close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000102176

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
КОЖИЕВ СЕРГЕИ БОРИСОВИЧ
ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН ДЛЯ
ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ с ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОИ ДОБАВКОЙ
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Москва 2005
Работа выполнена в Московском государственном строительном универ­
ситете.
Научный руководитель
- доктор технических наук, профессор
Ферронская Анна Викторовна
Официальные оппоненты
- доктор технических наук, профессор
Орентлихер Лидия Петровна
- кандидат технических наук
Затворницкая Татьяна Абрамовна
Ведущая организация
- АО НИПТИ «Стройиндустрия»
п
2005 г. в
на заседании
Защита состоится п
диссертационного совета Д 212.138.02 при Московском государственном
строительном университете по адресу: 113114, г. Москва, Шлюзовая набереж­
ная, Д.8, аудитория
.
С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Московского государ­
ственного строительного университета
Автореферат разослан"_
Учёный секретарь диссертационного совета
2005 г.
Алимов Л.А.
Л/958
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Мелкозернистый бетон (МЗБ) находит всё более широ­
кое применение в дорожном строительстве и, в частности, в покрытиях до­
рожных одеязд.
Однако, как показывает практика, для мелкозернистого бетона дорож­
ных покрытий, подвергающегося воздействию агрессивной окружающей сре­
ды, существует проблема его преждевременного разрушения вследствие не­
достаточной эксплуатационной стойкоЬти. Кроме того, для мелкозернистого
бетона характерен более высокий, по сравнению с обычным тяжёлым бето­
ном, расход портландцемента.
Одним из возможных направлений для решения указанных проблем яв­
ляется создание высококачественного МЗБ для дорожных покрытий путём
введения комплексной органоминеральной добавки, способствующей уплот­
нению структуры и связыванию 1Илроксида кальция в водонерастворимые со­
единения.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим пла­
ном научно-исследовательских работ МГСУ и Национальной программой мо­
дернизации и развития сети автомобильных дорог Российской Федерации до
2025 года.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является созда­
ние высококачественного МЗБ для дорожных покрытий.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следую­
щие задачи:
- обосновать возможность создания высококачественного МЗБ для до­
рожных покрытий с использованием комплексной органоминеральной доба вки;
- оптимизировать компонентные и количественные составы комплекс­
ной органоминеральной добавки;
- разработать оптимальные составы высококачественного МЗБ для до­
рожных покрытий с комплексной органоминеральной добавкой;
'"'.«в^ггг.'""!
i-'-T^ff.
iii
4
- исследовать основные физико-механические и эксплуатационные
свойства разработанных МЗБ для дорожных покрытий с комплексной орга­
номинеральной добавкой;
- разработать рекомендации по приготовлению и укладке бетонных сме­
сей из высококачественного МЗБ с комплексной органоминеральной добав­
кой для дорожных покрытий;
- произвести производственное опробование результатов исследования.
Научная новизна работы:
- обоснована возможность создания высококачественного МЗБ для до­
рожных покрьггий за счёт введения комплексной органоминеральной добав­
ки, состоящей из модификатора МБ 10 - 01 и золы - уноса ТЭЦ, способст­
вующей снижению капиллярной пористости, повышению плотности, получе­
нию стабильных новообразований в ввде низкоосновных гидросиликатов
кальция, а также упрочнению контактной зоны между цементным камнем и
заполнителем;
- с помощью метода математического планирования эксперимента по­
лучены 4-х факторные модели, которые необходимы для оптимизации соста­
вов комхшексной органоминеральной добавки, состоящей из модификатора
МБ 10 - 01 и золы - уноса ТЭЦ;
- установлены зависимости основных технологических и физикомеханических свойств (удобоукладываемость, прочность на сжатие, растяже­
ние при изгибе, раскалывание, модуль упругости, коэффициент использова­
ния цемента, деформации усадки) от состава комплексной органоминераль­
ной добавки;
- получены многофакторные зависимости эксплуатационных свойств
(морозостойкость, водопоглощение, проницаемость, водостойкость, износо­
стойкость) от состава разработанных МЗБ для дорожных покрытий;
- с помощью рентгенофазового анализа микроструктуры разработанного
МЗБ установлено, что введение в состав МЗБ комплексной органоминераль­
ной добавки способствует образованию зародышей кристаллогидратов, при
5
этом подавляется рост кристаллов Са(0Н)2, вследствие чего в структуре це­
ментного теста образуются длинноволокнистые гидросиликаты кальция, спо­
собствующие повышению прочности как на сжатие, так и на растяжение при
изгибе, а также эксплуатационной стойкости разрабо'ганйбго МЗБ.
Практическая значимость работы:
- разработана технология высококачественного МЗБ для дорожных по­
крытий, основанная на модификации его структуры комплексной органоминеральной добавкой, состоящей из модификатора МБ 10-01 и золы-уноса;
- разработайы оптимальные составы высококачественного МЗБ для до­
рожных покрытий с комплексной органоминеральной добавкой классов по
прочности на растяжение при изгибе Вд, 6,8.. .8,0 и В 70.. .80 по прочности на
осевое сжатие; марок F 700...800 по морозостойкости и W16-W20 по водоне­
проницаемости на основе портландцемента марки 500 ДО при использовании
крупных песков;
- разработана комплексная органоминеральная добавка, состоящая из
модификатора МБ 10-01 и золы-уноса ТЭЦ;
Внедрение результатов работы:
- разработаны "Рекомендации по приготовлению и укладке бетонных
смесей из высококачественного МЗБ с комплексной органоминеральной д обавкой для дорожных покрытий ";
- осуществлено производственное опробование разработанного МЗБ
при устройстве дорожного покрытия автомобильной стоянки в г. Москве об­
щей площадью 370 м .
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы до­
ложены на первой, второй, третьей, пятой, седьмой и восьмой международной
межвузовской научно-практической конференции молодых учёных, аспиран­
тов и докторантов "Строительство - формирование среды жизнедеятельно­
сти", проходящих в МГСУ в 1998-2005 гг.
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 пе­
чатных работах.
6
На защиту выносятся:
- обоснование возможности создания высококачественного МЗБ для до­
рожных покрытий;
- оптимальные компонентные и количественные составы комплексной
органомнверальной добавки;
- зависимости основных технологических
и физико-механических
свойств от состава комплексной органоминеральной добавки;
- оптимальные составы высококачественного МЗБ с комплексной орга­
номинеральной добавкой для дорожных покрытий различного назначения;
- многофакторные зависимости эксплуатационных свойств от состава
разработанных МЗБ для дорожных покрытий;
- технология приготовления и укладки бетонных смесей из высококаче­
ственного МЗБ с комплексной органоминеральной добавкой для дорожных
покрытий;
- результаты производственного опробования разработанного высоко­
качественного МЗБ для дорожных покрытий с комплексной органоминераль­
ной добавкой.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пя­
ти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 267 наимено­
ваний и приложения. Она изложена на 170 страницах машинописного текста,
содержит 32 рисунка и 21 таблицы.
I*
СОДЕРЖАНИЕ Р А Б О Т Ы
Мелкозернистые бетоны находят всё более широкое применение в со­
временном дорожном строительстве и, в частности, в покрытиях дорожных
одежд. Однако, в ряде случаев, наблюдается преждевременное разрушение
МЗБ в дорожных покрытиях под действием агрессивной окружающей среды.
Кроме того, для МЗБ характерен более высокий по сравнению с обычными
тяжёлыми бетонами расход портландцемента.
Как показывает анализ, повысить эффективность использования МЗБ в
дорожных покрытиях можно за счёт улучшения гранулометрического состава
песка и снижения его пустотности; применения композиционных (смешан­
ных) цементов; использования химических, в том числе комплексных добавок
полифункционального действия.
За рубежом, начиная с 1986 г., в мировой строительной практике наме­
тилось широкое применение бетонов, получивших название High Performance
Concrete (НРС). Термин НРС в нашей стране пока не получил адекватного пе­
ревода и, в ряде случаев, обозначается как «высококачественный бетон».
В настоящее время, концепция высококачественных бетонов базируется
на следующих положениях:
а) доступная технология производства бетонных смесей и бетонов с ши­
роким диапазоном свойств, основанная на использовании сложившейся про­
изводственной базы и традиционных материалов;
б) высокие физико-технические характеристики бетонов - класс по
прочности до В 80 и более, низкая проницаемость для воды (W12... W20) и га­
зов, низкая усадка и ползучесть, повышенная коррозионная стойкость и дол­
говечность.
Реализация концепции высококачественных бетонов оказалась возмож­
ной, прежде всего, благодаря комплексному применению суперпластификато­
ров и микрокремнезёма. Оптимальное сочетание указан1П.1х добавок - моди­
фикаторов, а, при необходимости, совмещение с ними в небольших количест­
вах и других органических и минеральных материалов позволяет управлять
реологическими свойствами бетонных смесей и модифицировать структуру
цемеьггного камня на микроуровне так, чтобы придать бетону высокую экс­
плуатационную стойкость.
Анализ исследований в этом направлении показал, что они, в основном
проводились на обычных тяжёлых бетонах и значительно меньше на МЗБ и не
затрагивали дорожные бетоны. Поэтому, при создании высококачественного
МЗБ для дорожных покрытий была принята изложенная выше концепция.
Предполагается, что комплексная органоминеральная добавка, состоя-
8
щая из модификатора МБ 10-01 и золы-уноса будет способствовать уплотне­
нию структуры и связыванию гидроксида кальция в водонерастворимые со­
единения и, одновременно, выполнять роль тонкодисперсного компонента, ак­
тивно влияющего на все основные процессы формирования структуры МЗБ.
Для подтверждения правильности разработанных теоретических поло­
жений были проведены лабораторные и производственные исследования.
В исследованиях использовались в качестве вяжущего портландцемент
марки 500-ДО-Н (с нормированным химико-минералогическим составом) сле­
дующих заводов-производителей: ЗАО «Белгородский цемент» (г.Белгород);
ОАО «Мальцовский портландцемент» (г.Фокино); ОАО «Осколцемент»
(г.Старый Оскол); пески Сычёвского и Тучковского карьера; и комплексная
органоминеральпая добавка, состоящая из модификатора МБ 10-01 соответст­
вующего ТУ 5743-073-46854090-98 и золы-уноса ТЭЦ-22 (г.Дзержинск, Мос­
ковская обл.).
При проведении исследований, в основном, применяли стандартные ме­
тодики в соответствии с действующими ГОСТами, а также специально разра­
ботанные в данной работе.
Подбор оптимальных составов высококачественного МЗБ для дорожных
покрытий с комплексной органоминеральной добавкой осуществляли с помо­
щью математического планирования эксперимента по плану типа В4 на основе
Д-оптимапьного.
В качестве входных параметров были приняты:
- расход цементнозольного вяжущего, кг/м'', Х ь
- расход воды, дм^м^, X i ;
- доля золы-уноса в составе цементнозольного вяжущего, % , Хз;
- расход модификатора МБ 10-01, % от расхода цемента, Х4.
Выходными параметрами являлись:
- удобоукладываемость мелкозернистой бетонной смеси,Y];
- прочность бетона на сжатие в возрасте 7 сут, МПа, Y2;
- прочность бетона на сжатие в возрасте 28 сут, МПа, Уз;
- прочность бетона на растяжение при изгибе в возрасте 28 сут, МПа, Y4;
- прочность бетона на раскалывание, МПа, Ys;
- динамический модуль упругости, МПа, Ys;
- условная предельная растяжимость, Y?;
- коэффициент использования цемента, Ys.
В качестве постоянных факторов приняты коэффициент уплотнения бе­
тонной смеси, а также условия приготовления и твердения бетона. Уровни и
интервалы варьирования входных параметров приведены в табл.1.
Таблица 1
Уровни и интервалы варьирования входных переменных факторов
Входные параметры
Расход цементнозольного вяжущего,
кг/м"*, X i
Расход воды, дм'/м^ Хг
Доля зожа-уноса в составе цементно­
зольного вяжущего, %, Хз
Расход добавки МБ 10-01, % от массы
цемента, Х4
Уровни варьирования
Интервал
варьирования
-1
0
+1
400
170
500
190
600
210
100
20
0
30
60
30
5
10
15
5
В результате обработки экспериментальных данных были получены
уравнения, которые, как показала проверка, адекватно описывают систему.
На основе полученных уравнений были изучены зависимости основных
строительно-технических и физико-механических свойств разработанных МЗБ
от ряда технологических параметров.
Так, при изучении зависимости удобоукладываемости мелкозернистой
бетонной смеси от содержания золы-уноса (рис.1) устанбйлено, что, введение
золы-уноса В' жирные бетонные смеси с высоким расходом цемента приводит
к снижению улобоукладьшаемости. При введении же её в тощие смеси с невы­
соким расходом цемента существует оптимальное количество золы, при вве­
дении которого удобоукладываемость смеси не только сохраняется, но даже
незначительно улучшается.
10
о lb 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140
Содержание золы-уноса, % массы цемеига
Рис. 1. Зависимости удобоукладываемости мелкозернистых бетонных смесей
от расхода золы-уноса при различных расходах цемента
(расход воды 190 дм'/м', 1 ...7 - Ц = 550,500,450,400, 350, 300, 250 кг/м' соответственно.
М Б 10-01 - 10 % от массы цемента)
Введение МБ 10-01 улучшает удобоукладываемость смеси. При этом
увеличение расхода МБ 10-01 с 5 до 15 % от массы цемента позволяет полу­
чать равноподвижную смесь с пониженным на 10 дм^/м' расходом воды.
Введение комплексной органоминеральной добавки в МЗБ значительно
влияет на его прочность при сжатии, растяжении при изгибе и раскалывании,
при этом максимум прочности достигается при определенном расходе добав­
ки, однако, затем при дальнейшем введении добавки прочность постепенно
снижается.
Так, при расходе цемента 250 кг/м^ максимальное количество добавки
составляет 100%, а при 350 и 450 кг/м^ оно составляет 50 и 25% соответствен­
но. При расходе цемента больше 500 кг/м^ оптимальное количество добавки
ограничено в пределах 15...20 % от массы цемента, введение добавки сверх
указанных пределов практически не дает никакого положительного эффекта.
Зависимость динамического модуля упругости от содержания добавки
носит несколько иной характер. При расходе цемента менее 350 кг/м' введе­
ние комплексной органоминеральной добавки приводит к незначительному
11
снижению динамического модуля упругости. При расходе цемента более 350
кг/м наблюдается некоторое увеличение динамического модуля упругости.
При уменьшении расхода воды тенденция снижения динамического модуля
упругости при введении добавки увеличивается.
Условная предельная растяжимость в МЗБ с расходом цемента ниже 500
кг/м^ увеличивается и достигается максимум лри определенном количестве
добавки в зависимости от расхода цемента. При расходах цемента 450 кг/м^ и
ниже, увеличение расхода добавки повышает условную предельную растяжи­
мость, а при расходах цемента больше 450 кг/м^, наоборот. В первом случае
оптимальное содержание добавки растет с увеличением расхода воды, а во
втором - наоборот. Однако, при расходе цемента в пределах 350...450 кг/м^
изменение условной предельной растяжимости, является незначительным.
На основе этих данных и с учётом требований, предъявляемых к бето­
нам дорожных покрытий, были выбраны оптимальные составы высокопрочно­
го МЗБ для дорожных покрытий различного назначения (табл. 2), обеспечи­
вающие для составов бетонов 1, 2 класс (марку) бетона по прочности на рас­
тяжение 3,6 (45), а для составов 3,4, 5 - 8,0 (100).
Таблица 2
Составы исследуемых мелкозернистых бетонов для дорожных покрытий
Состав бетона, кг/м
№
со
ста
ва
Це­
мент
Золауноса
Песок
Вода
1
2
3
4
5
500
330
650
500
420
170
65
75
90
-
1600
1690
240
170
200
175
125
1400
1560
1590
МБ
С-3,
10-01
%
-
0,5
65
50
30
-
-
снв,
%
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
Удобоукл альаваеAiocTb ПО Г О С Т
10181-87
осадка ко­
жесткость, с
нуса, см
20... 25
40
...50
20 ...22
2
-
-
15 ...20
60 ...100
В ней приведены 3 состава высокопрочного МЗБ для дорожных покры­
тий из бетонных смесей различной удобоукладываемости: 3 - литая (самоуп­
лотняющаяся) смесь; 4 и 5 - умеренно жёсткая и сверхжёсткая соответственно
для устройства покрытия с использованием рельс-форм и метода укатки. Со­
ставы 1 и 2 являются контрольными и приняты в качестве эталона для сравне-
12
ния. Дальнейшие исследования физико-механических и эксплуатационных
свойств проводились на составах МЗБ, приведенных в табл. 2.
В диссертационной работе изучались необходимые для дорожных МЗБ
прочностные и деформативные характеристики: кубиковая прочность (R);
призменная прочность (Rb); прочность бетона при растяжении (Кы); началь­
ный модуль упругости (Еь); влажностная усадка (egi).
Исследования проводились на образцах кубах с ребром 10 и 15 см и на
призмах размерами 4*4*16 см и 10*10*40 см.
Кубиковую прочность бетонов (R) определяли в возрасте 1, 3, 7, 14 и 28
сут.
Экспериментальные значения прочностных и деформативных характе­
ристик при кратковременном нагружении приведены в табл. 3.
Таблица 3
Прочностные и деформативные характеристики разработанных мелкозернистых бетонов
№ со­
става
1
2
3
4
5
Возраст
бгтона,
сут
Rio,
МПа
7
28
7
28
7
28
7
28
7
28
43,5
21,3
41,2
65,8
105,4
59,7
96,7
54,6
244
84,4
МПа
Rb,
МПа
Rb/Rio
22,8
41,8
20,1
38,8
61,2
101,6
56,2
89,3
52,0
81,2
20,4
38,8
18,6
36,5
58,7
92,5
44,8
81,5
46,2
71,5
0,83
0,89
0,87
0,88
0,89
0,88
0,75
0,84
0,84
0,85
Rl5,
Rbt,
Еь*10',
МПа
2,5
4,4
2,9
4,8
7,5
26,72
33,45
21,48
25,56
35,49
41,5
34,84
42,80
38,30
45,00
МПа
11,2
6,7
9,5
6,2
8,7
е„ПО'
18,4
15,5
13,4
lU
10,8
Примечание: составы см. табл. 2
Опытные данные свидетельствуют о весьма интенсивном росте прочно­
сти офазцов разработанного мелкозернистого бетона во времени. Через 1 сут
кубиковая прхиность разработанных МЗБ составляла 20...30 % ; а через 3 и 7
сут - 60^^75 % 28-суточной прочности. Такие значения прочности МЗБ с ком­
плексной органоминеральной добавкой в раннем возрасте могут рассматри­
ваться как отвечающие требования»; предъявляемым к высококачественным
бетонам и достаточными для распалубки возводимой дорожной конструкции.
13
к 28 сут прочность бетона достигла 85... 120 МПа, а к 150 сут превышала зна­
чения 28-суточной прочности в среднем на 12%.
Призменная прочность разработанных бетонов в возрасте 7 и 28 сут на­
ходилась в пределах 75...90 % кубиковой прочности. Таким образом, коэффи­
циент призменной прочности достигал Кр, = 0,8.
Прочность бетона при растяжении (К^) определяли по результатам ис­
пытаний на изгиб балочек размером 10*10*40 см. Как видно из приведённых в
табл. 3 данных, прочность бетона на растяжение разработанных мелкозерни­
стых бетонов с комплексной органоминеральной добавшй болеем чем в 2 раза
превосходит контрольные - без добавки.
Величины и характер изменения деформаций усадки разработанных бе­
тонов меньше, чем у эталонных бетонов. Как видно, из приведённых в табл. 3
данных, абсолютные значения деформаций усадки разработанных беюнов не­
велики (£sr=13,5*10'* и меньше).
Таким образом, приведённые в табл. 3 прочностные и деформативные
характеристики, позволяют считать, что по этим показателям разработанные
МЗБ можно отнести к высококачественным.
Однако, эти характеристики являются необходимыми, но недостаточ­
ными, чтобы применять эти бетоны для дорожных покрытий. Поэтому боль­
шое место в работе уделено исследованиям основных эксплуатационных
свойств МЗБ с учётом особенности их работы в дорожных покрытиях, а,
именно: водопоглощение, проницаемость, морозостойкость, атмосферостойкость, истираемость.
Учитывая, что эти свойства зависят, прежде всего, от структуры, в дис­
сертации большое внимание было уделено изучению структуры и её влиянию
на эксплуатационные свойства, а, следовательно, и долговечность.
Исследования структуры разработанных МЗБ для дорожных покрытий
изучали на двух уровнях: изменение поровой структуры цементного камня и
контактного рлоя между цемецтным камнем и заполнителем на уровне мезоструктуры, а изменение степени гидратации цемента и состав продуктов гид-
14
ратации - на микроструктурном уровне.
|общий объём пор
■ объём открытых
капиллярных пор
!обьём открытых
некапиллярных
пор
■объём условнозакрытых пор
1
2
3
4
5
Составы мелкозернистых бетонов
Рис. 2. Изменение поровой структуры разработанных мелкозернистых бетонов
для дорожных покрытий различного назначения (составы см. табл.2)
Приведенные на рис. 2 результаты исследования поровой структуры
разработанных МЗБ, показывают, что объём пор разработанных МЗБ не пре­
вышает 10%, в то время как у контрольных МЗБ 15 и 20%.
Анализ результатов исследования микроструктуры разработанных МЗБ
для дорожных покрытий показал, что комплексная органоминеральная добав­
ка способствует образованию зародышей кристаллогидратов из пересыщенно­
го раствора, изменению их дисперсности. Следовательно, реакции гидратации
замедляются, рост кристаллов Са(0Н)2 подавляется, вследствие чего в струк­
туре цементного теста образуется больше длинноволокнистых гидросиликатов
кальция. Это приводит к пространственному сцеплению с гидратными ново­
образованиями высокой дисперсности.
Водопоглощение, проницаемость и истираемость определяли по стан­
дартным методикам (ГОСТ 12730.0-78, ГОСТ 12730.3-78 и ГОСТ 13087-81).
Морозостойкость и атмосферостойкость определяли по специально раз­
работанным методикам, отвечающим условиям работы МЗБ в дорожных по­
крытиях.
15
Результаты исследований по изучению водопоглощения и проницаемо­
сти разработанных МЗБ для дорожных покрытий приведены в табл. 4.
Таблица 4
Водопоглощение и проницаемость разработанных мелкозернистых бетонов
№
№
соста
Показатели проницаемости
Водопоглощение,
%
Сопротивление бетона прони­
канию воздуха, шо, с/сиг*
Марка бетона до водонепроницаемостн
10,8
9Д
2^
2,8
3,5
160,0
1894
1015,7
879,8
795,6
W2
W4
W20
W18
W16
ВОВ
1
2
3
4
5
Примечание: составы см. табл.2
Они показывают, что водопоглощение разработанных МЗБ в зависимо­
сти от их функционального назначения изменяется в пределах от 2,5 до 3,5, по
сравнению с эталоном, у которого водопоглощение равно 10 и более % .
Воздухо- и водонепроницаемость разработанных МЗБ в 5 и более раз
выше, чем у МЗБ, взятых в качестве эталона.
Морозостойкость разработанного МЗБ определялась по оригинальной
методике 26 ЦНИИ МО РФ, которая адекватно моделирует внешние агрессив­
ные воздействия (характер разрушения испытываемых образцов аналогичен
шелушению поверхности дорожных покрытий).
Установлено, что морозостойкость поверхностного слоя разработанного
МЗБ для дорожных покрытий 700...800 циклов, а с использованием воздухововлекающей добавки СНВ, несколько больше.
Что касается атмосферостойкости, то потеря массы образцов после 50
циклов попеременного увлажнения в 10% растворе NaCl и глубокого высуши­
вания составляла от 1 до 2 % , в то время как у МЗБ, взятых в качестве эталона,
этот показатель - 4.. .6 %.
Истираемость разработанных МЗБ находится в пределах 0,60...0,80
г/см^, в то время как этот показатель для МЗБ, взятых в качестве эталона, -
16
1,16..Л,19г/см1
Таким образом, результаты лабораторных исследований прочностных,
деформативных и эксплуатационных свойств позволяют утверждать, что по­
лучены высококачественные мелкозернистые бетоны для дорожных покры­
тий. Это обеспечивается модифицированием структуры МЗБ введением ком­
плексной органоминеральной добавки.
Для подтверждения этого было осуществлено производственное опро­
бование разработанного МЗБ при устройстве дорожного покрытия автомо­
бильной стоянки в г. Москве. Общая площадь покрытия составила 370 м^. На­
турные наблюдения, проводимые с сентября 2004 г. по февраль 2005 г., пока­
зали, хорошее качество поверхности покрытия, отсутствие видимых дефектов
(шелушения, трещин, раковин, отслоений и т.п.).
На основании лабораторных и производственных исследований были
разработаны «Рекомендации по приготовлению и укладке бетонных смесей из
высококачественного МЗБ с комплексной органоминеральной добавкой для
дорожных покрытий». В них изложены требования к исходным материалам
для производства высококачественного МЗБ для дорожных покрыгий, а также
технология укладки в конструкции дорожных одежд в зависимости от их
функционального назначения.
При расчёте технико-экономических показателей определена экономи­
ческая эффективность внедрения высококачественного МЗБ для дорожшлх
покрытий с комплексной органоминеральной добавкой в сумме 3,1 млн руб­
лей в год (в ценах 2004 г.).
17
ОБЩИЕ В Ы В О Д Ы
1. Обоснована возможность создания высококачественного МЗБ для до­
рожных покрытий путём модифицирования его структуры комплексной органоминеральной добавкой, состоящей из модификатора МБ 10-01 и золы-уноса,
способствующей снижению капиллярной пористости, повышению плотности,
получению стабильных новообразований в виде низкоосновных гидросилика­
тов кальция, а также упрочнению контактной зоны между цементным камнем
и заполнителем.
2. Разработана технология высококачественного МЗБ для дорожных покрьггий, основанная на модификации его структуры комплексной органоминеральной добавкой, состоящей из модификатора МБ 10-01 и золы-уноса;
3. Получена математическая модель зависимости основных строительнотехнических свойств от переменных факторов, позволяющая определить оп­
тимальное количество комплексной органоминеральной добавки, которое
варьируется в пределах 5... 25 % от массы портландцемента в зависимости от
требуемой удобоукладываемости мелкозернистых бетонных смесей.
4. Разработаны оптимальные составы высококачественного МЗБ для до­
рожных покрытий с комплексной органоминеральной добавкой применитель­
но к требуемой по технологии удобоукладываемости бетонной смеси (литая,
умеренно жёсткая, сверхжёсткая).
5. Установлены многофакторные зависимости удобоуклад^аемости,
прочности на сжатие и растяжение при изгибе в возрасте 7 и 28 сут, условной
предельной растяжимости, коэффициента использования цемента, прочности
на раскальгеание, динамического модуля упругости МЗБ от различного соста­
ва комплексной органоминеральной добавки.
6. Изучены основные физико-механические свойства (прочность на сжа­
тие и растяжение при изгибе, модуль упругости, деформации усадки) разрабо­
танных МЗБ для дорожных покрытий с комплексной органоминеральной до­
бавкой.
7. Установлено, что введение комплексной органоминеральной добавки
18
даёт возможность повысить предел прочности на сжатие в 2 раза, на растяже­
ние при изгибе в 2,5 раза, модуль упругости в 1,3 раза.
8. Введение комплексной органоминеральной добавки в мелкозернистые
бетонные смеси позволяет получить на основе портландцемента марки ПЦ 500
ДО-Н при использовании крупных песков МЗБ классов В6,8-В8,0 по прочно­
сти на растяжение при изгибе и В70-В80 по прочности на осевое сжатие; ма­
рок F700 - F800 по морозостойкости и W16-W20 по водонепроницаемости.
9. С помощью рентгенофазового анализа микроструктуры разработанно­
го МЗБ установлено, что введение в состав МЗБ комплексной органомине­
ральной добавки способствует образованию зародышей кристаллогидратов,
при этом подавляется рост кристаллов Са(0Н)2, вследствие чего в структуре
цементного теста образуются длинноволокнистые гидросиликаты кальция,
с1юсобс1вующие повышению прочности как на сжатие, так и на растяжение
при изгибе, а также эксплуатационной стойкости разработанного МЗБ для до­
рожных покрытий.
10. Разработаны «Рекомендации по приготовлению и укладке бетонных
смесей из высококачественного МЗБ с комплексной органоминеральной добавкЬй для дорожных покрытий».
11. Осуществлено производственное опробование высококачественного
МЗБ для дорожных покрытий с комплексной органоминеральной добавкой
при устройстве покрытия автомобильной стоянки и подъездного пути к ней в
г. Москва общей площадью 370 м^.
12. Определена экономическая эффективность внедрения высококачест­
венного МЗБ для дорожных покрытий с комплексной органоминеральной до­
бавкой в сумме 3,1 млн рублей в год (в ценах 2004 г.).
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Кожиев СБ., Ферронская А.В. Повышение эксплуатационной стойко­
сти дорожного мелкозернистого бетона. // Окружающая среда развитие строительство - образование / Научно-техническая конференция молодых
учёных, аспирантов и докторантов МГСУ. - М., 1998. - с. 59
19
2. Кожиев СБ., Ферронская А.В. Повышение эксплуатационной стойко­
сти дорожного мелкозернистого бетона. // Строительство - формирование
среды жизнедеятельности; Мат-лы второй научно-практической конференции
молодых учёных, аспирантов и докторантов. - М., 1999. - с. 59
3. Кожиев СБ., Ферронская А.В. Эксплуатационная стойкость дорожно­
го мелкозернистого бетона. // Строительство - формирование среды жизне­
деятельности:
Сборник
материалов
третьей
традиционной
научно-
практической конференции молодых учёных, аспирантов и докторантов. - Ч.
2.-м.,2000.-с.47
4. Кожиев СБ., Ферронская А.В. Эксплуатационная стойкость мелкозер­
нистого бетона для дорожных покрытий // Строительство - формирование
среды жизнедеятельности: Материалы пятой научно-практической конферен­
ции молодых учёных, аспирантов и докторантов (5-6 июня 2002 г.): / Моск.
гос. строит, ун-т. - М., 2002. - с. 237
5. Кожиев СБ., Ферронская А.В. Высококачественный мелкозернистый
бетон для дорожных покрытий // Строительство - формирование среды жиз­
недеятельности: Материалы второй международной и седьмой межвузовской
научно-практической конференции молодых учёных, аспирантов и докторан­
тов (26-27 мая 2004 г.): Книга 1/ Моск. гос. строит, ун-т. - М., 2004. - с. 422
6. Ферронская А.В., Кожиев С Б . Высококачественный мелкозернистый
бетон для дорожньк покрытий // Строительные материалы, 2005, №4, с. 58-59
7. Ферронская А.В., Кожиев С Б . Модифицирование структуры дорожно­
го мелкозернистого бетона с целью повышения его эксплуатационной стойко­
сти // Строительство - формирование среды жизнедеятельности: Материалы
третьей международной и восьмой межвузовской научно-практической кон­
ференции молодых учёных, аспирантов и докторантов (25-26 мая 2005 г.):
Моск. гос. строит, ун-т. - М., 2004. - с.
КОГШ-ЦЕНТРсв.7: 07; 10429 Тираж 100 экз.
Тел. 185-79-54
г. Москва, ул. Енисейская д. 36
^"
08
РНБ Русский фонд
2006-4
21958
\'
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
736 Кб
Теги
bd000102176
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа