Исследование влияния кремнеземосодержащих добавок на свойства бетона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Карамнова, Елена Михайловна

• Карамнова, Елена Михайловна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Карамнова, Елена Михайловна

ВВЕДЕНИЕб

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ

1.2. Применение минеральных модификаторов к вяжущим 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 исследований

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы, применяемые в работе

2.1.1. Вяжущие вещества.

2.1.2. Заполшггелн для тяжелого бетона.

2.1.3. Минеральные модификаторы к вяжущим веществам для бетона.

2.1.4. Химические модификаторы для бетона.

2.2. Методика проведения исследовании

3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ 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 многокомпонентного 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 металлургического комбината

3.1.3.2 Исследование оптимальной дисперсности использования тонкомолотого шлака Череповецкого металлургического комбината в составе многокомпонентного цемента

3.1.3.3 Исследование оптимальной дисперсности использования тонкомолотого шлака Новотульского металлургического комбината

3.1.4 Исследование оггтимальной дисперсности использования золТЭС в качестве добавки к вяжущим веществам для бетона

3.1.4.1 Исследование оптимальной дисперсности использования золы ТЭС 22 в составе многокомпонентного цемента

3.1.4.2 Исследование оптимальной дисперсности использования золы Каширской ТЭС в составе многокомпонентного цемента

3.1.4.3 Исследование оптимальной днспсрсности использования золы К>рской ТЭС в составе многокомпонентного HCMCirra

3.1.5 Исследование оптимального содержания минеральных модификаторов в составе многокомпонентных цементов

3.1.5.1 Исследование оптимального содержания золы Каширской ТЭС и ТЭС 22 г. Москвы

3.1.5.2 Исследование оптимального содержания золы Курской ТЭС в составе цементов ПЦ 400 Белгородского и ПЦ 500,400 Старооскольского заводов

3.1.5.3 Исследование оптимального содержания золы Курской ТЭС в бетоне с учетом мс/юсрновои пустотности цемента

Выводы по главе

4 ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНО-РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ II ХИМИЧЕСКИХ МОДИФИКАТОРОВ

4.1 Реологические характеристики цементного теста с литеральными модификатора.«!^

4.2 Исследование нормальной гу стоты и сроков схватывания многокомпонентных цементов с минеральными добавками различной дисперсности

4.2.1 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цементов ПЦ500 Белгородского н Воскресенского заводов с тонкомолотым шлаком Новотульского металлургического комбината

4.2.2 Исслслоанше нормальной гу стоты и сроков схватывания ncucirm П11400 Белгородского завала с тонкомолотыми шлаками Липецкого н Череповецкого металлургических комбинатов

4.2.3 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цемагтов ПЦ500 Белгородского и Воскресенского завалов с залами Каширской ТЭС и ТЭС.N»22 г. Москвы

4.2.4 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цементов ПЦ400 Белгородского н ПЦ500 и ПЦ400 Старооскольского заводов с золой Курской ТЭС

4.3 Пластическая прочность многокомпонентных цементов с тонкомолотым шлаком

4.4 Реологические характеристики цементного теста с минеральными н химическими модификаторами 17S

4.4.1 Исследование нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста с СП С-3 и тонкомолотым шлаком

4.4.2 Исследование нормальной гу стоты и сроков схватывания цементного теста с суперпласгификаторами и золами ТЭС

4.5 Исследование структурных характеристик многокомпонентных систем с использованием минеральных и химических модификаторов

4.5.1 Втанморзсттрсделсннс частиц клинкера и тонкомолотых минеральных модификаторов в многокомпонентном цементе

4.5.2 Объем цемагткого теста с минеральными модификаторами рахлнчной дисперсности

4.5.3 Исследование поровой структуры цементного камня с минеральными модификаторами

4.5.3.1 Параметры поровой структуры цементного камня с тонкомолотымн шлаками, золой ТЭС

4.5.3.2 Исследование поровои структуры цементного камня с тонкомолотым доменным гранулированным шлаком и супер пластификатором С

4.5.4 Исследование структуры цементного камня с минеральными модификаторами (исследования в РЭМ)

4.5.5 Диффсрснцнально-тсрмнческнй и ренттснофазовый анализы цементного камня с минеральными и химическими модификаторами.

4.5.5.1 Диф<1>срснцнально-тсрмическнн и рентгенофазовый анализы цементного камня с тонкомолотым шлаком и СП С

4.5.5.2 Диф(|>срснцнально-тсрмнческин и рснтгсно<|>азовый анализы цемс1гтного камня с активными минеральными модификаторами

4.5.6 Исследование активности минеральных модификаторов

Выводы по главе

5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И БЕТОНА С МИНЕРАЛЬНЫМИ II ХИМИЧЕСКИМИ МОДИФИКАТОРАМИ

5.1 Химические добавки в бетонах н растворах на основе многокомпонентных цементов 223 5.1.1 Исследование оптимального содержания супер пластификаторов в бетонах на основе многокомпонентных цементов с упорядоченным гранулометрическим составом и тонкомолотыми шлаками

5.1.1.1 Исследование оптимального содержания СП С-3 в бетоне на основе многокомпонентного исмс1гта с тонкомолотым шлаком

5.2 Реологические свойства бетонных смесей с минеральными п химическими модификаторами

5.2.1 Реологические свойства бетонных смесей с тоикомолотым шлаком и СП С

5.3 Прочность раствора с минеральными и химическими модификаторами

5.3.1 Прочность раствора с тонкомолотым шлаком н 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 тепловлажностной обработки на прочность бетона с минеральными и химическими модификаторами

5.6.1 Влияние продолж1гтсльности предварительного выдерживания бетона с минеральными и химическими модификаторами на синтез его прочности

5.6.1.1 Влияние продолжительности предварительного выдерживания бетона с тоикомолотым шлаком перед ТОО на сшгтсз его прочности

5.6.1.2 Влияние продолжительности пред вар>гтслыюго выдерживания бетона с тонкомолотым шлаком и СП С-3 перед ТВО на синтез его прочности

5.6.2 Влияние продолжтгтельности изотермического прогрева ТВО на прочность бетона с минеральными и химическими модификаторами

5.6.2.1 Влияние продолжительности изотермического прогрева ТВО на прочность бетона с золой ТЭС

5.6.2.2 Влияние продолжительности изотермического прогрева ТВО на прочность бетона с тонкомолотым шлаком

5.6.2.3 Влияние продолжительности изотермического прогрева ТВО на прочность бетона с тонкомолотым шлаком и СП С

5.7 Деформативные свойства бетонов с минеральными п химическими модификаторами

5.7.1 Де<1>ормативныс свойства бетона с золой ТЭС

5.7.2 Да]юрматив11ыс свойства бетонов с тонкомолотым шлаком и СП С

5.7.2.1 Влияние тонкомолотого шлака и СП С-3 на деформативные свойства бетона

5.8 Морозостойкость бетона с минеральными н химическими модификаторами

5.8.1 Морозостойкость бетона с золой ТЭС к суперпластификатором СП С

5.8.2 Морозостойкость бетона с тонкомолотым шлаком и СП С

Выводы по главе

6 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование влияния кремнеземосодержащих добавок на свойства бетона»

В планах экономического и социального развития Российской Федерации, предусмотрено ускорить создание и внедрение прогрессивных технологий в строительном производстве, улучшить структуру применяемых строительных материалов, обеспечить значительное снижение их материало- и энергоемкости за счет широкого вовлечения в сферу производства материалов попутной добычи, вторичного сырья и отходов других отраслей промышленности.

Бетон и железобетон, — основные строительные материалы. Главным компонентом, во многом определяющим свойства бетона, является вяжущее, в качестве которого широко применяется портландцемент.

Увеличить объем изготовляемого бетона можно путем уменьшения расхода цемента, что и реализуется на практике за счет применения различных цементосберегающих технологий. Они предполагают использование химических (суперпластификатор) и минеральных добавок, интенсивных методов приготовления бетонных смесей.

Среди многочисленных отходов и побочных продуктов наибольший интерес представляет использование (доменные гранулированные шлаки, золы ТЭС) обладающих сравнительно высокой гидравлической активностью.

В отвалах ТЭС находится без малого 1,5 миллиарда тонн золошлаков. Кроме того, ежегодно электростанции производят до 30 миллионов тонн отходов, из которых используется лишь 3 миллиона (10 процентов). А в строительстве и промышленности строительных материалов - всего 3-5 процентов. В 2000 году по сравнению с 1995 годом применение золошлаковых отходов в качестве добавки в бетоны в России сократилось в 50 раз.

В прежние годы в стране вопросами утилизации золошлаковых материалов занимались свыше 400 научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций. Было разработано около 300 различных технологий переработки золошлакоотходов по 23 направлениям, соответствующим мировому уровню. Например, технология, разрешающая вводить 100-200 кг активной золы на кубометр бетона, дает возможность экономить до 100 килограммов цемента.

Впрочем, продукты на основе золошлаков могут стать и источником инвестиций на техническое перевооружение ТЭС и покрытия экологических платежей на содержание золоотвапов. На площадях или вблизи ТЭС можно и нужно производить многопередельные сухие продукты на основе золошлаков ^ (бесклинкерные и малоклинкерные вяжущие, шлаковый песок, щебень, сухие строительные смеси и т.д.) с использованием технологий перемешивания, дробления, помола и расфасовки.

В результате доля транспортных расходов по доставке многопередельного золошлакового продукта на месте его потребления должна снизиться в 20 - 40 раз по сравнению с долей транспортных затрат в цене ЗШО франко - ТЭС. Рентабельность предлагаемых технологий производства многопередельных продуктов из золошлаков на ТЭС значительно превысит рентабельность производства самой электроэнергии. Многопередельные продукты на основе зол по своей конкурентоспособности позволяют ориентироваться на рынки всей России, стран СНГ и дальнего зарубежья, а не быть привязанными только к потребителю в радиусе максимум 100 километров.

Расфасованные многопередельные продукты на основе золошлаков могут быть подвержены длительному хранению в складских помещениях на ТЭС без снижения своих потребительских свойств.

Перечень сухих золошлакопродуктов высокой потребительской стоимости для производства из отходов на многопередельных модульных заводах, устанавливаемых на площадках или вблизи ТЭС, представлен:

1-й продукт - сухие золоклинкерные вяжущие на основе кислых, ультракислых и высокоосновных зол ТЭС;

2-й продукт - сухие бесклинкерные вяжущие на основе высокоосновных зол КАТЭКа;

3-й продукт - мелкодисперсный песок на основе рассева золы из форкамер;

4-й продукт - мелко-, средне- и крупнозернистый песок на основе дробленого шлака;

5-й продукт - многофракционный щебень на основе дробленого шлака;

6-й продукт - сухие строительные смеси для растворов различного назначения (кладочные, штукатурные, шпаклевочные, клеевые, гидрофобные, наливные и т.д.) на основе 1 - 4 продуктов;

7-й продукт - сухие бетонные смеси различного назначения на основе 1 -5 продуктов;

8-й продукт - удобрения для сельского хозяйства;

9-й продукт - раскислители кислых почв, особенно Нечерноземья, на основе высоко-кальциевых зол углей КАТЭКа;

10-й продукт - под покрытия автомобильных дорог из монолитного бетона подстилающие сухие подсыпки из высококальциевых зол КАТЭКа, обладающих мощной гидратационной теплоемкостью с I = 80 - 90°С, высокоэффективных при строительстве дорог в условиях относительно низких положительных температур;

11-й продукт - на принципах 10-го продукта изготовление одноразовых нагревателей различного назначения для бытовых, производственных и нужд МЧС, использующих мощную гидратационную энергию при затворении водой;

12-й продукт - зольная микросфера многоцелевого использования;

13-й продукт - усредненная по физико-химическим характеристикам за счет смешивания сухая зола для добавки в бетоны, растворы, для производства шлакопортландцемента на цементных заводах.

Объемы производства многопередельных продуктов на основе золошлаков ТЭС позволят в 2005 году довести производство цемента в России до 40 миллионов тонн. От замены хотя бы на 10 процентов цемента смешанного малоклинкерного вяжущего на смешанное бесклинкерное вяжущее можно получить ежегодную прибыль до двух миллиардов рублей, ежегодно экономить 500 тысяч тонн жидкого топлива. В Германии добавки зол ТЭС при производстве цемента обеспечивают 35 - 37 процентов клинкерной его части.

Короче, ежегодная прибыль от производства и использования многопередельных золошлакопродуктов в строительстве может составить в 2005 - 2007 годах около 12 миллиардов рублей /1/.

Проблема экономного потребления материальных и энергетических ресурсов в строительной индустрии, а также интенсификации производства бетона и сборного железобетона при сохранении или улучшении их проектных свойств в изделиях и конструкциях на современном этапе может быть связана с использованием минеральных модификаторов индивидуально и в комплексе с химическими добавками.

Анализ проблемы использования минеральных добавок к вяжущим веществам для бетона показывает, что этот класс добавок, являющихся в основном вторичным сырьем (доменные гранулированные шлаки, золы и золошлаковые смеси ТЭС и др.), позволяет получать многокомпонентные системы с определенными эксплуатационными характеристиками, а также способствует созданию безотходных технологий и улучшению экологического состояния окружающей среды. Следует отметить, что многокомпонентные цементы обычно характеризуются пониженной прочностью, а это положение сдерживает использование минеральных модификаторов в производстве бетона и сборного железобетона, т.к. требует удлинения режимов ТВО, повышенных расходов цемента и т.д.

Кроме того, сдерживающим фактором является также отсутствие расчетно-экспериментального метода подбора состава бетона с минерально-химическими модификаторами и нестабильность их свойств. Поэтому разработка оптимального дисперсного состава бетона и методики подбора его состава, в т.ч. с химическими добавками, обеспечивающими массовое применение многокомпонентных цементных систем является актуальной.

Цель диссертационной работы:

Целью исследования является, разработка оптимальной технологии использования минеральных модификаторов к вяжущим веществам для бетона с целью повышения качества и снижения себестоимости, а также интенсификации производства бетона и сборного железобетона за счет оптимизации дисперсного состава многокомпонентных цементов при индивидуальном и комплексном использовании минеральных и химических модификаторов (суперпластификаторов) с оптимальными параметрами.

Сократить расходы многокомпонентных цементов в бетоне представляется целесообразным за счет изыскания путей повышения их собственной активности, а также за счет комплексного использования таких видов цементов с химическими добавками. Однако целенаправленных исследований по влиянию химических добавок на свойства многокомпонентных цементов (основная продукция цементной промышленности) и бетонов на их основе практически не проводилось.

В диссертационной работе на основе обобщения научного и практического опыта использования минеральных добавок к вяжущим веществам теоретическими и экспериментальными исследованиями определено новое научное направление, а также разработаны физико-химические и методологические основы и получены базовые зависимости по оптимизации гранулометрического состава многокомпонентных цементов для бетона с целью экономного их потребления в строительной индустрии. Показано, что при использовании минеральных модификаторов в составе многокомпонентных цементов с оптимальной дисперсностью, имеющей функциональную связь с дисперсностью клинкерного компонента и только в оптимальном количестве, зависящем от собственной физико-химической активности добавки и дисперсности клинкерного компонента, прочность таких композиционных систем может находиться на уровне прочности бездобавочного цемента.

Оптимальная дисперсность использования минеральных добавок к вяжущим веществам для бетона должна превышать дисперсность клинкерного компонента в цементе в 1,15. 2,1 раза.

Рассмотрены вопросы с позиций физико-химической механики высококонцентрированных дисперсных систем в агрегируемости и распределения частиц клинкера и добавки в многокомпонентных цементных системах, а также вопросы управления структурообразованием и синтезом свойств многокомпонентных цементных систем и бетонов на их основе, в т. ч. с химическими добавками (суперпластификаторами).

В зависимости от физико-химической активности минеральных добавок, введено понятие пороговой дисперсности клинкерного компонента для многокомпонентных цементов, при котором не происходит снижение их прочности относительно бездобавочных портландцементов и разработана количественная оценка такой дисперсности клинкерного компонента.

В процессе научно-исследовательских работ выявлены специфические особенности использования минеральных модификаторов к вяжущим веществам для бетона; определено оптимальное содержание суперпластификаторов в многокомпонентных системах с оптимизированным гранулометрическим составом тонкомолотыми доменными гранулированными шлаками; исследованы технологические особенности использования многокомпонентных цементов с тонкомолотыми доменными гранулированными шлаками в бетонах, изготавливаемых из бетонных смесей различной удобоукладываемости и разработана гипотеза о проявлении "эффекта упорядочения структуры", характерного для дисперсных силикатных частиц аморфной и нестабильной кристаллической структуры, при твердении многокомпонентных цементов с тонкомолотым шлаком, позволившая рекомендовать использование шлакопортландцементов (изготавливаемых в настоящее время цементной промышленностью) в умеренно-подвижных и жестких смесях и особенно с химическими добавками с целью получения максимального технико-экономического эффекта в строительной индустрии; разработаны составы высокопрочных бетонов ПЦ700.ПЦ800 с низким содержанием клинкерного компонента (220.330 мкг/м3) на основе комплексного использования тонкомолотых шлаков с суперпластификаторами; исследованы и разработаны оптимальные режимы ТВО тяжелых бетонов на основе многокомпонентных цементов с оптимизированным гранулометрическим составом, в т.ч. с химической добавкой; исследована возможность использования закономерностей оптимизации гранулометрического состава многокомпонентных микрогетерогенных систем для грубодисперсных (на примере с золами и золошлаковыми смесями ТЭС) с целью повышения физико-механических свойств и экономного потребления цемента при их производстве; исследована и разработана рациональная технология приготовления бетонной смеси, в т.ч. с химической добавкой, заключающаяся в изменении схемы введения компонентов в бетоносмеситель и режима их перемешивания, позволяющая получить экономию цемента в бетоне в количестве 5. 10%.

Внедрение рекомендаций по результатам исследований в зависимости от использовании разработанных технологических приемов позволяет экономить от 10 до 70 % цемента.

Установлена возможность редуцирования водосодержания бетонной смеси на 5 — 7 % при комплексном использовании минерально - химических модификаторов относительно составов бетона только с химическими модификаторами. Разработана базовая таблица для определения водосодержания и методика для проектирования состава тяжелого бетона с минерально — химическими модификаторами.

Кроме того, разработка математической модели технологии производства бетонной смеси с минеральными и химическими модификаторами.

Фактический экономический эффект от реализации научных положений, разработанных в диссертации, составляет около 700 - 800 млн. руб., а ожидаемый — более 2 млр. руб. в год.

Научная новизна диссертационной работе, заключается в следующем: разработаны физико-химические и методологические положения, а также получены базовые зависимости по оптимизации дисперсного состава бетона, обеспечивающие повышение эффективности использования минеральных модификаторов в цементных системах с целью повышения их качества и снижения себестоимости за счет эквивалентной замены цемента в количестве 20.80%; разработаны принципы и способы управления структурно-реологическими и строительно-техническими свойствами многокомпонентных цементных систем с оптимизированным дисперсным составом, в т.ч. с химическими модификаторами; установлены закономерности, определяющие оптимальные параметры использования тонкодисперсного доменного гранулированного шлака в бетоне в зависимости от технологии производства изделий и конструкций; разработаны расчетно-экспериментальная методика подбора состава тяжелого бетона с минерально-химическими модификаторами.

Практическое значение работы:

Внедрение рекомендаций по результатам исследований в зависимости от использования разработанных технологических приемов позволяет экономить от 10 до 70% цемента, в большинстве случаев сокращает водопотребность бетонной смеси на 5-7%, с одновременным сокращением продолжительности и температуры изотермического прогрева ТВО бетона при сохранении или улучшении его проектных свойств в изделиях и конструкциях.

Установлена возможность редуцирования водосодержания бетонной смеси на 5-7% при комплексном использовании минерально-химических модификаторов относительно составов бетона только с химическими модификаторами. Из опытных данных и данных из рекомендаций разработана базовая таблица для определения водосодержания и методика для проектирования состава тяжелого бетона с минерально-химическими модификаторами.

Апробация работы:

Результаты исследований доложены на научно-технической конференции студентов и аспирантов «МИКХиС - 2000» (г. Москва, 2000 г.); на «Юбилейной научно-технической конференции» (г. Москва, 30 мая 2001 г.) и на конференции творческой молодежи «Новые идеи развития бетона и железобетонных конструкций» (г. Москва, 2002 г.). Публикации:

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ. Объем и структура работы:

Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Карамнова, Елена Михайловна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически и экспериментально установлена возможность получения композиционных систем, состоящих из минеральных добавок разной активности и клинкерного компонента, по прочности не уступающих бездобавочным цементам.

2. Получены физико-химические и методологические основы и базовые зависимости оптимизации состава многокомпонентных систем, дающие новое научное направление, имеющее важное народнохозяйственное значение.

3. Определены зависимости оптимальной дисперсности для многокомпонентных цементов, содержание и физико-химической активности микронаполнителя к дисперсности и содержанию клинкерного компонента. Выявлено, что оптимальная дисперсность минеральных добавок должна превышать дисперсность клинкерного компонента в 1,15.2,1 раза.

4. Экспериментально установлено, что для каждой минеральной добавки в зависимости от её физико-химической активности имеется пороговая дисперсность клинкерного компонента, при которой прочность многокомпонентной системы находится на уровне прочности клинкерного вяжущего. Количественной характеристикой пороговой дисперсности может быть величина агрегатов в многокомпонентном цементе.

5. При производстве высокопрочных бездобавочных цементов могут быть использованы закономерности оптимизации гранулометрического состава многокомпонентных цементов с целью повышения их активности на 1.2 марки, что эквивалентно экономии цемента в бетоне на 10.25%, они могут распространятся и на другие, в том числе и на грубодисперсные системы.

6. Зависимость изменения, как определено структурно-реологическими исследованиями, водопотребности многокомпонентных цементов от дисперсности минеральных добавок, носит экстремальный характер, а её минимальное значение соответствует системам с оптимизированным гранулометрическим составом. Ускоряет структурообразование в цементном тесте использование суперпластификаторов СП С-3 индивидуально и в комплексе для редуцирования водосодержания, снижая негативное действие минеральных добавок на эту характеристику.

7. Высокую однородность распределения частиц цемента и минеральных добавок многокомпонентной системе определили исследования ДТА в растровом электронном микроскопе с микроанализом, выявлено также наличие в них агрегатов размером 100.Л50 мкм, состоящих в основном из частиц размером 1.15 мкм и частиц 50.60 мкм, при этом наблюдается сокращение объема на 0,6.7,4%.

8. Определено, что структура цементного камня и бетона содержит меньше трещин, фазовый состав новообразования характеризуется увеличенным содержанием низкоосновных гидросиликатов кальция типа СБН (I) и незначительным содержанием гидроксида кальция.

9. Выявлены технологические особенности использования многокомпонентных цементов с тонкомолотыми доменными гранулированными шлаками в бетонных смесях различной удобоукладываемости. Определено, что для жестких и умеренно-подвижных смесей при введении в состав бетона до 60% шлака увеличивается его прочность на 35.74%, а высокоподвижных и литых смесях-20.40% шлака увеличивает прочность бетона на 2.7%. Подтверждена научная гипотеза о проявлении «эффекта упорядочения структуры» при твердении многокомпонентных систем с тонкомолотым шлаком и это позволило рекомендовать использование шлакопортландцементов в умеренно-подвижных и жестких смесях.

Ю.Установлено, что продолжительность изотермического прогрева железобетонных изделий из тяжелых бетонов с микронаполнителями может быть сокращена на 2.4 ч, а с использованием минеральных и пластифицирующих добавок эффект может быть еще более значительным. Продолжительность предварительного выдерживания бетона перед ТВО имеет экстремальный характер и должна составлять 1.3 ч при индивидуальном использовании микронаполнителей и 3.4 ч с пластифицирующими добавками.

11.Бетоны на основе многокомпонентных цементов имеют морозостойкость и деформативные свойства на уровне обычных портлапдцементных бетонов.

12.Разработана методика проектирования состава бетона с комплексным использованием минерально-химических модификаторов (в качестве минеральных модификаторов приняты тонкодисперсные шлаки и золы ТЭС).

13.В производственных условиях выпущены опытно-промышленные партии бетонов на шлакоцементном вяжущем индивидуально и в комплексе с суперпластификатором С-3. Экономический эффект от опытно-промышленного внедрения составил 700 тыс. руб. при объеме производства размере 336 тыс. м3 бетона в год.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Карамнова, Елена Михайловна, 2004 год

1. Денисов Г. Использование безотходных технологий. М.: Строительная газета, 2002г., №23. с .11.

2. Чумаков Ю.М., Левин Л.И., Пискарев В.А., Воронов Ю.И. Экономия теплоэнергетических и материальных ресурсов в промышленности сборного железобетона В сб. научных трудов ВНИИжелезобетона.-М.:1982. с. 3.13.

3. Болдырев А.С., Добужинский В.И., Рекитар Я.А. Технический прогресс в промышленности строительных материалов. -М.: Стройиздат, 1980. 480 с.

4. Дмитриев A.M. Пути повышения качества цемента для бетона. В сб. "Повышение эффективности и качества бетона и железобетона". Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону. - М.: Стройиздат, 1983, с. 19.26.

5. Шлайн И.Б. Перспективы повышения качества заполнителя для бетона. В сб." Повышение эффективности и качества бетона и железобетона". Тезисы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону. - М.: Стройиздат, 1983, С.27.30.

6. Болдырев A.C. Основные направления научно-технического прогресса цементной промышленности. Цемент, 1978, №9, с. 1.3.

7. Дмитриев A.M., Энтин З.Б. .Никифоров Ю.В. Цементы с минеральными добавками.-Цемент, 1980, №12,с. 12. 14.

8. Величко Е.Г., Лукьянович В.М., Пискарев В. А. Об оптимальной технологии изготовления вяжущих материалов с минеральными добавками. Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева, № 3, 1984, c.l 11.113.

9. Кузнецова Т.В., Энтин З.Б. Альбец Б.С., Гольдштейн Л.Я., Соколова H.A., Яшина Е.Т. Активные минеральные добавки и их применение. -Цемент, 1981, № 10, с. 6. 8.

10. Долгополов H.H., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т., Сытник Н.И. Высокопрочный бетон. В сб. "Повышение эффективности и качествабетона и железобетона". Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону. М: Стройиздат, 1983, с. 140.144.

11. Батраков В.Г., Иванов Ф.М., Силина Г.С., Феликман В.Р. Применение суперпластификаторов в бетоне. Обзор. - М.: ВНИИЭС Госстроя СССР, -60с.

12. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. -М.: Стройиздат, 1983. -279 с.

13. Бетон и железобетонные конструкции. Состояние и перспективы применения в промышленном и гражданском строительстве. /Под редакцией К.В. Михайлова и Ю.С. Волкова/.-М.: Стройиздат, 1983. -360 с.

14. Михайлов К.В. Перспективы развития бетона и железобетона в СССР. -Бетон и железобетон, 1976, М, С.3.11.

15. Волженский A.B., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979. -476с.

16. Коломиец В.А., Орининский Н.В., Голов Г.В. Переработка доменных шлаков. В сб. Окружающая среда и золошлаковые отходы". Тезисы докладов Международного симпозиума ЮНЕП / СССР. - М.:1983, ч. 1, с. 10.11.

17. Довгопол В.И., Макаджиева P.A. Экономика переработки и использования шлаков черной металлургии. В сб. "Окружающая среда и золошлаковые26