Повышение эксплуатационных характеристик строительных материалов на основе цемента длительного хранения

Повышение эксплуатационных характеристик строительных материалов на основе цемента длительного хранения

Автор: Ильина, Лилия Владимировна

Шифр специальности: 05.23.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2011

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 351 с. ил. Прил. (242 с.: ил.)

Артикул: 5455217

Автор: Ильина, Лилия Владимировна

Стоимость: 250 руб.

Повышение эксплуатационных характеристик строительных материалов на основе цемента длительного хранения  Повышение эксплуатационных характеристик строительных материалов на основе цемента длительного хранения 

Введение
Глава 1 Пути улучшения свойств цементных материалов аналитический обзор
1.1 Проблемы использования цементных материалов в отдаленных
регионах России.
1.2 Особенности структуры клинкерных минералов.
1.3 Начальные стадии взаимодействия минералов вяжущего с водой
и растворами солей
1.4 Особенности гидратационного твердения клинкерных минералов и портландцемента
1.4.1 Процессы при физикохимическом взаимодействии цемента с водой.
1.4.2 Прочность отдельных кристаллов и их сростков
1.4.3 Влияние различных минеральных добавок на гидратационное твердение цемента.
1.5 Факторы, определяющие прочность цементного камня
1.6 Факторы, определяющие прочность и долговечность бетона
1.6.1 Влияние заполнителей на прочность бетона
1.6.2 Цементный камень в бетоне
1.6.3 Контактная зона между цементным камнем и заполнителем
1.6.4 Факторы, влияющие на морозостойкость бетона.
Заключение по главе 1. Постановка задач исследования
Глава 2 Характеристика сырьевых материалов. Методики исследований.
2.1 Характеристика используемых материалов
2.1.1 Портландцементный клинкер и портландцемент
2.1.2 Минеральные добавки.
2.1.3 Гипсовый камень.
2.1.4 Мелкий заполнитель
2.1.5 Крупный заполнитель
2.2 Методики исследования
2.2.1 Методики испытания вяжущих веществ.
2.2.2 Методики испытания бетонных смесей и бетонов.
2.2.3 Комплексный термический анализ.
2.2.4 Рентгенофазовый анализ.
2.2.5 Лазерная гранулометрия.
2.2.6 Ртутная поро.метрия
2.2.7 ИКспектроскопическое исследование.
2.2.8 Определение оптимального количества добавки экспрессметодом
Г лава 3 Исследование влияния условий и продолжительности хранения портландцемента и клинкера на свойства цементного теста, структуру и свойства цементного камня
3.1 Изменение нормальной густоты цементного теста в зависимости от условий и продолжительности хранения портландцемента и клинкера.
3.2 Влияние продолжительности и условий хранения портландцемента и клинкера на прочностные характеристики цементного камня и цементнопесчаного раствора.
3.3 Изменение термодинамических характеристик при протекании реакций гидратации клинкерных минералов
3.4 Исследование изменения фазового состава портландцемента и клинкера после длительного хранения во влажных условиях методом рентгенофазового анализа
3.5 Исследование изменений структуры портландцемента и клинкера после длительного хранения во влажных условиях методом комплексного термического анализа
Выводы по главе 3
Глава 4 Повышение свойств цементных материалов путем введения дисперсных минеральных добавок.
4.1 Сопоставление термодинамических характеристик клинкерных минералов и минеральных добавок.
4.2 Влияние волластонита на механическую прочность цементного камня, цементнопесчаного раствора и бетона.
4.2.1 Влияние волластонита на механическую прочность цементного камня
4.2.2 Влияние волластонита на механическую прочность цементнопесчаного раствора.
4.2.3 Влияние волластонита на механическую прочность бетона
4.3 Исследование влияния диопсида на механическую прочность цементного камня, цементнопесчаного раствора и бетона
4.3.1 Влияние диопсида на механическую прочность цементного камня
4.3.2 Влияние диопсида на механическую прочность цементнопесчаного раствора
4.3.3 Влияние диопсида на механическую прочность бетона
4.4 Математическое моделирование зависимости прочности цементных материалов от количества вводимых минеральных добавок
4.5 Исследование влияния диабаза на механическую прочность цементного камня и цементнопесчаного раствора
4.5.1 Влияние диабаза на механическую прочность цементного камня.
4.5.2 Влияние диабаза на механическую прочность цементнопесчаного раствора.
4.6 Влияние добавки двуводного гипса на свойства цементного
теста и цементного камня
4.7 Исследование влияния дополнительного помола цемента длительного хранения на его свойства.
4.8 Влияние количества и дисперсности минеральных добавок на свойства цементных материалов
Выводы по 4 главе.
Глава 5 Исследование повышения активности длительно хранившегося цемента и клинкера введением добавок электролитов
5.1 Исследование влияния заряда катиона и аниона электролита на свойства цементного теста
5.2 Исследование влияния вида и количества добавок электролитов на прочность цементного камня, изготовленного из портландцемента
5.3 Исследование влияния вида и количества добавок электролитов на прочность цементного камня, изготовленного из клинкера.
5.4 Исследование влияния добавок электролитов с многозарядными катионами и анионами на прочностные показатели цементнопесчаного раствора.
5.5 Исследование влияния добавок электролитов с многозарядными катионами и анионами на механическую прочность бетона
5.6 Исследование влияния совместного введения электролитов и минеральных добавок на прочность цементных материалов цементного камня, раствора и бетона
5.6.1 Исследование цементных материалов цементного камня, раствора и бетона, изготовленного из длительно хранившегося портландцемента.
5.6.2 Исследование цементных материалов цементного камня, раствора и бетона, изготовленных из длительно хранившегося портландцементного клинкера
5.6.3 Исследование влияния совместного введения электролитов и минеральных добавок на свойства бетонной смеси
5.7 Оценка свойств бетона экспрессным методом.
5.8 Исследование состава жидкой фазы цементного теста при введении комплексных добавок.
Выводы по 5 главе.
Глава 6 Исследование изменения структуры и эксплуатационных свойств цементных материалов при введении минеральных добавок и электролитов
6.1 Результаты комплексного термического анализа портландцементного камня с добавками
6.1.1 Результаты комплексного термического анализа портландцементного камня с добавками, твердевшего в течение 7 суток в нормальных условиях
6.1.2 Результаты комплексного термического анализа портландцементного камня с добавками, твердевшего в течение суток в нормальных условиях.
6.2 Исследование пористости цементного камня, полученного на портландцементе с ведением минеральных добавок и добавок электролитов
6.3 Исследование морозостойкости тяжелых бетонов, содержащих добавки минералов и электролитов.
6.4 Влияние добавок на стойкость мелкозернистого бетона к действию кислот
6.4.1 Влияние раствора серной кислоты
6.4.2 Влияние раствора азотной кислоты
Выводы по главе 6
Глава 7 Результаты использования предложенных рекомендаций в производственных условиях. Техникоэкономическая оценка предложенных решений.
7.1 Опытнопромышленная проверка результатов экспериментальнотеоретических исследований.
7.2 Результаты проверки предложенных рекомендаций в условиях Крайнего севера.
7.2.1 Действие дисперсных минеральных добавок на свойства цементных материалов цементный камень, цементнопесчаный раствор и бетон
7.2.2 Результаты промышленных испытаний совместного и раздельного действия дисперсных минеральных добавок
и электролитов на свойства цементных материалов
7.3 Результаты проверки предложенных рекомендаций на предприятиях Новосибирской области.
7.3.1 Действие добавок электролитов на свойства газобетона
при производстве стеновых мелких блоков
7.3.2 Действие добавок электролитов на свойства тяжелого бетона при производстве тротуарной плитки
7.4 Оценка техникоэкономической эффективности результатов работы
7.4.1 Оценка стоимости 1 м3 бетонной смеси различных
классов по прочности
7.4.2 Оценка стоимости 1 м3 бетонной смеси различных марок
по морозостойкости.
7.5 Оценка предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды промышленными отходами диопсид.
Выводы по главе 7.
Основные выводы по работе.
Список использованных источников


Долговечность бетона во многом определяется качеством и активностью цемента 6 6. Неполное протекание реакций при обжиге клинкера обусловливает значительное набухание бетона при циклическом увлажнении и высушивании. Существенное влияние на прочность цементного камня оказывает его пористость 7 9. Эта зависимость выражается различными уравнениями. Связь между плотностью материала и его прочностью при изгибе близка к линейной 8. Прочность цементного камня зависит от его общей пористости и микроструктуры, которая определяется составом сырья и режимом синтеза. Прочность цементного камня и раствора коррелируется с объемом пор, имеющих размеры от 5 нм до 2 мкм 4. Разрушение же цементных материалов при попеременном замораживании и оттаивании коррелируется с объемом пор, находящихся в более узком интервале размеров от 0 нм до 1 мкм. В зависимости от вида цемента изменяется поровая структура и состав гидратных фаз в зоне контакта цементного камня и заполнителя 0. В случае обычного портландцемента и зольного цемента в контактной зоне содержатся крупные кристаллы портлаидита СаОН2 и поры с размерами более нм. В шлаковых цементах на ранних стадиях гидратации выделяющийся гидроксид кальция взаимодействует с доменным шлаком. При этом формируется более плотная контактная зона. СаОН2 на поверхности зерен заполнителя в этом случае отсутствует. Введение в состав цемента кремнеземистой пыли приводит к развитию пуццолановой реакции между кремнеземом и СаОН2. Продукты гидратации характеризуются низким отношением СаО5Ю2 в пределах 0, 1,, цементный камень имеет меньшую пористость и содержит более мелкие поры 1 . Это обеспечивает увеличение его прочности. В высокопрочных цементных растворах влияние заполнителя на прочность больше, чем в растворах традиционного состава. Это связано с меньшей величиной водоцементного отношения и большей плотностью контактного слоя 2. Однако в этом случае повышение дисперсности цемента неэффективно, так как прирост прочности цементного камня полностью компенсируется увеличением водопотребности цемента. Кроме того, дополнительным нежелательным эффектом является быстрая потеря удобоукладываемости бетонной смеси 3. На поверхности частиц заполнителя в строительном растворе или бетоне при гидратации цемента формируется переходная зона толщиной до мкм. Она состоит из СаОН2, гидросульфоалюмината кальция и некоторого количества С БН. Вместе с тем, пористость формирующейся структуры различна. Пористость контактной зоны меньше пористости цементного камня, у которого преобладают поры диаметром 6 нм, а пор диаметром 0 нм 1 мкм незначительное содержание. Поэтому морозостойкость цементного камня, выше чем у раствора или бетона. В прилегающей к поверхности заполнителя части контактной зоны уже на ранней стадии гидратации образуется гель С БН. В случае инертных заполнителей кварц, известняк слой геля сохраняется до двух лет 5. Гидроксид кальция в зоне контакта с заполнителем встречается редко. Кристаллы гидроксида кальция в зоне контакта цементного камня и заполнителя ориентированы так, что их ось перпендикулярна поверхности заполнителя. Степень такой ориентации со временем возрастает 6. Прочность сцепления цементного камня с заполнителем зависит от типа цемента и вида заполнителя. Наименьшая прочность сцепления отмечена в случае базальтового заполнителя, наибольшая при использовании низкоалюминатного сульфатостойкого цемента 7. Значение прочности сцепления цементного камня с заполнителем влияет на характер разрушения бетона 8. Разрушение бетона обычно происходит по контактной зоне. Если портландцемент содержит добавку тонокдисперсного кремнезема, разрушение происходит по цементному камню, если же заполнитель базальтовый, то разрушение распространяется по его поверхности 7. Прочность контактной зоны уменьшается при увеличении водоцементного отношения 9. Прочность контактной зоны может быть увеличена при добавлении в воду затворения поверхностноактивных веществ с высокой смачивающей способностью, таких как анионная добавка додецилбензолсульфонат натрия или неионная добавка аддукт нонилфенолэтиленоксид 0.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.218, запросов: 241