Delist.ru

 Повышение  эксплуатационных свойств гидротехнических бетонов путем модификации их структуры комплексной добавкой (16.10.2007)

Автор: Фам Тоан Дык

- разработана добавка – модификатор (ПФМ), состоящая по массе из 4,5% С-3, 4% ГКЖ-11, 91,15% ЗРШ и технология её получения;

- разработана комплексная добавка, состоящая из 25% золы-уноса ТЭС и 10% добавки – модификатора от массы цемента;

- получен МЗБ с прочностью при сжатии 40МПа, водонепроницаемостью 1,5МПа и водопоглощением ниже на 40%/45% по сравнению с мелкозернистым бетоном без добавок;

- разработана технология приготовления мелкозернистой бетонной смеси с комплексной добавкой.

Внедрение результатов.

Основные результаты исследований использованы при разработке "Рекомендаций по повышению эксплуатационных свойств МЗБ для облицовки гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в условиях влажного жаркого климата". Производственное опробование «Рекомендаций», проведенное в Хайфонском Строительном Экспериментально-испытательном Центре (LAS-XD32) показало эффективность применения комплексной добавки при значительном снижении водопоглощения и повышения водонепроницаемости МЗБ, а также экономии части цемента золой ТЭС.

Апробация.

Основные положения работы доложены на Третьей и Пятый Международной (Восьмой и Десятой Межвузовской) научно-практических конференциях молодых учёных, аспирантов и докторантов МГСУ "Строительство-формирование среды жизнедеятельности" (М., 2005 и 2007).

На защиту выносятся:

- обосновать состав и технологию получения комплексной добавки для улучшения технологических свойств мелкозернистых бетонных смесей и эксплуатационных свойств МЗБ;

- возможность использования комплексной добавки (зола-унос + ПФМ) для повышения эксплуатационных свойств МЗБ;

- результаты экспериментально-теоретического исследования влияния комплексной добавки (зола-унос + ПФМ) на свойства мелкозернистой бетонной смеси и МЗБ при воздействии влажного жаркого климата;

- метод проектирования состав и технология получения мелкозернистой бетонной смеси с комплексной добавкой (зола-унос + ПФМ);

- зависимости эксплуатационных свойств модифицированных МЗБ от главных

- рекомендации по повышению свойств МЗБ для облицовки гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в условиях влажного жаркого климата.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературой из 178 наименования, и приложений. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 39 таблиц.

Содержание работы.

Бетон для гидротехнических сооружений должен обеспечивать длительную службу конструкций, постоянно или периодически омываемых водой. Поэтому, в зависимости от условий службы к гидротехническому бетону помимо требований прочности предъявляются также требования по водонепроницаемости и долговечности.

Одним из путей решения этой проблемы, особенно с учётом влияния влажного жаркого климата, является применение мелкозернистого бетона (МЗБ) для облицовки гидротехнических сооружений, а также, введение в МЗБ комплексной добавки, состоящей из золы-уноса и ПФМ, включающего суперпластификатор С-3, гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11 и золу рисовой шелухи (ЗРШ).

Использование золы-уноса в качестве микронаполнителя позволяет уменьшить расход цемента, так как, располагаясь вместе с цементом в пустотах заполнителя, она будет уплотнять структуру бетона, что также повысит его водонепроницаемость. Кроме того, при твердении бетона будут уменьшаться тепловыделение и объёмные деформации при сохранении необходимой подвижности бетонной смеси.

Результаты исследований показывают, что водопотребность цементно-зольной смеси повышается вместе с повышением количества золы. Поэтому, для того, чтобы обеспечить нормальную густоту цементного теста, необходимо использовать суперпластификатор.

ЗРШ является тонкодисперсным материалом с удельной поверхностью 2-10 м2/г. Эта величина во много раз больше, чем удельная поверхность цемента (0,311 м2/г). Это позволяет ЗРШ заполнить пространство между частицами цемента и золы-уноса, поэтому матрица цементного камня более уплотнена.

Таким образом, исследование применения ЗРШ при производстве бетона и железобетона, в том числе, и МЗБ для речных гидротехнических сооружений, эксплуатируемого в условиях ВЖК, является весьма актуальной задачей, так как позволит повысить не только стойкость бетона и увеличить экономическую эффективность его производства, но и будет способствовать охране окружающей среды от загрязнения.

Что касается введения в мелкозернистый бетон ГКЖ-11, исследования показали, что повышение плотности бетона мало снижает и не прекращает проникание водных растворов в его толщу при капиллярном всасывании. Единственным способом снижения или исключения капиллярного подсоса со стороны увлажняемой поверхности является придание ей гидрофобных свойств. Наиболее широко для этой цели применяют различные кремнийорганические жидкости из-за их высокого гидрофобизирующего эффекта, например, метилсиликонат натрия (ГКЖ-11). Предполагается, что кремнийорганические соединения, осаждаясь на стенках пор и капилляров, адсорбируются, а затем, химически взаимодействуют с гидроксильными группами, оксидами и гидроксидами металлов, входящих в состав минералов цементного камня. Образуется тончайшая плёнка, в которой силоксановая связь кремний-кислород ориентирована к поверхности цементного камня бетона, а органический радикал - в противоположную сторону. Такая ориентация и создаёт водоотталкивание, т.е приводит к повышению водонепроницаемости и уменьшению водопоглощения бетона.

Поэтому, использование комплексной добавки (зола-унос + ПФМ) для получения МЗБ для облицовки речных гидротехнических сооружений весьма перспективно.

Для подтверждения правильности разработанных теоретических положений были проведены экспериментальные исследования.

В качестве сырьевых материалов в работе использовали:

- портландцемент М400 завода Хоанг Маи (Вьетнам);

- песок реки Ло на севере Вьетнама;

- золу-унос тепловой электростанции Фалай (Вьетнам), химический состав которой приведен в табл. 1;

- золу рисовой шелухи (Вьетнам), химический состав которой приведен в

- суперпластификатор С-3 (Россия), характеристики которого приведены в

- гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11 (Россия), характеристики которой приведены в табл. 4.

Подбор оптимального состава МЗБ осуществляли с помощью модели, полученной на основании математического планирования эксперимента по ортогональному центральному плану второго порядка:

- Z1- расход цементно-зольной смеси, кг/м3;

- Z2- содержание золы-уноса в цементно-зольной смеси, % по массе.

Уровни факторов и интервалы варьирования приведены в табл. 5.

Таблица 1. Химический состав золы-уноса ТЭЦ Фалай.

Содержание оксидов, %

загрузка...