Эффективные пути получения высококачественных и высокопрочных бетонов на основе местного сырья Производство высокопрочных и высококачественных бетонов требует: • высококачественных цементов; • мытых классифицированных песков; • щебня полифракционного состава из высокопрочных горных пород; • высокодисперсных микрокремнеземов или метакаолинов; • супер- или гиперпластификаторов.
Система механизмов структурообразования для обеспечения заданных свойств бетонов: 1. Механизм снижения доли межзерновой пустотности систем сложения крупного и мелкого заполнителей; 2. Механизм повышения плотности структуры цементного камня бетона; 3. Механизм, связанный с ролью вводимых ультрадисперсных частиц как центров кристаллизации; 4. Механизм, связанный с участием ультрадисперсных частиц в химических процессах фазообразования; 5. Механизм эффективного торможения трещин, за счет, например, дисперсного армирования структуры бетона.
Получение высокопрочного бетона на основе рядовых сырьевых материалов: • ПЦ 400; • щебень гранитный фракции 5 -20 мм; • песок кварцевый с Мк=2, 2 с содержание пылевидных и глинистых частиц ~8% (rн=1095 кг/м 3); • добавка суперпластификатор С-3; Требования к бетону: • В 40 -45; • F 200; • П 2 -П 3.
Снижение межзерновой пустотности на 7 -8% за счет регулирования соотношений фракций крупного заполнителя - увеличение прочности на 9 -12%. Замена С-3 на добавку Glenium 51 (совместно с модификацией зернового состава заполнителей) – снижение водоцементного отношения на 25% с обеспечением марки по подвижности смеси П 3. Суммарно эти мероприятия позволили достигнуть прочности при сжатии до 50 МПа.
Зависимость В/Ц от расхода суперпластификатора Glenium 51 при постоянной подвижности смеси 0. 38 0. 36 0. 34 В/Ц 0. 32 0. 3 0. 28 0. 26 0. 24 0. 22 0. 4 0. 6 0. 8 1 Расход суперпластификатора, % от массы цемента
Предел прочности при сжатии, МПа Кинетика набора прочности цементного камня 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 контрольный 10 15 Возраст, сут. цементный камень с С-3 20 25 цементный камень с Glenium
Составы и свойства высокопрочных бетонов Состав бетона на 1 м 3 Марка Средняя Коэф. по плот. R 14 сж, R 28 сж, Класс вариаподвиность, МПа бетона ции жности кг/м 3 ПЦ 400 – 500 кг Щебень – 1080 кг Песок – 630 кг В/Ц=0, 34 Glenium 51 – 2, 5 л П 2 2340 44, 0 50, 6 12, 3 В 40 ПЦ 400 – 500 кг Щебень – 1080 кг Песок – 630 кг В/Ц=0, 36 Glenium 51 – 2, 5 л П 3 2300 40, 4 46, 6 7, 9 В 40
Зависимость В/Т (Ц+МК/Вода) от расхода суперпластификатора Glenium 51 при постоянной подвижности смеси 0. 45 0. 4 В/Т 0. 35 0. 3 0. 25 0. 2 0. 15 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 Расход суперпластификатора, % от массы цемента 3
Составы и свойства высокопрочных бетонов с микрокремнеземом Состав бетона на 1 м 3 Марка Средняя Коэф. по плот. R 14 сж, R 28 сж, Класс вариаподвиность, МПа бетона ции жности кг/м 3 ПЦ 400 – 500 кг Щебень – 1080 кг Песок – 580 кг МК – 60 кг В/Ц=0, 30 Glenium 51 – 9 л П 2 2390 59, 0 68, 1 10, 3 В 55 ПЦ 400 – 500 кг Щебень – 1080 кг Песок – 580 кг МК – 60 кг В/Ц=0, 312 Glenium 51 – 9 л П 3 2360 51, 6 59, 4 8, 1 В 50
Составы и свойства высокопрочных бетонов, полученных в лабораторных условиях и реализованных на производстве Состав бетона Марка Коэф. по водо по по R 28 сж, Класс -непро- моровариаподви- МПа бетона ницае- зостойции жности мости кости Лабораторный П 2 68, 1 10, 3 В 55 W 8 F 200 Производственный П 3 59, 4 8, 1 В 50 W 8 F 200
Применение техногенного сырья в технологии цементного бетона
Схема определения способа применения наполнителей различного происхождения Минеральное сырье Разделение сырья по пуццолановой активности Активное сырье Малоактивное сырье Наполнители песка Наполнители цемента Определение оптимальной дисперсности в зависимости от способа применения
Прочность мелкозернистого бетона на наполненном цементе при сжатие в возрасте 28 суток
Прочность мелкозернистого бетона на наполненном песке при сжатии в возрасте 28 суток
Зависимость прочности бетона на наполненном песке от активности и дисперсности наполнителя Активность, мг/г 36 43 45 47 48 Sуд, м 2/г
Наполнитель Без наполнителя Наполнение цемента Степень Кэф наполнения, % Наполнение песка Степень Кэф наполнения, % Цеолит 10 0, 066/100 10 0, 078/99 20 0, 058/88 20 0, 075/95 0, 053/80 10 0, 084/106 20 0, 041/62 20 0, 074/94 0, 035/53 30 0, 071/90 0, 079/120 10 0, 089/113 20 0, 078/118 20 0, 093/118 30 Молотый бой кирпича 0, 079/100 10 Туф - 30 Брусит 0, 066/100 10 Гранодиорит - 0, 076/118 30 0, 102/129 10 0, 065/115 10 0, 088/111 20 0, 059/89 20 0, 112/142 10 0, 071/108 10 0, 099/125 20 0, 064/97 20 0, 089/113 10 0, 063/95 10 0, 098/124
Оптимальная дисперсность и расчетные коэффициенты эффективности использования цемента Наполнение цемента Наполнитель Наполнение песка Sудопт Кэф Без наполнителя - 0, 066/100 - 0, 079/100 Гранодиорит 0, 10 0, 068/103 0, 388 0, 094/119 Брусит 0, 10 0, 063/95 0, 379 0, 092/116 Вулканический туф 0, 70 0, 090/136 0, 493 0, 087/110 Молотый бой кирпича 0, 70 0, 086/130 0, 479 0, 090/114 Цеолитосодержащая порода 0, 70 0, 085/129 0, 474 0, 091/115 Зола 0, 532 0, 065/98 0, 436 0, 096/121
Пористость, % от объема цементного камня Rсж, МПа Сравнение прочности бетона на наполненном песке с капиллярной и гелевой пористостью
ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЖБИ ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТВО Экономия теплоносителя: сокращение времени и температуры тепловлажностной обработки ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ДОБАВОК ДЛЯ БЕТОНОВ Переход к малопрогревным и беспрогревным технологиям
НЕДОСТАТКИ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОНА 1. Бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке, имеет более низкие показатели свойств (прочности, морозостойкости, трещиностойкости), чем бетон естественного твердения в марочном возрасте. Это связано с наличием градиента температур в теле твердеющего бетона, возникновением явлений тепло- и массопереноса, формированием направленной капиллярной пористости при ТВО. 2. Вследствие формирования капиллярной пористости и частичного обезвоживания ослабляется контактная зона цементного камня с преднапряженной арматурой, что может являться одной из причин образования брака и появления отколов бетона при передаче преднапряжения. 3. Ухудшение свойств бетонов, подвергнутых тепловлажностной обработке, также может быть связано с образованием вторичного эттрингита.
Воздушная пора, полностью заполненная кристаллами эттрингита, в структуре бетона
Согласно европейским нормам максимально возможная температура тепловой обработки назначается в зависимости от содержания SO 3 в цементе. Данное требование направлено, прежде всего, на уменьшение деструктивного влияния вторичного образования эттрингита. В российских нормативных документах подобных ограничений не предусматривается. Термовлажностная обработка требует большого расхода энергии, что удорожает производство, особенно в условиях постоянно растущих цен на энергоносители. Затраты на тепловую обработку 1 куб. м бетона достигают 600 и более МКал тепловой энергии. В то же время, даже снижение температуры термовлажностной обработки с 80 до 40 0 С позволяет снизить расход тепла в 2 -2, 5 раза.
ВЛИЯНИЕ ВИДА ЦЕМЕНТА НА КИНЕТИКУ НАБОРА ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ИЗ РАВНОПОДВИЖНОГО ТЕСТА
Длительность индукционного периода твердения цементов без пластифицирующих добавок
Влияние добавок ЛСТ, С-3 и их комплекса на длительность индукционного периода и раннюю потерю пластичности (В/Ц=const)
Сопоставление водоредуцирующего действия С-3 и эфиров поликарбоксилатов (Policarbodal) а) Пикалевский ПЦ 400 Д 20; б) Невьянский ПЦ 500 Д 0
Влияние солей тиосерной кислоты на прочность пластифицированного цементного камня в возрасте 12 часов
Усло. Вид вия № В/Ц цемент тверде а ния 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0, 28 0, 28 0, 24 0, 23 0, 28 0, 28 0, 28 0, 23 НВУ ТВО НВУ НВУ НВУ НВУ НВУ Бел. Бел. Вид и количество добавки, (%) Нв. С-3 (0, 5) Нв. С-3 (0, 7) Нв. С-3 (0, 9) Na. Cl (0, 25) Na. Cl (0, 75) Na. NO 3 (0, 25) Na. NO 3 (0, 75) Na 2 SO 4 (0, 25) Na 2 SO 4 (0, 75) Вл. С-3 (0, 5)+ТФ (0, 7) Степень гидратации Предел прочности при в возрасте, сут. сжатии, МПа, в возрасте, сут. 1 0, 22 0, 41 0, 21 0, 22 0, 23 0, 22 0, 23 3 0, 27 0, 42 0, 25 0, 24 0, 23 0, 29 0, 30 0, 28 0, 29 0, 30 0, 27 0, 29 0, 25 28 0, 38 0, 43 0, 35 0, 31 0, 30 0, 38 0, 37 0, 38 0, 36 0, 37 - 0, 5 15, 4 6, 1 2, 9 1, 6 18, 9 17, 6 11, 2 18, 6 18, 0 18, 7 11, 0 14, 6 16, 2 17, 8 18, 3 16, 8 15, 0 1 35, 3 82, 4 31, 2 24, 6 21, 8 41, 8 53, 0 46, 6 41, 2 40, 0 39, 7 41, 1 41, 3 45, 4 40, 1 43, 6 38, 2 51, 9 48, 3 3 50, 4 87, 6 57, 8 55, 3 54, 6 78, 4 75, 0 72, 0 59, 9 67, 0 65, 1 59, 6 59, 8 65, 0 61, 0 64, 5 60, 9 72, 0 73, 4 28 71, 8 99, 3 71, 3 72, 0 68, 0 90, 1 84, 6 80, 0 72, 1 74, 3 68, 5 70, 8 70, 1 72, 9 70, 0 78, 0 76, 0 77, 7 83, 6
№ В/Ц 20 21 22 23 24 25 26 0, 24 0, 28 0, 27 0, 28 Условия тверден ия НВУ НВУ ТВО НВУ 27 0, 27 НВУ 28 0, 22 НВУ 29 0, 22 НВУ Вид и количество Степень гидратации цедобавки, (%) в возрасте, сут. мента Бел. Нв. С-3 (0, 5)+ТФ (0, 5) 0, 25 0, 26 0, 31 Бел. Ур. С-3 (0, 5) 0, 21 0, 25 0, 31 Бел. Ур. С-3 (0, 5)+ТФ (0, 5) 0, 25 0, 26 0, 31 Оск. 0, 21 0, 26 0, 37 Оск. 0, 41 0, 42 0, 43 Оск. ЛСТ (0, 2) 0, 21 0, 26 0, 37 Оск. ЛСТ (0, 2)+ТФ (1, 0) 0, 27 0, 29 0, 38 Липец 0, 31 0, 34 0, 39 к Липец Нв. С-3 (0, 5) 0, 27 0, 32 0, 37 к Липец Нв. С-3 (0, 5)+ТФ (0, 5) 0, 29 0, 32 0, 37 к Предел прочности при сжатии, МПа, в возрасте, сут. 20, 1 49, 0 74, 1 86, 0 10, 0 46, 0 73, 7 94, 9 15, 0 50, 0 69, 1 89, 0 10, 8 33, 6 57, 2 71, 1 80, 4 85, 2 102, 5 25, 0 55, 4 71, 8 38, 9 59, 7 69, 5 22, 9 51, 5 69, 4 92, 4 29, 9 64, 2 84, 0 108, 9 38, 1 67, 0 82, 3 102, 3 Примечание: НВУ – нормально-влажностные условия твердения ТВО – тепловлажностная обработка по режиму 3+6+2 при температуре изотермической выдержки 85 0 С Нв. – Новомосковский Ур. – Уральский Вл. – Владимирский
Эффективность влияния комплексных добавок на раннюю прочность бетона (температура твердения 300 С, расход ПЦ 470 кг/м 3)
Скачать презентацию Эффективные пути получения высококачественных и высокопрочных бетонов на
sovremennye_materialy_3.ppt