Лушнікова Наталія Валеріївна. Литі високоміцні бетони з добавкою поліфункціонального модифікатору на основі суперпластифікатору та метакаоліну

brief description

Лушнікова Наталія Валеріївна. Литі високоміцні бетони з добавкою поліфункціонального модифікатору на основі суперпластифікатору та метакаоліну : дис... канд. техн. наук: 05.23.05 / Одеська держ. академія будівництва та архітектури. - О., 2006

Лушнікова Н.В. Литі високоміцні бетони з добавкою поліфункціонального модифікатору на основі суперпластифікатору та метакаоліну. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 Будівельні матеріали та вироби. Одеська державна академія будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України. Одеса, 2006.
Виявлено, що добавка ПФМ на основі суперпластифікатору С-3 та метакаоліну уповільнює етап коагуляційного структуроутворення цементних паст з наступним прискоренням процесів кристалізації.
Досліджено вплив водов’яжучого відношення, вмісту в’яжучого, частки метакаоліну в ньому та модуля крупності піску на показник збережуваності рухливості сумішей, їхню однорідність, коефіцієнт ефективності метакаоліну та кінетику твердіння бетонів.
Отримано ряд експериментально-статистичних моделей властивостей бетонних сумішей і бетонів на їхній основі, які використані при розробці методики проектування оптимальних складів бетонів.

1. Теоретично обґрунтована та експериментально доведена можливість одержання високоміцних бетонів класів В50...70 з високорухливих та литих бетонних сумішей за рахунок введення раціонально складеного комплексного модифікатору на базі нафталінформальдегідного суперпластифікатору та високодисперсної активної мінеральної добавки метакаоліну вітчизняного виробництва при використанні традиційних цементів та заповнювачів.
2. Технологічна активність поліфункціонального модифікатору, що визначена по збільшенню показників пластичності та міцності цементно-піщаного розчину при зміні характеристик компонентів, залежить від модифікування складу суперпластифікатора С-3 (зокрема антиспінювачем ПТВ-10), а також величини питомої поверхні метакаоліну (що визначено при порівнянні чотирьох проб метакаоліну; як раціональний обрано метакаолін з sпит=1670 м2/кг ) та використовуваного портландцементу (при порівнянні двох цементів обрано ПЦ І-500 ВАТ Волинь-цемент”).
3. Зі збільшенням у складі ПФМ концентрації метакаоліну (sпит= =1670м2/кг) водопотреба цементних паст зростає (за лінійною залежністю) на 5-20%, що компенсується раціональними дозуваннями суперпластифікатору; при цьому забезпечуються високі показники рухливості цементно-водних суспензій з граничною водоутримуючою здатністю в статичному стані до (2,5...3,0) Кн.г.
4. Первинна структурна міцність (на етапі коагуляційного періоду) модифікованої ПФМ цементної системи є нижчою порівняно із системою без добавок та з добавкою СП, але зростає більш інтенсивно в наступний (кристалізаційний) період, що свідчить про підсилення контактних взаємодій, зумовлене високою дисперсністю та хімічною активністю часток МТК. При зменшенні загального діаметру пор та покращанні їхньої однорідності відбувається перерозподіл пористості у бік зростання пор гелю, що є передумовою збільшення міцності цементного каменю та бетону.
5. Використання ПФМ з раціональними співвідношеннями модифікованого суперпластифікатору С-3 (1...1,5% від маси в’яжучого) та метакаоліну (10...13%) дозволяє зменшити водовміст, повітрявміст та підвищити збережуваність рухливості литих бетонних сумішей в часі порівняно із життєздатністю” традиційних сумішей з С-3 (в середньому на 30...40 хв), що забезпечує одержання високоміцних бетонів з литих сумішей, зокрема для монолітного будівництва, та дозволяє віднести досліджуваний метакаолін до високоефективних мінеральних добавок за критерієм його ефективності (при В/В’яж<0,4, Ке>1,2).
6. Збільшення концентрації метакаоліну в бетоні призводить до зростання модуля пружності, що є позитивним для зменшення деформативності бетону. Лінійні усадочні деформації зразків бетонів з ПФМ на кінець дослідного періоду в 1,5...3 рази менші, ніж з добавкою СП. Зменшення середнього діаметру пор в бетоні і збільшення їхньої однорідності зумовлює зростання морозостійкості та водонепроникності бетонів при збільшенні вмісту МТК.
7. На основі класичних залежностей та експериментально-статистичних моделей властивостей бетонних сумішей і бетонів розроблено методику розрахунку складів литих високоміцних бетонів з ПФМ на основі суперпластифікатору та метакаоліну. Цільовою функцією розрахунку є досягнення мінімальної вартості 1м3бетону (за рахунок мінімізації як вмісту цементу, так і кількості ПФМ) за умови одержання високоміцних бетонів з литих сумішей.
8. Проведено дослідно-виробничу апробацію результатів лабораторних випробувань з випуском партії бетону з комплексною добавкою Геокон” на основі суперпластифікатору та метакаоліну. Склад добавки: 14% (мас.) модифікованого СП С-3, 86% (мас.) метакаолін. Очікуваний економічний ефект від використання добавки Геокон” при виготовленні литих високоміцних бетонів складатиме близько 90 грн./м3порівняно із бетонами відповідного класу з добавкою на основі суперпластифікатору С-3 та мікрокремнезему.