Житковський Вадим Володимирович. Вібропресований дрібнозернистий бетон з використанням відсівів подрібнення граніту

brief description

Житковський Вадим Володимирович. Вібропресований дрібнозернистий бетон з використанням відсівів подрібнення граніту: дисертація канд. техн. наук: 05.23.05 / Одеська держ. академія будівництва та архітектури. - О., 2003.

Житковський В.В. Вібропресований дрібнозернистий бетон (ВДБ) з використанням відсівів подрібнення граніту. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 будівельні матеріали і вироби. Одеська державна академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2003.
Дисертація присвячена теоретичному узагальненню і практичному вирішенню задачі розробки технології виготовлення вібропресованого бетону з використанням, у якості основного заповнювача, гранітного відсіву. Вивчено особливості розподілу води у наджорстких сумішах для вібропресування і формування їх водопотреби. Пилуваті частинки, що містяться в гранітному відсіві в кількості до 20% виступають у ролі наповнювача, що підвищує міцність і інші будівельно-технічні властивості вібропресованого бетону внаслідок збільшення середньої густини бетону й інтенсифікації процесів структуроутворення при недостатній кількості води.
Розроблено метод проектування оптимальних складів ВДБ, а також загальний метод проектування складів дрібнозернистих бетонів з урахуванням способу формування виробів.

Дисертація містить теоретичне обгрунтування і практичне вирішення задачі розробки оптимальної технології виготовлення вібропресованих бетонних виробів з використанням як основного заповнювача відсіву подрібнення граніту зі значним вмістом пилуватих частинок, котрі виступають в ролі мінерального наповнювача цементного тіста. Виконані дослідження дають змогу зробити такі висновки:
1. Встановлено, що при певній витраті цементу достатня формувальна міцність вібропресованого бетону та максимальна проектна міцність забезпечується при деякому(В/Ц)опт, котре залежить від властивостей цементу, водопотреби заповнювача, параметрів ущільнення. Отримане рівняння розподілу води в наджорстких бетонних сумішах (НБС) для вібропресування при(В/Ц)опт.
Контролювати(В/Ц)оптдоцільно за оптимальним питомим електричним опором ущільненого зразка бетону, котрий характеризує утворення неперервних плівок цементного тіста на зернах заповнювача.
2. У вібропресованому дрібнозернистому бетоні (ВДБ) кількість затисненого повітря знаходиться в межах від 200 до 100 л/м3. Ущільнення при встановлених оптимальних параметрах (амплітуда 0,50,65 мм, тривалість 1520 с., привантаження 0,060,1 МПа) дозволяє знизити об’єм повітря у ВДБ до 6070 л/м3. Міцність при цьому збільшується у 1,52,1 рази. При підвищенні інтенсивності силового впливу за рахунок статичного пресування, з підвищенням густини бетону міцність практично не змінюється внаслідок руйнування голчатих зерен відсіву.
3. Водопотреба НБС залежить від коефіцієнта змочування заповнювача (Кзм), а при певній витраті цементу від його модуля ефективності (Ме). Встановлено кореляційну залежність між водопотребою та Ме. Розроблена методика визначення Кзмзаповнювача у ВДБ, яка полягає у визначенні оптимального В/Ц наджорсткої суміші з заповнювачем і без нього, при певних параметрах ущільнення.
Водопотреба НБС зростає у всьому діапазоні зростання Ц/В: на такі суміші правило постійності водопотреби, відоме для звичайних бетонів, не розповсюджується внаслідок різкого зростання в’язкості цементного тіста і практично незмінної (мінімальної) товщини його плівок на зернах заповнювача. Отримано математичну модель водопотреби НБС, що враховує Ц/В і особливості заповнювача.
4. В дискретному середовищі, яке являють собою НБС суперпластифікатор і повітрявтягувальні добавки не впливають на консистенцію. Лише під час дії динамічного навантаження, що викликає звільнення частини адсорбційно-зв’язаної цементом води і утворення неперервних плівок, проявляється мастильний ефект макромолекул С-3 і бульбашок повітря втягнутих в суміш добавкою СДО. В результаті введення оптимальної кількості добавки С-3 кількість затисненого повітря до знижується до 3040 л/м3(міцність підвищується на 3034%), добавки СДО міцність зростає на 1721%.
5. Збільшення кількості гранітного пилу (наповнювача) у відсіві до 15...18% в середньому підвищує міцність при стиску на 3748%, міцність на розтяг при згині на 5260%. Найбільший приріст міцності спостерігається у бетонах з високими значеннями В/Ц, коли цементного тіста недостатньо для заповнення пустот заповнювача.
6. Присутність гранітного пилу у відсіві приводить до збільшення тривалості індукційного періоду (періоду тужавлення та зародження кристалогідратів). Це викликано збільшенням кількості води, яка приймає участь у реакціях за рахунок адсорбованої на поверхні заповнювача, а також розширенням вільного простору між зернами цементу. В присутності гранітного пилу підвищується степінь гідратації портландцементу.
Позитивна дія гранітного наповнювача у ВДБ проявляється на двох рівнях: дисперсні частинки приймають активну участь у кристалоутворенні цементного каменю, а крупні зерна (до 0,315 мм), збільшуючи кількість в’яжучого, сприяють підвищенню щільності бетону. Встановлено оптимальний зерновий склад наповнювача, що забезпечує максимальну міцність при ефективному використанні цементу.
7. Присутність гранітного пилу у відсіві сприяє підвищенню кінетики зниження пористості ВДБ у часі і викликає збільшення частки умовно-замкнених пор. При цьому показник середнього розміру пор (l) знижується в середньому з 2,12 до 2,0, а показник однорідності пор за розміром (a) підвищується з 0,55 до 0,61.
Найбільш впливовими факторами, що підвищують морозостійкість ВДБ, є збільшення середньої густини (в тому числі і за рахунок введення гранітного наповнювача) та реорганізація затисненого повітря за допомогою повітрявтягувальних добавок. Введення С-3 підвищує морозостійкість до 190200, а комплексу С3 і СДО до 220230 циклів.
8. Розроблено методи проектування складу ВДБ, що дозволяють проектувати бетон з заданою міцністю, враховувати спосіб і параметри ущільнення, а також характеристики заповнювача (зерновий склад, пустотність, питому поверхню) і його вид.
9. Технологія виготовлення вібропресованих стінових блоків і тротуарних плит на гранітному відсіві, а також оптимальні склади бетону впроваджені у виробництво на УКСП Орія-Вест”, що дозволило підприємству повністю замінити кондиційні заповнювачі гранітним відсівом.