Оптимизация состава бетонных смесей с компенсированной усадкой для наливных полов
|
Введение 3
1. Составы и основные способы улучшения свойств наливных полов 6
1.1. Составы наливных полов 6
1.2. Суперпластификаторы и механизмы их действия на свойства цементно-песчаных растворов 18
1.3. Добавки, компенсирующие усадку наливных полов 20
Выводы по первому разделу 25
2. Характеристики применяемых материалов и методы экспериментальных исследований 26
2.1. Характеристика материалов 26
2.2. Методы исследования в соответствии с требованиями стандартов 34
Выводы по второму разделу 41
3. Состав и основные свойства композиций для наливных полов 42
3.1. Экспериментальные исследования влияния различных суперпластификаторов на свойства бетонной смеси 42
3.2. Влияние комплексной полимерной добавки на свойства цементного камня 60
Выводы по третьему разделу 62
Заключение 63
Список используемых источников 64
Приложение А Технические требования изготовления наливных полов 70
1. Составы и основные способы улучшения свойств наливных полов 6
1.1. Составы наливных полов 6
1.2. Суперпластификаторы и механизмы их действия на свойства цементно-песчаных растворов 18
1.3. Добавки, компенсирующие усадку наливных полов 20
Выводы по первому разделу 25
2. Характеристики применяемых материалов и методы экспериментальных исследований 26
2.1. Характеристика материалов 26
2.2. Методы исследования в соответствии с требованиями стандартов 34
Выводы по второму разделу 41
3. Состав и основные свойства композиций для наливных полов 42
3.1. Экспериментальные исследования влияния различных суперпластификаторов на свойства бетонной смеси 42
3.2. Влияние комплексной полимерной добавки на свойства цементного камня 60
Выводы по третьему разделу 62
Заключение 63
Список используемых источников 64
Приложение А Технические требования изготовления наливных полов 70
Актуальность работы. В проектировании и строительстве современных зданий и сооружений применяют требования снижения трудоемкости и снижения материалоемкости затрат. Производители, работающие над созданием новых строительных материалов, ведут постоянный поиск по усовершенствованию строительных и отделочных материалов. Одна из важных статей затрат при строительстве, а еще более при капитальном ремонте это работы по обустройству конструкции пола.
Большое распространение получили самовыравнивающиеся или самонивелирующиеся составы для устройства различных стяжек, под названием «наливной пол». Стяжки для окончательного выравнивания под основание основного чистого пола занимают особое место. Толщина финишных стяжек составляет обычно от 3 до 10 мм. Финишные стяжки должны соответствовать требованиям по ограничению усадочных деформаций необходимых для обеспечения трещиностойкости. Из смеси минеральных вяжущих веществ, мелкого заполнителя, тонкодисперсного наполнителя и набора из трех-семи функциональных добавок состоит рецептура сухой строительной смеси (ССС). Цель введения добавок в растворные смеси и строительные растворы - это обеспечение необходимых строительно-технических свойств.
Наливной пол должен соответствовать четким требованиям по ограничению деформации, адгезии к основанию. Готовая смесь должна обладать хорошей жизнеспособностью, высокой текучестью в процессе укладки.
Наливные полы являются самыми многокомпонентными, рецептура может состоять из 11 составляющих, разнообразие добавок на Российском рынке и отсутствие экспериментально подтвержденных закономерностей (состав-структура-свойства) затрудняют работу по созданию конкурентноспособных наливных полов у Российского производителя.
Обосновать с научной точки зрения принципы рецептурно-технологического регулирования ССС для наливных полов с компенсированной усадкой является актуальной современной проблемой.
При строительстве зданий и сооружений по современным требованиям необходима разработка высококачественного наливного пола. При капитальном ремонте существует возможность сократить затраты на материалы, до 30% сметной стоимости, что может существенно сэкономить затраты строительства при применении новых составов ССС.
Цель магистерской диссертации
Оптимизировать состав бетонной смеси для наливных полов, оценить пригодность природного песка Волжского месторождения и влияние суперпластификаторов отечественного и импортного производства на развитие деформаций и формирование прочности цементного камня наливных полов.
Предметом исследования магистерской диссертации являются составы и свойства бетонных смесей для наливных полов.
Объект исследования магистерской диссертации - наливные полы с использованием в качестве заполнителя природного песка Волжского месторождения и различных видов суперпластификаторов.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть теоретические аспекты производства наливных полов.
2. Проанализировать свойства и характеристики применяемых материалов для исследования с выбором требуемых методов испытаний.
3. Установить основные закономерности формирования прочности и развитие собственных деформаций при оптимизации составов бетонных смесей с компенсированной усадкой для наливных полов.
4. Установить процессы формирования по оптимизации состава бетонных смесей наливных полов на основе природного Волжского песка, суперпластификаторов и химических добавок.
Методы исследования: анализ, сравнение, эксперимент, описание.
Научная новизна
1. Разработано представление о влиянии модифицирующих добавок на формирование прочности и развитие собственных деформаций цементного камня с компенсированной усадкой для наливных полов;
2. Подтверждены критерии оценки эффективности суперпластификаторов по изменению текучести смеси для наливных полов и усадочных деформаций цементного камня и количественная оценка критериев эффективности различных по химическому составу суперпластификаторов в сочетании с отечественным цементом;
3. Доказано, что управлять набором прочности и деформаций составов для наливных полов возможно использованием вяжущих с добавлением комплексного модификатора полифункционального действия с суперпластифицирующей и стабилизирующей добавок, полимерных порошков и расширяющих добавок сульфоалюминатного типа.
Практическая значимость. Разработан состав бетонной смеси для наливных полов на основе природного Волжского песка, композиционного цемента, гиперпластификатора и химических добавок различного действия.
Апробация результатов исследования. Результаты исследований магистерской работы изложены в научных публикациях:
1. Шишканова В.Н., Шустов Р.С. Наливные полы с использованием песка Волжского месторождения / В.Н. Шишканова, Р.С. Шустов // XXII Международная научно-практическая конференция «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии». - 2020.
2. Шустов Р.С. Улучшение свойств сухой смеси для наливного пола // Научно-техническая конференция студентов ТГУ, 2020.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемых источников из 44 наименований. Общий объем работы изложен на 71 странице машинописного текста, содержит 26 рисунок и 16 таблиц.
Большое распространение получили самовыравнивающиеся или самонивелирующиеся составы для устройства различных стяжек, под названием «наливной пол». Стяжки для окончательного выравнивания под основание основного чистого пола занимают особое место. Толщина финишных стяжек составляет обычно от 3 до 10 мм. Финишные стяжки должны соответствовать требованиям по ограничению усадочных деформаций необходимых для обеспечения трещиностойкости. Из смеси минеральных вяжущих веществ, мелкого заполнителя, тонкодисперсного наполнителя и набора из трех-семи функциональных добавок состоит рецептура сухой строительной смеси (ССС). Цель введения добавок в растворные смеси и строительные растворы - это обеспечение необходимых строительно-технических свойств.
Наливной пол должен соответствовать четким требованиям по ограничению деформации, адгезии к основанию. Готовая смесь должна обладать хорошей жизнеспособностью, высокой текучестью в процессе укладки.
Наливные полы являются самыми многокомпонентными, рецептура может состоять из 11 составляющих, разнообразие добавок на Российском рынке и отсутствие экспериментально подтвержденных закономерностей (состав-структура-свойства) затрудняют работу по созданию конкурентноспособных наливных полов у Российского производителя.
Обосновать с научной точки зрения принципы рецептурно-технологического регулирования ССС для наливных полов с компенсированной усадкой является актуальной современной проблемой.
При строительстве зданий и сооружений по современным требованиям необходима разработка высококачественного наливного пола. При капитальном ремонте существует возможность сократить затраты на материалы, до 30% сметной стоимости, что может существенно сэкономить затраты строительства при применении новых составов ССС.
Цель магистерской диссертации
Оптимизировать состав бетонной смеси для наливных полов, оценить пригодность природного песка Волжского месторождения и влияние суперпластификаторов отечественного и импортного производства на развитие деформаций и формирование прочности цементного камня наливных полов.
Предметом исследования магистерской диссертации являются составы и свойства бетонных смесей для наливных полов.
Объект исследования магистерской диссертации - наливные полы с использованием в качестве заполнителя природного песка Волжского месторождения и различных видов суперпластификаторов.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть теоретические аспекты производства наливных полов.
2. Проанализировать свойства и характеристики применяемых материалов для исследования с выбором требуемых методов испытаний.
3. Установить основные закономерности формирования прочности и развитие собственных деформаций при оптимизации составов бетонных смесей с компенсированной усадкой для наливных полов.
4. Установить процессы формирования по оптимизации состава бетонных смесей наливных полов на основе природного Волжского песка, суперпластификаторов и химических добавок.
Методы исследования: анализ, сравнение, эксперимент, описание.
Научная новизна
1. Разработано представление о влиянии модифицирующих добавок на формирование прочности и развитие собственных деформаций цементного камня с компенсированной усадкой для наливных полов;
2. Подтверждены критерии оценки эффективности суперпластификаторов по изменению текучести смеси для наливных полов и усадочных деформаций цементного камня и количественная оценка критериев эффективности различных по химическому составу суперпластификаторов в сочетании с отечественным цементом;
3. Доказано, что управлять набором прочности и деформаций составов для наливных полов возможно использованием вяжущих с добавлением комплексного модификатора полифункционального действия с суперпластифицирующей и стабилизирующей добавок, полимерных порошков и расширяющих добавок сульфоалюминатного типа.
Практическая значимость. Разработан состав бетонной смеси для наливных полов на основе природного Волжского песка, композиционного цемента, гиперпластификатора и химических добавок различного действия.
Апробация результатов исследования. Результаты исследований магистерской работы изложены в научных публикациях:
1. Шишканова В.Н., Шустов Р.С. Наливные полы с использованием песка Волжского месторождения / В.Н. Шишканова, Р.С. Шустов // XXII Международная научно-практическая конференция «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии». - 2020.
2. Шустов Р.С. Улучшение свойств сухой смеси для наливного пола // Научно-техническая конференция студентов ТГУ, 2020.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемых источников из 44 наименований. Общий объем работы изложен на 71 странице машинописного текста, содержит 26 рисунок и 16 таблиц.
1. Развиты научные представления о процессах структурообразования композиционного вяжущего для наливных полов и возможность управления формированием прочности и собственными деформациями путем использования минеральной составляющей вяжущего и суперпластифицирующих добавок.
2. Произведена оценка эффективности суперпластифицирующих добавок различной химической основы отечественного и российско- импортного производства по предложенным российскими учеными критериям эффективности, отражающими влияние суперпластификаторов на текучесть смеси для наливного пола, величину прочности с учетом снижения величины водоцементного отношения при введении СП.
3. Наиболее эффективным в сочетании с отечественным композиционным цементом является гиперпластификатор STACHEMENT 2481. Он проявляет достаточную пластифицирующую способность, повышает прочность в большей степени чем другие добавки практически, не влияет на развитие усадочных деформаций. Разработан состав наливного пола на основе композиционного портландцемента ЦЕМ П/А-К(П-И) 42,5Н ГОСТ 31108-2016, природного песка.
4. Разработан состав бетонной смеси для наливного пола на основе композиционного портландцемента ЦЕМ П/А-К(П-И) 42,5Н ГОСТ 31108-2016, природного песка Волжского месторождения, гиперпластификатора STACHEMENT 2481 и химических добавок (стабилизатора и ускорителя твердения) со следующими показателями качества:
• жизнеспособность смеси не менее 40 мин.;
• марочная прочность на сжатие в 28 суток не менее 20 Мпа;
• деформация усадки в 28 суток не более 1,0 мм/м.
2. Произведена оценка эффективности суперпластифицирующих добавок различной химической основы отечественного и российско- импортного производства по предложенным российскими учеными критериям эффективности, отражающими влияние суперпластификаторов на текучесть смеси для наливного пола, величину прочности с учетом снижения величины водоцементного отношения при введении СП.
3. Наиболее эффективным в сочетании с отечественным композиционным цементом является гиперпластификатор STACHEMENT 2481. Он проявляет достаточную пластифицирующую способность, повышает прочность в большей степени чем другие добавки практически, не влияет на развитие усадочных деформаций. Разработан состав наливного пола на основе композиционного портландцемента ЦЕМ П/А-К(П-И) 42,5Н ГОСТ 31108-2016, природного песка.
4. Разработан состав бетонной смеси для наливного пола на основе композиционного портландцемента ЦЕМ П/А-К(П-И) 42,5Н ГОСТ 31108-2016, природного песка Волжского месторождения, гиперпластификатора STACHEMENT 2481 и химических добавок (стабилизатора и ускорителя твердения) со следующими показателями качества:
• жизнеспособность смеси не менее 40 мин.;
• марочная прочность на сжатие в 28 суток не менее 20 Мпа;
• деформация усадки в 28 суток не более 1,0 мм/м.
