Формирование оптимальной структуры и свойств легкого бетона как композиционного материала

• Автор: Лейкин, Алексей Павлович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современные представления о формировании структуры

и свойств лгких бетонов.

1.1 Особенности структуры и свойств лгких бетонов.

1.1.1 Шлаковая пемза фракции 05 мм как заполнитель в легком бетоне.

1.1.2 Влияние гранулометрического состава на свойства бетона.

1.1.3 Форма, поверхность, структура и размер зерен заполнителя.

1.1.4 Влияние вида структуры на свойства бетона.

1.1.5 Изучение влияния гранулометрического состава, насыпной плот ности и пустотности на теплопроводность шлаковой пемзы.

1.1.6 Влияние второго компонента на подвижность бетонной смеси.

1.1.7 Влияние структуры и объма пор на физикомеханические свойст ва бетонов.
Выводы по первой главе.
Глава 2. Исследование поверхности заполнителей.
2.1 Влияние поверхности наполнителей на свойства композиционных материалов.
2.1.1 Методы исследования поверхности.
2.1.2 Удельная поверхность.
2.2 Исследование кинетики тепловыделения при смачивании наполни телей.
2.2.1 Исследование гидрофильности поверхности.
2.2.2 Исследование поверхности труднорастворимых минеральных ве ществ.
2.2.3 Индикаторный метод исследования поверхности.
Глава 5. Состав и свойства теплозащитного бетона.
5.1 Проверка правильности подбора грансостава заполнителя.
5.2 Легкие бетоны на основе СТВ.
5.3 Влияние структурообразующих факторов на свойства легкого бегона.
5.4 Влияние химии поверхности пористого заполнителя на деформа 9 тивные характеристики легкого, равнопрочного бетона.
5.5 Определение деформаций усадки при высыхании и ползучести у бе 7 тонов с разным типом структуры.
5.6 Применение СТВ в качестве вяжущего для кладочных растворов.
5.7 Применение СТВ как добавки повышающей морозостойкость бето 5 на.
Выводы по пятой главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако с увеличением угловатости зерен вероятностные значения пус-тотности возрастают, то есть форма зерен оказывает решающее значение, наряду с гранулометрическим составом. В отличие от тяжелых бетонов, где прочность сцепления между крупным заполнителем и матрицей имеет принципиальное значение и является определяющей характеристикой прочности, в легких бетонах, прочность заполнителей которых не велика, разрушение зерна происходит раньше, чем усилия сцепление достигают критического уровня. Форма, поверхность искусственных пористых заполнителей зависят от технологии их производства. Так, материалы, подвергаемые дроблению, имеют зерна неправильной формы и шероховатую поверхность. Такой особенностью обладает шлаковая пемза Череповецкого металлургического завода, у которой форма зерен, преимущественно пластинчатая (лещадная). Коэффициент формы дисперсной фазы (Ке), используемый при описании реологического поведения дисперсий (уравнение Эйнштейна) для частиц такой формы равен пяти, что в два раза больше, чем для шарообразных частиц () рис. Рис. Недостатком дробленых заполнителей, применяемых для конструктивных легких бетонов, является то, что значительная часть растворной составляющей смеси задерживается в крупных открытых порах на поверхности зерен. Это отнюдь не способствует улучшению удобоукладываемости бетонной смеси и увеличивает объемную массу бетона, что, в свою очередь, повышает плотность и коэффициент теплопроводности легких бетонов. Решение данной проблемы требует: определение оптимального количества мелкой фракции Д > 0,5мм, и применение вяжущего с такой активностью и в таком количестве, чтобы прочность растворной составляющей в идеале равнялась прочности пористого заполнителя, и, наконец, теплофизические характеристики удовлетворяли современным требованиям. Таким требованиям отвечает легкий бетон с наполнителем из шлакового песка. Большой трудностью для создания такого материала является создание математической модели, позволяющей оптимизировать зерновой состав. Для создания модели требуется привести форму зерна заполнителя к простейшей фигуре, в большинстве работ такой фигурой является шар. Для дальнейшего моделирования требуется определить объем «налипшего» цементного теста. Для этого необходимо найти объем самой частицы пемзы, объем всех частиц такого диаметра, и сравнить их с математическим объемом шаров того же диаметра и такого количества, т. Как видно из приведенных рисунков, данное приближение весьма условно. К тому же методом математического моделирования установлено, что при наименее плотной упаковке шаров пустотность матрицы ,6% , а при наиболее плотной ,2% (). Количество цемента, проникающего в открытые поры и налипающего на поверхность шлаковой пемзы, может достигать 0кг в 1 м3 бетонной смеси. В исследованиях B. C. Грызлова и Л. И. Дворкина описываются другой подход к проблеме подбора оптимального зернового состава. Они рассматривают три схемы поверхности сдвига, в зависимости от конкретной схемы рассмотрено изменение коэффициента избытка растворной прослойки. Показано, что коэффициент избытка растворной прослойки, для заданной удобоук-ладываемости, определяется, как отношение объема цементно-песчаного раствора к объему пустот крупного заполнителя (). Поэтому данная проблема, на наш взгляд, является достаточно сложной, и ее решение для шлакового песка фр. Влияние вида структуры на свойства бетона. Огромное влияние на основные показатели бетонной смеси является структура бетонного камня. Различают два основных вида структуры легкого бетона, бетоны с каркасной структурой и легкие бетоны «с плавающим» заполнителем. Рис. В легких бетонах максимально допустимую прочность бетона определяет прочность и деформативность пористого заполнителя. Иными словами, для каждого вида заполнителя существует свой предел прочности. Это обстоятельство особенно заметно в бетонах с каркасной структурой строения, где всю нагрузку воспринимает жесткий скелет из зерен пористого заполнителя. Роль вяжущего сводится к контактной прочности и зависит от количества вяжущего в местах контакта. Рассмотрим подробнее варианты контактных зон, в зависимости от количества вяжущего (см. Рис.