Влияние функционального состава и качества заполнителей на свойства бетона

• Автор: Беркут, Андрей Ильич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 216 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр

ВВЕДЕНИЕ .

1.СТРУКТУРНОФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПТИМИЗАЦИИ СВОЙСТВ

БЕТОНА .

1.1.Гидратация и структурообразование минеральных вяжущих веществ

1.2.Прочность цементного камня 9 ,

1.3.Структурнофизические основы прочности бетона

1.4.Влияние заполнителей на физикомеханические свойства бетона .

1.5.Цель и задачи исследования

2.ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛШЩЯ ВАРИАЦИИ УДВЛШОЙ ПОВЕРХНОСТИ

ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА И БЕТОННОЙ СМЕСИ

2.1.Применяемые материалы и методики исследования .
2.2.Исследования вариации величины удельной поверхности и влажности заполнителей в реальных условиях .
2.3.Исследования влияния удельной поверхности мелкого заполнителя и его влажности на физикомеханические свойства бетона .Л
2.4.Статистический анализ экспериментального исследования процесса приготовления бетонной смеси
2.5.Выводы по главе
3.РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА СТАБИЛИЗАЦИИ
ПРОЧНОСТИ БЕТОНА И ПОДВИЖНОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ
3.1.Разработка способа коррекции состава бетонкой смеси
3.2.Выбор и синтез структуры фильтрации и экстраполяции входных параметров.
3.3.Разработка адаптивной идентификации управляющих зависимостей способа коррекции состава бетонной смеси
3.4.Исследование способа коррекции состава бетонной смеси на ЭЦМ .
3.5.Выводы по главе
4.РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИК ЭКСПРЕССКОНТЮЛЯ
ХАРАКТЕРИСТИК ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ
4.1.Выбор метода экспрессконтроля удельной поверхности песка
4.2.Теоретические и экспериментальные исследования седйментационного метода определения удельной ТПо
поверхности песка .
4.3.Разработка и исследование методики и устройства экспрессконтроля удельной поверхности песка.v
4.4.Разработка методики экспрессконтроля пустотности, объемной массы и массы твердого тола крупного заполнителяХ
4.5.Выводы по главе .
5.ВНЕДРЕН НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРАКТИЧЕ тит СКИХ РАЗРАБОТОК.А
5.1.Внедрение методики и устройства экспрессконтроля удельной поверхности песка
5.2.Внедрение методики и устройства экспрессконтроля пустотности гравийной смеси, насыпной массы гравия, массы твердого тела гравия
5.3.Вкедрение методики определения пустотности песка .
5.4.Внедрение способа коррекции состава бетонной смеси
в технологическом процессе ее приготовления Д
5.5.Выводы по главе .
Основные результаты работы
Литература


Для определения состава бетона более удобна зависимость его прочности не от водоцементного отношения, а от цементно-водного. А и С - эмпирические коэффициенты, учитывающие влияние заполнителей и других факторов; в среднем А=0,6, С=0,5. О возможных колебаниях прочности бетона при изменении В/Ц и других факторов можно судить по материалам работы, выполненной рядом лабораторий при введении нового ГОСТа на испытание цемента []]^ В результате были получены средние зависимости,используемые в технологических расчетах в настоящее время. Яїї = 0, Нц(Ц/В-0,5) с і . Существует и ряд других эмпирических выражений для определения прочности бетона в зависимости от его водоцементного отношения. Многие авторы рассматривают связь между пористостью и прочностью цементных композиций [,,,,5]. Задача оптимального проектирования состава бетона как и задача оперативного управления технологическим процессом должны решаться с учетом влияния заполнителя на водоцементное отношение бетонной сглеси. Искусственные строительные конгломераты относятся к материалам, состоящим из вяцущего и наполнителя. Твердение искусственных с троите лышх конгломератов сопровождается объемными изменениями связующего. В основе объемных усадочных деформаций всей структуры материала лежат элементарные деформации элементарных структурных элементов ? В.А. Вознесенским "усадочными ячейками1’ ? Механизм образования усадочных ячеек разных масштабных уровней аналогичен образованию ячеек Вигнера-Зейтца для идеальной решетки и полиэдра Вороного для неупорядоченной системы атомов в кристаллической решетке []. Образовавшиеся усадочные ячейки представляют собой более сложные упорядоченные структурообразующие элементы - таксоны ? Рост масштабного уровня усадочных ячеек продолжается до образования критического объема, при котором усадочные дес|юр-мации внутри дискретных элементов приводят к росту напряжений до критического значения, превышающего энергию связи между усадочными ячейками. Ограничить рост усадочных ячеек и,следовательно,внутренних поверхностей раздела можно введением строго определенного по отношению к таксону размера наполнителей. Применение их ведет к повышению энергии разрушения, но не всегда вызывает увеличение прочности материала []. Наполнители оптимального размера не только не создают в окружающем вяжущем разупрочяяющее поле деформации и напряжений, но и сами являются своеобразными стопорами, сдерживающими рост возникающих трещин под внешней нагрузкой . Авторы работы [зз]считают оптимальный размер частичек наполнителя в 3- раз превышающий размер элементарных структурообразующих элементов. Отличительная особенность бетонов - наличие в их структуре заполнителей - структурных элементов, размер которых ка несколько порядков превышает размер элементарных структурных элементов вяжущего, поэтому при оптимизации структуры необходимо учитывать механизм взаимодействия отдельных структурных элементов материала при синтезе гетерогенной системы - бетона. Как правило, прочность искусственных строительных конгломератов уменьшается по мере введения заполнителя. Степень уменьшения прочности при введении одного и того же количества заполнителя различна и может быть определена с помощью закона прочности оптимальных структур [П8]. Закон прочности оптимальных структур предусматривает оптимизацию отношения таких параметров как расход цемента, водоцементного отношения, количества заполнителя и его зернового состава. В связи с этим предложен ряд расчетных формул для определения доли песка в смеси заполнителей и расхода щебня ? Оптимальное значение отношения доли песка к расходу щебня П/Щ обычно определяют с помощью коэффициента раздвижки/^>[4]. Отношение П/Щ влияет в первую очередь на значение истинного водоцементного отношения и удобоукладываемость бетонной смеси. На основании обработки экспериментальных данных были предложены различные номограммы и формулы для определения оптимального П/Щ [4]. В.Н. Однако предложенная зависимость не учитывает существенного взаимного влияния ? ОПТ и величины водоцементного отношения [4]. Через критерий ? Т нормальной густоты цементногш теста.