Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочных бетонов с органоминеральными модификаторами

• Автор: Миненко, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1.1. Усадка и усадочная трещиностойкость цементного камня и бетона, как фактор долговечности конструкционного материала. Классификация усадки
1.2. Основные закономерности развития усадочных деформаций в зависимости от рецептурнотехнологических факторов
1.3. Влияние эффективных суперпластификаторов, наполнителей и микроармирующих добавок на усадку и усадочную трещиностойкость

высокопрочного бетона.

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика исходных материалов.

2.2. Методика подготовки исходных материалов, формования опытных образцов и физикомеханических испытаний

2.2.1. Методика получения ультрадисперсных наполнителей

2.2.2. Методика оценки гидратации цемента

2.2.3. Методика оценки свободного оксида кальция.

2.2.4. Методика формования опытных образцов и физикомехани

ческих испытаний.
2.2.5. Оценка влияния масштабного фактора и размеров образцов на
усадку бетона
Выводы по главе 2
Глава 3. ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ МИКРОНАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ПРОЦЕССЫ ГИДРАТАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ
3.1. Оценка влияния ультрадисперсных минеральных наполнителей на водопотребность цементных суспензий.
3.2. Процессы гидратации и формирование структуры цементного камня с ультрадисперсными микронаполнителями
Выводы по главе 3.
Глава 4. УСАДКА И УСАДОЧНАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА, МОДИФИЦИРОВАННОГО УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ.
4.1. Влияние вида и дисперсности наполнителей на усадку и усадочную трещиностойкость модифицированного цементного
4.2. Усадка и усадочная трещиностойкость бетона с ультрадисперсними модификаторами.
Выводы по главе 4.
Глава 5. ВЛИЯНИЕ АРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЧНОСТЬ И ОБЪЕМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА.
5.1. Влияние вида и содержания армирующих элементов на прочность цементного камня и бетона
5.2. Усадка цементного камня, модифицированного полиамидными волокнами
5.3. Усадка и усадочная трещиностойкость дисперсноармированного высокопрочного бетона
Выводы по главе 5.
Глава 6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ДИСПЕРСНОАРИРОВАННОГО БЕТОНА ПРИ НЕРАВНОВЕСНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ
Выводы по главе 6.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВПБ высокопрочный бетон
ВКБ высококачественный бетон
СП суперпластификатор
МК микрокремнезем
СК бой силикатного кирпича
ОМД органоминеральный модификатор
УДМН ультрадисперсный минеральный наполнитель
ВВЕДЕНИЕ


Для высокопрочных бетонов зарождение и развитие в нем трещин при нагружении, а также долговечность в процессе попеременного увлажнения и высушивания, замораживания и оттаивания определяют деформации усадки и набухания. В настоящее время накоплен значительный фактический материал об объемных изменениях цементного камня и бетона , 9, , , , , , . В свою очередь собственные напряжения в бетоне делятся на собственные внутренние, или по терминологии авторов , , напряжения первого рода и структурные напряжения второго рода, обусловленные анизотропией структуры бетона. Собственные деформации обусловлены процессами структурообразования бетона и являются неотъемлемой частью этого процесса. Вынужденные деформации это деформации, образованные в результате внешнего воздействия на бетон, и в отличие от собственных деформаций, могут быть исключены посредством устранения этого воздействия. К вынужденным относятся силовые деформации, в том числе динамические и статические, а также температурные, коррозионные и влажностные , ,. Поскольку, вынужденные деформации, такие как силовые, могут быть исключены из процессов формирования бетона на этапе достижения марочных показателей, их структурообразующая роль в настоящих исследованиях не рассматривается, а учитывается только их влияние на процесс разрушения бетона. Как собственные, так и вынужденные деформации бетона играют важную роль в формировании его структуры. Исключить собственные деформации из процесса формирования структуры бетона, в отличие от вынужденных деформаций, нельзя, можно только регулировать их величину и, таким образом, регулировать процесс структурообразования. Развитие вынужденных деформаций, обусловленных влажностной усадкой, вызывает в структуре бетона напряжения, в ряде случаев сопоставимые с пределом прочности, что приводит к образованию усадочных трещин, снижению жесткости конструкций и потери их долговечности , . Исследованию закономерностей развития усадочных деформаций цементного камня и бетона посвящены работы И. Н. Ахвердова, С. В. Александровского, О. Я. Берга, А. Е. Десова, Р. Лермита, Н. А Мощанского, Ю. З.Н. Цилосани, А. Е. Шейкина и др. И, , , , , , 1, . Усадка бетона связана с химическими и физическими процессами, происходящими при взаимодействии цемента с водой, изменением влажности цементного камня при его высыхании, а также карбонизацией. Для оценки этих составляющих усадки и их роли в структуре бетона рассмотрим физическую природу каждой. Особый предмет исследований составляют влажностные деформации цементного камня. Они изучены в работах С. В.Александровского, К. С. Карапетяна, Р. Лермита, Р. Л. Майлян, Р. Мейер, Мощанского, Ю. А. Нилендера, Т. Пауэрса, В. Рачамандран, З. Н. Цилосани, А. Е. Шейкина и других ,,, ,,,,,,2,1,. Влажностная усадка вызывается изменением распределения влаги, е перемещением в цементном камне и испарением. Усадочные напряжения возникают при отсутствии гигроскопического равновесия с воздухом, при этом влажный капиллярнопористый бетон высыхает, значительно уменьшаясь в объеме. Вследствие малости коэффициента диффузии влаги его высыхание происходит неравномерно, поэтому образуются градиенты влажности, ведущие к усадочным напряжениям. Влажностная усадка по своей природе различна и складывается из капиллярной и адсорбционной составляющих. Испарения воды начинаются из крупных пор и капилляров, затем из микропор и мелких капилляров. При этом возникают силы капиллярного сжатия, в связи с чем цементный камень претерпевает деформацию сжатия. Возникающая вследствие этого усадка носит название капиллярной. После удаления капиллярной воды начинает удаляться адсорбционная и структурносвязанная вода. Первоначально удаляется вода из ячеек, образованных мелкими кристаллами продуктов гидратации цемента из полимолекулярноадсорбированных слоев. Последней удаляется вода, адсорбированная в виде мономолекулярных слоев. Это удаление, как правило, сопровождается значительным сжатием цементного камня. Развивающуюся при этом усадку, называют адсорбционной. Значительное число исследований свидетельствуют, что физическая природа влажностной усадки раскрыта не полностью , .