Модифицированный бетон на композиционных вяжущих с применением нанокремнезема

• Автор: Лхасаранов, Солбон Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ВЫСОКОПРОЧНЫМ БЕТОНАМ

1.1 Современное состояние и перспективы производства высокопрочного бетона

1.2 Сырьевые материалы для производства высокопрочных бетонов

1.3 Теоретические и технологические основы получения высокопрочных бетонов

1.4 Выводы по главе

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика исходных материалов для получения высокопрочного бетона

2.1.1 Способ получения нанокремнезема

2.2 Характеристика методов исследований
2.2.1 Условия приготовления и испытания вяжущих веществ и бетонов
2.2.2 Математическая обработка результатов исследований
3 ВЛИЯНИЕ НК НА ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЦ И ВНВ
3.1 Влияние НК на изменение свойств ПЦ
3.2 Влияние НК на изменение свойств ВНВ
3.3 Механизм действия НК на процессы гидратации и твердения ПЦ
3.4 Регулирование свойств вяжущих веществ с применением НК различной природы поверхности
3.5 Выводы по главе
4 СПОСОБЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НК В ОБЪЕМЕ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ

4.1 Оптимизация составов ВНВ с использованием методов математического планирования эксперимента
4.2 Выводы по главе
5 УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ БЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НК
5.1 Бетоны на основе ПЦ с НК
5.2 Мелкозернистые бетоны на основе ВНВ с НК
5.3 Выводы по главе
6 ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

6.1 Технология производства бетона
6.2 Технико-экономическое обоснование производства бетона с использованием НК
6.3 Внедрение результатов исследований
6.4 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. Одним из основных направлений технического прогресса в области строительства является создание бетонов высокого качества и долговечности. Широкие возможности в технологии высокопрочных бетонов открывают добавки-наномодификаторы, которые приводят к значительному изменению структуры композита.
Перспективным направлением при проектировании составов и производстве высокопрочных бетонов представляется переход от обычного портландцемента (ПЦ), расход которого очень высок, на композиционные вяжущие. Использование эффузивных пород (перлиты, вулканические шлаки, цеолиты и др.), изначально обладающих избыточным запасом внутренней энергии и высокой химической активностью, позволяет получить вяжущие с улучшенными физико-механическими характеристиками.
Диссертационная работа выполнена в рамках гранта «Поддержка развития внутрироссийской мобильности научных и научно-педагогических кадров путем выполнения научных исследований по научному направлению «Индустрия наносистем» (Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск), гранта молодых ученых ВСГУТУ и поддержана стипендией Правительства РФ.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка технологии получения высокопрочных бетонов на основе композиционных вяжущих с использованием нанокремнезема (НК).
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исследование влияния нанодисперсных добавок на структуру и свойства ПЦ и вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) с использованием перлитовых пород.
2. Оптимизация составов и технологических параметров получения модифицированного бетона с использованием наномодификаторов.
3. Разработка технологии производства бетона с использованием НК, апробация работы.

2.2 Характеристика методов исследований
Фазовый состав новообразований (РФА) цемента определяли на рентгеновском дифрактометре D8 ADVANCE BRUKER AXS (рис. 2.5 а Байкальский институт природопользования СО РАН) со следующими техническими характеристиками:
- источник питания (напряжение/ток) — 50 kV/60 mA;
- рентгеновское излучение — Си Ка,
- монохроматор вторичный — графитовый;
- конфигурация гониометра — q/q;
- угловая точность — максимально допустимое расхождение 2q ± 0,01°,
- чувствительность прибора — макс. допустимое расхождение интенсивности ± 10%;
- разрешающая способность прибора (анод Си) — максимально допустимое FWHM (полная ширина на уровне половины от максимума) отклонение ± 10% 2q.
Структуру цементного камня (ЭМА) изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL-JSM-6510LV (рис. 2.5 б, ЦКП «Прогресс» ВСГУТУ).
Технические характеристики микроскопа:
- пространственное разрешение в высоком вакууме (HV) 3 нм;
- пространственное разрешение в низковакуумном режиме (LV) 4 нм;
- увеличение от 5 до 300 000;
- детекторы - SEI - изображение во вторичных электронах, BEIW -изображение в обратно-рассеянных электронах;
- максимальный размер образца 150 мм (диаметр);
- система вакуумной откачки - пластинчато-роторный форвакуумный
насос.