Тяжелый бетон высокоплотной контактной структуры

• Автор: Топчиев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 217 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Влияние заполнителя на свойства бетона

1.2. Способы подбора зернового состава заполнителя для бетона

1.3. Способы проектирования состава тяжелого бетона

1.4. Особенности проектирования высокопрочных бетонов Выводы по главе

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БЕТОНОВ КОНТАКТНОЙ СТРУКТУРЫ

2.1. Характеристики сырьевых материалов

2.2. Методы исследования материалов

2.2.1.Определение плотности упаковки и угла естественного откоса фракций и высокоплотных смесей заполнителей

2.2.2. Определение микротвердости цементного камня

2.2.3. Рентгенофазовый анализ
2.2.4. Математическое планирование эксперимента
3. ОСНОВЫ ПОДБОРА ВЫСОКОПЛОТНОГО ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
3.1. Расчет высокоплотных зерновых составов заполнителя
3.2. Определение рациональных модулей набора сит для классификации зернистых материалов
3.3. Оценка эффективности составов заполнителя различной гранулометрии
3.4. Оценка влияния каждой фракции на свойства высокоплотных составов заполнителя и бетонов на их основе на примере зернового состава класса т
3.5. Определение оптимальных коэффициента раздвижки зерен
заполнителя при введении последующих фракций и толщины
обмазки зерен заполнителя цементным тестом с использованием
математического планирования эксперимента Выводы по главе
4. ПОВЫШЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА ПУТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ И СОСТАВА ЕГО РАСТВОРНОЙ ЧАСТИ
4.1. Влияние добавки суперпластификатора на консистенцию цементного теста и цементнопесчаного раствора
4.2. Оценка эффективности действия пластифицирующей добавки
4.3. Влияние добавок наполнителей и микронаполнителей на прочность
цементного камня Выводы по главе
5. ВЛИЯНИЕ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА СВОЙСТВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
5.1. Эмпирическая оценка физикомеханических характеристик бетона в зависимости от объемной доли крупного заполнителя
5.2. Механизм разрушения тяжелого бетона контактной структуры
5.3. Математическое описание зависимости прочности бетона от объемной доли крупного заполнителя и других его характеристик Выводы по главе
6. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ ВЫСОКОПЛОТНОЙ КОНТАКТНОЙ СТРУКТУРЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖБИ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Если зерновой состав заполнителя изменяется так, что его суммарная поверхность остается величиной неизменной, то текучесть бетонной смеси и прочность бетона остаются неизменными. Перейдем к рассмотрению основных способов подбора зернового состава заполнителя. Для подбора высокоплотного грансостава, как правило, зернистые заполнители предварительно разделяют на фракции по размерам, а затем опытным или расчетным путем, с помощью идеальных кривых просеивания и эмпирическим зависимостям, находят содержание каждой фракции в плотной смеси заполнителя, которые следуют либо непрерывно друг за другом и с получением, следовательно, непрерывного гранулометрического состава, либо с исключением некоторых фракций и с получением прерывистого гранулометрического состава смеси. Своеобразный метод подбора гранулометрического состава плотной смеси, пригодный для заполнителей тяжелых бетонов, предложен П. И. Боженовым . В основе этого метода лежит прерывистая гранулометрия. Количество наибольшей по крупности зерен фракции Л, входящей в заполнитель, численно равно ее средней плотности в уплотненном состоянии Р у об г К где Уобг средняя плотность, кгм3 V объем фракции, м3. Л уУобффз, 1ф. Здесь Р масса той фракции, кг у плотность материала, кгм3 р2, Фз,. Имеются и другие формулы для расчета количества фракции у , проходящей через сито с ячейками размером сп мм при размере самой крупной фракции смеси 1 мм. Агф8. Здесь формулы теоретически обоснованы, имеют четкий физический смысл, могут применяться для проектирования самых разнообразных строительных материалов . Но эти формулы описывают в основном дисперсные материалы с регулярной идеальной укладкой, что редко встречается в производстве композиционных строительных материалов. Поэтому на практике это приводит к существенным погрешностям. Данные способы более адекватны в реальных условиях, но представляют ценость лишь для проектирования конкретного композита на материалах с постоянными свойствами при переходе на другие изделия или сырьевые материалы для надежного проектирования состава необходимо повторить весь комплекс исследований. Поэтому большой интерес представляет методика, предложенная А. Н. Хархардиным , в которой дисперсный материал рассматривается с позиции случайной упаковки и обобщенной закономерности распределения зерен в смеси по относительным размерам при высокоплотной их упаковке. Для характеристики подобранного грансостава заполнителя различные исследователи предлагают использовать понятие контактной структуры композиционного материала и коэффициенты для его оценки. Если крупные частицы, например щебня и гравия, сближены в такой мере, что контактируют непосредственно друг с другом или через тонкие прослойки вяжущего вещества, то сформировавшаяся структура называется контактной. Если частицы разделены прослойками вяжущего вещества значительной усредненной толщины, то макроструктуру принято именовать порфировой, или плавающей. В первом приближении оценить вид структуры можно по коэффициенту упаковки. Согласно Ю. М. Баженову , под коэффициентом упаковки Ку понимают величину, получаемую делением размера проекции расстояния между соседними крупными зернами на плоскость к их диаметрам Ку с1с1, где проекция расстояния между центрами соседних зерен частиц с диаметр зерен, для которых вычисляется этот коэффициент, а если зерна имеют разный диаметр, то I Гг2, где г и г2 радиусы соседних зерен. Положительные значения коэффициента упаковки характеризуют порфировую структуру, а отрицательные контактную структуру. При Ку 0 наблюдается соприкосновение частиц друг с другом без зацепления, т. При максимальной плотной упаковке частиц шарообразной формы и одного диаметра с количеством их по объему коэффициент упаковки равен 0,1. Увеличение количества частиц в конгломерате например, щебня приводит к дальнейшему увеличению отрицательной величины коэффициента упаковки, т. Но на величину коэффициента упаковки влияет не только количество, но и размер крупнообломочных частиц. Чем крупнее зерна, тем меньшее количество щебня требуется для того, чтобы коэффициент упаковки оказался отрицательной величиной.