Свойства бетонов аэродромных покрытий для условий Ирака :

Краткое содержание

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета і завдання дослідження, наведені положення наукової новизни і практичної цінності отриманих результатів.

У першому розділі проведено аналіз літературних даних, який дозволив сформулювати мету і завдання роботи.

Бетон аеродромних покриттів працює в несприятливих умовах, піддається впливу важкого авіатранспорту, газів реактивних струменів, атмосферних опадів, багаторазовому зволоженню і висушуванню, заморожуванню і відтаванню, ударам шасі. Найчастіше аеродромні покриття руйнуються шляхом злущування їх поверхні, відколювання кромок у поздовжніх і поперечних швах, утворення в плитах наскрізних поздовжніх, поперечних та діагональних тріщин. У складних умовах експлуатації довговічність аеродромних покриттів визначає їх безпеку. Тому до бетону для покриттів висувають високі вимоги за міцністю на згин, морозостійкістю, зносостійкістю та стійкістю до динамічних впливів. Проведений огляд технічної літератури показав, що для підвищення цих властивостей і регулювання структури склади бетону рекомендується модифікувати пластифікувальними добавками і стійкою до корозії фіброю (І.М. Грушко, О.М. Шейнін, Ю.М. Баженов,                    Ф.Н. Рабинович, В.М. Дерев’янко та ін.).

Клімат Іраку спекотний і сухий, субтропічний на півночі і тропічний на півдні. Середні літні температури досягають +30-32 °С при максимумах в +40-43 °С. Взимку середні температури коливаються від +4 °С до +13-16 °С при можливому похолоданні до -10 °С на півночі і до -5 °С на півдні. При високій температурі повітря і низькій вологості, інтенсивній сонячній радіації і вітрах відбувається швидке зневоднення бетону, що призводить до уповільнення і навіть припинення його твердіння. Передчасне зневоднення негативно позначається на механічних характеристиках бетону – він стає пористим, з'являються великі усадочні тріщини, різко знижується водонепроникність. Міцність швидко висушеного бетону може бути в два і більше разів нижче у порівнянні з міцністю аналогічних бетонів нормального твердіння.

В умовах сухого і спекотного клімату необхідно отримувати якісний бетон, застосовуючи комплекс заходів, спрямованих на забезпечення гідратації цементу (В.М. Пунагін, С.А. Миронов, Л.Й. Дворкін та ін.). Виконання повного комплексу заходів щодо догляду за бетоном в умовах значних площ злітних смуг не завжди є можливе. З метою забезпечення необхідних структурних змін і відповідно властивостей бетону до його зневоднення найбільш ефективне застосування прискорювачів твердіння і пластифікаторів.

Також проаналізовано роботи, присвячені управлінню структурою та властивостями цементних композитів за рахунок використання дрібнодисперсних наповнювачів (В.І. Соломатов, В.М. Вировой, В.С. Дорофєєв). Застосування оптимальної кількості наповнювача раціональної дисперсності дозволяє ефективно підвищити цілий ряд властивостей бетону за рахунок поліпшення його структури на стадії самоорганізації. В умовах швидкого зневоднення початкова стадія утворення структури є найбільш значущою з точки зору утворення структурних неоднорідностей, що впливають на властивості матеріалу - внутрішніх поверхонь розділу і технологічних тріщин.

Сформульована робоча гіпотеза дослідження: у спекотних і сухих умовах отримання необхідних фізико-механічних характеристик і довговічності бетону аеродромних покриттів може бути забезпечено за рахунок введення модифікаторів: пластифікатора і прискорювача твердіння при використанні дисперсного армування та наповнювача.

У другому розділі обґрунтовано вибір варійованих факторів складу фібробетону, описано план експерименту, методи досліджень та характеристики використаних матеріалів.

Дослідження властивостей модифікованих бетонів і фібробетонів для покриттів аеродромів проводилися за 5-ти факторним 27-и точковим планом. Варіювалися такі фактори складу дрібнозернистого бетону:

Х₁ - портландцемент марки 500, від 400 до 600 кг/м³;

Х₂ - добавка суперпластифікатор полікарбоксилатного типу Carboxyment 1860, від 1% до 1.6% від маси цементу;

Х₃ - добавка прискорювач твердіння Reba FS (BE), від 0 до 0.8% від маси цементу. Обидві добавки виробництва фірми Remei, Німеччина;

Х₄ - наповнювач, мелений до питомої поверхні 300 м²/кг кварцовий пісок, від 0 до 12% від маси цементу;

Х₅ - поліпропіленова фібра Baucon, від 0 до 1.2 кг/м³.

Початкове твердіння зразків проходило при підвищеній до 35..40 °С температурі, першу добу при 100% вологості, далі при 40..50% вологості. Це імітувало реальні умови влаштування аеродромних покриттів у спекотному кліматі. Фізико-механічні характеристики бетону визначалися за стандартними методиками. Стираність визначалася на зразках-кубах з ребром 7.07 см на колі стирання ЛКІ-3. Рівень критичного коефіцієнта інтенсивності напружень K_1C (МПа´м^0.5) визначався за трьохточковою схемою випробувань зразків з надрізом згідно з ГОСТ 29167-91.

Ударостійкість (ударна міцність) бетону Т визначалася на лабораторному вертикальному динамічному копрі. Морозостійкість визначалася за прискореним методом у солоній воді при заморожуванні до -50 °С (ДСТУ Б В.2.7-49-96). Побудова і статистичний аналіз експериментально-статистичних (ЕС) моделей виконувалися за типовими методиками.

У третьому розділі проаналізовано технологічні характеристики суміші та міцність бетонів і фібробетонів аеродромних покриттів.

Для забезпечення технологічності всі суміші мали рівну легкоукладальність S4 (ОК від 14 до 18 см), що досягалося зміною кількості введеної води. Аналіз зміни водопотреби показав, що при введенні наповнювача і прискорювача твердіння В/Ц суміші практично не змінюється, а введення суперпластифікатора і збільшення кількості цементу знижує водопотребу. Введення фібри вимагає незначного збільшення кількості води для збереження технологічності суміші.

Оскільки в умовах спекотного клімату найважливішою властивістю бетону є його рання міцність, у наших дослідженнях міцність композитів визначалася на 3-ю, 7-му і 28-му добу. При цьому твердіння зразків проходило не в стандартних умовах, а при підвищеній до 35..40 °С температурі і низькій (40..50%) вологості, що відповідає умовам тверднення аеродромних покриттів у спекотних країнах і спричиняє швидке випаровування вологи з бетону.