии АЭ-0,22 В^см2.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических представлений и известных экспериментальных данных о использовании высокодисперсных микрокремнеземов и зол в производстве высокопрочных и высококачественных бетонов показана целесообразность поиска новых минеральных комбинированных ультрадисперсных наполнителей (УДМН), характеризующихся низкой во-допотребностью, на основе техногенных отходов, возможности их получения и применения в производстве высокопрочных бетонов с целью снижения усадки и повышения усадочной трещиностойкости.

2. Изучены и выявлены методологические и технологические аспекты создания ультрадисперсных минеральных наполнителей на основе техногенных отходов. Разработан способ получения УДМН в аэродинамическом трубчатом сепараторе, основанный на разделении частиц наполнителя по длине сепаратора в ламинарном воздушном потоке. В качестве технологических критериев ламинарного воздушного потока приняты: скорость движения воздуха, исходя из числа Рейнольдса (Re ^ 1000) не более 0,23 м/с, диаметр трубы 100 мм. В результате распыления были выделены ультрадисперсные минеральные наполнители, на основе техногенных отходов, следующей удельной поверхности: 1343 м2/кг- отход от срезки «горбуши» газобетона, 1025м2/кг - «бой» силикатного кирпича и 1012 м2/кг - перлит при их плотности 2,1; 2,55; 1,79 кг/м3 соответственно.

3. Выполнена оценка водоредуцирующей эффективности и реологического действия С-3 в цементных суспензиях в зависимости от вида и удельной поверхности ультрадисперсных наполнителей. Установлено снижение водопотребности при совместном введении кристаллической затравки силикатного кирпича и микрокремнезема, взятых в соотношении 2:1 и вводимых в количестве 12% от массы цемента на 11%. Максимально высокий уровень понижения водопотребности = 58,5% цементной суспензии достигается при введении 25% от массы цемента <\бся» силикатного кирпича при его удельной поверхности

4. Выявлено влияние высокодисперсных автоклавированных отходов, как готовых центров кристаллизации низкой водопотребности, на усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и бетона. Установлено значительное снижение деформаций цементного камня с УДМН. В воздушно-влажностных условиях усадка составила 0,2...0,5 мм/м, а в условиях высушивания до полного удаления адсорбционно-связанной воды уменьшилась соответственно на 40, 39, 48 и для цементного камня, модифицированного порошком «боя» силикатного кирпича, смеси порошка из силикатного кирпича и микрокремнезема БС-120, отходом от срезки «горбуши» газобетона и перлитом.

5. Установлено, что удаление свободной влаги в обычных модифицированных бетонах приводит к сильному возрастанию усадочных

деформаций и появлению трещин. Для бетона контрольного состава без добавок усадка в течении 40 сут составила 0,3 мм/м. Ширина раскрытия трещин для этого бетона достигла 0,025 мм после первого цикла. После третьего ширина раскрытия трещин увеличилась до 0,1 мм. Усадка бетона, модифицированного «боем» силикатного кирпича, за 40 сут достигла 0,25 мм/м, для бетона с комбинированной добавкой на основе порошка из «боя» силикатного кирпича и микрокремнезема составила 0,22 мм/м и при этом образование трещин не наблюдалось.

6. Для обеспечения минимальной усадочной трещиностойкости в процессе попеременного циклического увлажнения и высушивания, дисперсность мине-

ралыюго модификатора на основе «боя» силикатного кирпича должна быть не менее 1025 м2/кг, а оптимальная степень наполнения в зависимости от вида минерального наполнителя не превышала 15%.

7. На основании теоретических представлений об эффективных средствах повышения прочности на растяжение исследовано влияние полиамидного волокна в качестве армирующего элемента. Выявлено, что максимальная суточная прочность фибробетона, достигавшая 31,4 МПа, обеспечивалась на волокнах длиной 6 мм при их дозировке 1,0 кг/м3 бетона. Прочность бетона с волокнами длиной 12 и 18 мм составляла соответственно 26,4 и 20,4 МПа, превышая в то же время контрольное значение прочности бетона без волокон. При комплексном введении ультрадисперсного наполнителя (силикатного кирпича и микрокремнезема в количестве 15% от массы цемента) и волокна длиной 12 и 18 мм суточная прочность составила, соответственно 32,2 и 27,0 МПа. В зависимости от длины волокна нормативная прочность увеличивалась в среднем 11-13%.

8. Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-технологические факторы - усадка и усадочная трещиностойкость» при армировании цементного камня и высокопрочного бетона как индивидуально на отдельных структурных уровнях, так и при комплексном двухуровневом дисперсном армировании на макро- и микроуровнях. Установлено снижение деформаций усадки цементного камня с введением волокна при индивидуальном армировании. В воздушно-влажностных условиях деформации усадки составили 0,4 мм/м, а в условиях полной сушки при 105°С — 1,25 мм/м. Предложено математическое описание изменения деформаций усадки высокопрочного бетона в зависимости от дозировки и длины армирующих элементов экспоненциальной зависимостью.

9. Выявлено снижение усадки при комплексном дисперсном двухуровневом армировании бетона. Усадка дисперсноармированного бетона волокнами длиной 6 и 12 мм составила 0,08, 0,1 мм/м при 9 = 70-80% и 0,14, 0,23 мм/м - 6=5-10%. В условиях полной сушки деформации усадки достигли 0,38, 0,47 мм/м, что на 22 и 27% ниже усадки контрольного значения. Максимальное снижение усадочных деформаций обеспечивается при использовании смеси силикатного кирпича и микрокремнезема БС-120, в соотношении 2:1 и полиамидного волокна.

10. Применение комплексного армирования высокопрочных бетонов позволило существенно повысить его трещиностойкость. Ширина раскрытия трещин дисперсноармированного бетона составила 0,025 мм, при использовании волокна длиной 12 и 0,2 мм - длиной 6 мм. Применение многоуровневого дисперсного армирования структуры бетона на микро- и макроуровнях являются эффективным технологическим приемом получения бетонов с более широкими их функциональными возможностями.

11. Изучены энергетические характеристики армированного бетона при неравновесных механических испытаний. Установлено, что суммарная

плотность энергии АЭ для дисперсноармированного бетона составляет 0,150,22 В2-см~2, а для контрольного бетона - достигает 0,24 В1-«*"2. Критический коэффициент интенсивности напряжения ЛТ* дисперсно-армированного высокопрочного бетона достигает максимального значения 1,57 МПа-м0,5 при длине волокна - 6 мм и - 12 мм, что

свидетельствует о высокой трещиностойкости фибробетона.

Основные положения н результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях

1. Калашников В.И., Демьянова B.C., Селиванова Е.Ю., Коровкин М.О. Методологические аспекты оценки эффективности пластифицированных добавок // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник научных трудов МНТК. Пенза, 2000. С. 122-127.

2. Калашников В.И., Демьянова B.C., Селиванова ЕЛО., Мишин А.С. Усадка и усадочная трещиностойкость цементного камня из пластифицированных и непластифицированных композиций // 7 Академические чтения. Современные проблемы строительного материаловедения. Белгород, 2001. С. 175-181.

3. Селиванова Е.Ю., Калашников СВ. Некоторые методологические и технологические аспекты получения ультрадисперсных наполнителей // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник научных трудов МНТК. Пенза, 2002. С. 307-309.

4. Калашников В.И., Демьянова B.C., Миненко Е.Ю., Коровкин М.О. Гидратация цемента модифицированного высокодисперсными наполнителями // Соломатовские чтения. «Проблемы строительного материаловедения». Материалы Всеросийской НТК. Саранск, 2002. С. 111-115.

5. Калашников В.И., Демьянова B.C., Миненко E^., Коровкин М О. Методологические аспекты получения и применения высокодисперсных наполнителей бетонов // Соломатсвские чтения. «Проблемы строительного материаловедения». Материалы Всеросийской НТК. Саранск, 2002. С. 138-142.

6. Калашников В.И., Миненко Е.Ю., Демьянова B.C., Коровкин М.О. Исследования строительных отходоз в >.a,iCCTBe дисперсных наполнителей-модификаторов бетона // Сборник материалов 4 НПК. Пенза, 2003. С. 191-193.

7. Демьянова B.C., Калашников В.И., Миненко Е.Ю. Армирование бетона полиамидными волокнами // Пластические массы. 2003. №3. С. 44-45.

8. Демьянова B.C., Макридин Н.И., Миненко Е.Ю., Василик П.Г. Свойства высокопрочного фибробетона с полиамидными волокнами // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник научных трудов МНТК. Пенза, 2003. С. 61-66.

9. Макридин Н.И., Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Высокопрочный фибробетон // Экспресс-информация ВНИИТПИ. 2003. С. 39-42.

10. Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Усадка бетона с органоминераль-ными добавками // Строй-инфо. 2003. №13. С. 14-15.

»- 88 0 1

11. Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Повышение усадочной трещиностой-кости бетона полиамидным волокном // Строй-инфо. 2003. №14. С. 12-13.

12. Демьянова B.C., Калашников В.И., Миненко Е.Ю. Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочного бетона// Депон. рукоп. ВНИИНТПИ. pe^ №11912.2003. Библ. Указ. депон. рукоп. 2003. Вып.1.60 с.

13. Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Трещиностойкость высокопрочного бетона //Жилищное строительство. 2003. № 11. С. 8.

14. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И, Миненко Е.Ю. Усадка и усадочная трещиностойкость бетона с многоуровневым дисперсным армированием // Экспресс-информация ВНИИТПИ. М., 2003. № 6. С. 39-42.

15. Демьянова B.C., Макридин Н.И, Миненко Е.Ю. Комплексное дисперсное армирование высокопрочного бетона // Известия Тульского Государственного Университета «Строительные материалы, конструкции и сооружения». Вьга.5. Тула, 2003. С. 213-218.

16. Калашников В.И., Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Методологические и технологические аспекты получения и применения высокодисперсных наполнителей бетонов // Строительные материалы. 2004. №3. С. 5-7.

Миненко Екатерина Юрьевна

УСАДКА И УСАДОЧНАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА С ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 26 04 2004. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,16. Уч. изд. л 1,25. Тираж 100 экз Заказ №64.

Издательство ПТУ АС. Отпечатано в цехе оперативной полиграфии ПГУАС. 440028. г. Пенза, ул Г. Титова, 28

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ УСАДКЕ И УСАДОЧНОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА.

1.1. Усадка и усадочная трещиностойкость цементного камня и бетона, как фактор долговечности конструкционного материала. Классификация усадки.

1.2. Основные закономерности развития усадочных деформаций в зависимости от рецептурно-технологических факторов.

1.3. Влияние эффективных суперпластификаторов, наполнителей и микроармирующих добавок на усадку и усадочную трещиностойкость высокопрочного бетона.

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Характеристика исходных материалов.

2.2. Методика подготовки исходных материалов, формования опытных образцов и физико-механических испытаний.

2.2.1. Методика получения ультрадисперсных наполнителей.

2.2.2. Методика оценки гидратации цемента.

2.2.3. Методика оценки свободного оксида кальция.

2.2.4. Методика формования опытных образцов и физико-механических испытаний.

2.2.5. Оценка влияния масштабного фактора и размеров образцов на усадку бетона.

Выводы по главе 2.

Глава 3. ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ МИКРОНАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ПРОЦЕССЫ ГИДРАТАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ.

3.1. Оценка влияния ультрадисперсных минеральных наполнителей на водопотребность цементных суспензий.

3.2. Процессы гидратации и формирование структуры цементного камня с ультрадисперсными микронаполнителями.

Выводы по главе 3.

Глава 4. УСАДКА И УСАДОЧНАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА, МОДИФИЦИРОВАННОГО УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ.

4.1. Влияние вида и дисперсности наполнителей на усадку и усадочную трещиностойкость модифицированного цементного камня.

4.2. Усадка и усадочная трещиностойкость бетона с ультрадисперсными модификаторами.

Выводы по главе 4.

Глава 5. ВЛИЯНИЕ АРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЧНОСТЬ И ОБЪЕМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА.

5.1. Влияние вида и содержания армирующих элементов на прочность цементного камня и бетона.

5.2. Усадка цементного камня, модифицированного полиамидными волокнами.

5.3. Усадка и усадочная трещиностойкость дисперсноармированного высокопрочного бетона.

Выводы по главе 5.

Глава 6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕЩИНОСТОЙКО-СТИ ДИСПЕРСНОАРИРОВАННОГО БЕТОНА ПРИ НЕРАВНОВЕСНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ.

Выводы по главе 6.

По объемам производства, эксплуатационно-строительным свойствам бетон и железобетон являются основными конструкционными материалами. Только в России в XX веке в строительстве было использовано около 10 миллиардов кубометров бетона и железобетона. Мировой объем производства этой продукции достигает трех миллиардов кубометров в год. Получив название «материал XX века» железобетон, благодаря уникальным свойствам успешно занял свою нишу и постоянно расширяет её границы в общей структуре строительной продукции, заменив собой в большинстве случаев дорогостоящий металл.

Современные высокопрочные (ВПБ) и высококачественные (ВКБ) бетоны, отвечая задачам технического прогресса, позволяют существенно снизить материалоемкость и повысить эффективность строительства. Вместе с тем, сегодня предъявляется новый уровень требований к бетонам. Это объясняется применением их не только в обычных, но и в особых экстремальных условиях, в конструкциях новых архитектурных форм, оболочках, тонкостенных панелях со сложным рельефом, пустотелых балках, трубах, резервуарах, покрытиях дорог, аэродромов, защитных элементов и т.д., где необходимы повышенная трещиностойкость, прочность на растяжение, высокая ударная вязкость и износостойкость и др.

Достижение высокой прочности обеспечивается за счет комплексного использования органоминеральных добавок (ОМД), содержащих в своем составе высокоэффективный суперпластификатор (СП) и тонко измельченный минеральный наполнитель.

Широко известно использование в качестве минерального наполнителя, как в зарубежной, так и в отечественной практике производства высокопрочного бетона, отходов от производства ферросилиция и ферросиликохрома. Применение этих побочных продуктов, получивших в технической терминологии название «микрокремнезем» («microsilica») или «силикатный дым» («silica lume»), и дегидратированных каолинов, обладающих пуццоланическим связыванием портландита, позволили достигнуть высоких результатов в технологии обычного и высокопрочного бетонов повышенной долговечности. По химическому составу указанные кремнеземы на 70-90% состоят из аморфного кремнезема, способного связывать гидролизную известь в процессе твердения цемента в низкоосновные гидросиликаты кальция. В последние годы в качестве минеральных наполнителей ВПБ предложено использовать измельченные отходы металлургической и энергетической промышленностей, кварцевые пески, известняки и карбонаты, доломиты, отходы от производства бетона, имеющиеся практически во всех регионах страны [40].

Из фундаментальных положений физико-химии следует, что высокодисперсные материалы с размером частиц менее 1 мкм (по устоявшейся терминологии - это тонкодисперсные или ультрадисперсные минеральные наполнители (УДМН)) обладают рядом свойств, в основе которых лежат молекулярные процессы и явления в поверхностном слое твердой частицы. Этот класс материалов по классификации дисперсных систем находится между коллоидными (меньше 0,1 мкм) и грубодисперсными (больше 1 мкм) системами. Несмотря на то, что по гранулометрии трудно обнаружить резкую границу между частицами коллоидных, ультрадисперсных и грубодисперсных размеров, влияние их на различные процессы, может быть дифферцированы более четко. Роль этих процессов определяется высоким соотношением объема поверхностного молекулярного слоя к общему объему частицы.

Благодаря своим свойствам ультрадисперсные наполнители (УДМН) находят широкое применение в промышленности строительных материалов, в частности как компоненты новых композиционных вяжущих и бетонов на их основе.

Получение ультрадисперсных частиц измельчением представляет важную область механохимической технологии, достаточно развитой, но дорогой, т.к. технически трудно получать, сохранять и классифицировать субчастицы ввиду их высокой поверхностной энергии. Учитывая, что стоимость высокодисперсных наполнителей может быть в несколько раз выше стоимости цемента, становится актуальным поиск новых дешевых реакционно-активных порошков с низкой водопотребностью, в том числе на основе техногенных отходов, и более эффективных способов их получения.

Высокодисперсные наполнители в цементных композициях оказывают положительное влияние на процессы структурообразования, прочность наполненных бетонов и другие физико-механические свойства. Вместе с тем, с увеличением прочности бетона значительно повышается его чувствительность к трещинам и снижается надежность бетона. В этой связи, особую актуальность приобретает армирование бетона путем введения армирующих добавок. Дисперсное армирование бетона рассматривается как эффективное средство повышения его прочности на растяжение и изменение образования трещин на всех уровнях его структуры, способствующее повышению долговечности и трещиностойкости.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является эспериментально-теоретическое обоснование и разработка методологических и технологических аспектов направленного формирования структуры цементного камня и высокопрочного бетона с целью снижения усадки и повышения усадочной трещиностойкости путем использования комплексных ультрадисперсных органоминеральных наполнителей низкой водопотребнос-ти и микроармирующих элементов.

Для реализации поставленной цели потребовалось решение следующих задач: разработать методологические и технологические аспекты создания ультрадисперсных минеральных наполнителей (УДМН); изучить влияние вида, степени дисперсности и дозировки наполнителей, как составной части цементной матрицы, на физико-механические свойства, усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и бетона; выявить закономерности изменения объемных деформаций цементного камня и высокопрочного бетона, модифицированных УДМН, в процессе циклического многократного увлажнения и высушивания; экспериментально изучить усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и бетона, как при индивидуальном дисперсном наполнении, так и при комплексном двухуровневом дисперсном армировании, совместно с дисперсноармирующими волокнами; исследовать энергетические характеристики трещиностойкости дис-персноармированных цементного камня и высокопрочного бетона при неравновесных механических испытаниях.

Научная новизна работы. Научная новизна работы определяется решением проблемы снижения усадки и повышения усадочной трещиностойкости высокопрочных бетонов с использованием ультрадисперсных минеральных наполнителей низкой водопотребности на основе комбинации микрокремнезема и техногенных отходов, содержащих в своем составе кристаллические затравки из низкоосновных гидросиликатов кальция и аморфизированного SiC>2.

1. Развиты научные представления и получены количественные зависимости изменения влажностной усадки цементного камня и бетона, модифицированных

УДМН низкой водопотребности, в зависимости от рецептурно-технологических факторов с целью их регулирования и оперативного прогнозирования.

2. Впервые установлено снижение влажностной усадки цементного камня и бетона за счет введения УДМН низкой водопотребности, полученных комбинацией кристаллических затравок и готовых центров кристаллизации из гидросиликатов кальция и микрокремнезема, обеспечивающих в целом снижение начального водосодержания цементного камня и бетона и формирование высокой начальной прочности.

3. Выявлена оптимальная дозировка УДМН, обеспечивающая минимальные деформации усадки и повышенную трещиностойкость цементного камня и высокопрочного бетона в условиях циклического насыщения и высушивания.

4. Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-тех-нологические факторы - параметры структуры - усадочная трещиностойкость» цементного камня и высокопрочного бетона, как с индивидуальными наполнителями, так и в комплексе с дисперсноармирующими волокнами. Предложено математическое описание изменения деформаций усадки высокопрочного бетона в зависимости от дозировки и длины армирующих элементов. Установлено, что усадка высокопрочного бетона при относительной влажности 0 = 70-80% и в условиях сушки при 105°С описывается экспоненциальной зависимостью.

7. Поставлены и решены оптимизационные задачи управления структурой бетона с многоуровневым дисперсным армированием с целью обеспечения трещиностойкости при неравновесных механических испытаниях. Выполнен анализ энергетических характеристик К*, As, Gif, установлены их оптимальные показатели и выявлены особенности образования трещин дис-персноармированного цементного камня и высокопрочного бетона.

Практическая значимость работы:

- разработана лабораторная установка для получения порошков узкого гранулометрического состава, основанная на разделении частиц наполнителя в ламинарном воздушном потоке по длине трубы. Предложенный метод получения ультрадисперсных минеральных наполнителей может быть осуществлен в производственных и научно-исследовательских лабораториях;

- обоснована возможность эффективного использования ультрадисперсных минеральных наполнителей, в том числе на основе промышленных отходов, с целью получения высокопрочного бетона с улучшенными физико-механическими свойствами при эксплуатации их в экстремальных климатических условиях. Расширена сырьевая база минеральных добавок в цементный бетон.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: Международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2000 г., 2002 г., 2003 г.), «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах», (Пенза, 2003 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного материаловедения», (Пенза, 2003 г.), Академических чтениях РААСН «Современные проблемы современного материаловедения». (Белгород, 2001 г., Саранск, 2002 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 16 работ, в том числе 1 депонированная монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 163 наименований, изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит рис. 40 ,табл. 21 и 3 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических представлений и известных экспериментальных данных о использовании высокодисперсных микрокремнеземов и зол в производстве высокопрочных и высококачественных бетонов показана целесообразность поиска новых минеральных комбинированных ультрадисперсных наполнителей (УДМН), характеризующихся низкой во-допотребностью, на основе техногенных отходов, возможности их получения и применения в производстве высокопрочных бетонов с целью снижения усадки и повышения усадочной трещиностойкости.

2. Изучены и выявлены методологические и технологические аспекты создания ультрадисперсных минеральных наполнителей на основе техногенных отходов. Разработан способ получения УДМН в аэродинамическом трубчатом сепараторе, основанный на разделении частиц наполнителя по длине сепаратора в ламинарном воздушном потоке. В качестве технологических критериев ламинарного воздушного потока приняты: скорость движения воздуха, исходя из числа Рейнольдса (Re < 1000) не более 0,23 м/с, диаметр трубы 100 мм. В результате распыления были выделены ультрадисперсные минеральные наполнители, на основе техногенных отходов, следующей удельной поверхности: 1343 м2/кг — отход от срезки «горбуши»

О 0 газобетона, 1025м /кг - «бой» силикатного кирпича и 1012 м /кг - перлит при их плотности 2,1; 2,55; 1,79 г/см3 соответственно.

3. Выполнена оценка водоредуцирующей эффективности и реологического действия С-3 в цементных суспензиях в зависимости от вида и удельной поверхности ультрадисперсных наполнителей. Установлено снижение водопотребности при совместном введении кристаллической затравки силикатного кирпича и микрокремнезема, взятых в соотношении 2:1 и вводимых в количестве 12,5% от массы цемента на 11%. Максимально высокий уровень понижения водопотребности Вд = 58,5% цементной суспензии достигается при введении 25% от массы цемента «боя» силикатного кирпича при его удельной поверхности Sya= 1025 м2/кг.

4. Выявлено влияние высокодисперсных автоклавированных отходов, как готовых центров кристаллизации низкой водопотребности, на усадку и усадочную трещиностойкость цементного камня и бетона. Установлено значительное снижение деформаций цементного камня с УДМН. В воздушно-влажностных условиях усадка составила 0,2.0,5 мм/м, а в условиях высушивания до полного удаления адсорбционно-связанной воды уменьшилась соответственно на 40, 39, 48 и 50% для цементного камня, модифицированного порошком «боя» силикатного кирпича, смеси порошка из силикатного кирпича и микрокремнезема БС-120, отходом от срезки «горбуши» газобетона и перлитом.

5. Исследована усадочная трещиностойкость цементного камня модифицированного УДМН в результате многократного циклического «насыщение в воде - высушивание». Ширина раскрытия трещин цементного камня, с ор-ганоминеральным наполнителем составила: 0,55 мм - для «боя» силикатного кирпича, 0,51 мм-для смеси «боя» силикатного кирпича и микрокремнезема БС-120,0,64 мм - отхода от срезки «горбуши» газобетона, перлита 0,12 мм. С увеличением дисперсности ширина раскрытия трещин уменьшилась на 6-12%.

6. Установлено, что удаление влаги в обычных немодифицированных бетонах приводит к сильному возрастанию усадочных деформаций и появлению трещин. Для бетона контрольного состава без добавок усадка в течении 40 сут составила 0,5 мм/м. Ширина раскрытия трещин для этого бетона достигла 0,025 мм после первого цикла. После третьего ширина раскрытия трещин увеличилась до 0,1 мм. Усадка бетона, модифицированного «боем» силикатного кирпича, за 40 сут достигла 0,25 мм/м, для бетона с комбинированной добавкой на основе порошка из «боя» силикатного кирпича и микрокремнезема составила 0,22 мм/м и при этом образование трещин не наблюдалось.

7. Для обеспечения минимальной усадочной трещиностойкости в процессе попеременного циклического увлажнения и высушивания, дисперсность минеральных модификаторов должна быть не менее 1025 м2/кг, а оптимальная степень наполнения в зависимости от вида минерального наполнителя не превышала 15%. Установленная оптимальная величина наполнения бетона с комбинированной добавкой на основе порошка микрокремнезема и автоклавированных техногенных отходов, обеспечивающая минимальную усадку и повышенную усадочную трещиностойкость, может быть доведена до 15-20% без снижения прочности.

8. На основании теоретических представлений об эффективных средствах повышения прочности на растяжение исследовано влияние полиамидного волокна в качестве армирующего элемента. Выявлено, что максимальная суточная прочность фибробетона, достигавшая 31,4 МПа обеспечивалась на волокнах длиной 6мм при их дозировке 1,0 кг/м бетона. Прочность бетона с волокнами длиной 12 и 18 мм составляла соответственно 26,4 и 20,4 МПа, превышая в то же время контрольное значение прочности бетона без волокон. Установленные закономерности сохраняются и при оценке нормативной прочности фибробетона в возрасте 28 суток. В зависимости от длины волокна нормативная прочность увеличивалась в среднем 11-13%.

9. Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-технологические факторы - усадка и усадочная трещиностойкость» при армировании цементного камня и высокопрочного бетона как индивидуально на отдельных структурных уровнях, так и при комплексном двухуровневом дисперсном армировании на макро- и микроуровнях. Установлено снижение деформаций усадки цементного камня с введением волокна при индивидуальном армировании. В воздушно-влажностных условиях деформации усадки составили 0,4 мм/м, а в условиях полной сушки при 105°С - 1,25 мм/м. Предложено математическое описание изменения деформаций усадки высокопрочного бетона в зависимости от дозировки и длины армирующих элементов экспоненциальной зависимостью.

10. Выявлено снижение усадки при комплексном дисперсном двухуровневом армировании бетона. Усадка дисперсноармированного бетона волокнами длиной 6 и 12 мм составила 0,08, 0,1 мм/м при 0 = 70-80% и 0,14, 0,23 мм/м — 0=5-10%. В условиях полной сушки деформации усадки достигли 0,38, 0,47 мм/м, что на 22 и 27% ниже усадки контрольного значения. Максимальное снижение усадочных деформаций обеспечивается при использовании смеси силикатного кирпича и микрокремнезема БС-120, в соотношении 2:1 и полиамидного волокна.

11. Применение комплексного армирования высокопрочных бетонов позволило существенно повысить его трещиностойкость. Ширина раскрытия трещин дисперсноармированного бетона составила 0,025 мм, при использовании волокна длиной 12 и 0,2 мм - длиной 6 мм. Применение многоуровневого дисперсного армирования структуры бетона на микро- и макроуровнях являются эффективным технологическим приемом получения бетонов с более широкими их функциональными возможностями.

12. Изучены энергетические характеристики армированного бетона при неравновесных механических испытаний. Установлено, что суммарная плотность энергии АЭ для дисперсноармированного бетона составляет 0,150,22 В2-см~2, а для контрольного бетона - достигает 0,24 В2-см"2. Критический коэффициент интенсивности напряжения К* дисперсноармированного высокопрочного бетона достигает максимального значения 1,57 МПа-м0,5 при длине волокна - 6 мм и 1,97 МПа-м0,5 - 12 мм, что свидетельствует о высокой трещиностойкости фибробетона.

1. Адлер И., Гутч В. Исследование свойств суперпластификатора BETOCRETE // Экспресс-информация. Вып.№3. 2000. С.27-29.

2. Александровский С.В. К итогам Международного симпозиума по усадке бетонов // Бетон и железобетон. 1968. №11. С. 8-9.

3. Александровский С.В. Некоторые особенности усадки бетона // Бетон и железобетон. 1959. №10. С.8-10.

4. Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на температурные и влажностные воздействия. М.: Стройиздат, 1966.425 с.

5. Александровский С.В. Экспериментально-теоретические исследования усадочных напряжений в бетоне. Стройиздат, 1965.285 с.

6. Александровский С.В., Багрий В.Я. Ползучесть бетона при периодических воздействиях внешней среды. М.: Стройиздат, 1970. 166 с.

7. Ананенко А.А. Влияние условий хранения образцов на деформа-тивные свойства бетонов, изготовленных на цементах разного состава // Известия вузов. 1999. №9. С. 43-46.

8. Ананенко А.А. О расчетных и фактических величинах предельной относительной деформации усадки бетона // Тр. НИИЖТа. Новосибирск, 1970. С. 80-92.

9. Арутюнян Н.Х. Некоторые вопросы теории ползучести. М.: Гостехтео-ретиздат, 1952. 206 с.

10. Ю.Ахвердов И.Н. Высокопрочный бетон. М.: Госстройиздат, 1961. 162 с.

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

12. Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии // Мат 1 Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М.: 2001. С. 91-101.

13. Бакстер С., Майер С. Бетон с заполнителем из стеклянного боя // Экспресс-информация. Вып. №6.2002. С 30-32.

14. Батраков В.Г. Модификаторы бетона новые возможности // Материалы 1 Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М., 2001. С. 184-197.

15. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

16. Батраков В .Г., Каприелов С.С., Иванов Ф.Н., Шейнфельд А.В. Оценка ультрадисперсных отходов металлургических производств, как добавок в бетон // Бетон и железобетон. 1990. №12. С. 15-17

17. Батраков В.Г., Фаликман В.Р., Булгакова М.Г., Вовк. Суперпласти-фикатор-разжижитель СМФ // Бетон и железобетон. 1985. №5. С. 18-20.

18. Батраков В.Г., Шурань Р. Применение химических добавок в бетоне // ВНИИХМ. М.: 1882. С. 15-16

19. Берг О.Я. О предельном состоянии железобетонных конструкций по долговечности // Бетон и железобетон. 1964. №11. С.8-10.

20. Берг О.Я., Писанко Г.Н., Хромец Ю.Н., Щербаков Е.Н. Напряженное состояние бетона в зоне расположения предварительно напряженной арматуры //Транспортное строительство. 1964. №11. С. 6-8.

21. Берг О.Я., Щербаков Ю.Н., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон. М: Стройиздат. 1971.208 с.

22. Беркович Я. Б. Исследование микроструктуры и прочности цементного камня, армированного коротковолокнистыми хризотил-асбестом: Авто-реф. дисс. . кан. тех. наук. М., 1975. 22 с.

23. Бернал Д. Структура продуктов гидратации цемента. В кн.: Труды 3 Международного конгресса по химии цемента. М.: Госстройиздат, 1958.

24. Буркасов Б.В. Бетоны, наполненные модифицированными шлаками: Автореф. дисс. . кан. тех. наук. М., 1996. 20 с.

25. Василик П.Г., Голубев И.В. Применение волокон в сухих строительных смесях // Строительные материалы. 2002. №9. С.26-27.

26. Величко Е.Г. Повышение эффективного использования минеральных модификаторов, путем оптимизации дисперсного состава бетона: Автореф. дисс.д-р техн. наук. М., 1998. 23 с.

27. Венюа М. Цементные бетоны в строительстве. М.: Стройиздат, 1980.415 с.

28. Власов В.К. Механизм повышения прочности бетона при введении микронаполнителя // Бетон и железобетон. 1988. №10. С.9-11.

29. Влияние суперпластификаторов 10-03 И 30-03 на свойства бетонной смеси и бетона с учетом химико-минералогического состава цементов // Применение химических добавок в технологии бетона / МДНТГ1. М.: Знание, 1980. С.54-56.

30. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1986.

31. Высоцкий С.А. Минеральные добавки для бетонов // Бетон и железобетон. 1994. №2. С.7-10.

32. Глужге П.И. Усадка бетона при цикличном нагревании и охлаждении. Исследование по бетону и железобетону. Изд. АН Латв. ССР., 1963. 234 с.

33. Дектярева М.М. Технология и свойства бетона с бинарным наполнителем «кварц известняк»: Автореф. дис . канд. тех. наук. М., 1995. 19 с.

34. Демьянова B.C. Методологические и технологические основы производства высокопрочных бетонов с высокой ранней прочностью для беспрогревных и малопрогревных технологий: Автореф. дисс д-р техн. наук.1. Пенза, 2003.43 с.

35. Демьянова B.C., Калашников В.И., Борисов А.А. Бетон классов В80-100 на основе рядового портландцемента с добавкой тонкомолотого наполнителя и их экономическая оценка // Известия высших учебных заведений. М.: Строительство. 1998. №9. С.33-35.

36. Демьянова B.C., Калашников В.И., Миненко Е.Ю. Армирование бетона полиамидными волокнами // Пластические массы. 2003. №3. С. 44-45.

37. Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Повышение усадочной трещиностой-кости бетона полиамидным волокном // Строй-инфо. 2003. №14.

38. Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Усадка бетона с органоминеральными добавками // Строй-инфо. 2003. №13.

39. Демьянова B.C., Миненко Е.Ю., Мишин А.С. Высокопрочный фибро-бетон // Экспресс-информация ВНИИТПИ. 2003. С. 39^2.

40. Демьянова B.C., Калашников В.И, Миненко Е.Ю. Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочного бетона // Деп. рукоп. №11912, биб. ук. №1.2003. 60 с.

41. Десов А.Е. Вопросы технологии жестких бетонных смесей для получения высокопрочного бетона. Тоннельные отделки из сборного железобетона // Сборник трансжелдориздат, 1956.

42. Дофф В.А., Довжик В.Г., Смирнова И.А. Исследование усадки керам-зитобетона по схеме «Бетон-Раствор». М.: Стройиздат, 1974. С.170-176.

43. Егорочкина И.О. Структура и свойства бетонов с комплекснойусадкой на вторичных заполнителях: Атореф. дисс. канд. тех. наук.

44. Ростов н/Дону. 1998. 18 с.

45. Иссерс Ф.А., Булгакова М.Г. Прочностные и деформационные свойства высокопрочного бетона с модификатором МБ 10-01 // Бетон и железобетон. 1999. №3. С.6-8.

46. Исследования деформаций усадки и набухания бетона, пропитанного нефтепродуктами // Экспресс информация. Вып.№2. 2002. С 20-29.

47. Калашников В.И., Демьянова B.C., Миненко Е.Ю. Методологические и технологические аспекты получения и применения высокодисперсных наполнителей бетонов // Строительные материалы. 2003. № 9. С. 14-18.

48. Каприелов С.С, Булгакова М.Г., Вихман Я.Л. Деформативные свойства бетонов с использованием ультрадисперсных отходов Ермаковского завода ферросплавов // Бетон и железобетон. 1991. №3. С 24-25.

49. Каприелов С.С, Карпенко Н.И. Влияние органоминерального модификатора МБ-50С на структуру и деформативность цементного камня и высокопрочного бетона// Бетон и железобетон. 2001. №4. С.2-7.

50. Каприелов С.С, Шеренфельд А.В. Влияние состава органоминераль-ных модификаторов бетона серии «МБ» на их эффективность // Бетон и железобетон. №5. С.11-15.

51. Каприелов С.С, Шеренфельд А.В., Батраков А.В. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива // Бетон и железобетон. 1996. №6. С.6-10.

52. Каприелов С.С, Шеренфельд А.В., Батраков Е.Г. Комплексный модификатор бетона марким МБ-01 // Бетон и железобетон. 1997. №5. С.38-41.

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

54. Карапетян К.С. Влияние масштабного фактора на ползучесть бетона при сжатии и растяжении. Доклад АН Арм.ССР., Т 38. №3. 1963. С.80-83.

55. Каталог основных строительно-технологических свойств цементов. М.: ОНИЛ «Цемент», 1990.

56. Кинд В.А., Окороков С.Д., Вольфсон С.А. Деформации усадки и набухания при твердения портландцемента различного химического состава // Цемент. 1937. №8. С. 7-14.

57. Комохов П.Г. Механико-технологические основы торможения процессов разрушения бетонов ускоренного твердения: Автореф. дисс . д-р техн. наук. Л., 1979. 37 с.

58. Краснов А.М. Усадочные деформации высоконаполненного высокопрочного мелкозернистопесчанного бетона // Бетон и железобетон. 2001. №7. С. 8-11.

59. Красный И.М. О механизме повышения прочности бетона при введении микронаполнителя // Бетон и железобетон. 1987. №5. С. 10-11.

60. Кричевский А.П. Усадка и ползучесть тяжелого бетона при повышенных температурах. М.: Стройиздат. 1974. 237 с.

61. Ларионова З.М. Образование гидросульфоалюмината кальция и его влияния на основные свойства быстротвердеющего цемента. М.: НИИЖБ, 1959. 64 с.

62. Лермит Р. Проблемы технологии бетона. М.: Госстроиздат,1959. 126 с.

63. Ли Ф. Дисскусия по докладу Д. Бернала. В кн.: Труды 3 Международного конгресса по химии цемента. М.: Госстройиздат,1958. С. 254-262.

64. Ли Ф. Химия цемента и бетона. М.: Высшая школа, 1959. 335 с.

65. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М.: Гостехтеориздат, 1954. 284 с.

66. Лысенко Е.И. Температурно-влажностные деформации ракушечнико-вого заполнителя и их влияния на структурные характеристики бетона // Стойкость и деформативность легкого бетона. Ростов на Дону. 1974. С. 33-40.

67. Майлян Р.Л. Исследование вопросов усадки бетона: Дисс. . д-р техн. наук. Баку, 1953. 387 с.

68. Макридин Н.И., Максимова Н.Н. Структура, деформативность, прочность и критерий разрушения цементных композитов. Саратов, 2001. 280 с.

69. Мейер Р.» Нильсон К. Новые данные по усадке бетона. М.: Стройиздат, 1960. С.116-139.

70. Мельник Р.А., Соколов Г.А. Усадка и ползучесть бетона марки 800 // Труды НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1974. С. 144-151.

71. Михеев Н.М., Талантова К.В. К вопросу о классификации стальных фибр для дисперсного армирования бетонов // Бетон и железобетон. 1003. №2. С. 9-11

72. Моргун J1.B. Эффективность применения фибропенобетона в современном строительстве // Строительные материалы. 2002. №3. С. 16-17.

73. Моргун JI.B., Моргун В.Н. Влияние дисперсного армирования на агрегатную устойчивость пенобетонных смесей // Строительные материалы. 2003. №1 С. 33-35.

74. Мощанский Н.А. Плотность и стойкость бетонов. М.: Госстройиздат, 1951. С. 420.

75. Некрасов В.В. Изменение объема системы при твердении гидравлических вяжущих//Известия Академии наук СССР. 1945. №6. С. 592-610.

76. Некрасов В.В. Кинетика гидратации цементов различных типов ЖПХ. Т. 21. №3.1948. С.9-12.

77. Несветаев Г.В. Закономерности деформирования и прогнозирования стойкости бетона при силовых и температурных воздействиях: Дисс. . д-р техн. наук. Ростов н\Д., 1998. 400 с.

78. Несветаев Г.В., Тимонов С.А. О прогнозирование раннего трещинооб-разования высокопрочного бетона // Пятые академические чтения РААСН. Воронеж. 1999. С. 305-310.

79. Несветаев Г.В., Тимонов С.А. Усадочные деформации и раннее трещи-нообразование бетона // Пятые академические чтения РААСН. Воронеж. 1999. С. 312-315.

80. Нилендер Ю.А. Исследование деформаций и температурного режима в теле плотины Днепростроя. М.: Стройиздат, 1933. 380 с.

81. Нилендер Ю.А. Монолитность массивной бетонной кладки, возводимой из отдельных блоков. Коррозия бетона и меры борьбы с ней // АН СССР. М., 1954. 386 с.

82. Пантелеев А.С. О дисперсном составе цементов и бетонов: Сб. научных трудов по вяжущим // МХТИ. М.: Промиздат, 1949. С. 111-132.

83. Панченко А.И. Обеспечение стойкости бетона к физическим воздействиям внешней среды путем управления собственными деформациями: Автореф. дисс. д-р техн. наук. Ростов н\Д.: РГСУ, 1996. 35 с.

84. Пауэрс Т.К. Физическая структура портландцементного теста. В кн.: Химия цемента/Под ред. Х.Ф.У. Тейлора. М.: Стройиздат, 1958. 364 с.

85. Писанко Г.Н., Щербаков Е.Н. Об оценке трещиностойкости предварительно-напряженных конструкций // Бетон и железобетон. 1967. №6. С. 12-16.

86. Попов В.В., Ларионов М.Т. Усадка легких поризованных шлакопемзо-бетонов // Труды НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1978. С. 106-112.

87. Прокопович И.Е. Влияние длительных процессов на напряженное и деформированное состояние сооружеий. М.: Госстройиздат, 1963.96.Проспект фирмы «RODIA».

88. Проспект фирмы «Еврохим -1».

89. Прошин А.П., Соломатов В.И., Калашников Д.В. Особо тяжелые бетоны суперпластификаторами для радиационной защиты // Тезисы докл. Конференции Теория и практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах. Пенза, 1991. С. 3-4.

90. Путанс А.В. Усадка бетона при цикличных нагревании и охлаждении. Труды АН Латв ССР. Вып.7. 1963.

91. Рабинович Ф.Н. Дисперсноармированные бетоны. М.: Стройиздат, 1989. 177 с.

92. Рабинович Ф.Н. Об уровнях дисперсность армирования бетонов // Известия вузов. 1981. №11. С. 30-36.

93. Рамачандран В., Фельман Р. Наука о бетоне. М.: Стройиздат, 1986.122 с.

94. Рахманов В.А., Розовский Е.Л. Влияние динамического воздействия на прочность и деформативные свойства тяжелого бетона // Известия вузов. №10. 1999. С. 19-20.

95. Ребиндер Г.А., Сегалова Е.Е. Новые проблемы коллоидной химии минеральных вяжущих веществ // Природа. 1952. №12. С. 18-26.

96. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.: Стройиздат, 1969.160 с.

97. Сайд Мухаммед Сайд. Исследования деформаций усадки и набухания бетона, пропитанного нефтепродуктами // Экспресс-информация. Вып. №5. 2001. С 32-39.

98. Свечин Н.В., Сизов Г.В. Некоторые вопросы определения прочности бетонов // Совершенствование методов исследований цементного камня, раствора и бетона. М.: Стройиздат, 1968. С. 189-200.

99. Свиридов Н.В., Коваленко М.К. Бетон прочностью 150 МПа на рядовых портландцементах // Бетон и железобетон. 1990. №10. С.21-22.

100. Свиридов Н.В., Коваленко М.К. Механические свойства особопроч-ного цементного бетона// Бетон и железобетон. 1991. №2. С.7-9.

101. Силаенков Е.С. Влияние карбонизации автоклавных ячеистых бетонов на их долговечность // Труды НИИ по строительству. Свердловск, 1965.187 с.

102. Синица М.С., Дудик А.В. Влияние структуры поризованного бетона на его деформации и прочность // Строительные материалы. 2002. №11. С. 32-34.

103. Скрамтаев Б.Г., Памфилова Л.И. Исследование явления вакуума в твердеющих цементах. Труды НИИЦемента, вып.2. Стройиздат.-1949. 78с.

104. ПЗ.Славичева Г.С. Структурные факторы управления эксплуатационной деформативностью цементного поризованного бетона для монолитных конструкций: Автореф. дисс . канд. техн. наук. Воронеж, 1998. 27 с.

105. Стольников В.В., Литвинова Р.Е. Трещиностойкость бетона. М.: Энергия, 1972. 112 с.

106. Тимашев В.В., Колбасов В.И. Свойства цементов с карбонатными добавками // Цемент. 1981. №10. С. 10-12.

107. Пб.Тимашев В.В., Сычева И.И., Никонова Н.С. К вопросу о армировании цементного камня // Тр. МХТИ им. Д.И.Менделеева. Вып. 2. М.: 1976. С. 155-156.

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

109. Улицкий И.И. Определение величин деформаций ползучести и усадки бетона. Киев: Госстройиздат УССР, 1963. 145 с.

110. Хахуташвили Е.Е. Усадка легких бесцементных бетонов автоклавного твердения//Труды НИИЖБ. М. Стройиздат. 1978. С. 165-170.

111. Хун Д.Д.Л. Свойства бетонов, содержащих микрокремнезем и углеродное волокно, обработанные силанами // Экспресс-информация. Вып.№1. 2001. С. 33-37.

112. Цилосани З.Н. Усадка и ползучесть бетона. Тбилиси: Изд-во АН Груз. ССР, 1963.173 с.

113. Цискрели Г.Д., Лекишвили Г.Л. О масштабном эффекте в бетонах // Бетон и железобетон. 1966. №10. С. 29-31.

114. Чен С.И.Н. Исследование свойств высокопрочного бетона с добавкой разжижителя // Экспресс-информация. Вып.№5. 2000. С. 29-32.

115. Чернышов Е.М., Дьяченко Е.И., Коротких Д.Н. Анализ энергетических характеристик разрушения строительных композиционных материалов с многоуровневым дисперсным армированием // Пятые академические чтения РААСН. Воронеж. С. 534-538.

116. Шейкин А.В. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974. 191 с.

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

118. Шейкин J1.E. К вопросу прочности, упругости и пластичности бетона // Труды МИИТ. Вып.69. 1946.

119. Шейкин Л.Е., Гершман М.Н. Влияние минералогического состава цемента на усадку бетона // Труды НИИЦемента. Вып.2. М.: Стройиздат, 1949. 78 с.

120. Штейерт Н.П. Изучение сцепления цементного камня с заполнителем с целью изыскания способов увеличения прочности бетона: Автореф. дисс . канд. техн. наук. М., 1951.

121. Щербаков Е.Н. К оценки модуля упругости тяжелого бетона и раствора // Бетон и железобетон. 1970. №3. С. 6-9.

122. Щербаков Е.Н. О прогнозе величин деформаций ползучести и усадки тяжелого бетона в стадии проектирования конструкций // Транспорт. 1969. № 70. С. 38.

123. Щербаков Л.М. О связи молекулярного и фазового давления со степенью дисперсности. Кишинев, 1949. 125 с.

124. Якобсон К.К., Нижевясов В.В. Влияние состава цемента на усадку высокопрочного бетона//Известия вузов. 1967. №7. С. 94-101.

125. Якобсон К.К., Нижевясов В.В.Упругие и усадочные деформации высокопрочного бетона на цементах различных составов // Тр. НИИЖТа. Новосибирск, 1968. С. 134-145.

126. Bindiganavile V., Banthia N., Aarup В. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite // ACI Materials Journal. 2002. Vol. 99, №6. P. 543-548.

127. Blanks R., Meissner H., Rawhouser C. Cracking in mass Concrete, Journal of the American Concrete Institute, vol.9. №4. 1938. P. 4-9.

128. Carlson R.W. Drying Shrinkage as Affected by Many Factors. Proc of the Amer. Soc. for Test. Mat. vol.38. 1938. P. 11.

129. Carlson R.W. During shrinkage as effected by many factors // Proceedings of the ASTM. v38. 1938. P. 2.

130. Concrete manual/ US Bureau Reclamation, 4th edition. Denver. 1942. Pp. 23-27.

131. Dallaire E., Aitcin P.C., Lachemi M. High-performance powder // Civil Engineering. 1998. V.68. №1. P. 49-51.

132. Dutron R. Le retrait des cement, mortiers et betons // Annales des travals publics de Bergigue, ann 87. 1934. № 23. P.123-125.

133. Evans R.H., Kong F.K. Estimation of creep of concrete in reinforced and prestressed concrete design // Givil engineering and public works review. V61.1966.

134. Huttl R. Der Reaktionsmechanismus von Flugasche, chemisch oder physikalisch // 14. Int. Baustofftagung «ibausil». (Weimar 2000). P. 1-347 1-360

135. Hooton R.D. Canadian use of ground granulated blast-furnace slag as a supplementary cementing material for enhanced performance of concrete. // Canadian Journal of Civil Engineering. 2000. №4. P. 754-760.

136. Frohnsborff G., Clifton J.R. Fly ash in Cement and Concrete Technical Needs Opportunities // National Bureau of Standards. 1981. NBSIR 81-2239.

137. Glanville W.H/ Work of the building research Station on small movements in Concrete Congress de Liege, Beton Arme. 1930. P. 18-22.

138. Kalousek G.L. Fundamental Factors in the Drying Shrinkage of Concrete Block Journal of the American Concrete Institute. Proc. vol.51, vol.26. 1954. №3.

139. Kelly A Strong Solids Oxford University. Press. 1973. P. 257.

140. Lea F.M. The Chemistry of Concrete and Concrete, St. Martins press. N.J.Rew. Ed., 1956.

141. Lenz C.W. Effect of Carbon Dioxide on Silicate Structures in Portland Cement Paste //36th Congress on Industrial Chemistry, Brussels. 1967. №1. P. 45.

142. Mehta P.K. and Haynes H. Portability of concrete in sea water.// Journal of the American Society of Civil Engineers// ASCE Structures Division. 1975. v.101. № 8. P. 1676-1686.

143. Mehta P.K. Durability of concrete in marine environment- a review.// American Concrete Institute the Special Publication. 1980. № 65. P. 1-20.

144. Peled A., Cyr M.E. High content of fly ash (class F) extruded cementations composites // ACI Materials Journal. 2000. Vol. 97, №5. P. 509-517.

145. Powers T.C., Brownyard T.L. Studies of the physical Properties of Hardened Portland Cement Paste, Journal of the American Concrete Institute, vol.18. 1946. № 2, 3,4,5,6. vol.19. 1947. №1, 2.

146. Regaird M. Physico-chemical studies of cement pastes, mortarsand conceretes exposed to sea water.// American Concrete Institute Special Publication. 1980. № 65. P.63-82.

147. Spindel M. Uber dit Schwindung von Zement und Beton, Beton und Eisen., H.15. 1936. P. 18.

148. Tonindustrie-zeitund. 1881, 1889. P. 15.

149. Verbect C.I. Carbonization of Hydrated Portland Cement, Am.Soc. for Testing Matirials // Special Technical Publication. №205.1958.

150. Verbect G.J. Carbonation of Hydrated Portland Cement //ASTM Special Technical Publication. 1958. № 205. P.17-36.

151. Walker S, Bloem D.L. Effect of aggregate size on properties of concrete // ACI Journal, v 57.1960. №3.1961. №9.

152. Washa G.W. Comparison of the physical and mechanical properties of hand-roolded and vibrated concrete, made with different cements // ACI Journal, v. 44. 1947. №3.