Тема: Самоуплотняющийся бетон с комплексными добавками

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.
Купить

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.
Купить