Повышение ранней прочности тяжелых бетонов механохимической активацией цементной суспензии с эффективными суперпластификаторами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Пименов Сергей Иванович

• Пименов Сергей Иванович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Пименов Сергей Иванович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ АКТИВАЦИИ ЦЕМЕНТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РАННЕЙ И МАРОЧНОЙ ПРОЧНОСТИ БЕТОНОВ

1.1. Общие сведения

1.2. Механическая и механохимическая активации цемента в сухой среде

1.3. Механическая и механохимическая активация цемента в жидкой среде

1.4. Механохимическая активация цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате

1.5. Механизм действия суперпластифицирующих добавок в цементных системах

1.6. Предпосылки повышения ранней прочности цементных композиций механохимической активацией цементной суспензии, содержащей суперпластифицирующую и активную минеральную

добавки

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристики используемых материалов и оборудования

2.1.1. Вяжущие материалы

2.1.2. Инертные материалы

2.1.2.1. Мелкий заполнитель

2.1.2.2. Крупный заполнитель

2.1.3. Добавки

2.1.4. Вода затворения

2.1.5. Роторно-пульсационный аппарат

2.2. Методы исследований

2.2.1. Изучение физико-технических свойств цемента, раствора и бетона

2.2.2. Изучение деформативных свойств бетона

2.2.3. Комплексный термический анализ

2.2.4. Рентгенофазовый анализ

2.2.5. Оптический метод исследования

2.3. Статическая обработка экспериментальных данных

3. ВЛИЯНИЕ СУПЕРПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК,

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ АКТИВАЦИИ И ДОЛИ АКТИВИРОВАННОГО ЦЕМЕНТА НА ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОЙ ЦЕМЕНТНОЙ СУСПЕНЗИИ

3.1 Влияние водоцементного отношения цементной суспензии на производительность роторно-пульсационного аппарата

3.2. Влияние механоактивации цементной суспензии на физико-технические свойства цементно-песчаного раствора

3.3. Влияние продолжительности механоактивации и доли активированного цемента на физико-технические свойства тяжелого бетона

3.4. Влияние суперпластифицирующих добавок на физико-технические свойства цементных композиций, полученных МХА цементной суспензии

3.4.1. Влияние суперпластифицирующих добавок на нормальную густоту

и сроки схватывания цементного теста

3.4.2. Влияние механохимической активации цементной суспензии на физико-технические свойства цементно-песчаного раствора

3.4.3. Влияние механохимической активации на технологические свойства бетонной смеси и физико-технические свойства тяжелого

бетона

3.4.4. Влияние комплекса добавок на физико-технические свойства

тяжелого бетона, полученного МХА цементной суспензии

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4. ОСОБЕННОСТИ ТВЕРДЕНИЯ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ НА ОСНОВЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОЙ ЦЕМЕНТНОЙ СУСПЕНЗИИ

4.1. Влияние механохимической активации на особенности гидратации цемента и физико-технические свойства цементного камня

4.2. Влияние механохимической активации цементной суспензии на формирование структуры цементного камня

4.3. Влияние механохимической активации на особенности

формирования гидратных новообразований цементного камня

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

5. ВЛИЯНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ЦЕМЕНТНОЙ СУСПЕНЗИИ НА ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

5.1. Влияние механохимической активации цементной суспензии на сульфатостойкость цементных композиций

5.2. Влияние механохимической активации цементной суспензии на морозостойкость тяжелого бетона

5.3. Влияние механохимической активации цементной суспензии на водопоглощение и показатели поровой структуры тяжелого бетона

5.4. Деформация усадки тяжелого бетона, полученного механохимической активацией цементной суспензии

5.5. Модуль упругости, растяжение при изгибе и призменная прочность тяжелого бетона, полученного механохимической активацией

цементной суспензии

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

6. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ НА

КИНЕТИКУ ТВЕРДЕНИЯ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА, ПОЛУЧЕННОГО МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИЕЙ ЦЕМЕНТНОЙ СУСПЕНЗИИ

6.1. Влияние температуры и продолжительности изотермической выдержки, расхода цемента на кинетику твердения тяжелого бетона, полученного механохимической активацией цементной суспензии

6.2. Влияние тепловлажностной обработки на фазовый состав цементного камня, полученного механохимической активацией цементной суспензии

6.3. Влияние тепловлажностной обработки на показатели поровой структуры тяжелого бетона, полученного механохимической активацией цементной суспензии

6.4. Производственная проверка и технико-экономическая

эффективность применения МХА цементной суспензии

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение ранней прочности тяжелых бетонов механохимической активацией цементной суспензии с эффективными суперпластификаторами»

Актуальность работы

К современным тенденциям отечественного строительного производства относятся - повышение его темпов, качества продукции при одновременном снижении затрат на производство, эксплуатацию зданий и сооружений [1-4].

Для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций на заводах ЖБИ уже более 50 лет применяется тепловлажностная обработка, которая является малоэффективной, поскольку величина КПД пропарочных камер составляет 30-40 % [5]. По этой причине один завод ЖБИ средней мощности (с годовым выпуском 50-70 тыс. м3 изделий) «сжигает» по 20-30 млн. руб. в год [6].

Вместе с тем, действующая технология производства сборного бетона имеет второй значительный недостаток, связанный с ухудшением структуры цементного камня после пропаривания, приводящего к снижению качества готовой продукции, что на фоне развивающихся научных достижений в области направленного формирования структуры и свойств бетонов является препятствием к повышению качества и долговечности бетонных изделий [7].

В современном монолитном строительстве высотных зданий, а также при строительстве зданий повышенной этажности, эффективнее применять бетоны с высокой ранней прочностью, позволяющие сокращать продолжительность их выдерживания в опалубке, ускорять сроки возведения зданий.

С целью повышения ранней прочности тяжелых бетонов ученые продолжают развивать различные способы. Среди них - разработка и применение комплексных добавок, специальных видов цемента, методов активации вяжущего.

Известные на данный момент способы получения цементных бетонов с высокой ранней прочностью имеют ряд недостатков, таких как высокая стоимость производства (применение комплексных добавок, включающих химические добавки, активные минеральные добавки, углеродные нанотрубки, применение специальных видов цемента), сложность процесса производства бетона с

высокими энергозатратами (двух- или даже трехстадийное производство с предварительной активацией компонентов бетонной смеси).

Среди известных способов активации цемента наиболее эффективным и доступным является механический способ, который имеет основной недостаток -высокие энергозатраты на измельчение. Добиться снижения уровня энергозатрат на измельчение вяжущего возможно несколькими способами, а также их совместным воздействием: активацией в водной среде, введением поверхностно-активных веществ, заменой традиционных измельчительных аппаратов на более эффективные.

С появлением роторно-пульсационного аппарата (РПА), отличающегося высокой энергонапряженностью рабочей зоны по сравнению с традиционными измельчительными аппаратами (мельницами, дезинтеграторами), появилась возможность диспергировать цемент в водной среде, что позволяет значительно сокращать энергозатраты на получение нужного эффекта - достижение высокой удельной поверхности вяжущего (400-500 м2/кг), являющейся одним из необходимых условий для ускорения процессов гидратации цемента и получения бетонов с высокой ранней прочностью.

Несмотря на большое количество исследований, связанных с вопросами механоактивации и механохимической активации (МХА), совершенствование данных способов является актуальной научно-практической проблемой. Для строительной индустрии решение данной проблемы позволит значительно сократить энергозатратную тепловую обработку при производстве бетонных и железобетонных изделий, уменьшить сроки возведения монолитных зданий и сооружений.

Степень разработанности темы

Вопросы механоактивации и МХА цемента при применении традиционных измельчительных аппаратов (мельниц, дезинтеграторов) достаточно хорошо изучены при исследовании процессов твердения цементных композиций, в том числе при активации вяжущего как в сухой, так и жидкой среде.

Научные основы механоактивации и МХА активации цемента в жидкой среде представлены в трудах П.А. Ребиндера, Б.Г. Скрамтаева, С.В. Шестоперова и др. Согласно их мнению, диспергирование вяжущего в водной среде позволяет снизить удельные энергозатраты на 30-40 % по сравнению с измельчением в сухой среде. Однако наряду с преимуществами активации цемента в водной среде по сравнению с активацией в сухой среде находит место и недостаток, связанный с началом процесса гидратации при активации. Это связано с процессом коагуляции частиц цемента с возникновением прочных контактов, приводящих к их агрегации и уменьшению подвижности суспензии. Поэтому активация цемента в водной среде должна быть непродолжительной, что приводит к ограничению повышения эффективности МХА в традиционных измельчительных аппартах.

Совершенствование технологии производства цементных композиций, получение цементных бетонов с высокой ранней прочностью при сниженных энергозатратах может быть обеспечено механохимической активацией цементно-водной суспензии в аппаратах, имеющих высокую энергонапряженность рабочей зоны.

Для предварительной активации цемента в водной среде положительно зарекомендовали себя роторно-пульсационные аппараты (РПА), которые успешно применяются в различных отраслях народного хозяйства, однако в технологии бетонов не нашли широкого применения по ряду причин, в том числе малой изученности процессов механоактивации и МХА цементной суспензии. В трудах Б.В.Гусева, В.В.Плотникова, Ю.Р.Кривобородова, Г.И.Овчаренко и др. отмечена высокая эффективность обработки цементной суспензии в РПА, позволяющая значительно повысить реакционную способность вяжущего, приводящую к ускорению гидратационных процессов, набору прочности и повышению качества композита.

При этом остаются не до конца решенными ряд вопросов: не определена оптимальная продолжительность МХА цементной суспензии в РПА, не выявлена рекомендуемая доля портландцемента для активации от его общей массы; не изучена роль суперпластифицирующей добавки на основе эфиров

поликарбоксилата при МХА цементной суспензии в РПА на особенности процессов гидратации и структурообразования цементного камня; не изучено влияние тепловлажностной обработки на фазовый состав цементного камня и структурообразование тяжелого бетона, полученных на основе МХА цементной суспензии в РПА.

В связи с этим, изучение процессов гидратации цемента и структурообразования цементного камня, кинетики твердения и физико-механических свойств тяжелого бетона, полученных на основе МХА цементной суспензии в РПА совместно с суперпластификаторами, представляет научный интерес, а повышение ранней прочности тяжелых бетонов представляет практический интерес в современном сборном и монолитном строительстве.

Цель работы

Повышение ранней прочности тяжелых бетонов механохимической активацией цементной суспензии с эффективными суперпластификаторами в роторно-пульсационном аппарате.

Задачи исследования:

- установить оптимальную продолжительность механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате, долю цемента для активации;

- определить наиболее эффективные суперпластифицирующие добавки для МХА цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате;

- исследовать влияние механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате на технологические свойства бетонной смеси и кинетику твердения тяжелого бетона;

- исследовать влияние механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате на структурообразование и формирование гидратных фаз цементного камня;

- исследовать влияние механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате на долговечность тяжелого бетона;

- изучить влияние тепловлажностной обработки на кинетику твердения, структурообразование тяжелого бетона и цементного камня, полученных механохимической активацией цементной суспензии;

- провести апробацию механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате на заводе ЖБИ с условием получения отпускной прочности тяжелого бетона, выявить экономическую эффективность ее применения.

Научная новизна

1. Выявлен механизм синергетического влияния повышения удельной поверхности цементных частиц до 29 % и введения добавок суперпластификаторов на основе эфиров поликарбоксилата и нафталинформальдегида при получении цементной суспензии механохимической активацией в роторно-пульсационном аппарате на ускорение индукционного и кристаллизационного периодов структурообразования ее цементного камня, сопровождающейся увеличением контракции цементного теста до 2,68 раз (через 8 ч твердения) и повышением степени гидратации цемента до 33 % в первые сутки твердения.

2. Установлено, что механохимическая активация цементной суспензии приводит к формированию улучшенной поровой структуры тяжелого бетона, а именно уменьшает общую пористость на 10-18 %, снижает объем открытых капиллярных пор на 13-22 %, повышает объем условно закрытых капиллярных пор на 14-17 % по сравнению с составами с суперпластификатором, имеющих общую пористость 7,0-9,7 %, объем открытых капиллярных пор 3,2-5,2 %, объем закрытых капиллярных пор 2,1-2,3 %, вследствие увеличения объема новообразований, плотно заполняющих межзерновое пространство, что обуславливает повышение физико-механических свойств, морозостойкости и сульфатостойкости тяжелых бетонов.

3. Выявлена кинетика твердения тяжелого бетона на основе механохимически активированной цементной суспензии с добавкой суперпластификатора на основе нафталинформальдегида, обеспечивающая после

тепловлажностной обработки при 80 °С в первые сутки твердения достижение отпускной прочности классов бетона до B55, что обусловлено увеличением степени гидратации цемента на 63 %, повышением количества гидрооксида кальция в 2,6 раза, увеличением количества прогидратировавшегося алита в 1,5 раза, по сравнению с составом, твердеющим при нормально-влажностных условиях.

Теоретическая и практическая значимость работы

Выявлена интенсификация процессов гидратации цемента, после МХА в роторно-пульсационном аппарате с суперпластифицирующими добавками как нафталинформальдегидной основы, так и на основе эфиров поликарбоксилата, обоснованная ускорением процесса тепловыделения и увеличением контракции цементного теста, повышением количества гидролизной извести в ранние сроки твердения.

Обобщены данные влияния температуры изотермической выдержки при ТВО и расхода портландцемента на кинетику твердения тяжелого бетона, полученного МХА цементной суспензии в РПА.

Разработан и предложен способ приготовления бетонной смеси, который позволяет:

- получать бетоны с высокой ранней прочностью (в первые сутки твердения в 2,7-3,3 раза выше прочности бетонов, полученных по традиционному способу), что является актуальным для современного монолитного строительства;

- повысить класс бетона по прочности (с В25 до В60), марку по морозостойкости (с F200 до F600) и по водонепроницаемости ^ W4 до W18);

- получать отпускную прочности бетона в первые сутки твердения при нормально-влажностных условиях, что позволит сократить энергозатраты на тепловую обработку бетонных и железобетонных изделий на 70-100 %.

Техническая новизна решений, представленных в диссертации подтверждена шестью патентами РФ на изобретения.

Объект исследования

В данной работе объектом исследования является тяжелый бетон -строительный конструкционный материал, используемый для возведения зданий и сооружений.

Предмет исследования

Процессы гидратации цемента и структурообразования цементного камня в ранние сроки твердения, физико-механические свойства тяжелого бетона, полученного на основе механохимически активированной цементной суспензии.

Методология и методы исследования

Исследования проводились с применением современных положений теории и практики строительных материалов в области структурообразования, общепринятых физико-механических и физико-химических методов оценки свойств материалов, а также по стандартным методам, приведенных в соответствующих ГОСТах.

Положения, выносимые на защиту:

- закономерности изменения физико-технических свойств тяжелого бетона и цементно-песчаного раствора в зависимости от следующих факторов: продолжительности активации в РПА, доли активированного цемента и вида модифицирующей добавки;

- результаты физико-химических исследований структурообразования и характера гидратации цементного камня, полученного МХА в РПА в зависимости от вида модифицирующей добавки;

- установленные особенности влияния МХА цементной суспензии в РПА с добавкой Реламикс Т-2 на показатели долговечности и физико-механических свойств тяжелого бетона;

- результаты влияния ТВО на кинетику твердения тяжелого бетона в зависимости от расхода портландцемента, структурообразования цементного камня, полученного МХА цементной суспензии в РПА с добавкой Реламикс Т-2;

- результаты опытно-промышленной апробации МХА цементной суспензии в РПА с добавкой Реламикс Т-2 в условиях завода ООО «Промышленные технологии +».

Достоверность результатов научной работы

Достоверность научных результатов, полученных в диссертации, обеспечена экспериментами и исследованиями, выполненными на аттестованном оборудовании и приборах, и использованием общепринятых методов исследования и статистической обработки полученных данных.

Внедрение результатов исследования

Результаты исследования были подтверждены в промышленных условиях завода ООО «Промышленные технологии +» (г. Казань). Также на территории данного завода была изготовлена опытно-промышленная партия железобетонных изделий с применением разработанного способа приготовления бетонной смеси, предусматривающего МХА цементной суспензии.

Апробация работы

Основные положения работы доложены на 5 конференциях всероссийского и международного уровней, в том числе:

- 66-68 Всероссийских научных конференциях по проблемам архитектуры и строительства, г. Казань, КГАСУ, 2014-2016 гг.;

- V Международном семинаре-конкурсе молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей, г. Москва, Экспоцентр, 2015 г.;

- Международной научно-технической конференции "Высокопрочные цементные бетоны: технологии, конструкции, экономика (ВПБ-2016)", г. Казань, КГАСУ, 2016 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 научных статей, в том числе 6 статей опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 4 из которых индексируются также в базе данных Scopus. Получено 6 патентов РФ на изобретение. Конкурсная работа по теме исследования отмечена дипломами

Республиканского молодежного форума "Наш Татарстан" (2016), Республиканского конкурса научно-технических проектов "Энергоэффективность и энергосбережение" (2016), Республиканского конкурса "Пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан" (2016), конкурса молодых ученых, проводимого в рамках научно-технической конференции ВПБ-2016 (2016).

Личный вклад

Личный вклад автора при решении исследуемой проблемы состоит в проведении экспериментов, обработке результатов исследований, их обобщении и анализе.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из шести глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 196 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 40 таблиц, библиографический список из 155 наименований, 3 приложения.

Автор выражает особую благодарность первому научному руководителю д.т.н., профессору Владимиру Сергеевичу Изотову, безвременно ушедшему (2015 г.), за постановку задач и научное консультирование, автор выражает благодарность научному руководителю к.т.н. Р.А. Ибрагимову за консультации и внимание к работе. Автор признателен коллективу кафедры ТСП Казанского государственного архитектурно-строительного университета за ценные советы, благодарен сотрудникам ООО ПИИ «Центр экспертиз и испытаний в строительстве» за помощь при проведении лабораторных испытаний, руководству ООО «Промышленные технологии +» за предоставление площадки для апробации результатов диссертационного исследования.

ГЛАВА 1

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ АКТИВАЦИИ ЦЕМЕНТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РАННЕЙ И МАРОЧНОЙ ПРОЧНОСТИ БЕТОНОВ

1.1. Общие сведения

Повышение удельной поверхности, степени дисперсности цемента до определенного уровня и уменьшение водоцементного отношения являются необходимыми условиями для повышения ранней и марочной прочности бетона [8, 9].

Эта зависимость связана с тем, что в измельченном материале аккумулируется 10-30% подводимой механической энергии, происходит механохимическая активация поверхностного слоя (вплоть до изменения кристаллической структуры), повышается химическая активность материала за счет увеличения удельной поверхности частиц [9].

По мнению авторов [10] прочность портландцемента в возрасте 1 суток твердения определяется содержанием зерен цемента размером менее 10 мкм, в возрасте 3 суток - до 30 мкм.

Получение быстротвердеющего бетона, обладающего относительно высокой прочностью в раннем возрасте (в 1-3 сут.) при твердении в нормальных условиях, достигается применением быстротвердеющего цемента, а также различными способами ускорения твердения цемент, например, применением комплексных специальных добавок, активацией цементного раствора [11, 15, 127].

Быстротвердеющий цемент без добавок получается, когда подвергается на предприятии более тонкому измельчению. Чем мельче гранулы цемента, тем большую площадь соприкосновения с водой они обеспечат, а поэтому увеличивается активность гидратации. Стоит сравнить удельную поверхность быстротвердеющего цемента и обычного цемента. У первого она колеблется в диапазоне 350-450 м2/кг вещества, а у второго - 250-300 м2/кг. Быстротвердеющие

цементы выпускают марки 400 и 500 с нормативными показателями прочности [12].

Кроме этого, существуют особобыстротвердеющие цементы, относящиеся к марке 600 и выше, в которых удельная поверхность может быть увеличена до 900 м2/кг. Однако согласно мнению авторов [8, 10] и др., измельчение портландцемента до удельной поверхности более 600 м2/кг является нецелесообразным, поскольку приводит к последующему снижению прочности цемента вследствие перекристаллизации гидратных новообразований. Наблюдается также понижение сульфатостойкости и морозостойкости цемента, увеличение его водопотребности, усиление осадочных явлений и др. [8, 10, 13].

При сохранении высокой марки бетона достигается снижение удельного расхода цемента; так, например, при изготовлении бетонов марок 500-550 на особобыстротвердеющих цементах взамен применявшихся ранее рядовых портландцементов расход цемента снижается примерно на 15% [10].

Из-за повышенного содержания тончайших фракций эти цементы отличаются сравнительно большей чувствительностью к перевозкам навалом и длительному хранению, чем обычный портландцемент. Их нужно повторно испытывать при хранении более 25 суток [10].

К существенному недостатку способа производства быстротвердеющих и особобыстротвердеющих цементов относятся длительный процесс измельчения, требующий повышенного расхода электроэнергии и приводящий к значительному износу оборудования при помоле цемента до высокой удельной поверхности. Так, увеличение удельной поверхности на каждый 1% уменьшения остатка на сите №008 повышает расход энергии на 4-6 % и снижает производительность мелющего агрегата на 3-5% [8].

Наряду с дополнительным измельчением может быть использована активация цемента в специальных устройствах или непосредственно в бетоносмесителе [15, 142].

Активация цемента - воздействие на вяжущее, способствующее наиболее полному возможному на данный момент разрушению зерен цемента,

флокуляционных структур, образованию свежих развитых и химически активных поверхностей цемента с высокой реакционной способностью [14]. Под активированным состоянием вещества подразумевается некоторое критическое промежуточное его состояние, через которое проходит протекающий во времени процесс [15].

В технологии вяжущих веществ и бетонов исследование различных способов активаций цемента является объективной необходимостью более полного использования внутреннего потенциала дорогостоящего вяжущего, особенно при разработке быстротвердеющих и высококачественных бетонов [16,

17].

Исследования в области разработки гидравлических вяжущих веществ показали, что возможности портландцемента в части повышения химической активности практически исчерпаны, и резервы лежат, в основном, в области активации (фазовой и структурной нестабильности) минералов, управления процессами гидратации [18].

В научных исследованиях активность оценивается с позиций потенциальной возможности материала к структурным изменениям, т.е. могут учитываться факторы, предопределяющие структурную нестабильность (активность) вещества:

- наличие неравновесных дефектов и напряжений, создаваемых этими дефектами. Например, процессы диспергации вещества, в данном случае, рассматриваются как увеличение концентрации неравновесных поверхностных дефектов;

- образование метастабильных фаз (например, сохранение и при низких температурах полиморфных модификаций, характерных для высоких температур);

- формирование неравновесного фазового состава. Это свойство неразрывно связано с возможностью отдельных фаз поглощать в неравновесных условиях избыточное количество примесей [18].

К настоящему времени ученые продолжают исследовать такие способы повышения активности вяжущего как химический, физический и механический.

К химическому способу активации цемента относится применение ПАВ в качестве добавок, большинство из которых относится к классу добавок, регулирующих свойства бетонных и растворных смесей по ГОСТ 24211-2008, например, таких как пластифицирующих, водоредуцирующих. Введение добавок ПАВ в состав бетонной смеси способствует самопроизвольному диспергированию зерен цемента, что приводит к повышению удельной площади взаимодействия вяжущего с водой.

В практике наиболее широко распространенным способом активации является именно химический, поскольку является наиболее простым в технологическом применении.

К физическому способу активации цемента относится применение различных физических воздействий, таких как тепловое, электрическое, магнитное, электромагнитное и т.д. [19].

Тепловая обработка, широко применяемая на заводах по выпуску сборного бетона и железобетона, позволяет регулировать скорость взаимодействия цемента с водой. При повышении температуры улучшается проникающая способность молекул воды, адсорбирующихся на зернах цемента, что обеспечивает условия для разрушения частиц по микротрещинам. Применение тепловой обработки является малоэффективной, поскольку требует высоких энергозатрат на достижение нужного эффекта [6].

Воздействие электрического тока и магнитной активации водосодержащей дисперсной системы приводит к повышению интенсивности взаимодействия цемента с водой при конденсации возбужденных молекул воды на зерна вяжущего [8]. Применение данных способов активации ограничивается слабой изученностью данных процессов, а также сильной зависимостью от состава воды.

К механическому способу активации цемента относят применение различных измельчительных аппаратов [20, 21].

Интерес изучения механических способов ускорения химических реакций начал проявляться еще в конце 19 века. Как утверждал в свое время Д.И. Менделеев [22], для того, чтобы между твердыми телами протекали и ускорялись реакции, необходимо сколь возможно мелко измельчать и перемешивать их между собой.

В.Ф. Оствальдом в 1887 г. введен в литературу термин «механохимия», отражающий причинную зависимость химической реакции от способа ее инициирования [23].

Дальнейший этап в развитии механохимии и механоактивации неорганических веществ связан с ростом потребностей промышленности в тонкодисперсных материалах.

Процесс механоактивации можно рассматривать на двух уровнях: первый -макроуровень, характеризуется взаимодействием рабочих органов измельчительного аппарата со средой, приводящих к массообменным процессам, обеспечению напряженно-деформируемого состояния среды, диспергированию твердой фазы и другим эффектам; второй - микроуровень, характеризуется изменением энтропии сплошной и дисперсной фаз, структурных изменений в микрообъемах и других эффектах, изменяющих состояние обрабатываемого материала [14].

По мнению В.В. Болдырева [21] и др., назначение аппаратов для проведения механоактивации должно быть направлено не на получение большей поверхности измельчаемого материала, а на обеспечение передачи наибольшего количества подведенной энергии в виде создания в твердом теле тех дефектов, к которым химические реакции являются в особенности чувствительными. Для этого требуется большая энергонапряженность аппарата.

С развитием науки и техники, модернизируются применяемые и создаются новые аппараты для диспергирования и активации вяжущего, в связи с чем выбор определенного типа аппарата и его оптимального режима работы является не простой задачей.

Некоторые варианты классификации аппаратов по измельчению строительных материалов представлены в работах [24-30]. В данных работах акцент деления по группам поставлен на способ разрушения частиц материала: удар, истирание, сдавливание, срез, вибрация и т.д. По другой классификации оборудования делятся на группы по среде измельчения: сухой или жидкой.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пименов Сергей Иванович, 2017 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Михеев, Д.В. Актуальные вопросы развития стройиндустрии и промышленности строительных материалов [Текст] / Д.В. Михеев // Строительные материалы. - 2016. - № 6. - С. 4-6.

2. Якубсон, В.М. IX международный конгресс «Энергоэффективность. XXI век» [Текст] // Инженерно-строительный журнал. - 2015. - № 8 (60). С. 3-6.

3. Стратегия развития промышленных строительных материалов на период до 2020 года и дальнейшую перспективу до 2030 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 10 мая 2016 г. № 868-р.

4. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации".

5. Аксенчик, К.В. Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.04 / К.В. Аксенчик. - Череповец. - 2014. - 188 с.

6. Богомолов, О.В. Антикризисные программы предприятий стройиндустрии [Текст] / О.В. Богомолов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2015. - № 2. - С. 38-39.

7. Серенко, А.Ф. Беспропарочная технология бетона с учетом аномальных свойств пластифицированных цементных систем [Текст]: автореф. дис. ... д-ра тех. наук: 05.23.05 / А.Ф. Серенко. - СПб. - 2009. - 42 с.

8. Рахимов, Р.З. Роль удельной поверхности и гранулометрического состава портландцемента и шлакощелочного вяжущего в формировании их свойств [Текст] / Р.З. Рахимов, Н.Р. Рахимова // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. - 2010. - № 13. - С. 97-103.

9. Волженский,А.В. Минеральные вяжущие вещества [Текст] / А.В. Волженский. - М.:Стройиздат. - 1986. - 464 с.

10. Рояк, С.М. Специальные цементы [Текст] / С.М. Рояк, Г.С. Рояк. -М.:Стройиздат. - 1993. - 416 с.

11. Кузнецова, Т.В. Разработка быстротвердеющих цементов в развитие работ А.В.Волженского [Текст] / Т.В. Кузнецова // Строительные материалы. -2000. - № 2. - С. 20-21.

12. Микульский, В.Г. Строительные материалы: учебник для вузов [Текст] /

B.Г. Микульский, Г.И. Горчаков, В.В. Козлов, В.Н. Куприянов, Л.П. Орентлихер, Р.З. Рахимов, Г.П. Сахаров, В.М. Хрулев. - Москва: ACB. - 2000. - 536 с.

13. Шейкин, А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня [Текст] / А.Е. Шейкин. - М.: Стройиздат. - 1974. - 192 с.

14. Гурьянов, Г.А. Улучшение процесса приготовления и качества бетона на основе анализа способов активации цемента [Текст] / Г.А. Гурьянов, Е.А. Клименко, О.Ю. Васильева // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. -2015. - № 1. - С. 23-40.

15. Дворкин, Л.И. Активация цементных систем как этап получения качественного бетона [Электронный ресурс] / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин // M350.ru: сайт. - URL: http://m350.ru/articles/more/v/id/93.

16. Баженов, Ю.М. Новому веку новые эффективные бетоны и технологии [Текст] / Ю.М. Баженов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2001. - № 1. - С. 12-13.

17. Баженов, Ю.М. Пути развития строительного материаловедения: Новые бетоны [Текст] / Ю.М. Баженов // Технологии бетонов. - 2012. - № 3-4. - С. 39-42.

18. Евтушенко, Е.И. Активационные процессы в технологии строительных материалов. Некоторые элементы структурной динамики [Текст] / Е.И. Евтушенко. - Белгород: Изд-во БелГТУ, 2003. - 195 с.

19. Калашников, В.И. Влияние режима тепловой обработки на кинетику набора прочности высокопрочного бетона [Текст] / В.И. Калашников, В.С. Демьянова, Н.М. Дубошина // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 2-3. -

C. 21-25.

20. Хинт, И.А. Дезинтеграторный способ изготовления силикатных и

силикальцитных изделий [Текст] / автореф. дис. ... канд. техн. наук / И.А. Хинт. -Москва, 1952. - 19 с.

21. Болдырев, В.В. Исследования по механохимии твердых веществ [Текст] / В.В. Болдырев // Вестник Российского фонда фундаментальных исследований. -

2004. - № 3. - С. 38-58.

22. Менделеев, Д.И. Основы химии [Текст] / Д.И. Менделеев. - Т.1 - М.: Госхимиздат, 1947. - 662 с.

23. Ostwald, W. Lehrbuch der allgemeinen Chemie [Text] / W. Ostwald. - Bd.2 -Leipzig, I Auflage, 1887. - 616 p.

24. Сиденко, П.М. Измельчение в химической промышленности [Текст] / П.М. Сиденко. - М.: Химия, 1977. - 368 с.

25. Дешко, Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности [Текст] / Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Г.С. Крыхтин. - М.: Стройиздат, 1966. - 270 с.

26. Моргулис, М.Л. Вибрационное измельчение материалов [Текст] / М.Л. Моргулис. - М.: Промстройиздат, 1957. - 107 c.

27. Андреев, С.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых [Текст] / С.Е. Андреев, В.А. Перов, В.В. Зверевич // М.: Недра, 1980. - 415 с.

28. Борщев, В.Я. Оборудование для измельчения материалов: дробилки и мельницы [Текст] / В.Я. Борщев. - учебное пособие, Тамбов: изд-во Тамбовского Государственного Технического Университета, 2004. - 75 с.

29. Гийо, Р. Проблема измельчения материалов и ее развитие [Текст] / Р. Гийо, перевод с франц. Г.Г. Мунц, под ред. канд. физ.-мат. наук Г.С. Ходакова. -М.: Стройиздат, 1964. - 110 с.

30. Lynch, A.J. The history of grinding [Text] / A.J. Lynch, Ch.A. Rowland. -Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. (SME): USA, Colorado, Littleton,

2005. - 211 p.

31. Гусев, Б.В. Наноструктурирование бетонных материалов [Текст] / Б.В. Гусев // Промышленное и гражданское строительство. - 2016. - № 1. - С. 7-10.

32. Штейерт, Н.П. Влияние тонкости помола цемента на интенсивность твердения растворов и бетонов [Текст] / Н.П. Штейерт. - Ленинград: [б. и.], 1964.

- 14 с.

33. Кудрявцева, Н.Л. Исследование изменения физико-химических свойств портландцемента при измельчении [Текст]: автореф. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / Н.Л. Кудрявцева. - М., 1967. - 15 с.

34. Ходаков, Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов [Текст] / Г.С. Ходаков. - М.: Изд-во литер-ры по строительству, 1972. - 121 с.

35. Молчанов, В.И. Активация минералов при измельчении [Текст] / В.И. Молчанов, О.Г. Селезнева, Е.Н. Жирнов. - М: Недра, 1988. - 208 с.

36. Миронов, C.A. Ускорение твердения бетона [Текст] / С.А. Миронов, Л.А. Малинина. - М.: Стройиздат, 1964. - 347 с.

37. Дмитриева, В.А. Механохимическая активация многокомпонентных цементов [Текст] / В.А. Дмитриева, В. И. Акунов, В. М. Альбац и др. // Цемент. -1981. - № 10. - С. 18-19.

38. Глухарев, Н.Ф. Сухое измельчение в условиях электронейтрализации [Текст] / Н.Ф. Глухарев. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. - 192 с.

39. Дерягин, Б.В. Поверхностные силы [Текст] / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Муллер. - М.: Наука, 1985. - 398 с.

40. Ребиндер, П. А. Физико-механические основы эффективности мокрого помола вяжущих материалов [Текст] / П.А. Ребиндер, Т.И. Логинов: В кн.: Труды совещания ВНИТО строителей. - Вестник АН СССР, 1951. - № 10. - С. 47-50.

41. Бутт, Ю.М. Вяжущие вещества с поверхностно-активными добавками [Текст] / Ю.М. Бутт, Т.М. Беркович. - М.: Гос. изд-во лит. по строит. матер., 1953.

- 254 с.

42. Хигерович, М.И. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов [Текст] / М.И. Хигерович, В.Е. Байер. - М.: Стройиздат, 1979. - 126 с.

43. Mardulier, F.J. Le mécanisme des agents de mouture [Text] / F.J. Mardulier // ASTM Proceedings. - 1961. - Vol. 61. - p. 1078.

44. Teoreanu, I. Mechanisms and effects of additives from the dihydroxy-compound class on Portland cement grinding [Text] / I. Teoreanu, G. Guslicov // Cement and concrete research, USA. - 1999. - Vol 29. - No 1. - Pp. 9-15.

45. Katsioti, M. Characterisation of various cement grinding aids and their impact on grindability and cement performance [Text] / M. Katsioti // Construction and Building Materials. - 2009. - No 23. - Pp. 1954-1959.

46. Юнг, В.Н. Поверхностно-активные гидрофильные вещества и электролиты в бетонах [Текст] / В.Н. Юнг, Б.Д. Тринкер. - М.: Госстройиздат, 1960. - 116 с.

47. Choi, H. Effect of grinding aids on the kinetics of fine grinding energy consumed of calcite powders by a stirred ball mill [Text] / H. Choi, W. Lee, S. Kim // Advanced Powder Technology. - 2009. - No 20. - Pp. 350-354.

48. Несветайло, В.М. Исследования по созданию новых эффективных материалов для специальных сооружений [Текст] / В.М. Несветайло, Н.Ф. Башлыков, Ш.Т. Бабаев, Е.М. Богомолов, О.В. Илингин, В.Н. Сердюк. - Отчет по НИР, Военно-инженерный Краснознаменный институт им. А.Ф. Можайского, 1987.

49. Несветайло, В.М. Совершенствование технологии бетонных работ в специальном строительстве на основе создания вяжущих низкой водопотребности [Текст] / дис. ... канд. техн. наук / В.М. Несветайло. - Санкт-Петербург, 1993.

50. А.с. № 1812769 СССР, Способ приготовления бетонной смеси [Текст] / Несветайло В.М., Баженов Ю.М., Башлыков Н.Ф.; с приоритетом от 24.11.1986 г.

51. Батраков, В.Г. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности [Текст] / В.Г. Батраков, Н.Ф. Башлыков, Ш.Г. Бабаев, В.Н. Сердюк, В.Р. Фаликман, В.М. Несветайло // Бетон и железобетон. - 1988. - № 11. - С. 4-6.

52. Дворкин, И.Л. Золосодержащие вяжущие низкой водопотребности и бетоны на их основе [Текст] / Л.И. Дворкин, Ю.В. Гарницкий, В.В. Марчук // Технологии бетонов. - 2012. - № 5-6. - С. 24-27.

53. Юдович, Б.Э. Цементы низкой водопотребности - вяжущее нового поколения [Текст] / Б.Э. Юдович, С.А. Зубехин, В.Р. Фаликман, Ш.Т. Бабаев и др. // Цемент и его применение. - 1997. - № 1. - С. 15-18.

54. Юдович, Б.Э. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы [Текст] / Б.Э. Юдович, С.А. Зубехин, В.Р. Фаликман, Н.Ф. Башлыков // Цемент и его применение. - 2006. - № 4. - С. 80-84.

55. Хохряков, О.В. Опыт оценки сохраняемости свойств порошкообразных цементов низкой водопотребности [Текст] / О.В. Хохряков, В.Г. Хозин, М.И. Якупов, Д.И. Баишев, И.Р. Сибгатуллин, У.Х. Магдеев // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. - 2012. - № 2. - С. 214-220.

56. Хохряков, О.В. Изучение дисперсного состава минеральных компонентов цементов низкой водопотребности после их получения [Текст] / О.В. Хохряков, Д.И. Баишев, В.Г. Хозин // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. - 2013. - № 4. - С. 252-256.

57. Хохряков, О.В. Оценка эффективности добавки на основе цемента низкой водопотребности для портландцемента [Текст] / О.В. Хохряков, А.Р. Хаматова // Вестник технологического университета. - 2015. - Т.18., № 15. - С. 113-115.

58. Бикбау, М.Я. От вяжущих низкой водопотребности к наноцементам: путь развития [Текст] / М.Я. Бикбау // Технологии бетонов. - 2014. - № 5. - С. 2631.

59. Бикбау, М.Я. Морфологические особенности, структура, свойства наноцементов и бетонов на их основе [Текст] / М.Я. Бикбау // Технологии бетонов. - 2014. - № 4. - С. 38-44.

60. Бикбау, М.Я. Открытие явления нанокапсуляции дисперсных веществ [Текст] / М.Я. Бикбау // Вестник Российской академии естественных наук. Серия «Физика». - 2012. - № 3. - С. 27-35.

61. Зырянов, Ф.А. Добавка на основе вяжущего низкой водопотребности для быстротвердеющего и высокопрочного монолитного бетона [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / И.Е. Ильина. - Челябинск. - 2008. - 163 с.

62. Королев, А.С. Быстротвердеющее композиционное вяжущие на основе портландцемента и вяжущего низкой водопотребности [Текст] / А.С. Королев, Ф.А. Зырянов, Б.Я. Трофимов // Строительные материалы. - 2007. - № 4. - С. 7274.

63. Плотников, В.В. Повышение эффективности механо-химической активации цементных композиций в жидкой среде [Текст]: дис. ... д-ра. тех. наук: 05.23.05 / В.В. Плотников. - Москва. - 2000. - 427 с.

64. Скрамтаев, Б.Г. Виброперемешивание бетонной смеси [Текст] / Б.Г. Скрамтаев и др. // Вестник трудов Военно-Инженерной Академии им.

B.В.Куйбышева. - М.: Воениздат, 1959.

65. Шестоперов, С.В. Мокрый помол цемента [Текст] / С.В. Шестоперов,

C.М. Рояк, Ф.М. Иванов, З.Л. Данюшевская // Тр. / НИИцемент. - 1952. - № 5. -С. 3-28.

66. Шестоперов, С.В. Опыт мокрого измельчения цементного клинкера в производственных условиях [Текст] / С.В. Шестоперов, С.М. Рояк, Ф.М. Иванов, З.Л. Данюшевская. - М.: Промстройиздат, 1952. - 18 с.

67. Попов, Н.А. Быстротвердеющие легкие бетоны на цементе мокрого домола [Текст] / Н.А. Попов, Л.П. Орентлихер, В.М. Дерюгин. - М.: Госсстройиздат, 1963. - 146 с.

68. Веригин, Ю.А. Многократная обработка вяжущих в активаторах-смесителях непрерывного действия [Текст] / Ю.А. Веригин, В.В. Соколов // Строительные материалы. - 1971. - № 1. - С. 18.

69. Бердов, Г.И. Активирование цементной суспензии для получения высококачественного бетона [Текст] / Г.И. Бердов, А.Н. Машкин // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2007. - № 7. - С. 28-31.

70. Бердов, Г.И. Исследование процесса активации цемента в гидродинамическом диспергаторе [Текст] / Г.И. Бердов, А.Н. Машкин // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2007. - № 12. - С. 37-41.

71. Papadakis, М. Recherches sur le malaxage a "baute turbulence" des suspensions de ciment [Text] / M. Papadakis - Exrait de la Revue des Matiriaux de construction, 1957. - No 498. - Pp. 37.

72. Измайлова, P.A. Исследование влияния степени диспергации цемента на его физико-механические характеристики [Текст] / Р.А. Измайлова. - В кн.: Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. - Ленинград, 1978. - С. 135-141.

73. Нагорняк, И.Н. Влияние гидромеханической активации цементных вяжущих на долговечность бетонов [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / И.Н. Нагорняк. - Саранск, 2006. - 201 с.

74. Совалов, И.Г. Методы активации цементов и влияние активации на свойства бетонов [Текст] / И.Г. Совалов, Ю.Г. Хаютин. - М.: ЦБТИ НИИОМТП, 1963. - 41 с.

75. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика [Текст] / В.Г. Батраков. - 2-е изд. перераб. и доп., 1998. - 768 с.

76. Глекель, Ф.Л. Физико-химические основы применения добавок к минеральным вяжущим [Текст] / Ф.Л. Глекель. - Ташкент: Фан, 1975. - 198 с.

77. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон [Текст] / В.Б. Ратинов, Т.Н. Розенберг. -М.: Стройиздат, 1989. - 188 с.

78. Изотов, В.С. Химические добавки для модификации бетона [Текст] / В.С. Изотов, Ю.А. Соколова. - М.: КазГАСУ: изд-во «Палеотип», 2006. - 244 с.

79. Камалова, З.А. Суперпластификаторы в технологии изготовления композиционного бетона [Текст] / З.А. Камалова, Р.З. Рахимов, Е.Ю. Ермилова, О.В. Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - № 8. - Т. 16. - С. 148-152.

80. Сударев, Е.А. Интенсификация процессов гидратации и твердения цемента при механохимической и химической активации [Текст] / автореф. дис.

... канд. техн. наук: 05.17.11 / Е.А. Сударев. - Томск, 2012. - 16 с.

81. Ядута, А.З. Интенсификация процесса получения комбинированных продуктов в роторно-пульсационном аппарате [Текст]: дис. ... канд. тех. наук: 05.18.12 / А.З. Ядута. - Кемерово. - 2009. - 173 с.

82. Просин, М.В. Разработка и исследование роторно-пульсационного экстрактора для интенсификации процесса затирания при производстве пива [Текст]: дис. ... канд. тех. наук: 05.18.12 / М.В. Просин. - Кемерово. - 2014. - 150 с.

83. Анашенков, С.Ю. Переработка древесной зелени в щелочных средах с использованием роторно-пульсационных аппаратов [Текст]: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.21.03 / СЮ. Анашенков. - СПб. - 2008. - 19 с.

84. Фролов, С.В. Разработка технологии йогуртного продукта с использованием роторно-пульсационного аппарата гид-100/1 [Текст]: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.18.04 / СВ. Фролов. - Улан-Удэ. - 2012. - 18 с.

85. Кухленко, А.А. Совершенствование методов расчета технологических параметров аппарата роторно-пульсационного типа для приготовления эмульсий [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.17.08 / А.А. Кухленко. - Бийск, 2007. - 125 с.

86. Балабудкин, М.А. Исследование процесса мокрого диспергирования твердых материалов в роторно-пульсационном аппарате [Текст] / М.А. Балабудкин, А.А. Барам // Теор. основы хим. технол. - 1968. - Т. 2. - № 4. - С. 639-642.

87. Willems, Р. Dechema [Text] I P. Willems. - Monographier, Frankfurt, 1956. - 320 p.

88. Барам, A.A. Исследование гидродинамических и акустических характеристик аппаратов с роторно-пульсационными устройствами [Текст] / A.A. Барам, П.П. Дерко, В.Б. Коган // Химическое и нефтяное машиностроение. -1969. - № 11. - С. 11-13.

89. Rosenfeld, К. Entistipper in der modernen Hoffaufbereitung [Text] I K. Rosenfeld, G. Michley II Wochenblatt fur Papierfabrikation. - 1963. - No 11-12. - Pp. 25 -35.

90. Гусев, Б.В. Активация твердения шлакопортландцемента [Текст] / Б.В. Гусев, И.Л.С. Ин, Ю.Р. Кривобородов // Технологии бетонов. - 2012. - № 7-8 (7273). - С. 21-24.

91. Овчаренко, Г.И. Влияние активации цементно-зольных композиций на прочность камня [Текст] / Г.И. Овчаренко, Е.Ю. Хижинкова, К.С. Горн // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2010. - № 6. - С. 9-13.

92. Овчаренко, Г.И. Активация цементной и цементно-зольной суспензий в роторно-пульсационном аппарате/ Г.И. Овчаренко, Е.Ю. Хижинкова, М.С. Лынова, О.В. Свиржевская, К.С. Горн, О.Г. Заушицина // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. Технологии бетонов. - 2008. - № 6. - С. 36-37.

93. Горн, К.С. Особенности гидратации цементной композиции, активированной в роторно-пульсационном аппарате [Текст] / К.С. Горн, А.В. Викторов // Ползуновский вестник. - 2011. - № 1. - С. 56-58.

94. Кривобородов, Ю.Р. Активация цемента для улучшения свойств бетона [Текст] / Ю.Р. Кривобородов, Д.А. Ясько // Новая наука: Проблемы и перспективы. - 2015. - № 3 (3). - С. 105-108.

95. Баженов, Ю.М. Технология бетона [Текст] / Ю.М. Баженов. - М.: Изд-во ACB, 2002, 500 стр.

96. Malhotra, V.M. Superplasticizers: their effect on fresh and hardened concrete [Text] / V.M. Malhotra // Concrete International. - 1981. - V.3, No 5. - Pp. 61-81.

97. Malhotra, V.M. Innovative applications of superplasticizers in concrete - A Review [Text] / V.M.Malhotra. - CANMET/ACI Sypmosium on Advances in Concrete Science Techn., Rome, oct. 7-10, 1997, Proceedings, - Pp. 271-314.

98. Батраков, В.Г. Суперпластификаторы - исследование и опыт применения [Текст] / В.Г. Батраков // Применение химических добавок в технологии бетона. - МДНТП. - М.: Знание, 1980. - С. 29-36.

99. Батраков, В.Г. Пластифицирующий эффект суперпластификатора С-3 в зависимости от состава цемента [Текст] / В.Г. Батраков, Е.Е. Тюрина, В.Р.

Фаликман // Бетоны с эффективными модифицирующими добавками. - М.: Стройиздат, 1985. - С. 8-14.

100. Yamada, K. Working mechanism of poly-beta- naphthalene sulfonate and polycarboxylate superplasticizers types from point of cement paste characteristics [Text] / K. Yamada, S. Ogawa, S. Hanahara // ACI SP-145. - Pp. 367-382.

101. Калашников, В.И. Влияние суперпластификатора на твердение цемента [Текст] / В.И. Калашников, Ю.М. Баженов, В.С. Демьянова, М.О. Коровкин, Н.Г. Кочергина, Е.Г. Михеева // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2001. - № 1. - С. 28.

102. Коровкин, М.О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки [Текст]: дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / М.О. Коровкин. - Пенза. -2011. - 144 с.

103. Коровкин, М.О. Сравнительные исследования эффективности суперпластификаторов [Текст] / М.О. Коровкин, Н.А. Ерошкина, В.Р. Покшин, А.Г. Кошкин // Образование и наука в современном мире. Инновации. - 2016. - № 6-1. - С. 149-157.

104. Вовк, А.И. Адсорбция суперпластификаторов на продуктах гидратации минералов портландцементного клинкера. Закономерности процесса и строение адсорбционных слоев [Текст] / А.И. Вовк // Коллоидный журнал. - 2000. - Т. 62, № 2. - С. 161-169.

105. Фаликман, В.Р. Поликарбоксилатные гиперпластификаторы: вчера, сегодня, завтра [Текст] / В.Р. Фаликман // Популярное бетоноведение. - 2009. - № 2(28). - С. 86-90.

106. Ohta, A. Fluidizing Mechanism and Application of Polycarboxylate-Based Superplasticizers [Text] / A. Ohta, T. Sugiyama, Y. Tanaka // Proceedings Fifth CANMET/ACI Int. Conference. Rome, Italy, 1997. - Pp. 173-19.

107. Yamada, K. Effects of the chemical structure on the properties of polycarboxylate-type super-plasticizer [Text] / К. Yamada, О. Takahashi, S. Hanehara, M. Matsuhhisa // Cement and Concrete Research. - 2000. - V. 30 (2). - Рр. 197-207.

108. Uchikawa, H. The role of steric repulsive force in the dispersion of cement particles in fresh paste prepared with organic admixture [Text] / Н. Uchikawa, S. Hanehara, D. Sawaki // Cement and Concrete Research. - 1997. - V. 27. - Рр. 37-50.

109. Yoshioka, K. Adsorption characteristics of water-reducers on cement component minerals [Text] / К. Yoshioka, Е. Tazawa, К. Kawai // Cement and Concrete Research. - 2002. - V. 32. - Рр. 1507-1513.

110. Вовк, А.И. О некоторых особенностях применения гиперпластификаторов [Текст] / А.И. Вовк // Технологии бетонов. - 2007. - № 5. -С. 18-19.

111. Рахимов, Р.З. Геополимеры [Текст] / Р.З. Рахимов, Н.Р. Рахимова, О.В. Стоянов // Вестник казанского технологического университета. - 2014. -Т. 17, № 23. - С. 189-196.

112. Рахимов, Р.З. Отходы промышленности и экологическая безопасность строительства и городского хозяйства [Текст] / Р.З. Рахимов, Н.Р. Рахимова, М.И. Халиуллин, А.Р. Гайфуллин // Научный журнал строительства и архитектуры. -2015. - № 2. - С. 97-102.

113. Рахимов, Р.З. Экология, научные достижения и инновации в производстве строительных материалов на основе и с применением техногенного сырья [Текст] / Р.З. Рахимов, У.Х. Магдеев, В.Н. Ярмаковский // Строительные материалы. - 2009. - № 12. - С. 8-11.

114. Толстой, А.Д. Порошковые бетоны с применением техногенного сырья [Текст] / А.Д. Толстой, В.С. Лесовик, Л.Х. Загороднюк, И.А. Ковалева // Вестник МГСУ. - 2015. - № 11. - С. 101-109.

115. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур [Текст] / П.А. Ребиндер, М.:Наука, 1966. - С.3-16.

116. Романенко, А.В. Развитие теоретических представлений о ранней прочности цементного камня и бетона и механизме формирования их первичной структуры [Текст] / А.В. Романенко, А.А. Плугин, А.Н. Плугин, О.А. Калинин, А.А. Плугин // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2012. - № 5/10 (59) - С.28-32.

117. Плугин, А.Н. Основы теории твердения, прочности, разрушения и долговечности портландцемента, бетона и конструкций из них: Монография в 3-х тт. Т1. Коллоидная химия и физико-химическая механика цементных бетонов [Текст] / А.Н. Плугин, А.А. Плугин, Л.В. Трикоз и др.; под ред. А.Н. Плугина - К.: Наук. думка, 2011. - 331 с.

118. Петрова, Т.М. Особенности формирования ранней прочности цементных систем с добавками ПАВ [Текст] / Т.М. Петрова, А.Ф. Серенко // Вестник гражданских инженеров. - 2008. - № 3 (16). - С. 76-80.

119. Петрова, Т.М. Механизм повышения прочности цементных систем комплексными добавками на ранней стадии твердения [Текст] / Т.М. Петрова, А.Ф. Серенко, М.И. Милачев, Д.М. Милачев // Строительные материалы. - 2008. -№ 5. - С. 60-61.

120. Тейлор, Х. Химия цемента [Текст] / Х. Тейлор, пер. с англ. - М.: Мир, 1996. - 560 с.

121. Петрова, Т.М. Теоретические основы прогнозирования влияния водоцементного отношения на величину ранней прочности пластифицированного цементного камня [Текст] / Т.М. Петрова, А.Ф. Серенко // Вестник гражданских инженеров. - 2009. - № 1 (18). - С. 61-64.

122. Горчаков, Г.И. Строительные материалы [Текст] / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов - М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

123. Кунцевич, О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера [Текст] / О.В. Кунцевич - Л.: Стройиздат, 1983. - 132 с.

124. Шейкин, А.Е. Структура и свойства цементных бетонов [Текст] / А.Е. Шейкин - М.: Стройиздат, 1979. - 344 с.

125. Гамалий, Е.А. Структура и свойства цементного камня с добавками микрокремнезема и поликарбоксилатного пластификатора [Текст] / Е.А. Гамалий, Б.Я. Трофимов, Л.Я. Крамар // Вестник Южно-Уральского государственного университета. - 2009. - № 16 (149). - С. 29-35.

126. Нгуен, Д.Ч. Высокопрочные бетоны с комплексным применением золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификаторов [Текст] / Д.Ч. Нгуен, Т.В. Нгуен, Ю.М. Баженов // Вестник МГСУ. - 2012. - № 1. - С. 77-82.

127. Кирсанова, А.А. Высокофункциональные тяжелые бетоны, модифицированные комплексными добавками, включающими метакаолин [Текст]: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / А.А. Кирсанова. - Томск. -2016. - 24 с.

128. Ильина, И.Е. Быстротвердеющий высокопрочный бетон повышенной гидрофобности [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / И.Е. Ильина. - Пенза. -2005. - 164 с.

129. Козлов, Н.А. Комплексный органоминеральный модификатор для быстротвердеющего и высокопрочного бетона [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / Н.А. Козлов. - Саратов. - 2012. - 170 с.

130. Демьянова, B.C. Быстротвердеющие высокопрочные бетоны с органоминеральными модификаторами [Текст] / В.С. Демьянова, В.И. Калашников // Пенза: изд-во ПГУАС. - 2003. - 195 с.

131. Калашников, В.И. Терминология науки о бетоне нового поколения [Текст] / В.И. Калашников // Строительные материалы. - 2011. - №3. - С. 103-106.

132. Бабков, В.В. Аморфный микрокремнезем в процессах структурообразования и упрочнения цементного камня [Текст] / В.В. Бабков, А.И. Габитов, Р.Р. Сахибгареев // Башкирский химический журнал. - 2010. - № 3. - С. 206-210.

133. Каприелов, С.С. Влияние органоминерального модификатора МБ-50С на структуру и деформативность цементного камня и высокопрочного бетона [Текст] / С.С. Каприелов, Н.И. Карпенко, А.В. Шейнфельд, Е.Н. Кузнецов // Бетон и железобетон. - 2003. - № 3. - С. 2-7.

134. Каприелов, С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов [Текст] / С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. - 1995. - № 4. - С. 16-20.

135. Буйко, О.В. Быстротвердеющие бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками [Текст]: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / О.В. Буйко. - Новосибирск. - 2003. - 21 с.

136. Дворкин, Л.И. Оценка эффективности добавок при проектировании составов бетона [Текст] / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин // Технологии бетонов. -2011. - № 5-6. - С. 52-54.

137. Дворкин, Л.И. Строительные минеральные вяжущие материалы [Текст] / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин - М.: Инфра@Инженерия, 2011. - 544 с.

138. Большаков В.И., Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Основы теории и методологии и многопараметрического проектирования составов бетона [Текст] / В.И. Большаков, Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин - Днепропетровск: ПГАСА, 2006. -360 с.

139. Болдырев, В.В. Механохимия и механическая активация твердых веществ [Текст] / В.В. Болдырев // Успехи химии. - 2006. - Т. 75, № 3. - С. 203216.

140. Турчин, В.В. Повышение сульфатостойкости цементосодержащих композиций вследствие кристаллизации нанофаз [Текст] / В.В. Турчин, Л.В. Юдина, А.Р. Ибатуллина, А.Р. Саттарова // Интеллектуальные системы в производстве. - 2012. - № 2 (20). - С. 173-180.

141. Горчаков, Г.И. Состав, структура и свойства цементных бетонов [Текст] / Г.И. Горчаков. - М.: Стройиздат, 1976. - 144 с.

142. Баженов, Ю.М. Технология бетона [Текст] / Ю.М. Баженов. - уч. пособие для вузов, М.: высш. шк. 1987. - 415 с.

143. Ибрагимов, Р.А. Влияние механохимической активации вяжущего на свойства мелкозернистого бетона [Текст] / Р.А. Ибрагимов, С.И. Пименов, В.С. Изотов // Инженерно-строительный журнал. - 2015. - № 2 (54). - С. 63-69.

144. Морозов, Н.М. Ускоритель твердения бетона на основе гальванического шлама [Текст] / Н.М. Морозов, С.В. Степанов, В.Г. Хозин // Инженерно-строительный журнал. - 2012. - № 8 (34). - С. 67-71.

145. Пат. № 2559235 Российская Федерация, С1 С04В 28/02 С04В 40/00.

Способ приготовления бетонной смеси [Текст] / Изотов В.С., Ибрагимов Р.А., Пименов С.И., Галиуллин Р.Р.; опубл. 10.08.2015, бюл. № 15. - 5 с.

146. Пат. № 2559234 Российская Федерация, С1 С04В 40/00 С04В 28/04 С04В 24/00. Способ приготовления бетонной смеси [Текст] / Изотов В.С., Ибрагимов Р.А., Пименов С.И., Галиуллин Р.Р.; опубл. 10.08.2015, бюл. № 15. - 5 с.

147. Пат. № 2551546 Российская Федерация, С1 С04В 40/00 С04В 28/04 С04В 24/00. Способ приготовления бетонной смеси [Текст] / Изотов В.С., Ибрагимов Р.А., Пименов С.И., Галиуллин Р.Р.; опубл. 27.05.2015, бюл. № 15. - 5 с.

148. Пат. № 2559236 Российская Федерация, С1 С04В 40/00 С04В 28/04 С04В 24/00. Способ приготовления бетонной смеси [Текст] / Изотов В.С., Ибрагимов Р.А., Пименов С.И., Галиуллин Р.Р.; опубл. 10.08.2015, бюл. № 15. - 5 с.

149. Пащенко, А.А. Химия цемента [Текст] / А.А. Пащенко. - Киев: Изд-во «Буд1вельник», 1991. - 166 с.

150. Tasong, W.A. Aggregate-cement chemical interactions [Text] / W.A. Tasong, J.C. Cripps, C.J. Lynsdale // Cement and Concrete Research. - 1998. - Vol. 28. - No. 7. - Pp. 1037-1048.

151. Трофимов, Б.Я. Основы повышения морозостойкости тяжелого бетона [Текст] / Б.Я. Трофимов // Международное аналитическое обозрение. Цемент. Бетон. Сухие смеси. - Алитинформ: СПб, 2015. - № 4-5 (40). - С. 58-75.

152. Пименов, С.И. Влияние гидромеханохимической активации цементной суспензии на физико-механические свойства тяжелого бетона [Текст] / СИ. Пименов, Р.А. Ибрагимов, В.С. Изотов // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2014. - № 11 (671). - С. 16-21.

153. Ибрагимов, Р.А. Влияние механохимической активации на особенности процессов гидратации цемента [Текст] / Р.А. Ибрагимов, С.И. Пименов // Инженерно-строительный журнал. - 2016. - № 2 (62). - С. 3-12.

154. Ibragimov, R. Comparison of the effect of superplasticizing admixtures on the processes of cement hydration during mechanochemical activation [Text] / R. Ibragimov, S. Pimenov, I. Kiyamov, R. Mingazov, L. Kiyamova // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2016. - Vol. 4. - No 6 (82). - Pp. 56-63.

155. Пименов, С.И. Особенности гидратации цемента и кинетика твердения тяжелого бетона в зависимости от параметров тепловлажностной обработки [Текст] / С.И. Пименов, Р.А. Ибрагимов // Известия вузов. Строительство. - 2015. - № 9. - С. 17-24.

Приложение 1

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Врио руководителя Федеральной службы по интеллектуальной собственности

й

•т,

т

й й й Й ж й ж й й ж ж й й Й Й Й Й й Й Й й й й й й й й й й й й й й й й й й й й й й т й й й

Автор(ы): см. на обороте

Заявка №2014116942

Приоритет изобретения 25 апреля 2014 г

Зарегистрировано в Государственном реестре

изобретений Российской Федерации 29 апреля 2015 г

Срок действия патента истекает 25 апреля 2034 г.

ЛЛ. Кирий

№ 2552263

Патентообладателе ли): Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

'Казанский государственный архитектурно-строительный университет

КГАСУ (ЯЦ), Автономная некоммерческая организация Проектный

изыскательский институт "Центр экспертиз и испытаний в строительстве

АНО ПИИ "ЦЭИС (ЯШ

ЙЙЙЙЙ

й й й й й

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№2551546

и «я ик

гл&жшшщшш

и ■ тт

РТОШЙОБАЖ ФВД11РАЩШЩ

Приложение 2

СОГЛАСОВАНО"

"УТВЕРЖДАЮ"

Генеральный директор ООО "Промышленные технологии +" А.А. Мазитов

Проректор по научно-исследовательской работе

нем механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсацнонном аппарате

ытаний образцов- , полученного с

. Сулейманов

2016 г.

технологии + »

2016 г.

В лабораторных условиях Казанского завода ООО "Промышленные технологии +" проведены испытания образцов-кубов тяжелого бетона, полученного с применением роторно-пульсационного аппарата и произведена оценка его эффективности в сравнении с действующим на заводе способом приготовления бетонной смеси.

Состав тяжелого бетона класса по прочности В15 был выбран соответствующим для изготовления ж.б. перемычек со следующим расходом исходных материалов на 1 м3 бетона: цемент (Вольский портландцемент ЦЕМ II/A-LU 32,5Н) -268 кг, песок (Камского месторождения Мкр=2.7) - 870 кг, гравий (Камского месторождения фракции 5-20 мм) - 1120 кг. В качестве добавок для бетона применялись следующие: 1) добавка Полипласт СП-3 - производимая компанией ООО "Полипласт" по ТУ 5870-006-58042865-05. По своим потребительским свойствам добавка СП-3 соответствует требованиям ГОСТ 24211-2008 для классов пластифицирующих и водоредуцирующих добавок (суперпластификатор и суперводоредуцирующая добавка); представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы, лигносульфонатов технических, промышленной смеси тиосульфата и роданида натрия.

2) добавка Реламикс Т-2 - производимая компанией ООО "Полипласт" по ТУ 5870-002-14153664-04. По своим потребительским свойствам добавка Реламикс Т-2 соответствует требованиям ГОСТ 24211-2008 для классов пластифицирующих и водоредуцирующих добавок (суперпластификатор и суперводоредуцирующая добавка), ускорителей твердения и добавок, повышающих прочность; состоит из натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы с добавлением комплекса ускоряющего набор прочности.

Добавка Полипласт СП-3 принималась в количестве 0,5 % от массы цемента, добавка Реламикс Т-2 в количестве 1 % от массы цемента.

Количество воды затворения в бетонной смеси принималось для достижения одинаковой подвижности марки П2 (О.К.-5-7 см).

Механохимическую активацию цементной суспензии проводили в роторно-пульсационном аппарате (РПА), выпускаемом по ТУ 5132-00170447062 производства ООО "ПРОМСЕРВИС".

Бетонную смесь с применением роторно-пульсационного аппарата готовили следующим образом: предварительно 50 % расчетного количества портландцемента перемешивали с водой затворения и добавкой; полученную суспензию загружали в бункер РПА, подвергали циклической обработке в течение 2 мин; далее суспензия выгружалась в смеситель и перемешивалась с оставшейся частью портландцемента (50 %), крупным и мелким заполнителем в течение 5 мин.

Из бетонных смесей изготавливались образцы-кубы размерами 10x10x10 см.

Всего было изготовлено 4 состава тяжелого бетона, которые отличались способом приготовления бетонной смеси и условиями твердения.

Состав № 1 — контрольный, полученный по действующей на заводе технологии приготовления бетонной смеси с применением добавки Поли пласт СП-3 и дальнейшему циклу ТВО по режиму 2+2+5+2 ч, где 2ч-

выдержка, 2ч- подъем температуры, 5ч- изотермический прогрев при 1=80 °С, 2ч- охлаждение.

Состав № 2 - полученный с применением механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате и добавкой Полипласт СП-3 и дальнейшим циклом ТВО по режиму 2+2+2+2 ч, где 2ч- выдержка, 2ч- подъем температуры, 2ч- изотермический прогрев при 1=80 °С, 2ч- охлаждение.

Состав № 3 — полученный с применением механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате и добавкой Полипласт СП-3 и дальнейшим хранением при нормальных условиях твердения без ТВО.

Состав № 4 - полученный с применением механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате и добавкой Реламикс Т-2 и дальнейшим хранением при нормальных условиях твердения без ТВО.

Через сутки и 28 суток твердения бетонные образцы подвергались механическим испытаниям. Результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Таблица 1

№ Наименование добавки и ее В/Ц Средняя плотность бет. смеси, кг/м3 Предел прочности при сжатии, МПа

содержание 1 сут. 28 сут.

1 Полипласт СП-3, 0,6 2320 15,5* 21,35*

0,5 % 100% 100%

о Полипласт СП-3, 0,6 2407 22,1 27,52

£ 0,5 % 143% 129%

•з Полипласт СП-3, 0,6 2386 15,45 27,12

0,5 % 100% 127 %

А Реламикс Т-2, 0,54 2415 18.24 29.48

1 % 118% 138%

Примечание:* - над чертой приведено среднее значение показателя в МПа, под чертой - относительное от контрольного состава в %.

Требуемая отпускная прочность бетонного изделия класса по прочности В15 составляет 70 % от марочной прочности, что составляет 13,4 МПа в соответствие с ГОСТ 10180-2012.

По данным табл. 1 видно, что применение механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате при приготовлении бетонной смеси (составы № 2, № 3 и № 4) позволяет существенно повысить раннюю прочность бетона (особенно в первые сутки твердения) и увеличить марочную прочность. Для всех составов отпускная прочность бетона достигнута в первые сутки твердения.

По результатам эксперимента можно сделать вывод о том, что применение механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате при приготовлении бетонной смеси позволит значительно сократить тепловую обработку, а в некоторых случаях полностью отказаться от тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий.

Инженер лаборатории

ООО "Промышленные технологии +

Зав. каф. ТОМС КГАСУ, к.т.н., доце Аспирант, ассистент каф. ТОМС КГ/ Начальник ОТЛК

ООО "Промышленные технологии +

Грященкова О.М.

Ибрагимов P.A. Пименов С.И.

Закирова С.З.

Приложение 3

"СОГЛАСОВАНО"

Проректор по научно-исследовательской работе ФС&Ш^^ГАеУ)

jM. Сулейманов 2016 г.

"УТВЕРЖДАЮ"

Генеральный директор ООО "Промышленные ^^ % технологии +

|«Пр

A.A. Мазитов _2016 г.

АКТ

на изготовление опытно-производственной партии перемычек с применением механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате

Мы, нижеподписавшиеся от ФГБОУ ВО "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" - к.т.н., доцент Ибрагимов P.A., аспирант Пименов С.И., от ООО "Промышленные технологии +" - начальник ОТЛК Закирова С.З., инженер лаборатории Грященкова О.М. составили акт следующего содержания.

Настоящий акт составлен о том, что с 6 июня по 17 июня 2016 года на территории ООО "Промышленные технологии +" была проведена опытно -промышленная апробация с применением роторно-пульсационного аппарата (РПА) при изготовлении железобетонных перемычек марки 8ПБ 10-1п в количестве 96 штук. При изготовлении перемычек использовалась бетонная смесь производственного состава В15 П2 Fl00 W2.

В качестве компонентов бетонной смеси были использованы следующие материаты: Вольский портландцемент ЦЕМ II/A-UI 32,5Н, песок Камского месторождения Мкр=2.7, гравий Камского месторождения фракции 5-20 мм, вода техническая, добавка Реламикс Т-2 производства ООО "Полипласт".

Бетонная смесь приготавливалась следующим образом: половина расчетного количества портландцемента (50 %) перемешивалась с расчетным

количеством воды затворения, содержащей добавку Реламикс Т-2 в количестве 1 % от массы цемента, затем полученная цементная суспензия загружалась в бункер РПА и подвергалась циклической обработке в течение 2 мин. В это время одновременно загружалась вторая половина расчетного количества портландцемента (50 %), крупный и мелкий заполнители в бетоносместель. После обработки в РПА цементная суспензия выгружалась в бетоносмеситель, где все компоненты бетонной смеси перемешивались в течение 5 мин.

Из полученной бетонной смеси изготавливались железобетонные перемычки и параллельно готовились образцы-кубы с размером ребра 10 см для лабораторных испытаний. После формования, изделия хранились при нормально-влажностных условиях в течение 1 суток (24 часов). Далее перемычки распалубливались, а образцы-кубы распалубливались и подвергались физико-механическим испытаниям сразу и через 27 суток хранения в воздушно-влажной среде при обычной температуре. Также для сравнения испытывались образцы-спутники, изготовленные традиционным способом. Состав бетонной смеси и результаты испытаний приведены в табл.

Таблица 1

Номер состава* Состав бетонной смеси, кг на 1 мЗ Средняя плотность бетонной смеси, кг/м1 Отпускная прочность бетона (70 % от марочной В15), МПа Предел прочности при сжатии, МПа р|, циклы XV, марка

Цемент Песок Гравий Вода Добавка (35 % водный раствор)

1 сут. 28 сут.

1 268 870 1120 160 3,83 2337 13,4 15,7 21,8 50 \У2

2 268 870 1120 145 7,66 2407 13,4 17,1 32,7 150 \У4

Примечание:* - 1-ый состав выполнен по действующему на заводе способу приготовления бетонной смеси с применением добавки Полипласт

СЛ-3 и дальнейшему циклу ТВО по режиму 2+2+5+2 ч, где 2ч- выдержка, 2 ч - подъем температуры, 5ч- изотермический прогрев при 1=80 "С. 2 ч — охлаждение;2-ой состав выполнен с применением механохимической активации цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате и добавкой Реламикс Т-2 и дальнейшим хранением при нормальных условиях твердения без ТВО.

Технико-экономическая эффективность применения

механохимической активации цементной суспензии в роторно-

пульсационном аппарате приведена в табл. 2.

Таблица 2

Ресурсозатраты при производстве 1 м1 тяжелого бетона В15

Способ Действующий на заводе Апробируемый

^^приготовления (традиционный) (с применением роторно-

бет. смеси Исходные пульсационного аппарата)

материалы Норма Стоимость, Норма Стоимость,

расхода руб. расхода руб.

Цемент 268 кг 964,8 268 кг 964,8

Песок 870 кг 356,7 870 кг 356,7

Гравий 1120 кг 548,8 1120 кг 548,8

Добавка Полипласт

СП-3 3,83 кг 72,77 - -

(35 % водный р-р)

Добавка Реламикс Т-2 (35 % водный р-р) - - 7,66 кг 203,0

ТВО 0,35 Гкал 720 - -

Обработка в РПА - - 0,5 кВт 2,09

Итого: 2663,07* 100% 2075,39* 76%

Примечание:* - Над чертой приведено значение в руб., под чертой

относительное от традиционного способа в %.

В результате технико-экономического сравнения вариантов производства тяжелого бетона класса по прочности В15 наиболее

экономичным оказался способ, включающий обработку цементной суспензии в роторно-пульсационном аппарате, позволяющий получить отпускную прочность бетона в первые сутки твердения без применения тепловлажностной обработки. При этом себестоимость произведенного 1 м"' бетона снижается на 587,68 руб., по сравнению с тяжелым бетоном, приготовленным по традиционному способу, применяемому на заводе.

Необходимо также отметить, что у изготовленных железобетонных изделий, полученных с применением механохимической активации цементной суспензии, повысилась морозостойкость (с 50 до 150 циклов) и водонепроницаемость (с \У2 до МЦ).

Зав. каф. ТОМС КГАСУ, к.т.н., доцент Аспирант, ассистент каф. ТОМС КГАСУ Начальник ОТЛК

ООО "Промышленные технологии +"

ЗакироваС.З.

Пименов С.И.

Инженер лаборатории

ООО "Промышленные технологии +'