Быстротвердеющие бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками

• Автор: Буйко, Ольга Валентиновна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 236 с. : ил. + Прил. (с.237-367:ил.)

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I УСКОРЕННОЕ ТВЕРДЕНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНОВ

1.1 Существующие способы ускорения твердения портландцементных бетонов .

1.1.1 Активационное воздействие на бетонную смесь

Тепловая обработка изделии из бетона.

Тепловая обработка предварительно разогретых бетонных смесей.

Тепловая обработка бетона с химическими добавками

Гидромеханическая активация

Высоковольтная импульсная активация

Термомеханическая активация

1.1.2 Специальные виды цементов
1.2 Изменение степени, скорости I идратационных процессов и структурообразования портландцементных систем с помощью химических добавок
1.2.1 Механизм гидратации и структура цементного камня
1.2.2 Особенности формирования микроструктуры цементного камня. Изоструктурность образующихся гидратных фаз
1.2.3 Гидратация портландцемента в присутствии электролитов.
1.2.4 Влияние активных минеральных добавок на структурообразован ие и свойства цементного камня и бетона
1.2.5 Конденсированный микрокремнезем как высокоактивная минеральная добавка. Влияние на структурообразование портландцементного камня и свойства бетона
1.2.6 Некоторые особенности индукционного периода цементных систем, модифицированных добавками.
1.2.7 Особенности гидратации алюминатов кальция. Причины и механизм замедления
1.2.8 Влияние органических замедлителей на гидратацию портланд
цемента. Причины и механизм замедления
1.2.9 Структурообразование и свойства цементных композиций, модифицированных комплексными добавками.
1.3 Безгипсовые портландцемснты с регулируемыми сроками схватывания и темпами набора прочности
1.3.1 Портландцементные композиции для зимнего безобогревного бетонирования.
1.4 Факторы, влияющие на разрушение цементного камня и бетона,
содержащего химические и минеральные добавки
Выводы к главе 1
Цель и задачи исследования
Рабочая гипотеза
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Методы исследования.
2.1.1 Стандартные методы испытания
2.1.2 Реологические исследования
2.1.3 Рентгенофазовый анализ
2.1.4 Анализ методом дифференциальной сканирующей калориметрии ПБС.
2.1.5 Метод дифференциальной термогравиметрии ЦБСОТО
2.1.6 Метод определения изменения линейных размеров цементных составов с повышенным содержанием ЯОз и БЮг.
2.2 Характеристика сырьевых материалов
2.2.1 Портландцементный клинкер и портландцемент
2.2.2 Песок и щебень
2.2.3 Конденсированный микрокремнезем.
2.2.4 Цеолитовый туф
2.2.5 Сыннырит
2.2.6 Многокомпонентная добавка НД
2.2.7 Добавки электролиты и пластифицирующе замедляющие
вещества
3 ИЗОСТРУКТУРНОСТЬ, КАК ГЛАВНЫЙ ПРИНЦИП НАПРАВЛЕННОГО ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В
БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИХ ЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА
3.1 Основные принципы направленного фазообразования в быстротвердеющих цортландцементных материалах
3.2 Особенности развития прочности и фазообразования непластифицированиого портландцементного камня с добавками электролитами
3.2.1 Изменение прочности и фазового состава непластифицированного портландцементного камня в присутствии добавок, гидролизующихся с повышением щелочности жидкой фазы.
3.3 Особенности развития прочности и фазообразования в портландцсментном камне с комплексными модификаторами, содержащими электролит и суперпластифицирующий или гластифицирующезамедляющий компонент.
3.3.1 Особенности развития прочности и фазообразования в портландцементном камне с комплексной добавкой СЗ электролит.
Комплексная добавка суперпластификатора СЗ и СаСЬ.
Комплексная добавка суперпластификатора СЗ и Ка
Комплексная добавка суперпластификатора СЗ и КаО
3.3.2 Изменение прочности и фазового состава цементного камня в присутствии комплексной добавки ЛСТ электролит
3.3.3 Изменение прочности и фазового состава цементного камня с комплексной добавкой компонента КБ и электролита
3.4 Особенности развития прочности и фазообразования цементного камня с комплексными добавками на основе высокоактивных пуццолан
3.4.1 Изменения прочности и фазового состава супсрпластифицированного цементного камня в присутствии добавки микрокремнезема и элекгролита.
3.4.2 Изменения прочности и фазового состава суперпластифицированного цементного камня в присутствии добавки цеолитового туфа и
электролита И
3.5 Особенности развития прочности и фазообразование в быстротвердеющих безгипсовых портландцементных композициях. И
3.6 Комплексные модификаторы для быстротвердеюших систем на основе обычного портландцемента
3.6.1 Комплексные модификаторы на основе микрокремнезема для быстрогвердеющих портландцементных материалов. Изменение прочности и фазового состава модифицированных портландцементных систем
3.6.2 Комплексные модификаторы на основе цеолитового туфа для быстротвердеюших портландцементных материалов. Изменение фазового состава модифицированных портландцементных систем.
3.7 Исследования собственных деформаций растворного камня с комплексными модифицирующими добавками
3.7.1 Особенности образования эттрингита и таумасита в затвердевшем модифицированном портландцементом камне
3.7.2 Влияние комплексных добавок модификаторов на деформа
тивность цементных составов
Выводы к главе 3.
4 АНАЛИЗ СВОЙСТВ БЫСТРОТВЕРДЕЮШИХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
И БЕТОНОВ С ДОБАВКАМИ КОМПЛЕКСНЫХ МОДИФИКАТОРОВ
4.1 Прочностные характеристики быстротвердеюших бетонов с комплексными добавками
4.1.1 Анализ влияния загрязняющих примесей заполнителя на прочность быстротвердеюших модифицированных бетонов
4.2 Исследование реологических характеристик цементных систем, модифицированных комплексными добавками
4.2.1 Особенности реологии быстротвердеюших цементных паст .
Пластическая прочность цементных паст с комплексными добавками
Предельное напряжение сдвига и динамическая вязкость цементных паст с комплексными добавками
4.2.2 Анализ влияние компонентов комплексных добавок и загряз
няющих примесей заполнителя на потерю подвижности бетонных смесей
4.3 Анализ долговечности быстротвердеюидих модифицированных бетонов
4.4 Исследование режимов ТБО для быстротвердеющих модифицированных бетонов
Выводы к главе 4
5 ИСПЫТАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК
В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ.
5.1 Технологические схемы приготовления и введения в бетонные смеси комплексных модифицирующих добавок
5.2 Результаты производственных испытаний
5.3 Разработка технологической документации на применение комплексной добавки модификатора.
Выводы к главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Отмечается, что больший прирост прочности показали образцы с комплексной добавкой МК пластификатор. Это, вероятно, связано с релаксацией внутренних напряжений, возникающих при интенсивном тепловыделении гидратирующегося Сз8 с добавкой одного МК. На третьем этапе твердения до суток повышение прочности связано с перестройкой структуры, что подтверждалось повышением степени закристаллизованности фазы. Процессы, протекающие в мономинеральном камне из 2 в присутствии добавок сходны с вышеописанными, хотя и протекают более медленно. Как уже отмечалось, ведение в цемент больших количеств МК приводит к значительному уменьшению в цементном камне свободного гидроксида кальция. Так, для ПЦ М0Д добавка МК снижает содержание СаОН2 до 1 . При изготовлении железобетонных изделий низкое содержание свободного гидроксида кальция в цементном камне ухудшает защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре. Уменьшение количества вводимой добавки до 7. СаОН2. Рамд содержание активной минеральной добавки в цементе, . Данные показывают, что введение в цемент МК в любых количествах при низких и средних водовяжущих отношениях, формирует структуру цементного камня с пониженным содержанием химически связанной воды. Волженский и К. Н. Рожков объясняют подобный эффект образованием в период гидратации гидроалюминатов, гидросульфоалюминатов и их ферритсодержащих аналогов с низким содержанием химически связанной воды . Структура цементного камня с добавкой МК при низких и средних ВВ 0, 0, отношениях однородна и состоит в основном из пластинчатых образований, плотно прилегающих друг к другу, размером 1мкм. На поверхности скола изредка встречаются кристаллы СаОН2, причем с увеличением количества МК размеры и степень закристаллизованности их снижаются. Алюминатные фазы на поверхности камня с низким ВВ обнаружены не были. Это позволило предположить, что алюминатные и ферритиые гидратные фазы, армируя гель I1I, упрочняют его настолько, что наименее прочной составляющей цементною камня становятся сростки геля. ВВ от 0, отношениях структура цементного камня с добавкой МК становится неоднородной и представлена в большей части дендритоподобиыми кристаллическими образованиями, слабо связанными между собой. В порах цементного камня наблюдаются скопления крупных гексагональных пластин, призм, игл гидроалюминатных и гидросульфоаллюминатных фаз, а также отложения хорошо сформированных кристаллов СаОН2. Дендритные С8Н1 фазы уже не выполняют защитной функции по отношению к наиболее реакционным фазам цементного камня. Это вызывает их перекристаллизацию и снижает стойкость камня к агрессивному воздействию. Характер изменения прочности цементного камня с добавкой МК, подвергнутого ТВО, имеет свои особенности. Сразу после ТВО прирост прочности камня тем меньше, чем выше ВВ отношение. Это обусловлено ростом объема капиллярных пор. Твердение цементного камня в воздушновлажных условиях до 7 суток после ТВО приводит к сбросу или торможению роста прочности. Этот эффект в значительной мере связан с количеством вводимого МК. Чем выше дозировка МК и чем ниже ВВ отношение, тем больше величина возникающих внутренних напряжений в формирующемся цементном камне, связанных с лавинообразным гидратообразованием в ранний период твердения. Дальнейший рост прочности происходит в основном за счет перекристаллизации в геле С8Н1 фазы, поэтому к поздним срокам твердения прочность в основном определяется ВВ отношением. Кроме того, в этот период твердения МК практически полностью связывается свободным СаОН2 цементного камня и поэтому прямого влияния на рост прочности не оказывает , , . Использование комплексных добавок МКпластификатор снижает скорость и величину тепловыделения при гидратации. При этом сглаживается влияние количества МК на прирост прочности при ТВО. Пластифицирующая добавка ограничивает скорость взаимодействия МК с СаОН2 и этим снижает скорость гидратации силикатов кальция в зависимости от количества вводимого МК. Увеличение прочности до суток, при использовании комплексной добавки протекает активнее, чем с одним МК.