Исследование влияния кремнеземосодержащих добавок на свойства бетона

• Автор: Карамнова, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 280 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕб

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.2. Применение минеральных модификаторов к вяжушим веществам для бетона

1.2.1. Использование активных минеральных модификаторов для бетона

1.2.1.1. Проблемы использования минеральных модификаторов для бетона

1.2.2. Использование доменных гранулированных шлаков для бетона

1.3. Перспективы использования химических модификаторов в бетоне

1.4. Цели и задачи исследовании

2. МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы, применяемые в работе

2.1.1. Вяжущие вешествз.

2.1.2. Заполнителя лтя тяжелого бетона.
2.1.3. Минеральные модификаторы к вяжущим веществам язя бетона.
2.1.4. Химические модификаторы для бетона.
2.2. Методика проведення исследовании
3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ ДЛЯ БЕТОНА
3.1 Исследование оптимальных параметров использования различных видов минеральных модификаторов
3.1.1 Исследование оптимальной дисперсности тонкомолотых доменных гранулированных шлаков
3.1.2 Прочность многокомпонсгтного цемента в зависимости от содержания шлака в его составе
3.1.3 Исследование оптимальной дисперсности тонкомолотого шлака в зависимости от его содержания в составе многокомпонентного цемента
3.1.3.1 Исследование оптимальной дисперсности шлака Липецкого мсталлргичсского комбината
3.1.3.2 Исследование оптимальной дисперсности использования тонкомолотого шллкл Череповецкого мсталлргичсского комбината в составе многокомпонсгтного цсмсгта
3.1.3.3 Исследование оптимальной дисперсности использования тонкомолотого шлака Новотульского металлургического комбината
3.1.4 Исследование оптимальной дисперсности использования зол ТЭС в качестве добавки к вяжущим веществам для бетона
3.1.4.1 Исследование оптимальной дисперсности использования золы ТЭС в составе многокомпонентного цсмсгта
3.1.4.2 Исследование оптимальной дисперсности использования золы Каширской ТЭС в составе многокомпонентного исмсгта
3.1.4.3 Исследование оптимальной дисперсности использования золы Крской ТЭС в составе многокомпонсгтного цсмсгта
3.1.5 Исследование оптимального содержания минеральных модификаторов в составе М1огокомпонс1гтных цементов
3.1.5.1 Исследование оптимального содержания золы Каширской ТЭС и ТЭС г. Москвы
3.1.5.2 Исследование оптимального содержания золи КрскойТЭС в составе цементов Г1Ц 0 Белгородского и ПЦ 0,0 Староосхольсхого заводов
3.1.5.3 Исследование оптимального содержания золы Курской ТЭС в бетоне с учетом межзерновой пуст от юсти цемента
Выводы по главе 3
4 ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНОРЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ II ХИМИЧЕСКИХ МОДИФИКАТОРОВ
4.1 Реологические характеристики цементного теста с минеральными модификаторами
4.2 Исследование нормальной густоь и сроков схватывания многокомпонентных цементов с мннер.зльнымн добавками различной дисперсности
4.2.1 Исследование нормальной ту стоты к сроков схватывания цементов 0 Белгородского и Воскресенского заводов с тонкомолотим шлаком Новотульского металлургического комбината
4.2.2 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цемента П Белгородского завах с тонкомолотими шлаками Липецкого и Череповецкого мстаддрпнсскнх комбинатов
4.2.3 Исследование нормальной густогы и сроков схвзшпания исмсгтов ПЦ0 Белгородского к Воскресенского завадов с захдми Каширской ТЭС нТЭСЛ г. Москвы
4.2.4 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цсмспов ПЦ0 Богородского и ПЦ0 и ПЦ0 Сгарооскольского заводов с золой Курской ТЭС
4.3 Пластическая прочность многокомпонентных исментоп с тонкомолотым шлаком
4.4 Реологические характеристики нементного теста с минеральными и химическими модификаторами
4.4.1 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цсмсгтпого теста с СП С3 и тонкомолотим шлаком
4.4.2 Исследование нормальной ту стош и сроков схватывания цементного тсстп с
супсрпллстификаторзми и золами ТЭС
4.5 Исследование структурных характеристик многокомпонентных систем с использованием минеральных химических модификаторов
4.5.1 Взаимсраспрсдслснис частиц клинкера и тонкомолотых минеральных модификаторов в многокомпонентном цементе
4.5.2 Объем i теста с минеральными мадификаторами рахдичной дисперсности
4.5.3 Исследование пороеой сгрктры цементного камня с минеральными модификаторами
4.5.3.I Параметры поровой стрктури цементного камня с тонкомолотими шлаками, золой ТЭС
4.5.3.2 Исследование поровои стру ктуры цементного амия с тонкомолотим доменным гранулированным шлаком и супер пластификатором С
4.5.4 Исследование структуры цементного камня с минеральными модификаторами исследования в РЭМ
4.5.5 Диффсрснцналыютсрмнчссхий и рсгтгснофпзопцй анализы цементного камня с минеральными и химическими модификаторами.
4.5.5.1 Дифференциальнотермический и рентгеиофшзовый анализы цементного камня с тонкомолотим шлаком и СП С
4.5.5.2 Дифференциальнотермический и рсагснофлзовий анализы цсмсгтного камня с активными минеральными модификаторами
4.5.6 Исследование активности минеральных модификаторов
Выводы по главе 4
5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ II БЕТОНА С МИНЕРАЛЬНЫМИ И ХИМИЧЕСКИМИ МОДИФИКАТОРАМИ
5.1 Химические добавки в бетонах и растворах на основе многокомпонентных цементов
5.1.1 Исследование оптимального содержания супсрпластификаторов в бетонах на основе многокомпонентных цсмсгтов с упорядоченным гранулометрическим составом и тонкомолотими шлаками
5.1.1.1 Исследование оптимального содержания СП С3 в бетоне ил основе многокомпонентного цсмсгта с тонкомолотим шлаком
5.2 Реологические свойства бетонных смесей с минеральными п химическими модификатором
5.2.1 Реологические свойства бетонных смесей с тонкомолотым шлаком и СП С
5.3 Прочность раствора с минеральными и химическими модификаторами
5.3.1 Прочность раствора с тонкомолотым шлаком и СП С
5.4 Влияние расхода цемента на прочность бетона с тонкомолотым шлаком
5.5 Влияние тонкомолотого шлака на прочность бетона, изготавливаемого по различным технологическим схемам,
5.6 Влияние режимов тсиловлажпосгной обработки на прочность бетона с минеральными к химическими модификаторами
5.6.1 Влияние продолжительности предварительного выдерживания бетона с минеральными и химическими модификаторами на синтез его прочности
5.6.1.1 Влияние продолждггслысости прсдвлргтсльного выдерживания бетона с тонкомолотим шлаком перед ТВО на сшгтсз его прочности
5.6.1.2 Влияние продолжительности прсдворгтсльного выдерживания бетона с тонкомолотим шлаком н СП С3 перед ТВО на синтез его прочности
5.6.2 Влияние продо.тжзгтельности изотермического прогрева ТВО ил прочность бетона с минеральными
и химическими модификаторами
5.6.2.1 Влияние продолжительности потсрмичсского прогрева ТВО на прочность бетона с золой ТЭС
5.6 2.2 Влияние продолжительности изотермического прогрева ТВО тез прочность бетона с
тонкомолотым шлаком
5.6.2.3 Влияние продолжзгтсльности изотермического прогрева ТВО тез прочность бстоез с тонкомолотым шлаком и СП С
5.7 Дефор.млтттииые свойства бстоио с минеральными и химическими модификаторами
5.7.1 Деформативные свойства бстотет с золой ТЭС
5.7.2 Деформативные свойства бетонов с тонкомолотым шлаком и СП С
5.7.2.1 Влияние тонкомолотого шлака и СП С3 ка деформативные свойства бетона
5.8 Морозостойкость бетона с минеральными и химическими модификаторами
5.8.1 Морозостойкость бетона с золой ТЭС и супсратлстнфикатором СП С
5.8.2 Морозостойкость бетона с тонкомолотым шлаком н СП С
Вмполм по главе 5
6 ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ ИХ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Однако конкретных рекомендаций по дисперсности использования золы к цементу в данной работе не имеется. Более высокое содержание золы в ШПЦ объясняется активацией твердения минералов шлака щелочами, имеющимися в золе. Отсутствие единого мнения о необходимой дисперсности использования минеральных добавок к вяжущим веществам подтверждаются отсутствием в ГОСТ 8 Портландцемент. Технические условия, ГОСТ 6 Пуццолановый портландцемент и ГОСТ 4 Активные минеральные добавки требований к этому параметру, а ГОСТ 2 Смесь золошлаковая тепловых электростанций для бетона регламентирует этот показатель лишь для золошлаковой смеси класса Б, который характеризуется слишком широким интервалом 0. Вторая проблема, которую необходимо рассмотреть при изготовлении цемента с активными минеральными добавками и бетонов на их основе является точное определение количества добавки, которое можно вводить в цемент без снижения его прочности. В настоящее время имеющие данные по этому вопросу противоречивы и носят эмпирический характер. В этих работах исследователи, в основном, в условиях автоклавной обработки, применяли многокомпонентные цементы, содержащие до . В приведенных работах отмечается применение повторного помола цемента, а это дает основание предложить, что основной прирост прочности бетона был получен за счет высокой температуры твердения и увеличения дисперсности клинкерного компонента. В последующем активные минеральные добавки, особенно золуунос ТЭС, начали применять при твердении бетона в условиях ТВО и НУ. Установлено, что в работе в ряде случаев могло заменять и более портландцемента в бетоне золойуносом ТЭС без ущерба для качества последнего. Отмечается, что увеличение удельной поверхности золыуноса с 0 до 0 м2кг увеличивает прочность бетона до 3. Однако, проводимое совместное смешивание цемента и золыунос в лабораторной мельнице в течение мин, хотя и с уменьшенным количеством мелющих тел, видимо, значительно активизировало клинкерный компонент, который очевидно, и обеспечивал основной прирост прочности многокомпонентного цемента. В этой же работе указывается, что даже при замене золой до цемента прочность бетона в возрасте суток была близкой, а через дней практически сравнилась с прочностью бетона без добавки. Наряду с этим авторы изготавливали бетон на цементнозольном вяжущем без домола цемента. Его прочность оказалась ниже, чем у бетона без добавки. Исследования бетона с активными минеральными добавками и, особенно с золойуносом ТЭС, проводимые зарубежными учеными . Японские ученые к проблемам цемента с золойуносом отнесли качество золы и цементного клинкера, содержание зольной добавки и др. Отмечается, что эффект зольной добавки в значительной степени зависит от качества цементного клинкера. В работах , по этому вопросу сообщается, что в портландцементе с нормальной теплотой гидратации эффект от применения золы наиболее значителен, чем в портландцементе с умеренной теплотой гидратации, а в раннем возрасте твердения имеются случаи ускорения реакции между цементом и золойуносом, вызванного присутствием щелочей в цементе. Однако, в позднем возрасте прочность многокомпонентного цемента тем выше, чем больше содержание в клинкерном компоненте минерала СзБ. Установлено также, что влияние добавки золыуноса на прочность и износоустойчивость зависит от содержания щелочей . Проводились сравнительные исследования растворов после ТВО на цементах с различным содержанием в клинкере С3А и 6 и сделаны выводы, что цементы с низким содержанием алюмииатной фазы более пригодны для использования с золой ТЭС 0. Имеются также сведения о том, что хорошую прочность удается получить при замене золойуносом части ШПЦ 1, 2 и что существует стандарт на добавку золыуноса в ШПЦ3. В работе обобщаются исследования . ТЭС. Если увеличивать содержание зольной добавки в цементе, то удобоукладываемость бетона улучшается, а прочность в возрасте суток и, особенно на самых ранних стадиях ниже бездобавочного. Поэтому необходимое содержание зольной добавки рекомендуется определять на основе тщательного изучения прочности бетона на ранних и на поздних стадиях твердения.