Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси – новые виды вяжущих для создания различных видов бетонов. Как сделать реакционно порошковый бетон Реакционно порошковая смесь

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ

ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ПОРОШКОВЫХ БЕТОНОВ.

1.1 Зарубежный и отечественный опыт применения высококачественных бетонов и фибробетонов.

1.2 Многокомпонентность бетона, как фактор обеспечения функциональных свойств.

1.3 Мотивация появления высокопрочных и особо высокопрочных реакционно-порошковых бетонов и фибробетонов.

1.4 Высокая реакционная активность дисперсных порошков - основа получения высокачественных бетонов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ,

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ.

2.1 Характеристики сырьевых материалов.

2.2 Методы исследований, приборы и оборудование.

2.2.1 Технология подготовки сырьевых компонентов и оценка реакционной активности их.

2.2.2 Технология изготовления порошковых бетонных смесей и ме

Тоды их испытаний.

2.2.3 Методы исследований. Приборы и оборудование.

ГЛАВА 3 ТОПОЛОГИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, ДИСПЕРСНО

АРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ БЕТОНОВ И

МЕХАНИЗМ ИХ ТВЕРДЕНИЯ.

3.1 Топология композиционных вяжущих и механизм их твердения.

3.1.1 Структурно-топологический анализ композиционных вяжущих. 59 Р 3.1.2 Механизм гидратации и отвердевания композиционных вяжущих - как результат структурной топологии композиций.

3.1.3 Топология дисперсно-армированных тонкозернистых бетонов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4 РЕОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СУПЕРПЛАСТИФИЦИРО-ВАНИЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, ПОРОШКОВЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЕГО.

4.1 Разработка методологии оценки предельного напряжения сдвига и текучесть дисперсных систем и тонкозернистых порошковых бетонных смесей.

4.2 Экспериментальное определение реологических свойств дисперсных систем и тонкозернистых порошковых смесей.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА РЕАКЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИОННО ПОРОШКОВЫХ СМЕСЕЙ И БЕТОНОВ.

5.1 Реакционная активность горных пород в смеси с цементом.-■.

5.2 Принципы подбора состава порошкового дисперсно-армированного бетона с учетом требований к материалам.

5.3 Рецептура тонкозернистого порошкового дисперсно-армированного бетона.

5.4 Приготовление бетонной смеси.

5.5 Влияние составов порошковых бетонных смесей на их свойства и прочность при осевом сжатии.

5.5.1 Влияние типа суперпластификаторов на растекаемость.бетонной смеси и прочность бетона.

5.5.2 Влияние дозировки суперпластификатора.

5.5.3 Влияние дозировки микрокремнезема.

5.5.4 Влияние доли базальта и песка на прочность.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

ГЛАВА 6 ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНОВ И ИХ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

6.1 Кинетические особенности формирования прочности РПБ и фибро-РПБ.

6.2 Деформативные свойства фибро-РПБ.

6.3 Объёмные изменения порошковых бетонов.

6.4 Водопоглощение дисперсно-армированных порошковых бетонов.

6.5 Технико-экономическая оценка и производственная реализация РПБ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород»

Актуальность темы. С каждым годом в мировой практике производства бетона и железобетона стремительными темпами возрастает выпуск высококачественных, высоко и особо высокопрочных бетонов и этот прогресс стал объективной реальностью, обусловленной значительной экономией материальных и энергетических ресурсов.

Со значительным повышением прочности бетона на сжатие неминуемо снижается трещиностойкость и возрастает опасность хрупкого разрушения конструкций. Дисперсное армирование бетонов фиброй исключает эти негативные свойства, что позволяет выпускать бетоны классов выше 80-100 с прочностью 150-200 МПа, обладающие новым качеством - вязким характером разрушения.

Анализ научных работ в области дисперсно-армированных бетонов и их производства в отечественной практике показывает, что основная ориентация не преследует целей использования в таких бетонах высокопрочных матриц. Класс дисперсно-армированных бетонов по прочности на сжатие остаётся чрезвычайно низким и ограничивается В30-В50. Это не позволяет обеспечить хорошего сцепления фибры с матрицей, полностью использовать стальную фибру даже с невысокой прочностью на разрыв. Более того, в теории разрабатываются, а на практике выпускаются бетонные изделия со свободно уложенными волокнами со степенью объёмного армирования 5-9%; проливают их под действием вибрации непластифицированными "жирными" высокоусадочными цементно-песчаными растворами состава: цемент-песок -1:0,4+1:2,0 при В/Ц = 0,4, что является чрезвычайно расточительным и повторяет уровень работ 1974 г. Значительные научные достижения в области создания суперпластифицированных ВНВ, микродисперсных смесей с микрокремнезёмами, с реакционно-активными порошками из высокопрочных горных пород, позволили довести водоредуцирующее действие до 60% с использованием суперпластификаторов олигомерного состава и гиперпластификаторов полимерного состава. Эти достижения не стали основой для создания высокопрочных железобетонных, или тонкозернистых порошковых бетонов из литых самоуплотняющихся смесей. Между тем, передовые страны активно развивают новые поколения реакционно-порошковых бетонов, армированных дисперсными волокнами, ткаными проливными объёмными тонкосеточными каркасами, комбинацией их со стержневой или стержневой с дисперсной арматурой.

Все это определяет актуальность создания высокопрочных тонкозернистых реакционно-порошковых, дисперсно-армированных бетонов марок 1000-1500, отличающихся высокой экономичностью не только при строительстве ответственных уникальных зданий и сооружений, но и для изделий и конструкций общего назначения.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программами института строительных материалов и конструкций Мюнхенского технического университета (ФРГ) и инициативными работами кафедры ТБКиВ ПГУАС и научно-технической программой Минобразования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" по подпрограмме "Архитектура и строительство" 2000-2004 г.г.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка составов высокопрочных тонкозернистых реакционно-порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных бетонов, с использованием измельчённых горных пород.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить комплекс следующих задач:

Выявить теоретические предпосылки и мотивации создания многокомпонентных тонкозернистых порошковых бетонов с очень плотной, высокопрочной матрицей, получаемой литьем при сверхнизком водосодержании, обеспечивающими изготовление бетонов с вязким характером при разрушении и высокой прочностью на растяжение при изгибе;

Выявить структурную топологию композиционных вяжущих и дисперсно-армированных тонкозернистых композиций, получить математические модели их структуры для оценки расстояний между грубыми частицами наполнителя и между геометрическими центрами армирующих волокон;

Разработать методологию оценки реологических свойств воднодис-персных систем, тонкозернистых порошковых дисперсно-армированных композиций; исследовать их реологические свойства;

Выявить механизм твердения смешанных вяжущих, изучить процессы структурообразования;

Установить необходимую текучесть многокомпонентных тонкозернистых порошковых бетонных смесей, обеспечивающую заполнение форм смесью с низкой вязкостью и сверхнизким пределом текучести;

Оптимизировать составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонных смесей с фиброй d = 0,1 мм и / = 6 мм с минимальным содержанием, достаточным для повышения растяжимости бетона, технологию приготовления и установить влияние рецептуры на текучесть, плотность, воздухосодер-жание их, прочностные и другие физико-технические свойства бетонов.

Научная новизна работы.

1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения высокопрочных тонкозернистых цементных порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных, изготавливаемых из бетонных смесей без щебня с тонкими фракциями кварцевого песка, с реакционно-активными порошками горных пород и микрокремнеземом, со значительным увеличива-нием эффективности суперпластификаторов до содержания воды в литой самоуплотняющейся смеси до 10-11% (соотвествущей без СП полусухой смеси для прессования) от массы сухих компонентов.

2. Разработаны теоретические основы методов определения предела текучести суперпластифицированных жидкообразных дисперсных систем и предложены методики оценки растекаемости порошковых бетонных смесей при свободном растекании и блокированном сеточным ограждением.

3. Выявлена топологическая структура композиционных вяжущих и порошковых бетонов, в том числе, дисперсно-армированных. Получены математические модели их структуры, определяющие расстояния между грубыми частицами и между геометрическими центрами волокон в теле бетона.

4. Теоретически предсказан и экспериментально доказан преимущественно сквозьрастворный диффузионно-ионный механизм отвердевания композиционных цементных вяжущих, усиливающийся по мере увеличения содержания наполнителя или значительного увеличения дисперсности его по сравнению с дисперсностью цемента.

5. Изучены процессы структурообразования тонкозернистых порошковых бетонов. Показано, что порошковые бетоны из суперпластифицированных литых самоуплотняющихся бетонных смесей значительно плотнее, кинетика нарастания их прочности интенсивнее, а нормативная прочность существенно выше, чем бетонов без СП, спрессованных при том же водосодержании под давлением 40-50 МПа. Разработаны критерии оценки реакционно-химической активности порошков.

6. Оптимизированы составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонных смесей с тонкой стальной фиброй диаметром 0,15 и длиной 6 мм, технология их приготовления, очерёдность введения компонентов и продолжительность перемешивания; установлено влияние состава на текучесть плотность, воздухосодержание бетонных смесей, прочность при сжатии бетонов.

7. Изучены некоторые физико-технические свойства дисперсно-армированных порошковых бетонов и основные закономерности влияния на них различных рецептурных факторов.

Практическая значимость работы заключается в разработке новых литых тонкозернистых порошковых бетонных смесей с фиброй для заливки форм для изделий и конструкций, как без, так и с комбинированным стержневым армированием или без фибры для заливки форм с готовыми объемными ткаными тонкосеточными каркасами. С использованием высокоплотных бетонных смесей возможно производство высокотрещиностойких изгибаемых или сжатых железобетонных конструкций с вязким характером разрушения при действии предельных нагрузок.

Получена высокоплотная, высокопрочная композиционная матрица с прочностью при сжатии 120-150 МПа для повышения сцепления с металлом с целью использования тонкой и короткой высокопрочной фибры 0 0,040,15 мм и длиной 6-9 мм, позволяющей снизить расход её и сопротивление течению бетонных смесей для литьевой технологии изготовления тонкостенных филигранных изделий с высокой прочностью на растяжение при изгибе.

Новые виды тонкозернистых порошковых дисперсно-армированных бетонов расширяют номенклатуру высокопрочных изделий и конструкций для различных видов строительства.

Расширена сырьевая база природных наполнителей из отсевов камнед-робления, сухой и мокрой магнитной сепарации при добыче и обогащении рудных и нерудных полезных ископаемых.

Экономическая эффективность разработанных бетонов состоит в значительном снижении материалоёмкости за счёт сокращения расходов бетонных смесей для изготовления высокопрочных изделий и конструкций.

Реализация результатов исследований. Разработанные составы прошли производственную апробацию в ООО «Пензенский завод ЖБИ» и на производственной базе сборного железобетона ЗАО «Энергосервис» и используются в г. Мюнхене при изготовлении балконных опор, плит и других изделий в жилищном строительстве.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях: «Молодая наука - новому тысячелетию» (Набережные Челны, 1996 г), «Вопросы планировки и застройки городов» (Пенза, 1996 г, 1997 г, 1999 г), «Современные проблемы строительного материаловедения» (Пенза, 1998 г), «Современное строительство» (1998 г), Международных научно-технических конференциях «Композиционные строительные материалы. Теория и практика», (г. Пенза, 2002 г.,

2003 г., 2004 г., 2005 г), «Ресурсо- и энергосбережения как мотивация творчества в архитектурно строительном процессе» (Москва-Казань, 2003 г), «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2004 г), «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (Пенза, 2005 г), Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья» (Тольятти, 2004 г), Академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань, 2006 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 27 работ (в журналах по списку ВАК 2 работы).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, приложений и списка используемой литературы из 160 наименований, изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 64 рисунка, 33 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Калашников, Сергей Владимирович

1. Анализ состава и свойств дисперсно-армированных бетонов, производимых в России, свидетельствует о том, что они не в полной мере отвечают техническим и экономическим требованиям, в связи с невысокой прочностью бетонов на сжатие (М 400-600). В таких трёх- четырёх- и редко пяти-компонентных бетонах недоиспользуется не только дисперсная арматура высокой прочности, но и обычной прочности.

2. Основываясь на теоретических представлениях о возможности достижения максимальных водоредуцирующих эффектов суперпластификаторов в дисперсных системах, не содержащих грубозернистых заполнителей, высокой реакционной активности микрокремнезёмов и порошков горных пород, совместно усиливающих реологическое действие СП, обосновано создание семикомпонентной высокопрочной тонкозернистой реакционно-порошковой бетонной матрицы для тонкой и относительно короткой дисперсной арматуры d = 0,15-0,20 мкм и / = 6мм, не образующей "ежей" при изготовлении бетонов и мало снижающей текучесть ПБС.

3. Показано, что основным критерием получения высокоплотной ПБС является высокая текучесть очень плотной цементирующей смеси из цемента, МК, порошка горной породы и воды, обеспечиваемая добавкой СП. В связи с этим разработана методология оценки реологических свойств дисперсных систем и ПБС. Установлено, что высокая текучесть ПБС обеспечивается при предельном напряжении сдвига 5-10 Па и при содержании воды 10-11 % от массы сухих компонентов.

4. Выявлена структурная топология композиционных вяжущих и дисперсно-армированных бетонов и даны их математические модели структуры. Установлен ионно-диффузионный сквозьрастворный механизм твердения композиционных наполненных вяжущих. Систематизированы методы расчёта средних расстояний между частицами песка в ПБС, геометрическими центрами фибры в порошковом бетоне по различным формулам и при различных параметрах //, /, d. Показана объективность формулы автора в отличие от традиционно используемых. Оптимальное расстояние и толщина прослойки цементирующей суспензии в ПБС должна быть в пределах 37-44+43-55 мкм при расходах песка 950-1000 кг и фракциях его 0,1-0,5 и 0,14-0,63 мм, соответственно.

5. Установлены реотехнологические свойства дисперсно-армированной и неармированной ПБС по разработанным методикам. Оптимальный расплыв ПБС из конуса с размерами D = 100; d=70; h = 60 мм должен быть 25-30 см. Выявлены коэффициенты уменьшения растекаемости в зависимости от геометрических параметров фибры и уменьшение расплыва ПБС при блокировании его сеточным ограждением. Показано, что для заливки ПБС в формы с объёмно-сеточными ткаными каркасами расплыв должен быть не менее 28-30 см.

6. Разработана методика оценки реакционно-химической активности порошков горных пород в малоцементных смесях (Ц:П - 1:10) в образцах, спрессованных при давлении экструзионного формования. Установлено, что при одинаковой активности, оцениваемой по прочности через 28 суток и в длительные скоки твердения (1-1,5 года), предпочтение при использовании в РПБС следует отдавать порошкам из высокопрочных пород: базальту, диабазу, дациту, кварцу.

7. Изучены процессы структурообразования порошковых бетонов. Установлено, что литые смеси в первые 10-20 мин после заливки выделяют до 40-50 % вовлечённого воздуха и требуют для этого покрытия плёнкой, препятствующей образованию плотной корочки. Смеси начинают активно схватываться через 7-10 часов после заливки и набирают прочность через 1 сутки 30-40 МПа, через 2-ое суток- 50-60 МПа.

8. Сформулированы основные экспериментально-теоретические принципы подбора состава бетона с прочностью 130-150 МПа. Кварцевый песок для обеспечения высокой текучести ПБС должен быть тонкозернистым фракции

0,14-0,63 или 0,1-0,5 мм с насыпной плотностью 1400-1500 кг/м3 при расходе 950-1000 кг/м. Толщина прослойки суспензии цементно-каменной муки и МК между зернами песка должна находиться в пределах 43-55 и 37-44 мкм, соответственно, при содержании воды и СП, обеспечивающих расплыв смесей 2530 см. Дисперсность ПЦ и каменной муки должны быть примерно одинаковыми, содержание МК 15-20 %, содержание каменной муки 40-55 % от массы цемента. При варьировании содержания указанных факторов, оптимальный состав выбирается по необходимому расплыву смеси и максимальным показателям прочности на сжатие через 2,7 и 28 суток.

9. Оптимизированы составы тонкозернистых дисперсно-армированных бетонов с прочностью при сжатии 130-150 МПа с использованием стальной фибры при коэффициенте армирования // = 1 %. Выявлены оптимальные технологические параметры: перемешивание должно осуществляться в высокоскоростных смесителях специальной конструкции, желательно вакууми-руемых; последовательность загрузки компонентов и режимы перемешивания, "отдыха", строго регламентированы.

10. Изучено влияние состава на текучесть, плотность, воздухосодержание дисперсно-армированных ПБС, на прочность при сжатии бетонов. Выявлено, что растекаемость смесей, как и прочность бетона, зависят от целого ряда рецептурных и технологических факторов. При оптимизации установлены математические зависимости текучести, прочности от отдельных, наиболее значимых факторов.

11. Изучены некоторые физико-технические свойства дисперсноармированных бетонов. Показано, что бетоны с прочностью при сжатии 120л

150 МПа имеют модуль упругости (44-47)-10 МПа, коэффициент Пуассона -0,31-0,34 (0,17-0,19 - у неармированного). Воздушная усадка дисперсно-армированных бетонов в 1,3-1,5 раза ниже, чем у неармированных. Высокая морозостойкость, низкие водопоглощение и воздушная усадка свидетельствуют о высоких эксплуатационных свойствах таких бетонов.

12. Производственное апробирование и технико-экономическая оценка свидетельствуют о необходимости организации производств и широкого внедрения в строительство тонкозернистых реакционно-порошковых дисперсно-армированных бетонов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Калашников, Сергей Владимирович, 2006 год

1. Аганин С.П Бетоны низкой водопотребности с мод ифицированными кварцевым наполнителем.// Автореферат на соискание уч. степ. к.т.н., М, 1996,17 с.

2. Антропова В.А., Дробышевский В.А. Свойства модифицированного сталефибробетона // Бетон и железобетон. №3.2002. С.3-5

3. Ахвердов И.Н. Теоретические основы бетоноведения.// Минск. Высшая школа, 1991,191 с.

4. Бабаев Ш.Т., Комар А.А. Энергосберегающая технология железобетонных конструкций из высокопрочного бетона с химическими добавками.// М.: Стройиздат, 1987. 240 с.

5. Баженов Ю.М. Бетоны XXI века. Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов и конструкций // Материалы междун. научн. техн. конференции. Белгород, 1995. с. 3-5.

6. Баженов Ю.М. Высококачественный тонкозернистый бетон//Строительные материалы.

7. Баженов Ю.М. Повышение эффективности и экономичности технологии бетонон // Бетон и железобетон, 1988, №9. с. 14-16.

8. Баженов Ю.М. Технология бетона.// издательство Ассоциации высших учебных заведений, М.: 2002. 500 с.

9. Баженов Ю.М. Бетоны повышенной долговечности // Строительные материалы, 1999, № 7-8. с. 21-22.

10. Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии. Материалы I Всероссийской конференции. М. 2001. с 91-101.

11. Батраков В.Г. и др. Суперпластификатор-разжижитель СМФ.// Бетон и железобетон. 1985. №5. с. 18-20.

12. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны // М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

13. Батраков В.Г. Модификаторы бетона новые возможности // Материалы I Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М.: 2001, с. 184-197.

14. Батраков В.Г., Соболев К.И., Каприелов С.С. и др. Высокопрочные малоцементные добавки // Химические добавки и их применение в технологии производства сборного железобетона. М.: Ц.РОЗ, 1999, с. 83-87.

15. Батраков В.Г., Каприелов С.С. и др. Оценка ультрадисперсных отходов металлургических производств как добавок в бетон // Бетон и железобетон, 1990. № 12. с. 15-17.

16. Бацанов С.С. Электроотрицательность элементов и химическая связь.// Новосибирск, издательство СОАН СССР, 1962,195 с.

17. Беркович Я.Б. Исследование микроструктуры и прочности цементного камня, армированного коротковолокнистым хризотил-асбестом: Автореф. Дис. канд. техн. наук. Москва, 1975. - 20 с.

18. Брык М.Т. Деструкция наполненных полимеров М. Химия, 1989 с. 191.

19. Брык М.Т. Полимеризация на твердой поверхности неорганических веществ.// Киев, Наукова думка, 1981,288 с.

20. Василик П.Г., Голубев И.В. Применение волокон в сухих строительных смесях. // Строительные материалы №2.2002. С.26-27

21. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.; Стройиздат, 1986,463 с.

22. Волков И.В. Проблемы применения фибробетона в отечественном строительстве. //Строительные материалы 2004. - №6. С. 12-13

23. Волков И.В. Фибробетон- состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. 2004. № 5. С.5-7.

24. Волков И.В. Фибробетонные конструкции. Обз. инф. Серия «Строительные конструкции», вып. 2. М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1988.-18с.

25. Волков Ю.С. Применение сверхпрочных бетонов в строительстве // Бетон и железобетон, 1994, №7. с. 27-31.

26. Волков Ю.С. Монолитный железобетон. // Бетон и железобетон. 2000, №1, с. 27-30.

27. ВСН 56-97. «проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций». М., 1997.

28. Выродов И.П О некоторых основных аспектах теории гидратации и гидратационного твердения вяжущих веществ // Труды VI международного конгресса по химии цемента. Т. 2. М.; Стройиздат, 1976, С. 68-73.

29. Глуховский В.Д., Похомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. Киев. Будивельник, 1978,184 с.

30. Демьянова B.C., Калашников С.В., Калашников В.И. и др. Реакционная активность измельченных горных пород в цементных композициях. Известия ТулГУ. Серия "Строительные материалы, конструкции и сооружения". Тула. 2004. Вып. 7. с. 26-34.

31. Демьянова B.C., Калашников В.И., Миненко Е.Ю., Усадка бетона с органоминеральными добавками // Стройинфо, 2003, № 13. с. 10-13.

32. Долгопалов Н.Н., Суханов М.А., Ефимов С.Н. Новый тип цемента: структура цементного камняУ/Строительные материалы. 1994 №1 с. 5-6.

33. Звездов А.И., Вожов Ю.С. Бетон и железобетон: Наука и практика // Материалы Всероссийской конференции по бетону и железобетону. М: 2001, с. 288-297.

34. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивания. М.: Химия, 1974. с. 12-13.

35. Калашников В.И. Нестеров В.Ю., Хвастунов В.Л., Комохов П.Г., Соломатов В.И., Марусенцев В.Я, Тростянский В.М. Глиношлаковые строительные материалы. Пенза; 2000, 206 с.

36. Калашников В.И. О преимущественной роли ионноэлектростатического механизма в разжижении минеральных дисперсных композиций.// Долговечность конструкций из автоклавных бетонов. Тез. V Республиканской конференции. Таллин 1984. с. 68-71.

37. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов.// Диссертация на соискание степени д.т.н., Воронеж, 1996, 89 с

38. Калашников В.И. Регулирование разжижающего эффекта суперпластификаторов исходя из ионноэлектростатическогодействия.//Производство и приложение на химические добавки в строительстве. Сборник тезисов НТК. София 1984. с. 96-98

39. Калашников В.И. Учёт реологических изменений бетонных смесей с суперпластификаторами.// Материалы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону (Ташкент 1983), Пенза 1983 с. 7-10.

40. Калашников В Л, Иванов И А. Особенности реологических изменений цементных композиций под действием ионностабилизирующих пластификаторов// Сборник трудов "Технологическая механика бетона" Рига РПИ, 1984 с. 103-118.

41. Калашников В.И., Иванов И.А. Роль процедурных факторов и реологических показателей дисперсных композиций.// Технологическая механика бетона. Рига РПИ, 1986. с. 101-111.

42. Калашников В.И., Иванов И.А., О структурно-реологическом состоянии предельно разжиженных высококонцентрированных дисперсных систем.// Труды IV Национальной конференции по механике и технологии композиционных материалов. БАН, София. 1985.

43. Калашников В.И., Калашников С.В. К теории " твердения композиционных цементных вяжущих.// Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» Т.З. Изд. Мордовского гос. университета, 2004. С. 119-123.

44. Калашников В.И., Калашников С.В. К теории твердения композиционных цементных вяжущих. Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» Т.З. Изд. Мордовского гос. университета, 2004. С. 119-123.

45. Калашников В.И., Хвастунов B.JI. Москвин Р.Н. Формирование прочности карбонатношлаковых и каустифицированных вяжущих. Монография. Депонирована во ВГУП ВНИИНТПИ, Вып.1,2003,6.1 п.л.

46. Калашников В.И., Хвастунов B.JL, Тарасов Р.В., Комохов П.Г., Стасевич А.В., Кудашов В.Я. Эффективные жаростойкие материалы на основе модифицированного глиношлакового вяжущего// Пенза, 2004,117 с.

47. Калашников С. В. и др. Топология композитных и дисперсно-армированных систем // Материалы МНТК композиционные строительные материалы. Теория и практика. Пенза, ПДЗ, 2005. С. 79-87.

48. Киселёв А.В., Лыгин В.И. Инфракрасные спектры поверхностных соединений.// М.: Наука, 1972,460 с.

49. Коршак В.В. Термостойкие полимеры.// М.: Наука, 1969,410 с.

50. Курбатов Л.Г., Рабинович Ф.Н. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами. // Бетон и железобетон. 1980. Л 3. С. 6-7.

51. Ланкард Д.К., Диккерсон Р.Ф. Железобетон с арматурой из обрезков стальной проволоки// Строительные материалы за рубежом. 1971, №9, с. 2-4.

52. Леонтьев В.Н., Приходько В.А., Андреев В.А. О возможности использования углеродных волокнистых материалов для армирования бетонов// Строительные материалы, 1991. №10. С. 27-28.

53. Лобанов И.А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов // Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: Межвуз. темат. сб. науч. тр. Л: ЛИСИ, 1086. С. 5-10.

54. Маилян ДР., Шилов Ал.В., Джаварбек R Влияние фибрового армирования базальтовым волокном на свойства легкого и тяжелого бетонов // Новые исследования бетона и железобетона. Ростов-на-Дону, 1997. С. 7-12.

55. Маилян Л.Р., Шилов А.В. Изгибаемые керамзитофиброжелезо-бетонные элементы на грубом базальтовом волокне. Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2001. - 174 с.

56. Маилян Р.Л., Маилян Л.Р., Осипов К.М. и др. Рекомендации по проектированию железобетонных конструкций из керамзитобетона с фибровым армированием базальтовым волокном / Ростов-на-Дону, 1996. -14 с.

57. Минералогическая энциклопедия / Перевод с англ. Л. Недра,1985. с. 206-210.

58. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. М.; Стройиздат, 1971, 311с.

59. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф., Физика почвы. М. Наука. 1967,167с.

60. Несветаев Г. В., Тимонов С.К. Усадочные деформации бетона. 5-ые Академические чтения РААСН. Воронеж, ВГАСУ, 1999. с. 312-315.

61. Пащенко А.А., Сербии В.П. Армирование цементного камня минеральным волокном Киев, УкрНИИНТИ - 1970 - 45 с.

62. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие" вещества. Киев. Вища школа, 1975,441 с.

63. Полак А.Ф. Твердение минеральных вяжущих веществ. М.; Издательство литературы по строительству, 1966,207 с.

64. Попкова A.M. Конструкции зданий и сооружений из высокопрочного бетона // Серия строительных конструкций // Обзорная информация. Вып. 5. М.: ВНИИНТПИ Госстроя СССР, 1990 77 с.

65. Пухаренко, Ю.В. Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов: дис. док. техн. наук: Санкт Петербург, 2004. с. 100-106.

66. Рабинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами: Обзор ВНИИЭСМ. М., 1976. - 73 с.

67. Рабинович Ф.Н Дисперсноармированные бетоны. М., Стройиздат: 1989.-177 с.

68. Рабинович Ф.Н. Некоторые вопросы дисперсного армирования бетонных материалов стекловолокном // Дисперсно-армированные бетоны и конструкции из них: Тезисы докл. Республ. совещан. Рига,1 975. - С. 68-72.

69. Рабинович Ф.Н. Об оптимальном армировании сталефибробетонных конструкций // Бетон и железобетон. 1986. № 3. С. 17-19.

70. Рабинович Ф.Н. Об уровнях дисперсного армирования бетонов. // Строительство и архитектура: Изв. вузов. 1981. № 11. С. 30-36.

71. Рабинович Ф.Н. Применение фиброармированных бетонов в конструкциях промзданий // Фибробетон и его применение в строительстве: Труды НИИЖБ. М., 1979. - С. 27-38.

72. Рабинович Ф.Н., Курбатов Л.Г. Применение сталефибробетона в конструкциях инженерных сооружений // Бетон и железобетон. 1984.-№12.-С. 22-25.

73. Рабинович Ф.Н., Романов В.П. О пределе трещиностойкости мелкозернистого бетона, армированного стальными фибрами // Механикакомпозитных материалов. 1985. №2. С. 277-283.

74. Рабинович Ф.Н., Черномаз А.П., Курбатов Л.Г. Монолитные днища резервуаров из сталефибробетона//Бетон и железобетон. -1981. №10. С. 24-25.

76. Соломатов В.И., Выроюй В.Н. и др. Композиционные строительные материалы и конструкции пониженной материалоёмкости.// Киев, Будивельник, 1991,144 с.

77. Сталефибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы» Вып. 7 ВНИИНТПИ. Москва. - 1990.

78. Стеклофибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы». Вып.5. ВНИИНТПИ.

79. Стрелков М.И. Изменение истинного состава жидкой фазы при твердении вяжущих веществ и механизмы их твердения // Труды совещания по химии цемента. М.; Промстройиздат, 1956, С. 183-200.

80. Сычева Л.И., Воловика А.В. Материалы, армированные волокном / Перевод изд.: Fibrereinforced materials. -М.: Стройиздат, 1982. 180 с.

81. Торопов Н.А. Химия силикатов и окислов. Л.;Наука, 1974,440с.

82. Третьяков Н.Е., Филимонов В.Н. Кинетика и катализУ/ Т.: 1972, №3,815-817 с.

83. Фадель И.М. Интенсивная раздельная технология бетона, наполненного базальтом.// Автореферат дис. к.т.н. М, 1993,22 с.

84. Фибробетон в Японии. Экспресс-информация. Строительные конструкции», М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1983. 26 с.

85. Филимонов В.Н. Спектроскопия фотопревращений в молекулах.//Л.: 1977, с. 213-228.

86. Хун ДЛ. Свойства бетонов, содержащих микрокремнезём и углеродное волокно, обработанное силанами // Экспрес- информация. Вып.№1.2001. С.33-37.

87. Цыганенко А.А., Хоменя А.В., Филимонов В.Н. Адсорбция и адсорбенты.//1976, вып. 4, с. 86-91.

88. Шварцман А.А., Томилин И.А. Успехи химии//1957, Т. 23 №5, с. 554-567.

89. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе (под общей редакцией В.Д. Глуховского). Ташкент, Узбекистан, 1980,483 с.

90. Юрген Шуберт, Калашников С.В. Топология смешанных вяжущих и механизм их твердения // Сб. Статей МНТК Новые энерго и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов. Пенза, ПДЗ, 2005. с. 208-214.

91. Balaguru P., Najm. High-performance fiber-reinforced mixture with fiber volume fraction//ACI Materials Journal.-2004.-Vol. 101, №4.- p. 281-286.

92. Batson G.B. State-the-Art Reportion Fiber Reinforced Concrete. Reported by ASY Committee 544. «ACY Journal». 1973,-70,-№ 11,-p. 729-744.

93. Bindiganavile V., Banthia N., Aarup В/ Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite. // ACI Materials Journal. 2002. - Vol. 99, №6. - P.543-548.

94. Bindiganavile V., Banthia., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement compsite // ACJ Materials Journal. 2002 - Vol. 99, № 6.

95. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.//Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10, s 1-15.

96. Brameschuber W., Schubert P. Neue Entwicklungen bei Beton und Mauerwerk.// Oster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft., s. 199-220.

97. Dallaire E., Bonnean O., Lachemi M., Aitsin P.-C. Mechanical Behavior of Consined Reactive Powder Concrete.// American Societe of Givil Eagineers Materials Engineering Coufernce. Washington. DC. November 1996, Vol. 1, p.555-563.

98. Frank D., Friedemann K., Schmidt D. Optimisierung der Mischung sowie Verifizirung der Eigenschaften Saueresistente Hochleistungbetone.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003.№ 3. S.30-38.

99. Grube P., Lemmer C., Riihl M Vom Gussbeton zum Selbstvendichtenden Beton. s. 243-249.

100. Kleingelhofer P. Neue Betonverflissiger auf Basis Policarboxilat.// Proc. 13. Jbasil Weimar 1997, Bd. 1, s 491-495.

101. Muller C., Sehroder P. Schlif3e P., Hochleistungbeton mit Steinkohlenflugasche. Essen VGB Fechmische Vereinigung Bundesveband Kraftwerksnelenprodukte.// E.V., 1998-Jn: Flugasche in Beton, VGB/BVK-Faschaugung. 01 Dezember 1998, Vortag 4,25 seiten.

102. Richard P., Cheurezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Skientific Division Bougies.// Cement and Concrete Research, Vol. 25. No. 7, pp. 1501-1511,1995.

103. Richard P., Cheurezy M. Reactive Powder Concrete with Heigh Ducttility and 200-800 MPa Compressive Strength.// AGJ SPJ 144-22, p. 507-518,1994.

104. Romualdy J.R., Mandel J.A. Tensile strength of Concrete Affected by Uniformly Distributed and Glosely Spaced Lengths of Wire Reinforcement «ACY Journal». 1964, - 61, - № 6, - p. 675-670.

105. Schachinger J., Schubert J., Stengel Т., Schmidt PC, Hilbig H., Heinz DЛ Ultrahochfester Beton-Bereit fur die Anwendung? Schriftenzeihe Baustoffe.// FestSchrift zum 60. Geburgstag Von Prof.-Dr. Jng. Peter Schliessl. Heft. 2003, s. 189-198.

106. Schmidt M. Bornemann R. Moglichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1, s 1083-1091.

107. Schmidt M. Jahre Entwicklung bei Zement, Zusatsmittel und Beton. Ceitzum Baustoffe und Materialpriifung. Schriftenreihe Baustoffe.// Fest-schrift zum 60. Geburgstag von Prof. Dr.-Jng. Peter Schiesse. Heft 2.2003 s 189-198.

108. SchmidM,FenlingE.Utntax;hf^

109. Schmidt M., Fenling E., Teichmann Т., Bunjek K., Bornemann R. Ultrahochfester Beton: Perspective fur die Betonfertigteil Industrie.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003.№ 39.16.29.

110. Scnachinger J, Schuberrt J, Stengel T, Schmidt K, Heinz D, Ultrahochfester Beton Bereit Fur die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe. Fest - schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr.-ing. Peter Schliessl. Heft 2.2003, C.267-276.

111. Scnachinger J., Schubert J., Stengel Т., Schmidt K., Heinz D. Ultrahochfester Beton Bereit Fur die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe.// Fest - schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. - ing. Peter Schlissl. Heft 2.2003, C.267-276.

112. Stark J., Wicht B. Geschichtleiche Entwichlung der ihr Beitzag zur Entwichlung der Betobbauweise.// Oster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft., 142.1997. H.9.125. Taylor //MDF.

113. Wirang-Steel Fibraus Concrete.//Concrete construction. 1972,16 ,№l,s. 18-21.

114. Bindiganavill V., Banthia N., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite //ASJ Materials Journal. -2002.-Vol. 99, №6.-p. 543-548.

115. Balaguru P., Nairn H., High-performance fiber-reinforced concrete mixture proportion with high fiber volume fractions // ASJ Materials Journal. 2004,-Vol. 101,№4.-p. 281-286.

116. Kessler H., Kugelmodell fur Ausfallkormengen dichter Betone. Betonwetk + Festigteil-Technik, Heft 11, S. 63-76,1994.

117. Bonneau O., Lachemi M., DallaireE., Dugat J.,Aitcin P.-C. Mechanical ProPerties and Durability of Two Industrial Reactive Powder Cohcrete // ASJ Materials Journal V.94. No.4, S.286-290. Juli-August, 1997.

118. De Larrard F., Sedran Th. Optimization of ultrahigh-performance concrete by the use of a packing model. Cem. Concrete Res., Vol.24 (6). S. 997-1008,1994.

119. Richard P., Cheurezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Cem. Coner.Res.Vol.25. No.7, S.1501-1511,1995.

120. Bornemann R., Sehmidt M., Fehling E., Middendorf B. Ultra Hachleistungsbeton UHPC - Herstellung, Eigenschaften und Anwendungsmoglichkeiten. Sonderdruck aus; Beton und stahlbetonbau 96, H.7. S.458-467,2001.

121. Bonneav O., Vernet Ch., Moranville M. Optimization of the Reological Behavior of Reactive Powder Coucrete (RPC).Tagungsband International Simposium of High-Performance and Reactive Powder Concretes. Shebroke, Canada, August, 1998. S.99-118.

122. Aitcin P., Richard P. The Pedestrian /Bikeway Bridge of scherbooke. 4-th International Simposium on Utilization of High-strength/ High-Performance, Paris. S. 1999-1406,1996.

123. De Larrard F., Grosse J.F., Puch C. Comparative study of Various Silica Fumes as Additives in High-Performance Cementious Materials. Materials and Structuctures, RJLEM, Vol.25, S. 25-272,1992.

124. Richard P. Cheyrezy М.Н. Reactive Powder Concretes with High Ductility and 200-800 MPa Compressive Strength. ACI, SPI 144-24, S. 507-518,1994.

125. Berelli G., Dugat I., Bekaert A. The Use of RPC in Gross-Flow Cooling Towers, International Simposium on High-Performance and Reactive Powder Concretes, Sherbrooke, Canada, S. 59-73,1993.

126. De Larrard F., Sedran T. Mixture-Proportioning of High-Performance Concrete. Cem. Concr. Res. Vol. 32, S. 1699-1704,2002.

127. Dugat J., Roux N., Bernier G. Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes. Materials and Structures, Vol. 29, S. 233-240, 1996.

128. Bornemann R., Schmidt M. The Role of Powders in Concrete: Proceedings of the 6-th International Simposium on Utilization of High Strength/High Performance Concrete. S. 863-872,2002.

129. Richard P. Reactive Powder Concrete: A New Ultra- High Cementitius Material. 4-th Internanional Symposium on Utilization of High-Strength/ High-Performance Concrete, Paris, 1996.

130. Uzawa, M; Masuda, T; Shirai, K; Shimoyama, Y; Tanaka, V: Fresh Properties and Strength of Reactive Powder Composite Material (Ductal). Proceedings of the est fib congress, 2002.

131. Vernet, Ch; Moranville, M; Cheyrezy, M; Prat, E: Ultra-High Durability Concretes, Chemistry and Microstructure. HPC Symposium, Hong- Kong, Dezember 2000.

132. Cheyrezy, M; Maret, V; Frouin, L: Microstructural Analysis of RPC (Reactive Powder Concrete). Cem.Coner.Res.Vol.25, No. 7, S. 1491-1500,1995. ,

133. Bouygues Fa: Juforniationsbroschure zum betons de Poudres Reactives, 1996.

134. Reineck. K-H., Lichtenfels A., Greiner. St. Seasonal storage of solare"of energy in hot-Water tanks made out high performance concrete. 6 th International Symposium on high Strength/High Performance. Leipzig, June, 2002.

135. Бабков B.B., Комохов П.Г. и др. Объёмные изменения в реакциях гидратации и перекристаллизации минеральных вяжущих веществ / Наука и техника, -2003, №7

136. Бабков В.В., Полок А.Ф., Комохов П.Г. Аспекты долговечности цементного камня / Цемент-1988-№3 с 14-16.

137. Александровский С.В. Некоторые особенности усадки бетона и железобетона, 1959 №10 с 8-10.

138. Шейкин А.В. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М: Стройиздат 1974,191 с.

139. Шейкин А.В., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М: Стройиздат, 1979. 333 с.

140. Цилосани З.Н. Усадка и ползучесть бетона. Тбилиси: Изд-во АН Груз. ССР, 1963. с 173.

141. Берг О.Я., Щербаков Ю.Н., Писанко Т.Н. Высокопрочный бетон. М: Стройиздат. 1971. с 208.i?6

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

СУХИЕ РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЕ БЕТОННЫЕ СМЕСИ –

НОВЫЕ ВИДЫ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ СОЗДАНИЯ

РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ БЕТОНОВ

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства. Россия

Реакционно-порошковые бетоны (РПБ) нового поколения – это специфические бетоны будущего, не имеющие в своем составе крупно-зернистых и кусковых заполнителей. Это отличает их и от мелкозернистых (песчаных) и щебеночных бетонов. Зерновой состав тонкозернистой песчаной фракции очень узок и находится в пределах 0,1-0,6 мм. Удельная поверхность такого песка (П) не превышает 400 см2/г. Средняя удельная поверхность тонкодисперсной фракции, состоящей из портландцемента (Ц), каменной муки (КМ) и микрокремнезема (МК), и являющейся реологической матрицей РПБ, находится в пределах см2/г . Высокая дисперсность является основой протекания адсорбционных процессов суперпластификаторов (СП) и кардинального снижения вязкости и предела текучести при минимуме воды. Бетонные смеси для таких бетонов саморастекаются при содержании воды 10-11% от массы сухих компонентов. В стесненных условиях реализуются контактные взаимодействия между частицами компонентов через тончайшие прослойки воды. В тонких прослойках воды интенсивно протекают реакции гидратации, гидролиза цементных минералов и взаимодействия гидролизной извести (портландита) с микрокремнеземом и тончайшими частицами кремнеземсодержащих горных пород.

В связи с тем, что в порошковых бетонах объемная концентрация цемента составляет 22-25%, то частицы цемента, в соответствии с предложенной ранее формулой , не контактируют между собой, а разделены наноразмерными частицами микрокремнезема, микрометрическими частицами молотого песка и тонкозернистого песка. В таких условиях, в отличие от обычных песчанистых и щебеночных бетонов, топохимический механизм отвердевания уступает сквозьрастворному, ионно-диффузионному механизму твердения. Это убедительно подтверждено нами на простых, но оригинальных экспериментах контроля твердения композиционных систем, состоящих из малых количеств грубомолотых клинкеров и гранулированных шлаков и значительного количества высокодисперсного мрамора при 10-12% воды. В порошковых бетонах частицы цемента разделены частицами микрокремнезема и каменной муки. Благодаря тончайшим оболочкам воды на поверхностях частиц процессы твердения порошковых бетонов протекают очень быстро. Суточная прочность их достигает 40-60 МПа.

Оценим усредненную толщину водных манжет на дисперсных частицах реакционно-порошкового бетона и сравним ее с манжетами на частицах цемента. Примем усредненную удельную поверхность цемента 3000 см2/г, каменной муки – 3800 см2/г, микрокремнезема – 3000 см2/г. Состав дисперсной части РПБ: Ц – 700 кг; КМ – 350 кг; МК – 110 кг. Тогда расчетная удельная поверхность дисперсной части порошкового бетона составит 5800 см2/г. Реакционно-порошковые бетонные смеси с гиперпластификаторами (ГП) приобретают гравитационную растекаемость при В/Т = 0,1. Цементная суспензия с ГП растекается под действием собственного веса при В/Ц = 0,24.

Тогда, усредненная толщина слоя воды, распределенная на поверхности частиц, составляет:

Таким образом, саморастекаемость цементной суспензии обеспечивается почти при пятикратном увеличении прослойки воды по сравнению с РПБ-смесью. Высокая текучесть реакционно-порошковых бетонных смесей обязана строго подобранной гранулометрии реологически-активным тонкодисперсным компонентам в суспензиях с суперпластификатором. Содержание тонкозернистого песка фракции 0,14-0,63 мм (средний размер 0,38 мм), должно быт таким, чтобы расстояние между частицами его было в пределах 55-65 мкм . По данным зарубежных исследователей De Larrard и F. Sedran толщина реологической прослойки (для песков с d = 0,125-0,40) варьирует от 48 до 88 мкм . При таких прослойках, определенный нами предел текучести, составляет 5-8 Па.

Дисперсная часть реакционно-порошкового бетона, состоящая из портландцемента, каменной муки и МК, ответственная за высокую гравитационную текучесть, обладает чрезвычайно высокой водопотребностью без добавки СП. При составе с соотношением ПЦ:КМ:МК как 1:0,5:0,1 гравитационное течение реализуется при водотвердом отношении, равном 0,72-0,76 в зависимости от вида МК. Наибольшей водопотребностью из трех исследованных микрокремнеземов – Челябинского, Новокузнецкого и Братского обладает последний. Его суспензия с водой начинает растекаться при содержании воды 110% к массе МК. Поэтому присутствие всего лишь 10% Братского МК повышает водопотребность смеси цемента и молотого песка с 34 до 76%. Введение суперпластификатора Melflux 1641 F снижает водосодержание дисперсной системы Ц+КМ+МК с 76 до 20% при сохранении текучести. Таким образом, водоредуцирующий эффект составляет 3,8 и достигает практически четырехкратного снижения расхода воды. При этом необходимо отметить, что ни один из исследованных микрокремнеземов не диспергируется в воде, а суспензии их не разжижаются любыми олигомерными суперпластификаторами первого поколения (С-3, Melment, Wiskoment и др.), ни полимерными гиперпластификаторами второго и третьего поколения (Sikа Viso Crete, Melflux 1641 F, Melflux 2641 F). Лишь в присутствии цемента МК становится реалогически-активным компонентом. Механизм такого превращения, связанный с перезарядкой отрицательно-заряженных поверхностей минеральных частиц катионом кальция гидролизной извести, был выявлен нами в 1980 г. Именно наличие ПЦ в присутствии СП превращает водно-цементно-песчаную суспензию с МК в маловязкую и агрегативно-устойчивую систему.

Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси (СРПБС), предназначенные для получения бесщебеночных самоуплотняющихся бетонов для монолитного и сборного строительства, могут стать новым, основным видом композиционного вяжущего для производства многих видов бетонов (рисунок). Высокая текучесть реакционно-порошковых бетонных смесей позволяет дополнительно наполнять их щебнем с сохранением текучести и использовать их для самоуплотняющихся высокопрочных бетонов; при наполнении песком и щебнем – для вибрационных технологий формования, вибропрессования и каландрования. При этом бетоны, полученные по технологиям вибрационного и вибросилового уплотнения, могут иметь более высокую прочность, чем у литых бетонов. При более высокой степени получаются бетоны общестроительного назначения классов В20-В40.

Рис. 1 Основные сферы применения сухих

реакционно-порошковых бетонных смесей

Можно с уверенностью утверждать, что в будущем цементное вяжущее будет заменяться на сухое реакционно-порошковое вяжущее (СРПВ) исходя из следующих позитивных факторов:

1. Чрезвычайно-высокой прочности РПВ, достигающей 120-160 МПа., существенно превышающей прочность суперпластифицированного портландцемента за счет превращения «балластной » извести в цементирующие гидросиликаты.

2. Многофункциональности физико-технических свойств бетонов при введении в него коротких дисперсных стальных волокон: низкое водопоглощение (менее 1%), высокая морозостойкость (более 1000 циклов), высокая прочность на осевое растяжение (10-15 МПа) и на растяжение при изгибе (40-50 МПа), высокая ударная прочность, высокая стойкость к карбонатной и сульфатной коррозии и т. п.;

3. Высоких технико-экономических показателей производства СРПБ на цементных заводах, располагающих комплексом оборудования: сушильного, помольного, гомогенизационного и т. п.;

4. Широкой распространенности кварцевого песка во многих регионах земного шара, а также каменной муки от технологии обогащения черных и цветных металлов методами магнитной сепарации и флотации;

5. Огромных запасов отсевов камнедробления при комплексной переработке их в мелкозернистый щебень и каменную муку;

6. Возможности использования технологии совместного помола реакционного наполнителя, цемента и суперпластификатора;

7. Возможности использования СРПБ для изготовления высокопрочных, особовысокопрочных щебеночных и песчанистых бетонов нового поколения, а также бетонов общестроительного назначения путем варьирования соотношением заполнителя и вяжущего;

8. Возможности получения высокопрочных легких бетонов на невпитывающих воду микростекло - и микрозолосферах с реализацией высокой прочности реакционно-порошковой связки;

9. Возможности изготовления высокопрочного клея и связок для ремонтных работ .

Коллектив кафедры «Технология бетонов, керамики и вяжущих» не в состоянии своими силами развивать все направления, указанные на рисунке, вследствие отсутствия необходимых условий, отсутствия современного оборудования и приборов, финансирования важнейших работ, в том числе, перспективных. Судя по публикациям в России, практически, не занимаются разработкой особовысокопрочных реакционно-порошковых бетонов классов В 120, В 140. Большое количество публикаций посвящено совершенствованию бетонов общестроительного назначения с целью экономии цемента на 10-20 % с сохранение той же прочности.

За последние пять лет появились публикации, посвященные разработке бетонов классов В 60-В 100 с применением органо-минеральных добавок без использования значительных количеств реологически - и реакционно-активной каменной муки (дисперсных наполнителей) для увеличения объема реологической матрицы и для усиления действия суперпластификаторов и гиперпластификаторов нового поколения. А без нее невозможно изготовить самоуплотняющиеся бетонные смеси с расплывом стандартного конуса 70-80 см. Что касается использования нанотехнологий, то она не в состоянии радикально изменить несовершенную, чрезвычайно дефектную структуру бетонов классов В30-В40. Поэтому достигнуть высокой прочности равной 150-200 МПа за счет нанотехнологий, вряд ли удастся в ближайшее 10-15 лет. Необходимо использовать то, что лежит на «поверхности», то что достигнуто тремя революционными этапами в химии и механике бетона на эволюционном пути развития технологии его. Нанотехнологии будут необходимы для совершенствования малодефектной структуры высокопрочных бетонов с повышением прочности свыше 200-250 МПа.

Будущее бетонов связано с использованием каменной муки, ибо, только высокая текучесть смешанной цементно-дисперсной матрицы, имеющей 2-3-х кратный водоредуцирующий эффект, позволяет достичь (при оптимальной структуре бетонов) «высокой» реологии, а через нее высокой плотности и прочности бетонов. Именно, через рациональную реологию бетонных смесей необходимо следовать в будущее бетонов, через создание реологических матриц первого и второго рода, за счет кардинального изменения рецептуры и структуры пластифицированной бетонной смеси . Основные принципы создания таких бетонов и расчет состава их принципиально отличаются от традиционных бетонов плотных упаковок и самоуплотняющихся пластифицированных бетонов с органо-минеральными добавками.

Литература

1. , Калашников высокопрочные бетоны нового поколения // Популярное бетоноведение. Санкт-Петербург, №2 (16), 2007. С. 44-49.

2. Калашников реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения. Сборник статей Международной научно-практической конференции «Композиционные строительные материалы . Теория и практика». Пенза. Приволжский дом знаний, 2007. С. 9-18.

3. , К теории твердения композиционных цементных вяжущих. Материалы Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства». Саранск, МГУ, 2004. С. 119-124.

4. De Larrard, F. Sedran. Optimization of ultrahight-performance concrete by the use of a packing model. Cem Concrete Res. – Vol., 1994. – S. .

5 Калашников рациональную реологию в будущее бетонов. Часть 1. Виды реологических матриц в бетонной смеси, стратегия повышения прочности бетона и экономия его в конструкциях // Технология бетонов, №5, 2007. С.8-10.

6 Калашников рациональную реологию в будущее бетонов. Часть 2. Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения//Технология бетонов, №6, 2007. С.8-11.

7 Калашников рациональную реологию в будущее бетонов. Часть 3. От высокопрочных и особовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего // Технологии бетонов, №1, 2008. С.22-26

8 Калашников принципы создания высокопрочных и особовысокопрочных бетонов// Популярное бетоноведение. Санкт-Петербург. №3, 2008. С.20-22.

9 Калашников составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов // Строительные материалы, №10, 2008. С.4-6.

01.06.2008 16:51:57

В статье описываются свойства и возможности высокопрочных порошковых бетонов, а также области и технологии их применения.

Высокие темпы строительства жилых и промышленных зданий с новыми и уникальными архитектурными формами и особенно специальных особо нагруженных сооружений (таких, как большепролетные мосты, небоскребы, морские нефтяные платформы, резервуары для хранения газов и жидкостей под давлением и др.) потребовали разработки новых эффективных бетонов. Значительный прогресс в этом особо отмечается с конца 80-х годов прошлого столетия. Современные высококачественные бетоны (ВКБ) классификационно сочетают в себе большой спектр бетонов различного назначения: высокопрочные и ультра высокопрочные бетоны [см. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.// Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10; Schmidt M. Bornemann R. M?glichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1], самоуплотняющиеся бетоны , высоко коррозионностойкие бетоны. Эти виды бетонов удовлетворяют высоким требованиям по прочности на сжатие и растяжение, трещиностойкости, ударной вязкости, износостойкости, коррозионной стойкости, морозостойкости.

Безусловно, переходу на новые виды бетонов способствовали, во-первых, революционные достижения в области пластифицирования бетонных и растворных смесей, а во-вторых, появление наиболее активных пуццолановых добавок – микрокремнеземов, дегидратированных каолинов и высокодисперсных зол. Сочетания суперпластификаторов и особенно экологически чистых гиперпластификторов на поликарбоксилатной, полиакрилатной и полигликолиевой основе позволяют получать сверхтекучие цементно-минеральные дисперсные системы и бетонные смеси. Благодаря этим достижениям количество компонентов в бетоне с химическими добавками достигло 6–8, водоцементное отношение снизилось до 0,24–0,28 при сохранении пластичности, характеризующейся осадкой конуса 4–10 см. В самоуплотняющихся бетонах (Selbstverdichtender Beton-SVB) с добавкой каменной муки (КМ) или без нее, но с добавкой МК в высокоработоспособных бетонах (Ultrahochfester Beton, Ultra hochleistung Beton) на гиперпластификаторах в отличие от литых на традиционных СП совершенная текучесть бетонных смесей сочетается с низкой седиментацией и самоуплотнением при самопроизвольном удалении воздуха.

«Высокая» реология при значительном водопонижении в суперпластифицированных бетонных смесях обеспечивается жидкотекучей реологической матрицей, которая имеет различные масштабные уровни структурных элементов, составляющих ее. В щебеночных бетонах для щебня реологической матрицей на различном микро-мезоуровне служит цементно-песчаный раствор. В пластифицированных бетонных смесях для высокопрочных бетонов для щебня как макроструктурного элемента реологической матрицей, доля которой должна быть значительно выше, чем в обычных бетонах, является более сложная дисперсия, состоящая из песка, цемента, каменной муки, микрокремнезема и воды. В свою очередь для песка в обычных бетонных смесях реологической матрицей на микроуровне является цементно-водная паста, увеличить долю которой для обеспечения текучести можно за счет увеличения количества цемента. Но это, с одной стороны, неэкономично (особенно для бетонов классов В10 – В30), с другой – как это ни парадоксально, суперпластификаторы являются плохими водоредуцирующими добавками для портландцемента, хотя все они создавались и создаются для него. Практически все суперпластификаторы, как было показано нами, начиная с 1979 г., «работают» значительно лучше на многих минеральных порошках или на смеси их с цементом [см. Калашников В. И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: Диссертация в форме научного доклада на соискание степени докт. техн. наук. – Воронеж, 1996], чем на чистом цементе. Цемент – нестабильная в воде, гидратирующаяся система, образующая коллоидные частицы сразу же после контакта с водой и быстро загустевающая. А коллоидные частицы в воде трудно диспергировать суперпластификаторами. Примером являются глинистые суспензии слабо поддающиеся суперразжижению.

Таким образом, напрашивается вывод: к цементу надо добавлять каменную муку, и она увеличит не только реологическое воздействие СП на смесь, но и долю самой реологической матрицы. В результате появляется возможность значительно снизить количество воды, повысить плотность и увеличить прочность бетона. Добавление каменной муки практически будет равносильно увеличению цемента (если водоредуцирующие эффекты будут значительно выше, чем при добавлении цемента).

Важно здесь акцентировать внимание не на замене части цемента каменной мукой, а добавлении ее (причем значительной доли – 40–60 %) к портландцементу. Исходя из полиструктурной теории в 1985–2000 гг. все работы по изменению полиструктуры преследовали цель замены на 30–50 % портландцемента минеральными наполнителями для экономии его в бетонах [см. Соломатов В. И., Выровой В. Н. и др. Композиционные строительные материалы и конструкции пониженной материалоемкости. – Киев: Будивельник, 1991; Аганин С. П. Бетоны низкой водопотребности с модифицированным кварцевым наполнителем: Автореферат на соискание уч. степени канд. техн. наук. – М, 1996; Фадель И. М. Интенсивная раздельная технология бетона, наполненного базальтом: Автореферат дис. канд. техн. наук – М, 1993]. Стратегия экономии портландцементов в бетонах той же прочности уступит место стратегии экономии бетона с в 2–3 раза более высокой прочностью не только при сжатии, но и при изгибном и осевом растяжении, при ударе. Экономия бетона в более ажурных конструкциях даст более высокий экономический эффект, чем экономия цемента.

Рассматривая составы реологических матриц на различных масштабных уровнях, устанавливаем, что для песка в высокопрочных бетонах реологической матрицей на микроуровне является сложная смесь цемента, муки, кремнезема, суперпластификатора и воды. В свою очередь для высокопрочных бетонов с микрокремнеземом для смеси цемента и каменной муки (равной дисперсности) как структурных элементов появляется еще одна реологическая матрица с меньшим масштабным уровнем – смесь микрокремнезема, воды и суперпластификатора.

Для щебеночных бетонов эти масштабы структурных элементов реологических матриц соответствуют масштабам оптимальной гранулометрии сухих компонентов бетона для получения высокой плотности его.

Таким образом, добавление каменной муки выполняет как структурно-реологическую функцию, так и матрично-наполняющую. Для высокопрочных бетонов не менее важна реакционно-химическая функция каменной муки, которую с более высоким эффектом выполняют реакционно-активные микрокремнезем и микродегидратированный каолин.

Максимальные реологические и водоредуцирующие эффекты, обусловленные адсорбцией СП на поверхности твердой фазы, генетически свойственны тонкодисперсным системам с высокой поверхностью раздела.

Таблица 1.

Реологическое и водоредуцирующее действие СП в водноминеральных системах

Вид дисперсного порошка и пластификатора	Дозировка СП,%
СаСО3 (Mg 150)
ВаСО3 (Melment)

Ca(OH)2 (ЛСТ)

Цемент ПО «Вольскцемент» (С-3)
Опока Пензенского месторождения (С-3)
Молотое стекло ТФ10 (С-3)

Из таблицы 1 видно, что в портландцементных литьевых суспензиях с СП водоредуцирующее действие последнего в 1,5–7,0 раз (sic!) выше, чем в минеральных порошках. Для горных пород это превышение может достигать 2–3 раз.

Таким образом, сочетание гиперпластификаторов с микрокремнеземом, каменной мукой или золой позволили поднять уровень прочности на сжатие до 130–150, а в некоторых случаях – до 180–200 МПа и более. Однако значительное повышение прочности ведет к интенсивному возрастанию хрупкости и понижению коэффициента Пуассона до 0,14–0,17, что приводит к риску внезапного разрушения конструкций при чрезвычайных происшествиях. Избавление от этого негативного свойства бетона осуществляется не cтолько армированием последнего стержневой арматурой, сколько комбинацией стержневой арматурой с введением волокон из полимеров, стекла и стали.

Основы пластифицирования и водоредуцирования минеральных и цементных дисперсных систем были сформулированы в докторской диссертации Калашникова В.И. [см. Калашников В. И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: Диссертация в форме научного доклада на соискание степени докт. техн. наук. – Воронеж, 1996] в 1996 г. на основе ранее выполненных работ в период с 1979 по 1996 гг. [Калашников В. И., Иванов И. А. О структурно-реологическом состоянии предельно разжиженных высококонцентрированных дисперсных систем. // Труды IV Национальной конференции по механике и технологии композиционных материалов. – София: БАН, 1985; Иванов И. А., Калашников В. И. Эффективность пластифицирования минеральных дисперсных композиций в зависимости от концентрации в них твердой фазы. // Реология бетонных смесей и ее технологические задачи. Тез. доклад III Всесоюзного симпозиума. – Рига. – РПИ, 1979; Калашников В. И., Иванов И. А. О характере пластифицирования минеральных дисперсных композиций в зависимости от концентрации в них твердой фазы.// Механика и технология композиционных материалов. Материалы II Национальной конференции. – София: БАН, 1979; Калашников В. И. О реакции различных минеральных композиций на нафталин-сульфокислотные суперпластификаторы и влияние на нее быстрорастворимых щелочей. // Механика и технология композиционных материалов. Материалы III Национальной конференции с участием зарубежных представителей. – София: БАН, 1982; Калашников В. И. Учет реологических изменений бетонных смесей с суперпластификаторами. // Материалы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону (Ташкент, 1983). – Пенза. – 1983; Калашников В. И., Иванов И. А. Особенности реологических изменений цементных композиций под действием ионностабилизирующих пластификаторов. // Сборник трудов «Технологическая механика бетона». – Рига: РПИ, 1984]. Это и перспективы направленного использования максимально высокой водоредуцирующей активности СП в тонкодисперсных системах, особенности количественных реологических и структурно-механических изменений суперпластифицированных систем, заключающиеся в лавинообразном переходе их от твердофазного к жидкотекучему состояниям при супермалом добавлении воды. Это разработанные критерии гравитационной растекаемости и послетиксотропного ресурса течения высокодисперсных пластифицированных систем (под действием собственного веса) и самопроизвольного выравнивания дневной поверхности. Это выдвинутая концепция предельного концентрирования цементных систем тонкодисперсными порошками из пород осадочного, магматического и метаморфического происхождения, селективных по уровням высокого водоредуцирования к СП. Наиболее важные результаты, полученные в этих работах, состоят в возможности 5–15 кратного снижения расхода воды в дисперсиях при сохранении гравитационной растекаемости. Было показано, что совмещением реологически активных порошков с цементом можно усилить действие СП и получать высокоплотные отливки. Именно эти принципы реализованы в реакционно-порошковых бетонах с повышением плотности и прочности их (Reaktionspulver beton – RPB или Reactive Powder Concrete – RPC [см. Долгополов Н. Н., Суханов М. А., Ефимов С. Н. Новый тип цемента: структура цементного камня. // Строительные материалы. – 1994. – № 115]). Другим результатом является повышение редуцирующего действия СП с возрастанием дисперсности порошков [см. Калашников В. И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: Диссертация в форме научного доклада на соискание степени докт. техн. наук. – Воронеж, 1996]. Это также используется в порошковых тонкозернистых бетонах путем увеличения доли тонкодисперсных составляющих за счет добавления к цементу микрокремнезема. Новым в теории и практике порошковых бетонов явилось использование мелкого песка фракции 0,1–0,5 мм, что сделало бетон тонкозернистым в отличие от обычного песчаного на песке фракции 0–5 мм. Проведенный нами расчет средней удельной поверхности дисперсной части порошкового бетона (состав: цемента – 700 кг; тонкого песка фр. 0,125–0,63 мм – 950 кг, базальтовой муки Sуд = 380 м2/кг – 350 кг, микрокремнезема Svд =3200 м2/кг – 140кг) при ее содержании 49 % от общей смеси с тонкозернистых песком фракции 0,125–0,5 мм показывает, что при дисперсности МК Sмк=3000м2/кг средняя поверхность порошковой части составляет Svд=1060м2/кг, а при Sмк=2000 м2/кг – Svд= 785 м2/кг. Именно на таких тонкодисперсных составляющих изготавливаются тонкозернистые реакционно-порошковые бетоны, в которых объемная концентрация твердой фазы без песка достигает 58–64 %, а вместе с песком – 76–77 % и мало уступает концентрации твердой фазы в суперпластифицированных тяжелых бетонах (Cv=0,80–0,85). Однако в щебеночных бетонах объемная концентрация твердой фазы за вычетом щебня и песка значительно ниже, что определяет высокую плотность дисперсной матрицы.

Высокая прочность обеспечивается наличием не только микрокремнезема или дегидратированного каолина, но и реакционно-активного порошка из молотой горной породы. По литературным данным, преимущественно вводится летучая зола, бальтовая, известняковая или кварцевая мука. Широкие возможности в производстве реакционно-активных порошковых бетонов открывались в СССР и России в связи с разработкой и исследованием композиционных вяжущих низкой водопотребности Баженовым Ю. М., Бабаевым Ш. Т., КомаромА. А., Батраковым В. Г. , Долгополовым Н. Н.. Было доказано, что замена цемента в процессе помола ВНВ карбонатной, гранитной, кварцевой мукой до 50 % существенно повышает водоредуцирующий эффект. В/Т-отношение, обеспечивающее гравитационную растекаемость щебеночных бетонов по сравнению с обычным введением СП снижается до 13–15 %, прочность бетона на таком ВНВ-50 достигает 90–100 МПа. По существу, на основе ВНВ, микрокремнезема, мелкого песка и дисперсной арматуры можно получить современные порошковые бетоны.

Дисперсно-армированные порошковые бетоны очень эффективны не только для несущих конструкций с комбинированным армированием предварительно-напряженной арматурой, но и для производства очень тонкостенных, в том числе пространственных архитектурных деталей.

По последним данным, возможно текстильное армирование конструкций. Именно развитие текстильно-волоконного производства (тканевых) объемных каркасов из высокопрочных полимерных и щелочестойких нитей в развитых зарубежных странах явилось мотивацией разработки более 10 лет назад во Франции и Канаде реакционно-порошковых бетонов с СП без крупных заполнителей с особо мелким кварцевым заполнителем, наполненных каменными порошками и микрокремнеземом. Бетонные смеси из таких тонкозернистых смесей растекаются под действием собственного веса, заполняя полностью густую сетчатую структуру тканого каркаса и все сопряжения филигранной формы.

«Высокая» реология порошковых бетонных смесей (ПБС) обеспечивает при содержании воды 10–12 % от массы сухих компонентов предел текучести?0= 5–15 Па, т.е. всего лишь в 5–10 раз выше, чем в масляных красок. При таком?0 для его определения можно использовать миниареометрический метод, разработанный нами в 1995 г. Низкий предел текучести обеспечивается оптимальной толщиной прослойки реологической матрицы. Из рассмотрения топологической структуры ПБС, средняя толщина прослойки Х определяется по формуле:

где – средний диаметр частиц песка; – объемная концентрация.

Для приведенного ниже состава при В/Т = 0,103 толщина прослойки будет 0,056 мм. De Larrard и Sedran установили, что для более мелких песков (d = 0,125–0,4 мм) толщина варьирует от 48 до 88 мкм.

Увеличение прослойки частиц снижает вязкость и предельное напряжение сдвига и увеличивает текучесть. Текучесть может возрастать за счет добавления воды и введения СП. В общем виде влияние воды и СП на изменение вязкости, предельного напряжения сдвига и текучести неоднозначно (рис. 1).

Суперпластификатор понижает вязкость в значительно меньшей степени, чем добавление воды, в то время как понижение предела текучести за счет СП значительно более высокое, чем под влиянием воды.

Рис. 1. Влияние СП и воды на вязкость, предел текучести и текучесть

Основные свойства суперпластифицированных предельно наполненных систем состоят в том, что вязкость может быть достаточно высокой и система может медленно течь, если предел текучести мал. Для обычных систем без СП вязкость может быть малой, но повышенный предел текучести препятствует растеканию их, т.к у них отсутствует послетиксотропный ресурс течения [см. Калашников В. И., Иванов И. А. Особенности реологических изменений цементных композиций под действием ионностабилизирующих пластификаторов. // Сборник трудов «Технологическая механика бетона». – Рига: РПИ, 1984].

Реологические свойства зависят от вида и дозировки СП. Влияние трех видов СП показано на рис. 2. Наиболее эффективным СП является Woerment 794.

Рис. 2 Влияние вида и дозировки СП на?о: 1 – Woerment 794; 2 – С-3; 3 – Melment F 10

При этом менее селективным оказался не отечественный СП С-3, а зарубежный СП на меламиновой основе Мelment F10.

Растекаемость порошковых бетонных смесей чрезвычайно важна при формировании бетонных изделий с уложенными в форму ткаными объемно-сеточными каркасами.

Такие объемные ажурно-тканевые каркасы в форме тавра, двутавра, швеллера и других конфигураций позволяют осуществлять быстрое армирование, заключающееся в установке и фиксации каркаса в форме с последующей заливкой суспензионного бетона, легко проникающего через ячейки каркаса размером 2–5 мм (рис. 3). Тканевые каркасы позволяют радикально повысить трещиностойкость бетона при воздействии знакопеременных колебаний температуры и значительно снизить деформации.

Бетонная смесь должна не только легко проливаться локально через сеточный каркас, но и растекаться при заполнении формы «обратным» проникновением через каркас при увеличении объема смеси в форме. Для оценки текучести использовали порошковые смеси одинакового состава по содержанию сухих компонентов, а растекаемость из конуса (для встряхивающего столика) регулировали количеством СП и (частично) воды. Блокирование растекания осуществляли сеточным кольцом диаметром 175 мм.

Рис. 3 Образец тканевого каркаса

Рис. 4 Расплывы смеси при свободном и блокированном растекании

Сетка имела размер в свету 2,8?2,8 мм при диаметре проволоки 0,3?0,3 мм (рис. 4). Контрольные смеси изготавливались с расплывами 25,0; 26,5; 28,2 и 29,8 см. В результате опытов было установлено, что с повышением текучести смеси отношение диаметров свободного dc и блокированного расплыва dбснижается. На рис. 5 показано изменение dc/dботdc.

Рис. 5 Изменение dc/dб от значения свободного расплыва dc

Как следует из рисунка, разница в расплывах смеси dcи dб исчезает при текучести, характеризуемой свободным расплывом 29,8 см. При dc.= 28,2 расплыв через сетку уменьшается на 5 %. Особенно большое торможение при растекании через сетку испытывает смесь с расплывом 25 см.

В связи с этим при использовании сеточных каркасов с ячейкой 3?3 мм необходимо использовать смеси с расплывом не менее 28–30 см.

Физико-технические свойства дисперсно-армированного порошкового бетона, армированного 1 % по объему стальными волокнами диаметром 0,15 мм и длиной 6 мм, представлены в таблице 2

Таблица 2.

Физико-технические свойства порошкового бетона на вяжущем низкой водопотребности с использованием отечественного СП С-3

Наименование свойств	Единица измерения	Показатели
Плотность
Пористость
Прочность при сжатии
Прочность на растяжение при изгибе
Прочность на осевое растяжение
Модуль упругости
Коэффициент Пуассона

Водопоглощение
Морозостойкость	число циклов

Как свидетельствуют зарубежные данные, при 3 %-ом армировании, прочность при сжатии достигает 180–200 МПа, при осевом растяжении – 8–10МПа. Ударная прочность возрастает более чем десятикратно.

Возможности порошковых бетонов далеко не исчерпаны, учитывая эффективность гидротермальной обработки и влияние ее на увеличение доли тоберморита, и, соответственно, ксонотлита

Была ли полезна информация? да отчасти нет

15444

Реакционно-порошковый бетонРЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЙ БЕТОН
Реакционно-порошковые бетоны (РПБ) нового поколения – это специфические бетоны будущего, не
имеющие в своем составе крупно-зернистых и кусковых заполнителей. Это отличает их и от
мелкозернистых (песчаных) и щебеночных бетонов. Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси
(СРПБС), предназначенные для получения бесщебеночных самоуплотняющихся бетонов для
монолитного и сборного строительства, могут стать новым, основным видом композиционного вяжущего
для производства многих видов бетонов. Высокая текучесть реакционно-порошковых бетонных смесей
позволяет дополнительно наполнять их щебнем с сохранением текучести и использовать их для
самоуплотняющихся высокопрочных бетонов; при наполнении песком и щебнем – для вибрационных
технологий формования, вибропрессования и каландрования. При этом бетоны, полученные по
технологиям вибрационного и вибросилового уплотнения, могут иметь более высокую прочность, чем у
литых бетонов. При более высокой степени получаются бетоны общестроительного назначения классов
В20-В40.

Реакционно-порошковый бетон

РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЙ БЕТОН
В связи с тем, что в порошковых бетонах объемная концентрация цемента составляет 22-25%, то частицы
цемента, в соответствии с предложенной ранее формулой, не контактируют между собой, а разделены
водой наноразмерными частицами микрокремнезема, микрометрическими частицами молотого песка и
тонкозернистого песка. В таких условиях, в отличие от обычных песчанистых и щебеночных бетонов,
топохимический механизм отвердевания уступает сквозьрастворному, ионно-диффузионному
механизму твердения. Это подтверждено на простых, но оригинальных экспериментах контроля
твердения композиционных систем, состоящих из малых количеств грубомолотых клинкеров и
гранулированных шлаков и значительного количества высокодисперсного мрамора при 10-12% воды. В
порошковых бетонах частицы цемента разделены частицами микрокремнезема и каменной муки.
Благодаря тончайшим оболочкам воды на поверхностях частиц процессы твердения порошковых
бетонов протекают очень быстро. Суточная прочность их достигает 40-60 МПа и более.
Дисперсная часть реакционно-порошкового бетона, состоящая из портландцемента, каменной муки и
МК, ответственная за высокую гравитационную текучесть, обладает значительной водопотребностью
без добавки СП. При составе с соотношением Ц:КМ:МК:Пт как 1:0,5:0,1:1,5 гравитационное течение
реализуется при водотвердом отношении, равном 0,095-0,11 взависимости от вида МК. Наибольшей
водопотребностью обладает МК. Его суспензия с водой начинает растекаться при содержании воды 110120% к массе МК. Лишь в присутствии цемента и СП МК становится в водной среде реалогическиактивным компонентом.

вяжущего (СРПВ)

ПРЕИМУЩЕСТВА СУХОГО РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОГО
ВЯЖУЩЕГО (СРПВ)
1. Чрезвычайно-высокой прочности РПВ, достигающей 120-160 МПа., существенно превышающей
прочность суперпластифицированного портландцемента за счет превращения «балластной» извести в
цементирующие гидросиликаты.
2. Многофункциональности физико-технических свойств бетонов при введении в него коротких
дисперсных стальных волокон: низкое водопоглощение (менее 1%), высокая морозостойкость (более
1000 циклов), высокая прочность на осевое растяжение (10-15 МПа) и на растяжение при изгибе (40-50
МПа), высокая ударная прочность, высокая стойкость к карбонатной и сульфатной коррозии и т.п.;
3. Высоких технико-экономических показателей производства СРПБ на цементных заводах,
располагающих комплексом оборудования: сушильного, помольного, гомогенизационного и т.п.;
4. Широкой распространенности кварцевого песка во многих регионах земного шара, а также каменной
муки от технологии обогащения черных и цветных металлов методами магнитной сепарации и флотации;

ПРЕИМУЩЕСТВА СУХОГО РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОГО
ВЯЖУЩЕГО (СРПВ)
5. Огромных запасов отсевов камнедробления при комплексной переработке их в мелкозернистый
щебень и каменную муку;
6. Возможности использования технологии совместного помола реакционного наполнителя, цемента и
суперпластификатора;
7. Возможности использования СРПБ для изготовления высокопрочных, особовысокопрочных
щебеночных и песчанистых бетонов нового поколения, а также бетонов общестроительного назначения
путем варьирования соотношением заполнителя и вяжущего;
8. Возможности получения высокопрочных легких бетонов на невпитывающих воду микростекло- и
микрозолосферах с реализацией высокой прочности реакционно-порошковой связки;
9. Возможности изготовления высокопрочного клея и связок для ремонтных работ.

(СРПВ)

Применение сухого реакционно-порошкового вяжущего (СРПВ)

ПРИМЕНЕНИЕ СУХОГО РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОГО ВЯЖУЩЕГО
(СРПВ)
Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси (СРПБС), предназначенные для получения бесщебеночных
самоуплотняющихся бетонов для монолитного и сборного строительства, могут стать новым, основным
видом композиционного вяжущего для производства многих видов бетонов. Высокая текучесть
реакционно-порошковых бетонных смесей позволяет дополнительно наполнять их щебнем с сохранением
текучести и использовать их для самоуплотняющихся высокопрочных бетонов; при наполнении песком и
щебнем – для вибрационных технологий формования, вибропрессования и каландрования. При этом
бетоны, полученные по технологиям вибрационного и вибросилового уплотнения, могут иметь более
высокую прочность, чем у литых бетонов. При более высокой степени получаются бетоны
общестроительного назначения классов В20-В40.
Прочность на сжатие, МПа
Состав
Реакционно-порошковый
бетон с 0,9 % Melflux 2641 F
В/Т
0,1
В/Ц
Консистенция
Расплыв конуса
0,31
Хигерманна
290 мм
Плот
Водопогл
о-щение
ность
по массе,
,
%
кг/м3
2260
0,96
после
пропаривания
при нормальных
условиях
твердения
через
1 сутки
через
28 суток
через
1 сутки
через
28 суток
119
149
49,2
132

Эффективное использование реакционно-порошковой бетонной смеси

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОЙ
БЕТОННОЙ СМЕСИ
При наполнении реакционно-порошковой бетонной смеси песком и высокопрочным щебнем получают
бетоны с прочностью 120-130 МПа с расходами цемента в пересчете на тяжелый бетон, равным 300-350
кг/м3.Это только ряд примеров рационального и эффективного использования СРПБС. Перспективны
возможности применения СРПБС для изготовления пенобетонов и газобетонов. В них используется
портландцемент, прочность которого ниже, чем у РПБ, а конструктивные процессы самоупрочнения во
времени протекают у последнего более полно.
Повышение эксплуатационной надежности изделий и конструкций из таких бетонов достигается
дисперсным армированием тонкими короткими стальными волокнами, стекло- и базальтовой фиброй.
Это позволяет увеличить прочность на осевое растяжение в 4-5 раз, прочность на растяжение при изгибе
в 6-8 раз, ударную прочность в 15-20 раз по сравнению с бетонами марок 400-500.

Рекомендованный список диссертаций

Пропариваемые песчаные бетоны нового поколения на реакционно-порошковой связке 2013 год, кандидат технических наук Валиев, Дамир Маратович

Высокопрочный тонкозернистый базальтофибробетон 2009 год, кандидат технических наук Боровских, Игорь Викторович