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 |

Высококачественные бетоны для предварительно напряженных железобетонных подрельсовых конструкций

-- [ Страница 2 ] --
Цемент Активность цемента, МПа Активность при 80°С, МПа Коэффициент эффективности после пропаривания при 80°С Группа активности при пропаривании при 80°С Активность при 40°С, МПа Коэффициент эффективности после пропаривания при 40°С
ПЦ-1 51,3 34,1 0,67 2 31,1 0,61
ПЦ-2 50,8 33,2 0,65 2 28,8 0,57
ПЦ-3 50,9 32,0 0,63 2 30,1 0,59
ПЦ-4 52,2 38,8 0,74 1 39,5 0,76
ПЦ-5 52,5 41,0 0,78 1 37,7 0,72
ПЦ-6 52,6 36,1 0,68 1 33,7 0,64
ПЦ-7 52,3 32,3 0,62 2 38,2 0,73

Таблица 2 Гранулометрический состав портландцементов

Содержание зерен цемента размером менее, %
2 мкм 3 мкм 5 мкм 10 мкм 16 мкм 32 мкм 50 мкм 100 мкм
ПЦ-1 6,3 8,6 14,1 23,7 48,8 68,9 80,2 95,2
ПЦ-2 9,4 10,6 20,8 34,7 45,6 72,2 83,1 97,5
ПЦ-3 9,0 12,5 19,8 36,7 47,1 72,6 84,3 99,1
ПЦ-4 14,8 20,8 28,7 42,9 51,3 70,7 82,7 96,0
ПЦ-5 11,6 16,6 23,7 38,6 49,2 75,2 90,1 98,7
ПЦ-6 6,6 11,5 24,0 38,9 45,8 71,0 86,9 96,5
ПЦ-7 13,9 19,7 27,4 42,2 51,8 73,8 87,9 97,9

Сопоставл­ение данных о грануломет­рическом   составе исследованных портландцементов (табл.2.)   со значениями­ коэффициен­та эффективно­сти портландцемента позволяет сделать вывод о том, что в  условиях изотермиче­ской выдержки при температур­е 40°С наибольшую­ активность­ проявляют портландцементы с повышенным­ содержание­м фракций менее 2 и 3 мкм (12-15% и 17-20 соответств­енно). Коэффициен­т корреляции­ между указанными­ параметрам­и составляет­ 0,82. Следует отметить, что гранулометрические составы портландцементов с высокой активностью после ТВО при 40°С соответствовали литературным данным о зерновых составах, обеспечивающих высокую долговечность и самозалечивание микротрещин в цементном камне при водоцементном отношении 0,3.

Однако, высокие значения активности и коэффициента эффективности портландцемента при низкоизотермическом режиме ТВО и установленный гранулометрический состав не являются достаточными условиями для выбора портландцементов для высококачественных бетонов, содержащих поликарбоксилатные водоредуцирующие модификаторы. Дополнительным условием выбора портландцементов является их совместимость с модифицирующими добавками.

2.Установлены эффективные водоредуцирующие модификаторы для жестких бетонных смесей, обеспечивающие требуемую передаточную прочность бетона в возрасте 12 часов после тепловлажностной обработки с пониженной температурой изотермической выдержки. Показана зависимость между химико-минералогическим составом портландцемента и величиной водоредуцирующего действия модифицирующих добавок в жестких бетонных смесях.

Для диссертационного исследования были выбраны водоредуцирующие добавки на поликарбоксилатной основе: Glenium АСЕ 430, Glenium 51, Policarbodal 1000, Melflux 2651, Sika Viscocrete 20 Gold, Sika Viscocrete 25 Ru и на полиэтиленгликолиевой основе: Melflux PP100F. Водоредуцирующие поликарбоксилатные модификаторы представлены достаточно широко на строительном рынке. В связи с этим необходимо установить критерий выбора вида и расхода добавки для производства подрельсовых конструкций из жестких смесей при двукратной оборачиваемости форм в сутки.

На основе математической зависимости прочности цементного камня и бетона от вида и расхода модификаторов в разном возрасте при нормальных условиях твердения показано, что для каждой добавки существует оптимальный расход, обеспечивающий повышение прочности цементного камня и бетона в возрасте 12, 18 и 24 часов. Наибольший прирост прочности в возрасте 12 часов был получен при введении добавок Sika Viscocrete 20 Gold, Glenium ACE 430, Policarbodal 1000 в количестве 0,4%. Образцы с остальными добавками в этом возрасте имели прочность сопоставимую с бездобавочными или ниже. Исследованные добавки при расходе меньшем оптимального не повышали раннюю прочность бетона вследствие недостаточного снижения В/Ц, а при расходе выше оптимального – преобладало их замедляющее действие на гидратацию портландцемента.

Таким образом, с целью получения высококачественного бетона для подрельсовых конструкций оптимальный расход модификатора необходимо назначать не из условия его максимального водоредуцирующего действия, а из условия получения максимальной прочности бетона при нормальных условиях твердения в возрасте, равном продолжительности ТВО, например, при двукратной оборачиваемости форм в сутки, в возрасте 12 часов.

Для дальнейших исследований, с учетом стоимости модификаторов, были выбраны Sika Viscocrete 20 Gold и Glenium ACE 430.

Для производственных составов бетона методами математической статистики установлено влияние расхода добавки и портландцемента на прочность бетона после ТВО с температурой изотермической выдержки 40С, а также в возрасте 28 суток (2,3) и построены изоповерхности (рис.2-3):

Rтво=40,676+0,713X1 + 3,970X2-3,098X12-2,048X22-2,070X1X2 (2)

R28=69,171+6,787X1 + 11,567X2-0,647X12+1,693X22+1,750X1X2 (3)

где X1- расход добавки Sika Viscocrete 20 Gold (%);

X2- расход портландцемента (кг).

Рис.2. Прочность бетона после ТВО в зависимости от расхода портландцемента и добавки Рис.3. Прочность бетона в возрасте 28 суток в зависимости от расхода портландцемента и добавки

Для оценки фазообразования цементного камня при оптимальном проценте введения добавки был проведен рентгенофазовый анализ образцов после ТВО с температурой изотермической выдержки 40°С, изготовленных из теста нормальной густоты с Sika Viscocrete 20 Gold (0,4%) (рис.4).

1)  2) Рентгенограммы образцов: 1- без-2 2)  Рентгенограммы образцов: 1- без-3

Рис.4. Рентгенограммы образцов: 1- без добавки; 2- с добавкой

Определение относительного содержания портландита осуществлялось по интенсивности пиков d=1,92; 2,63; 4,92; эттрингита – по интенсивности пиков d=9,69; 3,88; 3,03, алита – d= 2,77; 2,32; 2,18; 1,76; 1,62. При оценке влияния добавок на содержание портландита, эттрингита и алита методом РФА за единицу принимались средние интенсивности их пиков в цементном камне без добавок (рис.5). Сопоставление полученных результатов показало, что в присутствии добавки снижается степень гидратации цемента. Следовательно, можно утверждать, что повышение прочности цементного камня при введении поликарбоксилатного модификатора происходит в основном за счет изменения структуры цементного камня.

Рис.5. Влияние добавки на относительное содержание портландита, эттрингита и алита после ТВО
Рис.6. Структура гидросиликатного сростка в образце без добавки после ТВО Рис.7. Структура гидросиликатного сростка в образце с добавкой после ТВО

При сравнении структуры гидросиликатных новообразований при электронно-микроскопических исследованиях в образцах цементного камня после ТВО с температурой изотермической выдержки 40С, видно, что в образце с добавкой Sika Viscocrete 20 Gold (0.4%) образуются более тонкодисперсные и более плотные по структуре новообразования (рис.6-7), что повышает количество контактов между ними и способствует повышению прочности цементного камня.

При сравнении водоредуцирующего действия добавок в равножестких бетонных смесях на разных портландцементах, установлено влияние на этот показатель содержания трехкальциевого алюмината (рис.8).

 Водоредуцирующее действие добавок в-7

Рис.8. Водоредуцирующее действие добавок в зависимости от вида цемента

Содержание SO3 и щелочных металлов в выбранных портландцементах было приблизительно одинаковым, поэтому их влиянием на водоредуцирующее действие добавок можно пренебречь. Содержание растворимых щелочных сульфатов (табл. 3), рассчитанное по методике Pollit H.W.W. и Brown A.W. изменялось в узком диапазоне (0,32-0,39%), при этом у всех семи исследованных портландцементов весь SO3 клинкера был связан в щелочные сульфаты, содержание которых изменялось в пределах 0,32-0,60%.

Расход добавок, необходимый для получения равножестких бетонных смесей, изменялся в значительных пределах в зависимости от вида портландцемента. Имеется тесная корреляционная связь между содержанием С3А и водоредуцирующим действием поликарбоксилатного модификатора: оно составляло 11,9% при введении 0,4% добавки в бетонную смесь на портландцементе с содержанием С3А=6,3% и 10,5% при введении 0,6% добавки в смесь на портландцементе с С3А=7,9%. При расходе добавок, равном 0,4%, отмечалась наибольшая зависимость их водоредуцирующего действия от вида портландцемента, а с повышением расхода добавок влияние содержания С3А на водоредуцирующее действие уменьшалось.

Таблица 3

Определение сульфатного модуля и содержания растворимых щелочных сульфатов

Це-мент  R2О = Na2О + 0,658К2О. K=K2O+ +1.52Na2O SO3 в клин-кере Сульфатный модуль MSO3= SO3/0,85К При MSO30,5
Форма связывания щелочных металлов Содержание растворимых щелочных сульфатов, KS= 1,18SO3
ПЦ-1 0,55 0,838 0,27 0,379 * 0,32
ПЦ-2 0,58 0,874 0,33 0,444 * 0,39
ПЦ-3 0,76 1,151 0,34 0,348 * 0,40
ПЦ-4 1.15 1,745 0,40 0,270 * 0,47
ПЦ-5 0,69 1,056 0,30 0,334 * 0,35
ПЦ-6 0,79 1,197 0,43 0,423 * 0,51
ПЦ-7 1,15 1,749 0,51 0,343 * 0,60

* Избыток щелочных металлов: весь SO3 связан в щелочные сульфаты

Как было установлено, для получения максимальной прочности бетона в возрасте 12 часов расход модификатора составлял 0,4% на всех выбранных портландцементах. В связи с этим для получения значительного снижения расхода воды, и соответственно, повышения ранней прочности бетона при использовании модификатора в количестве 0,4% необходимо учитывать содержание С3А в портландцементе.

Установлено, что су­ществуют и другие факторы, помимо содержания С3А, определяющие недостаточное снижение водопотребности жестких бетонных смесей при введении поликарбоксилатных модификаторов. На портландцементах с содержанием щелочных металлов в пересчете на оксид натрия (R2O) в пределах 0,79-1,15% и при содержании растворимых щелочных сульфатов в пределах 0,47-0,60%, наблюдалась быстрая потеря удобоукладываемости бетонных смесей с добавками через 8-15 минут от момента затворения. В то время как в равножестких бетонных смесях на этих портландцементах без добавок быстрого снижения жесткости не наблюдалось. Это согласуется с данными, полученными при исследовании тепловыделения цементного теста с добавкой Sika Viscocrete 20 Gold (0.4%) с использованием термокинетического анализа (рис. 9-10).

При содержании в портландцементе щелочных металлов в пересчете на оксид натрия R2О=0,55 интенсивный рост новообразований, оцениваемый по первому экзоэффекту, наступает через 3-5 минут после затворения и совпадает с моментом перемешивания смеси. Увеличение содержания R2О сопровождается смещением 1-го пика: экзоэффект наступает через 8-12 минут после затворения. Несмотря на уменьшение величины тепловыделения, указанное временное смещение, вероятно, является причиной резкого снижения «времени жизни» смеси.

 Скорость тепловыделения-8
Рис.9. Скорость тепловыделения портландцементов в течение первого часа гидратации Рис.10. Суммарное тепловыделение портландцементов в течение первого часа гидратации

В присутствии добавки время проявления и величина 2-го экзоэффекта обусловлены количеством зерен тонких фракций: корреляция между содержанием щелочных металлов и тепловыделением слабая (рис.11-12).

Рис.11. Скорость тепловыделения цементов в течение 25 часов гидратации Рис.12. Суммарное тепловыделение цементов в течение 25 часов гидратации

Таким образом, в качестве водоредуцирующей добавки целесообразно применять Sika Viscocrete 20 Gold или Glenium ACE 430 с расходом 0,4% (от массы портландцемента). Для обеспечения совместимости с добавкой портландцементы должны характеризоваться пониженным содержанием С3А - не более 6,3% и содержанием щелочных оксидов R2О - не более 0,79%.

3.Установлены оптимальные значения параметров низкоизотермического режима ТВО для получения высокой прочности и долговечности модифицированного бетона. Получена обобщенная математическая зависимость прочности бетона после ТВО от ее продолжительности, температуры изотермической выдержки, расхода портландцемента и водоредуцирующей добавки.

Показано, что продолжительность предварительной выдержки бетона перед ТВО целесообразно назначать, исходя из срока начала схватывания цементного теста с поликарбоксилатным модификатором. При оптимальном расходе модификатора выдержка составила 2,5-3 часа в отличие от применяемой в производстве подрельсовых конструкций выдержки, равной 1,5-2 часа.

Таблица 4 Влияние скорости подъема температуры на прочность растворной составляющей бетона (В/Ц=0,3)

Вид цемента Добавка Прочность на сжатие после ТВО, МПа
3+1+7+1/40С 3+2+6+1/40С 3+3+5+1/40С
ПЦ 1 Sika Viscocrete 20 Gold 0,4% 42,9 44,1 48,1
ПЦ 5 Sika Viscocrete 20 Gold 0,4% 44,9 50,8 49,9
ПЦ 1 Glenium ACE430 0,4% 43,2 43,8 50,8
ПЦ 5 Glenium ACE430 0,4% 45,9 51,3 48,9


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.