АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Шлаковые цементы 8
1.1.1 Известково-шлаковые цементы 8
1.1.2 Сульфато-шлаковые цементы 9
1.1.3 Шлакопортландцемент 9
1.2 Характеристика шлакопортландцемента 10
1.2.1 Основные виды шлакопортландцемента 13
1.2.2 Свойства шлакопортландцемента 14
1.2.3 Применение шлакопортландцемента 16
1.3 Процессы, происходящие при изготовлении ШПЦ 16
1.3.1 Процессы, происходящие при грануляции шлака 16
1.3.2 Процессы твердения и набора прочности ШПЦ 17
1.4 Требования к бетону 18
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ 22
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 23
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 24
2.1 Характеристика сырья 24
2.1.1 Шлакопортландцемент 24
2.1.2 Гранулированный доменный шлак 26
2.1.3 Портландцемент 28
2.1.4 Заполнители 29
2.1.4.1 Крупный заполнитель 30
2.1.4.2 Мелкий заполнитель 33
2.1.5 Добавка 35
2.1.6 Вода 36
2.2 Методы испытания бетона 37
2.2.1 Определение прочности бетона 37
2.2.2 Определение средней плотности бетона 38
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 39
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 40
5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ
СОСТАВОВ ПО СРАВНЕНИЮ С ЧАСТО ПРОИЗВОДЯЩИМИ СОСТАВАМИ 50
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 55
ВЫВОДЫ 60
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 61
ПРИЛОЖЕНИЯ 67
Портландцемент и его разновидности - основные материалы в современном строительстве. Они позволяют возводить бетонные и железобетонные конструкции.
Эффективные бетоны - бетоны, обладающие специальными свойствами, которые позволяют изготавливать из них бетонные и железобетонные изделия и конструкции, эксплуатирующиеся в особых условиях. Виды эффективных бетонов: высокопрочные, гидротехнические, химически стойкие, жаростойкие, шлакощелочные и др.
Область применения шлакопортландцемента во многом совпадает с областью применения портландцемента. Он применяется в производстве бетонных и железобетонных конструкций и изделий, в том числе с использованием тепловлажностной обработки, имеет пониженное тепловыделение, повышенную жаро- и сульфатостойкость, стойкость по отношению к действию мягких вод.
Шлакопортландцемент экономичнее портландцемента [19]. Кроме того, производство шлакопортландцемента позволяет сократить количество шлаков, хранящихся в шламоотвалах, уменьшить экологическую нагрузку в регионах, использовать ресурсный потенциал вместо привлечения в производство первичных ресурсов [29-34].
В ходе работы была разработана математическая модель, которая позволяет определить состав бетона, отвечающий требованиям по прочности в заданные сроки твердения.
С увеличением количества шлака в цементе повышалась подвижность бетонной смеси, что позволяло снизить водоцементное отношение.
При низком содержании шлака (ниже 40 %) и расходе цемента выше 340 кг/м3 полученные бетоны были быстротвердеющими. При снижении расхода цемента или увеличении содержания шлака в цементе рост прочности в раннем возрасте замедляется.
С увеличением возраста испытываемых образцов ситуация меняется, график прочности смещается по оси абсцисс, прочность образцов при увеличении количества шлака в цементе увеличивается, наибольшая прочность в 28-суточном возрасте достигается при количестве шлака в цементе 44 %.
При равном расходе цемента и при содержании шлака в цементе от 35 до 50 % прочности бетонов, испытанных в возрасте 28 суток, превышают прочности бетонов, содержащий шлак в количестве до 35 % (ЦЕМ II по ГОСТ 31108-2016).
С увеличением расход шлакопортландцемента с 300 до 420 кг/м3 вне зависимости от возраста испытываемых образцов прочность повышается.
Наибольшей ранней прочностью обладают бетоны, твердеющие в условиях тепловой обработке. Их следует применять, когда необходимо получить бетоны с высокой прочностью в раннем возрасте (например, для быстрого достижения бетоном распалубочной прочности при производстве на заводе ЖБИ). В возрасте 28 суток прочность таких бетонов ниже прочности бетонов тех же составов, твердеющих в нормальных условиях.
Все полученные составы бетона экономически выгодны по сравнению с составами, производящимися на данный момент. Экономический эффект по затратам для производства бетонов классов прочности на сжатие от В20 до В30 от 850 до 1400 руб/м3, при производстве бетонов класса В22,5, твердеющих в условиях тепловой обработки, - 830 руб/м3.
