Получение высококачественного бетона с использование модификаторов структуры на основе отходов промышленности | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 4 января, печатный экземпляр отправим 8 января.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Баженова, С. И. Получение высококачественного бетона с использование модификаторов структуры на основе отходов промышленности / С. И. Баженова. — Текст : непосредственный // Технические науки: проблемы и перспективы : материалы I Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, март 2011 г.). — Санкт-Петербург : Реноме, 2011. — С. 23-25. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/2/252/ (дата обращения: 23.12.2024).

Технология изготовления высококачественных бетонов основывается на управлении структурообразованием бетона на всех этапах производства и эксплуатации.

Прочность и стойкость бетонов зависят, главным образом, от объема и строения макропор в бетоне. При рассмотрении макроструктуры выделяют: крупный и мелкий заполнители, цементный камень и контактную зону между цементным камнем и заполнителем.

Возникновение контактной зоны между цементным камнем и заполнителем связано с тем, что в бетонной смеси зерна заполнителя разделяют цементное тесто на микрообъемы. В связи с этим формирование структуры цементного камня и контактной зоны происходит в тонких слоях. Заполнитель оказывает существенное влияние на распределение воды в бетонной смеси и формы ее связи.

Под влиянием поверхности заполнителя и за счет адсорбционных, молекулярных и капиллярных сил эти слои теряют подвижность. Толщина зоны взаимодействия зависит от свойств заполнителя и цемента и в среднем составляет около 10-15 мкм. Сращивание зерна заполнителя с цементным камнем связано с миграцией гидроксида кальция, образующегося при гидролизе трех- и двухкальциевого силиката, к поверхности зерен. В результате на поверхности зерен заполнителя образуются кристаллы Са(ОН)2. По своему составу и свойствам контактная зона отличается от остального цементного камня, а прочность контактного слоя в бетоне плотной структуры более чем в 5 раз ниже прочности цементного камня.

Решить данную проблему и повысить стойкость бетона можно путем введения комплексных добавок на поверхность заполнителя, которые, взаимодействуя с гидроксидом кальция, изменяли бы характер и объем пор и заполняли бы контактную зону новообразованиями.

Введение супер- и гиперпластификатора при низких значениях В/Ц способствует образованию тонкозернистого геля, который быстрее и полнее заполняет меньшую первоначальную пористость твердой фазы при наличии тонкодисперсных добавок. Уменьшение размеров кристаллов цементного камня и его пор ведет к повышению прочности и стойкости материала. Гидратация цемента в стесненном и тонкораздробленном пространстве твердой фазы при низких значениях В/Ц и использовании тонкодисперсных наполнителей позволяет получать очень прочные бетоны, стойкие к различным внешним воздействиям.

Для получения высококачественных бетонов на основе высокоподвижных бетонных смесей особое значение имеет использование модификаторов структуры бетонов на основе отходов промышленности. Но так как техногенные отходы отличаются высокой неоднородностью и низкой химической активностью, необходима их специальная подготовка.

Для решения поставленной задачи необходимо подвергнуть наполнитель механохимической активации, для того что бы достигнуть полидисперсного увеличения удельной поверхности отходов, изменению структуры частиц на поверхности, образованию дополнительных дефектов в решетках минералов, которые ускоряют элементарные взаимодействия поверхностного слоя частиц, повышают их однородность и химическую активность.

В связи с этим для оптимизации состава и прогнозирования свойств высококачественных бетонов на основе высокоподвижных бетонных смесей необходимо установить зависимости свойств бетонных смесей и бетонов от параметров структуры, состава и технологических факторов.

Эмпирически с использованием математических методов планирования эксперимента были подобраны высокопрочные бетоны классом по прочности В40 и более, и подвергнуты ускоренным испытаниям на капиллярный подсос с целью определения капиллярной пористости как функции морозостойкости и определению температурно-влажностных деформаций с целью установления зависимости морозостойкости от «приведенного удлинения» в процессе замораживания и оттаивания.

Бетонные смеси имели осадку конуса 27-28 см, при расплыве конуса 60-62 см, расход добавки «Полипласт СП СУБ» составил 1,2% от массы цемента при расходе воды 200-205 кг/м3.

Результаты исследований бетонов на необработанном заполнителе, общей представлены в табл.1.

Таким образом, из данных табл.1 можно сделать вывод о том, что испытанные бетоны, удовлетворяющие требованиям по прочности и удобоукладываемости, не соответствуют требованиям к высококачественным бетонам по морозостойкости, которая должна быть не менее 400 циклов, что соответствует «приведенному удлинению» εпр не более 8,5*10-5 см.


Таблица 1

Свойства бетонов на необработанном заполнителе

Класс

Прочность бетона

R, МПа

Общая

пористость,

По,%

Константа всасывания.

«Приведенное удлинение»

εпр 10-5 см

В40

51,4

13,4

9,92

10,2

В45

58,8

13,2

9,0

10,5

В50

64,3

12,8

8,41

10,4

В60

77,1

12,2

7,84

9,6


Таблица 2

Свойства бетонов на обработанном заполнителе

Класс

Прочность

бетонов

R, МПа

Общая

пористость

По, %

Константа

всасывания

«Приведенное

удлинение»

εпр 10-5 см

В40

66,8

13,4

8,4

8,1

В45

70,5

13,2

7,56

8,5

В50

77,8

12,8

6,75

8,3

В60

91,7

12,2

6,42

8,0


Для повышения всех изучаемых показателей свойств исследуемых бетонов был применен метод предварительной обработки заполнителя комплексной добавкой в активаторе. В качестве такой добавки был использован порошкообразный микрокремнезем (МК) совместно с гиперпластификатором «Полипласт СП СУБ».

Далее были проведены исследования прочности, пористости, процесса капиллярного всасывания и дилатометрические исследования бетонов на обработанных заполнителях.

Исследования, представленные в табл.2 показали, что прочность исследуемых составов бетонов повысилась на 19-23%, снизился коэффициент К (величина водопоглощения) на 16-20% и снизилось «приведенное удлинение» бетонных образцов при замораживании и оттаивании на 17-20%.

Все это свидетельствует о создании более прочной и плотной структуры бетона.

Основные термины (генерируются автоматически): цементный камень, контактная зона, приведенное удлинение, бетон, константа всасывания, необработанный заполнитель, общая пористость, Свойство бетонов, твердая фаза, химическая активность.

Похожие статьи

Переработка и утилизация строительных отходов для получения эффективных зеленых композитов

Технология утилизации буровых шламов с получением экологически чистого дорожно-строительного материала

Применение композиционных полимерных материалов на основе минеральных наполнителей в строительстве

Эффективность применения пиролизной технологии для получения альтернативного топлива из местных органических отходов

Получение резиноволокнистых композитов армированием фторкаучука

Получение и свойства теплоизоляционных материалов с пониженной горючестью на основе эластомеров для защиты электрической техники

Использование дисперсных наполнителей для создания композиционных материалов на основе полимерной матрицы

Использование современных строительных материалов как экономически выгодный аспект строительства на примере реконструкции зданий с применением технологии легких стальных тонкостенных конструкций

Методика получения минерального порошка из углеродистого известняка для повышения качества дорожного битума

Формирование мембран на основе пористого оксида алюминия и основные области их применения

Похожие статьи

Переработка и утилизация строительных отходов для получения эффективных зеленых композитов

Технология утилизации буровых шламов с получением экологически чистого дорожно-строительного материала

Применение композиционных полимерных материалов на основе минеральных наполнителей в строительстве

Эффективность применения пиролизной технологии для получения альтернативного топлива из местных органических отходов

Получение резиноволокнистых композитов армированием фторкаучука

Получение и свойства теплоизоляционных материалов с пониженной горючестью на основе эластомеров для защиты электрической техники

Использование дисперсных наполнителей для создания композиционных материалов на основе полимерной матрицы

Использование современных строительных материалов как экономически выгодный аспект строительства на примере реконструкции зданий с применением технологии легких стальных тонкостенных конструкций

Методика получения минерального порошка из углеродистого известняка для повышения качества дорожного битума

Формирование мембран на основе пористого оксида алюминия и основные области их применения