автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Высокопрочный бетон с суперпластификатором на основе антраценсодержащего сырья

ГОССТРОЯ РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ¡ЗНАМЕНИ НАГШО-ИССЛЕЦОВАТЕЛЬСКИЯ, ПРОЕКТНО-КОНСТРТКТОРСКИЯ И ТЕЗНОЖЛПЧВСКИЙ ШЮТ.ПТТ БЕТОНА И ШЕЭОБЕТОНА (НИШЕ)

На правах рукописи

Уразйакивва Сарида Шамильввна

Ш 666.972.16.162

ВЫСОКОПРОЧНА БЕТОН С СУПЕРПЛАСГ.ЮИКАТОРШ НА ОСНОВЕ АНТРАЦЕНС0ДЕР2АЩЕГ0 СЫРЬЯ

Специальность: 05.23.05 - Строительные материала

ж изделия

АВТОРЕФЕРАТ

дносертации на соискание ученой отепени кандидата технических наук

Москва - Г994

Работа выполнена в Государственном ордена Трудового Красного Знамена научно-яослвдоватедъскои, проектно-ионструкторском я технологическом институте бетона в железобетона (НШХБ) Госстроя РФ.

НАУЧИЛ РУКОВОДГГЕЛЬ - кандидат химических наук

Б.Р.ФАШМАН

ОФИЩАЛЬНЫЕ ОППОНЕШ - доктор технических наук,

профессор, академик РААСН А.Г.КОМАР

- кандидат технических наук Ш.Т.БАБАЕВ

ВНУШАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - 26 Центральный научно-асследова-

тельсклй институт Министерства обороны РФ

2асюта состоится ' 2Хп аиА&л1. 19Э4 г. в ^ "^часов

у

на заседании сдециалпзированногэ совета К.СЗЗ.СЗ.С2 по защите

/

диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук в Государственном ордена Трудового Красного снаыени научно-исследовательском, проектно-кокструкторском и технологическом институте бет сна и железобетона (ШКЕБ) Госстроя РФ по адресу: 109428 г.Москва, 2-я Институтская ул., д.6.

Совет направляет Вам для овнакснлоиЕЛ данный автореферат я проев? Ваши отзывы и замечания в 2-х экземплярах, заверенные печать», направить по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека института„ Автореферат разослан " ^ " -¿^СгА^ 1994 г.

Учений секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

^ •п • Королева

ОВиАЛ ХАРАКГЕРКСЯШ. РАБОТУ

Дкггальиост^ темц. Высокая прочность батона всегда представляла интерес ддя проектировщиков а стрбателай, особенно при создания сооружений с использованием бетона в сжатых элементах, в напряженно-армированных конструкЕх:.чх. Такой интерес объясняется взаимосвязьв иежду прочностью бетона в размерами сечения конструкция. Однако до сих пор выпуск высокопрочных бетонов (ВПБ) сдерживается из-за недостатка высоноыарочных цементов и специального оборудования, обеспечивавшего надежное уплотнение жестких в особожестких Оатонних смесей.

Появление новых химических добавок - сушрпластификаторов (СП) с высокой водоредуцируадэ2 способностью позволяет решать проблему получения ВПБ на основе рядовых материалов более доступными а дешевыми способами.

• Новые перспективы отплывает применение вяжущих низкой водо-вотребности (ВНЗ), получаемых при совместном помолэ портландцемента с порошкообразным СП.

В настоящее время широко используется СП С-3. Однако его производство в последнее время столкнулось с проблемой дефицита очищенного нафталана, что предопределяет интенсивный поиск новых эффективных типов СП. При этой, с одной стороны, решаются вопросы расширения сырьевой базы производства суперпластифакато-ров, а с другой стороны, направленного улучшения свойств известных продуктов, в основной, за счёт их химического модифицирования.

По доездимся в литературе сведения» весьма перспективными в технологии ВПБ могут оказаться добавки'на основе антраценсодер-жадаго сырья.

Работа выполнялась в райках проекта QI4.C2.Q3 "Разработать, освоить производство и внедрить эффективные химические до<Завкн дяя бетонов и строительных растворов" ШШ ?оссли "Строацрогресо".

Целью работа явилась разработка составов а исследование , свойств высокопрочных бетонов с новыми СП на основе антраценсо-держащего сырья (СП АСС), яриготовлешаа по традиционной технологии и о использованием ВНВ.

Для достижения поставленной цеди необходимо было решать следующие задачи:

1. Оптимизировать состав в условия получения СП на основе антраценсодэржащего сырья.

2. Изучить механизм действия полученного СП, особенности процессов гидратации, структурообразоБаяач s твердеяня цементных систем в его присутствии.

3. Разработать составы высокопрочного бетона о СП АСС а изучить его физико-механические ссойтсгва.

4. Разработать а изучить свойства ВНВ на основа СП АСС.

5. Разработать составы высокопрочного бетона на основа ВНВ

с СП АСС и изучить его основные строательно-техначеовяс свойства.

6. Осуществить ояытно-лроазводственнузз проверку результатов исследований и оценить юс технико-зконсыачаокуЕ эффективность.

Автор эадшаает:

1. Результаты оптимизации режима синтеза в состава добавок на основа трехядэрнях ароматических углеводородов, входящих в состав антраценсодерхащэго сырья, а также суперцластифшштора АСС на основе J антраценовой фракции.

2. Результаты исследования особенностей влияния полученных добавок г. СП АС С на свойства цементных систем.

3. Результаты Есследованвй строительно-технических свойств бетонных смесей я БПБ с СП АСС.

4. Результаты изучения свойств ШВ о СП АСС и БПБ на основе поощренного вянущего.

5. Результата определения технико-экономической эффективное-та производства и применения СП АСС в технологии-бетона.

Ватта ВРЙИЗНТ СРСТЩЩ:

1. Обоснованно возможности синтеза добавок на основе трехдверных ароматических углеводородов, входящих в состав антраден-содержшзго енрья.

2. Данные об особенностях шдратапия, стрряурообразования а твердения моно- л лолЕ?.СЕИ9ральных цементных систем с сйнтези-рованнши добавкшг.

3. Данные о здеянйл синтезированного суперяяастафикатора АСС на свойства бетонных смесей.

. -1. Данные об основных физико-механических свойствах высокопрочного бетона с СП АСС.

5. Обоснование возможности получения БНЗ с использованием нового СП.

ДВАШЧеШ? .РШТ^нйР. ]?арр7»:

1. Разработан а апробирован новый, эффективный СП на основа недорогого а недефицатного сырья.

2. Разработаны составы БПБ, подучавмах как по традиционной ?охнодогвш, тал а на основе ВНВ.

3. Разработаны допо,зшения к "Времашпш рекомендациям по дрн-иенешш суттвршшстифакаторов ка основе аагравдЕсодераадого сырья". 15Ш£, 1939 г.

Дясобадая работы: Основные результаты исследований долохе-ны на научно-технических семинарах:

1. Компьютерный поиск оптимальных кодификаторов качества композитов (Одесса, 1992 г.).

2. Экологические аспекты технологии производства строительных материалов (Пенза, 1992 г.).

3. Научно-технический семинар в/ч 44526 (Москва, IS92 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 печатные

работы.

ОбгРм теботн. Диссертация состоит аз введения, семи глав, основных выводов, списка литературы (131 наименование), приложений. Работа содержат ICS страниц ыашшоппсного текста, 62 рисунка, 36 таблиц.

СОШЧАКИЕ PAE0TJ

В работе приведен оОзор отечественного и зарубежного опыта применения эффективных пластифацарувиах добавок - супердлаетифи-каторов в технологии бетона. Появление этих добавок позволило получать высокопрочные б-етоны из удобоукладаваемых бетонных смесей болеа доступными и недорогими способами без применения специального оборудования.

Исследовании способов получения высокопрочных бетонов и изучению их свойств посвящены работы И.Н.Ахвердова, Ю.11.Баженова, В.Г.Батракова, Ш.Т.Бабаева, А.ЕДесова, A.A.Комара, Н.В.Свиридова, К.Годфри, С.Нагатака, Д.Мурата, К.Хаиори.

Как показал анализ состояния вопроса, технология получения высокопрочных бетонов базируется на необходимости:

- обеспечения высокой прочности и однородности медкокристал-литной структуры цементного камня;

1 - создания максимально возможного плотного контакта и проч-

ного адгезионного сцепления поверхности заполнителе3 с вяжущим;

использования высококачественных заполнителей из прочных плотных горных пород.

Высокоэффективные разскшттвли СП позволяют репить задачу получения ВПБ класса В 6С а виде на основе рядовых цементов марок 400 л 500 при их среднем расхода (480-550 кг/м3) с использование« существующего технологического оборудования. С помощью суперодастификаторов высокопрочные бетоны можно получать как по традашюнной технологии, так и на основе ВНВ.

Нехватка имеющегося сырья для производства широко применяемого СП С-3 требует расширения сырьевой базы.

В основу диссертация положена рабочая гипотеза о возможности получения эффективного СП на основе недорогого и недефицэтного сырья (т.н. I антраценовая фракпия), содержащего более конденсированные , по сравнению с нафталином, ароматические утлэводорода. Изменение гидрофвльно-лияофильного баланса олигомеров позволяет ожидать увеличения водоредуцирупщей способности СП, улучшения структуры цементного камня, и, как следствие, появляется возможность получить бетоны с улучшенными прочностными характеристиками.

Цри проведении экспериментов применяли 2 вида цементов: среднеалшинатный Здолбуновского завода и низкоатоминатный Белгородского завода; моиошшералы - С^ и С^А; мытый фракционированный габбро-диабазовый щебень фравдш 5...10-10...20; песок Акаде-ыичаского карьера мытнй о М^« 1,97; СП С-3 и новый СП АСС.

Особенности гидратация, структурообразоваяия и твердения цементного кення изучала с помощью спектрофотоиетрического, рент-генофаэового и злвктронно-ьшкроскопического анализов, а также по методикам, изложенным в стандартах и научно-технЕчаскоЙ литературе.

Исследование технологических свойств бетонных смесей в физико-механических свойств бетонов проводили по действующим стандартам.

Из литературы известно, что З-хядерные ароматические углеводороды характеризуются высокой реакад&ной способностью по отношении к серной кислоте, что позволяет в определенных условиях проводить практически полное их сульфирование и исключить из технологической схемы стадии отделения непрореагировавших компонентов от смеси сульфоккслот. Такие продукты коксохимического произэод-ства, как "сырой" антрацен, антраценовые фракпая, характеразуют-ся высоким содержанием 3-хядерных ароматических углеводородов, что обусловливает возможность их использования в качестве снрья в производстве суперпластЕфикаторов.

Исследованная ранее добавка Н-1 получена яа основе судьфо-производных "сырого" алграпэна - порошкообразного вещества с высокой температурой плавления, в связи с чем в технологии возникают сложности его хранения, транспортировка и дозирования.

I антраценовая фракция представляет собой гвдксстъ, и, кеде показал анализ ее состава, в ной сосредоточено до А&% от обдой массы 3-хядерных ароматических углеводородов.

Б результате проведенных исследований пря участия автора разработан процесс получения СП на основа I антраценовой фрехшзд, который включает 3 основные стадии:

- сульфирование исходных углеводородов;

- конденсации полученных сульфокислот с формальдегидом;

- нейтрализацию продуктов конденсации. '

Наряду с добавкой АСС, в работе были синтезированы некоторые продукты .".онденсации на базе компонентов I антраценовой фракции 'для оценки их вклада в эффективность нового суперпластлфнкатора.

К наиболее представительным относятся такие соединения, как акт-рапен, аценафтек, карбазол, фенантрен, флуорен, дофэнилоноксид.

Эффективность добавок оценивала по ах пластифицирующей способности, определяя расплав цементного тэста с использованием цаки-конуса.

Проведенные исследования показав, что наибольшей подвижностью обладает цементное теото с добавка-ми АСС и на основе антрацена, аценафтена и карбазола. Добавки на основе фенантрейа, ди-фенидэноксида, флуорена практически но изменяют подвижность це-ыенткого теста. Учитывая достаточно высокое (до ЗС£) сушарнов содерлакяе этих компонентов в I антраиеново2 фракции. могно предположить, что для достижения одинакового с С-о пластифицирующего а водорадуцгрующего эффектов оптимальная дозировка АСС в цементных системах будет несколько ЕШЕе, чем дозировка С-3.

Поскольку добавки на основа части изученных соединений оказалась малоэффективными, то для более детального исследования в дальнейшей рабств использовались только суперпласткфикаторы на основе антрацена, аценафтена и карбазола.

Следует отметить, что хотя все соединения относятся к трех-ядерннм, они шеют разное молекулярное строение и химическую природу, что несомненно дожно отразиться на их поведении в процессе синтеза, а также на их свойствах.

Известно, что суперпластифшсаторн обладают поверхностной активностью на границе раздела фаз твердоз-юдкое, которая оценивается величиной адсорбция.

Б работе исследована адсорбция добавок как на цементе, так и на консмннэралах С3З и СдА. Полутанкыэ зависимости' величии адсорбции показали, что адсорбция основного количества добавок на вяжуинх всех видов происходит в первые 5 минут, посла чего, по-видш..>му, происходит насыщение активной поверхности^ а величина

адсорбции с течение« времени изменяется очень незначительно.

Величины адсорбции на цементе и C^S практически у всех исследованных добавок имеют близкие значения (от С,50 до 0,65 г/100 г адсорбента) и находятся на уровне СП С-3. Значительно более высокие показатели адсорбции всех исследуемых добавок на С3А (от 7,28 до 9,64 гДОО г ыономинерала) свлдотольо7вуот , что эффективность АСС, как и многих других СП, будет зависеть от содержания алюминатгад фаз в цементе.

Полученные результаты со определению адсорбции хорошо корреспондируются с приведенными выше данными по влияния добавок на подвижность пластифицированного цементного теста.

Вместе с тем, результаты исследований пластифицирующей а зодоредушрующей способности добавки АСС, в сравнении о С-3, показали, что для достижения одинакового с С-3 эффекта оптимальная дозировка АСС несколько превышает аналогичную для С-3 я составляет 1,СЧ1,32 массы цемента (для С-3 - C,8-»I,CJ»), что, по-видимому, объясняется наличием в исходном сырье сндяапцих эффективность суперпластифлкатора соединений (фенантрека, флуорена, дафеншшн-оксида и других), а такке повышенным содержанием (до 26%) сульфата натрия в самой добавке.

Изучение изменения сроков схватывания цементного теста с добавками АСС а С-3 доказало, что при их небольших дозировках (до 0,30$ массы цемента) время начала охватнвания цементного тео-та сокращается. С увеличением дозировки до 0,£% у С-3 и 0,9% для АСС оно увеличивается, превышая значение времени начала схватывания состава без добавка. Дальнейшее увеличение содержания добавок в тесте ведет к сокращению времени начала схватывания.Симбатно изменяется к время конца схватывания.

Показательно, что введение практически всех добавок, синте-

-и-

мгрованных из индивидуальных компонентов I антраценовой фракции, приводит к сокрадекию сроков схватывания по сравнение о образцом За8 добавка. Исключение составляет добавка на основе антрацена, адторая способствует увеличению сроков схватывания, что может 5ыть связано с повышенной молекулярной маосой этого продукта.

При научении кинетика изменения пластической прочности цэ-юнтного теста о добавкой АСС я сниженным водоцементным отноше-шеи 1Б/Ш, соответствующим нормальной густоте, получена аналогичная картина. Определякташ факторами в начальный пзриод • >труктурообразования является пониженное значение Б/Ц я диспергирующее действие суперпластифякатора. Как следствие, наблюдайся увеличение скорости нарастания пластической прочности в юрвые 1,5+2 часа гидратации. 3 дальнейшем преобладании ста-гавится стабилизирующий эффект, процесо п!дратации при этом за-юдляется, а тем в больше" степени, чем высе содержание добав-■д а пешнтнои тесте. Это налло подтвераденяо и при определении ■епловыделения цементных саотем с различной дозировкой АСС: лесь также отчетливо наблюдалось удлинение индукционного наряда с увеличением дозировки АСС.

Анализируя интегральные кривые тепловыделения, можно отшить тот факт, что добавка АСС в большей отепеки интенсифипиру-т тепловыделение, чем С-3, что, по-видимому, связано как о яя-ичеоким, гак и олнгомерным составом СП АСС.

Это достаточно четко проявилось при изучении твштовыделання дмантного теста о добавками на основе компонентов I антрапено-ой фракции. Судя по максимальным температурам тепловыделения, также интегральным кривым тепловыделения, практически всо до-авки удлиняю? период структуре образ ования цементного камня о ослвдутщоЯ интенсификацией его твердения.

"•Х2-

Резу^ьтаты исследована« влгяния дсбаасж иа прочность ц&злгз ного камня со сниженным В/Ц, соответствувщии НГЦГ, црг твердая в нормальных темяературно-влажността условиях доказала, что а первые сутки все образцы имеют примерно одинаковую прочность, г уровне контрольного образца без добавки, Однако, уае Е 3~сугоч~ ном возрасте начинается существенный прирост прочнсел: цашнтж го камня с добавками. В 28-суточком возрасте наибольший прирост прочности обнаружил образец с добавкой на основе карбазояа (45; аа нам - с АСС (3££), затем - о С-3 {23%). Пря этом фаззг«£ состав новообразования принципиальных отличий не имеет. Различна заключается в колебаниях интенсивности дифракционных даниЁ отдельных фаз. Вместе с тем, отмечена отабилазашя добавкама зародышей ряда гидратных фаз, например, цортлаядита, в результат чего изменяются условия их кристаллизации. 3 итоге, тоглв про духты гидратации представлены аморфными ала слабоэакраствюхисо ванными саз а:ж.

Зяэятронно-микроскодичаскао иселодования выявили особенно образования коагуляивонных и кристаллизационных структур пра гидратации -С^ и Здолбуновского портландцемента в присутсхш новых добавок. Во всех случаях их применение способствовало пс лучении камня о более однородной структурой и пористостью, чтс должно способствовать повыаению его прочности в долговечности ж улучшению деформативноста.

Таким образом.результаты изучения свойств цембнтянх сиок с СП АСС позволили- сделать вывод о том, что добавка АСС может быть перспективной в производстве высокопрочных бетонов.

Примечателен тот факт, что благодаря проведоншзг исследованиям свойств добавок на основе индивидуальных компонентов

I антраценовой фракшм и изучена® ne влияния яй 0В0Й07В& цв-ИЭНППОС ОНСТСМ, появляется ВОШОЖНООТ» вешроккввного улучивH3L1 свойств олаотжфЯ'Каторов па ооноав антраценсодвржащэго'оырья за сч«7 повышения однородности группового соотава I антраценовой фракшш о использованием многоступенчатых режимов синтеза добавок на стадиях сульфирования и псликолденсадаш,

По результате?« этих исследований были определены также оптимальные параметры синтеза добавок на основа актрацвноодержа-цвго сырья, положенные а основу разработанного s НИИИБ технологического регламенту.

Подбор состава высокопрочного бетона о добавкой АСС осуществлялся по методаквг наложенной в "¡Инструкции по получению тяжелых бетонов с кТфяктивншя хиш!ческши добавками - оуперплаотп-

фикаторащ и коьшлаксныш добавшли на иг основа" ( 1%7-Sfl .

Минобороны

У., НО СССР, I9S5). Б результате получены выоокопрочные батоны класса В 65 и Б 70 нормального твердения s посла ТВО, ооответ- . ственно, аз удобоукяадываемой бетонной смэсп о ОК « 5 см, Б/Ц » 0,25 следующего состава: ii - 550 кг, П - 605 кг, Щ - 1405 кг, В - 138 л, «jCC - 1,2% массы цемента. ¡ïs бетона данного состава были заготовлены образец для определения фазико-механи-чсстаг характеристик.

йсследовазао подвижности бетонной сыеся s водорадуцирупцей способности добавив АСС, в сравнении а С-3, прсяодалп на двух задах цэмзнтоэ о содержанием С^А (Еолгородокв.й) а г/% (Здол-буновешй.).

liait показали ароьеденнне нсельдоьания по опрэделошш подвижности бетокнсй^о.!еси «добавка АСС позволяет получать литые сшси а GK « 22-,24 см, ода&яо, как отмечалось ранее, оптимальная до-

■Г^Чг-

аировка АСС несколько превышает аналогичную для С-3 (0,6+0,8^) а составляет 1+1,25£. Следует отметить, что бетон из литой бетонной смеси характеризуется прочностью, равной прочности контрольного оостава без добавки, т.е. снижения прочности бетона при применении , АСС не происходит. Это позволяет, в соответствии о ГОСТ 24211, отнести АСС к пластификаторам I группы -суперпластификаторам. Добавка АСС, как и С-3, более эффективна на низкоалшинатном цементе.

Водоредуцирупдая способность АСС возрастает с увеличением до- 1 зировки в достигает максимума (20*23' снижения количества воды аатворения) при дозировке, близкой к оптимальной (1,25# массы цемента) . Дальнейшее повышение дозировки добавки не приводит к уменьшению количества воды загворения. Характерно, что максимум величины водоредуцирования для АСС достигается также при дозировке, несколько большей, чем для С-3. С увеличением содержания алтинатных фаз цемента эффективность АСС, как и С-3, несколько снижается.

Проведенные исследования по попределению сохраняемости бетонной смеси с АСС показали, что она ниже, чем с С-3, и не превышает 20-25 мин. На практике это создает определенные трудности и требует проведения дополнительных мер по устранению этого недостатка, '

Для повышения сохраняемости бетонной смеси в неё, наряду о АСС, вводили добавки-замедлители схватывания: ЛСТ (.0,2% массы цемента );ГКЖ-1 О (0,150 и СВК (0,05?).

Анаша полученных результатов показал, что добавки-замедлители схватывания позволяют регулировать сохраняемость бетонной смеси с АСС в широкси диапазоне. К числу наиболее эффективных замедлителей схватывания относится добавка СВК, позволяющая увеличить сохраняемость до I часа и более.

Высокопрочный бетон с добавкой АСС, твердевший в нормальных ^емпературно-влажностннх условиях и подвергавшийся ТБО, характе-

- IS

рхзуетел интенсивным набором прочности в раннже сроки (табл.1).

Следует подчеркнуть, что после достижения бетоном в оуточном возрасте 75-85i мадочкоЗ прочности a d дальнейшем наблюдается устойчивый ее рост. К SQ суткам прочноотв бетонов, твердевши в нормальных условиях s яооле ТВО, заравниваются.

Таблица I

Кинетика роста прочности ВПБ о добавками АСС х С-3

Добавка, условия твердения Поочность бетона*} р розрасте. стт

I 3 7 14 28 36 90 120

АСС, НГ £L5. HJi ffi^l ШЛ. ш

0,75 0,90 0,91 0,97 1,0 1,02 1,13 1,22

АСС, ТВО зал _ 21Л ЪЛ SO ТОТ. 4

0,86 1,0 1,01 1,05 1,07

С-З, НГ 2SuS 45Л ИЛ _ . , • 31*1 94.6я1

0,42 0,53 0,89 1.0 1,04 1,08

х^Пад чертой - прочность бетона, Ша, под чертой - относительная прочнооть

^Данные по прочности в возрасте 180 сут.

Определенно деформатпаности бетона с добавков АСС про кратковременном нагруженни скатаем показало, что начальный модуль упругости на 14-18!? превышает начальный модуль упругости, принятый по экстраполяции значений СНиП 2.03.01-84* от бетона класса В 60,

л составляет (45Н7)хЮ"3 МПа; коэффициент Пуассона равен 0,2-0,22

>

при достаточно высоких ( Яыс =0,87) значениях верхней границы мгкротрещшообразоввния.

Для бетона нормального твердения о СП АСС значения коэффициента неизменной прочности в возрасте 28 суток несколько ниже,

для бетона" соответствующей прочности на сжатие в более поздние срока, однако при дальнейшем твердении этот параметр достигает обычных значений.

-16- -

Значения деформаций усадки батона с АСС нормального твердения в среднем составили 34x10*^. Невысокое значение величины деформация усадки исследуемого бетона ыокно объяснить том, что при плотной мелкопористой структуре высокопрочного бетона удаление влаги из пор поверхностных слоев не сопровождается дефориашямя усадки образца в целом.

Деформации усадки и ползучести бетона нормального твердения возрастали незначительно я ва 200 сут ооставили всего 18хЮ~®. Усадка бетона за этот период составила 17x10""®, Следовательно, деформации ползучести проявились очень слабо.

Объяснить полученные результаты однозначно трудно. В любом случае, для установления устойчивости результатов представляется необходимым провести дополнительные исследования длительного де- -формирования высокопрочных бетонов с АСС, в тон числе под нагрузкой различного уровня.

Проведенные исследования показали, что благодаря рациональному подбору состава бетона, использованию качественных составляющих и о помощью применения добавки АСС в работе удалось получить ШБ класса по прочности выше В 60, нормируемого СНиП 2.03.01-84, с улучшенными прочностными и деформативныма характеристиками.

Как ухе отмечалось, появление нового поколения высококачественных цементов - вяжущих низкой водопотребности - открыло новые возможности получения ВПБ.

Поскольку в наших предварительных исследования было установлено, что СП АСС отвечает требованиям ТУ 21-26-20-92, предъявляемым к модификаторам для производства ВНВ, »то предопределило дальнейшие эксперименте, направленные на выбор оптимальной дозировки, пол-гы-^бл кривых помола е. оптимизацию времена кзхано-хикачоской активации.

Критериями выбора оптимальных значекззй параметров являлись получение минимального значения водопотребности к максимальной, прочноста при творденин ВНВ э нормальных условиях я при тепло-влагяостной обработке.

Анализ полученных результатов показал, что оптимальная дозировка СП АСС состазляет 2,5$, продолжительность помола - 2,5 часа, что, я свою очередь, обеспечивает получение удельной поверхности вяжущего порядка 5400...5500 см2/г о актявностью 90 МПа по ТТ 21-26-20-92.

Следует отмотать, что дозировка СП АСС при получении ВНВ несколько чыше, чем у обычно прхиеняемсго модификатора - СП С-3, однако эта рагнзда меньше, чем пря использовании суперпластификатороэ » бетонах по традиционной твхнелогли, что при более низкой стоимости свидетельствует о более високе? удельной эффективности прзмене-«зя СП АСС яри получении БЕЗ, 1ъм е качества алаегафапзрувщей добавки при приготовлении бетонных а растгорных смесей»

Изучении процессов структурообразозалая цементного теста из ЕйВ па основа модификаторов С-3 а АСС выявило, что характер влияния зтих доб&вок на пластиескув прочность практически аналогичен.

Однако, -зеиентное тесто нз ВИЗ с СП АСС характеризуется более интенсивным нар&с-газием пластической прочности, что, с одной сторона;, позволяет отЕбсти указанные композиции к классу быстротвер-деодзх, а с другой - безусловно долило отразиться на сохраняемости бетонной смеси.

Характеру слруктурообр&зования твердэвдего цементного теста соответствует а кинетика его теплозвделекия. Если для исходного поргландяекоита максимум тепловыделения приходится на 10-12 ч, для теста с добавкой АСС - на 11-13 ч, то для теста из ВНВ с добавкой АСС оч достигается в более ранние сроки - 8-10 ч. Это можно объяс-

нжть достаточно низким водооодержанивм цементных ласт из ВНВ к вмооко! удельной поверхностью вяжущего в новообразований, что приводит х интенсификации процесса твердения. При этом фазовый состав новообразований цементного камня ВНВ с СП АСС и обычного цементного камня о СП АСС идентичен.

ВНВ с СП АСС обладает существенным преимуществом перед портландцементом как по темпу твердеют, так и по абсолютному значению прочности. Так, в возрасте I сут нормального твердения проч-вость цементного камня из ВНВ в I,61 раза превышает прочность контрольных образцов, а в более поздние сроки - в 1,5-1,55 раза.

Таким образом, ВНВ о СП АСС может эффективно применяться для получения высокопрочных бетонов.

На основе ВНВ с СП АСС в работе подучены высокопрочные бето-кы класса В 70 и выше из удобоукладываемьпс смесей.

Установлено, что бетонные смеси на ЗНВ, по сравнению со смесями на традиционном портландцементе, характеризуются, в среднем, на 40-60 л/м3 меньшей водопэтребностыо и значительно более высокой чувствительностью к изменению расхода воды затворения. Сохраняемость таких смесей не превышает 20-30 минут, что создает определенные трудности при практическом их использовании. Это может объясняться, с одной стороны, высоким расходом вяжущего при получении высокопрочных бетонов, с другой - природой самого модификатора, так как аналогичная картина наблюдалась к при использовании СП АСС в качестве добавки х бетонам, изготавливаемым по традиционной технологии. В любом случае, аномально быстрое вагустевание бетонных смесей на основе ВНВ с СП АСС должно стать предметом отдельных исследований.

Изучение кинетики твердения ВПБ на ВНВ о СП АСС в кормально-влажностных условиях показало, что эти бетоны характеризуются интен-

сявным твердением з раннем возрасте, набирая за сутки до 60-&5< марочной прочности. Это свойство предопределяет использование таких бетонов при беспропарочной технологии язготовления аелезо-бетоншх конструкций, а так юз при проведении аварийно-восстановительных и ремонтных работ.

Реализация результатов работы осуществлялась на предприятиях н в организациях ЫО Российской Федерации. Так, в в/ч 89515 изготовлены оаытно-проыышленные партии СП АСС. Показано, что при переходе на выпуск суперпластификаторов на основе антрапенсодериа-цего сырья экономический эффект обусловлен достигаемым уменыпени-©а материальных (за счет низкой стоимости углеводородного сырья) и энергетических (более низкая температура процессов сульфирования я конденсации) затрат. «

Из результатов проведенного расчета слвду&т, что прибыль на стаяли производства з условиях модульного цеха мощностью 6,0 тыс. т.а год составит не менее 132 руб. на тонну в ценах 1984 г.

3 в/ч 44526 с суперпластификатором АСС выпущено 120 м3 бетона, '¿■3 которого изготовлены фрагменты специальных сооружений. Так как себестоимости бетоноз с С-3 л АСС близки, то экономический эффект • иокег быть подучен в процессе сооружения а эксплуатации объектов за счет улучшения физико-механических характеристик бетона с АСС.

ОБЩИЕ ШВСДЫ

1. На оснозе изучения взаимосвязи строения и свойств суперпластификаторов с нх поведением а цоментно-водных системах обоснована целесообразность разработки и применения новых добавок из автряценсодерваиего сырья для получения высокопрочных бетонов.

2. Изучен новый высокоэффективный суперпластификатср АСС, получаемый сульфированием I антраценовой фракции с последующей по-

йгксидскссциэ* сульфскгслот е нейтрализацией продуктов конденса-цкв. Определены оптимальные условия синтеза АСС, а такие изучены соотав и свойства растворов добавки, необходимые для ее применения в бетоне.

3. С использованием кошлекса физико-механических методов

' исследования изучены особенности процессов гидратации в структура-образования, структур^ и прочность цементного камня в присутствии оуперпластификатора АСС, а также специально синтезированных добавок на основе отдельных компонентов I антраценовой фракции.

Действие новых добавок связано о их адсорбцией на границе раздела "твердое-кидаое". Введение суперпластЕфикаторов на основе высококонденсированных углеводородов а цементные системы с водо-цзментным отношением, соответствующим НГЦТ, интенсифицирует процессы гвдратапии и структурообразования в течение первых 2-4 часов с последующим их замедлением, способствуя при этом более полному протеканию процессов гидратации и синтеза прочности в позд-#

нзе сроки. Структура модифицированного цементного камня отличается отсутствием крупных пор и плотностью, определяющейся мелхоярио-тедштностью новообразований.

4. Показано, что СП АСС является высокоэффективным рвзшжи— телем бетонной смеси. Максимальный пластифицирующий эффект достигается при дозировке 1-1,25? массы цемента. Водоредуцирующая способность АСС позволяет снизить водоцемеетвое отношение на 20-23$.

5. Введение СП АСС в бетонную смесь приводят к снижению ее сохраняемости во времени. Предложены комплексные химические добавки на основе АСС для устранения этого недостатка.

6. Применение в бетоне нового СП АСС при рациональном подборе состава бетон^ и использовании качественных заполнителей позволяет получать высокопрочные бетоны классов по прочности на скатка

- 21 -

до Б 7С ышгсит?!.;гьно на портландцементе М 550.

7. Прочность бетона нормального твордения о АСС в возраста I суток составляет более 60 МПа, что позволяет распалубллвать, транспортировать а нагружать конструкции яэ них в раннем возрасте.

8. Исследованы кратковременные а длительные прочностные и де-форлативные свойства бетонов с АСС. Прочностные нормативные и расчетные характористикм, а также значения начального модуля упругости высокопрочного бетона а СП АСС могут с достаточно высоким запасом приниматься лзбо по таблицам 12, 13 и 18 СЕиП 2.С3.01-84* путем экстраполяция данных норм от класоа В 60 на соответствующий класс

- по прочности на сжатие бетона о АСС, лгбо по данным : предлагаемым КИИГБ .зля высокопрочна бетонов классов со прочности на сжатие от Б 55 до В 90.

9. Еыспконрочные бетоны с СП АСС при модуле открытой к высыха-ниа поверхности М0 - С,4 облагают пониженной усадочностьв. 3 бетонах нормального твердения деформации усадки на 21% ниже значений, приведенных в "Рекомендациях по учету ползучести я усадки при рас-

•чзтэ железобетонных конструкций",

10. Показана возможность получения вяжущих низкой водопотреб-кссти о использованием болеэ двшовцх и доступных суперпластафакатаров типа АСС, Лри атом активность БКЕ-1С0 составляет не менее 50 МПа. На основ« ВН8 с АСС аодучекч я азученн основные свойства высокопрочных бетонов класса В 70.

11. Осуществлен выпуск опытных партий АСС а апробация высокопрочных бетонов в производственных условиях в/ч 44526.

Экономический зффокг в процессе производства СП АСС образуется за счет снижения еебестоим'оотз его изготовления н составляв? не менее 132 руб/т (о данах 1984 г.), при объеме производства не ме-кеэ 6 ткс.т в год. Дополнительный экономический эффект может быть ■

тал ко получая в процессе возведения в эксплуатации конструкций а сооружений за счет улучшения физико-иеханячвских характеристик бетона о АСС, несмотря иа то, что себестоимоста бетонов о добавками С-3 и АСС близки.

Основные положения дисоерташш изложены в следуощзз работах:

1. Фаликман В.Р., Вовк А.И., Артемов АЛ., Уразбахиоаа Ф.Ш. Ноаи£ суперпластификаюр для получения высокопрочных батонов//Кошм>-терный поиск оптимальных модификаторов качества хоипозктов/ Тег.докл.научи.-тахя.се!ййнара. - Одесса, 1992. - С.6.

2. Фалшшан В.Р., Уразбакзава Ф.Ш. Использование антрааенсодержа-щих фегкснЗ коксохимического производства для получения супер-п$асткфикаторов//Экологическиэ аспекты технологии производства строительных матвриалов/'1ез.докл.научк.-техн. семинара. -Пенза, 1992. - С.106-107.

3. Артеиов АЛ., Вовк А.И., Фаликшн В.Р., Уразбакиеза Ф.Ш. Нови! суперпластификатор на основе антрапенсодерващего сырья / Воан-но-стронтеяьный бюллетень. - 1992. - й 2-3. - С.34.