Самоуплотняющийся бетон с комплексными добавками
|
Введение 3
1 Самоуплотняющиеся бетоны с комплексной добавкой. Состояние вопроса 6
1.1 От традиционных бетонов к самоуплотняющимся 6
1.2 Применение самоуплотняющихся бетонов в России и СНГ 11
1.3 Особенности рецептуры самоуплотняющихся бетонов 19
1.3.1 Минеральные добавки (микронаполнители) в самоуплотняющемся бетоне 20
1.3.2 Пластификаторы в самоуплотняющемся бетоне 31
2 Методы испытаний и характеристика используемых материалов 36
2.1 Методы испытаний 36
2.2 Используемые материалы 41
2.2.1 Цемент 41
2.2.2 Мелкий заполнитель 42
2.2.3 Крупный заполнитель 43
2.2.4 Комплексная добавка 45
3 Самоуплотняющийся бетон с комплексной добавкой 51
3.1 Применение самоуплотняющегося бетона с комплексной добавкой 51
3.2 Физико-механические свойства самоуплотняющегося бетона с комплексными добавками 54
3.2.1 Влияние комплексной добавки на прочность самоуплотняющегося бетона 59
3.2.2 Влияние комплексной добавки на пористость и водопоглощение самоуплотняющегося бетона 69
3.3 Разработка оптимального состава и экономическое обоснование использования самоуплотняющегося бетона в монолитных конструкциях 71
Заключение 75
Список используемой литературы и используемых источников 77
1 Самоуплотняющиеся бетоны с комплексной добавкой. Состояние вопроса 6
1.1 От традиционных бетонов к самоуплотняющимся 6
1.2 Применение самоуплотняющихся бетонов в России и СНГ 11
1.3 Особенности рецептуры самоуплотняющихся бетонов 19
1.3.1 Минеральные добавки (микронаполнители) в самоуплотняющемся бетоне 20
1.3.2 Пластификаторы в самоуплотняющемся бетоне 31
2 Методы испытаний и характеристика используемых материалов 36
2.1 Методы испытаний 36
2.2 Используемые материалы 41
2.2.1 Цемент 41
2.2.2 Мелкий заполнитель 42
2.2.3 Крупный заполнитель 43
2.2.4 Комплексная добавка 45
3 Самоуплотняющийся бетон с комплексной добавкой 51
3.1 Применение самоуплотняющегося бетона с комплексной добавкой 51
3.2 Физико-механические свойства самоуплотняющегося бетона с комплексными добавками 54
3.2.1 Влияние комплексной добавки на прочность самоуплотняющегося бетона 59
3.2.2 Влияние комплексной добавки на пористость и водопоглощение самоуплотняющегося бетона 69
3.3 Разработка оптимального состава и экономическое обоснование использования самоуплотняющегося бетона в монолитных конструкциях 71
Заключение 75
Список используемой литературы и используемых источников 77
Актуальность исследования. В настоящее время в России вслед за Европейскими странами развивается практика применения в промышленном и гражданском строительстве, а также при производстве сборных конструкций самоуплотняющихся бетонов.
При этом, создание такой бетонной смеси, требует повышенного расхода цемента, что ведет к значительному удорожанию товарного бетона и готовых конструкций, поэтому, несмотря на высокую технологичность данного материала, комплексную экономическую эффективность, применение таких бетонов весьма ограничено на территории нашей страны.
Повышение эффективности самоуплотняющихся бетонов, а также расширение сферы их применения может быть достигнуто за счет применения комплексных добавок с оптимально подобранным составом, способных уменьшить расход цемента и добавить бетонной смеси новые свойства.
Объект исследования магистерской диссертации - самоуплотняющийся бетон с комплексной добавкой.
Предметом исследования магистерской диссертации являются составы и свойства самоуплотняющихся бетонов с комплексными добавками.
Цель исследования - определить влияние различных комплексных добавок на свойства самоуплотняющегося бетона, произведенного на легкодоступных заполнителях.
Гипотеза исследования состоит в том, что, если подробно изучить зарубежный и отечественный опыт использования самоуплотняющегося бетона и добавок для бетона, провести дополнительные экспериментальные исследования, можно получить самоуплотняющийся бетон с комплексной добавкой на легкодоступных сырьевых материалах и в дальнейшем использовать его при строительстве монолитных конструкций на территории Самарской области.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• Анализ проблем и методов повышения эффективности и расширения сферы применения самоуплотняющихся бетонов;
• Определить методы экспериментальных исследований и характеристики применяемых материалов;
• Исследовать физико-механические свойства самоуплотняющихся бетонов с применением комплексных добавок;
• Подобрать оптимальный состав комплексной добавки для применения ее в самоуплотняющихся бетонах на территории Самарской области.
Методы исследования: анализ отечественной и зарубежной литературы и источников.
Исследования качества мелкого и крупного заполнителей согласно ГОСТ 8736-2014. Песок для строительных работ. Технические условия, ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний, ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
Подбор состава самоуплотняющегося бетона и исследование его свойств производились согласно ГОСТ Р 59714-2021 Смеси бетонные самоуплотняющиеся. Технические условия и ГОСТ 10181 -2014. Смеси бетонные. Методы испытаний.
Научная новизна исследования заключается в:
• Представлен сравнительный анализ влияния различных сочетаний минеральной добавки и пластификатора на свойства самоуплотняющегося бетона, используемого при бетонировании монолитных конструкций, в частности фундаментных плит.
• Подобран оптимальный состав комплексной добавки, позволяющий сократить количество цемента в бетонной смеси и повысить физико-механические свойства самоуплотняющегося бетона.
Практическая значимость исследования состоит в разработке и применении на территории Самарской области самоуплотняющихся бетонов с комплексными добавками на основе минеральных наполнителей и пластификаторов.
Апробация результатов работы велась в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
• Шишканова В.Н., Сяйлев Д.А. Зола-уноса как минеральная добавка при изготовлении самоуплотняющегося бетона / В.Н. Шишканова, Д.А. Сяйлев // VII Международная научно-практическая конференция «Новые научные исследования» - 2022.
• Шишканова В.Н., Грицкив Л.Н., Сяйлев Д.А. Комплексные добавки при изготовлении самоуплотняющегося бетона / В.Н. Шишканова, Л.Н. Грицкив, Д.А. Сяйлев // V Международная научно-практическая конференция «Научные исследования студентов и учащихся» - 2022.
На защиту выносятся:
• Современное состояние вопроса применения самоуплотняющихся бетонов;
• Исследование свойств самоуплотняющегося бетона с комплексными добавками;
• Разработка оптимального состава самоуплотняющегося бетона с комплексной добавкой.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав (разделов), заключения, содержит 46 рисунков, 20 таблиц, список используемой литературы (42 источника). Основной текст работы изложен на 81 странице.
При этом, создание такой бетонной смеси, требует повышенного расхода цемента, что ведет к значительному удорожанию товарного бетона и готовых конструкций, поэтому, несмотря на высокую технологичность данного материала, комплексную экономическую эффективность, применение таких бетонов весьма ограничено на территории нашей страны.
Повышение эффективности самоуплотняющихся бетонов, а также расширение сферы их применения может быть достигнуто за счет применения комплексных добавок с оптимально подобранным составом, способных уменьшить расход цемента и добавить бетонной смеси новые свойства.
Объект исследования магистерской диссертации - самоуплотняющийся бетон с комплексной добавкой.
Предметом исследования магистерской диссертации являются составы и свойства самоуплотняющихся бетонов с комплексными добавками.
Цель исследования - определить влияние различных комплексных добавок на свойства самоуплотняющегося бетона, произведенного на легкодоступных заполнителях.
Гипотеза исследования состоит в том, что, если подробно изучить зарубежный и отечественный опыт использования самоуплотняющегося бетона и добавок для бетона, провести дополнительные экспериментальные исследования, можно получить самоуплотняющийся бетон с комплексной добавкой на легкодоступных сырьевых материалах и в дальнейшем использовать его при строительстве монолитных конструкций на территории Самарской области.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• Анализ проблем и методов повышения эффективности и расширения сферы применения самоуплотняющихся бетонов;
• Определить методы экспериментальных исследований и характеристики применяемых материалов;
• Исследовать физико-механические свойства самоуплотняющихся бетонов с применением комплексных добавок;
• Подобрать оптимальный состав комплексной добавки для применения ее в самоуплотняющихся бетонах на территории Самарской области.
Методы исследования: анализ отечественной и зарубежной литературы и источников.
Исследования качества мелкого и крупного заполнителей согласно ГОСТ 8736-2014. Песок для строительных работ. Технические условия, ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний, ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
Подбор состава самоуплотняющегося бетона и исследование его свойств производились согласно ГОСТ Р 59714-2021 Смеси бетонные самоуплотняющиеся. Технические условия и ГОСТ 10181 -2014. Смеси бетонные. Методы испытаний.
Научная новизна исследования заключается в:
• Представлен сравнительный анализ влияния различных сочетаний минеральной добавки и пластификатора на свойства самоуплотняющегося бетона, используемого при бетонировании монолитных конструкций, в частности фундаментных плит.
• Подобран оптимальный состав комплексной добавки, позволяющий сократить количество цемента в бетонной смеси и повысить физико-механические свойства самоуплотняющегося бетона.
Практическая значимость исследования состоит в разработке и применении на территории Самарской области самоуплотняющихся бетонов с комплексными добавками на основе минеральных наполнителей и пластификаторов.
Апробация результатов работы велась в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
• Шишканова В.Н., Сяйлев Д.А. Зола-уноса как минеральная добавка при изготовлении самоуплотняющегося бетона / В.Н. Шишканова, Д.А. Сяйлев // VII Международная научно-практическая конференция «Новые научные исследования» - 2022.
• Шишканова В.Н., Грицкив Л.Н., Сяйлев Д.А. Комплексные добавки при изготовлении самоуплотняющегося бетона / В.Н. Шишканова, Л.Н. Грицкив, Д.А. Сяйлев // V Международная научно-практическая конференция «Научные исследования студентов и учащихся» - 2022.
На защиту выносятся:
• Современное состояние вопроса применения самоуплотняющихся бетонов;
• Исследование свойств самоуплотняющегося бетона с комплексными добавками;
• Разработка оптимального состава самоуплотняющегося бетона с комплексной добавкой.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав (разделов), заключения, содержит 46 рисунков, 20 таблиц, список используемой литературы (42 источника). Основной текст работы изложен на 81 странице.
На основании результатов экспериментальны исследований, приведенных в магистерской диссертации следует ряд выводов:
• Обоснована возможность получения самоуплотняющегося бетона с комплексной добавкой на легкодоступных заполнителях и портландцементе с применением метакаолина, микрокремнезема и золы-уноса, способствующих повышению степени гидратации вяжущего, увеличение цементного геля и снижению пористости.
• Установлено влияние мелкого заполнителя на прочность и подвижность самоуплотняющейся бетонной смеси, применение смеси дробленого песка из гранодиоритов и Камского песка в соотношении 50:50 позволяют получить самоуплотняющийся бетон с Rсж = 47,9 МПа и РК = 59 см.
• Установлено влияние комплексной добавки на свойства самоуплотняющегося бетона.
Применение метакаолина взамен 8 % портландцемента позволяет получить наибольшую прочность на 28 сутки твердения в нормальных условиях (Rсж = 72 МПа). Также образцы с применением метакаолина набирает на 7 сутки порядка 90 % от проектной прочности, однако из-за своей структуры метакаолин тяжело равномерно распределить в смеси, также повышенная водопотребность требует обязательного добавления гиперпластификатора для получения самоуплотняющейся бетонной смеси.
Образцы с применением микрокремнезема взамен 15 % портландцемента обладают более однородной структурой, набор прочности у них происходит равномерно, но микрокремнезем также требует применения вместе с ним гиперпластификатора, чтобы получить самоуплотняющийся бетон.
Применение золы-уноса взамен 20 % портландцемента ведет к снижению прочности относительно образцов с применением метакаолина и микрокремнезема. Однако за счет своей структуры, зола-уноса позволяет получить более подвижную смесь, относительно образцов с применением метакаолина или микрокремнезема.
• Установлена эффективность пластификаторов.
Наибольшую прочность при РК более 60 см показывают образцы с применением гиперпластификатора Stachement 2481. Применение гиперпластификатора Stachement 2280 позволяет получить более подвижную смесь, также данные образцы быстрее всего набирают прочность (более 90 % проектной прочности уже на 7 сутки твердения). Применение суперпластификатора Полипласт СП-4 позволяет получить образцы с наибольшей прочностью, но меньшей подвижностью.
• В результате исследования предложен оптимальный состав самоуплотняющейся бетонной смеси с легкодоступными заполнителями для использования ее на территории Самарской области. Бетон класса В40 с РК = 65 см, в состав которого входят микрокремнезем взамен 10 % портландцемента и зола-уноса взамен 10 % портландцемента, а также отечественный суперпластификатор Полипласт СП-4. Полученная смесь обладает хорошей удобоукладываемостью, плотной структурой, минимальным количеством пустот, чистой поверхностью, не требующей обработки.
• Обоснована возможность получения самоуплотняющегося бетона с комплексной добавкой на легкодоступных заполнителях и портландцементе с применением метакаолина, микрокремнезема и золы-уноса, способствующих повышению степени гидратации вяжущего, увеличение цементного геля и снижению пористости.
• Установлено влияние мелкого заполнителя на прочность и подвижность самоуплотняющейся бетонной смеси, применение смеси дробленого песка из гранодиоритов и Камского песка в соотношении 50:50 позволяют получить самоуплотняющийся бетон с Rсж = 47,9 МПа и РК = 59 см.
• Установлено влияние комплексной добавки на свойства самоуплотняющегося бетона.
Применение метакаолина взамен 8 % портландцемента позволяет получить наибольшую прочность на 28 сутки твердения в нормальных условиях (Rсж = 72 МПа). Также образцы с применением метакаолина набирает на 7 сутки порядка 90 % от проектной прочности, однако из-за своей структуры метакаолин тяжело равномерно распределить в смеси, также повышенная водопотребность требует обязательного добавления гиперпластификатора для получения самоуплотняющейся бетонной смеси.
Образцы с применением микрокремнезема взамен 15 % портландцемента обладают более однородной структурой, набор прочности у них происходит равномерно, но микрокремнезем также требует применения вместе с ним гиперпластификатора, чтобы получить самоуплотняющийся бетон.
Применение золы-уноса взамен 20 % портландцемента ведет к снижению прочности относительно образцов с применением метакаолина и микрокремнезема. Однако за счет своей структуры, зола-уноса позволяет получить более подвижную смесь, относительно образцов с применением метакаолина или микрокремнезема.
• Установлена эффективность пластификаторов.
Наибольшую прочность при РК более 60 см показывают образцы с применением гиперпластификатора Stachement 2481. Применение гиперпластификатора Stachement 2280 позволяет получить более подвижную смесь, также данные образцы быстрее всего набирают прочность (более 90 % проектной прочности уже на 7 сутки твердения). Применение суперпластификатора Полипласт СП-4 позволяет получить образцы с наибольшей прочностью, но меньшей подвижностью.
• В результате исследования предложен оптимальный состав самоуплотняющейся бетонной смеси с легкодоступными заполнителями для использования ее на территории Самарской области. Бетон класса В40 с РК = 65 см, в состав которого входят микрокремнезем взамен 10 % портландцемента и зола-уноса взамен 10 % портландцемента, а также отечественный суперпластификатор Полипласт СП-4. Полученная смесь обладает хорошей удобоукладываемостью, плотной структурой, минимальным количеством пустот, чистой поверхностью, не требующей обработки.
Подобные работы
- Оптимизация состава самоуплотняющегося бетона на композиционных вяжущих
Магистерская диссертация, строительство . Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2020