Повышение механических свойств бетонных изделий путём механической активации цементных суспензий

• Автор: Расцветова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬ 1ЫХ МАТЕРИА

ЛОВ НА ЦЕМЕНТНОМ ВЯЖУЩЕМ

1.1. Влияние фазы гидратации на процесс структурообразо вания цементного камня

1.2. Использование воды в технологических процессах.

1.3. Влияние способа обработки на свойства воды.

1.4. Выводы по 1 главе и формулировка задач исследований

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕЛ1ИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Методика приготовления образцов

2.3. Методы исследований и аппаратура
2.3.1. Определение тонкости помола цемента
2.3.2. Определение нормальной густоты цементного теста
2.3.3. Определение сроков начала схватывания
2.3.4. Определение предела прочности при сжатии
2.3.5. Определение предела прочности при изгибе
2.3.6. Определение морозостойкости
2.3.7. Определение водопоглощения
2.3.8. Определение средней плотности
2.3.9. Определение удобоукладываемости бетонной смсси
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АКТИВАЦИИ ЖИДКИХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД
3.1. Применение высокоскоростного смесителя для переме шивания жидкости
3.2. Описание лабораторной установки для активации воды и водноцементной суспензии
3.3. Исследование влияния скорости перемешивания на воды
3.4. Исследование влияния скорости обработки воды на проч ностные свойства цементного камня
3.5. Совместная механическая обработка компонентов бетон ной смеси
3.6. Влияние температуры воды затворсния на свойства це ментного камня и бетона.
3.7. Зависимость механических характеристик цементного 0 камня от сроков хранения механообработанной воды
3.8. Выводы по 3 главе
4. ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ВОДНОЦЕМЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЙ
НА СВОЙСТВА БЕТОНА
4.1. Исследование влияния режимов обработки воды на проч 6 ностные свойства мелкозернистого бетона
4.2. Влияние механоактивироваиной воды на свойства мелко 9 зернистого бетона
4.3. Исследование влияния водноцементной суспензии на 1 свойства мелкозернистого бетона
4.4. Проведение экспериментальных исследований на ЗАО ИЗ Железобетон
4.4.1. Влияние механической обработки воды затворения 3 на механические свойства тяжелого бетона
4.4.2. Влияние механической обработки жидкости затворе 5 ния на свойства мелкозернистого бетона
4.5. Выводы по 4 главе
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
5.1. Разработка технологической схемы
5.2. Техникоэкономическая эффективность применения 1 предложенной технологии в производстве строительных материалов
5.2.1. Расчет экономии цементного вяжущего
5.2.2. Расчет техникоэкономических показателей приме 5 нения предложенной технологии
5.3. Выводы но 5 главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Бетон является многокомпонентным строительным материалом, основными составляющими которого являются вяжущее, вода, заполнитель. Состав бетона оказывает большое влияние на его физико-механические свойства. Исследования [1-] показали, что на пластифицирующие свойства, усадку и прочность цементного камня оказывают влияние минералогический состав портландцементного клинкера, водоцементное отношение, тонкость помола цемента, условия и продолжительность твердения, вид и количество добавок. Каждый компонент бетона состоит из двух условно сплошных взаимопроникающих сред: твердого скелета (отдельные частицы заполнителя или цемента) и жидкой (или отвердевшей) сплошной фазы []. При формировании структуры бетона каждая жидкая фаза насыщается диспергированными в ней частицами твердого материала и образует тот или иной тип конгломератной структуры. Каждая подструктура является дисперсной средой со своим распределением частиц по размерам. Процессы, протекающие в цементном камне при твердении, постоянно изменяют структуру бетона, вызывая внутренние напряжения. Поэтому структура бетона не остается стабильной во времени. Для эффективного использования потенциальных возможностей цемента, его экономии и повышения качества бетона в последнее время учеными материаловедами предложен целый ряд способов активации составляющих бетонных смесей [-]. Они основаны на современном представлении о процессах гидратации клинкерных минералов при формировании структуры цементного камня на различных этапах его твердения. Одним из основных компонентов, принимающих участие в процессе структурообразования, гидратации цемента и изделий на его основе, является вода. В последние годы появились работы, направленные на исследование влияния различных способов обработки воды затворения, изучение ее свойств и воздействия на процессы твердения, а также формирование свойств бетона. Качество бетонной смеси в большой степени зависит от используемых компонентов и их свойств. Правильный выбор компонентов для бетонной смеси, учитывающий как свойства самих материалов, так и требования к конечному продукту - это важный этап в проектировании его состава. Вяжущие должны соответствовать требованиям ГОСТ 5- []. Крупные и мелкие заполнители, применяемые в бетонных смесях, должны удовлетворять требованиям ГОС'Г - [], ГОСТ - [] и соответствующим техническим условиям. Расчет и подбор составов бетонных и растворных смесей должен осуществляться проверенными на практике способами, обеспечивающими получение заданной прочности в требуемые сроки при наименьшем расходе вяжущего [-]. Изучению процессов гидратации цемента, схватывания и твердения бетона посвящены работы многих исследователей [-]. Однако, мнения даже наиболее известных ученых в вопросах теории твердения бетона изначально расходятся. Первая теория твердения вяжущих веществ в г. Ле Шательс на примере полуводиого гипса. По этой схеме вяжущее вещество, вступая в реакцию с водой, превращается в новое химическое соединение, отличающееся от исходного прежде всего своей растворимостью. Вяжущее вещество обладает большей растворимостью, чем продукты его гидратации. В результате образуется раствор, ненасыщенный по отношению к исходному веществу, но пересыщенный по отношению к гидрату. Из такого пересыщенного раствора выпадают зародыши фазы, которые продолжают расти в этой среде. Вторая теория твердения была предложена В. Михаэлисом []. Он предполагал, что в результате проникновения воды в поверхностные слои вяжущего вещества и гидролитической диссоциации безводных силикатов кальция, составляющих цемент, образуется коллоидная масса из мельчайших частиц гидрата. Данный механизм признан практически всеми исследователями, однако, его реальность не доказана ни теоретически, ни экспериментально, поскольку условия самопроизвольного диспергирования имеют место только в некоторых особых случаях. По Л. Л. Байкову [], схема гидратации вяжущих веществ выглядит следующим образом. Вначале частицы вяжущего вещества растворяются до образования некой концентрации дисперсной фазы.