автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Высокопрочный дисперсно-армированный бетон

На правах рукописи

Симакина Галина Николаевна

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ БЕТОН

Специальность 05,23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пенза 2006

Работа выполнена на кафедре «Технологии бетоноз, керамики и вяжущих» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Валентина Серафимовна Демьянова

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Владимир Трофимович Ерофеев кандидат технических наук, доцент Ирина Николаевна Максимова

Ведущая организация - ОАО «Пензграждан проект», г. Пенза

Защита состоится Октября 2006 г. в " 13" часов на заседании диссертационного совета Д212Л84.01 государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: г. Пенза, ул. Г. Титова, 28, ПГУАС, 1 корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Автореферат разослан семлЪ/*Я-2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.184.01 к. т. н., доцент

В.А. Худяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Последние десятилетия XX века характеризуются значительными достижениями в строительной отрасли. Высокие темпы современного высотного строительства зданий с новыми уникальными архитектурными формами, возведение специальных особо нагруженных сооружений, резервуаров для хранения газов и жидкостей, покрытий дорог и аэродромов, защитных элементов и др. потребовали разработки новых эффективных высококачественных бетонов, с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Актуальным направлением получения высококачественных цементных бетонов, отличающихся более широким спектром функциональных возможностей, является использование комплексных многокомпонентных добавок, сочетающих в себе индивидуальные добавки различного функционального назначения. Многокомпонентное^» комплексных добавок и, как следствие, многоком-понентность бетонной смеси позволяет эффективно управлять процессами структурообразования на всех этапах технологии приготовления бетона и получать бетон с различными высокими эксплуатационными свойствами. При этом требуемые технологические свойства бетонной смеси и эксплуатационные свойства бетона обеспечиваются высокими функциональными свойствами самих компонентов и их комбинацией.

С появлением высокопрочных бетонов стало возможным новое «рождение» высокопрочного дисперсно-армированного фибробетона, сочетающего в себе высокоплотную и высокопрочную цементную матрицу с армирующими элементами.

Однако, из анализа научных работ следует, что в отечественной практике производства высокопрочных дисперсно-армированных бетонов не преследуется цель использования в них высокопрочных матриц классов В 100 и более, снижения содержания дисперсной арматуры с 5...7% до 1...3% и применения супер- и гиперпластификагоров нового поколения, способствующими значительному снижению расхода воды в бетонных смесях.

В настоящих исследованиях, в качестве компонентов комплексных модификаторов высокопрочного дисперсно-армированного бетона предлагаются тонкодисперсные добавки — наполнители с высокими пуццоланическими свойствами, на основе молотых техногенных отходов камнедробления природных материалов, в сочетании с супер- и гиперсуперпластификаторами и армирующими волокнами.

. Дисперсное армирование позволяет модифицировать бетон на двух уровнях: микроуровне — уровне цементной матрицы и макроуровне - уровне цементного бетона. Двухуровневое дисперсное армирование бетона рассматривается как эффективное средство повышения прочности при сжатии и растяжении, трещиностойкости и ударной вязкости.

Диссертационная ... работа выполнялась в соответствии с научно-технической программой Минобразования России «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» по подпрограмме «Архитектура и строительство» 2000-2004 гг.

Цель II задачи исследования. Целью диссертационной работы является экспериментально-теоретическое обоснование и разработка методологических и технологических аспектов получения многокомпонентных высокопрочных дисперсно-армированных бетонов, с улучшенными эксплуатационными свойствами, модифицированных добавками различного функционального назначения.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

— разработка методологических и технологически^, аспектов создания высокопрочных бетонов с двухуровневым дисперсным армированием его структуры;

— изучение особенностей технологии приготовления дисперсно-армированных бетонов;

— оценка влияния добавок различного функционального назначения в отдельности и в их совокупности на свойства цементных композиций;

— изучение реакционно-химической активности, вида, степени дисперсности и дозировки порошков горных пород, как составной части цементной матрицы нз микроуровне, и установление их влияния на реологические и физико-механические свойства цементных композиций;

— оценка влияния вида армирующих элементов и параметров армирования на физико-механические и эксплуатационные свойства дисперсно-армированного бетона;

— разработка оптимальных составов . высокопрочного дисперсно-армированного бетона с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Научная новизна работы. Научная новизна определяется решением проблемы получения высокопрочного дисперсно-армированного бетона с улучшенными эксплуатационными свойствами путем модифицирования его структуры добавками различного функционального назначения в сочетании с армирующими волокнами.

1, Из числа исследуемой совокупности добавок различного функционального назначения выявлены наиболее эффективные порошкообразные реакционно-активные минеральные наполнители, супер- и гиперпластификаторы.

2, Установлена оптимальная дозировка гидрофобизаторов и реакционно-активных наполнителей, обеспечивающая в комплексе с суперпластификатором получение высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы.

3, Выполнен сравнительный анализ влияния вида волокон и параметров дисперсного армирования на прочность при сжатии и на растяжение при изгибе, ударную вязкость и трещиностойкость дисперсно-армированного бетона. Обоснована оптимальная степень армирования, не превышающая 1,0...1,5% от массы сухих компонентов бетонной смеси, при прочности бетона до 100 МПа.

4, Установлено, что сочетание высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы с армирующими элементами обеспечивает получение высокопрочного дисперсно-армированного бетона прочностью на растяжение при изгибе не менее 16... 18 МПа, при прочности на сжатие 100...110 МПа.

5, Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-технологические факторы — параметры структуры — ударная прочность» дис-

персно-армированного бетона. Предложено математическое описание ударной прочности высокопрочного дисперсно-армированного бетона в зависимости от степени армирования и длины армирующих элементов.

6. На основании сравнительного анализа установлена эффективность использования в качестве фибр стальных волокон для дисперсно-армированного бетона, характеризуемого повышенными показателями сопротивления удару, ударной вязкости и трещиностойкости.

Практическая значимость работы:

- обоснована возможность эффективного использования реакционно-активных дисперсных наполнителей, в том числе на основе промышленных отходов камнедробления, с целью получения высококачественных дисперсно-армированных бетонов с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами;

- разработаны оптимальные составы дисперсно-армированного бетона, удовлетворяющие высоким требованиям по прочности на сжатие и растяжение при изгибе, ударной вязкости и трещиностойкости;

- предложено использование тонкоизмельченных реакционно-активных наполнителей на основе природных горных пород, взамен клинкерной составляющей цемента, что позволило расширить сырьевую базу минеральных модификаторов бетона, снизить себестоимость 1 м бетона и частично решить экологическую проблему, связанную с использованием значительных объемов отсевов камнедробления и снижением выбросов углекислого газа в атмосферу.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: Юбилейной Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2004 г.), «Бетон и железобетон» (Ростов-на-Дону, 2004 г.)» «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2004 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья» (Тольятти. 2004 г.), Академических чтениях РААСН «Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения» (Самара, 2004 г.), Международном симпозиуме по строительным материалам КНАУФ для СНГ «Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы» (Москва, 2005 г.), Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань, 2006 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 17 научно-технических статей, в том числе 1 депонированная монография (в журналах по списку ВАК 4 работы).

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав; основных выводов, списка использованной литературы из 194 наименований. Содержит 156 стр. машинописного текста, в том числе 30 рисунков, 32 таблицы, 3 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту доктору технических наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ Калашникову В.И. за помощь при подготовке и выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследования, показана его научная и практическая значимость.

В первой главе выполнен литературный анализ, посвященный состоянию вопроса и задачам диссертационной работы. В результату проведенного анализа сложилось представление о современных видах многокомпонентных высокопрочных и высококачественных бетонов. С переходом на многокомпонентные бетоны значительно расширилась область их производства и применения, получила развитие концепция разработки бетонных смесей с дисперсными каменными порошками, улучшающими реологические свойства их при использовании суперпластификаторов и позволяющими получать высокопрочные бетоны нового поколения с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Проанализированы существующие зарубежные и отечественные разработки и исследования в области дисперсного армирования бетона. Выявлены преимущества дисперсно-армированных бетонов и области их применения, рассмотрены основные виды армирующих элементов, технология их введения, определены основные требования к созданию эффективных бетонов, усиленных дисперсным армированием.

Обобщение результатов свидетельствует об отсутствии, в отечественной литературе, научных данных в области получения многокомпонентных высокопрочных бетонов, модифицированных добавками различного функционального назначения в сочетании с армирующими элементами. Проведенный анализ позволил определить цели и задачи исследования.

Во второй главе приведены характеристики используемых материалов и описаны методы исследования. При проведении экспериментальных исследований использовались промышленные цементы, выпускаемые следующими производственными объединениями: ПО «Осколцемент», АО «Вольскцемент» и цемент на основе заводского клинкера АО "Вольскцемент"» измельченный в лабораторных условиях с 6%-ной дозировкой гипсового камня до £ya=300 м2/кг. В качестве мелкого заполнителя использовался песок карьера Георгиевского переката реки Волги с Мкр - 2,7, в качестве крупного заполнителя - габбро-диаритовый щебень М1400, фр. 5-10, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8267-97.

Модифицирование бетонных смесей и бетона осуществлялось комплексными добавками, сочетающими в себе индивидуальные добавки различного функционального назначения, обеспечивающие получение высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы. В качестве пластифицирующих добавок при проведении экспериментальной части работы использовались: СП С-3 на основе нафталинсульфокислоты и формальдегида, Melflux 1641F, Melflux 2641 F, Melflux 2651 F производства фирмы «SKW Polymers» (Германия) и Romics фир-

мы «Romics» (Германия) - на поликарбоксилатной основе, Melflux PP100F фирмы «SK.W Polymers» — на основе пол иэтил е н г л и коля. Из группы СП на милами-новой основе использовались суперпластификаторы Peramin FP(SMF-IO) производства Perstorp (Швеция) и Melment F-10 (Германия). Для снижения водопогло-щения цементного камня и бетона при длительном экспонировании в воде применялись порошкообразные металлические мыла с высокой удельной поверхностью и повышенными водоотталкивающими свойствами: сшеат натрия Ci6H33COONa, стеараты кальция (СпНзбСОО^Са и цинка (CnH35COO)2Zn.

Дисперсное модифицирование бетона на микроуровне производилось комплексными органоминеральными модификаторами, вводимыми в бетонную смесь совместно с клинкером. Минеральным компонентом органоминерального модификатора являлись реакционно-активные наполнители на основе природных каменных материалов, получаемые измельчением горных пород в шаровой мельнице до удельной поверхности iSya. = 300...320 м2/кг. Получение реакционно-активных наполнителей более высокой дисперсности (свыше 600 м2/кг) производилось в лабораторном аэродинамическом трубчатом сепараторе.

Армирующим элементом на более высоком макромасштабном уровне (уровне цементного бетона) являлись стальные волокна, длиной (?) 5, 10 и 15 мм, диаметром (d) 0,2 и 0,4 мм и полиамидные волокна длиной 4, б, 8, 12 мм, диаметром 16 мкм, для которых отношение Ш изменялось в пределах 12,5...500 (рис. 1).

а б

Рис. 1. Армирующие элементы: а - металлические волокна; б - полиамидные волокна

С целью повышения прочности сцепления полиамидных волокон с цементной матрицей производилась обработка поверхности волокон раствором бихромата калия.

Особенностью технологии изготовления дисперсно-армированных бетонов является обеспечение однородности распределения волокон по всему объему бетонной смеси. При традиционных методах перемешивания растворной и бетонной смесей с введением волокнистого заполнителя наблюдается образова-

ние характерных скоплений волокон в виде комков и клубков, препятствующих дальнейшему равномерному их распределению в объеме бетона. Такое явление наблюдается при использовании практически всех видов волокон независимо от вида применяемого вяжущего. Неоднородность распределения волокон в значительной степени обусловлена различной их плотностью. При использовании стальных высокоплотных волокон наблюдается значительная седиментация бетонной смеси, а синтетических - комкуемость. Возможности равномерного распределения волокон в растворе (бетоне) обуславливаются рядом факторов и зависят, в значительной мере, от отношения длины волокон к диаметру, их объемного содержания, крупности заполнителя, его количества, а также способов перемешивания. Поиски оптимальных методов введения армирующих элементов в бетонную смесь потребовали изучения особенностей технологии приготовления дисперсно-армированных бетонных смесей. Установлено, что наиболее эффективным технологическим приемом обеспечения качественных показателей дисперсно-армированного бетона является двухстадийная технология приготовления сталефибробетона (табл.1). Наилучшие показатели удобоукладываемости и равномерности распределения волокон в бетонной смеси были достигнуты при втором -. способе * введения компонентов. Превышение прочности фибробетона по сравнению с первым способом составило 32,7%. Оптимальная технология приготовления бетона, армированного синтетическими волокнами, достигнута при третьем способе

Таблица 1

Процедуры введения компонентов бетонной смеси

.г Последовательность введения компонентов

л а и ■ Первый )т*п

1 чШебень+ Песо к+( на пол интел ь+ цеме нт+ СП)+ вол окна Вода перемеш нвание

перемешивание

2 чЦДебснь+Песои + (наполнитель +цемент+ СП)+ вода. Волокно перемешивай не

перемешивание

3 ^ Вода+ СП + Волокно + Цемент (30%)_, .Цемент (70%)+ Наполнитель+ Щебень+Песок

перемени нянне переммйнва н не

Исследования технологических, физико-механических и эксплуатационных свойств цементного камня и бетона проводились в соответствии с действующими ГОСТами, а также по методикам, изложенным в литературных источниках. Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью методов математической статистики и ЭВМ.

Для определения состава реакционно-активных порошков горных пород и фазовых изменений модифицированных цементных композиций опытные образцы цементного камня подвергали рентгенофазовому анализу.

Третья глава посвящена формированию структуры цементного камня с модифицирующими добавками различного функционального назначения. Выполнен сравнительный анализ водоредуцирующих добавок на водопотребность цементной суспензии и прочность цементных композиций. Выявлены эффективные пластификаторы на поликарбоксилатной основе МеШих 2651Р МеШих

2641Б, МеШих 1641Р, для которых водопотребность составила В/Т=0,16...0,17, и высокоочищенные добавки на меламинформальдегидной основе Ме1шеп1 Р-10. По эффекту влияния на кинетику набора прочности цементного камня, из применяемых в работе цементов, исследуемые модификаторы можно расположить в следующей возрастающей последовательности: С-3 < МеШих 2641Р < МеШих 1641И < МеШих РРЮОР < Ме1теШ Р-10 < ЗМР-10 < МеШих РР200Р,

Модифицирование цементной матрицы бетона производилось тонкодисперсными порошками на основе природных горных пород. Из всего многообразия горных пород в настоящей работе выделены отходы горных пород осадочного и магматического происхождения, измельченных до удельной поверхностью Зуд= 390 м2/кг, с различным содержанием 5Ю2: от ультраосновных, для которых содержание 5Ю2 не превышает 40%, до кислых, количество оксида кремния в которых достигает свыше 65%.

Методом рентгеноструктурного анализа установлен фазовый состав отдельных горных пород. Основными породообразующими минералами базальтов и диабазов являются минералы группы полевых шпатов (плагиоклазов) от альбита до анортита.

Фазовый состав базальта в основном представлен олигокла-зом (характерные пики - 4,0500; 3,2100; 2,9200; 2,8600; 2,5800; 2,1500; 2,0500А), зафиксировано присутствие Лабрадора (3,2200 А) и кварца (3,3500 А) (рис. 2), Интенсивные пики 3,3500 А, 3,2200 А и 4,0500 А принадлежат кварцу, Лабрадору и олигоклазу соответственно. Преобладающей фазой для диабаза является кварц (4,2500; 3,3500; 2,4500; 2,2900; 2,1200; 1,9700; 1,813; 1,668; 1,656; 1,529; 1,380; 1,372 А), Лабрадор (7,04; 4,05; 3,53; 3,21; 3,06; 2,97; 2,59 А) и оли-гоклаз (3,45; 2,92 А), зафиксировано присутствие битовнита (4,05; 3,21 А).

Для оценки процессов структурообразования и выявления оптимальных дозировок дисперсных наполнителей были изготовлены наполненные клинкерные цементы, содержание измельченных горных пород в которых изменялось от 5 до 35% по объему от расхода клинкера.

По результатам проведенных исследований установлено, что водопотребность цементно-минеральных композиций, соответствующая цементному тесту нормальной густоты, с увеличением дозировки тонкоизмельченных гор-

Рис. 2. Рентгенограммы фазового состава горных пород: 1 — диабаз; 2 - базальт

ных пород от 5 до 35% повышалась на 8. .,12%. Наличие в составе цементных композиций микронаполнителей на основе природных горных пород способствует значительному повышению прочности. Максимальная суточная прочность цементного камня обеспечивается при дозировках наполнителя 10...15%, а прочность в возрасте 28 сут - 5.,.15%, в зависимости от вида горной породы (рис. 3).

Осадочные 100

40. ...............)........!.......

с 2

гв эо з! Дозировка, %

Излившиеся 120

юо ■-

25 30 35 Дозировка, %

■■я-н-:--

15

25 30 35 Дозировка,1

Глубинные

20 25 30 35 Дозировка, %

о о, С

2] .ю з; Дозировка, %

25 30 3$ Дозировка, %

Рис. 3. Влияние вида и дозировки наполнителей различного происхождения на: а) - суточную прочность, б) - прочность, в возрасте 28 сут, наполненного

цементного камня; 1 — известняк, 2 — доломит, 3 — песчаник, 4 — диабаз, 5 — порфирит, 6 — перлит, 7 - перидотит, 8 — габбро, 9 — гранит, 10 — базальт

Выполненный рентгенофазовый анализ цементного камня с микронаполнителями свидетельствует о высокой реакционно-химической активности измельченных горных пород, вступающих во взаимодействие с продуктами гидратации цемента.

Выявлено влияние комплексных добавок, содержащих отечественный суперпластификатор С-3 и высокодисперсные силицитовые песчаники месторождений Пензенской области, на реологические свойства цементных суспензий и процессы гидратационного твердения цементного камня. Водоредуцирующее действие суперпластификатора, вводимого совместно с песчаником Садовского месторождения составило 56,0%, а Архангельского - 53,6%. Измельченные силицитовые породы песчаника, как высокодисперсная фаза, усиливают водоредуцирующее действие суперпластификатора, повышая, с одной стороны, плотность, а с другой — связывают гидратную известь в гидросиликаты, заполняющие капиллярные поры. Это еще в большей степени повышает плотность структуры, а с ней прочность и эксплуатационные свойства.

При исследовании гидратации наполненных вяжущих установлено увеличение степени гидратации. Такое влияние обусловлено кислотно-основными свойствами поверхностно-активных веществ (табл. 2), определяемыми по сорбции органических красителей на поверхностных активных центрах.

Таблица 2

Наименование породы и Результаты сорбции молекул красителя на 1 см2удельной поверхности наполнителя

родамина на отрицательно заряженной поверхности эозина на положительно заряженной поверхности

Цементный клинкер, ■Яд = 395 м2/кг - 4,3'10"

Песчаник Архангельского месторождения, 5Уд=405 м2/кг 86,4-1018 11,8-101в

Песчаник Саловского месторождения, 5уд=415 м2/кг 2,6-1018 8,7-1018

Максимальная суммарная посадочная площадь красителей на поверхности Архангельского песчаника значительно превышает посадочную площадь на поверхности Садовского песчаника. Этим объясняется максимальная прочность дисперсно-наполненных цементов при использовании в качестве наполнителя песчаника Архангельского месторождения.

На основании проведенных гигрометрических исследований установлено снижение водопоглощения цементного камня, модифицированного металлоор-ганическими гидрофобизаторами. Оценка водопоглощения проводилась при следующих концентрациях гидрофобизаторов: 0,5; 1 и 2% от массы цемента и двух способах их введения. В соответствии с первым способом введение гид-рофобизатора осуществлялось путем дискретного смешивания сухого порошка добавки с клинкером, предварительно измельченным в смеси с гипсовым камнем до удельной поверхности 5уд=350 м2/кг (способ ДРС). Второй способ пре-

дусматривал совместный помол в шаровой мельнице клинкера с гипсовым камнем и гидрофобизатором (способ ПСН). В результате совместного помола компонентов дисперсность смеси была доведена до удельной поверхности 5Уд =350 м2/кг. Содержание СаБО^НгО составляло 6% независимо от способа введения.

Установлено снижение водопоглощения цементного камня с гидрофобиза-торами в среднем до 53% по сравнению с контрольным в зависимости от вида используемых добавок. С помощью графического дифференцирования построены дифференциальные кривые, на основании которых определены скорости изменения водопоглощения к действию гидрофобной добавки. Скорость водопоглощения модифицированного цементного камня олеатом натрия в количестве 0,5 и 1%, составляет = 0,34 и = 0,11 соответственно, а контрольного состава достигает с/лИУс/^/ = 0,61. Значительное замедление процесса водопоглощения наблюдается для цементного камня с добавкой олеата натрия в количестве 2% {йл\У/йЖ = 0,04). Промежуточное положение по скорости водопоглощения занимают стеараты кальция и цинка.

Показано, что при низких дозировках гидрофобизаторов (до 1%), способ введения не оказывает заметного влияния на водопоглощение цементного камня, С повышением концентрации гидрофобизаторов различие показателей водопоглощения в зависимости от способа введения возрастает и составляет 10%. Введение олеата натрия путем совместного помола с клинкером (способ ПСН) позволяет уменьшить его дозировку с 2 до 1%.

. 1:0 0,75:0,25 0,5:0,5 0,25:0,75 0:1 Соотношение (олеат натрияхггеараты)

Рис. 4. Влияние комплексных гидрофобизаторов на водопоглощение цементного камня: 1 - комплексная добавка олеата натрия и стеарата кальция; 2 - то же, олеата натрия и стеарата цинка

Максимальное снижение водопоглощения обеспечивается при введении комплексных добавок, состоящих из олеата натрия и стеаратов цинка или кальция (рис. 4). Водопоглощение цементных композиций с указанными комплексными добавками, взятыми в соотношении 0,25:0,75 (олеат натрия:стеараты цинка и кальция), составляет 4,63 и 5,43% соответственно.

В четвертой главе изучены физико-механические свойства фибробетона, армированного синтетическими и металлическими волокнами. Выполнен сравнительный анализ влияния вида волокон, длины и степени армирования па прочность при сжатии и растяжении при изгибе сталефибробетона и бетона, армированного синтетическими волокнами (рис. 5).

Дисперсное армирование бетона различными видами волокон в объеме от 0,3 до 2% позволяет повысить прочность на сжатие на 4..Л 4% для синтетических волокон и на 6. ..16 % - стальных, а прочность на растяжение при изгибе — соответственно на 45 и 53%. Максимальное повышение прочности при сжатии зафиксировано при использовании волокон длиной 5...6 мм (рис. 5), а прочности при изгибе — для волокон длиной £-12мм и более, независимо от их вида. Оптимальная дозировка стального волокна, обеспечивающая максимальное повышение прочности на осевое сжатие в зависимости от содержания и длины волокна, не превышает 1%. Прочность сталефибробетона пи растяжение при изгибе закономерно увеличивается с повышением дозировки от 0,3 до 2%. Дальнейшее повышение дозировки армирующего волокна свыше 2% нецелесообразно в связи с удорожанием стоимости 1 м3 бетона. Очевидно, что увеличение содержания стальных волокон диаметром 0,4 мм в матрице с Р^ж до 100 МПа не приводит к полному использованию прочности стали из-за недостаточного сцепления.

а)

га 120 т

С

* по-

а л 100 -

о Я 90--

о о. 80--

С

70

60 ■-

б)

«20 с

* 12

С

о = 8

о К

/ «1,« ,

мъ

0,5 1 1,5 2 2.5 Процент армирования Ц. %

0,5 1 1,5 2 2.5 Процент армирования д, %

Рис. 5. Влияние степени армирования и длины армирующих волокон на прочность бетона: а - прочность при сжатии; б - то же, на растяжение при изгибе; 1,2, 3 - полиамидные волокна длиной 6,12 и 18 мм соответственно, ((3 = 16 мкм); 4, 5, 6 - стальные волокна длиной 5,10 и 15 мм

соответственно, (<3 = 0,4 мм)

Дисперсное армирование фибробетона с процентом армирования до р=1% является наиболее рациональным при крупности заполнителя до 5...10 мм. С увеличением крупности заполнителя свыше 5... 10 мм волокна распределяются

неравномерно, скапливаются и частично комкуются между зернами заполнителя, что ведет к раздвижке зерен заполнителя, появлению дефектов в структуре и снижению прочности и трещиностойкости фибробетона. Наиболее целесообразным является армирование тонкозернистых порошковых бетонов при крупности заполнителя не более 2,5 мм.

Анализ показывает, что дисперсное армирование бетона стальными волокнами является наиболее эффективным по сравнению с синтетическими волокнами, что обусловлено более высокой растяжимостью синтетических волокон, по сравнению со стальными в силу значительного различия модулей упругости волокон и бетона и, вероятно, понижением прочности сцепления на границе «волокно - цементная матрица». Повысить прочность сцепления возможно путем обработки синтетических волокон смесью силанов, азоном, бихроматом калия и др. В настоящих исследованиях повышение прочности сцепления достигалось обработкой волокон бихроматом калия (табл. 3). При обработке поверхности волокон бихроматом калия удалось повысить прочность бетона на сжатие на 10%, а на растяжение при изгибе —на 15%.

Таблица 3

Влияние обработки синтетических волокон бихроматом калия

№ п/п Наличие обработки Длина волокна, мм Дозировка волокна, % ПрОЧНОСТ при сжатт возрасте, М ъ л в [Па Прочность при изгибе в возрасте 28 сут, МПа

1 сут 3 сут 28 сут

1 Не обработаны 6 0,5 43,75 84,37 90,12 13,4

2 Обработаны 6 0,5 45,5 98,25 112,00 14,09

В пятой главе изучены пирометрические свойства, усадка и трещи но-стойкость фибробетона, модифицированного высокодисперсными наполнителями с суперпластификатором в сочетании с армирующими элементами. Установлено, что комбинированное двухуровневое армирование бетона комплексными органоминеральными добавками в сочетании армирующими элементами способствует значительному снижению деформаций усадки. Усадочные деформации дисперсно-армированного фибробетона, в условиях относительной влажности 0 = 70-80%, в зависимости от степени армирования и соотношения

изменяются в пределах 0„2...О,Змм. Минимальные деформации после сушки при 105°С (е = 0,38 мм/м) выявлены для модифицированного бетона, армированного стальным волокном длиной 15 мм при степени армирования

И = 2,0%.

Максимальное снижение водопоглощения дисперсно-армированного бетона обеспечивается при введении комплексных добавок, состоящих из стеаратов цинка или кальция и олеата натрия. Бодопоглощение с указанным комплексом добавок (олеат - стеарат), взятых в соотношении 0,25:0,75, составляет 4,63% для цементного камня и 2,89 - для дисперсно-армированного бетона.

Методом математического планирования эксперимента установлена взаимосвязь ударной прочности фибробетона в зависимости от рецептурно-технологических факторов. В качестве переменных факторов приняты соотношение длины волокон к их диаметру и степень армирования, варьируемые на трех уровнях (-1, 0, +1). Ударная прочность оценивалась по величине работы А, затрачиваемой на разрушение образца, отнесенной к его объему. Изменение показателя работы разрушения А в зависимости от соотношения 1/й (х() и степени армирования Ц описывается полиномами второй степени следующего вида:

— при использовании стальных волоьон диаметром 0,2 мм

А = 28,204 + 1,45 х,- 1,545 х2 - 8,6067 х,2- 2,5217 \22;

— при использовании стальных волокон диаметром 0,4 мм

А « 32,842 + 2,125 х, - 6,788 х,2- 2,668 \г2;

— при использовании полиамидных волокон диаметром 0,] б мм

А = 17.934 + 2,2383 х, - 0,6017 х,2- 1,4367 хД

Установлено, что наибольшей ударной прочностью 32,65 Дж/см3 обладает бетон, армированный стальным волокном длиной 10 мм, при дозировке 1,5%, что выше показателя ударной прочности образца контрольного состава в 5,4 раза (рис. 6, 7).

Рис. 6. Работа разрушения бетона, армированного стальным волокном: а - диаметром 0,2 мм; б - то же, 0,4 мм

Рис. 7. Работа разрушения бетона, армированного полиамидными волокнами диаметром 16 мкм

Появление первой трещины в дисперсно-армированном бетоне зафиксировано после приложения 55 ударов, трещинообразование бетона контрольного состава наступило сразу же после нанесения 27 ударов. При этом ширина раскрытия первой трещины бетона контрольного состава достигала 1 мм, а дисперсно-армированного бетона не превышала 0,2 мм (рис. 8).

а) б)

Рис. 8. Характер трешинообразования сталефибробетона: а-при использовании волокон длиной 5 мм; б-то же, длиной 15 мм

Испытание дисперсно-армированного бетона на маятниковом копре выявило превышение ударной вязкости фибробетона в 4.„5 раз по отношению к контрольному в зависимости от вида армирующих элементов (табл. 4), Значительное поглощение энергии удара обеспечивают стальные волокна.

Таблица 4

Работа разрушения в зависимости от вида и соде эжания волокон

№ п/п Вид волокна Длина волокна, мм Дозировка волокна, % Работа разрушения, Дж/м3

1 — — — 1,56

2 Стальное 5 ПО 7,81

3 Полиамидное 6 1,0 7,03

Бетоны с такими свойствами можно, использовать в местах повышенной сейсмической активности, при устройстве дорожных и аэродромных покрытий, подвергающихся ударным нагрузкам, в зданиях и сооружениях испытывающих динамические нагрузки.

Заключительным этапом явилась оценка технико-экономических и экологических аспектов использования модифицирующих добавок в технологии приготовления дисперсно-армированного бетона. Замена клинкерной составляющей цемента реакционно-активными наполнителями в количестве 30% обеспечивает снижение себестоимости 1 м3 бетона на 9%, а использование сгеаратов цинка и кальция взамен дорогостоящего олеата натрия в комплексном модификаторе понижает себестоимость бетона на 10%. Экономия арматурной стали за счет снижения степени армирования (//=1,0.«Л,5%) составляет 50%.

Превращение отходов камнедробления путем помола с целью повышения реакционной активности порошков горных пород как наполнителей дисперсно-армированного бетона является чрезвычайно важным техническим и экологическим направлением. При этом обеспечивается не только уменьшение содержания клинкерной составляющей цемента, но и снижение количества выбросов углекислого газа в атмосферу.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.На основании теоретических исследований установлена возможность получения высокопрочного дисперсно-армированного бетона путем модифицирования его структуры на двух уровнях: микроуровне (уровне цементной матрицы) и макроуровне (уровне цементного бетона). Показана целесообразность использования в качестве модифицирующих добавок на макроуровне армирующих волокнистых элементов, а на микроуровне - комплексных добавок, вводимых совместно с клинкером: СП, реакционно-активных наполнителей и гид рофобизаторов.

2. Изучены способы введения армирующих элементов в зависимости от плотности, соотношения Ш, степени армирования, размеров частиц заполнителя и способов перемешивания. Установлено, что наиболее эффективным технологическим приемом обеспечения качественных показателей дисперсно-армированного бетона является двухстадийная технология приготовления, обеспечивающая однородность распределения армирующих элементов в объеме бетонной смеси.

3. Наличие в составе цементных композиций микронаполнителей из отходов камнедробления природных горных пород магматического и осадочного происхождения способствует значительному повышению прочности. Максимальная суточная прочность цементного камня обеспечивается при дозировках наполнителя 10,..15%, а нормативная - 5...15% в зависимости от вида горной породы. Установлено, что для некоторых горных пород оптимальная дозировка их, обеспечивающая прочность не менее контрольного значения, достигает 30...35%.

4. Из числа исследуемой совокупности добавок водоредуцирующего и гидрофобизирующе го действия выявлены высокоэффективные гиперсуперпла-стификаторы на поликарбоксилатной основе, обеспечивающие водоредуци-рующий эффект не менее 35%, и металлорганические гидрофобизаторы, позволяющие снизить водопоглощение цементного камня на 30% и бетона - на 45%. Минимальное водопоглощение т = 4,63% — для цементного камня и о = 2,89% — дисперсно-армированного бетона обеспечивается при введении комплекса добавок, взятых в соотношении 0,25:0,75 (олеат натрия:стеараты).

5. Разработаны и оптимизированы составы высокопрочного дисперсно-армированного бетона с улучшенными эксплуатационными свойствами. Сочетание высокошютной и высокопрочной цементной матрицы, модифицированной комплексными добавками различного функционального назначения с армирующими элементами, позволяют значительно повысить прочность на растяжение при изгибе, стойкость к воздействию динамических натрузок и сохранить целостность бетона в условиях экстремальных воздействий.

6. Дисперсное армирование бетона различными видами волокон в объеме от 0,3 до 2% позволяет повысить прочность при сжатии на 4...14% при использовании синтетических и на 6... 16 %— стальных волокон, а прочность на растяжение при изгибе, соответственно, на 10. ..45 и 14...53%. Оптимальная дозировка стальных волокон, обеспечивающая максимальное повышение прочности на осевое сжатие в зависимости от содержания и длины волокна, не превышает 1%. Для синтетических волокон этот показатель составляет 0,4%. Прочность сталефибробетона на растяжение при изгибе закономерно увеличивается с повышением дозировки волокон от 0,3 до 2%. Установлена возможность повышения прочности бетона, усиленного синтетическими волокнами, путем обработки их бихроматом калия на 10%.

7. Усадочные деформации дисперсно-армированного фибробетона, в условиях относительной влажности 0 = 70-80%, в зависимости от степени армирования и соотношения e/d, изменяются в пределах 0,2...0,3 мм/м. Минимальные деформации после сушки при 105 °С (е = 0,38 мм/м) выявлены для модифицированного бетона, армированного стальным волокном длиной 15 мм при степени армирования ц = 2,0%. Водопоглощение сталефибробетона не превышает 2,57%.

8. Выявлено значительное повышение прочности фибробетона в условиях динамических нагрузок. Установлено, что наибольшей ударной прочностью обладает бетон, армированный стальным волокном длиной 10 мм при дозировке 1,5%. Показатель работы, затраченной на разрушение сталефибробетона,

превышает этот показатель для бетона, армированного синтетическим волокном, в 2...2,5 раза.

9. Установлено превышение ударной вязкости фибробетона в 4...5 раз по отношению к контрольному в зависимости от вида армирующего элемента. Значительное поглощение энергии удара обеспечивают стальные волокна.

10. Выполнена оценка технико-экономических и экологических аспектов использования модифицирующих добавок в технологии дисперсно-армированного бетона. Установлено снижение себестоимости 1 м1 бетона на 15%, экономия арматурной стали на 50%, снижение количества выбросов углекислого газа в атмосферу на 30%.

Основные положения н результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях

1. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Усадка и усадочная трещи постой кость высокопрочного бетона, модифицированного ультрадисперсными наполнителями (текст] / B.C. Демьянова, Е.Ю. Миненко, В.М. Тростянский, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина)// Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения. Восьмые Академические чтения РААСН. Самара, 2004, с.156-159.

2. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Прочность и водопоглошение бетона с гидрофобизи-рующими добавками [текст] / B.C. Демьянова, Г.Н. Казнна (Г.Н. Симакина), К.А. Носков, М.В. Янюшкин // Юбилейный иынуск. Достижения строительного материаловедения. Санкт-Петербург, 2004, с. 245-249.

3. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Высокоэффективные гидрофобизаторы для цементных композиций [текст] / B.C. Демьянова, И.Е. Ильина, В.Ю. Нестеров, Г.Н. Казнна (Г.Н. Симакина) // Экспресс-информация. Москва, Выпуск №1, 2004, с. 42-47.

4. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Трещиностойкость дисперсно-армированного высокопрочного бетона [текст] / B.C. Демьянова, Е.Ю. Миненко, В.И. Калашников, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Юбилейная Международная научно-техническая конференция, посвященная 90-летию со дня рождения профессора Игоря Алексеевича Иванова. Композиционные строительные материалы. Теория и практика. Пенза, 2004, с. 85-89.

5. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Комплексное армирование бетона ультрадисперсными минеральными наполнителями и полиамидными волокнами [текст] / B.C. Демьянова, Н.И. Макридин, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина), М.Н. Андреева // Труды Российской инженерной академии «Современные представления об инвестиционных процессах н новые строительные технологии». Москва, 2004, с. 14-21.

6. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Количественные и качественные зависимости изменения усадки цементного камня и бетона от рецептурно-технологических факторов [текст] / B.C. Демьянова, Е.Ю. Миненко, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Информационный бюллетень. Строй-инфо, Xsl I, 2004, с.8-9.

7. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Модифицирование высокопрочного бетона комплексными ультрадисперсными наполнителями [текст] / B.C. Демьянова, В.И. Калашников, Е.Ю. Миненко, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Бетон и железобетон. Третья международная научно-практическая конференция. Ростов-на-Дону, 2004, с.24-27.

8. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Влияние способа введения и дозировки гндрофобиза-тора на водопоглощение цементного камня [текст] / B.C. Демьянова, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Актуальные вопросы строительства. Материалы международной научно-технической конференции. Саранск, 2004, с. 237-241.

9. Казина Г.Н, (Симакина Г.Н.) Многокомпонентный высококачественный дисперсно-армированный бетон [текст] / B.C. Демьянова, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина)// Сборник

докладов. II Международный симпозиум по строительным материалам КНАУФ для СНГ «Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы». M., 2005, с. 124-132.

10. Казина Г.Н, (Симакина Г.Н.) Системный подход при разработке многокомпонентных быстротвердеющих высокопрочных бетонов повышенной водостойкости / B.C. Демьянова, И.И. Ильина, З.И. Калашников, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Строительство. Известия высших учебных заведений. М. №10, 2005, с.29—33.

11. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Ударная вязкость высокопрочного дисперсно-армированного бетона [текст] / B.C. Демьянова, C.B. Калашников, Г.Н. Казина (Т.Н. Симакина), В.М. Тростянский // Сборник статей «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов». Пенза, 2005, с. 18-22.

12. Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Дисперсно-наполненные клинкерные цементы на основе отходов камнедроблення [текст] / B.C. Демьянова, В.И. Калашников, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Строительство. Известия высших учебных заведений. М. 2006, №5, с. 16-20.

13.Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Многокомпонентные дисперсно-армированные бетоны с улучшенными эксплуатационными свойствами [текст] / B.C. Демьянова, C.B. Калашников, Г.Н. Казина (Т.Н. Симакина), В.М. Тростянский // Международная научно-практическая конференция. Девятые Академические чтения РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения». Казань, 2006, с.21-24.

14.Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Дисперсно-армированный сталефибробетон [текст] / B.C. Демьянова, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина), М.Н. Андреева /Депонированная монография в фондах ВНИИНТПИ, per. №11991. 2005, 60 с.

15.Казина Г.Н. (Симахина Г.Н.) Дисперсно-наполненные цементы на основе отходов камнедроблення [текст] / B.C. Демьянова, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина) // Экология и промышленность. 2006, № 4 , с.16-17.

16.Казина Г.Н. (Симакина Г.Н.) Дисперсно-армированный сталефибробетон [текст] / B.C. Демьянова, В.И, Калашников, Г.Н. Казина (Г.Н. Симакина), С.М. Саденко // Строительные материалы. 2006, № 10, с. 2- 4

17. Симахина Г.Н. Влияние степени армирования и длины стальных волокон на ударную прочность фибробетона [текст] / Г.Н. Симакина // Международная научно-техническая конференция. «Композиционные строительные материалы. Теория и практика»- Пенза, 2006, с. 201-204.

Симакина Галина Николаевна

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ БЕТОН 05.23.05 — Строительные материалы и изделия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15.09.06. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 0,93. Уч. изд. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Заказ № 172__- . -_

Издательство ПГУАС. ' Отпечатано в полиграфическом центре ПГУАС. 440028. г. Пенза, ул. Г. Титова, 28.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫХ БЕТОНОВ.

1.1. Многокомпонентность как фактор обеспечения полифункциональных свойств бетона.

1.2. Зарубежный и отечественный опыт применения дисперсно-армированных бетонов.

1.3. Требования к материалам и основные принципы получения высокопрочных дисперсно-армированных бетонов.

1.4. Влияние рецептурно-технологических факторов на свойства дисперсно-армированного бетона.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И ОССОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫХ БЕТОНОВ

2.1. Характеристика исходных материалов.

2.2. Особенности технологии приготовления высокопрочных дисперсно-армированных бетонов.

2.2.1. Влияние процедуры введения стальных волокон в бетонную смесь.

2.2.2. Процедура введения синтетических волокон в бетонную смесь.

2.2.3. Методика обработки синтетических волокон.

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

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ С МОДИФИЦИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

3.1. Сравнительная оценка влияния водоредуцирующих добавок на кинетику набора прочности цементного камня.

3.2. Тонкоизмельченные реакционно-активные горные породы в составе цементных композиций.

3.3. Комплексное влияние реакционно-активных микронаполнителей и суперпластификатора на реологические и физико-механические свойства цементного камня.

3.4. Высокоэффективные гидрофобизаторы для цементных композиций.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ АРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННОГО БЕТОНА.

4.1. Сравнительный анализ влияния вида и содержания армирующих элементов на прочность фибробетона.

4.2. Влияние способа обработки синтетических волокон на прочность фибробетона.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННОГО БЕТОНА.

5.1. Водопоглощение бетона с гидрофобизирующими добавками.

5.2. Усадка высокопрочного сталефибробетона.

5.3. Влияние степени армирования и длины армирующих элементов на ударную прочность фибробетона.

5.4. Ударная вязкость высокопрочного дисперсно-армированного бетона.

5.5. Технико-экономические и экологические аспекты использования модифицирующих добавок в технологии дисперсно-армированных бетонов.

Выводы по главе 5.

Актуальность работы. Последние десятилетия XX века характеризовались значительными достижениями в строительной отрасли. Высокие темпы современного высотного строительства зданий с новыми уникальными архитектурными формами, возведение специальных особо нагруженных сооружений, резервуаров для хранения газов и жидкостей, покрытий дорог и аэродромов, защитных элементов и др. потребовали разработки новых эффективных высококачественных бетонов с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Актуальным направлением получения высококачественных цементных бетонов, отличающихся более широким спектром функциональных возможностей, является использование комплексных многокомпонентных добавок, сочетающих в себе индивидуальные добавки различного функционального назначения. Многокомпонентность комплексных добавок и, как следствие, многокомпонентность бетонной смеси позволяет эффективно управлять процессами структурообразования на всех этапах технологии приготовления бетона и получать бетон с различными высокими эксплуатационными свойствами. При этом требуемые технологические свойства бетонной смеси и эксплуатационные свойства бетона обеспечиваются высокими функциональными свойствами самих компонентов и их комбинацией.

С появлением высокопрочных бетонов стало возможным новое «рождение» высокопрочного дисперсно-армированного фибробетона, сочетающего в себе высокоплотную и высокопрочную цементную матрицу с армирующими элементами.

Однако из анализа научных работ следует, что в отечественной практике производства высокопрочных дисперсно-армированных бетонов не преследуется цель использования в них высокопрочных матриц классов В 100 и более, снижения содержания дисперсной арматуры с 5. .7 до 1. .3% и применения супер- и гиперпластификаторов нового поколения, способствующих значительному снижению расхода воды в бетонных смесях.

В настоящих исследованиях в качестве компонентов комплексных модификаторов высокопрочного дисперсно-армированного бетона предлагаются тонкодисперсные добавки - наполнители с высокими пуццоланическими свойствами на основе молотых техногенных отходов камнедробления природных материалов в сочетании с супер- и гиперсуперпластификаторами и армирующими волокнами.

Дисперсное армирование позволяет модифицировать бетон на двух уровнях: микроуровне - уровне цементной матрицы и макроуровне - уровне цементного бетона. Двухуровневое дисперсное армирование бетона рассматривается как эффективное средство повышения прочности при сжатии и растяжении, а также трещиностойкости и ударной вязкости.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с научно-технической программой Минобразования России «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» по подпрограмме «Архитектура и строительство» на период 2000-2004 гг.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является экспериментально-теоретическое обоснование и разработка методологических и технологических аспектов получения многокомпонентных высокопрочных дисперсно-армированных бетонов с улучшенными эксплуатационными свойствами, модифицированных добавками различного функционального назначения.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- разработка методологических и технологических аспектов создания высокопрочных бетонов с двухуровневым дисперсным армированием его структуры;

- изучение особенностей технологии приготовления дисперсно-армированных бетонов;

- оценка влияния добавок различного функционального назначения в отдельности и в их совокупности на свойства цементных композиций;

- изучение реакционно-химической активности, вида, степени дисперсности и дозировки порошков горных пород, как составной части цементной матрицы на микроуровне, и установление их влияния на реологические и физико-механические свойства цементных композиций;

- оценка влияния вида армирующих элементов и параметров армирования на физико-механические и эксплуатационные свойства дисперсно-армированного бетона;

- разработка оптимальных составов высокопрочного дисперсно-армированного бетона с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Научная новизна работы. Научная новизна определяется решением проблемы получения высокопрочного дисперсно-армированного бетона с улучшенными эксплуатационными свойствами путем модифицирования его структуры добавками различного функционального назначения в сочетании с армирующими волокнами.

1. Из числа исследуемой совокупности добавок различного функционального назначения выявлены наиболее эффективные порошкообразные реакционно-активные минеральные наполнители, супер- и гиперпластификаторы.

2. Установлена оптимальная дозировка гидрофобизаторов и реакционно-активных наполнителей, обеспечивающая в комплексе с суперпластификатором получение высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы.

3. Выполнен сравнительный анализ влияния вида волокон и параметров дисперсного армирования на прочность при сжатии и на растяжение при изгибе, ударную вязкость и трещиностойкость дисперсно-армированного бетона. Обоснована оптимальная степень армирования, не превышающая 1,0. 1,5% от массы сухих компонентов бетонной смеси, при прочности бетона до 100 МПа.

4. Установлено, что сочетание высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы с армирующими элементами обеспечивает получение высокопрочного дисперсно-армированного бетона прочностью на растяжение при изгибе не менее 16. 18 МПа при прочности на сжатие 100. 110 МПа.

5. Экспериментально выявлены зависимости в системе «рецептурно-технологические факторы - параметры структуры - ударная прочность» дисперсно-армированного бетона. Предложено математическое описание ударной прочности высокопрочного дисперсно-армированного бетона в зависимости от степени армирования и длины армирующих элементов.

6. На основании сравнительного анализа установлена эффективность использования в качестве фибр стальных волокон для дисперсно-армированного бетона, характеризуемого повышенными показателями сопротивления удару, ударной вязкости и трещиностойкости.

Практическая значимость работы:

- обоснована возможность эффективного использования реакционно-активных дисперсных наполнителей, в том числе на основе промышленных отходов камнедробления, с целью получения высококачественных дисперсно-армированных бетонов с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами;

- разработаны оптимальные составы дисперсно-армированного бетона, удовлетворяющие высоким требованиям по прочности на сжатие и растяжение при изгибе, ударной вязкости и трещиностойкости;

- предложены тонкоизмельченные реакционно-активные наполнители на основе природных горных пород, взамен клинкерной составляющей цемента, что позволило расширить сырьевую базу минеральных модификатоо ров бетона, снизить себестоимость 1 м бетона и частично решить экологическую проблему, связанную с использованием значительных объемов отсевов камнедробления и снижением выбросов углекислого газа в атмосферу.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: Юбилейной Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2004 г.), «Бетон и железобетон» (Ростов-на-Дону, 2004 г.), «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2004 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья» (Тольятти, 2004 г.), Академических чтениях РААСН «Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения» (Самара, 2004 г.), Международном симпозиуме по строительным материалам КНАУФ для СНГ «Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы» (Москва, 2005 г.), Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань, 2006 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 17 научно-технических статей, в том числе 1 депонированная монография (в журналах по списку ВАК 4 работы).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 194 наименований. Содержит 156 страниц машинописного текста, в том числе 30 рисунков, 32 таблицы, 3 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических исследований установлена возможность получения высокопрочного дисперсно-армированного бетона путем модифицирования его структуры на двух уровнях: микроуровне (уровне цементной матрицы) и макроуровне (уровне цементного бетона). Показана целесообразность использования в качестве модифицирующих добавок на макроуровне армирующих волокнистых элементов, а на микроуровне - комплексных добавок, вводимых совместно с клинкером: СП, реакционно-активных наполнителей и гидрофобизаторов.

2. Изучены способы введения армирующих элементов в зависимости от плотности, соотношения l/d, степени армирования, размеров частиц заполнителя и способов перемешивания. Установлено, что наиболее эффективным технологическим приемом обеспечения качественных показателей дисперсно-армированного бетона является двухстадийная технология приготовления, обеспечивающая однородность распределения армирующих элементов в объеме бетонной смеси.

3. Наличие в составе цементных композиций микронаполнителей из отходов камнедробления природных горных пород магматического и осадочного происхождения способствует значительному повышению прочности. Максимальная суточная прочность цементного камня обеспечивается при дозировках наполнителя 10. 15%, а нормативная - при 5. 15%, в зависимости от вида горной породы. Установлено, что для некоторых горных пород оптимальная их дозировка, обеспечивающая прочность не менее контрольного значения, достигает 30.35%.

4. Из числа исследуемой совокупности добавок водоредуцирующего и гидрофобизирующего действия выявлены высокоэффективные гиперсуперпластификаторы на поликарбоксилатной основе, обеспечивающие водоредуцирующий эффект не менее 35%, и металлоорганические гидрофобизаторы, позволяющие снизить водопоглощение цементного камня на 30% и бетона - на 45%. Минимальное водопоглощение а = 4,63% - для цементного камня и а = 2,89% - для дисперсно-армированного бетона обеспечивается при введении комплекса добавок, взятых в соотношении 0,25:0,75 (олеат натрияхтеараты).

5. Разработаны и оптимизированы составы высокопрочного дисперсно-армированного бетона с улучшенными эксплуатационными свойствами. Сочетание высокоплотной и высокопрочной цементной матрицы, модифицированной комплексными добавками различного функционального назначения с армирующими элементами, позволяет значительно повысить прочность на растяжение при изгибе, стойкость к воздействию динамических нагрузок и сохранить целостность бетона в условиях экстремальных воздействий.

6. Дисперсное армирование бетона различными видами волокон в объеме от 0,3 до 2% позволяет повысить прочность при сжатии на 4. 14% при использовании синтетических и на 6. 16 % - при использовании стальных волокон, а прочность на растяжение при изгибе, соответственно, на 10.45 и 14.53%. Оптимальная дозировка стальных волокон, обеспечивающая максимальное повышение прочности на осевое сжатие в зависимости от содержания и длины волокна, не превышает 1%. Для синтетических волокон этот показатель составляет 0,4%. Прочность сталефибробетона на растяжение при изгибе закономерно увеличивается с повышением дозировки волокон от 0,3 до 2%. Установлена возможность повышения прочности бетона, усиленного синтетическими волокнами, путем обработки их бихроматом калия на 10%.

7. Усадочные деформации дисперсно-армированного фибробетона, в условиях относительной влажности 70-80%, в зависимости от степени армирования и соотношения \ id, изменяются в пределах 0,2.0,3 мм/м. Минимальные деформации после сушки при 105 °С (е = 0,38 мм/м) выявлены для модифицированного бетона, армированного стальным волокном длиной

15 мм при степени армирования ц = 2,0%. Водопоглощение сталефибробетона не превышает 2,57%.

8. Выявлено значительное повышение прочности фибробетона в условиях динамических нагрузок. Установлено, что наибольшей ударной прочностью обладает бетон, армированный стальным волокном длиной 10 мм при дозировке 1,5%. Показатель работы, затраченной на разрушение сталефибробетона, превышает этот показатель для бетона, армированного синтетическим волокном, в 2.2,5 раза.

9. Установлено превышение ударной вязкости фибробетона в 4.5 раз по отношению к контрольному в зависимости от вида армирующего элемента. Значительное поглощение энергии удара обеспечивают стальные волокна.

10. Выполнена оценка технико-экономических и экологических аспектов использования модифицирующих добавок в технологии дисперснол армированного бетона. Установлено снижение себестоимости 1 м бетона на 15%, снижение количества выбросов углекислого газа в атмосферу на 30%, при этом экономия арматурной стали составила 50%.

1. Антропова В.А., Дробышевский В.А. Свойства модифицированного сталефибробетона // Бетон и железобетон. №3. - 2002. - С. 3 - 5

2. Адылходжаев А.И., Соломатов В.И. Основы интенсивной раздельной технологии бетона. Ташкент: ФАН Академии наук Республики Узбекистан, 1993.-213 с.

3. Александровский С.В. Экспериментально-теоретические исследования усадочных напряжений в бетоне. М.: Стройиздат, 1965. - 285 с.

4. Ахвердов И. Н. Теоретические основы бетоноведения. Минск: Высшая школа, 1991. - 390 с.

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

6. Ахвердов И.Н. Высокопрочный бетон. М.: Госстройиздат, 1961. -162с.

7. Бабаев Ш.Т. Особенности технологии получения и исследования свойства высокопрочного бетона с добавками суперпластификатора: Авто-реф. дис. канд. техн. наук. -М., 1980.-21 с.

8. Бабаев Ш.Т., Комар А.А. Энергосберегающая технология железобетонных конструкций из высокопрочного бетона с химическими добавками. М.: Стройиздат, 1987. - 240 с.

9. Бабаев Ш.Т., Сытник Н.И., Долгополов Н.Н., Башлыков Н.Ф. Высокопрочный бетон // Повышение эффективности и качества бетона и железобетона / Материалы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону. М.; Стройиздат, 1983. - С. 216-219.

10. Баженов Ю.М. Бетоны XXI века // Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций / Материалы Международной конференции. Белгород, 1995. - С. 3-5.

11. Баженов Ю.М. и др. Высокопрочный бетон на основе пластификаторов // Бетон и железобетон. 1978. - № 9. - С. 18-19.

12. Баженов Ю.М. Повышение эффективности и экономичности технологии бетонов // Бетон и железобетон. 1988. - №9. - С. 14-16.

13. Баженов Ю.М. Технология бетона. -М.: Изд-во АСВ, 2002. 500 с.

14. Баженов Ю.М. Бетоны повышенной долговечности // Строительные материалы. 1999. - №7-8. - С. 21-22.

15. Баженов Ю.М. Технология бетонов XXI века / Академические чтения РААСН. Новые научные направления строительного материаловедения. Часть 1. Белгород, 2005. - С. 9-20.

16. Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии // Материалы I Всероссийской конференции. М., 2001. -С. 91-101.

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

18. Батраков В.Г. Суперпластификаторы исследование и опыт применения // Применение химических добавок в технологии бетона // МДНТП. -М.: Знание, 1980.- С. 29-36.

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

20. Батраков В.Г. Теория и перспективные направления развития работ в области модифицирования цементных систем // Цемент и его применение. -М., 1999.-№11-12.-С. 14-19.

21. Батраков В.Г., Шурань Р. Применение химических добавок в бетоне // ВНИИХМ. М., 1982. - С. 15-16.

22. Батраков В.Г., Иванов Ф.М., Силина Е.С. Применение суперпластификаторов в бетоне // Строительные материалы и изделия: Реф инф. (ВНИИС). М, 1988. - Вып.2. Сер.7. - 59 с.

23. 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.

24. Батраков В.Г., Соболев К.И., Каприеков С.С., Силина Е.С., Жигулев Е.Ф. Высокопрочные малоцементные добавки // Химические добавки и их применение в технологии производства сборного железобетона. М.: Центр. Рос. Дом Знаний, 1999. - С. 83-87.

25. Батраков В.Г., Булгаков М.Г., Фаликман В.Р., Вовк А.И. Суперпла-стификатор-разжижитель СМФ // Бетон и железобетон. 1985. - №5. - С. 1820.

26. Батраков В.Г., Тюрина Т.Е., Фаликман В.Р. Пластифицирующий эффект суперпластификатора С-3 в зависимости от состава цемента // Бетон с эффектными модифицирующими добавками / НИИЖБ. М., 1985. - С. 8-14.

27. Беркович Я.Б. Исследование микроструктуры и прочности цементного камня, армированного коротковолокнистым хризотил-асбестом: Авто-реф. дис. канд. техн. наук. М., 1975. - 20 с.

28. Берг О .Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1962. - 96 с.

29. Буркасов Б.В. Бетоны, наполненные модифицированными шлаками: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1996. - 20 с.

30. Василик П.Г., Голубев И.В. Применение волокон в сухих строительных смесях // Строительные материалы. 2002. - №2. - С. 26-27.

31. Василенко И.Д., Кузнецова Т.В., Каспаров С.Г. Исследования эффективности использования суперпластификаторов в инъекционных составах на основе известняковых вяжущих // Строительные материалы. 1988. - №4. -С. 4-5.

32. Величко Е.Г. Повышение эффективности использования минеральных модификаторов, путем оптимизации дисперсного состава бетона. Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1938. -23 с.

33. Власов В.К. Закономерности оптимизации состава бетона с дисперсными минеральными добавками // Бетон и железобетон. 1993. - №4. — С. 10— 12.

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

35. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиз-дат, 1986.-464 с.

36. Волженский А.В. Влияние концентрации вяжущих на их прочность и деформативность при твердении // Бетон и железобетон. -1986. №4. - С. 1112.

37. Волков Ю.С. Применение сверхпрочных бетонов в строительстве // Бетон и железобетон. 1994. - №7. - С. 27-31.

38. Волков И.В. Фибробетонные конструкции // Обз. инф. Серия «Строительные конструкции». Вып. 2. М.: ВНИИИС Госстроя СССР, 1988. -18 с.

39. Волков И.В. Проблемы применения фибробетона в отечественном строительстве // Строительные материалы. 2004. - №6. - С. 12-13

40. Волков И.В. Фибробетон состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. - 2004. - № 5. - С. 5-7.

41. ВСН 56-97 «Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций». М., 1997.

42. By Э. Прочность и разрушение композитов // Композиционные материалы: В 8 т. / Т. 5. Разрушение и усталость: Ред. Браутман JI. М.: Мир. 1978.-С. 206-266.

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

44. Высоцкий С.А., Бруссер М.И., Смирнов В .П., Царик A.M. Оптимизация состава бетона с дисперсными минеральными добавками // Бетон и железобетон. 1990. - №2. - С. 7-9.

45. Гофштейн Ф.А. Стальная фибра из отходов//Бетон и железобетон. 1987.-№ 6. - С. 26-27.

46. Гусева А.Ю. Влияние степени наполнения на прочность цементного камня // Пути ресурсосбережения в производстве строительных материалов и изделий / Тез. докл. к зональному семинару. Пенза: ПДНТП, 1989. - С. 14-15.

47. Дегтярева М.М. Технология и свойства бетона с бинарным наполнителем "кварц известняк": Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1995. - 19 с.

48. Демьянова B.C., Калашников В.И. Быстротвердеющие высокопрочные бетоны с органоминеральными модификаторами // Пенза: ПГУАС, 2003.- 195 с.

49. Демьянова B.C., Дубошина Н.М., Калашников В.И. Структурно-механические свойства многокомпонентного композиционного вяжущего // Жилищное строительство. 1997. - №3. - С. 21-23.

50. Демьянова B.C., Калашников В.И., Борисов А.А. Бетоны классов В 80100 на основе рядового портландцемента с добавками тонкомолотого наполнителя и их экономическая оценка // Известия высших учебных заведений. М.: Строительство, 1998. №9. - С. 33-35.

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

52. Демьянова B.C., Ильина И.Е., Куликов И.М. Повышение эксплуатационных свойств бетона комплексными добавками / Композиционныестроительные материалы. Теория и практика / Международная научно-практическая конференция. Пенза: ПТУ АС, 2005. - С. 38-43.

53. Довжик В.Г., Тарасов В.Н. Стойкость бетонов на основе тонкомолотых многокомпонентных вяжущих // Бетон и железобетон. 1992. - №7. -С. 24-27.

54. Епатов В.М. О роли структуры материала в механике разрушения // Механика твердого тела. -1976. №3.

55. Железобетон в XXI веке: Состояние и перспективы развития бетона и железобетона в России / Госстрой РФ, НИИЖБ. М.: Готика, 2001.

56. Звездов А.И. Бетон с компенсированной усадкой для возведения трещиностойких конструкций большой протяженности // Бетон и железобетон. 2001. - №4. - С. 17-20.

57. Звездов А.И., Волков Ю.С. Бетон и железобетон: наука и практика // Материалы I Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М., -2001. -С. 288-297.

58. Иванов И.А., Демьянова B.C. Подвижность керамзитобетонных смесей в зависимости от технологии введения суперпластификатора // Материалы трудов V симпозиума "Реология бетонных смесей и их технологические задачи". Рига: РПИ, 1986. - С. 94-95.

59. Иванов Ф.М., Савина Ю.А., Горбунов В.Н. и др. Эффективные разжижители бетонных смесей // Бетон и железобетон. 1977. - №7. - С. 1112,

60. Калашников В.И. Критерии разжижаемости вододисперсных систем в присутствии суперпластификаторов // Структурообразование, прочность и разрушение композиционных строительных материалов / Материалы Международного семинара. Одесса, 1994. - С. 21-22.

61. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: Дис. д-ра техн. наук. Воронеж, 1996 - 89 с.

62. Калашников В.И., Иванов И.А. О структурнореологическом состоянии предельно-разжиженных высококонцентрированных дисперсных систем // Механика и технология композиционных материалов / Материалы IV Национальной конференции. София: БАН, 1985. - С. 411-414.

63. Калашников В.И., Иванов И.А. Роль процедурных факторов в реологических показателях дисперсных композиций // Технологическая механика бетона / Сб. научн. тр. Рига: РПИ, 1986. - С. 101-111.

64. Калашников В.И., Иванов И.А. О характере пластифицирования минерально-дисперсных композиций в зависимости от концентрации в них твердой фазы. В кн.: Механика и технология композиционных материалов: Тр. II нац. конф. - София: БАН, 1979, - С. 455^57.

65. Калашников В.И., Кузнецов Ю.С., Ишева Н.И. Роль тонкодисперсных добавок и функциональных групп жидкой фазы в усилении эффекта действия пластификаторов // IV Всесоюзный симпозиум / Тез. докл. 4.1. Юрмала, 1982. -С. 139-142.

66. Калашников В.И., Демьянова B.C., Борисов А.А. Классификационная оценка цементов в присутствии суперпластификаторов для высокопрочных бетонов // Известия Вузов. Строительство. М., 1999. - №1. - С. 39-^41.

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

68. Калашников В.И., Мирецкий Ю.И., Нефедов В.В. Влияние эффективности пластифицирования цементов на осадку конуса бетонных смесей // Материалы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону (Ташкент, 1983).-Пенза, 1983.-С. 15-18.

69. Калашников С.В., Калашников В.И., Журавлев В.М. Топология композиционных дисперсных и дисперсноармированных систем / Композиционные строительные материалы. Теория и практика / Международная научно-практическая конференция. Пенза, 2005. - С. 79-87.

70. Каприелов С.С. Научные основы модифицирования бетонов ультрадисперсными материалами: Дис. д-ра техн. наук. -М., 1995.-41 с.

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

72. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В. Микрокремнезем в бетоне // Обзор. инфор. М.: ВНИИНТПИ, 1993. - 38 с.

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

74. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Батраков В.Г. Комплексный модификатор бетона марки МБ-01 // Бетон и железобетон. -1997. № 5. - С. 38-41.

75. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кривобородов Ю.Р. Влияние структуры цементного камня с добавками микрокремнезема и суперпластификатора на свойства бетона // Бетон и железобетон. 1992. - №7. - С. 4-6.

76. Каприелов С.С., Похлебкина Н.Ю. и др. Свойства бетонов с добавкой ультрадисперсных отходов ферросплавного производства // Химические добавки для бетонов. М.: НИИЖБ, 1987. - С. 34-38.

77. Каримов И.Ш. Тонкодисперсные минеральные наполнители в составах цементных композиций: Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб., 1996. - 26 с.

78. Карапетян К.С. Влияние масштабного фактора на ползучесть бетона при сжатии и растяжении. / Доклад АН Арм. Сер. Т38, 1963. №3. - С. 80-83.

79. Квицаридзе О.И., Джавахадзе Г.С. Совершенствование стандарта на методы определения деформаций усадки и ползучести // Бетон и железобетон. 1986. - №3. - С. 24-25.

80. Келли А. Высокопрочные материалы: Пер. с англ. / Под ред. С.Т. Милейко. М.: Мир, 1976. - 262 с.

81. Комар А.А. Высокопрочные бетоны с комплексными добавками: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1981. - 21 с.

82. Комар А.А., Бабаев Ш.Т. Комплексные добавки для высокопрочного бетона // Бетон и железобетон. 1981. - № 9. - С. 16-17.

83. Комохов П.Г. О бетоне XXI века // Веспшк РААСН. М., 2001. - №5. -С. 9-12.

84. Комохов П.Г., Грызлов B.C. и др. Оценка модификации бетона на макро- и микроуровне // Общие проблемы и решения теории и практики строительного материаловедения / Доклад к Международной конференции. 4.1. Казань: КГАСА, 1996.-С. 14-18.

85. Комохов П.Г. Шангина Н.Н. Модифицированный цементный бетон, его структура и свойства // Цемент. — 2002. №1-2. - С. 43—46.

86. Коротких Д.Н., Дьяченко Е.И. Сопротивление разрушению строительных композитов с многоуровневым дисперсным армированием // Современные проблемы строительного материаловедения / Материалы VI чтений РААСН. Иваново, 2000. - С. 278-282.

87. Крылов Б.А. Фибробетон и его применение в строительстве М.: Стройиздат, 1979. - 173 с.

88. Курбатов Л.Г. Проектирование и изготовление сталефибробетон-ных конструкций: Обзорная информация ЦНТИ Госгражданстроя. Л., 1985.-55 с.

89. Курбатов Л.Г., Рабинович Ф.Н. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами. // Бетон и железобетон. 1980. - № 3. - С. 67.

90. Леонтьев В.Н., Приходько В.А., Андреев В.А. О возможности использования углеродных волокнистых материалов для армирования бетонов // Строительные материалы. 1991. - №10. - С. 27-28.

91. Лобанов И.А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов // Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: Межвуз. темат. сб. науч. тр. Л.: ЛИСИ, 1986.-С. 5-10.

92. Маилян Р.Л., Маилян Л.Р., Осипов К.М. и др. Рекомендации по проектированию железобетонных конструкций из керамзитобетона с фибровым армированием базальтовым волокном. Ростов н/Дону, 1996. - 14 с.

93. Маилян Л.Р., Шилов А.В. Изгибаемые керамзитофиброжелезо-бетонные элементы на грубом базальтовом волокне. Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2001. - 174 с.

94. Маилян Д.Р., Шилов Ал.В., Джаварбек Н. Влияние фибрового армирования базальтовым волокном на свойства легкого и тяжелого бетонов // Новые исследования бетона и железобетона. Ростов н/Д, 1997. - С. 7-12.

95. Маилян Р.Л., Аль-Хужейри Халед, Польской П.П. Влияние фибрового армирования на трещиностойкость наклонных сечений керамзитожеле-зобетонных изгибаемых элементов // Новые исследования бетона и железобетона Ростов н/Д, 1997. - С. 3-7.

96. Малинина Л.А., Королев К.М., Рыбасов В.П. Опыт изготовления изделий из фибробетона в СССР и за рубежом: Обзор ВНИИЭСМ. М.,1981.-35 с.

97. Михайлов В .В., Беликов В.А. Перспективы применения конструкций из высокопрочных бетонов // Бетон и железобетон. 1982. - №5. - С. 78.

98. Михайлов В.В., Волков Ю.С. Бетон и железобетонные конструкции. Состояние и перспективы применения в промышленном и гражданском строительстве. М.: Стройиздат, 1983. - 358 с.

99. Михайлов К.В. Взгляд на будущее бетона и железобетона // Бетон и железобетон. 1995. - №6. - С. 2-5.

100. Михайлов К.В., Бердичевский Г.И., Рогатин Ю.А. Бетон и железобетон основа современного строительства // Бетон и железобетон. - 1990. - №2. -С. 3-4.

101. Михайлов К.В., Хайдуков Г.К. К 150-летию изобретения железобетона // Бетон и железобетон. 1999. - №5. - С. 2-5.

102. Михеев Н.М. К вопросу о классификации стальных фибр для дисперсно армированных бетонов // Бетон и железобетон. 2003. - №3. - С. 9-11.

103. Морено X. Применение высокопрочных бетонов в строительстве высотных зданий // Бетон и железобетон. 1988. - № 11. - С. 29-31.

104. Моргун Л.В. Анализ закономерностей формирования оптимальных структур дисперсноармированных бетонов// Изв. Вузов. Строительство, 2003.-№8.-С. 58-60.

105. Мчедлов-Петросян О.П., Никонова Н.С. Создание теории самоармирования цементного камня /Тимашев В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов. М.: Наука, 1986. - С. 318-321.

106. Носарев А.В. Приближенные методы в теории армированных материалов и их приложение к расчету строительных конструкции: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1973. - 31 с.

107. Обухов А.Н., Руденко И.Ф., Селиванова С.А. Повышение прочности сталефибробетона на НЦ при роликовом формовании // Бетон и железобетон,- 1987.-№9. -С. 20-21.

108. Ольгинский А.Г. Пылеватые минеральные добавки к цементным бетонам. // Строительные материалы и конструкции, 1990. - №3. -18 с.

109. Пащенко А.А., Сербии В.П. Армирование цементного камня минеральным волокном. Киев: УкрНИИНТИ, 1970 - 45 с.

110. Погорелов С.Н. Повышение долговечности сталефибробетонов путем использования шлаковых цементов // Работоспособность строительных материалов при воздействии различных эксплуатационных факторов: Межвузовский сборник. Казань: КХТИ, 1988. - С. 99-101.

111. Прасолов Е.Я., Сопильняк А.В., Клименко Е.В. Количественная оценка ползучести сталефибробетона // Работоспособность строительных материалов при воздействии различных эксплуатационных факторов: Межвузовский сборник. Казань: КХТИ, 1988. - С. 52-53.

112. Рабинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами: Обзор ВНИИЭСМ. М., 1976. - 73 с.

113. Рабинович Ф.Н. Дисперсноармированные бетоны. М., Стройиздат, 1989. - 177 с.

114. Рабинович Ф.Н. Некоторые вопросы дисперсного армирования бетонных материалов стекловолокном // Дисперсно-армированные бетоны и конструкции из них: Тезисы докл. Республ. совещан. Рига, 1975. - С. 68-72.

115. Рабинович Ф.Н. Применение фиброармированных бетонов в конструкциях промзданий // Фибробетон и его применение в строительстве:

116. Труды НИИЖБ. М., 1979. - С. 27-38.

117. Рабинович Ф.Н., Черномаз А.П., Курбатов Л.Г. Монолитные днища резервуаров из сталефибробетона // Бетон и железобетон. 1981. - №10. - С. 24-25.

118. Рабинович Ф.Н., Курбатов Л.Г. Применение сталефибробетона в конструкциях инженерных сооружений // Бетон и железобетон. 1984. - № 12.-С. 22-25.

119. Рабинович Ф.Н., Романов В.П. О пределе трещиностойкости мелкозернистого бетона, армированного стальными фибрами // Механика композитных материалов, 1985. -№ 2. - С. 277-283.

120. Рабинович Ф.Н. Об оптимальном армировании сталефибробетон-ных конструкций // Бетон и железобетон. 1986. - № 3. - С. 17-19.

121. Рабинович Ф.Н. Об уровнях дисперсности армирования бетонов // Строительство и архитектура: Изв. вузов. 1981. - № 11. - С. 30-36.

122. Рамачандран В., Фельдман Р., Бодуэн Дж. Наука о бетоне: Физико-химическое бетоноведение / Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1986. - 278 с.

123. Ратинов В.Б., Розенберг Г.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1989. -207 с.

124. Сакварелидзе А.В. Влияние возраста сталефибробетона на его ползучесть // Бетон и железобетон. 1987. - №3. - С. 8-10.

125. Садыковская Л.Н. Зависимость прочности сцепления асбеста с цементным камнем от длины волокна // Влияние технологических факторов на свойства асбестоцемента: Труды НРШАСБЕСТЦЕМЕНТ Вып. 29. - 1973. -С. 168-175.

126. Селяев В .П., Коротин А.И., Терешкин А.П. Эффективная добавка в портландцементные композиции // Современные проблемы строительного материаловедения / Шестые Академические чтения РААСН. Иваново, 2000. -С. 417-418.

127. Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Фролкина О.В. Изменение структурных параметров цементных композиций путем введения наполнителей // Современные проблемы строительного материаловедения / Шестые Академические чтения РААСН. Иваново, 2000. С. 419-423.

128. Соломатов В.И. Проблемы современного строительного материаловедения // Общие проблемы и решения теории и практики строительного материаловедения / Докл. к Международной конференции. Казань: КГАСА. Ч.1., 1996.-С. 3-9.

129. Соломатов В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов // Известия вузов. Строительство и архитектура. №.8. -1980.-С. 61-70.

130. Соломатов В.И., Адылходжаев А.И., Салихов Б.Г. Цементные бетоны с наполнителями из отходов производства // Пути ресурсосбережения в производстве строительных материалов и изделий. Пенза: ПДНТП, - 1989. - С. 2224.

131. Соломатов В.И., Выровой В.Н. и др. Композиционные строительные материалы и конструкции пониженной материалоемкости. Киев: Буди-вельник, 1991. - 144 с.

132. Соломатов В.И., Кузьменко В.Д. Роль минерального наполнителя в твердении композиций на основе цементных вяжущих / Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности. -Пенза: ПДНТП, 1988. С. 15-17.

133. Соломатов В.И„ Селяев В,П., Соколова Ю.А. Химическое сопротивление материалов. М.: Изд-во МНИТ, 2001. - 283 с.

134. Соломатов В.И., Тахиров Н.К. Интенсивная технология бетона. -М.: Стройиздат, 1989. 284 с.

135. Сталефибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы» Вып. 7 ВНИИНТПИ. М., 1990.

136. Стеклофибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы». Вып.5. ВНИИНТПИ.

137. Сычева Л.И., Воловика А.В. Материалы, армированные волокном / Перевод изд.: Fibrereinforced materials. М.: Стройиздат, 1982. - 180 с.

138. Тимашев В.В., Сычева И.И., Никонова Н.С., К вопросу о самоармировании цементного камня. // Труды МХТИ им. Д.И. Менделеева. М, 1976.-Вып. 92.-С. 155-156.

139. Тимашев В.В., Сычева И.И., Никонова Н.С. Структура самоармированного цементного камня / Тимашев В.В. Избранные труды. Синтез и гидгидратация вяжущих материалов. М.: Наука, 1986. - С. 390-400.

140. Трамбовецкий В.П. Рекомендация применения суперпластификаторов в США//Бетон и железобетон. 1995.-№ 4. - С. 31-32.

141. Уразбакиева Ф.Ш. Высокопрочный бетон с суперпластификатором на основе антраценсоджержащего сырья: Автореф. диссертации канд. техн. наук.-М., 1994.-22 с.

142. Ушеров-Маршак А.В., Бабаевская Т.В. и др. Методологические аспекты современной технологии бетона // Бетон и железобетон. 2002. - №1. -С. 5-7.

143. Щуров А.Ф. Дисперсная структура и прочность гидросиликатов кальция // Гидросиликаты кальция и их применение: Тез. докл. Всесоюзн. сем.-Каунас, 1980.-С. 159-161.

144. Файнер М.Ш. Энергоемкость высокопрочных бетонов // Бетон и железобетон. 1999. - №2. - С. 25-26.

145. Фаликман В.Р. Новое поколение суперпластификаторов // Бетон и железобетон. 2000. - №5. - С. 6-7.

146. Фибробетон в Японии. Экспресс-информация. Строительные конструкции». М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1983. - 26 с.

147. Хигерович М.И., Байер В.Е. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. М.: Химия, 1980. - 320 с.

148. Хозин В.Г., Сальников А.В., Морозова Н.Н. Влияние комплексной химической добавки на формирование прочности бетона // Пятые Академические чтения РААСН. Воронеж. - С. 506-508.

149. Холистер Г.С., Томас К. Материалы упрочненные волокнами. Пер. с англ. / Под ред. B.C. Ивановой. М.: Металлургия, 1969. - 167.С.

150. Холмянский М.М. Контакт арматуры с бетоном. М.: Стройиздат, 1981.- 184 с.

151. Холмянский М.М. Влияние структурного масштабного эффекта на механическое сопротивление бетона при простейших нагружениях // Бетон и железобетон. 1999. - №5. - С. 11-14.

152. Хун Д.JI. Свойства бетонов, содержащих микрокремнезём и углеродное волокно, обработанное силанами // Экспесс- информация. Вып.№1, 2001. -С.33-37.

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

154. Цыганков И.И. Эффективность и рациональные области применения суперпластификаторов // Бетон с эффективными суперпластификаторами / Сб. научн. тр. НИИЖБ Госстроя СССР. М., 1979. - С. 195-205.

155. Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Повышение трещиностойкости цементного бетона при многоуровневом дисперсном армировании его структуры // Современные ./ Шестые академические чтения РААСН. Белгород, 2001.-С. 587-598.

156. Шмигальский В.Н., Тропникова Г.А. Добавки к бетонам и растворам. Новосибирск, 1974. -121 с.

157. Bindiganavile V., Banthia N., Aarup В/ Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite. // ACT Materials Journal. 2002.1. Vol. 99, №6.-P. 543-548.

158. Brameschuber W, Schubert P. Neue Entwicklungen bei Beton und Mauerwerk.// Oster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft, P. 199-220.

159. Griibe P., Lemmer C., Riihl M. Vom Gussbeton zum Selbstver-dichtenden//Beton. P. 243-249.

160. Peled A., Cyr M.F., Shah S.P. High content of fly ash (class F) extrudedcementations composites. // ACI Materials Journal. 2000. - Vol. 97, - №5. - P. 509-517,ill, tabl. - Bibliogr.:14ref.

161. Sengul O, Tasdemir C, Tasdemir M.A. Influence of aggregate type on mechanical behavior of normal- and high-strength concrete.//ACI Materials Journal. 2002. - Vol. 99, №6. - P.528-533.

162. Stroeven P. Structural modelling of plain and fibre-reinforced concrete //Composites. 1982. - vol. 13. - №2. - P. 129-139.

163. Selvadurai A.P.S. The opening of an elastically bridges penny shaped flaw in a fibre reinforced composite by concentrated surfase loads // Wiss. Z,1982.-№2.-P. 187-190.

164. Schmidt M. Moglichkeiten und crenzen von Hoch- und Ultra -HochfestemBeton / M. Schmidt, R. Bomeman // Proc. 124IBAUSJL 200.Bd. 1, -P.1083-1091

165. Schmidt M, Fenling E. Ultrahochfester Beton-und Fertigteiltechnik.// -2003,-H. 11, P. 16-19.

166. Schmidt M. 50 Jahre Entwicklung bei Zement, Zusatzmittel und Beton. Schriftenreihe Baustoffe. 7 M. Schmidt Centrum Baaaustoffe und Material-prufund.-2003.-Н.2,-P. 189-198.

167. Kordms S. Selbstverdichtender Beton in Beitrage zum 41./ Forschung-skolloguium des DafStb; 3. Marz. - 2003.

168. Kleingelhofer P. Noue Betouverflissiger auf Basis Polycarboxylat. //

169. Proc. 13, Ybasil. Weimar, 1997, - Bd. 1, - S. 491-495.

170. A.Magu mdar. Glass fiber reinforced cement. London. - 1991.

171. J.N.Kar and A.K.Pal, Proc. ASCE J. Struct. Div. 98(5), 1053 (1972).

172. J. Hannat. Fibre cements and fiber concretes. New York - 1998.

173. K. Kobayashi and R. Cho, Mechanics of Concrete with Randomly Oriented Short Steel Fibres // Proceedings of the 2nd International Conference on the Mechanical Behaviour of Materials. Boston, - P. 1938— 1942.

174. С Bail and A. Grim. Portland cement compositions reinforced with non-round filaments / US Patent No. 3. - 650, 785 (1972).

175. B. A. Kyrlov and V. P. Trambovetsky. Investigation of Fibre- Reinforced Materials in the USSR. // Paper 8.5, RILEM Symposium on Fibre-Reinforced Cement and Concrete. London, Ed. A.M. Neville, 1975. - P. 419424.