📄Работа №210787
Тема: Влияние модификаторов на морозостойкость бетона
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Материаловедение
Объем:
86 листов
Год:
2021
Просмотров:
57
4860
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Дорожные бетоны для верхних покрытий дорог и современные
требования к ним 8
1.2 Дорожные покрытия на основе портландцемента 11
1.2.1 Применяемые материалы и требования к ним 13
1.2.2 Особенности гидратации цемента в бетоне и формирование
структуры и свойств цементного камня в бетоне 17
1.3 Управление фазовым составом цементного камня и его поровой структурой 25
1.3.1 Добавки и их влияние на состав и свойства цементного камня и
бетона 25
1.3.2 Способы обеспечения бетону требуемой морозостойкости 32
Выводы по обзору 37
Цели и задачи 38
2 ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 39
2.1 Физико-химическая характеристика применяемых материалов 39
2.1.1 Требования к цементу 39
2.1.2 Требования к заполнителям (песок, щебень) 40
2.1.3 Характеристика добавок 42
2.1.4 Вода для бетона 44
2.2 Методы исследований 44
2.2.1 Методы определения прочности 44
2.2.2 Методы определения пористости 45
2.2.3 Методы определения морозостойкости 45
2.2.4 Рентгеновский и дериватографический методы 46
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 50
3.1 Разработка состава бетонной смеси и бетона с применением
добавок 50
3.2 Исследование особенностей твердения разработанного бетона в
нормальных условиях (1-е сутки, 2-е, 7-е и 28-е) 51
3.3 Оценка влияния добавок на фазовый состав цементного камня в
бетоне и его морозостойкость 54
3.4 Испытание бетона на морозостойкость и ее оценка 61
Выводы по главе 65
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 66
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 69
5.1 Охрана труда 69
5.2 Охрана окружающей среды 74
Общие выводы по работе 78
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Дорожные бетоны для верхних покрытий дорог и современные
требования к ним 8
1.2 Дорожные покрытия на основе портландцемента 11
1.2.1 Применяемые материалы и требования к ним 13
1.2.2 Особенности гидратации цемента в бетоне и формирование
структуры и свойств цементного камня в бетоне 17
1.3 Управление фазовым составом цементного камня и его поровой структурой 25
1.3.1 Добавки и их влияние на состав и свойства цементного камня и
бетона 25
1.3.2 Способы обеспечения бетону требуемой морозостойкости 32
Выводы по обзору 37
Цели и задачи 38
2 ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 39
2.1 Физико-химическая характеристика применяемых материалов 39
2.1.1 Требования к цементу 39
2.1.2 Требования к заполнителям (песок, щебень) 40
2.1.3 Характеристика добавок 42
2.1.4 Вода для бетона 44
2.2 Методы исследований 44
2.2.1 Методы определения прочности 44
2.2.2 Методы определения пористости 45
2.2.3 Методы определения морозостойкости 45
2.2.4 Рентгеновский и дериватографический методы 46
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 50
3.1 Разработка состава бетонной смеси и бетона с применением
добавок 50
3.2 Исследование особенностей твердения разработанного бетона в
нормальных условиях (1-е сутки, 2-е, 7-е и 28-е) 51
3.3 Оценка влияния добавок на фазовый состав цементного камня в
бетоне и его морозостойкость 54
3.4 Испытание бетона на морозостойкость и ее оценка 61
Выводы по главе 65
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 66
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 69
5.1 Охрана труда 69
5.2 Охрана окружающей среды 74
Общие выводы по работе 78
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
📖 Аннотация
В данной работе исследовано влияние комплексных модифицирующих добавок на формирование структуры и морозостойкость дорожного бетона. Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания долговечных цементобетонных покрытий для автомобильных дорог, способных выдерживать повышенные транспортные нагрузки и суровые климатические условия, при этом в России их применение остается крайне ограниченным. В результате экспериментальных исследований был разработан и оптимизирован состав бетонной смеси с применением комплексов добавок: микрокремнезема (МК-85) совместно с суперпластификаторами на основе поликарбоксилатных (АСЕ440) и нафталинформальдегидных (СП-1) эфиров. Установлено, что введение данных комплексов позволяет существенно снизить водоцементное отношение (до 0,29 для комплекса МК+АСЕ440), уменьшить открытую пористость и улучшить микроструктуру цементного камня, способствуя образованию низкоосновных гидросиликатов кальция типа C-S-H (I). Наиболее эффективным признан комплекс МК+АСЕ440, обеспечивший получение бетона с прочностью 85 МПа и высокой маркой по морозостойкости F2300. Научная значимость работы заключается в установлении взаимосвязи между типом модификатора, формируемой микроструктурой и эксплуатационными свойствами бетона. Практическая ценность состоит в предложении конкретных рецептур для производства высокоресурсных дорожных бетонов. В ходе анализа литературы были рассмотрены работы С.В. Эккеля по вопросам строительства цементобетонных покрытий, исследование М.Я. Якобсона о перспективах их применения, а также положения актуальных нормативных документов (ГОСТ 31384-2017, СП 34.13330.2012), регламентирующих требования к дорожным конструкциям и защите бетона от коррозии.
📖 Введение
Актуальность работы. Из-за выросшего за последние 15 лет в 20 раз спроса на транспортный поток, и нагрузки от большегрузной техники, у проектировщи- ков-дoрoжников возникает большая потребность, в высокоэффективных и долговечных дорожных покрытиях.
Базовым материалом, из которого чаще изготавливают покрытия дорожного полотна, является асфальтобетон. Но к сожалению в агрессивных условиях эксплуатации даже качественно приготовленные и свежеуложенные покрытия потребуют уже через год после ввода в работу ремонта и ухода. Верхние покрытия, уложенные из бетона позволяют увеличить срок службы дорожного покрытия до 50 лет и выше [1].
Несмотря на значительные эксплуатационные преимущества цементобетонных покрытий, в Российской Федерации к их применению относятся скептически, лишь 3% дорог построены на данных покрытиях [1, 2]. Для сравнения, в развитых странах протяжённость дорог с монолитным цементобетонным покрытием составляет примерно 50 % от общей протяжённости дорожной сети.
Одной из причина такого положения является использование бетонных смесей с низкой удобоукладываемостью, требующих применения специального оборудования, как для укладки, так и для уплотнения смесей, недостаточность финансирования, желание сэкономить на этапе строительства, но самым главным фактором который подтолкнул к применению при устройстве дорожного покрытия стойких к морозной агрессии бетонов, получаемых из портландцемента с помощью су- перпластифицирующих добавок, является - климат.
Базовым материалом, из которого чаще изготавливают покрытия дорожного полотна, является асфальтобетон. Но к сожалению в агрессивных условиях эксплуатации даже качественно приготовленные и свежеуложенные покрытия потребуют уже через год после ввода в работу ремонта и ухода. Верхние покрытия, уложенные из бетона позволяют увеличить срок службы дорожного покрытия до 50 лет и выше [1].
Несмотря на значительные эксплуатационные преимущества цементобетонных покрытий, в Российской Федерации к их применению относятся скептически, лишь 3% дорог построены на данных покрытиях [1, 2]. Для сравнения, в развитых странах протяжённость дорог с монолитным цементобетонным покрытием составляет примерно 50 % от общей протяжённости дорожной сети.
Одной из причина такого положения является использование бетонных смесей с низкой удобоукладываемостью, требующих применения специального оборудования, как для укладки, так и для уплотнения смесей, недостаточность финансирования, желание сэкономить на этапе строительства, но самым главным фактором который подтолкнул к применению при устройстве дорожного покрытия стойких к морозной агрессии бетонов, получаемых из портландцемента с помощью су- перпластифицирующих добавок, является - климат.
✅ Заключение
1. Разработан состав бетонной смеси с применением комплексных добавок следующего вида: пластификаторы на поликарбоксилатных (АСЕ440) и нафталинформальдегидных (СП-1) эфирах, а так же введение минеральной добавки, микрокремнезема (МК-85).
Полученный бетон прошел физико-механические испытания и может быть использован в качестве дорожного бетона.
Разработанный состав способствует образованию, в процессе твердения цементного камня, низкоосновных гидратных фаз, имеющих тип C-S-H (I).
2. Введением в бетонную смесь комплексных добавок МК+СП-1 и МК+АСЕ440, было обеспечено понижение водоцементного отношения с 0,44 - у бездобавочного, 0,34 - МК+СП-1 и 0,29 - МК+АСЕ440. Кроме того, как следствие удалось снизить открытую пористость смеси.
3. Дана оценка влияния комплекса применяемых добавок на структуру бетона. Образец, приготовленный без использования добавок, имеет неоднородную структуру, с дефектами и не вступившими в химические реакции цементные зерна.
Применение комплексных добавок улучшает микроструктуру цементного камня, так при использовании МК+СП-1 структура имеет кристаллические микрообразования, а МК+АСЕ440 - заметны низкоосновные гидросиликаты, типа С-S-H (I).
4. Установлено, что наиболее эффективным комплексом с добавкой является МК+АСЕ440. Данный комплекс входе испытаний показал наилучшие физико-химические характеристики: Я=85МПа, W=9%, В/Ц=0,29.
5. Входе испытания на морозостойкость была получена марка F2300. При испытании заостряли внимание на наличие дефектов, изменение массы и прочность. Так же было отмечено, что применение АМД позволяет создать условия для образования низкоосновных стабильных соединений, обладающих устойчивостью к циклически повторяющимся процессам замораживания и оттаивания.1. Разработан состав бетонной смеси с применением комплексных добавок следующего вида: пластификаторы на поликарбоксилатных (АСЕ440) и нафталинформальдегидных (СП-1) эфирах, а так же введение минеральной добавки, микрокремнезема (МК-85).
Полученный бетон прошел физико-механические испытания и может быть использован в качестве дорожного бетона.
Разработанный состав способствует образованию, в процессе твердения цементного камня, низкоосновных гидратных фаз, имеющих тип C-S-H (I).
2. Введением в бетонную смесь комплексных добавок МК+СП-1 и МК+АСЕ440, было обеспечено понижение водоцементного отношения с 0,44 - у бездобавочного, 0,34 - МК+СП-1 и 0,29 - МК+АСЕ440. Кроме того, как следствие удалось снизить открытую пористость смеси.
3. Дана оценка влияния комплекса применяемых добавок на структуру бетона. Образец, приготовленный без использования добавок, имеет неоднородную структуру, с дефектами и не вступившими в химические реакции цементные зерна.
Применение комплексных добавок улучшает микроструктуру цементного камня, так при использовании МК+СП-1 структура имеет кристаллические микрообразования, а МК+АСЕ440 - заметны низкоосновные гидросиликаты, типа С-S-H (I).
4. Установлено, что наиболее эффективным комплексом с добавкой является МК+АСЕ440. Данный комплекс входе испытаний показал наилучшие физико-химические характеристики: Я=85МПа, W=9%, В/Ц=0,29.
5. Входе испытания на морозостойкость была получена марка F2300. При испытании заостряли внимание на наличие дефектов, изменение массы и прочность. Так же было отмечено, что применение АМД позволяет создать условия для образования низкоосновных стабильных соединений, обладающих устойчивостью к циклически повторяющимся процессам замораживания и оттаивания.1. Разработан состав бетонной смеси с применением комплексных добавок следующего вида: пластификаторы на поликарбоксилатных (АСЕ440) и нафталинформальдегидных (СП-1) эфирах, а так же введение минеральной добавки, микрокремнезема (МК-85).
Полученный бетон прошел физико-механические испытания и может быть использован в качестве дорожного бетона.
Разработанный состав способствует образованию, в процессе твердения цементного камня, низкоосновных гидратных фаз, имеющих тип C-S-H (I).
2. Введением в бетонную смесь комплексных добавок МК+СП-1 и МК+АСЕ440, было обеспечено понижение водоцементного отношения с 0,44 - у бездобавочного, 0,34 - МК+СП-1 и 0,29 - МК+АСЕ440. Кроме того, как следствие удалось снизить открытую пористость смеси.
3. Дана оценка влияния комплекса применяемых добавок на структуру бетона. Образец, приготовленный без использования добавок, имеет неоднородную структуру, с дефектами и не вступившими в химические реакции цементные зерна.
Применение комплексных добавок улучшает микроструктуру цементного камня, так при использовании МК+СП-1 структура имеет кристаллические микрообразования, а МК+АСЕ440 - заметны низкоосновные гидросиликаты, типа С-S-H (I).
4. Установлено, что наиболее эффективным комплексом с добавкой является МК+АСЕ440. Данный комплекс входе испытаний показал наилучшие физико-химические характеристики: Я=85МПа, W=9%, В/Ц=0,29.
5. Входе испытания на морозостойкость была получена марка F2300. При испытании заостряли внимание на наличие дефектов, изменение массы и прочность. Так же было отмечено, что применение АМД позволяет создать условия для образования низкоосновных стабильных соединений, обладающих устойчивостью к циклически повторяющимся процессам замораживания и оттаивания.6. Выполнен сравнительный анализ экономической эффективности применения изготовленного с помощью комплексных добавок бетона, входе которого получен следующий вывод: изготовленный с помощью комплексных добавок бетон несколько не уступает по физико-химическим показателям в сравнении с изготовляемым на предприятии, но при этом имеет более низкую цену.
Приготовленный состав имеет цену: МК+СП-1 - 4019,07руб/м3, МК+АСЕ440 - 4308,82 руб/м3, аналог - 5449,15 руб/м3.
Цель работы достигнута - получение устойчивого к морозному действию дорожного бетона с использованием минеральной добавки и суперпластификатора, выполнено.
Полученный бетон прошел физико-механические испытания и может быть использован в качестве дорожного бетона.
Разработанный состав способствует образованию, в процессе твердения цементного камня, низкоосновных гидратных фаз, имеющих тип C-S-H (I).
2. Введением в бетонную смесь комплексных добавок МК+СП-1 и МК+АСЕ440, было обеспечено понижение водоцементного отношения с 0,44 - у бездобавочного, 0,34 - МК+СП-1 и 0,29 - МК+АСЕ440. Кроме того, как следствие удалось снизить открытую пористость смеси.
3. Дана оценка влияния комплекса применяемых добавок на структуру бетона. Образец, приготовленный без использования добавок, имеет неоднородную структуру, с дефектами и не вступившими в химические реакции цементные зерна.
Применение комплексных добавок улучшает микроструктуру цементного камня, так при использовании МК+СП-1 структура имеет кристаллические микрообразования, а МК+АСЕ440 - заметны низкоосновные гидросиликаты, типа С-S-H (I).
4. Установлено, что наиболее эффективным комплексом с добавкой является МК+АСЕ440. Данный комплекс входе испытаний показал наилучшие физико-химические характеристики: Я=85МПа, W=9%, В/Ц=0,29.
5. Входе испытания на морозостойкость была получена марка F2300. При испытании заостряли внимание на наличие дефектов, изменение массы и прочность. Так же было отмечено, что применение АМД позволяет создать условия для образования низкоосновных стабильных соединений, обладающих устойчивостью к циклически повторяющимся процессам замораживания и оттаивания.1. Разработан состав бетонной смеси с применением комплексных добавок следующего вида: пластификаторы на поликарбоксилатных (АСЕ440) и нафталинформальдегидных (СП-1) эфирах, а так же введение минеральной добавки, микрокремнезема (МК-85).
Полученный бетон прошел физико-механические испытания и может быть использован в качестве дорожного бетона.
Разработанный состав способствует образованию, в процессе твердения цементного камня, низкоосновных гидратных фаз, имеющих тип C-S-H (I).
2. Введением в бетонную смесь комплексных добавок МК+СП-1 и МК+АСЕ440, было обеспечено понижение водоцементного отношения с 0,44 - у бездобавочного, 0,34 - МК+СП-1 и 0,29 - МК+АСЕ440. Кроме того, как следствие удалось снизить открытую пористость смеси.
3. Дана оценка влияния комплекса применяемых добавок на структуру бетона. Образец, приготовленный без использования добавок, имеет неоднородную структуру, с дефектами и не вступившими в химические реакции цементные зерна.
Применение комплексных добавок улучшает микроструктуру цементного камня, так при использовании МК+СП-1 структура имеет кристаллические микрообразования, а МК+АСЕ440 - заметны низкоосновные гидросиликаты, типа С-S-H (I).
4. Установлено, что наиболее эффективным комплексом с добавкой является МК+АСЕ440. Данный комплекс входе испытаний показал наилучшие физико-химические характеристики: Я=85МПа, W=9%, В/Ц=0,29.
5. Входе испытания на морозостойкость была получена марка F2300. При испытании заостряли внимание на наличие дефектов, изменение массы и прочность. Так же было отмечено, что применение АМД позволяет создать условия для образования низкоосновных стабильных соединений, обладающих устойчивостью к циклически повторяющимся процессам замораживания и оттаивания.1. Разработан состав бетонной смеси с применением комплексных добавок следующего вида: пластификаторы на поликарбоксилатных (АСЕ440) и нафталинформальдегидных (СП-1) эфирах, а так же введение минеральной добавки, микрокремнезема (МК-85).
Полученный бетон прошел физико-механические испытания и может быть использован в качестве дорожного бетона.
Разработанный состав способствует образованию, в процессе твердения цементного камня, низкоосновных гидратных фаз, имеющих тип C-S-H (I).
2. Введением в бетонную смесь комплексных добавок МК+СП-1 и МК+АСЕ440, было обеспечено понижение водоцементного отношения с 0,44 - у бездобавочного, 0,34 - МК+СП-1 и 0,29 - МК+АСЕ440. Кроме того, как следствие удалось снизить открытую пористость смеси.
3. Дана оценка влияния комплекса применяемых добавок на структуру бетона. Образец, приготовленный без использования добавок, имеет неоднородную структуру, с дефектами и не вступившими в химические реакции цементные зерна.
Применение комплексных добавок улучшает микроструктуру цементного камня, так при использовании МК+СП-1 структура имеет кристаллические микрообразования, а МК+АСЕ440 - заметны низкоосновные гидросиликаты, типа С-S-H (I).
4. Установлено, что наиболее эффективным комплексом с добавкой является МК+АСЕ440. Данный комплекс входе испытаний показал наилучшие физико-химические характеристики: Я=85МПа, W=9%, В/Ц=0,29.
5. Входе испытания на морозостойкость была получена марка F2300. При испытании заостряли внимание на наличие дефектов, изменение массы и прочность. Так же было отмечено, что применение АМД позволяет создать условия для образования низкоосновных стабильных соединений, обладающих устойчивостью к циклически повторяющимся процессам замораживания и оттаивания.6. Выполнен сравнительный анализ экономической эффективности применения изготовленного с помощью комплексных добавок бетона, входе которого получен следующий вывод: изготовленный с помощью комплексных добавок бетон несколько не уступает по физико-химическим показателям в сравнении с изготовляемым на предприятии, но при этом имеет более низкую цену.
Приготовленный состав имеет цену: МК+СП-1 - 4019,07руб/м3, МК+АСЕ440 - 4308,82 руб/м3, аналог - 5449,15 руб/м3.
Цель работы достигнута - получение устойчивого к морозному действию дорожного бетона с использованием минеральной добавки и суперпластификатора, выполнено.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.