Высококачественные бетоны для предварительно напряженных железобетонных подрельсовых конструкций

Замена портландцемента реологически активным микронаполнителем из песка 1, имеющим наиболее отрицательное значение осредненного электрокинетического потенциала частиц, в количестве 5% в составах бетона класса В50 с добавкой Sika Viscocrete 20 Gold (0.4%) позволила уменьшить жесткость смеси с 11 секунд до 1-2 секунды без снижения нормативной и передаточной прочности после низкоизотермического режима ТВО (табл. 8). Марка по морозостойкости бетона с микронаполнителем составила F500.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе теоретических, экспериментальных и производственных исследований получены математические зависимости влияния технологических параметров на получение высококачественных бетонов для подрельсовых конструкций. Улучшение прочностных и эксплуатационных характеристик бетона на рядовых сырьевых материалах было достигнуто за счет комплексного подхода, предусматривающего использование эффективных модификаторов структуры и применения низкоизотермических режимов ТВО.
2. В качестве критерия выбора портландцемента для высококачественного бетона подрельсовых конструкций целесообразно использовать коэффициент эффективности портландцемента после низкоизотермического режима ТВО. При значении данного показателя 0,72 и более портландцемент является эффективным для обеспечения передаточной прочности, равной не менее 70% от нормативной после низкотемпературной ТВО. Проявление высокой эффективности после низкотемпературной ТВО отмечено у портландцементов с содержание­м зерен размером менее 3 мкм в количестве превышающем 17%.
3. В качестве эффективных водоредуцирующих модификаторов жестких бетонных смесей выбраны Sika Viscocrete 20 Gold и Glenium ACE 430 вводимые в количестве 0,4%, и обеспечивающие получение требуемой передаточной прочности бетона в возрасте 12 часов при снижении температуры изотермической выдержки с 80°С до 40°С. Для получения высокого водоредуцирующего действия добавок при указанном расходе, содержание С3А в портландцементе не должно превышать 6,3%.
4. Исходя из условия получения высокой прочности и долговечности установлены значения параметров ТВО бетона, модифицированного добавками на основе эфиров поликарбоксилатов: продолжительность предварительной выдержки 2,5-3 часа; скорость подъема температуры 7-10°С/час; температура изотермической выдержки 40-50°С.
5. На основе предложенного способа выявления реологически активных минеральных микронаполнителей для цементных композиций с водоредуцирующими добавками, установлено, что микронаполнитель с осредненным электрокинетическим потенциалом, равным -3,26мВ при рН=12, повышает водоредуцирующее действие добавки на 17%.
6. Использование в качестве микронаполнителя в высококачественные бетоны реологически активных минеральных веществ в количестве 5% от массы портландцемента совместно с водоредуцирующей добавкой позволило снизить жесткость смеси с 11 до 2 сек. при сохранении требуемой передаточной прочности после низкоизотермической тепловлажностной обработки, а также в возрасте 28 суток, с улучшением качества поверхности бетона и повышения производительности при изготовлении шпал на линии OLMI.
7. Подтверждено положительное влияние снижения температуры изотермической выдержки с 80 до 40С на долговечность бетона: марка по морозостойкости бетона класса В40 повысилась с F200 до F300, бетона с выбранными добавками до F400; для бетона класса В50 - до F500. При испытании на трещиностойкость железобетонных шпал, изготовленных из высококачественного бетона, под действием статической нагрузки, установлено повышение этого показателя в пределах 23%.
8. Достоверность установленных закономерностей подтверждается результатами опытно-производственного изготовления высококачественных бетонов класса В40 и В50 для подрельсовых конструкций на Чудовском, Вяземском заводах и заводе ЖБИ-6 (г.Энгельс) по производству железобетонных шпал. Расчетный экономический эффект применения высококачественного бетона для подрельсовых конструкций на Чудовском заводе с объемом выпуска 1 млн.шпал в год и двукратной оборачиваемостью форм в сутки составляет 29,1 млн.руб. в год.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Смирнова, О.М. Современные модифицирующие добавки для произ-водства сборного бетона и железобетона / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // Известия ПГУПС. – СПб. – №4. – 2010. – С.203-212.

2. Смирнова, О.М. Свойства пластифицированных композиций портландцемент-доменный шлак с учетом электроповерхностных явлений / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова, С.Т. Фролов // Вестник гражданских инженеров. – №2(27). – 2011. – С.118-123.

3. Смирнова, О.М. Бетоны с повышенной ранней прочностью на основе портландцементов ПЦ500-Д0-Н и ЦЕМ 1 42,5Н / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // Вестник гражданских инженеров. – №4(29). – 2011. – С.91-96.

4. Смирнова, О.М. Требования к гранулометрическому составу портландцементов для производства сборного железобетона по малопрогревной технологии / О.М. Смирнова // Цемент и его применение. – №2. – 2012. – С.205-207.

5. Смирнова, О.М. Зависимость прочности бетона с добавками на поликарбоксилатной основе от свойств портландцемента после низкотемпературной тепловлажностной обработки / О.М. Смирнова // Известия вузов. Строительство. – №9. – 2012. – С.20-27.

В других изданиях:

6. Смирнова, О.М. Бетоны с гиперпластификаторами: технология изго-товления, свойства, применение: Сб. трудов Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Неделя науки–2009» / О.М. Смирнова // ПГУПС. – СПб., 2009. – С.94-98.

7. Смирнова, О.М. Современные подходы к проектированию составов высокопрочных бетонов / Т.М. Петрова, Н.А. Джаши, О.М. Смирнова // Строительный тендер. – 2009. – №42. – С.32-33.

8. Смирнова, О.М. Influence of Chemical Additives upon Structure and Strength in Cement Systems at an Early Stage of Hardening: Cб.трудов международной конференции 17.IBAUSIL / Т.М. Петрова, А.Ф. Серенко, О.М. Смирнова // Weimar, Германия. – 2009. – Т.1. – С. 0655-0660.

9. Смирнова, О.М. Самоуплотняющийся бетон: история и современность / Т.М. Петрова, А.Ф. Серенко, Н.А. Джаши, О.М. Смирнова // Строительный тендер. – 2009. – №40-41. – С.44-46.

10. Смирнова, О.М. Influence of fine mineral fillers on properties of plasti-cized cement compositions: Сб. докладов 10th International Conference “Modern Building Materials, Structures and Techniques» / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // Вильнюс, Литва. – 2010. – С.250-254.

11. Смирнова, О.М. Современные модифицирующие добавки в бетоны: Сб. докладов XV Академических чтений РААСН / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // Казань. – 2010. – Т.1. – С.247-252.

12. Смирнова, О.М. Использование тонкодисперсных минеральных наполнителей в технологии производства бетона: Сб. трудов IV Международной конференции «Проблемы рационального использования сырья Баренцева региона в технологии строительных и технических материалов» / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // Архангельск. – 2010. – С.137-141.

13. Смирнова, О.М. Беспрогревные и малопрогревные технологии производства сборного железобетона / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова, Е.В. Вихко, Серенко, С.Т. Фролов // Строительный тендер. – 2010. – №45. – С.28-29.

14. Смирнова, О.М. Водоредуцирующее действие гиперпластификаторов в композициях портландцемент-минеральный наполнитель: Сб. докладов IVнаучно-технической конференции «Бетон в современном строительстве-2010» / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // «Популярное бетоноведение». – №1(33). – 2010. – С.74-75.

15. Смирнова, О.М. Использование тонкодисперсных минеральных наполнителей для получения бетона с высокой ранней прочностью: Сб. трудов Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Неделя науки-2010» / О.М. Смирнова // ПГУПС. – СПб., 2010. – С.65-67.

16. Смирнова, О.М. Some properties of plasticized compositions of Portlandcement-granulated blast furnace slag: Сб. докладов XIII Международного конгресса по химии цемента / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова, Р.О. Шабиев // Мадрид, Испания. – 2011. – С.135, СD-ROM

17. Смирнова, О.М. Влияние химико-минералогического состава порт-ландцемента на раннюю прочность бетона с пластифицирующими добавками: Сб. докладов IV международной научно-технической конференции «Популярное бетоноведение – 2011» / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова, Е.В. Андреева // СПб.,2011. – С.117-119.

18. Смирнова, О.М. Ресурсосберегающие технологии производства сборного бетона и железобетона: Сб. работ инновационных проектов по результатам Всероссийского конкурса "Инновационный потенциал молодежи 2012" / О.М. Смирнова // Ульяновск, 2011. – Ч.3. – С.53-57

19. Смирнова, О.М. Influence of Portland cement properties on the early strength of concrete with polycarboxylate-based superplasticizers [Текст]: Cб. трудов международной конференции 18.IBAUSIL / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова, И.А. Стасюк, Н.А. Джаши //Weimar, Германия. – 2012. – Т.2. – С. 0660-0667.

20. Смирнова, О.М. Оценка электрокинетического потенциала ультра-дисперсных минеральных частиц - как способ выявления реологически активных наполнителей в пластифицированных цементных композициях [Текст]: Cб. тезисов XII Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов / О.М. Смирнова // СПб.: Издательство РГГМУ. – 2012. – С.189.

21. Смирнова, О.М. Возможности снижения жесткости бетонных смесей для производства подрельсовых конструкций на линиях OLMI [Текст]: Cб. тезисов международной научно-методической конференции «Путь XXI века» / О.М. Смирнова // ПГУПС. – 2013. – С.47.