Технологічні властивості наджорстких дрібнозернистих бетонних сумішей та розробка оптимальних параметрів їх вібропресування. Вплив зернового складу відсіву та хімічних добавок на властивості бетону. Методика, етапи проектування складів ВДБ з відсівами.
Аннотация к работе
Не зважаючи на наявність практичних розробок, повязаних з використанням гранітного відсіву при виробництві будівельних матеріалів, відкритою лишається проблема їх утилізації в цементних бетонах і, зокрема, у якості основного заповнювача дрібнозернистих вібропресованих бетонів. Досить мало уваги в науковій літературі приділено впливу мінеральних наповнювачів у бетонах з наджорстких сумішей, ущільнених силовими способами, а також можливості використання пилу гранітного відсіву в ролі такого наповнювача. Практично не дослідженими залишаються властивості наджорстких бетонних сумішей, особливості вібропресування таких сумішей та їх взаємозвязок з властивостями бетону. Дослідження, викладені в даній роботі, були виконані у відповідності до науково-дослідної № І-46 «Розробка нових вяжучих, композиційних матеріалів на їх основі та малоцементних бетонів із застосуванням техногенної сировини» (програма №22 Міністерства науки і освіти України, №ДР 0198U002422). Встановити вплив зернового складу відсіву та хімічних добавок на властивості бетонних сумішей та бетону.У вступі розкрито сутність, стан наукової проблеми і передумови, що визначають актуальність даної роботи, наведено підстави та вихідні дані для розробки теми, виділено основні наукові результати та показано їх практичне значення. Відзначено, що виробництво ДЗБ з базовими властивостями, аналогічними бетону з крупним заповнювачем при застосуванні звичайної технології (використання пластичних сумішей та ущільнення на вібромайданчику), вимагає перевитрати цементу на 15…40%. Даний метод формування бетонних виробів має два принципових різновиди: ущільнення одночасною дією вібрації і пресуючого тиску (вібрування з привантаженням) та сполучення вібраційного ущільнення з подальшим статичним пресуванням. Застосування вібрування з привантаженням дозволяє використовувати бетонні суміші із пониженою витратою води - жорсткі та наджорсткі, за рахунок чого значно знижується В/Ц та утворюється контактна структура бетону, при якій великий вплив на характеристики матеріалу створює камяний скелет заповнювача. В роботах Бутта Ю.М., Вирового В.Н., Вознесенського В.А., Волженского А.В., Дворкіна Л.Й., Комара А.Г., Пантелєєва А.С., Рибєва І.А., Соломатова В.І., Юнга В.Н. та ін. доведено можливість використання в якості наповнювачів, поряд з кварцовим піском, інших порід (граніти, сієніти, вапняки, магнезити, глини), та відходів промисловості (шлаків, зол-виносу, пилу електрофільтрів), а також отримані кількісні залежності та математичні моделі властивостей бетонів з наповнювачами.Шляхом теоретичного аналізу процесів, що відбуваються при вібропресуванні НБС отриманий вираз для визначення залишкового В/Ц цементного тіста: IMG_f35e0860-7c95-4337-b059-658e959262df , де rц - середня густина «сухого» цементу, ущільненого до стикання частинок, г/см<3;> Контролювати (В/Ц)опт доцільно за оптимальним питомим електричним опором ущільненого зразка бетону, котрий характеризує утворення неперервних плівок цементного тіста на зернах заповнювача, що, в свою чергу є умовою отримання ВДБ максимальної міцності при певній витраті цементу. У випадку ущільнення НБС одночасною дією вібрування і пресування (тобто вібрування з привантаженням) збільшення інтенсивності силової дії до оптимальних значень (амплітуда - 0,5…0,65 мм, тривалість - 15…20 с, привантаження - 0,06…0,1 МПА) сприяє зниженню водовмісту, а також викликає зниження кількості затисненого повітря у вібропресованому бетоні у 2…2,5 рази. При вібруванні з подальшим статичним пресуванням - підвищення середньої густини бетону не супроводжувалось однозначним підвищенням міцності: застосування до ВДБ ущільненого під динамічним навантаженням статичного пресування величиною 10…15 МПА викликало руйнування присутніх у гранітному відсіві голчатих зерен. Збільшення вмісту пилуватої фракції у гранітному відсіві до певної межі (15…25%) сприяє підвищенню середньої густини бетону, причому ефективна кількість пилуватих зростає зі збільшенням вмісту крупних фракції (10…2,5 мм).Отримані теоретичні та експериментальні результати дозволили розробити ряд методів проектування складів бетону: 1. Метод проектування оптимального складу ВДБ на гранітному відсіві з наповнювачем, в ролі якого виступає пилувата фракція цього ж відсіву Перший метод базується на отриманих емпіричних залежностях та математичних моделях. Використовуючи даний метод, крім проектування складу бетону із забезпеченням потрібної міцності та інших характеристик можна вирішувати обернену задачу: при заданих витраті цементу та на матеріалах певної якості підібрати оптимальні параметри вібропресування, котрі забезпечать отримання бетону певної міцності. Третій метод є загальним випадком вищезгаданих, він дозволяє розраховувати склад дрібнозернистих бетонів, що ущільнюються різними способами, а також враховує основні принципи формування щільної структури бетону.При підвищенні інтенсивності силового впливу за рахунок статичного пресування, з підвищенням густини бетону міцність практично не змінюється