авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||

Формирование структуры, состава и свойств высокопрочных мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог

-- [ Страница 5 ] --

Примечание * - Расход арматуры на 1 м2 плиты

 Распределение изгибающих-20

 Распределение изгибающих моментов-21

Рис. 12. Распределение изгибающих моментов в сечении плиты колесопроводного покрытия размером 3,0х1,5х0,16 м в координатных осях X и Y при воздействии всех нагрузок лесовозного автопоезда МАЗ-509+ГКБ-9383, приложенных в углу плиты

В шестой главе дано технико-экономическое обоснование использования высокопрочного мелкозернистого бетона.

Наиболее достоверную оценку эффективности в бетоне МН предложил А.Г.Зоткин, ведя расчет удельной экономии портландцемента Эц на единицу прочности эталлонного состава по следующей формуле:

Эц=(Ц/R-Ц/R)/(nЦ/R), (6)

где n – доля добавки наполнителя по массе в вяжущее (в долях единицы); Ц и Ц – расходы портландцемента в бетонах без МН и с МН; R и R – прочность бетона без МН и с МН соответственно.

Расчет экономических показателей по изготовлению по обычной и разночастотной вибрационной технологиям дорожных плит с учетом стоимости сырья, помола, электроэнергии и эксплуатационных издержек (прочности, истираемости, морозостойкости, ремонта) показал, что экономический эффект, рассчитанный по формуле

, (7)

в ценах 2008 г. составил

.

Расчет стоимости материалов на изготовление предлагаемой плиты из ВМБ размером 3,0х1,5х0,12 м в сравнении с плитой этого же размера из тяжелого цементного бетона в ценах 2008 года, взятых из «Информационно-аналитического бюллетеня по вопросу строительства и жилищно-коммунального хозяйства Республики Марий Эл» (2008. № 3.) показал, что экономический эффект этой плиты составляет 47,0 % (класс бетона В35), обычного мелкозернистого бетона – 21,5 %, плотного силикатного более 14,0 %.

Следовательно, ВМБ экономически выгодно использовать в дорожном строительстве.

Наполнитель в виде тонкодисперсной керамзитовой пыли был использован на заводе АО “Стройконструкция” в процессе изготовления фундаментных блоков из мелкозернистого (песчаного) бетона, при уплотнении которых были применены глубинные и площадочные вибровозбудители.

В ОАО “Комбинат строительных материалов” на основе отсевов высокопрочного щебня Вишневогорского карьера Челябинской области изготовлялись канализационные кольца и длинноразмерные бордюрные камни. Виброуплотнение смеси проводилось с использованием разночастотных виброплощадок с амплитудой колебания от 0,1 до 0,75 мм и частотой от 50 до 100 Гц. Бордюрные камни, установленные на уличных дорогах, сравнивались с обычными в эксплуатационных условиях. После 10-летнего срока их эксплуатации было выяснено, что бетонные изделия из цементно-песчаной смеси сохранили геометрические размеры, а бетонные изделия на крупном щебне подверглись разрушению.

На заводе КПД совместно с работниками заводской лаборатории проводились исследования по использованию в составах заводских бетонных смесей комплексной добавки из 1,5% Na2SO4 + NaOH (отходов Йошкар-Олинского витаминного завода) и 0,5% ПДО (отхода Волжского гидролизного завода – последрожжевого отхода) на сухое вещество от массы цемента. Внедрение комплексной добавки позволило отказаться от привозной добавки С-3 без снижения прочностных свойств бетона. За 1992-1994 гг. на заводе КПД было изготовлено 75300 м3 конструкций из бетона с данной комплексной химической добавкой.

На заводе ОАО “Железобетон” налажен выпуск бордюрных камней из мелкозернистого бетона размером 15x30x100см (БР 300.30.15 по ГОСТ 6665-91) при удельном давлении вибропрессования Руд =0,0131 МПа, частоте колебаний f=50 Гц и амплитуде колебания от 0,1 до 0,2 мм. Отформованные изделия подвергались тепловлажностной обработке при t=80...90 °С и выдержке на складе готовой продукции.

Введение в состав бетона наполнителя из керамзитовой пыли в количестве 300 кг/м3 позволило сократить расход цемента на 150...200 кг/м3 при сохранении стандартной прочности по ГОСТ 6665-91. Экономическая эффективность составила до 57 рублей на 1 м3 изделия за минусом стоимости наполнителя - отхода керамзитового завода этого же ОАО “Железобетон”.

В структурном подразделении ГУП “Марийскавтодор” в Советском ДРСГУП в 1998 г. построен опытный участок площадью 155,4 м2 верхнего покрытия из асфальтобетона с наполнителем и добавкой из вторичного полистирола. Наблюдение за деформациями верхнего слоя покрытия продолжается. За 4 года эксплуатации трещины на поверхности покрытия не обнаружены.

При строительстве автомобильной дороги “Шуруньжа-Уньжинский” Моркинского района Республики Марий Эл в основание дорожной одежды протяженностью 70 м (опытный участок) был уложен виброуплотненный мелкозернистый цементный бетон с микронаполнителем. На опытно-производственном вибрационном стенде Йошкар-Олинского завода КПД были отформованы сборные дорожные плиты размером 3,0х1,5х0,12 м из высокопрочного мелкозернистого бетона, которые были уложены взамен разрушенных (40…45 %) из тяжелого цементного бетона на автомобильной дороге сборного покрытия на участке с. Одобеляк – Куженер – Параньга.

Разработанные автором Методические указания «Определение деформаций оснований железобетонных плит дорог общего пользования и колейных покрытий автомобильных дорог» были переданы актами Департаменту дорожного хозяйства РМЭ, Федеральному управлению автомобильных дорог Волго-Вятского региона министерства транспорта РФ, Проектному институту «Агропроект».

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических исследований определены принципы формирования высокопрочной структуры мелкозернистого бетона с использованием кварцевых микрочастиц в качестве наполнителей матрицы в органических и минеральных вяжущих в период управления структурообразованием мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог между физико-химическими и технологическими процессами. На основе теории П.А. Ребиндера определена гипотеза формирования структуры материала с использованием дисперсных частиц, которая заключается в оптимизации условий для проявления активных состояний минеральных компонентов и вяжущих в момент их технологического взаимодействия в адгезионном контакте на границе раздела двух фаз. Определены направления исследований, которые показали необходимость разработки научных основ формирования структуры, изучения состава и свойств долговечных высокопрочных мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог. Показана перспективность исследования влияния режимов виброуплотнения для сближения еще непрогидратированных частиц цементного вяжущего и твердых частиц кварцевого наполнителя.

2. Определены закономерности влияния тонкодисперсного наполнителя на формирование структуры мелкозернистых бетонов на цементных и органических вяжущих. Исследовано влияние фракционного состава наполнителя на свойства высокопрочного мелкозернистого бетона. Найдено, что наилучшие прочностные характеристики показывает бетон с использованием наполнителя удельной поверхности 450… 500 м 2/кг. Получено максимальное объемное наполнение цементной матрицы дисперсными кварцевыми частицами для уплотненного четырехфракционного кварцевого песка в пределах размеров зерен от 0,63 до 0,14 мм, которое подтверждено теоретическим расчетом объема пустот межзернового пространства и объема соизмеримых диаметру зерен наполнителя капиллярных и условно-замкнутых пор цементного камня. С помощью физико-химических методов анализа (ДТА, рентгено-структурным анализом, оптической микроскопией) определены фазовые составы цементного камня в зоне контакта «цементный камень – заполнитель», найдено объемное увеличение более высокопрочных низкоосновных гидросиликатов кальция в цементном камне.

3. Предложены подтвержденные патентами составы новых высокопрочных мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог из низкосортного сырья с высоким наполнением цементной матрицы дисперсными кварцевыми микрочастицами, полученные методом разночастотного виброуплотнения цементно-песчаной смеси на модифицированной виброустановке с созданием однородной структуры дискретных элементов – пор, зерен заполнителя и наполнителя. Предложены режимы виброуплотнения цементно-песчаной смеси для достижения высокой структурной прочности высоконаполненного мелкозернистого бетона. Разработана подтвержденная патентом модель вибрационной установки по разночастотному виброуплотнению цементно-песчаной смеси для организации в бетоне высокой структурной плотности и прочности. Определены оптимальные значения колебательного процесса системы «вибростол – бетонная смесь – пригружающее устройство».

4. Определены основные физико-механические свойства высоконаполненного мелкозернистого бетона, значения которых в 1,5…2 раза выше значений обычных мелкозернистых бетонов. При этом прочностные характеристики высоконаполненного мелкозернистого бетона плотностью 2280...2326 кг/м3 составляют: предел прочности на сжатие 88...94 МПа, при изгибе 12...15 МПа. Показано, что основные эксплуатационные характеристики для дорожных плит Северных регионов, такие как устойчивость к переменному водопоглощению, отрицательной температуре, усадке и ползучести, истираемости улучшаются до 3…4 раз при применении высоконаполненного мелкозернистого бетона. Установлено, что активность цементного вяжущего, наполненного дисперсными кварцевыми частицами до 30…35 % по массе, сохраняется при длительном до 1,5 лет хранении в условиях повышенной влажности воздуха 95…98 % по сравнению с портландцементным вяжущим без наполнителя.

5. Предложены составы и способы получения высоконаполненного мелкозернистого бетона с высокой температурной устойчивостью в интервале температур 100...400 °С. Прочность бетона после первого нагрева до 400 °С и последующего остывания в воздушно-сухой среде при влажности бетона 2...3 % состаляет 130...140 МПа.

6. Для активации твердения цементного теста и повышения прочностных свойств бетона предложено вводить в бетонную смесь химические добавки из местных отходов Йошкар-Олинского витаминного и Волжского гидролизного заводов. Введение данных химических добавок в высоконаполненный мелкозернистый бетон повышает его прочностные показатели до 67%.

7. Для снижения плотности до 1100 кг/м3 и повышения прочности наполненного мелкозернистого легкого бетона предложено введение в его состав вторичного сублимативного полистирола. Подобраны рациональные составы, показывающие повышение прочности наполненного мелкозернистого легкого бетона в 2…3,5 раза по сравнению с контрольными. Найдено, что чем выше расход добавки полистирольного зерна в составе песчаного бетона, тем выше показатель прочности при сжатии бетона и ниже его средняя плотность. Так бетон с добавкой полистирола в количестве 0,8 м3/м3 при сублимативном переходе его в иное состояние при нагревании показывает снижение плотности в 1,55 раза, а повышение прочности в 1,67 раза.

8. Разработаны подтвержденные патентом составы мелкозернистого песчаного асфальтобетона с повышенным содержанием тонкодисперсного наполнителя и исследованы их основные физико-механические характеристики. Разработано полистиролбитумное вяжущее, которое получают при температуре 150 °С методом опудривания зерен полистирола минеральным порошком из дисперсного кварцевого зерна для предотвращения прилипания полистирола к поверхности песчаного заполнителя и образования однородной песчаной асфальтобетонной массы.

9. Дано технико-экономическое обоснование рациональных параметров железобетонных плит колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог из высоконаполненного мелкозернистого бетона при установленных осевых нагрузках, коэффициентах динамичности и перегрузки колес подвижного состава лесовозного автопоезда. Установлено, что целесообразно использовать высокопрочный мелкозернистый бетон в конструкциях железобетонных плит размером 3,0х1,5х0,10 м и 3,0х1,5х0,12 м колейных покрытий с жестко-упругими связями. Применение таких плит приводит к сокращению расхода арматурной стали по сравнению с расходом в аналогичных мелкозернистых цементных бетонах от 50 % до 90 %, бетона на 9 %, и снижению массы плиты на 17 %.

10. С помощью прикладного программного пакета “OL PLATE” “Расчет железобетонных фундаментных плит на грунтовом основании”. определены наиболее напряженно-деформированного состояния плиты колейного покрытия. При определении учитывались – толщина плиты, ее армирование, тип соединения со смежной плитой, изгибающий момент от нагрузки, действующей на базе транспортного средства, реактивное давление грунта основания под плитами. Выявлено, что повышение модуля упругости мелкозернистого бетона в пределах 23·103…31·103 МПа для изготовления одних и тех же размеров не приводит к снижению армирования сечения плит при действии одиночных нагрузок, приложенных в углу въездных плит.

11. Найдено, что выявление наиболее напряженно-деформированного состояния плиты колейного покрытия следует вести не от одиночной, а одновременно от всех нагрузок движущегося лесовозного автопоезда в силу взаимного влияния смежных нагрузок, расположенных на базе транспортного средства. С увеличением толщины плиты колесопровода от 0,08 до 0.14 м при действии приложенной нагрузки в углу плиты повышаются реактивное давление, изгибающий момент, но снижается процент их армирования с 1,5 % до 0,8 %. Выявлено, что реактивное давление на грунт основания под плитами от массы плиты и нагрузки колес автопоезда в поперечном сечении плит нелинейно и в среднем составляет 0; 10; 300; 350 КПа в координатных точках. Предложено предусмотреть крепление их в грунт земляного полотна для исключения отрицательной осадки плиты.

12. Дано обоснование экономической целесообразности использования железобетонных плит из высоконаполненного мелкозернистого бетона. Результаты расчетов показали, что использование в дорожном строительстве плит покрытия из высокопрочного мелкозернистого бетона при сроке эксплуатации в 30 и более лет по стоимости и эксплуатационному содержанию дают экономию от 43,5 % до 48,0 % по сравнению с плитами покрытия, изготовленными из обычного мелкозернистого бетона.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Краснов, А.М. Высоконаполненный мелкозернистый песчаный бетон повышенной прочности /А.М.Краснов. //Строительные материалы. – 2003. - №1. - С.36-37.
  2. Краснов, А.М. Усадочные деформации высоконаполненного мелкозернистого песчаного бетона /А.М. Краснов //Бетон и железобетон. – 2003. - №3. С. 8-10.
  3. Краснов, А.М. Морозостойкость и ползучесть высоконаполненного высокопрочного мелкозернистого песчаного бетона /А.М.Краснов //Бетон и железобетон. – 2003. - №5.-С. 10-13.
  4. Краснов, А.М. Влияние высокого наполнения мелкозернистого бетона на структурную прочность /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Строительные материалы. – 2009. - № 1 – С. 48-50.
  5. Краснов, А.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для сборных плит автомобильных дорог на структурную прочность /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Транспортное строительство. – 2009. - № 1 – С. 28-29.
  6. Краснов, А.М. Напряженное состояние дорожных плит из высокопрочного мелкозернистого бетона /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Транспортное строительство. – 2009. - №3 – С. 12-14.
  7. Краснов, А.М. Оценка качества высокопрочного мелкозернистого бетона в строителстве покрытий автомобильных дорог /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Транспортное строительство. – 2009. - №10 – С. 28-30.
  8. Краснов, А.М. Применение высоконаполненного песчаного бетона в плитах для лесовозных дорог /А.М. Краснов, А.П. Пилягин //Лесная промышленность, 2002, №4. С. 28-31.
  9. Краснов, А.М. К вопросу определения деформаций оснований колейного покрытия из железобетонных плит лесовозных автомобильных дорог /А.М. Краснов //Наука и техника в дорожной отрасли, 2003, №3. – С. 8-10.
  10. Краснов, А.М. Использование мелкозернистого песчаного бетона высокой прочности в строительстве сборных покрытий автомобильных дорог /А.М. Краснов //Лесной журнал, 2003, №4. – С. 48-55.
  11. Пат. 1726424 Россия, МКИ5 С 04 В 22/14; С 04 B 22/14 //24:14. Комплексная добавка для бетонной смеси /А.М. Краснов, М.С. Камелин, В.П. Ившин, В.Г. Фоминых, С.С. Пономарев, А.В. Фоминых, А.А. Краснов. (СССР). - №4773125/33; Заявл. 22.12.89; Опубл. 15.04.92, Бюл. N 4. – 2 с.
  12. Пат. 2024458 Россия, МКИ5 С 04 В 28/04; С 05 B 28/04, 22:12. Бетонная смесь /А.М. Краснов, В.Н. Попов, В.И. Ведерников, Р.В. Мухаметханов. (Россия). - №5018349/05; Заявл. 23.12.91; Опубл. 15.12.94, Бюл. N 23. – 5 с.
  13. Пат. 2128632 Россия, МКИ6 С 04 В 26/26; С 08 L 95/00. Способ приготовления вяжущего для дорожного строительства /А.М. Краснов, В.С. Романов, Ю.М. Яковлев. (Россиия). - №97111746/04; Заявл. 04.07.97; Опубл. 10.04.99, Бюл. N 10. – 7 с.
  14. Пат. 2214910. Российская Федерация, МКИ7 B 28 В 1/08. Способы формования строительных изделий из бетонной смеси /А.М. Краснов. (Росиия). - №2002102628/03; Заявл. 04.02.2002; Опубл. 27.10.2003, Бюл. N30. – 5 с.
  15. Пат. 2363802 Российская Федерация, МЛК Е01С . Способ укрепления грунтового основания под стыковым узлом плит сборных покрытий автомобильных дорог /А.М. Краснов, М.В. Акулова RU. – 2007147100/03, Заявл. 17.12.2007: Опубл. 10.08.2009, Бюл. № 22. – 5 с.
  16. Пат. 2057831. Россия МКИ8 Е01 С 3/00. Способ укрепления основания преимущественно для автомобильных дорог /Краснов А.М., Переседа В.С., Панков А.Ф., Переседа Ю.В., Краснов А.А. (Россия). – 5013404/33; Заявл. 22.11.91; Опубл. 10.04.96 Бюл. № 10. – 5 с.
  17. А.с. 114499 СССР, МКИ4 С 04 В 26/26; С 08 L 95/00. Асфальтобетонная смесь /А.М. Краснов, Н.И. Белоусова. (СССР). - №3644353/29-33; Заявл. 16.09.83; Опубл. 15.03.85, Бюл. N 10. – 2 с.
  18. А.c. 1310362. СССР, МКИ4 С 04 В 28/00. Бетонная смесь /А.М. Краснов, В.Г. Журавлев, С.В. Аганина, Е.П. Новожилова. (СССР). - №3707224/29-33; Заявл. 30.10.84; Опубл. 15.05.87,Бюл. N 18. – 3 с.
  19. А.c. 1636213 СССР, МКИ5 B 28 В 1/08. Способ формования строительных изделий /А.М.Краснов, А.А.Мамаев, А.А.Краснов. (СССР). - №4470308/33; Заявл. 23.03.91; Опубл. 23.03.91,Бюл. N 11. – 2 с.
  20. А.c. 1059095 СССР, МКИ3 E 04 В 1/38; E 01 C 11/06. Стыковые соединения железобетонных элементов /А.М. Краснов, Б.А. Мешков. (СССР). - №3480881/29-33; Заявл. 09.08.82; Опубл. 07.12.83, Бюл. N 45. – 3 с.
  21. А.c. 1693912 СССР Стыковые соединения железобетонных плит. /А.М. Краснов, А.А. Секина. ДСП. 1991.
  22. А.с. 992498 СССР, МКИ3 С 04 В 41/30; С 04 В 13/14. Способ изготовления бетонных и железобетонных изделий /А.М.Краснов, Е.М.Кочетова. (СССР). - №2966859/29-33; Заявл. 04.08.80; Опубл. 30.01.83, Бюл. -N 4. – 4 с.
  23. А.c. 1650642 СССР, МКИ5 С 04 В 40/02. Способ изготовления строительных изделий /А.М. Краснов, Н.А. Полушина, Н.А. Ложкина, А.А. Краснов. (СССР). - №4607594/33; Заявл. 03.10.89; Опубл. 23.05.91, Бюл. N 19. – 2 с.
  24. А.c. 1661170 СССР, МКИ5 С 04 В 40/00. Способ изготовления строительных изделий /А.М. Краснов, Е.В. Кропотова, Н.А. Ложкина, А.А. Краснов. (СССР). - №4488984/33; Заявл. 03.10.88; Опубл. 07.07.91, Бюл. N 25. – 2 с.
  25. А.с. 1728168 СССР,, МКИ5 С 04 В 28/02 //(С 04 В 28/02, 24:26). Бетонная смесь /А.М. Краснов, Т.Г. Полушина, Е.В. Кропотова, А.А. Краснов. (СССР). - №4825038/05; Заявл. 14.05.90; Опубл. 23.04.92, Бюл. N 15. – 2 с.
  26. А.c. 1715788 СССР, МКИ5 С 04 В 40/02. Способ изготовления строительных изделий /А.М. Краснов, Н.Н. Кузнецов, А.П. Зубков, А.А. Краснов. (СССР). - №4737340/33; Заявл. 13.09.89; Опубл. 29.02.92, Бюл. N 8. – 2 с.
  27. А.c. 1286565 СССР, МКИ4 С 04 В 26/26. Способ приготовления асфальтобетонной смеси /А.М. Краснов, Н.И. Белоусова. (СССР). - №3484344/29-33; Заявл. 09.07.82; Опубл. 30.01.87, Бюл. N 4 – 3 с.
  28. Краснов, А.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для сборных плит

    Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
     





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.