Получение эффективного тяжелого бетона с повышенной морозостойкостью.
ВВЕДЕНИЕ
В возведении гражданских зданий и сооружений, использование монолитного бетона остается одним из важнейших направлений развития современной строительной отрасли. Возведение таких объектов приводит к необходимости образования новых более совершенных архитектурно-строительных систем и технологий их осуществления [61,62]. За последние 15 лет в строительстве монолитных железобетонных зданий, произошли революционные изменения не только в технологиях производства бетона, но и в методах укладки, утепления и теплоизоляции конструкций. В свою очередь, это приводит к тому, что, темпы строительства таких зданий значительно возросли. Основным недостатком монолитного строительства считается проблематичность проведения работ при отрицательных температурах, но, при помощи научных исследований и практики, накопленной за многие десятилетия, эти работы проводятся круглый год
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Состав и структура цементного камня
1.2 Бетонные работы при нормальных температурах
1.3 Бетонные работы при отрицательных температурах
1.4 Способы повышения морозостойкости бетона
Выводы по главе 1
Глава 2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Сырьевые компоненты и их характеристики
2.2 Методы исследования
Выводы по главе 2
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕКИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА И КАМНЯ
3.1 Влияние модифицирующих добавок на структуру цементного камня
3.2 Влияние золы-уноса на свойства цементного теста и камня
Выводы по главе 3
Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
4.1 Расчет состава тяжелого бетона методом абсолютных объемов
4.2 Влияние модифицирующих добавок на свойства бетонной смеси и бетона
4.3 Влияние золы-уноса на свойства бетонной смеси и бетона
Глава 5 разработка технологической схемы производства
5.1 Разработка и описание технологической схемы производства
5.2 Расчет и подбор БСУ
5.3 Расчет производительности БСУ
Глава 6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА
6.1Технико-экономическая эффективность применения модифицирующих добавок и золы-уноса при производстве тяжелой товарной бетонной смеси
6.2 Безопасность и экологичность производства
6.3 Способы утилизации отходов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Баженов, Ю.М. Модифицированные высококачественные бетоны / Ю.М. Баженов, В.С. Демьянова, В.И. Калашников. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. – 368 с.
2. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учеб. для вузов / Ю.М. Баженов – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2003. – 500 с.
3. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В.Г. Батраков. – М.: Высшая школа, 1998. – 768 с.
4. Батраков, В.Г. Модификаторы бетона – новые возможности / В.Г. Батраков // Мат-лы 1-й Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона. – М.: Ассоциация «Железобетон», 2001. – Кн. 1. – С. 184-208.
5. Батудаева, А.В. Высокопрочные модифицированные бетоны из самовыравнивающихся смесей / А.В. Батудаева, Г.С. Кардумян, С.С. Брыков, А.С. Метакаолин //Цемент и его применение – № 4, 2012. – С. 36-40.
6. Бессер, Я.Р. Методы зимнего бетонирования / Я.Р. Бессер // М., Стройиздат, 1976 –168 с.
7. Вавржин, Ф. Влияние химических добавок на процессы гидротации и твердения цемента / Ф. Вавржин // Тр. VI Междунар. Конгр. по химии цемента.-Т.2.- М.: Стройиздат, 1976.-С.6-10.
8. Гершбрег, О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий / О.А. Гершбрег. – М.: Стройиздат, 1971. – 360 с.
9. Добролюбов, Г. Прогнозирование долговечности бетона с добавками /Г.Добролюбов, В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. – М.: Стройиздат, 1983. – 213с.
10. Изотов В.С. Химические добавки для модификации бетона: монография / В.С Изотов, Ю.А. Соколова — М.: Казанский Государственный архитектурно-строительный университет: Издательство «Палеотип», 2006. — 244 с.
11. Каприелов // Бетон и железобетон. – № 4, 2005. – С. 14-18.
12. Касторных, Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы учебно- справочное пособие / Л.И. Касторных 2-е изд – Ростов н/Д Феникс, 2007 – 221 с.4.
13. Крамар Л.Я. Добавки ускорители твердения цементных бетонов [Текст] /Л.Я.Крамар, А.А.Кирсанова, Ионов Ю.В.//Сборник докладов I Международной научно-практической конференции «Строительство и экология теория, практика, инновации».-Челябинск:2015.-С.209-213.
14. Сычев М.М. Твердение вяжущих веществ. - Л.: Стройиздат, 1974. - С . 80.
15. Пустовгар, А.П. Эффективность применения современных суперпластификаторов в сухих строительных смесях / А.П. Пустовгар // 4-я Междунар. науно-техн. конф. «Современные технологии сухих смесей в строительстве «MixBUILD»». – Санкт-Петербург, 2002. – С. 45-52.
16. Рамачадран В.С. Добавки в бетон. Спр. Пособие / В.С. Рамачадран, Р.Ф. Фельдман.- М.: Стройиздат, 1988.-571 с.
17. Таймасов Б.Т., В.К. Классен. Химическая технология вяжущих материалов: учебник. 2-е изд., доп. Шимкент—Белгород, 2017. 448 с.
18. Цемент/Пер, с нем. Е. Ш. Фельдмана; Под ред. Б. Э. Юдовича. — М.: Стройиздат, 1981. — 464 с
19. Штарк Й., Вихт Б. Долговечность бетона Пер. с нем. – Киев. : Оранта, 2004. – 295 с.
20. Victor Y.Garas. Creep of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) // CEE 8813. 04/13/2007.
21. Баранов И.М. Инновационные материалы для строительства и ремонта мостов // Строительные материалы. 2013. № 3. С. 82–86.
22. Баранов И.М. Практическая методика определения рациональных составов специальных бетонов //Строительные материалы. 2012. № 7. С. 87–93.
23. Баранов И.М. Проблемные вопросы технологии получения высококачественных специальных бетонов // Строительные материалы. 2013. № 7. С. 31–32.
24. Анисимов, С. Н. Влияние пластифицирующих добавок на сроки схватывания цемента / С. Н. Анисимов // Труды Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Технологическая. Вып. 2. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2014. – С. 224-227.
25. Батраков, В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В. Г. Батраков. – М.: Технопроект, 1998. – 768 с.
26. Вовк, А. И. Добавки на основе отечественных поликарбоксилатов / А. И. Вовк // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2012. – № 9. – С. 31-33.
27. Добавки в бетон. Технический каталог; апрель, 2014. – М.: MasterBuildersSolutions, 2014. – 162 с.
28. Влияние поликарбоксилатных суперпластификаторов на структурообразование цементных паст / Л. М. Добшиц, О. В. Кононова, С. Н. Анисимов, А. Ю. Лешканов // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5-5. – С. 945-948.
29. Добшиц, Л. М. Кинетика набора прочности цементного камня с модифицирующими добавками / Л. М. Добшиц, О. В. Кононова, С. Н. Анисимов // Цемент и его применение. – 2011. – № 4. – С. 104–107.
30. Современные суперпластификаторы для бетонов, особенности их применения и эффективность / Л. Я. Крамар, Б. Я. Трофимов, Т. Н. Черных, А. А. Орлов, К. В. Шулдяков // Строительные материалы. – 2016. – № 11. – С. 21-25
31. Боцман Л.Н., Строкова В.В., Ищенко А.В., Боцман А.Н. Модифицирование бетона за счет введения различных видов добавок // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 6. С. 90-94.
32. Лесовик В.С., Шахова Л.Д., Кучеров Д.Е., Аксютин Ю.С. Классификация активных минеральных добавок для композиционных вяжущих с учетом генезиса // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2012. № 3. С. 10- 14.
33. Лесовик В.С., Гридчина А.А. Монолитные бетоны на основе расширяющих добавок и химических модификаторов // Строительные материалы. 2015. № 8. С. 81-83.
34. Косухин М.М., Косухин А.М., Богачева М.А., Шаповалов Н.А. Изучение влияния различных по природе суперпластификаторов на реологию водных суспензий клинкерных минералов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 10. С. 129-134.
35. Ходыкин Е.И., Соловьѐва Л.Н., Огурцова Ю.Н., Гринѐв А.П. Сравнительный анализ процессов гидратации цементного камня при введении тонкомолотых добавок // Технологии бетонов. 2014. № 5 (94). С. 18-19.
36. Официальный сайт СИКА: https://sikahome.ru/catalog/dobavki-v-beton/sika-antifreeze-fs-1/
37. Официальный сайт Полипласт // Добавка ПФМ-НЛК https://polyplast-un.ru/catalog/stroitelnaya-khimiya/dobavki-dlya-betonov/polifunktsionalnye-dobavki/pfm-nlk/
38. Азаренко Д.В. Экологические проблемы, связанные с производством бетона и бетонных изделий.
39. Ларионова З.М, Никитина Л.В.,Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона.-М.: Стройиздат, 1977.- 262 с.
40. Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Савин В.И., Воронин В.В., Алимов Л.А.,Новикова И.П. Состав, структура и свойства цементных бетонов. - М.; Стройиздат, 1976.
41. Лохер Ф.Х., Рихартц В. Исследование механизма гидратации цемента. // Шестой международный конгресс по химии цемента.: Труды в 3-х томах. Под редакцией А.С.Болдырева. М., Стройиздат, 1970. - т.2. книга 1. - С.122-133.
42. Калмыкова Е.Е., Михайлов Н.В. Исследование процесса структурообразования в цементном тесте и характеристика цементов взамен оценки их по срокам схватывания. // Бетон и железобетон, 1957. № 4.
43. Ларионова, З.М. Формирование структуры цементного камня и бетона. М. : Стройиздат, 1971. 112 с.
44. Штарк, Й. Химия цемента и долговечность бетона. Позднее образование эттрингита в бетоне // Й. Штарк, К. Больман. II Международное совещание по химии и технологии цемента. М., 2000. С. 64 - 94.
45. Шейкин, А.Е. Структура и свойства цементных бетонов / А.Е. Шейкин, Ю.В. Чеховский, М.И. Бруссер. М. : Стройиздат, 1979 - 343 с.
46. Осокин, А.П. Модифицированный портландцемент / А.П. Осокин, Ю.Р. Кривобородов, Е.Н. Потапова. М.: Стройиздат, 1993 - 322 с.
47. Дементьев Г.К. Условия долговечности бетона и железобетона. Куйбышев, ЦБТИ, 1955.
48. Горчаков Г.И., Капкин М.М., Скрамтаев Б.Г. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений. -М.: Издательство литературы по строительству, 1965. 136с.
49. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1989. - 188с.: ил.
50. Иванов Ф.М., Батраков В.Г. Классификация пластифицирующих добавок по эффекту их действия. // Бетон и железобетон, 1981, № 4.- С.ЗЗ.
51. Цыганков Н.Н. Рациональные области применения суперпластификаторов. // Бетон и железобетон. 1978. - № 10.-С.16-18.
52. Баженов Ю.М., Долгополов Н.Н., Иванов Г.С. Применение суперпластификатора в целях совершенствования технологии изготовления железобетона. // Промышленное строительство. 1978. - № 5.
53. Добавки в бетон: Справочное пособие. / В.С.Рамачандран, Р.Ф.Фельдман, М.Коллепарди и другие; Под редакцией В.С.Рамачандрана; Перевод с английского Т.И.Розенберг и С.А.Болдырева; Под редакцией А.С.Болдырева и В.Б.Ратинова. М.: Стройиздат, 1988. - 575с.
54. Грушко И.М., Дектярева Э.В. Влияние комплексных добавок на прочность бетона//Строительные материалы и конструкции.-1985, № 3. С.26-27.
55. Кунцевич О.В. Бетон высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера.- Л.: Стройиздат, 1981.
56. Ребиндер П.А., Сегалова Е.Н., Амелина Е.А. и др. Физико-химические основы гидратационного твердения вяжущих веществ.- В кн.: УТ Международный конгресс по химии цемента, т.2, кн.1, М.: Стройиздат, 1976, с.58-64.
57. Добролюбов Г., Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Прогнозирование долговечности бетона с добавками.- М.:Стройиздат, 1983.-212с., ил.
58. Бутт Ю.М., Колбасов В.М., Берлин Л.Е. Исследование влияния структуры цементного камня на морозостойкость. Бетон и железобетон, 1972, I-2I с.
59. Дементьев Г.К. Условия долговечности бетона и железобетона.-Куйбышев, 1955.
60. Сидов B.H. Строительные работы в зимних условиях,- М.: Гос-стройиздат, 1961.
61. Иванов Ф.М., Солнцева В.Л. Структура и свойства цементного раствора. Бетон и железобетон,1962, JS 5, с.233-237.
62. Шумилин Ф.Г., Трофимов Б.Я. Влияние пористости цементного камня на его морозостойкость. С кн.: Труды Челябинского политехнического ин-та.- Челябинск: 1967, вып. 25, с. 43-46.
63. https://allbeton.ru/article/143.html
64. https://betonpro100.ru/poleznoe/recikling-betona
65. ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости: Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2014-06-03/ Федеральное агентство по техническому регулированию. - Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2012-18с.
66. ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2012-01-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. - Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2011-24с.
67. ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 1995-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2014.- 60с.
68. ГОСТ 8269.1-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 1998-07-07/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 1998-67с.
69. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 1989-07-01/ Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 1988-31с.
70. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2015-04-01/ Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2014-11с.
71. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 1987-01-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 1985-8с.
72. ГОСТ 30744-2001 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка: Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2002-05-01/ Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2002-30с.
73. ГОСТ 12730.1-2020 Бетоны. Методы определения плотности Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2021-09-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2020-8с.
74. ГОСТ 18105-2018 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2020-01-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2019-15с.
75. ГОСТ 23732-2011. Вода техническая. Технические условия: Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2013-07-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2011-16с.
76. ГОСТ 24211-2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2010-02-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2008-11с.
77. ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2013-07-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2012-6с
78. ГОСТ 27006-2019 Бетоны. Правила подбора состава Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2020-01-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2019-11с.
79. ГОСТ 31108-2020 Цементы общестроительные Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2015-05-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2020-15с.
80. ГОСТ 25818–2017 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2018-03-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 2017-19с.
81. ГОСТ 25592-2019 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 2020-05-01/Федеральное агентство по техническому регулированию: - Издание официальное - Москва Стандартинформ, 2019-16с.
82. ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема Национальный стандарт Российской федерации: дата введения 1978-01-01/Федеральное агентство по техническому регулированию. Издание официальное. - Москва: Стандартинформ, 1976-11с.
83. http://betony.ru/dobavki/vliyanie-protivomoroznih-dobavok-na-fiz-svoystva.php
84. П. А. Лыщик, Е. И. Бавбель, А. И. Науменко Состав минерального вяжущего для укрепления дорожных грунтов. ISSN 1683-0377. Труды БГТУ. 2014. №2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность.
Рациональная дозировка комплексной добавки «Реламикс» составляет до 1,0% от массы цемента в пересчете на сухое вещество, не содержит хлоридов, поэтому может применяться в железобетонных конструкциях, работающих в агрессивных средах [37].
Аналогично известным суперпластификаторам количество введения Реламикса зависит от назначения бетонной смеси, дисперсности цемента, количество C3A (трехкальциевый алюминат) и других Активно-минеральных добавок (АМД).
Добавка «Реламикс» выпускается в жидком (концентрированном) и сухом (порошкообразном) виде.