Реакційно порошковий бетон пропорції. Спосіб приготування самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності і спосіб виготовлення бетонних виробів з отриманої суміші. Різних видів бе

ГЛАВА 1 СУЧАСНІ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ТА ОСНОВНІ

ПРИНЦИПИ ОТРИМАННЯ ВИСОКОЯКІСНИХ ПОРОШКОВИХ БЕТОНІВ.

1.1 Зарубіжний та вітчизняний досвід застосування високоякісних бетонів та фібробетонів.

1.2 Багатокомпонентність бетону як чинник забезпечення функціональних властивостей.

1.3 Мотивація появи високоміцних та особливо високоміцних реакційно-порошкових бетонів та фібробетонів.

1.4 Висока реакційна активність дисперсних порошків – основа отримання високоякісних бетонів.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 1.

ГЛАВА 2 ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ,

ПРИЛАДИ ТА ОБЛАДНАННЯ.

2.1. Характеристики сировинних матеріалів.

2.2 Методи досліджень, прилади та обладнання.

2.2.1 Технологія підготовки сировинних компонентів та оцінка їхньої реакційної активності.

2.2.2 Технологія виготовлення порошкових бетонних сумішей та ме

Тоді їх випробувань.

2.2.3. Методи досліджень. Прилади та обладнання.

ГЛАВА 3 ТОПОЛОГІЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ, ДИСПЕРСНО

АРМОВАНИХ ПОРОШКОВИХ БЕТОНІВ І

МЕХАНІЗМ ЇХНІХ ТВЕРДЕННЯ.

3.1 Топологія композиційних в'яжучих та механізм їх твердіння.

3.1.1 Структурно-топологічний аналіз композиційних в'яжучих. 59 Р 3.1.2 Механізм гідратації та затвердіння композиційних в'яжучих - як наслідок структурної топології композицій.

3.1.3 Топологія дисперсно-армованих тонкозернистих бетонів.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 3.

ГЛАВА 4 РЕОЛОГІЧНИЙ СТАН СУПЕРПЛАСТИФІЦІРОВАННЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ, ПОРОШКОВИХ БЕТОННИХ СУМІШІВ І МЕТОДОЛОГІЯ ОЦІНКИ ЙОГО.

4.1 Розробка методології оцінки граничної напруги зсуву та плинність дисперсних систем та тонкозернистих порошкових бетонних сумішей.

4.2 Експериментальне визначення реологічних властивостей дисперсних систем та тонкозернистих порошкових сумішей.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 4.

ГЛАВА 5 ОЦІНКА РЕАКЦІЙНОЇ АКТИВНОСТІ ГІРНИЧИХ ПОРОД І ДОСЛІДЖЕННЯ РЕАКЦІЙНО-ПОРОШКОВИХ СУМІШІВ І БЕТОНІВ.

5.1 Реакційна активність гірських порід у суміші з цементом.

5.2 Принципи підбору складу порошкового дисперсно-армованого бетону з урахуванням вимог до матеріалів.

5.3 Рецептура тонкозернистого порошкового дисперсно-армованого бетону.

5.4 Приготування бетонної суміші.

5.5 Вплив складів порошкових бетонних сумішей на їх властивості та міцність при осьовому стисканні.

5.5.1 Вплив типу суперпластифікаторів на розтікання. Бетонної суміші та міцність бетону.

5.5.2 Вплив дозування суперпластифікатора.

5.5.3 Вплив дозування мікрокремнезему.

5.5.4 Вплив частки базальту та піску на міцність.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 5.

РОЗДІЛ 6 ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНІВ ТА ЇХ

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА.

6.1 Кінетичні особливості формування міцності РПБ та фібро-РПБ.

6.2 Деформативні властивості фібро-РПЛ.

6.3 Об'ємні зміни порошкових бетонів.

6.4 Водопоглинання дисперсно-армованих порошкових бетонів.

6.5 Техніко-економічна оцінка та виробнича реалізація РПБ.

Введення дисертації (частина автореферату) на тему «Тонкозернисті реакційно-порошкові дисперсно-армовані бетони з використанням гірських порід»

Актуальність теми. З кожним роком у світовій практиці виробництва бетону та залізобетону стрімкими темпами зростає випуск високоякісних, високо та особливо високоміцних бетонів, і цей прогрес став об'єктивною реальністю, обумовленою значною економією матеріальних та енергетичних ресурсів.

Зі значним підвищенням міцності бетону на стиск неминуче знижується тріщиностійкість і зростає небезпека крихкого руйнування конструкцій. Дисперсне армування бетонів фіброю виключає ці негативні властивості, що дозволяє випускати бетони класів вище 80-100 з міцністю 150-200 МПа, що мають нову якість - в'язкий характер руйнування.

Аналіз наукових праць у галузі дисперсно-армованих бетонів та їх виробництва у вітчизняній практиці показує, що основна орієнтація не має на меті використання в таких бетонах високоміцних матриць. Клас дисперсно-армованих бетонів за міцністю на стиск залишається надзвичайно низьким і обмежується В30-В50. Це не дозволяє забезпечити гарне зчеплення фібри з матрицею, повністю використовувати сталеву фібру навіть з невисокою міцністю на розрив. Більше того, теоретично розробляються, а на практиці випускаються бетонні вироби з вільно укладеними волокнами зі ступенем об'ємного армування 5-9%; проливають їх під дією вібрації непластифікованими "жирними" високозбіжними цементно-піщаними розчинами складу: цемент-пісок -1:0,4+1:2,0 при В/Ц = 0,4, що є надзвичайно марнотратним і повторює рівень робіт 1974 р Значні наукові досягнення у галузі створення суперпластифікованих ВНВ, мікродисперсних сумішей з мікрокремнеземами, з реакційно-активними порошками з високоміцних гірських порід, дозволили довести водоредукувальну дію до 60% з використанням суперпластифікаторів олігомерного складу та гіперпластифікаторів полімерного складу. Ці досягнення не стали основою для створення високоміцних залізобетонних, або тонкозернистих порошкових бетонів з литих сумішей, що самоущільнюються. Тим часом передові країни активно розвивають нові покоління реакційно-порошкових бетонів, армованих дисперсними волокнами, тканими проливними об'ємними тонкосітковими каркасами, комбінацією їх зі стрижневою або стрижневою з дисперсною арматурою.

Все це визначає актуальність створення високоміцних тонкозернистих реакційно-порошкових, дисперсно-армованих бетонів марок 1000-1500, що відрізняються високою економічністю не тільки під час будівництва відповідальних унікальних будівель та споруд, але й для виробів та конструкцій загального призначення.

Дисертаційна робота виконувалася відповідно до програм інституту будівельних матеріалів та конструкцій Мюнхенського технічного університету (ФРН) та ініціативних робіт кафедри ТБКіВ ПГУАС та науково-технічної програми Міносвіти Росії "Наукові дослідження вищої школи з пріоритетних напрямів науки і техніки" за підпрограмою "Архітектура та будівництво" 2000-2004 р.р.

Мета та завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка складів високоміцних тонкозернистих реакційно-порошкових бетонів, у тому числі дисперсно-армованих бетонів з використанням подрібнених гірських порід.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити комплекс наступних завдань:

Виявити теоретичні передумови та мотивації створення багатокомпонентних тонкозернистих порошкових бетонів з дуже щільною, високоміцною матрицею, одержуваної литтям при наднизькому водозмісті, що забезпечують виготовлення бетонів з в'язким характером при руйнуванні та високою міцністю на розтяг при вигині;

Виявити структурну топологію композиційних в'яжучих та дисперсно-армованих тонкозернистих композицій, отримати математичні моделі їх структури для оцінки відстаней між грубими частинками наповнювача та між геометричними центрами армуючих волокон;

Розробити методологію оцінки реологічних властивостей воднодисперсних систем, тонкозернистих порошкових дисперсно-армованих композицій; досліджувати їх реологічні властивості;

Виявити механізм твердіння змішаних в'яжучих, вивчити процеси структуроутворення;

Встановити необхідну плинність багатокомпонентних тонкозернистих порошкових бетонних сумішей, що забезпечує заповнення форм сумішшю з низькою в'язкістю та наднизькою межею плинності;

Оптимізувати склади тонкозернистих дисперсно-армованих бетонних сумішей з фіброю d = 0,1 мм і / = 6 мм з мінімальним вмістом, достатнім для підвищення розтяжності бетону, технологію приготування та встановити вплив рецептури на плинність, щільність, повітрозміщення їх, міцність фізико-технічні властивості бетонів

Наукова новизна роботи.

1. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання високоміцних тонкозернистих цементних порошкових бетонів, у тому числі дисперсно-армованих, що виготовляються з бетонних сумішей без щебеню з тонкими фракціями кварцового піску, з реакційно-активними порошками гірських порід та мікрокремнеземом. ефективності суперпластифікаторів до вмісту води в литій суміші, що самоущільнюється, до 10-11% (відповідної без СП напівсухої суміші для пресування) від маси сухих компонентів.

2. Розроблено теоретичні основи методів визначення межі плинності суперпластифікованих рідкоподібних дисперсних систем та запропоновано методики оцінки розтікання порошкових бетонних сумішей при вільному розтіканні та блокованій сіточною огорожею.

3. Виявлено топологічну структуру композиційних в'яжучих та порошкових бетонів, у тому числі дисперсно-армованих. Отримано математичні моделі їхньої структури, що визначають відстані між грубими частинками та між геометричними центрами волокон у тілі бетону.

4. Теоретично передбачено та експериментально доведено переважно крізь розчинний дифузійно-іонний механізм затвердіння композиційних цементних в'яжучих, що посилюється в міру збільшення вмісту наповнювача або значного збільшення дисперсності його порівняно з дисперсністю цементу.

5. Вивчено процеси структуроутворення тонкозернистих порошкових бетонів. Показано, що порошкові бетони з суперпластифікованих литих бетонних сумішей, що самоущільнюються, значно щільніше, кінетика наростання їх міцності інтенсивніша, а нормативна міцність істотно вища, ніж бетонів без СП, спресованих при тому ж водоутриманні під тиском 40-50 МПа. Розроблено критерії оцінки реакційно-хімічної активності порошків.

6. Оптимізовано склади тонкозернистих дисперсно-армованих бетонних сумішей з тонкою сталевою фіброю діаметром 0,15 та довжиною 6 мм, технологія їх приготування, черговість введення компонентів та тривалість перемішування; встановлено вплив складу на плинність щільність, повітроміст бетонних сумішей, міцність при стисканні бетонів.

7. Вивчено деякі фізико-технічні властивості дисперсно-армованих порошкових бетонів та основні закономірності впливу на них різних рецептурних факторів.

Практична значущість роботи полягає у розробці нових литих тонкозернистих порошкових бетонних сумішей з фіброю для заливання форм для виробів і конструкцій, як без, так і з комбінованим стрижневим армуванням або без фібри для заливки форм з готовими об'ємними тканими каркасами тонкосітковими. З використанням високощільних бетонних сумішей можливе виробництво високотріщиностійких згинальних або стиснутих залізобетонних конструкцій з в'язким характером руйнування при дії граничних навантажень.

Отримана високощільна, високоміцна композиційна матриця з міцністю при стиску 120-150 МПа для підвищення зчеплення з металом з метою використання тонкої і короткої високоміцної фібри 0 0,040,15 мм і довжиною 6-9 мм, що дозволяє знизити витрату її і опір течії бетону технології виготовлення тонкостінних філігранних виробів з високою міцністю на розтяг при згині.

Нові види тонкозернистих порошкових дисперсно-армованих бетонів розширюють номенклатуру високоміцних виробів та конструкцій для різних видів будівництва.

Розширено сировинну базу природних наповнювачів з відсіву каменеробіння, сухої та мокрої магнітної сепарації при видобутку та збагаченні рудних та нерудних корисних копалин.

Економічна ефективність розроблених бетонів полягає у значному зниженні матеріаломісткості за рахунок скорочення витрат бетонних сумішей для виготовлення високоміцних виробів та конструкцій.

Реалізація результатів досліджень. Розроблені склади пройшли виробничу апробацію в ТОВ «Пензенський завод ЗБВ» та на виробничій базі збірного залізобетону ЗАТ «Енергосервіс» та використовуються у м. Мюнхені при виготовленні балконних опор, плит та інших виробів у житловому будівництві.

Апробація роботи. Основні положення та результати дисертаційної роботи представлялися та доповідалися на Міжнародних та Всеросійських науково-технічних конференціях: «Молода наука – новому тисячоліттю» (Набережні Челни, 1996 р), «Питання планування та забудови міст» (Пенза, 1996 р, 1999 р, г), «Сучасні проблеми будівельного матеріалознавства» (Пенза, 1998), «Сучасне будівництво» (1998), Міжнародних науково-технічних конференціях «Композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика», (м. Пенза, 2002 р.,

2003 р., 2004 р., 2005 р), «Ресурсо- та енергозбереження як мотивація творчості в архітектурно-будівельному процесі» (Москва-Казань, 2003 р), «Актуальні питання будівництва» (Саранськ, 2004 р), «Нові енерго- та ресурсозберігаючі наукомісткі технології у виробництві будівельних матеріалів» (Пенза, 2005 р), Всеросійській науково-практичній конференції «Містобудування, реконструкція та інженерне забезпечення сталого розвитку міст Поволжя» (Тольятті, 2004 р), Академічних читаннях РААСН «Досягнення, розвитку теорії та практики будівельного матеріалознавства» (Казань, 2006).

Публікації. За результатами виконаних досліджень було опубліковано 27 робіт (у журналах за списком ВАК 2 роботи).

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 6 розділів, основних висновків, додатків та списку використаної літератури зі 160 найменувань, викладена на 175 сторінках машинописного тексту, містить 64 малюнки, 33 таблиці.

Подібні дисертаційні роботи за спеціальністю «Будівельні матеріали та вироби», 05.23.05 шифр ВАК

Реотехнологічні характеристики пластифікованих цементно-мінеральних дисперсних суспензій та бетонних сумішей для виробництва ефективних бетонів 2012 рік, кандидат технічних наук Гуляєва, Катерина Володимирівна
Високоміцний дисперсно-армований бетон 2006 рік, кандидат технічних наук Сімакіна, Галина Миколаївна
Методологічні та технологічні основи виробництва високоміцних бетонів з високою ранньою міцністю для безпрогрівних та малопрогрівних технологій 2002 рік, доктор технічних наук Дем'янова, Валентина Серафимівна
Дисперсно-армований дрібнозернистий бетон на техногенному піску КМА для виробів, що згинаються. 2012 рік, кандидат технічних наук Клюєв, Олександр Васильович
дрібнозернисті бетони і фібробетони, що самоущільнюються, на основі високонаповнених модифікованих цементних в'яжучих 2018 рік, кандидат технічних наук Баликов, Артемій Сергійович

Висновок дисертації на тему «Будівельні матеріали та вироби», Калашніков, Сергій Володимирович

1. Аналіз складу та властивостей дисперсно-армованих бетонів, що виробляються в Росії, свідчить про те, що вони не повною мірою відповідають технічним та економічним вимогам, у зв'язку з невисокою міцністю бетонів на стиск (М 400-600). У таких трьох-чотирьох-і рідко п'яти-компонентних бетонах недовикористовується не тільки дисперсна арматура високої міцності, а й звичайної міцності.

2. Грунтуючись на теоретичних уявленнях про можливість досягнення максимальних водоредукувальних ефектів суперпластифікаторів у дисперсних системах, що не містять грубозернистих заповнювачів, високої реакційної активності мікрокремнеземів і порошків гірських порід, що спільно підсилюють реологічну дію СП, обґрунтовано створення семикомпонентної високоміцної щодо короткої дисперсної арматури d = 0,15-0,20 мкм та / = 6мм, що не утворює "їжаків" при виготовленні бетонів і мало знижує плинність ПБС.

3. Показано, що основним критерієм отримання високощільної ПБС є висока плинність дуже щільної суміші цементуючої з цементу, МК, порошку гірської породи і води, що забезпечується добавкою СП. У зв'язку з цим розроблено методологію оцінки реологічних властивостей дисперсних систем та ПБС. Встановлено, що висока плинність ПБС забезпечується при граничній напрузі зсуву 5-10 Па і вмісту води 10-11 % від маси сухих компонентів.

4. Виявлено структурну топологію композиційних в'яжучих та дисперсно-армованих бетонів та надано їх математичні моделі структури. Встановлено іонно-дифузійний через розчинний механізм твердіння композиційних наповнених в'яжучих. Систематизовано методи розрахунку середніх відстаней між частинками піску в ПБС, геометричними центрами фібри в порошковому бетоні за різними формулами та за різних параметрів //, /, d. Показано об'єктивність формули автора на відміну традиційно використовуваних. Оптимальна відстань і товщина прошарку цементуючої суспензії ПБС повинна бути в межах 37-44+43-55 мкм при витратах піску 950-1000 кг і фракціях його 0,1-0,5 і 0,14-0,63 мм, відповідно.

5. Встановлено реотехнологічні властивості дисперсно-армованої та неармованої ПБС за розробленими методиками. Оптимальний розплив ПБС із конуса з розмірами D = 100; d=70; h = 60 мм має бути 25-30 см. Виявлено коефіцієнти зменшення розтікання залежно від геометричних параметрів фібри та зменшення розпливу ПБС при блокуванні його сіточною огорожею. Показано, що для заливання ПБС у форми з об'ємно-сіточними каркасами тканими розплив повинен бути не менше 28-30 см.

6. Розроблено методику оцінки реакційно-хімічної активності порошків гірських порід у малоцементних сумішах (Ц:П – 1:10) у зразках, спресованих при тиску екструзійного формування. Встановлено, що при однаковій активності, що оцінюється за міцністю через 28 діб і тривалі стрибки твердіння (1-1,5 року), перевагу при використанні в РПБС слід віддавати порошкам з високоміцних порід: базальту, діабазу, дациту, кварцу.

7. Вивчено процеси структуроутворення порошкових бетонів. Встановлено, що литі суміші в перші 10-20 хв після заливання виділяють до 40-50% залученого повітря і вимагають для цього покриття плівкою, що перешкоджає утворенню щільної скоринки. Суміші починають активно схоплюватися через 7-10 годин після заливання і набирають міцність через 1 добу 30-40 МПа, через 2 добу-50-60 МПа.

0,14-0,63 або 0,1-0,5 мм з насипною густиною 1400-1500 кг/м3 при витраті 950-1000 кг/м. Товщина прошарку суспензії цементно-кам'яного борошна та МК між зернами піску повинна знаходитися в межах 43-55 та 37-44 мкм, відповідно, при вмісті води та СП, що забезпечують розплив сумішей 2530 см. Дисперсність ПЦ та кам'яного борошна повинні бути приблизно однаковими, вміст МК 15-20%, вміст кам'яного борошна 40-55% від маси цементу. При варіюванні вмісту зазначених факторів, оптимальний склад вибирається за необхідним розпливом суміші та максимальними показниками міцності на стиск через 2,7 та 28 діб.

9. Оптимізовано склади тонкозернистих дисперсно-армованих бетонів із міцністю при стисканні 130-150 МПа з використанням сталевої фібри при коефіцієнті армування // = 1 %. Виявлено оптимальні технологічні параметри: перемішування повинно здійснюватися у високошвидкісних змішувачах спеціальної конструкції, бажано вакуумованих; послідовність завантаження компонентів та режими перемішування, "відпочинку", суворо регламентовані.

10. Вивчено вплив складу на плинність, щільність, повітрозміст дисперсно-армованих ПБС, на міцність при стисканні бетонів. Виявлено, що розтікання сумішей, як і міцність бетону, залежать від цілого ряду рецептурних та технологічних факторів. p align="justify"> При оптимізації встановлено математичні залежності плинності, міцності від окремих, найбільш значущих факторів.

11. Вивчено деякі фізико-технічні властивості дисперсноармованих бетонів. Показано, що бетони з міцністю при стисканні 120л.

150 МПа мають модуль пружності (44-47)-10 МПа, коефіцієнт Пуассона -0,31-0,34 (0,17-0,19 - у неармованого). Повітряне усадження дисперсно-армованих бетонів у 1,3-1,5 рази нижче, ніж у неармованих. Висока морозостійкість, низьке водопоглинання та повітряне усадження свідчать про високі експлуатаційні властивості таких бетонів.

12. Виробниче апробування та техніко-економічна оцінка свідчать про необхідність організації виробництв та широкого впровадження у будівництво тонкозернистих реакційно-порошкових дисперсно-армованих бетонів.

Список літератури дисертаційного дослідження кандидат технічних наук Калашніков, Сергій Володимирович, 2006 рік

1. Аганін С.П Бетони низької водопотреби з модифікованими кварцовим наповнювачем.// Автореферат на здобуття уч. степ. к.т.н., М, 1996,17 с.

2. Антропова В.А., Дробишевський В.А. Властивості модифікованого сталефібробетону // Бетон та залізобетон. №3.2002. С.3-5

3. Ахвердов І.М. Теоретичні основи бетонознавства.// Мінськ. Вища школа, 1991,191 с.

4. Бабаєв Ш.Т., Комар А.А. Енергозберігаюча технологія залізобетонних конструкцій з високоміцного бетону з хімічними добавками.// М.: Будвидав, 1987. 240 с.

5. Баженов Ю.М. Бетони XXI ст. Ресурсо- та енергозберігаючі технології будівельних матеріалів та конструкцій // Матеріали міжн. наук. техн. конференції. Білгород, 1995. с. 3-5.

6. Баженов Ю.М. Високоякісний тонкозернистий бетон// Будівельні матеріали.

7. Баженов Ю.М. Підвищення ефективності та економічності технології бетонон // Бетон та залізобетон, 1988 №9. с. 14-16.

8. Баженов Ю.М. Технологія бетону.// Видавництво Асоціації вищих навчальних закладів, М.: 2002. 500 с.

9. Баженов Ю.М. Бетони підвищеної довговічності // Будівельні матеріали, 1999 № 7-8. с. 21-22.

10. Баженов Ю.М., Фалікман В.Р. Нове століття: нові ефективні бетони та технології. Матеріали I Всеросійської конференції. М. 2001. з 91-101.

11. Батраков В.Г. та ін. Суперпластифікатор-розріджувач СМФ.// Бетон і залізобетон. 1985. №5. с. 18-20.

12. Батраков В.Г. Модифіковані бетони // М.: Будвидав, 1998. 768 з.

13. Батраков В.Г. Модифікатори бетону нові можливості // Матеріали I Всеросійської конференції з бетону та залізобетону. М: 2001, с. 184-197.

14. Батраков В.Г., Соболєв К.І., Капрієлов С.С. та ін Високоміцні малоцементні добавки // Хімічні добавки та їх застосування у технології виробництва збірного залізобетону. М: Ц.РОЗ, 1999, з. 83-87.

15. Батраков В.Г., Капрієлов С.С. та ін Оцінка ультрадисперсних відходів металургійних виробництв як добавок у бетон // Бетон та залізобетон, 1990. № 12. с. 15-17.

16. Бацанов С.С. Електронегативність елементів та хімічний зв'язок.// Новосибірськ, видавництво СОАН СРСР, 1962,195 с.

17. Беркович Я.Б. Дослідження мікроструктури та міцності цементного каменю, армованого коротковолокнистим хризотил-азбестом: Автореф. Дис. канд. техн. наук. Москва, 1975. – 20 с.

18. Брик М.Т. Деструкція заповнених полімерів М. Хімія, 1989 с. 191.

19. Брик М.Т. Полімеризація на твердій поверхні неорганічних речовин.// Київ, Наукова думка, 1981,288 с.

20. Василик П.Г., Голубєв І.В. Застосування волокон у сухих будівельних сумішах. // Будівельні матеріали №2.2002. С.26-27

21. Волженський А.В. Мінеральні в'яжучі речовини. М.; Будвидав, 1986,463 с.

22. Волков І.В. Проблеми застосування фібробетону у вітчизняному будівництві. //Будівельні матеріали 2004. – №6. С. 12-13

23. Волков І.В. Фібробетон - стан та перспективи застосування в будівельних конструкціях // Будівельні матеріали, обладнання, технології 21 століття. 2004. № 5. С.5-7.

24. Волков І.В. Фібробетонні конструкції. Обз. інф. Серія "Будівельні конструкції", вип. 2. М, ВНИИИС Держбуду СРСР, 1988.-18с.

25. Волков Ю.С. Застосування надміцних бетонів у будівництві // Бетон та залізобетон, 1994 №7. с. 27-31.

26. Волков Ю.С. Монолітний залізобетон. // Бетон та залізобетон. 2000 №1, с. 27-30.

27. ВСН 56-97. «Проектування та основні положення технологій виробництва фібробетонних конструкцій». М., 1997.

28. Виродов І.П Про деякі основні аспекти теорії гідратації та гідратаційного твердіння в'яжучих речовин // Праці VI міжнародного конгресу з хімії цементу. Т. 2. М.; Будвидав, 1976, С. 68-73.

29. Глухівський В.Д., Похомов В.А. Шлаколужні цементи та бетони. Київ. Будівельник, 1978,184 с.

30. Дем'янова B.C., Калашніков С.В., Калашніков В.І. та ін Реакційна активність подрібнених гірських порід у цементних композиціях. Звістки ТулДУ. Серія "Будівельні матеріали, конструкції та споруди". Тула. 2004. Вип. 7. с. 26-34.

31. Дем'янова B.C., Калашніков В.І., Міненко Є.Ю., Усадка бетону з органомінеральними добавками // Будінфо, 2003 № 13. с. 10-13.

32. Долгопалов Н.М., Суханов М.А., Єфімов С.М. Новий тип цементу: структура цементного каменю / Будівельні матеріали. 1994 №1 с. 5-6.

33. Зірок А.І., Вожов Ю.С. Бетон і залізобетон: Наука та практика // Матеріали Всеросійської конференції з бетону та залізобетону. М: 2001, с. 288-297.

34. Зімон А.Д. Адгезія рідини та змочування. М: Хімія, 1974. с. 12-13.

35. Калашніков В.І. Нестеров В.Ю., Хвастунов В.Л., Комохов П.Г., Соломатов В.І., Марусенцев В.Я, Тростянський В.М. Глиношлакові будівельні матеріали. Пенза; 2000, 206 с.

36. Калашніков В.І. Про переважну роль іонноелектростатичного механізму у розрідженні мінеральних дисперсних композицій.// Довговічність конструкцій з автоклавних бетонів. Тез. V Республіканської конференції. Таллінн 1984. с. 68-71.

37. Калашніков В.І. Основи пластифікування мінеральних дисперсних систем для будівельних матеріалів.// Дисертація на здобуття ступеня д.т.н., Воронеж, 1996, 89 з

38. Калашніков В.І. Регулювання розріджувального ефекту суперпластифікаторів виходячи з іонноелектростатичногодії. / / Виробництво та додаток на хімічні добавки в будівництві. Збірник тез НТК. Софія 1984. с. 96-98

39. Калашніков В.І. Облік реологічних змін бетонних сумішей з суперпластифікаторами.// Матеріали IX Всесоюзної конференції з бетону та залізобетону (Ташкент 1983), Пенза 1983 с. 7-10.

40. Калашніков В Л, Іванов І А. Особливості реологічних змін цементних композицій під дією іонностабілізуючих пластифікаторів// Збірник праць "Технологічна механіка бетону" Рига РПІ, 1984 с. 103-118.

41. Калашніков В.І., Іванов І.А. Роль процедурних факторів та реологічних показників дисперсних композицій.// Технологічна механіка бетону. Рига РПІ, 1986. с. 101-111.

42. Калашніков В.І., Іванов І.А., Про структурно-реологічний стан гранично розріджених висококонцентрованих дисперсних систем.// Праці IV Національної конференції з механіки та технології композиційних матеріалів. БАН, Софія. 1985.

43. Калашніков В.І., Калашніков С.В. До теорії "твердіння композиційних цементних в'яжучих.// Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Актуальні питання будівництва» Т.З. Вид. Мордовського держ. університету, 2004. С. 119-123.

44. Калашніков В.І., Калашніков С.В. До теорії твердіння композиційних цементних в'яжучих. Матеріали міжнародної науково-технічної конференції "Актуальні питання будівництва" Т.З. Вид. Мордовського держ. університету, 2004. С. 119-123.

45. Калашніков В.І., Хвастунов B.JI. Москвин Р.М. Формування міцності карбонатношлакових та каустифікованих в'яжучих. Монографія. Депонована у ВГУП ВНІІНТПІ, Вип.1,2003,6.1 д.а.

46. Калашніков В.І., Хвастунов B.JL, Тарасов Р.В., Комохов П.Г., Стасевич А.В., Кудашов В.Я. Ефективні жаростійкі матеріали на основі модифікованого глиношлакового в'яжучого// Пенза, 2004,117 с.

47. Калашніков С. В. та ін Топологія композитних та дисперсно-армованих систем // Матеріали МНТК композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика. Пенза, ПДЗ, 2005. С. 79-87.

48. Кисельов А.В., Лигін В.І. Інфрачервоні спектри поверхневих соединений.// М.: Наука, 1972,460 з.

49. Коршак В.В. Термостійкі полімери.// М: Наука, 1969,410 с.

50. Курбатов Л.Г., Рабінович Ф.М. Про ефективність бетонів, армованих залізними фібрами. // Бетон та залізобетон. 1980. Л 3. С. 6-7.

51. Ланкард Д.К., Діккерсон Р.Ф. Залізобетон з арматурою з обрізків сталевого дроту// Будівельні матеріали за кордоном. 1971 №9, с. 2-4.

52. Леонтьєв В.М., Приходько В.А., Андрєєв В.А. Про можливість використання вуглецевих волокнистих матеріалів для армування бетонів// Будівельні матеріали, 1991. №10. З. 27-28.

53. Лобанов І.А. Особливості структури та властивості дисперсно-армованих бетонів // Технологія виготовлення та властивості нових композиційних будівельних матеріалів: Міжвуз. тематики. зб. наук. тр. Л: ЛИСИ, 1086. С. 5-10.

54. Маілян ДР., Шилов Ал.В., Джаварбек R Вплив фібрового армування базальтовим волокном на властивості легкого та важкого бетонів // Нові дослідження бетону та залізобетону. Ростов-на-Дону, 1997. С. 7-12.

55. Маїлян Л.Р., Шилов А.В. Керамзитофіброзалізо-бетонні елементи, що згинаються, на грубому базальтовому волокні. Ростов н/Д: Зростання. держ. будує, ун-т, 2001. – 174 с.

56. Маїлян Р.Л., Маілян Л.Р., Осипов К.М. та ін. Рекомендації з проектування залізобетонних конструкцій з керамзитобетону з фібровим армуванням базальтовим волокном/Ростов-на-Дону, 1996. -14 с.

57. Мінералогічна енциклопедія/Переклад з англ. Л. Надра,1985. с. 206-210.

58. Мчедлов-Петросян О.П. Хімія неорганічних будівельних матеріалів. М.; Будвидав, 1971, 311с.

59. Нерпін С.В., Чуднівський А.Ф., Фізика ґрунту. М. Наука. 1967,167с.

60. Несвітаєв Г. В., Тімонов С.К. Усадочні деформації бетону. 5-ті Академічні читання РААСН. Воронеж, ВДАСУ, 1999. с. 312-315.

61. Пащенко А.А., Сербії В.П. Армування цементного каменю мінеральним волокном Київ, УкрНДІНТІ - 1970 - 45 с.

62. Пащенко А.А., Сербії В.П., Старчевська Є.А. В'яжучі" речовини. Київ. Вища школа, 1975,441 с.

63. Полак А.Ф. Твердіння мінеральних в'яжучих речовин. М.; Видавництво літератури з будівництва, 1966, 207 с.

64. Попкова A.M. Конструкції будівель та споруд із високоміцного бетону // Серія будівельних конструкцій // Оглядова інформація. Вип. 5. М: ВНІІНТПІ Держбуду СРСР, 1990 77 с.

65. Пухаренко, Ю.В. Наукові та практичні основи формування структури та властивостей фібробетонів: дис. док. техн. наук: Санкт Петербург, 2004. с. 100–106.

66. Рабінович Ф.М. Бетони, дисперсно-армовані волокнами: Огляд ВНДІЕСМ. М., 1976. – 73 с.

67. Рабінович Ф.Н. Дисперсноармовані бетони. М., Будвидавництво: 1989.-177 с.

68. Рабінович Ф.М. Деякі питання дисперсного армування бетонних матеріалів скловолокном // Дисперсно-армовані бетони та конструкції з них: Тези доп. Республ. нарад. Рига, 1975. - С. 68-72.

69. Рабінович Ф.М. Про оптимальне армування сталефібробетонних конструкцій // Бетон та залізобетон. 1986. № 3. С. 17-19.

70. Рабінович Ф.М. Про рівні дисперсного армування бетонів. // Будівництво та архітектура: Изв. вишів. 1981. № 11. С. 30-36.

71. Рабінович Ф.М. Застосування фіброармованих бетонів в конструкціях будівель // Фібробетон та його застосування в будівництві: Праці НИИЖБ. М., 1979. – С. 27-38.

72. Рабінович Ф.М., Курбатов Л.Г. Застосування сталефібробетону в конструкціях інженерних споруд // Бетон та залізобетон. 1984. - №12.-С. 22-25.

73. Рабінович Ф.М., Романов В.П. Про межу тріщиностійкості дрібнозернистого бетону, армованого сталевими фібрами // Механікакомпозитних матеріалів. 1985. №2. З. 277-283.

74. Рабінович Ф.М., Чорномаз А.П., Курбатов Л.Г. Монолітні днища резервуарів зі сталефібробетону// Бетон і залізобетон. -1981. №10. З. 24-25.

76. Соломатов В.І., Вироюй В.М. та ін. Композиційні будівельні матеріали та конструкції зниженої матеріаломісткості.// Київ, Будівельник, 1991,144 с.

77. Сталефібробетон та конструкції з нього. Серія «Будівельні матеріали» Вип. 7 ВНІІНТПІ. Москва. – 1990.

78. Склофібробетон та конструкції з нього. Серія "Будівельні матеріали". Вип.5. ВНІІНТПІ.

79. Стрєлков М.І. Зміна істинного складу рідкої фази при твердінні в'яжучих речовин та механізми їх твердіння // Праці наради з хімії цементу. М.; Промбудвидав, 1956, С. 183-200.

80. Сичова Л.І., Воловика А.В. Матеріали, армовані волокном / Переклад видавництва: Fibrereinforced materials. -М.: Будвидав, 1982. 180 с.

81. Торопов Н.А. Хімія силікатів та оксидів. Л.; Наука, 1974,440с.

82. Третьяков Н.Є., Філімонов В.М. Кінетика і каталіз / Т.: 1972, № 3,815-817 с.

83. Фадель І.М. Інтенсивна роздільна технологія бетону, наповненого базальтом.// Автореферат дис. к.т.н. М, 1993,22 с.

84. Фібробетон у Японії. Експрес-інформація. Будівельні конструкції», М, ВНДІІВ Держбуду СРСР, 1983. 26 с.

85. Філімонов В.М. Спектроскопія фотоперетворень у молекулах.//Л.: 1977, с. 213-228.

86. Хун ДЛ. Властивості бетонів, що містять мікрокремнезем і вуглецеве волокно, оброблене силанами // Експрес-інформація. Вип. №1.2001. С.33-37.

87. Циганенко А.А., Хоменя А.В., Філімонов В.М. Адсорбція та адсорбенти.//1976, вип. 4, с. 86-91.

88. Шварцман А.А., Томілін І.А. Успіхи хімії//1957, Т. 23 №5, с. 554-567.

89. Шлаколужні в'яжучі та дрібнозернисті бетони на їх основі (за загальною редакцією В.Д. Глуховського). Ташкент, Узбекистан, 1980,483 с.

90. Юрген Шуберт, Калашніков С.В. Топологія змішаних в'яжучих та механізм їх твердіння // Зб. Статті МНТК Нові енерго та ресурсозберігаючі наукомісткі технології у виробництві будівельних матеріалів. Пенза, ПДЗ, 2005. с. 208-214.

91. Balaguru P., Najm. High-performance fiber-reinforced mixture with fiber volume fraction//ACI Materials Journal.-2004.-Vol. 101 №4.- p. 281-286.

92. Batson G.B. State-the-Art Reportion Fiber Reinforced Concrete. Reported by ASY Committee 544. "ACY Journal". 1973, -70, - № 11, -p. 729-744.

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

94. Bindiganavile V., Banthia., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement compsite // ACJ Materials Journal. 2002 – Vol. 99 № 6.

95. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten. / / Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10, s 1-15.

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

97. Dallaire E., Bonnean O., Lachemi M., Aitsin P.-C. Mechanical Behavior of Consined Reactive Powder Concrete.// American Societe of Givil Eagineers Materials Engineering Coufernce. Washington. DC. November 1996, Vol. 1, p.555-563.

98. Frank D., Friedemann K., Schmidt D. Optimisierung der Mischung sowie Verifizirung der Eigenschaften Saueresistente Hochleistungbetone.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003. № 3. S.30-38.

99. Grube P., Lemmer C., Riihl M Vom Gussbeton zum Selbstvendichtenden Beton. s. 243-249.

100. Kleingelhofer P. Neue Betonverflissiger auf Basis Policarboxilat.// Proc. 13. Jbasil Weimar 1997, Bd. 1, s 491-495.

101. Muller C., Sehroder P. Schlif3e P., Hochleistungbeton mit Steinkohlenflugasche. Essen VGB Fechmische Vereinigung Bundesveband Kraftwerksnelenprodukte.// E.V., 1998-Jn: Flugasche in Beton, VGB/BVK-Faschaugung. 01 Dezember 1998, Vortag 4,25 seiten.

102. Richard P., Cheurezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Skientific Division Bougies.// Cement and Concrete Research, Vol. 25. No. 7, pp. 1501-1511,1995.

103. Richard P., Cheurezy M. Reactive Powder Concrete with Heigh Ducttility and 200-800 MPa Compressive Strength.// AGJ SPJ 144-22, p. 507-518,1994.

104. Romualdy JR, Mandel J.A. Tensile strength of Concrete Affected by Uniformly Distributed and Glosely Spaced Lengths of Wire Reinforcement «ACY Journal». 1964 - 61 - № 6 - p. 675-670.

105. Schachinger J., Schubert J., Stengel Т., Schmidt PC, Hilbig H., Heinz DL Ultrahochfester Beton-Bereit fur die Anwendung? Schriftenzeihe Baustoffe.// FestSchrift zum 60. Geburgstag Von Prof.-Dr. Jng. Peter Schliessl. Heft. 2003, s. 189-198.

106. Schmidt M. Bornemann R. Moglichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1, s 1083-1091.

107. Schmidt M. Jahre Entwicklung bei Zement, Zusatsmittel und Beton. Ceitzum Baustoffe und Materialpriifung. Schriftenreihe Baustoffe.// Fest-schrift zum 60. Geburgstag von Prof. Dr.-Jng. Peter Schiesse. Heft 2.2003 s 189-198.

108. SchmidM,FenlingE.Utntax;hf^

109. Schmidt M., Fenling E., Teichmann Т., Bunjek K., Bornemann R. Ultrahochfester Beton: Perspective fur die Betonfertigteil Industrie.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003. № 39.16.29.

110. Scnachinger J, Schuberrt J, Stengel T, Schmidt K, Heinz D, Ultrahochfester Beton Bereit Fur die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe. Fest – schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr.-ing. Peter Schliessl. Heft 2.2003, C.267-276.

111. Scnachinger J., Schubert J., Stengel Т., Schmidt K., Heinz D. Ultrahochfester Beton Bereit Fur die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe.// Fest - schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. - ing. Peter Schlissl. Heft 2.2003, C.267-276.

112. Stark J., Wicht B. Geschichtleiche Entwichlung der ihr Beitzag zur Entwichlung der Betobbauweise.// Oster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft., 142.1997. H.9.125. Taylor // MDF.

113. Wirang-Steel Fibraus Concrete.// Concrete construction. 1972,16, № l, s. 18-21.

114. Bindiganavill V., Banthia N., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite //ASJ Materials Journal. -2002.-Vol. 99 №6.-p. 543-548.

115. Balaguru P., Nairn H., High-performance fiber-reinforced concrete mixture proportion with high fiber volume fractions // ASJ Materials Journal. 2004, Vol. 101, №4.-p. 281-286.

116. Kessler H., Kugelmodell fur Ausfallkormengen dichter Betone. Betonwetk + Festigteil-Technik, Heft 11, S. 63-76,1994.

117. Bonneau O., Lachemi M., DallaireE., Dugat J., Aitcin P.-C. Mechanical ProPerties and Durability of Two Industrial Reactive Powder Cohcrete // ASJ Materials Journal V.94. No.4, S.286-290. Juli-August, 1997.

118. De Larrard F. Sedran Th. Optimization of ultrahigh-performance конкретні з використанням пакетної моделі. Cem. Concrete Res., Vol.24 (6). S. 997-1008,1994.

119. Richard P., Cheurezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Cem. Coner.Res.Vol.25. No.7, S.1501-1511,1995.

120. Bornemann R., Sehmidt M., Fehling E., Middendorf B. Ultra Hachleistungsbeton UHPC - Herstellung, Eigenschaften und Anwendungsmoglichkeiten. Sonderdruck aus; Beton und stahlbetonbau 96, H.7. S.458-467,2001.

121. Bonneav O., Vernet Ch., Moranville M. Optimization of Reological Behavior of Reactive Powder Coucrete (RPC). Shebroke, Canada, August, 1998. S.99-118.

122. Aitcin P., Richard P. The Pedestrian / Bikeway Bridge of scherbooke. 4-й Міжнародний Simposium on Utilization of High-strength/ High-Performance, Paris. S. 1999-1406,1996.

123. De Larrard F., Grosse J.F., Puch C. Comparative study of Various Silica Fumes as Additives in High-Performance Cementious Materials. Матеріали та структури, RJLEM, Vol.25, S. 25-272,1992.

124. Richard P. Cheyrezy М.М. Reactive Powder Concretes with High Ductility and 200-800 MPa Compressive Strength. ACI, SPI 144-24, S. 507-518,1994.

125. Berelli G., Dugat I., Bekaert A. За допомогою RPC в Gross-Flow Cooling Towers, Міжнародний симпозіум на High-Performance and Reactive Powder Concretes, Sherbrooke, Canada, S. 59-73,1993.

126. De Larrard F., Sedran T. Mixture-Proportioning of High-Performance Concrete. Cem. Concr. Res. Vol. 32, S. 1699-1704,2002.

127. Dugat J., Roux N., Bernier G. Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes. Materials and Structures, Vol. 29, S. 233-240, 1996.

128. Bornemann R., Schmidt M. Роль гравців у конкретній ситуації: Процедури шостої міжнародної симпозіум на використанні високої сили/високої продуктивності. S. 863-872,2002.

129. Richard P. Reactive Powder Concrete: New Ultra-High Cementitius Material. 4-й Міжнародний Симпозіум на Використання High-Strength/ High-Performance Concrete, Paris, 1996.

130. Uzawa, M; Masuda, T; Shirai, K; Shimoyama, Y; Tanaka, V: Fresh Properties and Strength of Reactive Powder Composite Material (Ductal). Proceedings of the est fib congress, 2002.

131. Vernet, Ch; Moranville, M; Cheyrezy, M; Prat, E: Ultra-High Durability Concretes, Chemistry and Microstructure. HPC Symposium, Hong-Kong, Dezember 2000.

132. Cheyrezy, M; Maret, V; Frouin, L: Microstructural Analysis of RPC (Reactive Powder Concrete). Cem.Coner.Res.Vol.25, No. 7, S. 1491-1500,1995. ,

133. Bouygues Fa: Juforniationsbroschure zum betons de Poudres Reactives, 1996.

134. Reineck. K-H., Lichtenfels A., Greiner. St. 6th International Symposium on high Strength/High Performance. Leipzig, June, 2002.

135. Бабков B.B., Комохов П.Г. та ін. Об'ємні зміни в реакціях гідратації та перекристалізації мінеральних в'яжучих речовин / Наука та техніка -2003 №7

136. Бабков В.В., Полок А.Ф., Комохов П.Г. Аспекти довговічності цементного каменю/Цемент-1988-№3 з 14-16.

137. Олександрівський С.В. Деякі особливості усадки бетону та залізобетону, 1959, №10 з 8-10.

138. Шейкін А.В. Структура, міцність та тріщиностійкість цементного каменю. М: Будвидав 1974,191 с.

139. Шейкін А.В., Чеховський Ю.В., Бруссер М.І. Структура та властивості цементних бетонів. М: Будвидав, 1979. 333 с.

140. Цілосані З.М. Усадка та повзучість бетону. Тбілісі: Вид-во АН Вантаж. РСР, 1963. з 173.

141. Берг О.Я., Щербаков Ю.М., Пісанко Т.М. Високоміцний бетон. М: Будвидавництво. 1971. з 208.i?6

Зверніть увагу, наведені вище наукові тексти розміщені для ознайомлення та отримані за допомогою розпізнавання оригінальних текстів дисертацій (OCR). У зв'язку з чим у них можуть бути помилки, пов'язані з недосконалістю алгоритмів розпізнавання. У PDF файлах дисертацій та авторефератів, які ми доставляємо, таких помилок немає.

Даний винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів і застосовується для виготовлення бетонних виробів: високохудожніх ажурних огорож і решіток, стовпів, тонкої тротуарної плитки та бордюрного каменю, тонкостінної плитки для внутрішнього та зовнішнього облицювання будівель та споруд, декоративних виробів та малих архітектурних форм. Спосіб приготування самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші полягає в послідовному перемішуванні компонентів до отримання суміші з необхідною плинністю. Спочатку в змішувачі перемішують воду і гіперпластифікатор, потім засипають цемент, мікрокремнезем, кам'яне борошно і суміш перемішують протягом 2-3 хв, після чого вводять пісок і фібру і перемішують протягом 2-3 хв. Отримують самоущільнюючу особливо високоміцну реакційно-порошкову фібробетонну суміш з дуже високими властивостями плинності, яка містить у своєму складі наступні компоненти: портландцемент ПЦ500Д0, пісок фракції від 0,125 до 0,63, гіперпластифікатор, волокна, волокна, мікрокремне воду. Спосіб виготовлення бетонних виробів у формах полягає в приготуванні бетонної суміші, подачі суміші у форми та подальшій витримці у пропарювальній камері. Внутрішню, робочу поверхню форми піддають обробці тонким шаром води, потім заливають у форму самоущільнювальну особливо високоміцну реакційно-порошкову фібробетонну суміш з дуже високими властивостями плинності. Після заповнення форми розпорошують на поверхню суміші тонкий шар води та накривають форму технологічним піддоном. Технічний результат - отримання самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, що володіє високими характеристиками міцності, що має низьку вартість і дозволяє виготовляти ажурні вироби. 2 зв. та 2 з.п. ф-ли, 1 табл., 3 іл.

Відомий спосіб виготовлення декоративних будівельних виробів та/або декоративних покриттів шляхом перемішування з водою в'яжучого, що містить портландцементний клінкер, модифікатор, що включає органічний водознижувальний компонент і деяку кількість прискорювача твердіння і гіпс, пігментів, заповнювачів, мінеральних та хімічних (функціональних) добавок, витримують до насичення бентонітової глини (функціональна добавка стабілізатор суміші) пропіленгліколем (органічний водознижувальний компонент), фіксації отриманого комплексу гелеутворювачем гідроксипропілцелюлозою, укладання, формування, ущільнення та термообробки. Причому перемішування сухих компонентів і приготування суміші здійснюють у різних змішувачах (див. патент РФ № 2084416, МПК6 С04В 7/52, 1997).

Недоліком цього рішення є необхідність застосування різного обладнання для змішування компонентів суміші та подальшого проведення операцій ущільнення, що ускладнює та здорожує технологію. Крім того, при використанні цього способу неможливо отримати вироби з тонкими та ажурними елементами.

Відомий спосіб приготування суміші для виробництва будівельних виробів, що включає активізацію в'яжучого шляхом спільного помелу портландцементного клінкеру з сухим суперпластифікатором і подальше змішування з наповнювачем і водою, причому спочатку здійснюють змішування активованого наповнювача з 5-10% води замішування, потім вводять активоване в'яжу після чого вводять 40 - 60% води замішування і суміш перемішують, потім вводять воду, що залишилася, і здійснюють остаточне перемішування до отримання однорідної суміші. Постадійну суміш компонентів здійснюють протягом 0,5-1 хв. Виготовлені з отриманої суміші вироби необхідно витримувати при температурі 20°C і вологості 100% протягом 14 діб (див. патент РФ № 2012551, МПК5 C04B 40/00, 1994).

Недоліком відомого способу є складна і дорога операція по спільному помелу в'яжучого та суперпластифікатора, що вимагає великих витрат на організацію змішувального та помольного комплексу. Крім того, при використанні цього способу неможливо отримати вироби з тонкими та ажурними елементами.

Відомий склад для приготування бетону, що самоущільнюється, що містить:

100 мас. частин цементу,

50-200 мас. частин сумішей пісків із кальцинованих бокситів різного гранулометричного складу, найбільш тонкий пісок середнього гранулометричного складу менше 1 мм; найбільший пісок середнього гранулометричного складу менше 10 мм;

5-25 мас. частин надмалих частинок карбонату кальцію та білої сажі, причому вміст білої сажі становить не більше 15 мас. частин;

0,1-10 мас. частин протипінного кошти;

0,1-10 мас. частин суперпластифікатора;

15-24 мас. частин волокон;

10-30 мас. частин води.

Масове відношення між кількістю надмалих частинок карбонату кальцію в бетоні і кількістю білої сажі може досягати 1:99-99:1, переважно 50:50-99:1 (див. патент РФ № 2359936, МПК С04В 28/04 С04В 111/20 111/62 (2006.01), 2009, п.12).

Недоліком зазначеного бетону є використання дорогих пісків із кальцинованих бокситів, що застосовуються зазвичай в алюмінієвому виробництві, а також надлишкова кількість цементу, що веде, відповідно, до збільшення витрати решти дуже дорогих компонентів бетону і, відповідно, до збільшення його вартості.

Проведений пошук показав, що не знайдено рішень, що забезпечують отримання реакційно-порошкового бетону, що самоущільнюється.

Відомий спосіб приготування бетону з добавкою волокон, в якому всі компоненти бетону змішують до отримання бетону з необхідною плинністю або спочатку змішують сухі компоненти, такі як цемент, різні види піску, надмалі частинки карбонату кальцію, біла сажа і, можливо, суперпластифікатор і протипінний засіб, після чого додають до суміші воду, і при необхідності суперпластифікатор, і протипінний засіб, якщо вони присутні в рідкому вигляді, і при необхідності волокна, і перемішують до отримання бетону з необхідною плинністю. Після перемішування, наприклад, протягом 4-16 хвилин отриманий бетон може легко формуватися завдяки своїй дуже високій плинності (див. патент РФ № 2359936, МПК С04В 28/04, С04В 111/20, С04В 111/62 (2006.01), 200 ., п.12). Це рішення прийнято за прототип.

Одержаний бетон, що самоущільнюється з надвисокими властивостями, може бути застосований для виготовлення збірних елементів, таких як стовпи, поперечні балки, балки, перекриття, плиткове покриття, художні споруди, попередньо напружених елементів або композиційних матеріалів, матеріалу для закладення зазорів між конструкційними елементами, елементів систем асенізації або в архітектурі.

Недоліком зазначеного способу є велика витрата цементу для приготування 1 м3 суміші, що тягне за собою збільшення вартості бетонної суміші та виробів із неї через збільшення витрати інших компонентів. Крім того, описаний у винаході спосіб використання отриманого бетону не несе будь-яких відомостей, яким чином можна виготовити, наприклад, художні ажурні та тонкостінні бетонні вироби.

Широко відомі способи виготовлення різних виробів з бетону, коли залитий у форму бетон згодом піддають віброущільнення.

Однак за допомогою таких відомих способів неможливо отримати художніх, ажурних та тонкостінних бетонних виробів.

Відомий спосіб виготовлення бетонних виробів у пакувальних формах, що полягає у приготуванні бетонної суміші, подачі суміші у форми, твердінні. Використовується повітряно- та вологоізоляційна форма у вигляді пакувальних тонкостінних багатокамерних форм, покритих після подачі в них суміші повітро- та вологоізоляційним покриттям. Твердіння виробів проводять у герметичних камерах протягом 8-12 годин (див. патент на винахід України № UA 39086, МПК7 В28В 7/11; В28В 7/38; С04В 40/02, 2005 р.).

Недоліком відомого способу є велика вартість форм, що використовуються для виготовлення бетонних виробів, а також неможливість виготовлення у такий спосіб художніх, ажурних та тонкостінних бетонних виробів.

Перше завдання - отримання складу самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з необхідною зручноукладальністю і необхідними характеристиками міцності, що дозволить знизити вартість самоущільнюваної бетонної суміші.

Друге завдання - підвищення міцності в добовому віці при оптимальній зручноукладальності суміші і поліпшення декоративних властивостей лицьових поверхонь виробів з бетону.

Перша поставлена задача вирішується за рахунок того, що розроблений спосіб приготування самоущільнюваної особливо високопропорної реакційно-порошкової фібробетонної суміші, що полягає в перемішуванні компонентів бетонної суміші до отримання необхідної плинності, в якому змішування компонентів фібробетонної суміші здійснюють послідовно, причому спочатку в суміші засипають цемент, мікрокремнезем, кам'яне борошно і суміш перемішують протягом 2-3 хв, після чого вводять пісок і фібру і перемішують протягом 2-3 хв до отримання фібробетонної суміші, що містить компоненти, мас.%:

Загальний час виготовлення бетонної суміші становить від 12 до 15 хвилин.

Технічний результат від використання винаходу полягає в отриманні самоущільнюваної особливо високопропорної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, підвищенні якості і розтікання фібробетонної суміші, за рахунок спеціально підібраного складу, послідовності введення і часу перемішування суміші, що веде до суттєвого підвищення. бетону до М1000 та вище, зниження необхідної товщини виробів.

Виконання змішування інгредієнтів у певній послідовності, коли спочатку в змішувачі перемішують відмірену кількість води та гіперпластифікатора, потім додають цемент, мікрокремнезем, кам'яне борошно і перемішують протягом 2-3 хвилин, після чого вводять пісок і фібру і отриману бетонну суміш перемішують протягом 3 хвилин, дозволяє забезпечити значне підвищення якості та характеристик плинності (удобоукладальності) одержуваної самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші.

Технічний результат від використання винаходу полягає в отриманні самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, що володіє високими характеристиками міцності і має низьку вартість. Дотримання наведеного співвідношення компонентів суміші, мас.%:

дозволяє отримати самоущільнюючу особливо високоміцну реакційно-порошкову фібробетонну суміш з дуже високими властивостями плинності, що володіє високими характеристиками міцності і має при цьому низьку вартість.

Використання наведених вище компонентів при дотриманні зазначеної пропорції в кількісному співвідношенні дозволяє при отриманні самоущільнюється особливо високочерепної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з необхідною плинністю і високими властивостями міцності забезпечити низьку вартість одержуваної суміші і підвищити, таким чином, її споживчі властивості. Використання таких компонентів, як мікрокремнезем, кам'яне борошно, дозволяє зменшити відсотковий вміст цементу, що спричиняє зниження відсоткового вмісту інших дорогих компонентів (гіперпластифікатора, наприклад), а також відмовитися від використання дорогих пісків із кальцинованих бокситів, що також веде до зниження вартості бетонної. суміші, але не впливає на її якості міцності.

Друге поставлене завдання вирішується за рахунок того, що розроблений спосіб виготовлення виробів у формах з фібробетонної суміші, приготованої описаним вище способом, що полягає в подачі суміші у форми і подальшій витримці для затвердіння, причому спочатку на внутрішню робочу поверхню форми розпилюють тонкий шар води, а після заповнення форми сумішшю розпорошують на її поверхні тонкий шар води та накривають форму технологічним піддоном.

Причому подачу суміші форми здійснюють послідовно, накриваючи заповнену форму зверху технологічним піддоном, після установки технологічного піддону процес виготовлення виробів повторюють багаторазово, встановлюючи наступну форму на технологічний піддон над попередньою.

Технічний результат від використання винаходу полягає в підвищенні якості лицьової поверхні виробу, істотному підвищенні характеристик міцності виробу, за рахунок застосування самоущільнюваної фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, спеціальної обробки форм і організації догляду за бетоном в добовому віці. Організація догляду за бетоном у добовому віці полягає у забезпеченні достатньої гідроізоляції форм із залитим у них бетоном шляхом покриття верхнього шару бетону у формі водяною плівкою та накриття форм піддонами.

Технічний результат досягається за рахунок застосування фібробетонної суміші, що самоущільнюється, з дуже високими властивостями плинності, яка дозволяє виробляти дуже тонкі та ажурні вироби будь-якої конфігурації, повторювати будь-які фактури та види поверхонь, виключає процес віброущільнення при формуванні виробів, а також дозволяє використовувати будь-які форми (еластичні, , металеві, пластикові та ін.) для виробництва виробів.

Попереднє змочування форми тонким шаром води і завершальна операція розпилення на поверхні залитої фібробетонної суміші тонкого шару води, накриття форми з бетоном наступним технологічним піддоном з метою створення герметичної камери для кращого дозрівання бетону дозволяє виключити появу повітряних пір від затисненого повітря , знизити випаровування води з бетону, що твердіє, і підвищити характеристики міцності одержуваних виробів.

Кількість форм, що заливаються одночасно, вибирається з розрахунку обсягу отриманої самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші.

Отримання фібробетонної суміші, що самоущільнюється, з дуже високими властивостями плинності і за рахунок цього з поліпшеними якостями зручноукладальності дозволяє при виготовленні художніх виробів не застосовувати вібростол і спростити технологію виготовлення, при цьому підвищити характеристики художніх виробів з бетону.

Технічний результат досягається за рахунок спеціально підібраного складу дрібнозернистої самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші, режиму послідовності введення компонентів, способу обробки форм та організації догляду за бетоном у добовому віці.

Переваги даної технології та бетону:

Використання піску модуля крупності фр. 0,125-0,63;

Відсутність у складі бетонної суміші великого наповнювача;

Можливість виготовлення бетонних виробів з тонкими та ажурними елементами;

Ідеальна поверхня бетонних виробів;

Можливість виготовлення виробів із заданою шорсткістю та текстурою поверхні;

Висока марочна міцність бетону на стиск не менше М1000;

Висока марочна міцність бетону при згинанні, не менше Ptb100;

Даний винахід докладніше пояснюється нижче за допомогою прикладів виконання, які не є обмежувальними.

Фіг. 1 (а, б) - схема виготовлення виробів - заливання одержаного фібробетону у форми;

Фіг. 2 - вид зверху на виріб, що отримується з використанням заявленого винаходу.

Спосіб отримання самоущільнюється особливо високопропорної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, що містить зазначені вище компоненти, здійснюють наступним чином.

Спочатку зважуються всі компоненти суміші. Потім змішувач заливають відміряну кількість води, гіперпластифікатора. Після цього змішувач включають. У процесі перемішування води гіперпластифікатора послідовно засипають наступні компоненти суміші: цемент, мікрокремнезем, кам'яне борошно. При необхідності для фарбування бетону в масі можна додати залізоокисні пігменти. Після введення цих компонентів змішувач отримана суспензія перемішується від 2 до 3 хвилин.

На наступному етапі послідовно вводять пісок і фібру, і бетонну суміш перемішують від 2 до 3 хвилин. Після цього бетонна суміш готова до використання.

У процесі приготування суміші вводять прискорювач набору міцності.

Отримана самоущільнювальна особливо високоміцна реакційно-порошкова фібробетонна суміш з дуже високими властивостями плинності є рідкою консистенцією, одним з показників якої є розплив конуса Хагермана на склі. Щоб суміш добре розтікалася, розплив має бути не менше 300 мм.

В результаті застосування заявленого способу отримують самоущільнювальну особливо високоміцну реакційно-порошкову фібробетонну суміш з дуже високими властивостями плинності, яка містить у своєму складі наступні компоненти: портландцемент ПЦ500Д0, пісок фракції від 0,125 до 0,63, мікропласт міцності та воду. При здійсненні способу виготовлення фібробетонної суміші дотримуються наступного співвідношення компонентів, мас.%:

Причому при здійсненні способу виготовлення фібробетонної суміші використовують кам'яне борошно з різних природних матеріалів або відходів, таких як, наприклад, кварцове борошно, доломітове борошно, вапнякове борошно і т.п.

Гіперпластифікатори можна використовувати наступних марок: Sika ViscoCrete, Glenium і т.п.

При виготовленні суміші може бути введений прискорювач набору міцності, наприклад, Master X-Seed 100 (X-SEED 100) або аналогічні прискорювачі набору міцності.

Отриману самоущільнюючу особливо високоміцну реакційно-порошкову фібробетонну суміш з дуже високими властивостями плинності можна використовувати при виробництві художніх виробів, що мають складну конфігурацію, наприклад ажурних огорож (див. фіг. 2). Використовують отриману суміш безпосередньо після виготовлення.

Спосіб виготовлення бетонних виробів із самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, отриманої описаним вище способом і має зазначений склад, здійснюється наступним чином.

Для виготовлення ажурних виробів шляхом заливання самоущільнюваної особливо високопропорної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності використовують еластичні (поліуретанові, силіконові, формопластові) або жорсткі пластикові форми 1. Умовно показана форма, що має просту конфігурацію спрощення схеми. Форма встановлюється на технологічний піддон 2. На внутрішню, робочу поверхню 3 форми виробляють розпилення тонкого шару води, це надалі знижує кількість бульб защемленого повітря на лицьовій поверхні бетонного виробу.

Після цього отриману фібробетонну суміш 4 заливають у форму, де вона розтікається і самоущільнюється під дією власної ваги, видавлюючи повітря, що знаходиться в ній. Після самовирівнювання бетонної суміші у формі для інтенсивнішого виходу повітря з бетонної суміші на залитий у форму бетон розпилюють тонкий шар води. Потім форму, заповнену фібробетонною сумішшю, зверху накривають наступним технологічним піддоном 2, який створює закриту камеру для більш інтенсивного набору міцності бетону (див. фіг.1 (a)).

На цей піддон виставляють нову форму і процес виготовлення виробів повторюють. Таким чином, з однієї порції підготовленої бетонної суміші може бути заповнено послідовно кілька форм, встановлених один над одним, що забезпечує підвищення ефективності використання фібробетонної суміші. Форми заповнені фібробетонною сумішшю залишають для затвердіння суміші приблизно на 15 годин.

Через 15 годин бетонні вироби розформовують і направляють на шліфування тильної сторони, а потім у камеру пропарювання або в камеру тепло-влажностной обробки (ТВО), де вироби витримують до повного набору міцності.

Використання винаходу дозволяє виробляти високо-декоративні ажурні та тонкостінні високоміцні бетонні вироби марки М1000 та вище за спрощеною ливарною технологією без використання віброущільнення.

Винахід може бути здійснено з використанням відомих перерахованих компонентів при дотриманні кількісних пропорцій і описаних технологічних режимів. При здійсненні винаходу може бути використане відоме обладнання.

Приклад здійснення способу приготування самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності.

Спочатку зважуються всі компоненти суміші та відміряють у наведеній кількості (мас.%):

Потім у змішувач заливають відміряну кількість води та гіперпластифікатора Sika ViscoCrete 20 Gold. Після цього змішувач включають і перемішують компоненти. У процесі перемішування води та гіперпластифікатора послідовно засипають наступні компоненти суміші: портландцемент ПЦ500 Д0, мікрокремнезем, кварцове борошно. Процес перемішування ведуть безперервно протягом 2-3 хвилин.

На наступному етапі послідовно вводять пісок фр. 0,125-0,63 та фібру сталеву 0,22×13мм. Бетонну суміш перемішують протягом 2-3 хвилин.

Зменшення часу перемішування не дозволяє отримати однорідну суміш, а збільшення часу перемішування не дає додаткового покращення якості суміші, але затягує процес.

Після цього бетонна суміш готова до використання.

Загальний час виготовлення фібробетонної суміші становить від 12 до 15 хвилин, даний час включає додаткові операції із засипання компонентів.

Приготовану самоущільнювальну особливо високоміцну реакційно-порошкову фібробетонну суміш з дуже високими властивостями плинності використовують для виготовлення ажурних виробів шляхом заливання у форми.

Приклади складу одержуваної самоущільнюваної особливо високоміцної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, виготовленої заявленим способом наведені в таблиці 1.

1. Спосіб приготування самоущільнюваної особливо високопропорної реакційно-порошкової фібробетонної суміші з дуже високими властивостями плинності, що полягає в перемішуванні компонентів бетонної суміші до отримання необхідної плинності, який відрізняється тим, що змішування компонентів, фібробетонної суміші здійснюють послідовно, причому спочатку засипають цемент, мікрокремнезем, кам'яне борошно і суміш перемішують протягом 2-3 хв, після чого вводять пісок і фібру і перемішують протягом 2-3 хв до отримання фібробетонної суміші, що містить, мас.%:

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що загальний час приготування бетонної суміші становить від 12 до 15 хвилин.

3. Спосіб виготовлення виробів у формах з фібробетонної суміші, приготованої способом за пп.1, 2, що полягає в подачі суміші у форми та подальшій термообробці в пропарювальній камері, причому спочатку на внутрішню, робочу поверхню форми розпилюють тонкий шар води, після заповнення форми сумішшю розпилюють на її поверхні тонкий шар води та накривають форму технологічним піддоном.

4. Спосіб за п.3, який відрізняється тим, що подачу суміші у форми здійснюють послідовно, накриваючи заповнену форму зверху технологічним піддоном, після встановлення технологічного піддону процес виготовлення виробів повторюють багаторазово, встановлюючи наступну форму на технологічний піддон над попередньою і заповнюючи її.

www.findpatent.ru

високоефективні реакційно-порошкові високоміцні та надміцні бетони та фібробетони (варіанти) - заявка на патент 2012113330

Класи МПК: C04B28/00 (2006.01) Автор: Володін Володимир Михайлович (RU), Калашніков Володимир Іванович (RU), Ананьєв Сергій Вікторович (RU), Абрамов Дмитро Олександрович (RU), Яценко Андрій Михайлович (RU)

Заявник: Володимир Володимирович (RU)

1. Реакційно-порошковий надміцний бетон, що містить портландцемент ПЦ 500 Д0 (сірий або білий), суперпластифікатор на основі полікарбоксилатного ефіру, мікрокремнезем з вмістом аморфного - склоподібного кремнезему не менше 85-95%, що відрізняється тим, що додатково включає молотий ) або мелене кам'яне борошно із щільних гірських порід з питомою поверхнею (3-5)·103 см2/г, тонкозернистий кварцовий пісок вузького гранулометричного складу фракції 0,1-0,5÷0,16-0,63 мм, має питому витрату цементу на одиницю міцності бетону не більше 4,5 кг/МПа, має високу щільність з новою рецептурою та з новою структурно-топологічною будовою, при наступному вмісті компонентів, % від маси сухих компонентів у бетонній суміші:

Мікрокремнезем – 3,2-6,8%;

Вода - В/Т=0,95-0,12.

2. Реакційно-порошковий надміцний фібробетон, що містить портландцемент ПЦ 500 Д0 (сірий або білий), суперпластифікатор на основі полікарбоксилатного ефіру, мікрокремнезем з вмістом аморфно-склоподібного кремнезему не менше 85-95%, що відрізняється тим, що додатково ) або мелене кам'яне борошно із щільних гірських порід з питомою поверхнею (3-5)·103 см2/г, тонкозернистий кварцовий пісок вузького гранулометричного складу фракції 0,1-0,5÷0,16-0,63 мм, а також вмістом фібри сталевий металокорд (діаметр 0,1-0,22 мм, довжина 6-15 мм), базальтові та вуглецеві волокна, має питому витрату цементу на одиницю міцності бетону не більше 4,5 кг/МПа, а питома витрата фібри на одиницю приросту міцності на розтяг при вигині, не перевищує 9,0 кг/МПа має високу щільність з новою рецептурою і з новою структурно-топологічною будовою, а також бетон має дуктильний (пластичний) характер руйнування при наступному вмісті компонентів, % від маси сухих компонентів у бетонній суміші:

Портландцемент (сірий чи білий) марки не нижче ПЦ 500 Д0 – 30,9-34%;

Суперпластифікатор на основі полікарбоксилатного ефіру – 0,2-0,5%;

Мікрокремнезем – 3,2-6,8%;

мелений кварцовий пісок (мікрокварц) або кам'яне борошно - 12,3-17,2%;

Тонкозернистий кварцовий пісок – 53,4-41,5%;

Фібра сталева металокорд 1,5-5,0% за обсягом бетону;

Фібра базальтова та вуглецеві волокна 0,2-3,0% за обсягом бетону;

Вода - В/Т=0,95-0,12.

www.freepatent.ru

Будівельні статті

У статті описуються властивості та можливості високоміцних порошкових бетонів, а також галузі та технології їх застосування.

Високі темпи будівництва житлових та промислових будівель з новими та унікальними архітектурними формами та особливо спеціальних особливо навантажених споруд (таких, як більшпролітні мости, хмарочоси, морські нафтові платформи, резервуари для зберігання газів та рідин під тиском та ін.) вимагали розробки нових ефективних бетонів. Значний прогрес у цьому особливо відзначається з кінця 80-х минулого століття. Сучасні високоякісні бетони (ВКБ) класифікаційно поєднують у собі великий спектр бетонів різного призначення: високоміцні та ультра високоміцні бетони [див. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.// Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10; Schmidt M. Bornemann R. M?glichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1], бетони, що самоущільнюються, високо корозійностійкі бетони. Ці види бетонів задовольняють високим вимогам щодо міцності на стиск та розтяг, тріщиностійкості, ударної в'язкості, зносостійкості, корозійної стійкості, морозостійкості.

Безумовно, переходу на нові види бетонів сприяли, по-перше, революційні досягнення в галузі пластифікування бетонних та розчинних сумішей, а по-друге, поява найбільш активних пуцоланових добавок – мікрокремнеземів, дегідратованих каолінів та високодисперсних зол. Поєднання суперпластифікаторів та особливо екологічно чистих гіперпластифікаторів на полікарбоксилатній, поліакрилатній та полігліколієвій основі дозволяють отримувати надплинні цементно-мінеральні дисперсні системи та бетонні суміші. Завдяки цим досягненням кількість компонентів у бетоні з хімічними добавками досягла 6-8, водоцементне відношення знизилося до 0,24-0,28 при збереженні пластичності, що характеризується осадом конуса 4-10 см. борошна (КМ) або без неї, але з добавкою МК у високопрацездатних бетонах (Ultrahochfester Beton, Ultra hochleistung Beton) на гіперпластифікаторах на відміну від литих на традиційних СП досконала плинність бетонних сумішей поєднується з низькою седиментацією та самоущільненням при самопродукування.

«Висока» реологія при значному водозниженні в суперпластифікованих бетонних сумішах забезпечується рідкою реологічною матрицею, яка має різні масштабні рівні структурних елементів, що складають її. У щебеневих бетонах для щебеню реологічною матрицею на різному мікро-мезорівні служить цементно-піщаний розчин. У пластифікованих бетонних сумішах для високоміцних бетонів для щебеню як макроструктурного елемента реологічною матрицею, частка якої повинна бути значно вищою, ніж у звичайних бетонах, є складніша дисперсія, що складається з піску, цементу, кам'яного борошна, мікрокремнезему та води. У свою чергу, для піску в звичайних бетонних сумішах реологічною матрицею на мікрорівні є цементно-водна паста, збільшити частку якої для забезпечення плинності можна за рахунок збільшення кількості цементу. Але це, з одного боку, неекономічно (особливо для бетонів класів В10 – В30), з іншого – як це не парадоксально, суперпластифікатори є поганими водоредукувальними добавками для портландцементу, хоча всі вони створювалися та створюються для нього. Практично всі суперпластифікатори, як було показано нами, починаючи з 1979 р., «працюють» значно краще на багатьох мінеральних порошках або суміші їх з цементом [див. Калашніков В. І. Основи пластифікування мінеральних дисперсних систем для виробництва будівельних матеріалів: Дисертація у формі наукової доповіді на здобуття ступеня докт. техн. наук. – Воронеж, 1996], ніж чистому цементі. Цемент - нестабільна у воді, система, що гідратується, утворює колоїдні частинки відразу ж після контакту з водою і швидко загусає. А колоїдні частинки у воді важко диспергувати суперпластифікаторами. Прикладом є глинисті суспензії, що слабо піддаються суперрозрідження.

Таким чином, напрошується висновок: до цементу треба додавати кам'яне борошно, і воно збільшить не тільки реологічний вплив СП на суміш, але і саму реологічну матрицю. В результаті з'являється можливість значно знизити кількість води, підвищити густину та збільшити міцність бетону. Додавання кам'яного борошна практично буде рівносильним збільшенню цементу (якщо водоредукуючі ефекти будуть значно вищими, ніж при додаванні цементу).

Важливо акцентувати увагу не на заміні частини цементу кам'яним борошном, а додаванні її (причому значної частки – 40–60 %) до портландцементу. Виходячи з поліструктурної теорії у 1985–2000 pp. всі роботи зі зміни поліструктури мали на меті заміну на 30-50% портландцементу мінеральними наповнювачами для економії його в бетонах [див. Соломатов Ст І., Вировий Ст Н. та ін. Композиційні будівельні матеріали та конструкції зниженої матеріаломісткості. - Київ: Будівельник, 1991; Аганін С. П. Бетони низької водопотреби з модифікованим кварцовим наповнювачем: Автореферат на здобуття уч. ступеня канд. техн. наук. - М, 1996; Фадель І. М. Інтенсивна роздільна технологія бетону, наповненого базальтом: Автореферат дис. канд. техн. наук - М, 1993]. Стратегія економії портландцементів у бетонах тієї ж міцності поступиться місцем стратегії економії бетону з у 2-3 рази вищою міцністю не тільки при стисканні, але і при згинальному та осьовому розтягуванні, при ударі. Економія бетону в більш ажурних конструкціях дасть вищий економічний ефект, ніж економія цементу.

Розглядаючи склади реологічних матриць на різних масштабних рівнях, встановлюємо, що для піску у високоміцних бетонах реологічною матрицею на мікрорівні є складна суміш цементу, борошна, кремнезему, суперпластифікатора та води. У свою чергу для високоміцних бетонів з мікрокремнеземом для суміші цементу та кам'яного борошна (рівної дисперсності) як структурних елементів з'являється ще одна реологічна матриця з меншим масштабним рівнем – суміш мікрокремнезему, води та суперпластифікатора.

Для щебеневих бетонів ці масштаби структурних елементів реологічних матриць відповідають масштабам оптимальної гранулометрії сухих компонентів бетону для отримання високої його щільності.

Таким чином, додавання кам'яного борошна виконує як структурно-реологічну функцію, так і матрично-наповнювальну. Для високоміцних бетонів не менш важлива реакційно-хімічна функція кам'яного борошна, яке з більш високим ефектом виконують реакційно-активні мікрокремнезем та мікродегідратований каолін.

Максимальні реологічні та водоредукуючі ефекти, зумовлені адсорбцією СП на поверхні твердої фази, генетично властиві тонкодисперсним системам з високою поверхнею розділу.

Таблиця 1.

Реологічна та водоредукуюча дія СП у водномінеральних системах

З таблиці 1 видно, що у портландцементних ливарних суспензіях з СП водоредукуюча дія останнього в 1,5-7,0 разів (sic!) вище, ніж у мінеральних порошках. Для гірських порід це перевищення може сягати 2-3 разів.

Таким чином, поєднання гіперпластифікаторів з мікрокремнеземом, кам'яним борошном або золою дозволили підняти рівень міцності на стиск до 130-150, а в деяких випадках - до 180-200 МПа і більше. Однак значне підвищення міцності веде до інтенсивного зростання крихкості та зниження коефіцієнта Пуассона до 0,14-0,17, що призводить до ризику раптового руйнування конструкцій при надзвичайних подіях. Позбавлення цього негативного властивості бетону здійснюється не стільки армуванням останнього стрижневою арматурою, скільки комбінацією стрижневої арматурою з введенням волокон з полімерів, скла і сталі.

Основи пластифікування та водоредукування мінеральних та цементних дисперсних систем були сформульовані у докторській дисертації Калашнікова В.І. [див. Калашніков В. І. Основи пластифікування мінеральних дисперсних систем для виробництва будівельних матеріалів: Дисертація у формі наукової доповіді на здобуття ступеня докт. техн. наук. – Воронеж, 1996] у 1996 р. на основі раніше виконаних робіт у період з 1979 по 1996 р.р. [Калашніков В. І., Іванов І. А. Про структурно-реологічний стан гранично розріджених висококонцентрованих дисперсних систем. // Праці IV Національної конференції з механіки та технології композиційних матеріалів. - Софія: БАН, 1985; Іванов І. А., Калашніков В. І. Ефективність пластифікування мінеральних дисперсних композицій залежно від концентрації у них твердої фази. // Реологія бетонних сумішей та її технологічні завдання. Тез. доповідь ІІІ Всесоюзного симпозіуму. – Рига. - РПІ, 1979; Калашніков В. І., Іванов І. А. Про характер пластифікування мінеральних дисперсних композицій залежно від концентрації в них твердої фази.// Механіка та технологія композиційних матеріалів. Матеріали ІІ Національної конференції. - Софія: БАН, 1979; Калашніков В. І. Про реакцію різних мінеральних композицій на нафталін-сульфокислотні суперпластифікатори та вплив на неї швидкорозчинних лугів. // Механіка та технологія композиційних матеріалів. Матеріали ІІІ Національної конференції за участю зарубіжних представників. - Софія: БАН, 1982; Калашніков В. І. Облік реологічних змін бетонних сумішей із суперпластифікаторами. // Матеріали IX Всесоюзної конференції з бетону та залізобетону (Ташкент, 1983). – Пенза. - 1983; Калашніков В. І., Іванов І. А. Особливості реологічних змін цементних композицій під дією іонностабілізуючих пластифікаторів. // Збірник праць "Технологічна механіка бетону". - Рига: РПІ, 1984]. Це і перспективи спрямованого використання максимально високої водоредукуючої активності СП у тонкодисперсних системах, особливості кількісних реологічних та структурно-механічних змін суперпластифікованих систем, що полягають у лавиноподібному переході їх від твердофазного до рідинного стану при супермалому додаванні води. Це розроблені критерії гравітаційної розтікання та післятиксотропного ресурсу перебігу високодисперсних пластифікованих систем (під дією власної ваги) та мимовільного вирівнювання денної поверхні. Це висунута концепція граничного концентрування цементних систем тонкодисперсними порошками з порід осадового, магматичного та метаморфічного походження, селективних за рівнем високого водоредукування до СП. Найбільш важливі результати, отримані в цих роботах, полягають у можливості 5-15-кратного зниження витрати води в дисперсіях при збереженні гравітаційної розтікання. Було показано, що суміщенням реологічно активних порошків з цементом можна посилити дію СП та отримувати високощільні виливки. Саме ці принципи реалізовані в реакційно-порошкових бетонах з підвищенням щільності та міцності їх (Reaktionspulver beton – RPB або Reactive Powder Concrete – RPC). структура цементного каменю.// Будівельні матеріали.- 1994. - № 115]). Іншим результатом є підвищення дії, що редукує СП зі зростанням дисперсності порошків [див. Калашніков В. І. Основи пластифікування мінеральних дисперсних систем для виробництва будівельних матеріалів: Дисертація у формі наукової доповіді на здобуття ступеня докт. техн. наук. - Воронеж, 1996]. Це також використовується в порошкових тонкозернистих бетонах шляхом збільшення частки тонкодисперсних складових за рахунок додавання до цементу мікрокремнезему. Новим у теорії та практиці порошкових бетонів стало використання дрібного піску фракції 0,1-0,5 мм, що зробило бетон тонкозернистим на відміну від звичайного піщаного на піску фракції 0-5 мм. Проведений нами розрахунок середньої питомої поверхні дисперсної частини порошкового бетону (склад: цементу – 700 кг; тонкого піску фр. 0,125–0,63 мм – 950 кг, базальтового борошна Sуд = 380 м2/кг – 350 кг кг - 140кг) при її вмісті 49% від загальної суміші з тонкозернистим піском фракції 0,125-0,5 мм показує, що при дисперсності МК Sмк=3000м2/кг середня поверхня порошкової частини становить Svд=1060м2/кг, а при Sмк=200 / кг - Svд = 785 м2 / кг. Саме на таких тонкодисперсних складових виготовляються тонкозернисті реакційно-порошкові бетони, в яких об'ємна концентрація твердої фази без піску досягає 58-64%, а разом з піском - 76-77% і мало поступається концентрації твердої фази в важких суперпластифікованих бетонах (Cv=0, 80-0,85). Однак у щебеневих бетонах об'ємна концентрація твердої фази за вирахуванням щебеню та піску значно нижча, що визначає високу щільність дисперсної матриці.

Висока міцність забезпечується наявністю не тільки мікрокремнезему або дегідратованого каоліну, а й реакційно-активного порошку з меленої гірської породи. За літературними даними, переважно вводиться летюча зола, бальтове, вапнякове або кварцове борошно. Широкі можливості у виробництві реакційно-активних порошкових бетонів відкривалися в СРСР та Росії у зв'язку з розробкою та дослідженням композиційних в'яжучих низької водопотреби Баженовим Ю. М., Бабаєвим Ш. Т., КомаромА. А., Батраковим В. Г., Долгополовим Н. Н.. Було доведено, що заміна цементу в процесі помелу ВНВ карбонатним, гранітним, кварцовим борошном до 50 % істотно підвищує водоредукувальний ефект. В/Т-відношення, що забезпечує гравітаційну розтікання щебеневих бетонів у порівнянні зі звичайним введенням СП знижується до 13-15%, міцність бетону на такому ВНВ-50 досягає 90-100 МПа. По суті, на основі ВНВ, мікрокремнезему, дрібного піску та дисперсної арматури можна отримати сучасні порошкові бетони.

Дисперсно-армовані порошкові бетони дуже ефективні не тільки для конструкцій з комбінованим армуванням попередньо-напруженої арматурою, але і для виробництва дуже тонкостінних, у тому числі просторових архітектурних деталей.

За останніми даними, можливе текстильне армування конструкцій. Саме розвиток текстильно-волоконного виробництва (тканинних) об'ємних каркасів із високоміцних полімерних і лугостійких ниток у розвинених зарубіжних країнах став мотивацією розробки понад 10 років тому у Франції та Канаді реакційно-порошкових бетонів із СП без великих заповнювачів із особливо дрібним кварцовим наповнювачем. та мікрокремнеземом. Бетонні суміші з таких тонкозернистих сумішей розтікаються під дією власної ваги, заповнюючи повністю густу сітчасту структуру тканого каркасу і всі поєднання філігранної форми.

«Висока» реологія порошкових бетонних сумішей (ПБС) забезпечує за змістом води 10–12 % від маси сухих компонентів межу плинності?0= 5–15 Па, тобто. всього лише в 5-10 разів вище, ніж у олійних фарб. При такому? для його визначення можна використовувати мініареометричний метод, розроблений нами в 1995 р. Низька межа плинності забезпечується оптимальною товщиною прошарку реологічної матриці. З розгляду топологічної структури ПБС середня товщина прошарку Х визначається за формулою:

де – середній діаметр частинок піску; - Об'ємна концентрація.

Для наведеного нижче складу при В/Т = 0,103 товщина прошарку буде 0,056 мм. De Larrard та Sedran встановили, що для дрібніших пісків (d = 0,125–0,4 мм) товщина варіює від 48 до 88 мкм.

Збільшення прошарку частинок знижує в'язкість та граничну напругу зсуву та збільшує плинність. Плинність може зростати за рахунок додавання води та введення СП. У загальному вигляді вплив води та СП на зміну в'язкості, граничної напруги зсуву та плинності неоднозначно (рис. 1).

Суперпластифікатор знижує в'язкість значно меншою мірою, ніж додавання води, тоді як зниження межі плинності з допомогою СП значно вищу, ніж під впливом води.

Мал. 1. Вплив СП і води на в'язкість, межа плинності та плинність

Основні властивості суперпластифікованих гранично наповнених систем полягають у тому, що в'язкість може бути досить високою і система може повільно текти, якщо межа плинності мала. Для звичайних систем без СП в'язкість може бути малою, але підвищена межа плинності перешкоджає розтіканню їх, тому що у них відсутній післятиксотропний ресурс течії [див. Калашніков В. І., Іванов І. А. Особливості реологічних змін цементних композицій під дією іонностабілізуючих пластифікаторів. // Збірник праць "Технологічна механіка бетону". - Рига: РПІ, 1984].

Реологічні властивості залежать від виду та дозування СП. Вплив трьох видів СП показано на рис. 2. Найбільш ефективним СП є Woerment 794.

Мал. 2 Вплив виду та дозування СП на: 1 – Woerment 794; 2 – С-3; 3 – Melment F 10

При цьому менш селективним виявилося не вітчизняне СП С-3, а закордонне СП на меламіновій основі Мelment F10.

Розтікання порошкових бетонних сумішей надзвичайно важлива при формуванні бетонних виробів з покладеними у форму тканими об'ємно-сіточними каркасами.

Такі об'ємні ажурно-тканинні каркаси у формі тавра, двотавра, швелера та інших конфігурацій дозволяють здійснювати швидке армування, що полягає в установці та фіксації каркасу у формі з подальшим заливанням суспензійного бетону, що легко проникає через комірки каркасу розміром 2–5 мм (рис. . Тканинні каркаси дозволяють радикально підвищити тріщиностійкість бетону при дії знакозмінних коливань температури та значно знизити деформації.

Бетонна суміш повинна не тільки легко проливатись локально через сітковий каркас, але й розтікатися при заповненні форми «зворотним» проникненням через каркас зі збільшенням обсягу суміші у формі. Для оцінки плинності використовували порошкові суміші однакового складу за вмістом сухих компонентів, а розтікання з конуса (для струшує столика) регулювали кількістю СП і (частково) води. Блокування розтікання здійснювали сітковим кільцем діаметром 175 мм.

Мал. 3 Зразок тканинного каркасу

Мал. 4 Розпливи суміші при вільному та блокованому розтіканні

Сітка мала розмір у світлі 2,8×2,8 мм при діаметрі дроту 0,3×0,3 мм (рис. 4). Контрольні суміші виготовлялися із розпливами 25,0; 26,5; 28,2 і 29,8 см. В результаті дослідів було встановлено, що з підвищенням плинності суміші відношення діаметрів вільного dc і блокованого розпливу dб знижується. На рис. 5 показано зміну dc/dботdc.

Мал. 5 Зміна dc/dб від значення вільного розпливу dc

Як випливає з малюнка, різниця у розпливах суміші dcі dб зникає при плинності, що характеризується вільним розпливом 29,8 см. При dc. = 28,2 розплив через сітку зменшується на 5%. Особливо велике гальмування при розтіканні через сітку відчуває суміш із розпливом 25 см.

У зв'язку з цим при використанні сіткових каркасів з коміркою 3-3 мм необхідно використовувати суміші з розпливом не менше 28-30 см.

Фізико-технічні властивості дисперсно-армованого порошкового бетону, армованого 1 % за обсягом сталевими волокнами діаметром 0,15 мм та довжиною 6 мм, представлені в таблиці 2

Таблиця 2.

Фізико-технічні властивості порошкового бетону на в'яжучому низькому водопотребі з використанням вітчизняного СП С-3

Як свідчать закордонні дані, при 3% армуванні, міцність при стисканні досягає 180-200 МПа, при осьовому розтягуванні - 8-10МПа. Ударна міцність зростає більш ніж удесятеро.

Можливості порошкових бетонів далеко не вичерпані, враховуючи ефективність гідротермальної обробки та вплив її на збільшення частки тобермориту, і, відповідно, ксонотліту

www.allbeton.ru

Бетон реакційний порошковий

Останнє оновлення енциклопедії: 17.12.2017 - 17:30

Бетон реакційний порошковий - бетон, виготовлений з тонкоподрібнених реакційно-здатних матеріалів з розміром зерна від 0,2 до 300 мкм і характеризується високою міцністю (понад 120 МПа) та високою водонепроникністю.

[ГОСТ 25192-2012. Бетони. Класифікація та загальні технічні вимоги]

Бетон реакційно-порошковий [англ. reactive powder concrete-RPC] – композиційний матеріал з високими показниками міцності при стисканні 200-800 МПа, при вигині >45 МПа, що включає в значній кількості високодисперсні мінеральні компоненти - кварцовий пісок, мікрокремнезем, суперпластифікатор, а також сталеву фібру (~0,2), з використанням тепловологості обробки виробів при температурі 90-200°С.

[Ушеров-Маршак А. В. Бетонознавство: лексикон. М.: РИФ Будматеріали. - 2009. - 112 с.]

Правовласникам! Якщо вільний доступ до цього терміну є порушенням авторських прав, укладачі готові, на вимогу правовласника, прибрати посилання, або сам термін (визначення) із сайту. Для зв'язку з адміністрацією скористайтесь формою зворотного зв'язку.

enciklopediyastroy.ru

Автореферат дисертації по темі ""

На правах рукопису

ТОНКОЗЕРНИСТІ РЕАКЦІЙНО-ПОРОШКОВІ ДИСПЕРСНО-АРМОВАНІ БЕТОНИ З ВИКОРИСТАННЯМ ГІРНИЧИХ ПОРІД

Спеціальність 05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби

Робота виконана на кафедрі «Технології бетонів, кераміки та в'яжучих» у державній освітній установі вищої професійної освіти «Пензенський державний університет архітектури та будівництва» та в інституті будівельних матеріалів та конструкцій Мюнхенського технічного університету.

Науковий керівник -

Доктор технічних наук, професор Валентина Серафимівна Дем'янова

Офіційні опоненти:

Заслужений діяч науки РФ, член-кореспондент РААСН, доктор технічних наук, професор Володимир Павлович Селяєв

Доктор технічних наук, професор Олег В'ячеславович Тараканов

Провідна організація – ВАТ «Пензабуд», м. Пенза

Захист відбудеться 7 липня 2006 р. о 16 год. 00 хв на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 212.184.01 у державній освітній установі вищої професійної освіти «Пензенський державний університет архітектури та будівництва» за адресою: 440028, м. Пенза, вул. Тітова, 28, корпус 1, конференц-зал.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці державної освітньої установи вищої професійної освіти «Пензенський державний університет архітектури та будівництва»

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

В. А. Худяков

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Зі значним підвищенням міцності бетону при одновісному стисканні неминуче знижується тріщиностійкість і зростає небезпека крихкого руйнування конструкцій. Дисперсне армування бетонів фіброю виключає ці негативні властивості, що дозволяє випускати бетони класів вище 80-100 з міцністю 150-200 МПа, що мають нову якість - в'язкий характер руйнування.

Аналіз наукових праць у галузі дисперсно-армованих бетонів та їх виробництва у вітчизняній практиці показує, що основна орієнтація не має на меті використання в таких бетонах високоміцних матриць. Клас дисперсно-армованих бетонів за міцністю на стиск залишається дуже низьким і обмежується В30-В50. Це не дозволяє забезпечити гарне зчеплення фібри з матрицею, повністю використовувати сталеву фібру навіть з невисокою міцністю на розрив. Більше того, теоретично розробляються, а на практиці випускаються бетонні вироби з вільно покладеними волокнами зі ступенем об'ємного армування 59%. Волокна при вібраційних впливах проливають непластифікованими "жирними" високозбіжними цементно-піщаними розчинами складу цемент-пісок - 14-І:2,0 при В/Ц=0,4, що є надзвичайно марнотратним і повторює рівень робіт 1974 р. досягнення в галузі створення суперпластифікованих ВНВ, мікродисперсних сумішей з мікрокремнеземами, з реакційно-активними порошками з високоміцних гірських порід, дозволили довести водоредукувальну дію до 60% з використанням суперпластифікаторів олиго-мерного складу та гіперпластифікаторів полімерного складу. Ці досягнення не стали основою для створення дисперсно-армованих високоміцних залізобетонних, або тонкозернистих порошкових бетонів з литих сумішей, що самоущільнюються. Тим часом передові країни активно розвивають нові покоління реакційно-порошкових бетонів, армованих дисперсними волокнами. Порошкові бетонні суміші використовуються

для заливання форм із покладеними в них тканими об'ємними тонкосітковими каркасами та комбінацією їх зі стрижневою арматурою.

Виявити теоретичні передумови та мотивації створення багатокомпонентних тонкозернистих порошкових бетонів з дуже щільною, високоміцною матрицею, одержуваної литтям при наднизькому водоутриманні, що забезпечують виготовлення бетонів з в'язким характером при руйнуванні та високою міцністю на розтяг при вигині;

Виявити структурну топологію композиційних в'яжучих та дисперсно-армованих тонкозернистих композицій, отримати математичні моделі їх структури для оцінки відстаней між частинками наповнювача та геометричними центрами армуючих волокон;

Оптимізувати склади тонкозернистих дисперсно-армованих бетонних сумішей з фіброю с1 = 0,1 мм і I = 6 мм з мінімальним вмістом, достатнім для підвищення розтяжності бетону, технологію приготування та встановити вплив рецептури на плинність, щільність, повітря та їх вміст, міцність фізико-технічні властивості бетонів

Наукова новизна роботи.

1. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено можливість отримання високоміцних тонкозернистих цементних порошкових бетонів, у тому числі дисперсно-армованих, що виготовляються з бетонних сумішей без щебеню з тонкими фракціями кварцового піску, з реакційно-активними порошками гірських порід та мікрокремнеземом. до вмісту води в литій суміші, що самоущільнюється, до 10-11% (відповідної без СП напівсухої суміші для пресування) від маси сухих компонентів.

4. Теоретично передбачено та експериментально доведено переважно крізь розчинний дифузійно-іонний механізм твердіння композиційних цементних в'яжучих, що посилюється в міру збільшення вмісту наповнювача або значного збільшення дисперсності його порівняно з дисперсністю цементу.

5. Вивчено процеси сгруктуроутворення тонкозернистих порошкових бетонів. Показано, що порошкові бетони з суперпластифікованих литих бетонних сумішей, що самоущільнюються, значно щільніше, кінетика наростання їх міцності інтенсивніша, а середня міцність істотно вище, ніж бетонів без СП, спресованих при тому ж водоутриманні під тиском 40-50 МПа. Розроблено критерії оцінки реакційно-хімічної активності порошків.

6. Оптимізовано склади тонкозернистих дисперсно-армованих бетонних сумішей з тонкою сталевою фіброю діаметром 0,15 і довжиною 6 мм,

технологія їх приготування, черговість введення компонентів та тривалість перемішування; встановлено вплив складу на плинність, щільність, повітрозміст бетонних сумішей, міцність при стисканні бетонів.

Практична значущість роботи полягає у розробці нових литих тонкозернистих порошкових бетонних сумішей з фіброю для заливання форм для виробів та конструкцій, як без, так і з комбінованим стрижневим армуванням. З використанням високощільних бетонних сумішей можливе виробництво високотріщиностійких згинальних або стиснутих залізобетонних конструкцій з в'язким характером руйнування при дії граничних навантажень.

Отримано високощільну, високоміцну композиційну матрицю з міцністю при стисканні 120-150 МПа для підвищення зчеплення з металом з метою використання тонкої та короткої високоміцної фібри діаметром 0,04-0,15 мм і довжиною 6-9 мм, що дозволяє знизити витрату її та опір течії. бетонних сумішей для ливарної технології виготовлення тонкостінних філігранних виробів з високою міцністю на розтяг при вигині.

Апробація роботи. Основні положення та результати дисертаційної роботи представлялися та доповідалися на Міжнародних та Всерос-

сійських науково-технічних конференціях: «Молода наука - новому тисячоліттю» (Набережні Човни, 1996 р), «Питання планування та забудови міст» (Пенза, 1996 р, 1997 р, 1999 р), «Сучасні проблеми будівельного матеріалознавства» (Пенза, 1998), «Сучасне будівництво» (1998), Міжнародних науково-технічних конференціях «Композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика», (м. Пенза, 2002 р., 2003 р., 2004 р., 2005 р.), «Ресурсе- та енергозбереження як мотивація творчості в архітектурно-будівельному процесі» (Москва-Казань, 2003 р.), «Актуальні питання будівництва» (Саранськ, 2004 р), «Нові енерго- та ресурсозберігаючі наукомісткі технології у виробництві будівельних матеріалів» (Пенза, 2005 р), Всеросійській науково-практичній конференції «Містобудування, реконструкція та інженерне забезпечення сталого розвитку міст Поволжя» (Тольятті, 2004 р), Академічних читаннях РААСН «Досягнення, проблеми та перспективні напрями розвитку теорії та практики будівельного матеріалознавства» (Казань, 2006 р).

Публікації. За результатами виконаних досліджень опубліковано 27 робіт (у журналах зі списку ВАК 3 роботи).

У вступі обґрунтовано актуальність обраного напряму дослідження, сформульовано мету та завдання дослідження, показано його наукову та практичну значущість.

У першому розділі присвяченій аналітичному огляду літератури проведено аналіз зарубіжного та вітчизняного досвіду застосування високоякісних бетонів та фібробетонів. Показано, що в зарубіжній практиці високоміцні бетони з міцністю до 120-140 МПа почали випускатися, в основному, після 1990 р. В останні шість років виявлені широкі перспективи в підвищенні міцності високоміцного бетону з 130150 МПа і переведення їх в розряд особливо високоміцних МПа завдяки відпрацьованій роками тепловій обробці бетону, що досяг міцності 60-70 МПа.

Відзначається тенденція поділу особливо високоміцних бетонів за "зернистістю заповнювача на 2 види: дрібнощебенечні з максимальною крупністю зерен до 8-16 мм і тонкозернисті з зернами до 0,5-1,0 мм. І ті й інші в обов'язковому порядку містять мікрокремнезем або мікродегід- ратирований каолін, порошки міцних гірських порід, а для надання бетону дуктильності, ударної міцності, тріщиностійкості - фібру з різних матеріалів. 0,6 мм Показано, що такі бетони при міцності на осьовий стиск 200-250 МПа з коефіцієнтом армування максимально 3-3,5% за обсягом, мають міцність на розтяг при згині до 50 МПа Такі властивості забезпечуються, перш за все, підбором високощільної та високоміцної матриці, що дозволяє підвищити зчеплення з фіброю та повністю використовувати її високу міцність на розрив.

Аналізується стан досліджень та досвід виробництва фібробетонів у Росії. На відміну від зарубіжних розробок, російські дослідження орієнтовані не на використання фібробетонів з високоміцною матрицею, а на збільшення відсотка армування до 5-9% за обсягом у маломіцних трьох-чотирьохкомпонентних бетонах класів В30-В50 для підвищення міцності на розтяг МПа. Усе це повторенням зарубіжного досвіду 1970-1976 р.р., тобто. тих років, коли не використовувалися ефективні суперпластифікатори та мікрокремнеземи, і фібробетон був в основному трикомпонентним (піщанистим). Рекомендуються до виготовлення фібробетони з витратами портландцементу 7001400 кг/м3, піску - 560-1400 кг/м3, фібри - 390-1360 кг/м3, що є вкрай марнотратним і не враховується досягнутий прогрес у розвитку високоякісних бетонів.

Виконано аналіз еволюції розвитку багатокомпонентних бетонів на різних революційних етапах появи особливих функціонально-визначальних компонентів: фібри, суперпластифікаторів, мікрокремнезему. Показано, що шести-семикомпонентні бетони - основа високоміцної матриці для ефективного використання основної функції фібри. Саме такі бетони стають поліфункціональними.

Формулюються основні мотивації появи високоміцних та особливо високоміцних реакційно-порошкових бетонів, можливості отримання «рекордних» значень водоредукування в бетонних сумішах, особливого їх реологічного стану. Формулюються вимоги до порошків та

поширеність їх як техногенних відходів гірничорудної промисловості.

На підставі проведеного аналізу формулюється мета та завдання досліджень.

У другому розділі наведено характеристики використовуваних матеріалів та описані методи дослідження, Використовувалися сировинні матеріали Німецького та Російського виробництва: цементи СЕМ 1 42,5 R HS Werk Geseke, Werk Bernburg СЕМ 1 42,5 R, Weisenau СЕМ 1 42,5 Вольський ПЦ5 , Старооскольський ПЦ 500 ДО; пісок Сурський класифікований фр. 0,14-0,63, Балашейський (м. Сизрань) класифікований фр. 0,1-0,5 мм, пісок Halle фр. 0,125-0,5"мм; мікрокремнеземи: Eikern Microsilica 940 із вмістом Si02> 98,0 %, Silia Staub RW Fuller із вмістом Si02> 94,7 %, БС-100 (об'єднання "Сода") з ЗЮ2 > 98,3 %, Челябінського ЕМК із вмістом SiO;= 84-90 %, фібру німецького та російського виробництва з d = 0,15 мм, 7 = 6 мм з межею міцності на розрив 1700-3100 МПа; порошки гірських порід осадового та вулканічного походження; - та гіперпластифікатори на нафталіновій, меламіновій та полікарбоксилатній основі.

Для виготовлення бетонних сумішей використовували високошвидкісний змішувач фірми Eirich і турбулентний змішувач каф. ТБКіВ, сучасні прилади та обладнання німецького та вітчизняного виробництва. Ренттеноструктурний аналіз здійснювали на аналізаторі Seifert, електрономікроскопічний аналіз на мікроскопі ESEM фірми Philips.

У третьому розділі розглядається топологічна структура композиційних в'яжучих та порошкових бетонів, у тому числі дисперсно-армованих. Структурна топологія композиційних в'яжучих, у яких об'ємна частка наповнювачів перевищує частку основного в'яжучого, визначає механізм та швидкість протікання реакційних процесів. Для розрахунку середніх відстаней між частинками піску в порошкових бетонах (або між частинками портландцементу сильно наповнених в'яжучих) прийнята елементарна кубічна осередок з розміром грані А і об'ємом А3, рівному об'єму композиту.

З урахуванням об'ємної концентрації цементу C4V, середнього розміру частинок цементу<1ц, объёмной концентрации песка С„, и среднего размера частиц песка d„, получено:

для міжцентрової відстані між частинками цементу в композиційному в'яжучому:

Ац =^-3/я-/б-Су =0,806-^-3/1/^ "(1)

для відстані між частинками піску в порошковому бетоні:

З/тг/6 -Ст = 0,806 ап-щуст (2)

Приймаючи об'ємну частку піску з фракцією 0,14-0,63 мм у тонкозернистій порошковій бетонній суміші, рівну 350-370 літрів (масова витрата піску 950-1000 кг), отримано мінімальну середню відстань між геометричними центрами частинок, що дорівнює 428. Мінімальна відстань між поверхнями частинок становить 43-55 мкм, а при крупності піску 0,1-0,5 мм – 37-44 мкм. При гексагональній упаковці частинок ця відстань збільшується коефіцієнт К = 0,74/0,52 = 1,42.

Таким чином, в процесі перебігу порошкової бетонної суміші, величина зазору, в якому розміщується реологічна матриця із суспензії цементу, кам'яного борошна і мікрокремнезему, буде змінюватись в межах від 43-55 до 61-78 мкм, зі зменшенням фракції піску до 0,1 -0,5 мм прошарок матриці буде змінюватися від 37-44 мкм до 52-62 мкм.

Топологія дисперсних волокон фібри довжиною/і діаметром з? визначає реологічні властивості бетонних сумішей з фіброю, їх плинність, середня відстань між геометричними центрами волокон, визначає міцність при розтягуванні армованого бетону. Розрахункові середні відстані використовують у нормативних документах, у багатьох наукових працях з дисперсному армуванню. Показано, що ці формули суперечливі та розрахунки за ними суттєво відрізняються.

З розгляду кубічного осередку (рис.1) з довжиною грані / з розміщеними в ній волокнами

фібри діаметром б/, при загальному вмісті во-11локон /V, визначено число волокон на межі

П = і відстань про =

обліком обсягу всіх волокон У„ = fE.iL. /. дг та коеф-Рис. 1 4

фіцієнта армування /л = (100 - л с11 ы)/4 ■ I1, визначено середню "відстань:

5 = (/ - й?) / 0,113 ■ л/уц -1 (3)

Виконано розрахунки 5 за формулами Ромуапьді І.Р. та Менделя І.А. та за формулою Мек Кі. Значення відстаней представлені у табл.1. Як очевидно з табл.1, формулу Мек Кі застосовувати не можна. Так, відстань 5 при збільшенні обсягу осередку з 0,216 см3 (/ = 6 мм) до 1000 м3 (/ = 10000 мм)

тане в 15-30 разів при однаковому ц, що позбавляє цю формулу геометричного і фізичного сенсу. Формулу Ромуапьді можна використовувати з урахуванням коефіцієнта 0,64.

Таким чином, отримана формула (3) із суворих геометричних побудов є об'єктивною реальністю, яка перевіряється за рис. 1. Обробка за цією формулою результатів власних та зарубіжних досліджень дозволила виявити варіанти малоефективного, по суті, неекономічного армування та оптимального армування.

Таблиця 1

Значення відстаней 8 між геометричними центрами дисперсних волокон, розрахованих за різними формулами

Діаметр, с), мм Б мм при різних ц і / за формулами Відношення відстаней ЗА^М, обчислених за формулою автора та МекКі Відношення відстаней обчислених за формулою автора та Ромуальді

1=6 мм 1 = 6 мм За всіх / = 0-*»

ц-0,5 ц-1,0 ц-3,0 ц=0,5 та-1,0 Ц-3,0 11=0.5 ¡1=1,0 ц=3,0 (1-0,5 (1-1,0 ц-3,0 (=0,5 ц=1,0 (1*3,0

0,01 0,127 0,089 0,051 0,092 0,065 0,037 0,194 0,138 0,079 1,38 1,36 1,39 0,65 0,64 0,64

0,04 0,49 0,37 0,21 0,37 0,26 0,15 0,78 0,55 0,32 1,32 1,40 1,40 0,62 0,67 0,65

0,15 2,64 1,66 0,55 1,38 0,98 0,56 2,93 2,07 1,20 1,91 1,69 0,98 0,90 0,80 0,46

0,30 9,66 4,69 0,86 1,91 1,13 5,85 4,14 2,39 2,45 0,76 1,13 0,36

0,50 15,70 1,96 3,25 1,88 6,90 3,96 1,04 0,49

0,80 4,05 5,21 3,00 6,37 1,40 0,67

1,00 11,90 3,76 7,96

/ = 10 мм / = 10 мм

0,01 0,0127 0,089 0,051 0,118 0,083 0,048 Значення відстаней без змін 1,07 1,07 1,06 0,65 0,67 0,72

0,04 0,53 0,37 0,21 0,44 0,33 0,19 1,20 1,12 1,10 0,68 0,67 0,65

0,15 2,28 1,51 0,82 1,67 1,25 0,72 1,36 1,21 1,14 0,78 0,73 0,68

0,30 5,84 3,51 1,76 3,35 2,51 1,45 1,74 1,40 1,21 1,70 1,13 0,74

0,50 15,93 7,60 2,43 5,58 4,19 2,41 2,85 1,81 1,01 1,63 2,27 0,61

0,80 23,00 3,77 6,70 3,86 3,43 0,98 2,01 0,59

1,00 9,47 4,83 1,96 1,18

1 = 10000 мм 1 = 10000 мм

0,01 0,125 0,089 0,053 3,73 0,033 0,64

0,04 0,501 0,354 0,215 14,90 0,034 0,64

0,15 1,88 1,33 0,81 37,40 0,050 0,64

0,30 3,84 2,66 1,61 56,00 0,068 0,66

0,50 6,28 4,43 2,68 112,ОС 0,056 0,65

0,80 10,02 7,09 4,29 186,80 0,053 0,64

1,00 12,53 8,86 5,37 373,6С 0,033 0,64

Четвертий розділ присвячений вивченню реологічного стану супер-пластифікованих дисперсних систем, порошкових бетонних сумішей (ПБС) та методології оцінки його.

У ПБС має бути висока плинність, що забезпечує повне розтікання суміші у формах до утворення горизонтальної поверхні з виділенням залученого повітря та із самоущільненням сумішей. Враховуючи, що бетонна порошкова суміш для виробництва фібробетонів повинна мати дисперсну арматуру, розплив такої суміші повинен мало поступатися розплив-ву суміші без фібри.

Бетонна суміш, призначена для заливання форм з об'ємним багаторядним дрібносітковим тканим каркасом з розмірами сітки у світлі 2-5 мм, повинна легко проливатись до дна форми через каркас, розтікатися вздовж форми, забезпечуючи після наповнення її з формуванням горизонтальної поверхні.

Для розмежування порівнюваних дисперсних систем з реології розроблено прості методи оцінки граничної напруги зсуву та плинності.

Розглянуто схему діючих сил на ареометр, що знаходиться в суперпластифікованій суспензії. Якщо рідина має межу плинності т0, ареометр не повністю занурюється в неї. Для т отримано рівняння:

де ¿/-діаметр циліндра; т – маса циліндра; р -щільність суспензії; ^-прискорення сили тяжіння.

Показана простота висновків рівнянь визначення г0 при рівновазі рідини в капілярі (трубі), в зазорі між двома пластинками, на вертикальній стінці.

Встановлено інваріантність методів визначення т0 для цементних, базальтових, суспензій халцедонових, ПБС. Комплексом методів визначено оптимальне значення т0 у ПБС, що дорівнює 5-8 Па, які повинні добре розтікатися при заливанні їх у форми. Показано, що найпростішим прецезійним методом визначення є ареометричний.

Виявлено умову розтікання порошкової бетонної суміші та самовирівнювання її поверхні, при якому всі нерівності поверхні напівсферичної форми згладжуються. Без урахування сил поверхневого натягу, при нульовому куті змочування крапель на поверхні об'ємної рідини, т0 має бути:

де d – діаметр напівсферичних нерівностей.

Виявлено причини дуже малої межі плинності та хороших реоте-нологічних властивостей ПБС, які полягають в оптимальному виборі зернистості піску 0,14-0,6 мм або 0,1-0,5 мм, його кількості. Це покращує реологію суміші в порівнянні з дрібнозернистими піщанистими бетонами, в яких великі зерна піску розділені тонкими прошарками цементу, що істотно збільшують г і в'язкість сумішей.

Виявлено вплив виду та дозування різних класів СП на т(рис.4), де 1-Woerment 794; 2-СП С-3; 3-Melment FIO. Розтікання порошкових сумішей визначали по конусу від струшує столика, встановленому на скло. Виявлено, що розплив конуса має бути в межах 25-30 см. Розтікання знижується зі збільшенням вмісту залученого повітря, частка якого може доходити за обсягом 4-5 %.

В результаті турбулентного перемішування пори, що утворюються, мають розмір, переважно, 0,51,2 мм і при г0=5-7Па і розпливі 2730 см, здатні видалятися до залишкового вмісту 2,5-3,0%. При використанні вакуумі місителів вміст повітряних пір зменшується до 0,8-1,2%.

Виявлено вплив сіткової перешкоди на зміну розпливу порошкової бетонної суміші. При блокуванні розтікання сумішей сітковим кільцем діаметром 175 мм з сіткою з діаметром у світлі 2,8x2,8 мм встановлено, що ступінь зменшення розтікання-

ня значно зростає при зростанні межі плинності та при зменшенні контрольного розпливу нижче 26,5 см.

Зміна відношення діаметрів вільного с1с і блокованого рас-

пливів від Лс, що ілюструється на рис. 5.

Для порошкових бетонних сумішей, що заливаються у форми з тканими каркасами, розплив має бути не менше 27-28 см.

Виявлено вплив виду фібри на зменшення розпливу дисперсно-

армованої суміші.

¿с, см Для використаних трьох видів

^ фібр з геометричним фактором

рівним: 40 (сІ), 15 мм; 1 = 6 мм; //=1 %), 50 (¿/= 0,3 мм; /=15 мм; зигзагоподібної ц = 1 %), 150 (с1- 0,04 мм; / =6 мм -мікрофібра зі скляним покриттям ц - 0 ,7 %) і значення контрольного розпливу с1н на зміну розпливу армованої с1а суміші показано в табл. 2.

Найбільш сильне зниження розтікання виявлено у сумішей з мікрофіброю з й = 40 мкм, незважаючи на більш низький відсоток армування ц за обсягом. Зі збільшенням ступеня армування плинність ще більше знижується. При коефіцієнті армування //=2,0% фіброю з<1 = 0,15 мм, расплыв смеси понизился до 18 см при контрольном расплыве 29,8 см с увеличением содержания воздуха до 5,3 %. Для восстановления расплыва до контрольного необходимо было увеличить В/Т с 0,104 до 0,12 или снизить содержание воздуха до 0,8-1%.

П'ята глава присвячена вивченню реакційної активності гірських порід та дослідженню властивостей реакційно-порошкових сумішей та бетонів.

Реакційна активність гірських порід (Гп): кварцового піску, кремнеземистих пісковиків, поліморфних модифікацій 5/02 - кременю, халцедону, гравію осадового походження та вулканічного - діабазу та базальту вивчено в малоцементних (Ц:Гп = 1:9-4:4), збагачених цементом суміші

Таблиця 2

Контрольний. розплив<1т см с/,/г/^лри различных 1/(1

25,0 1,28 1,35 1,70

28,2 1,12 1,14 1,35

29,8 1,08 1,11 1Д2

сях (Ц: Гп). Використовувалися порошки гірських порід грубодисперсні з Syd = 100-160 м2/кг та високодисперсні з Syo = 900-1100 м2/кг.

Встановлено, що найкращі порівняльні показники за міцністю, що характеризують реакційну активність гірських порід, отримані на композиційних малоцементних сумішах складу Ц:Гп = 1:9,5 при використанні високодисперсних порід через 28 діб та у тривалі терміни твердіння протягом 1,0-1, 5 років. Високі значення міцності 43-45 МПа отримані на кількох породах - мелених гравії, піщанику, базальті, діабазі. Однак для порошкових бетонів високої міцності необхідно використовувати лише порошки з міцних гірських порід.

Рентгеноструктурним аналізом встановлено фазовий склад деяких гірських порід як чистих, так і зразків із суміші цементу з ними. Утворення спільних мінеральних новоутворень у більшості сумішей з таким малим вмістом цементу не виявлено, наявність CjS, тобермориту, портландиту ідентифікується виразно. На мікрофотографіях проміжної речовини виразно видно гелеподібна фаза тоберморітоподібних гідросилікатів кальцію.

Основні принципи підбору складу РПБ полягали у виборі співвідношення справжніх обсягів цементуючої матриці та об'єму піску, при якому забезпечуються найкращі властивості реологічні суміші і максимальна міцність бетону. Виходячи із встановленого раніше середнього прошарку х = 0,05-0,06 мм між частинками піску із середнім діаметром dcp, обсяг матриці, відповідно до кубічного осередку та формули (2), буде:

vM=(dcp+x?-7t-d3/6 = A3-x-d3/6 (6)

Приймаючи прошарок* = 0,05 мм і dcp = 0,30 мм, отримано співвідношення Vu ¡Vп = 2 та обсяги матриці та піску на 1 м3 суміші, відповідно, дорівнюватимуть 666 л і 334 л. Приймаючи масу піску постійною та варіюючи співвідношенням цементу, базальтового борошна, МК, води та СП, визначали плинність суміші та міцність бетону. Надалі змінювали розмір частинок піску, величину середнього прошарку та здійснювали аналогічні варіації у компонентному складі матриці. Питому поверхню базальтового борошна приймали близькою до цементу, виходячи з умов заповнення порожнин у піску частинками цементу та базальту з переважними розмірами їх

15-50 мкм. Порожнечі між частинками базальту та цементу заповнювалися частинками МК з розмірами 0,1-1 мкм.

Розроблено раціональну процедуру приготування РПБС за строго регламентованої послідовності введення компонентів, тривалості гомогенізації, "відпочинку" суміші та остаточної гомогенізації для однорідного розподілу частинок МК та дисперсної арматури в суміші.

Остаточна оптимізація складу РПБС здійснювалася при постійному вмісті кількості піску з варіюванням вмісту решти всіх компонентів. Усього було виготовлено 22 склади по 12 зразків у кожному, з них 3 на вітчизняних цементах із заміною полікарбоксилатного ДП на СП С-3. У всіх сумішах були визначені розпливи, щільності, вміст залученого повітря, а в бетонах – міцність на стиск через 2,7 та 28 діб нормального твердіння, міцність на розтяг при вигині та розколюванні.

Встановлено, що розплив змінювався від 21 до 30 см, вміст залученого повітря від 2 до 5 %, а вакуумованих сумішей - від 0,8 до 1,2 %, щільність суміші змінювалася від 2390-2420 кг/м3.

Виявлено, що в період перших хвилин після заливання, а саме після 1020 хв, суміші видаляється основна частка залученого повітря і відбувається зменшення обсягу суміші. Для кращого видалення повітря необхідно покривати бетон плівкою, що перешкоджає швидкому утворенню щільної скоринки на поверхні.

На рис. 6, 7, 8, 9 показано вплив виду СП та його дозування на розплив суміші та міцність бетону в 7-му та 28-му добовому віці. Найкращі результати отримані при використанні ДП Woerment 794 при дозах 1,3-1,35% маси err цементу і МК. Виявлено, що за оптимальної кількості МК = 18-20%, плинність суміші та міцність бетону максимальні. Встановлені закономірності зберігаються і в 28 добовому віці.

FM794 FM787 С-3

Вітчизняний СП має меншу здатність редукувати, особливо при використанні особливо чистих МК марок БС - 100 і БС - 120 і

При використанні спеціально виготовлених композиційних ВНВ з аналогічними витратами сировинних компонентів, короткочасно розмо-о,9 ¡,1 1.з),5 1,7 лотих з С-3, отриманий дисперсно-[гедц+мк)1 loo армований бетон з міцністю

Рис.7 121-137 МПа.

Виявлено вплив дозування ДП на плинність РПБС (рис.7) та міцність бетону через 7 діб (рис. 8) та 28 діб (рис. 9).

[ГЩЦНИКЯЮО [ГЩЦ+МК)] 100

Мал. 8 Мал. 9

Узагальнена залежність зміни від досліджуваних факторів, отримана методом математичного планування експериментів, з подальшою обробкою даних за програмою "Градієнт", апрокемована у вигляді: Д = 100,48 - 2,36 л, + 2,30 - 21,15 - 8,51 х де х, - відношення МК / Ц; хз - відношення [ДП/(МК+Ц)]-100. Крім того, виходячи з сутності протікання фізико-хімічних процесів і використання покрокової методики, вдалося істотно знизити кількість факторів, що варіюються, у складі математичної моделі без погіршення її оцінної якості.

У шостому розділі представлені результати вивчення деяких фізико-технічних властивостей бетону та їхня економічна оцінка. Наведено результати статичних випробувань призм з порошкових армованих та неармованих бетонів.

Встановлено, що модуль пружності залежно від міцності змінюється в межах (440-470)-102 МПа, коефіцієнт Пуассона неармованих бетонів становить 0,17-0,19, а у дисперсно-армованих 0,310,33, що характеризує в'язкий характер поведінки бетону під навантаженням порівняно з тендітним руйнуванням неармованих бетонів Міцність бетону під час розколювання підвищується в 1,8 раза.

Повітряне усадження зразків у неармованих РПБ становить 0,60,7 мм/м, у дисперсно-армованих знижується в 1,3-1,5 рази. Водопоглинання бетонів за 72 години не перевищує 2,5-3,0%.

Випробування на морозостійкість порошкового бетону за прискореною методикою показали, що після 400 циклів змінного заморожування-відтавання коефіцієнт морозостійкості становив 0,96-0,98. Усі проведені випробування свідчать, що експлуатаційні властивості порошкових бетонів високі. Вони добре зарекомендували себе у стійках малого перерізу балконів замість сталі, у балконних плитах та лоджіях при будівництві будинків у м. Мюнхені. Незважаючи на те, що дисперсно-армований бетон дорожчий за звичайний бетон марок 500-600 в 1,5-1,6 рази, цілий ряд виробів і конструкцій з нього обходиться на 30-50% дешевше за рахунок значного зниження обсягу бетону.

Виробниче апробування під час виготовлення з дисперсно-армованого бетону перемичок, оголовків паль, оглядових колодязів на ТОВ "Пензенський завод ЗБВ" та виробничої бази залізобетонних виробів ЗАТ "Енергосервіс" підтвердили високу економічність використання таких бетонів.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ 1. Аналіз складу та властивостей дисперсно-армированных бетонів, вироблених Росії, свідчить у тому, що вони повною мірою відповідають технічним і економічним вимогам, у зв'язку з невисокою міцністю бетонів на стиск (М 400-600). У таких трьох-чотирьох-і рідко п'ятикомпонентних бетонах недовикористовується не тільки дисперсна арматура високої міцності, а й звичайної міцності.

2. Грунтуючись на теоретичних уявленнях про можливість досягнення максимальних водоредукувальних ефектів суперпластифікаторів у дисперсних системах, що не містять грубозернистих заповнювачів, високої реакційної активності мікрокремнеземів і порошків гірських порід, що спільно підсилюють реологічну дію СП, обгрунтовано створення семикомпоненганої високоміцної. щодо короткої дисперсної арматури с1 = 0,15-0,20 мкм та / = 6мм, що не утворює "їжаків" при виготовленні бетонів і мало знижує плинність ПБС.

4. Виявлено структурну топологію композиційних в'яжучих та дисперсно-армованих бетонів та надано їх математичні моделі структури. Встановлено іонно-дифузійний через розчинний механізм твердіння композиційних наповнених в'яжучих. Систематизовано методи розрахунку середніх відстаней між частинками піску в ПБС, геометричними центрами фібри в порошковому бетоні за різними формулами та за різних параметрів ¡1, 1, с1. Показано об'єктивність формули автора на відміну традиційно використовуваних. Оптимальна відстань та товщина прошарку цементуючої суспензії в ПБС має бути в межах

37-44^43-55при витратах піску 950-1000 кг і фракціях його 0,1-0,5 та 0,140,63 мм, відповідно.

5. Встановлено реотехнологічні властивості дисперсно-армованої та неармованої ПБС за розробленими методиками. Оптимальний розплив ПБС із конуса з розмірами £> = 100; г! = 70; А = 60 мм має бути 25-30 см. Виявлено коефіцієнти зменшення розтікання залежно від геометричних параметрів фібри і зменшення розпливу ПБС при блокуванні його огорожею. Показано, що для заливання ПБС у форми з об'ємно-сіточними каркасами тканими розплив повинен бути не менше 28-30 см.

6. Розроблено методику оцінки реакційно-хімічної активності порошків гірських порід у малоцементних сумішах (Ц:П -1:10) у зразках, спресованих при тиску екструзійного формування. Встановлено, що при однаковій активності, що оцінюється за міцністю через 28 діб та у тривалі

стрибки твердіння (1-1,5 року), перевагу при використанні РПБС слід віддавати порошкам з високоміцних порід: базальту, діабазу, дациту, кварцу.

7. Вивчено процеси структуроутворення порошкових бетонів. Встановлено, що литі суміші в перші 10-20 хв після заливання виділяють до 40-50% залученого повітря і вимагають для цього покриття плівкою, що перешкоджає утворенню щільної скоринки. Суміші починають активно ~ схоплюватися через 7-10 годин після заливання і набирають міцність через 1 добу 30-40 МПа, через 2 добу - 50-60 МПа.

8. Сформульовано основні експериментально-теоретичні принципи підбору складу бетону із міцністю 130-150 МПа. Кварцовий пісок для забезпечення високої плинності ПБС має бути тонкозернистим фракції 0,14-0,63 або 0,1-0,5 мм з насипною щільністю 1400-1500 кг/м3 при витраті 950-1000 кг/м3. Товщина прошарку суспензії цементно-кам'яного борошна та МК між зернами піску повинна знаходитися в межах 43-55 та 37-44 мкм, відповідно, при вмісті води та СП, що забезпечують розплив сумішей 25-30 см. Дисперсність ПЦ та кам'яного борошна повинні бути приблизно однаковими , вміст МК 15-20%, вміст кам'яного борошна 40-55% маси цементу. При варіюванні вмісту зазначених факторів, оптимальний склад вибирається за необхідним розпливом суміші та максимальними показниками міцності на стиск через 2, 7 та 28 діб.

9. Оптимізовано склади тонкозернистих дисперсно-армованих бетонів із міцністю при стисканні 130-150 МПа з використанням сталевої фібри при коефіцієнті армування /4=1%. Виявлено оптимальні технологічні: параметри: перемішування повинне здійснюватися у високошвидкісних змішувачах спеціальної конструкції, бажано вакуумованих; послідовність завантаження компонентів та режими перемішування, "відпочинку", суворо регламентовані.

10. Вивчено вплив складу на плинність, щільність, повітрозміст дисперсно-армованих ПБС, на міцність при стисканні бетонів. Виявлено, що розгекання сумішей, як і міцність бетону, залежать від цілого ряду рецептурних і технологічних факторів. p align="justify"> При оптимізації встановлено математичні залежності плинності, міцності від окремих, найбільш значущих факторів.

11. Вивчено деякі фізико-технічні властивості дисперсно-армованих бетонів. Показано, що бетони з міцністю при стисканні 120-150 МПа мають модуль пружності (44-47)-103 МПа, коефіцієнт Пуассона-0,31-0,34 (0,17-0,19 - у неармованого). Повітряна усадка дис-

персно-армованих бетонів у 1,3-1,5 рази нижче, ніж у неармованих. Висока морозостійкість, низьке водопоглинання та повітряне усадження свідчать про високі експлуатаційні властивості таких бетонів.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ТА РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНІ У СЛІДІ ЮЩИХПУБЛІКАЦІЯХ

1. Калашніков, С-В. Розробка алгоритму та програмного забезпечення для обробки асимптотичних експоненційних залежностей [Текст] / C.B. Калашніков, Д.В. Квасов, Р.І. Авдєєв// Матеріали доповідей 29 науково-технічної конференції. - Пенза: Вид-во Пензенського держ. ун-ту архіт. та стр-ва, 1996. - С. 60-61.

2. Калашніков, C.B. Аналіз кінетичних та асимптотичних залежностей з використанням методу циклічних ітерацій [Текст] / О.М. Бобришев, C.B. Калашніков, В.Н. Козомазов, Р.І. Авдєєв // Вісник РААСН. Відділення будівельних наук, 1999. – Вип. 2. – С. 58-62.

3. Калашніков, C.B. Деякі методологічні та технологічні аспекти отримання ультрадисперсних наповнювачів [Текст]/Є.Ю. Селіванова, C.B. Калашніков Н. Композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика: зб. наук. праць міжнар. науково-технічна конференція. – Пенза: ПДНТП, 2002. – С. 307-309.

4. Калашніков, C.B. До питання оцінки блокуючої функції суперпластифікатора на кінетику твердіння цементів [Текст]/B.C. Дем'янова, A.C. Мішин, Ю.С. Кузнєцов, C.B. Калашніков Н. Композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика: сб, нав. праць міжнар. науково-технічна конференція. – Пенза: ПДНТП, 2003. – С. 54-60.

5. Калашніков, C.B. Оцінка блокуючої функції суперпластифікатора на кінетику твердіння цементів [Текст]/В.І. Калашніков, В.С. Дем'янова, C.B. Калашніков, І.Є. Ільїна // Праці річних зборів РААСН «Ресурсо- та енергозбереження як мотивація творчості в архітектурно-будівельному процесі». – Москва-Казань, 2003. – С. 476-481.

6. Калашніков, C.B. Сучасні уявлення про саморуйнування надщільного цементного каменю та бетону з низьким волоссям [Текст] / В.І. Калашніков, В.С. Дем'янова, C.B. Калашніков // Вісник. Сер. Волзького регіонального відділення РААСН, – 2003. Вип. 6. – С. 108-110.

7. Калашніков, C.B. Стабілізація бетонних сумішей від розшарування полімерними добавками [Текст]/В.І. Калашніков, В.С. Дем'янова, Н.МДубошина, C.B. Калашніков// Пластичні маси. – 2003. – №4. – С. 38-39.

8. Калашніков, C.B. Особливості процесів гідратації та твердіння цементного каменю з модифікуючими добавками [Текст]/В.І. Калашніков, В.С. Дем'янова, І.Є. Ільїна, C.B. Калашников // Вісті ВНЗ. Будівництво, - Новосибірськ: 2003. - №6 – С. 26-29.

9. Калашніков, C.B. До питання оцінки усадки та усадкової тріщиностійкості цементного бетону, модифікованого ультрадисперсними наповнювачами [Текст]/B.C. Дем'янова, Ю.С. Кузнєцов, IO.M. Баженов, Є.Ю. Міненко, C.B. Калашніков// Композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика: зб. наук. праць міжнар. науково-технічна конференція. – Пенза: ПДНТП, 2004. – С. 10-13.

10. Калашніков, C.B. Реакційна активність силіцитових гірських порід у цементних композиціях [Текст]/BC. Дем'янова, C.B. Калашніков, І.А. Єлісєєв, Є.В. Подрєзова, В.М. Шиндіна, В.Я. Марусенці // Композиційні будівельні матеріали. Теорія та практика: зб. наук. праць міжнар. науково-технічна конференція. – Пенза: ПДНТП, 2004. – С. 81-85.

11. Калашніков, C.B. До теорії твердіння композиційних цементних в'яжучих [Текст]/C.B. Калашніков, В.І. Калашніков// Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Актуальні питання будівництва». – Саранськ, 2004. -С. 119-124.

12. Калашніков, C.B. Реакційна активність подрібнених гірських порід у цементних композиціях [Текст]/В.І. Калашніков, В.С. Дем'янова, Ю.С.Кузнєцов, C.B. Калашніков // Вісті. ТулДУ. Серія «Будівельні матеріали, конструкції та споруди». – Тула. -2004. - Вип. 7. – С. 26-34.

13. Калашніков, C.B. До теорії гідратації композиційних цементних та шлакових в'яжучих [Текст]/В.І. Калашніков, Ю.С. Кузнєцов, В.Л. Хвастунов, C.B. Калашніков І «Вісник». Серія відділу будівельних наук. - Білгород: - 2005. -№9-С. 216-221.

14. Калашніков, C.B. Багатокомпонентність як фактор забезпечення поліфункціональних властивостей бетону [Текст]/Ю.М. Баженов, В.С. Дем'янова, C.B. Калашніков, Г.В. Лук'яненко. В.М. Гриньков // Нові енерго- та ресурсозберігаючі наукомісткі технології у виробництві будівельних матеріалів: зб. статей міждунар. науково-технічна конференція. – Пенза: ПДНТП, 2005. – С. 4-8.

15. Калашніков, C.B. Ударна в'язкість високоміцного дисперсно-армованого бетону [Текст]/B.C. Дем'янова, C.B. Калашніков, Г.М. Казіна, В.М. Тростянський // Нові енерго- та ресурсозберігаючі наукомісткі технології у виробництві будівельних матеріалів: зб. статей міжнар. науково-технічної конференції. – Пенза: ПДНТП, 2005. – С. 18-22.

16. Калашніков, C.B. Топологія змішаних в'яжучих з наповнювачами та механізм їх твердіння [Текст] / Юрген Шуберт, C.B. Калашников // Нові енерго- та ресурсозберігаючі наукомісткі технології у виробництві будівельних матеріалів: зб. статей міжнар. науково-технічна конференція. – Пенза: ПДНТП, 2005. – С. 208-214.

17. Калашніков, C.B. Тонкозернистий порошковий дисперсно-армований бетон [Текст] I В.І. Калашніков, C.B. Калашніков// Досягнення. Проблеми та перспективні напрямки розвитку. Теорія та практика будівельного матеріалознавства. Десяті академічні читання РААСН. - Казань: Вид-во Казанського держ. арх.-сгроітел. ун-ту, 2006. – С. 193-196.

18. Калашніков, C.B. Багатокомпонентні дисперсно-армовані бетони з покращеними експлуатаційними властивостями [Текст]/B.C. Дем'янова, C.B. Калашніков, Г.М. Казіна, В.М. Тростянський// Досягнення. Проблеми та перспективні напрямки розвитку. Теорія та практика будівельного матеріалознавства. Десяті академічні читання РААСН. - Казань: Вид-во Казанського держ. арх.-сгроітел. ун-ту, 2006.-С. 161-163.

Калашніков Сергій Володимирович

ТОНКОЗЕРНИСТІ РЕАКЦІЙНО-ПОРОШКОВІ ДИСПЕРСНО-АРМОВАНІ БЕТОНИ З ВИКОРИСТАННЯМ ГІРНИЧИХ ПОРІД

05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Підписано до друку 5.06.06 г Формат 60x84/16. Папір офсетний. Друк на ризографі. Уч. вид. л. 1 . Тираж 100 екз.

Замовлення №.114 _

Видавництво ПГУАС.

Надруковано в цеху оперативної поліграфії ПГУАС.

440028. м. Пенза, вул. Тітова, 28.

4 ВСТУП.

ГЛАВА 1 СУЧАСНІ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ТА ОСНОВНІ

ПРИНЦИПИ ОТРИМАННЯ ВИСОКОЯКІСНИХ ПОРОШКОВИХ БЕТОНІВ.

1.1 Зарубіжний та вітчизняний досвід застосування високоякісних бетонів та фібробетонів.

1.2 Багатокомпонентність бетону як чинник забезпечення функціональних властивостей.

1.3 Мотивація появи високоміцних та особливо високоміцних реакційно-порошкових бетонів та фібробетонів.

1.4 Висока реакційна активність дисперсних порошків – основа отримання високоякісних бетонів.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 1.

ГЛАВА 2 ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ,

ПРИЛАДИ ТА ОБЛАДНАННЯ.

2.1. Характеристики сировинних матеріалів.

2.2 Методи досліджень, прилади та обладнання.

2.2.1 Технологія підготовки сировинних компонентів та оцінка їхньої реакційної активності.

2.2.2 Технологія виготовлення порошкових бетонних сумішей та ме

Тоді їх випробувань.

2.2.3. Методи досліджень. Прилади та обладнання.

ГЛАВА 3 ТОПОЛОГІЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ, ДИСПЕРСНО

АРМОВАНИХ ПОРОШКОВИХ БЕТОНІВ І

МЕХАНІЗМ ЇХНІХ ТВЕРДЕННЯ.

3.1 Топологія композиційних в'яжучих та механізм їх твердіння.

3.1.3 Топологія дисперсно-армованих тонкозернистих бетонів.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 3.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 4.

ГЛАВА 5 ОЦІНКА РЕАКЦІЙНОЇ АКТИВНОСТІ ГІРНИЧИХ ПОРОД І ДОСЛІДЖЕННЯ РЕАКЦІЙНО-ПОРОШКОВИХ СУМІШІВ І БЕТОНІВ.

5.1 Реакційна активність гірських порід у суміші з цементом.

5.2 Принципи підбору складу порошкового дисперсно-армованого бетону з урахуванням вимог до матеріалів.

5.3 Рецептура тонкозернистого порошкового дисперсно-армованого бетону.

5.4 Приготування бетонної суміші.

5.5 Вплив складів порошкових бетонних сумішей на їх властивості та міцність при осьовому стисканні.

5.5.1 Вплив типу суперпластифікаторів на розтікання. Бетонної суміші та міцність бетону.

5.5.2 Вплив дозування суперпластифікатора.

5.5.3 Вплив дозування мікрокремнезему.

5.5.4 Вплив частки базальту та піску на міцність.

ВИСНОВКИ З РОЗДІЛУ 5.

РОЗДІЛ 6 ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНІВ ТА ЇХ

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА.

6.1 Кінетичні особливості формування міцності РПБ та фібро-РПБ.

6.2 Деформативні властивості фібро-РПЛ.

6.3 Об'ємні зміни порошкових бетонів.

6.4 Водопоглинання дисперсно-армованих порошкових бетонів.

6.5 Техніко-економічна оцінка та виробнича реалізація РПБ.

Вступ 2006 рік, дисертація з будівництва, Калашніков, Сергій Володимирович

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити комплекс наступних завдань:

Виявити механізм твердіння змішаних в'яжучих, вивчити процеси структуроутворення;

Наукова новизна роботи.

Висновок дисертація на тему "Тонкозернисті реакційно-порошкові дисперсно-армовані бетони з використанням гірських порід"

Бібліографія Калашніков, Сергій Володимирович, дисертація на тему Будівельні матеріали та вироби