Безусадочный цементный раствор для омоноличивания стыков железобетонных конструкций. Состав безусадочного цемента


Бетоны на специальных цементах

Строительные статьи

Создание бетонов с заданными свойствами основывается на приме­нении специальных цементов. Кон­струкции и сооружения из таких бетонов отличаются, прежде всего, высокой долговечностью, что делает затраты на их эксплуатацию мини­мальными. Неэффективное приме­нение цементов общестроительного назначения вместо специальных це­ментов нередко является причиной дефектов и разрушения бетонов.

Таблица 1

Показатель

Значение для безусадочного цемента

Дорожного

ГИДРОИЗОЛЯ­ЦИОННОГО

Кл. 32,5

Кл. 42,5

Кл 32,5

Кл. 42,5

Прочность при сжатии, МГа, не менее, в возрасте: 2 сут 7 сут 2В сут

22 38

14

48

22 38

14 48

Прочность при изгибе, МПа, не менее, в возрасте: 2 сут 7 сут 28 сут

4.5 5,5

4 6

4.5 5.5

4 6

Равномерность изменения объема (по Ле-ШательеЬ мм, не более

10

Сроки схватывания: начало, мин, не ранее конец, час, не позднее

120 10

30 8

Водоотделение, %, не более

25

Усадка цемента, %

Не допускается

Линейное расширение*, %, при водном твердении, не более, в возрасте 2 сут 28 сут

0,1/0,15 0.2/0,3

Линейное расширение*, %, при воздушно - влажном твердении, не более, в возрасте 2 сут 28 сут

0.05/0,1 0.15/0,2

Морозостойкость, циклов, не менее

300

Водонепроницаемость, атм, не менее

-

10

Тонкость помола: удельная поверхность. м2/кг, не менее

280

320

* над чертой - значения для сульфоферритного цемента, под чертой - для сульфоалюминатного цемента

Специальных цементов, как безуса­дочный, белый морозостойкий и особотонкий немент «ИНТРАЦЕМ». Эти цементы могут найти применение в различных областях строительства, в первую очередь в транспортном стро­ительстве и при ремонтно-восстано - вительных работах.

Бетоиы на безусадочном портландцементе

Одним из недостатков твердею­щих цементных систем является проявление ими деформаций усад­ки с появлением мелких разветв­ленных трешин, которые впослед­ствии выступают в качестве одной из причин развития деструктивных процессов в цементном камне. Величина линейной усадки бетона находится обычно в пределах 0,3—0,45 мм/м. однако в зависимос­ти от вида цемента, состава бетона, условий твердения эта величина мо­жет быть и большей. При изготовле­нии предварительно напряженных конструкций усадка приводит к потере напряжении в арматуре, а связанная с явлением усадки не­обходимость в устройстве темпера- турно-усадочных швов является существенным недостатком бетон­ных и железобетонных покрытий автомобильных дорог, аэродромов, длинномерных конструкций и др.

Исиол ьзование безусадоч иого цемента в бетонах транспортного назначения позволит, например, повысить водонепроницаемость тоннельной обделки, избежать тру­доемких и дорогостоящих работ по устройству многослойной гидроизо­ляции на мостах, путепроводах, уменьшить количество температур - но-усадочных швов. Перспектив­ным является применение этого цемента для строительства и ремонта резервуаров, очистных сооружений, гидротехнических сооружений и др.

Безусадочный портландцемент, предназначенный для транспортно­го строи гсл ьел на. пол чаю г на осно­ве пор гланд цементного клинкера, расширяющегося компонента и гипса. По назначению такой цемент подразделяется на «дорожный», т. е.

Состав бетона, кг/м3

Содержание добавок3, % от массы цемента

Плотность смеси, кг/м3, через 30 мин после изго­

Показатель удобо -

Укладываемости смеси, определен­ный через 5 мин после изготовления, метод испытания

Содержание вовлеченного воздуха через 30 мин после изготовления, % по объему

Предел прочности при сжатии, МПа. в возрасте, сут

О о

Sg

0 *

С >5

Га £

Ц

ГР

Щг

В

В/Ц

С-3

СНВ

Товления

1

3

7

28

Го

5

475

815

980

170

0,36

0.8

0,03

2440

O. K. - 16 см ГОСТ 10181-2000

3,8

Б

35,2

46.4

56,1

F300

504

1514

192 0,38

0.8

0.03

2210

Глубина погружения конуса - 40 мм ГОСТ 5802-86

5,1

1

22.1

40,4

47,9

F300

| Примечания:1 песок кварцево-полевошпатовый. Мк = 2,23 (ГОСТ 8736-93)

2 щебень гранитный фр. 5-20 мм (ГОСТ 8267-93)

3 добавки; суперггласгификатор С-3 (ТУ 6-36-0204229-625) и воздухововлекающая добавка СНВ (ТУ 13-0281078-75-90)

4 по второму базовому методу определения морозостойкости ГОСТ 10060-95

Предназначенный для конструкци­онных бетонов транспортных со­оружений, и гидроизоляционный.

В зависимости от вида расши­ряющегося компонента безусадоч­ный цемент подразделяется на суль - фоадюшшатный и сульфоферрыт - ный. Содержание расширяющегося компонента в цементе находится в пределах 5—20 мае. %. Допускается введение в цемент при помоле до­менного гранулированного шлака в количестве до 10%. Массовая доля оксида магния в клинкере не должна превышать 5%, массовая доля SO3 должна составлять 3—6%. Для «до­рожного» безусадочного цемента, кроме этого, ограничивается содер­жание минерала С3А в клинкере: оно не должна превышать 7 мае. %.

Безусадочный цемент для транс­портного строительства, выпускаемый согласно ТУ 5732-003-24089832-98, характеризуется классами прочности 32,5 и 42,5. Физико-механические показатели цемента должны удовле­творять требованиям, представлен­ным втабл. 1.

Безусадочный цемент на осно­ве сульфоферритного клинкера (СФ-цемент) позволяет получать бетоны с маркой по морозостойкос­ти не менее F300 (второй базовый метод ГОСТ 10060-95), по водоне­проницаемости — не ниже W/0.

Примеры составов и свойств тя­желого и мелкозернистого бетонов на судьфоферритном безусадочном це­менте приведены втабл. 2. Для изго­товления тяжелого и мелкозернисто­го бетонов применялся безусадочный СФ-цемент, полученный на основе специального портландцементного клинкера Спасского цементного за­вода. Соотношение специального порьзандцементного клинкера, суль­фоферритного расширяющегося компонента и гипса составляло (по массе): 100:5:3,2. Расчетное содержа­ние С3А в портландцементном клин­кере — 2.9%. Показатели стандартных физико-механических свойств безу­садочного СФ-иемента следующие: НГЦТ - 24.25%, начало схватывания — 3 ч 45 мин. конец схватывания — 4 ч 45 мин, удельная поверхность — 320 м2/кг. расплыв стандартного ко­нуса при В/Ц=0,39—113 мм," актив­ность - 50,7 МПа.

Таблица3

Показатели

Белый цемент ОАО «Щуровский цемент»

«Супербелый» порт­ландцемент фирмы «Aalborg Portland»

Содержание минерала, С3А, %

5

4-5

Удельная поверхность, м2/кг

470

360-440 (по Блейну)

Нормальная густота, %

27.5

Сроки схватывания, мин;

Начало

220

75-120

Конец

330

-

Активность (28 сут), МПа

44 (ГОСТ 310.4-81)

65-77 (EN 196)

Ряд испытаний (прочность в отда­ленные сроки, деформации усадки, трещи н остой кость, суд ьфатостой - кость, водонепроницаемость) пока­зал, что бетоны на безусадочном СФ - цементе на основе специального портландцементного клинкера Спас­ского цементного завода являются особо коррозиестойкими и могут быть рекомендованы для использо­вания в особо трудных условиях, на­пример, для ремонтно-восстановн - тельных работ по возобновлению разрушенного коррозией поверхно­стного слоя бетона таких тонкостен­ных железобетонных сооружений, как плавучие доки. Этот цемент ре­комендуется также для изготовления защитных бетонных покрытий при возведении новых транспортных и гидротехнических сооружений, для водонепроницаемых бетонов тон­нельной обделки, строительства под­земных паркингов, фундаментов и конструкций мостов, путепроводов. строител!>ства дорожных одежд, очи­стных сооружений и др. 11,2].

Морозостойкий белый цемент и цветные цементы на его основе

Белый цемент как строительный материал необходим для раскрытия архитектурных возможностей бето­на. Большинство белых цементов, однако, содержит повышенное ко­личество алюминатной фазы и по­этому они неморозостойки. Выпуск белого цемента с малым содержани­ем алюминатной фазы представляет собой сложную инженерную задачу, которая до недавнего времени рос­сийской цементной промышлен­ностью не решалась. Усилиями специалистов цементного произ­водства и ЗАО «Научно-техничес­кий центр», фирмы «ЦЕМИСКОН» проблема выпуска белого морозо­стойкого цемента в промышленных масштабах была решена, и в 1999 г. на предприятии ОАО «Щуровский цемент» была выпущена опытная партия эгого цемента.

В ОН ИД «Цемент» МАДИ (ТУ) проведено изучение строительно - технических свойств бетона на белом морозостойком цементе и оценена возможность его исполь­зования для изготовления изделии и конструкций с повышенными требованиями к морозостойкости.

Характеристики белого цемента приведены в табл. 3, там же приведе­ны типичные характеристики его за­рубежного аналога — датского «су- пербелого» портландцемента фирмы «Aalborg Portland». Как видно из представленных данных, белый це­мент ОАО «Щуровский цемент» усту­пает зарубежному аналогу в активно­сти, но по всем показателям соответ­ствует требованиям ГОСТ 10178—85 (п. 114). предъявляемым к цементам для транспортных сооружений.

Примеры составов бетонов о§ше - строительного назначения на белом цементе и показатели их физико-ме­ханических свойств приведены в табл. 4. Из представленных данных видно, что на белом цементе ОАО «ЦЦчровский цемент» можно полу­чать бетонные смеси и бетоны обще - строительного назначения классов по прочности на сжатие В15— В25.

Сохраняемость удобоуклады ваемос - ти бетонных смесей - средняя (со­гласно «Рекомендациям по подбору состава бетонов» к ГОСТ 27006—86). Наилучшие результаты при тепло - вл аж н остн ой обработке бетон н ы ч смесей на рассматриваемом цементе достигаются при использовании «мягкого» режима со скоростью подл>сма температуры не более 15 "С/ч и температурой изотермичес­кого прогрева не выше 60°С.

Поскольку в отечественной практике производства мелкоштуч­ных бетонных изделий (тротуарная плнтка, бортовой камень) все боль­шее место занимает технология виб - ропрессования, рассматриваемый белый цемент был испытан в мелко­зернистых вибропрессованых бето­нах, при изготовлении которых была смоделирована распространен ная заводская течноло! ия. Мелкозерни­стый бетон изготовлялся из сверхже­стких смесей марки по удобоукла - дываемости СЖ 3 (ГОСТ 7473-94). После уплотнения образцы подер­гались тепловлажностиои обработке по режиму 2-г2+6+4 ч с изотермичес­кой выдержкой при 50"С.

Известно, что в тонкостенных и мелкоштучных изделиях наиболее частый дефект производства состоит в недоуилотнении их отдельных час­тей, что не только снижает прочно­стные показатели бетона, но и суще­ственно ухудшает его морозо - и со - лестой кость, водонеп рои инае адость, истираемость. В связи с этим для за - формов-анных бетонных смесей оп­ределялся коэффициент уплотнения по значениям теоретической и фак­тической плотности. Составы мел­козернистых бетонных смесей и фи­зико-механические характеристики вибропрессованных бетонов на бе­лом цементе приведены в табл. 5.

Различия в показателях средней плотности и прочности мелкозернис­того бетона составов 1.2,3 табл. 5 объ­ясняются разницей в значении коэф­фициента уплотнения. Смесь состава № 1 была заформована сразу после изготовления, смесь состава №2 -

Черз 10 минут, смесь состава № 3 — че­рез 20 минут. Следует отмстить, что смесь состава № з была хуже уплотне­на из-за быстрого загустевайия.

В производственных условиях бы­ли выполнены опытно-промышлен­ные работы по изготовлению на осно­ве белого морозостойкого цемента ОАО «Шуровский цемент» тротуар­ной плитки из мелкозернистого бето­на по технологии вибропрессования. В ходе работ были проведены подбо­ры дозировок различных минераль­ных пигментов для получения цвет­ной плитки. Было использовано 5 пигментов-, желтый, красный, чер­ный. коричневый, зеленый. В резуль­тате установлено, что расход пигмента при использовании белого морозо­стойкого цемента может быть снижен на 30—503? при сохранении и улучше­нии цветовой гаммы. Коэффициент уплотнения смеси в заводских усло­виях составил 0.96, средняя проч­ность изделий после ТВО — 43 МПа, марка по морозостойкости F200 (вто­рой базовый метод ГОСТ 10060-95).

Испытания подтвердили, что разработана технология получения морозостойкого белого цемента и морозостойких цветных цементов на его основе. Бетоны на этих цементах могут быть рекомендованы для изго­товления тротуарной плитки, борто­вого камня, малых архитектурных форм. Белый и цветные морозостой­кие цементы могут также приме­няться для внешней отделки зданий, фасадных балок мостов и путепрово­дов, изготовления элементов обста­новки пути, при строительстве го­родских автомагистралей.

Особотонкий цемент («- И НТРАЦЕМ»)

Возможности цементных мате­риалов не будут в полной мере ис­пользованы, если не удастся осво­ить производство и применение специальных цементов с особо по­добранным гранулометрическим составом, в том числе особотонких цементов. В отличие от рядовых це­ментов, имеющих средний размер зерен 40—50 мкм, средний раз­мер зерен улътратонкого цемента — менее 10 мкм.

Особотонкий немент «ИНТРА - ЦЕМ», являющийся отечественной разработкой, не уступает по своим стро и тел ьн о-те х н и ч е с к и м с вой ст - вам зарубежным аналогам: MICRO - DUR (ФРГ) и SP1NOR (Франция).

Особотонкий цемент примеvih - ется в виде водной суспензии, кото­рая инъецируется в грунт, в тело восстанавливаемого материала, в трещины кирпичной кладки, бетон­ных и железобетонных конструк­ций, за счет чего обеспечивается по­вышение прочности, несушей спо­собности. водонепроницаемости. Для такого цемента важна, поэтому, способность образовывать нерас - слаиваюшнсся водные суспензии, что необходимо для глубокого про­никновения внутрь ремонтируе­мого слоя или укрепляемого грун­тового массива Для уменьшения водоцементного отношения и сни­жения вязкости суспензий в них вводятся добавки П АВ -

Типичные кривые водоотделе - ния цементно-водных суспензий «ИНТРАЦЕМа» состава Ц:В=1:2 показаны на рисунке.

Вязкость суспензий, содержа­щих суперпластификатор С-3, оп­ределенная на вискозиметре Энгле - ра, составляет 4—5 сек, тогда как вязкость чистой воды — 2 сек.

Следует отметить, что введение в суспензию С-3 в количестве 1 мае. % цемента незначительно уменьшает вязкость по сравнению с дозировкой 0,8%, приводя одно­временно к увеличению водо - отделения. Оптимальная дозировка С-3 для суспензий «ИНТРАЦЕМа», таким образом, не должна превы­шаться мае. % цемента.

Прочность затвердевших сус­пензий при хранении в воде в возра­сте 7—10 суток достигает 3 МПа. что вполне достаточно для выполнения ими своих функний.

«ИНТРАПЕМ» рекомендуется использовать для глубинного укреп­ления и предотвращения просадки грунтов, санации различных соору­жений. исторических памятников, восстановления несущей способнос­ти фундаментов, подпорных стенок, инъектнрования каналов предвари­тельно напряженных конструкций.

Список литературы

1. Осокин А. П., Энтин З. Б., Фед - нсрЛ. А., Пушкарев If-С. Особо - коррозиестойкий цемент для ремонтно-восетановительных работ. // Цемент и его примене­ние. 2000. № 5, С. 35-38.

2. Осокин А. П., Энтин З. Б., Фед - нер Л. А. Цементы для транс­портного строительства. Науч - но-п ра кти чес кая конфере н ни я «Скоростные автомагистрали в мегаполисах». Тезисы докладов. М., 7-8 сентября 1999- С. 75-76.

Шш ж

Полимерные мембраны Продажа Обучение Шефмоншаж

Россия, 614060, Пермь, ул. Крупской, дом 34

Телефон: (3422) 905-944, 909-717 Факс: (3422) 905-943 E-mail: [email protected] ru

Представительства: Москва (095) 430-29-29, Ижевск (3412) 78-53-30

В. Н. СТРОКИНОВ, конд. техн. наук, С. С. КОВАЛЕВ, директор ООО «ГСП «Инженер» (Пермь)

Новые тенденции в ремонте квартир, что несет 2017 год? Современные тенденции ремонта удивляют...

Высококлассные пластиковые офисные перегородки - рациональное решение Офисный ремонт - продолжительное и затратное мероприятие. Для оптимизации времени и средств, потраченных на обустройство рабочей площади, следует выбирать многофункциональные и долговечные конструкции. …

Ни одна стройка не обходится без бетона. Казалось бы он везде одинаковый, но на самом деле существует много различных видов подобной смеси. В чем их отличие и как выбирать бетон …

msd.com.ua

Безусадочный цементный раствор для омоноличивания стыков железобетонных конструкций

08.08.2014г.

Оглавление диссертации 

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ 12 ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ существующих стыковых соединений сборных 12 железобетонных конструкций

1.2. Виды омоноличивающих составов для устройства стыков 17 сборных железобетонных конструкций

1.2.1 Омоноличивающие составы на основе портландцемент

1.2.2 Омоноличивающие составы на основе полимерных смол

1.2.3 Омоноличивающие составы на основе расширяющихся 24 цементов с «сульфоалюминатным» принципом расширения

1.3. Модификация как способ интенсификации расширяющих 37 деформаций цемента, твердеющего в среде с пониженной влажностью

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ. 42 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Реологические и технологические методы испытания и 46 исследования цементных композиций

2.3. Физико-механические методы испытания цементных 49 композиций

2.4. Физико-химические методы анализа

2.5. Электрофизические методы исследования

2.6. Методы исследования фазового состава цементного камня

2.7. Физико-механические методы исследования в стыковых 53 соединениях

2.8. Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. МОДИФИКАЦИИ РЯДОВОГО

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА ДОБАВКАМИ,

ИНТЕНСИФИЦИРУЮЩИМИ ЕГО РАСШИРЕНИЕ

3.1. Подбор состава расширяющегося компонента и исследование 59 его влияния на свойства портландцемента

3.2. Физико-химическое обоснование выбора модификаторов, 67 интенсифицирующих образования гидросульфоалюмината кальция высокосульфатной формы

3.3. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И 104 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОНТАЖНОГО

РАСТВОРА

4.1. Разработка состава монтажного раствора по цементно-песчаному 104 соотношению

4.2. Технологические свойства монтажного раствора

4.3. Физико-механические свойства монтажного раствора

4.3.1. Деформации усадки-расширения монтажного раствора

4.3.2. Прочность монтажного раствора

4.3.3. Водопоглощение и показатели пористости монтажного 117 раствора

4.4. Выводы по главе

ГЛАВА 5. ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОНТАЖНОГО 120 РАСТВОРА С БЕТОНОМ КОНСТРУКЦИИ И АРМАТУРНЫМИ СВЯЗЯМИ В СТЫКОВОМ СОЕДИНЕНИИ

5.1. Когезионно-адгезионные свойства монтажного раствора и старого» бетона

5.2. Моделирование работы стыкового соединения, омоноличенного 122 монтажным раствором

5.3. Моделирование деформаций усадки-расширения монтажного 125 \ раствора в стыке

5.4. Защитные свойства монтажного раствора по отношению 127 к стальной арматуре

5.5. Выводы по главе

ГЛАВА 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 130 И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ МОНТАЖНОГО РАСТВОРА

6.1. Расчет технико-экономической эффективности сухой монтажной 130 смеси

6.1.1 Сравнение себестоимости 1 т сухой монтажной смеси со 130 стоимостью 1 т сухой «напрягающей» смеси

6.1.2. Расчет себестоимости 1 т сухой монтажной смеси

6.2. Разработка технических условий и технологического регламента 133 на производство сухой монтажной смеси

6.3. Защита результатов исследования патентом на изобретение

6.4. Условия и результаты промышленной проверки

6.4.1. Натурное испытание монтажного раствора в стыках колонн

6.4.2. Натурное испытание монтажного раствора на фрагменте 138 сборно-монолитного каркаса здания

6.4.3. Промышленное использование разработанного монтажного раствора

6.5. Выводы по главе

 

Введение диссертации (часть автореферата)

Актуальность работы. Особенностью современного строительства в России является внедрение новых и модернизация существующих конструктивных решений каркасно-связевых систем зданий различного назначения из сборного и сборно-монолитного железобетона. В рамках национального проекта «Доступное и комфортное жилье» на 2002-2010 годы в регионах России реализуются, хотя и медленно, мероприятия, связанные с модернизацией заводов ЖБИ, КПД и ДСК, с целью перехода от традиционных конструктивных систем к более эффективным, обеспечивающим гибкость планировки зданий и высокое качество строительства. [1, 2, 3, 4]. В результате достигнут даже некоторый подъем объемов выпуска сборного железобетона в период с 1999 г. по 2004 г. на 6,23 У млн. м [2, 5]. В то время как в России растет доля монолита, на Западе наблюдается устойчивая тенденция развития сборного железобетона (в т.ч. КПД). Свидетельством этому служит ряд специальных конгрессов по сборному железобетону, прошедших во Франции, Англии, Финляндии и даже США - стране, традиционно ориентированной на монолитное строительство [1,6].

Одновременно с этим в нашей стране значительно возрос интерес и к монолитному железобетону, который существенно улучшает объемно-планировочные и архитектурно-выразительные решения зданий, предлагая потребителю разнообразное и комфортное жилье. Особенное распространение монолитный железобетон получил в таких городах как Санкт-Петербург, Москва, в республиках Чувашия и Татарстан, в Свердловской, Челябинской и других областях.

Рациональное сочетание сборного и монолитного железобетона взаимно компенсирует недостатки обоих типов, и позволяет создавать новые каркасные системы сборно-монолитного типа (например, сборно-каркасномонолитная система домостроения «Аркос», разработанная БелНИИС, безригельная каркасная система типа «КУБ», французские сборно-монолитные каркасные дома системы «САРЕТ» и др.).

Разнообразие каркасных систем ведет к разнообразию стыков их элементов, от качества которых зависит прочность, жесткость и надежность всей конструкции. Одним из немногих эффективных стыков ЖБК, в частности, колонн является бессварной «колодцевый», в котором выпуски арматуры одной конструкции замоноличиваются в специальных углублениях I (колодцах) в бетоне другой. Основным эксплуатационно-техническим требованием к конструкции бессварного стыка (штепсельный, муфтовый, гильзовый и др.) является его монолитность и равнопрочность. А это определяется, в первую очередь прочностью омоноличивающего материала и его сцепления (адгезии) с бетоном и арматурными выпусками сопрягаемых конструкций.

Для стыковых соединений в массовом сборном и сборно-монолитном строительстве применяются мелкозернистые смеси на основе ^ расширяющихся цементов (напрягающего, гипсоглиноземистого, расширяющегося портландцемента, цемента с компенсированной усадкой), которые устраняют и ослабляют главный недостатокбетонов на основе рядового портландцемента - усадочные деформации. Однако, эффект расширения, при всех достоинствах названных цементов, реализуется в них лишь при поступлении в твердеющий состав влаги извне. А это зачастую трудно обеспечить в реальных условиях. В частности, это проблематично для указанного выше бессварного стыка с частично или полностью закрытым объемом. Подтверждением этому являются исследования Михайлова, Кравченко, Тейлора, Ларионовой, Рояка и др., которыми установлено, что твердение расширяющихся цементов в воде сопровождается интенсивным расширением, в нормально-влажностных условиях - незначительным расширением, а в воздушо-сухих условиях сопровождается даже усадкой.

Поэтому, весьма актуальным является поиск способов интенсификации собственных деформаций расширения омоноличивающих композиций, изготовленных на рядовых портландцементах. При этом остаются постоянными задачи улучшения их технологических свойств, повышения прочности и долговечности. Решение этих задач, по нашему мнению, возможно путем модификации портландцемента комплексными полифункциональными добавками, способными направленно регулировать физико-химические процессы гидратации компонентов вяжущего и структурообразования цементного камня.

Цель исследования. Разработка безусадочного монтажного раствора с повышенными технологическими и физико-механическими показателями путем модификации портландцемента добавками, обеспечивающими его твердение с расширением в стыках с ограниченным доступом влаги.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

- обосновать с позиции физико-химии твердения цементов выбор функциональных компонентов комплексного модификатора;

- исследовать структурообразование с расширением цементного камня при гидратации модифицированного портландцемента с целью оптимизации состава комплексного модификатора и его содержания;

- исследовать реологические характеристики модифицированных цементных композиций и изучить технологические и физико-механические свойства монтажного раствора на их основе;

- провести механические испытания стыков для определения характера разрушения, несущей способности и деформативности;

- разработать технологию изготовления сухой монтажной смеси, выпустить опытную партию и применить её в стыках колонн жилых зданий.

Научная новизна.

• Обоснована и экспериментально подтверждена возможность интенсификации образования гидросульфоалюмината кальция высокосульфатной формы при твердении портландцемента в среде с пониженным влагосодержанием путем введения комплексного модификатора, способного обеспечивать безусадочность монтажного раствора;

• Выявлен механизм интенсифицирующего влияния добавок сульфата натрия и С-3 на образовании эттрингита (ГСАК-3), заключающийся в понижении концентрации гидроксида кальция и увеличения щелочности при твердении портландцемента с расширяющим компонентом;

• Установлено, что механизм положительного влияния суперпластификатора С-3 на расширение цементного камня связан с уменьшением открытой и капиллярной пористости и увеличением доли свободной (неадсорбированной) воды (9-10 %), вступающей в реакцию образования эттрингита.

Практическая значимость работы. Разработаны оптимальные составы комплексного модификатора портландцемента и на их основе безусадочного монтажного раствора с повышенными технологическими и эксплуатационно-техническими характеристиками для омоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций зданий и сооружений (патент №2259964 от 05.04.04).

Разработаны технические условия и технологический регламент на производство сухой монтажной смеси, состоящей из портландцемента, комплексного модификатора и песка. Получены положительные результаты опытно-промышленных испытаний монтажного раствора.

Внедрение результатов работы. На основе результатов проведенных исследований на базе кафедры ТСМИК Казанского государственного архитектурно-строительного университета изготовлено 2,5 тонны сухой монтажной смеси, которая была использована для омоноличивания 158 стыков железобетонных колонн при строительстве пятиэтажного жилого дома сборно-монолитного типа в г. Казани.

Достоверность результатов экспериментальных исследований и выводов обеспечена:

- соответствием полученных результатов с общими положениями физико-химии и структурообразования цементных композиций; использованием поверенного оборудования при испытании материалов, современных методов исследования структуры и свойств цементного камня (РФА, ДТА, комлексонометрия, потенциометрия, тепловыделение) и статистической обработкой результатов;

- испытанием фрагмента железобетонного сборно-монолитного каркаса здания, горизонтальные стыки колонн которого были омоноличены разработанным монтажным раствором. Показано, что узлы каркаса обладают достаточной несущей способностью, жесткостью и трещиностойкостью и соответствуют требованиям действующих норм на проектирование. Это позволило рекомендовать разработанный состав монтажного раствора при строительстве сборных железобетонных каркасов зданий.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на: всероссийской конференции «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2006 г.), десятых академических чтениях РААСН «Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Пенза-Казань, 2006 г.), V республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Наука. Инновация. Бизнес» (г.Казань, 2005), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (Пенза, 2005г.), ежегодных республиканских научных конференциях Казанского государственного архитектурно-строительного университета (2003-2006 г.г.).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ, включающих 6 статей, 2 тезиса и патент №2259964 «Сухая цементно-песчаная смесь». За разработку монтажного раствора Академией наук РТ совместно с Инвестиционно-венчурным фондом автору вручен диплом на республиканском конкурсе «50 лучших инновационных идей Республики Татарстан».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка используемой литературы из 156 наименований, изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунка, 29 таблиц, 5 приложений.

 

Заключение диссертации 

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. С целью разработки безусадочного цементного монтажного раствора для стыков железобетонных конструкций обоснована и экспериментально подтверждена возможность интенсификации гидросульфоалюмината кальция трехсульфатной формы (ГСАК-3) при твердении портландцемента в среде с пониженным влагосодержанием путем его комплексного модифицирования добавками высокоглиноземистого шлака (ВГШ), гипса, сульфата натрия и суперпластификатора С-3.

2. Установлено, что для интенсификации образования эттрингита, как основного фактора расширения цементного камня (ЦК) (с помощью высокоглиноземистого шлака и гипса), компенсирующего его усадку, необходимо снизить концентрацию Са(ОН)2 на 20.25 % при твердении цемента и увеличить общую щелочность в нем на 20.30 % путем введения сульфата натрия и суперпластификатора С-3.

3. Экспериментально установлено, что процессы расширения модифицированного портландцемента в условиях низкого водосодержания обеспечивается снижением общей пористости ЦК на 20.23 %, сохранением части свободной воды в цементном тесте (9. 11 %), набором необходимой прочности каркаса кристаллогидратов ЦК (8.13 МПа) через 11. 14 часов твердения, достигаемой введением Na2S04 и С-3.

4. Разработан состав комплексного полифункционального модификатора (КРМ), обладающего расширяющим, ускоряющим и пластифицирующим действием и состоящим из ВГШ (70 %), гипса (18 %), сульфата натрия (6 %), суперпластификатора С-3 (6 %). При совмещении бездобавочного портландцемента с 14,5 % КРМ и песком получен раствор (Ц:П=1:1, В/Ц=0,4) для замоноличивания стыков железобетонных конструкций, твердеющий без усадки в среде с пониженным влагосодержанием (патент РФ №2259964).

5. Установлено, что при твердении нового монтажного раствора в «колодце» бетонной конструкции, то есть при десорбции («отсосе») влаги из него деформации расширения на 60 сутки при 20 °С составляют 0,06 мм/м, что определяет его как безусадочный состав. При влажности окружающей среды 70-80 % расширение составляет 0,7 мм/м.

6. Монтажный раствор имеет повышенные технологические и эксплуатационно-технические показатели: подвижность Пк3 (по ГОСТ 5802), сохраняемость подвижности - 30 мин, высокие темпы набора прочности: через 1 сутки прочность при сжатии асж=20.22 МПа, прочность при раскалывании арас=2,9.3,1 МПа, при изгибе аизг=3,8.4 МПа, через 28 суток Сеж = 40.45 МПа, арас=4.5 МПа, аизг=7.8 МПа. Защитные свойства раствора, как показали 3-летние испытания стальной арматуры в условиях попеременного увлажнения-высушивания, высокие.

7. Испытания образцов, моделирующих в реальных размерах «колодцевый» стык железобетонных колонн, показали, что монтажный раствор обладает высоким сцеплением с бетоном «колодца», большей несущей способностью и жесткостью, чем растворы на портландцементе и напрягающем цементе, обеспечивая равнопрочность и монолитность стыка.

8. Разработана технологическая схема и технологический регламент для производства сухой монтажной смеси для безусадочного раствора и технические условия на неё. Успешно проведены натурные испытания колонн, стыки которых замоноличивали новым монтажным раствором, и фрагмента сборно-монолитного каркаса здания. Выпущено 2,5 т сухой монтажной смеси, на основе которой произведено замоноличивание 158 стыков колонн строящегося жилого дома в г.Казани.

 

Список литературы диссертационного исследования 

1. Михайлов К.В., Волков Ю.С. Сборный железобетон: история и перспективы. Строительные материалы. 2006. - № 1. - С. 7-9.

2. Баринова Л.С., Куприянов Л.И., Миронов В.В. Современное состояние и перспективы развития строительного комплекса России // Строительные материалы.- 2004,- № 9.- С. 2-7.

3. Баринова Л.С., Песцов В.И. Сборный и монолитный железобетон в российском строительстве. В кн.: Бетон на рубеже третьего тысячелетия: Материалы 1-й Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона, 9-14 сент. 2001, с.44-54.

4. Федеральная целевая программа «Жилище» на 2002-2010 годы (утв. постановлением Правительства РФ от 17 сентября 2001 г. N 675) // http://bin-n.narod.ru/other/federalnay.htm.

5. Григораш В.А. Итоги работы строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства в 2004 году // Строительные материалы.- 2005.- № 4.- С. 4-5.

6. Направления развития производства и применения железобетона в России // Строительные материалы, 1999.- № 1.- С. 20-21.

7. Даумова Р.И. Стыки элементов железобетонных каркасов многоэтажных каркасов зданий с применением эпоксидных полимеррастворов. Дисс. на соис. уч. ст. к-та техн. наук. М., 1984. - 237 с.

8. Драбкин Г.М., Марголин А.Г. Многоэтажные промышленные здания из сборного железобетона. Л.: Стройиздат, 1974. - 232 с.

9. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.

10. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций: Учебное пособие для техникумов. 2-е изд., переб. И доп. - М.:Стройиздат, 1989.-506 с.

11. Дыховичный Ю.А., Максименко В.А. Сборный железобетонный унифицированный каркас. М.: Стройиздат, 1985. - 296 с.

12. Ковнеристов Г.Б., Русинов И.А, Малышев А.Н., Коваль Ю.В. Прочность и контактная деформативность железобетонных конструкций. -Киев, Будивэльник, 1991. 152 с.

13. Прочность и жесткость стыковых соединений панельных конструкций. Опыт СССР и ЧССР. Под ред. Лишака В.И. М.: Стройиздат, 1980.- 192 с.

14. Сорокин A.M. Бессварные стыки колонн многоэтажных зданий.// Бетон и железобетон.- 1984.- № 1.- С. 17-18.

15. Бондарев В.А. Исследование бессварочных шпоночных стыков тонкостенных сборных железобетонных конструкций. Автореферат дисс. на соис. уч. ст. к-та техн. наук. Киев., 1970. - 16 с.

16. Логунова В.А., Соколов И.Б. Бессварные стыки арматуры для железобетонных конструкций промышленных и гражданских сооружений города // Научно-технические ведомости СПбГТУ, 1997. № 1-2 (7-8). - С. 96-101.

17. Руководство по замоноличиванию цементно-песчаным раствором стыков шпоночного типа в сборных железобетонных ёмкостных сооружениях / ЦНИИПпромзданий. М.: Стройиздат, 1980. - 12 с.

18. Рекомендации по устройству стыков в крупнопанельных зданиях / ЦНИИЭПжилище.-М.: Стройиздат, 1972.

19. Шаров И.И. Замоноличивание и герметизация стыков сборных железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1980. - 232 с.

20. Лагойда А.В., Рубанов А.В. Комплексная противоморозная добавка на основе поташа // Бетон и железобетон. 1988. - № 2. - С. 21-23.

21. Матков Н.Г. Бетоны с суперпластификатором С-3 для сборных элементов и узлов каркасов зданий.// Бетон и железобетон.- 1989,- № 4.-С.24-27.

22. Уотсон С.К. Заделка швов под давлением в гражданском и промышленном строительстве (фирма «Уотсон Боуман»). М., ВНИИЭМ, 1971.-36 с.

23. Юкневичюте Я.А., Багочюнас В.М. О прочности старого и нового бетона с суперпластификатором С-3 // Бетон и железобетон. 1988. - № 10. -с. 33.

24. Москвин В.М., Гаркави М.С., Долгова О.А., Сафронов М.Ф. Бетоны с комплексными добавками для ремонтно-восстановительных работ // Бетон и железобетон. 1988.- № 11.- С. 9-10.

25. Михайлов Н.В., Урьев Н.Б. Коллоидный цементный клей и его применение для склеивания и омоноличивания бетонных и железобетонных конструкций и сооружений. Экспресс-информация. Кишинев: УДСМ МССР, 1961.-28 с.

26. Бовин Г.П., Павлова Т.К. Водонепроницаемые безусадочные составы для замоноличивания вертикальных шпоночных стыков сборных железобетонных резервуаров. М.: Стройиздат, 1972.- 24 с.

27. Мчедлов-Петросян О.П., Филатов Л.Г. Расширяющиеся составы на основе портландцемента. М.: Стройиздат, 1965. - 139 с.

28. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов.-М.: Стройиздат, 1971.

29. Рамачандран B.C. и др. Добавки в бетон. Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1988.-572 с.

30. Шейкин А.Е., Якуб Т.Ю. Безусадочный портландцемент. М.: Стройиздат, 1966.- 103 с.

31. Шейнин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974. 191 с.

32. Цилосани З.Н. Усадка и ползучесть бетона. Тбилиси: Изд-во АН Груз. ССР, 1963.- 173 с.

33. Александровский С.В. Некоторые особенности усадки бетона // Бетон и железобетон. 1959. - №10. - С.8-10.

34. Александровский С.В. Экспериментально-теоретические исследования усадочных напряжений в бетоне. М.: Стройиздат, 1965. -285 с.

35. Миненко Е.Ю. Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочных бетонов с органоминеральными модификаторами. Автореф. дисс. на соис. уч. ст. к.т.н. Пенза, 2004. - 19 с.

36. Кузнецов B.C. Расчет и конструирование стыков и узлов элементов железобетонных конструкций. М.: Издательство Ассоциации Строительных Вузов, 2002.- 128 с.

37. Сендеров Б.В., Фрайнт М.Я. Работа конструкций и стыков крупнопанельных домов в процессе их возведения и в период эксплуатации // Бетон и железобетон.-1971.- № П.- С. 12-14.

38. Гроздов В.Т. Дефекты стыков стеновых панелей и влияние их на несущую способность крупнопанельных зданий // Известия вузов. Строительство. 1993. - № 1. - С. 71-72.

39. Александрян Э.П. Прочность и деформативность стыков сборных железобетонных конструкций, замоноличенных полимеррастворами. -Тбилиси: Мецниереба, 1976. 118 с.

40. Стыки сборных железобетонных конструкций. Под ред. Васильева А.П. М.: Стройиздат, 1970. - 192 с.

41. Черкинский Ю.С. Полимерцементный бетон. М., Стройиздат, 1984. -212с.

42. Микульский В.Г., Игонин JI.A., Сцепление и склеивание бетона в сооружениях. М.: Стройиздат, 1965. - 128 с.

43. Микульский В.Г. Склеивание бетона. М.: Стройиздат, 1975. - 236 с.

44. Долев А.А. Эффективные клеевые композиции для омоноличивания стеновых блоков. Дисс. на соис. уч. ст. к-та техн. наук. М.: МГСУ, 2003. -162 с.

45. Матков Н.Г., Горшкова В.М. Сопряжение сборных железобетонных элементов с применением полимерных растворов. В Кн: Стыки сборных железобетонных конструкций. Под общ. ред. Васильева А.П. М.: Стройиздат, 1970. - 192 с.

46. Матков Н.Г., Напрасников И.В. Экспериментально-теоретические исследования и расчетная модель сцепления трубчато-клеевых стыков высокопрочной арматуры // Совершенствование стыков железобетонных конструкций. М, НИИЖБ, 1987.- С. 57-70.

47. Соколов Г.М. Клеи и зимнее склеивание бетона.// Известия вузов. Строительство. 2003. - №2. - С. 68-72.

48. Берген Р.И. Прочность клеевых соединений бетона на срез.// Бетон и железобетон.- 1973.- № 11. С. 23-24.

49. Мельников Ю.Л., Захаров JI.B. Стыки элементов сборных железобетонных мостовых конструкций. М., Транспорт, 1971.

50. Горшкова В.М. Сопряжение железобетонных колонн на эпоксидном полимеррастворе // Промышленное строительство. 1974. - № 1.

51. Савин П.Н., Царев В.М., Баранов В.М. Прогрессивная технология монтажа анкерных болтов под технологическое оборудование на эпоксидном клее // Известия вузов. Строительство. 1994. - № 7-8. - С. 122-124.

52. Соколов Г.М. Исследование технологических и конструкционных свойств эпоксидных клеев горячего отверждения для соединения бетонных ижелезобетонных конструкций. Автореф. дисс. на соис. уч. ст. к.т.н. Казань, 1971.-18 с.

53. Соколов Г.М. Эпоксидные пленочные клеи для бетона с улучшенными технологическими свойствами // Известия вузов. Строительство. 2003. - №3. - С. 53-57.

54. Лисенко В.А. Защитно-конструкционные полимеррастворы в строительстве. Киев: Будивельник, 1983.

55. Белов Б.П. Исследование прочности и деформативности клеештыревых стыков конструкций железобетонных мостов. Автореф. дисс. на соис. уч. ст. к.т.н. М., 1982.

56. Химическая технология вяжущих материалов: Учебное пособие. Под ред. Тимашева В.В. М.: Высшая Школа, 1980. - 472 с.

57. Тейлор X. Химия цемента. Пер. с англ. М.: Мир, 1996. - 500 с.

58. Кузнецова Т.В. Специальные цементы. В Кн.: Бетон на рубеже третьего тысячелетия: Материалы 1-й Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона, 9-14 сент. 2001, с. 1220-1224.

59. Филатов Л.В., Царенко А.В. Геоцементные композиции с применением вторичного сырья // Строительная газета. 2002. -№33.

60. Филатов Л.В., Царенко А.В. Геоцементные композиции на основе вторичного сырья. В Кн.: Бетон на рубеже третьего тысячелетия: Материалы 1-й Всерос. конф. по проблемам бетона и железобетона, 9-14 сент. 2001, с.44-54.

61. Кравченко И.В. Расширяющиеся цементы. М.: Стройиздат, 1962.164 с.

62. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 464 с.

63. Кузнецова Т.В., Талабер Й. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988.- 272 с.

64. Ефремова И.А. Бетоны с комбинированным заполнителем на основе портландцемента с расширяющимися добавками. Автореф. дисс. на соис. уч. ст. к.т.н. Ростов-на-Дону, 1997. - 24 с.

65. Кутателадзе К.С., Габададзе Т.Г., Нергадзе Н.Г. Алунитовые безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы. Шестой международный конгресс по химии цемента. Том III Цементы и их свойства. Под общ. ред. Болдырева А.С. М.: Стройиздат, 1976.- 355 с.

66. Клигер П., Грининг Н. Эффективность расширяющегося* цемента. Пятый международный конгресс по химии цемента. Под общ. ред. Мчедлова-Петросяна О.П. М.: Стройиздат, 1973.- 480 с.

67. British Patent No 474917. «Expansiv Cements» (Assigned to Etablissements Poliet et Chausson). Nov. 10 (1937), 4 p.

68. Михайлов B.B. Патент № 68445 «Способ изготовления цемента (расширяющегося)», авг. 1942, Бюл. изобр. №5,1947.

69. Звездов А.И., Будагянц Л.И. Еще раз о природе расширения бетонов на основе напрягающего цемента // Бетон и железобетон.- 2001.- № 4.- С. 3-5.

70. Звездов А.И., Мартиросов Г.М. Бетоны с компенсированной усадкой. // Бетон и железобетон.- 1995.- № 4.- С. 3-5.

71. Звездов А.И., Титов М.Ю. Бетон с компенсированной усадкой для возведения трещиностойких конструкций большой протяженности // Бетон и железобетон.- 2001.- № 4.- С. 17-20.

72. Титова JI.A., Бейлина М.И. Расширяющие добавки для бетонов нового поколения// Бетон и железобетон. 2001. - № 4. - С. 24-27.

73. Фаликман В.Р., Сорокин Ю.В., Вайнер А.Я., Башлыков Н.Ф. Гидроксилсодержащие органические расширяющие добавки для снижения деформаций усадки бетона // Строительные материалы. 2005. - № 8. - с. 911.

74. Кардумян Г.С., Каприелов С.С. Новый органоминеральный модификатор серии «МБ» Эмбелит для производства высококачественных бетонов // Строительные материалы. - №8.-2005.-С.12-15.

75. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Дондуков В.Г. Модифицированные высокопрочные мелкозернистые бетоны с улучшенными деформационными характеристиками // Бетон и железобетон.-2006.- № 2,- С. 2-7.

76. Кристаллографическая и кристаллохимическая база данных для минералов и их структурных аналогов WWW-Минкрист // http://database.iem.ac.ru/mincryst/rus/sfull.php

77. Будников П.П. Кравченко И.В. Расширяющиеся цементы Основной доклад. Пятый международный конгресс по химии цемента. Под ред. Мчедлова-Петросяна. М.: Стройиздат, 1973.- 480 с.

78. Волженский А.В. Теоретическая водопотребность вяжущих, величина частиц новообразований и их влияние на деформации твердеющих систем // Бетон и железобетон.- 1969.- № 9.- С. 35-36.

79. Волженский А.В. Характер и роль изменений в объемах фаз при твердении вяжущих и бетонов // Бетон и железобетон.- 1969.- № 3.- С. 16-20.

80. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. М.: Стройиздат, 1977.- 264 с.

81. Ларионова З.М. Образование гидросульфоалюмината кальция и его влияние на основные свойства быстротвердеющего цемента. М.: НИИЖБ, 1959.-64 с.

82. Ларионова З.М. Устойчивость эттрингита в цементных системах. Шестой международный конгресс по химии цемента. Том II Гидратация и твердение цемента. Под общ. ред. Болдырева А.С. М.: Стройиздат, 1976.358 с.

83. Candlot С. Bulletin. Societe d'Encouragement pour l'lndustrie Nationale, v.5 (1890), p.682

84. Michaelis W. Tonindustrie-Zeitung (Goslar), v.16, 1892, p.105.

85. Lerch W., Ashton F.W., Bogue R.H. Sulfoaluminates of calcium, 1. Res. Natl. Bur. Standards, 2, (1929), pp. 715-731.

86. Сиверцев Г.Н. Лапшина А.И. Сравнительные исследования обычных и расширяющихся цементов. В Кн: Совершенствование методов исследования цементного камня и бетона. Под общ. ред. Сиверцева Г.Н. М.: Стройиздат, 1968.-214 с.

87. Сиверцев Г.Н. Лапшина А.И. Расширяемость цементов. В Кн: Совершенствование методов исследования цементного камня и бетона. Под общ. ред. Сиверцева Г.Н. М.: Стройиздат, 1968. - 214 с.

88. Сиверцев Г.Н., Ларионова З.М. НТО ЦНИПС, №5381, 1955.

89. Михайлов В.В., Литвер С.Л. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1974.-312 с.

90. Lossier G. «Silikates Industrielles» №7-8,1960.

91. Lossier G. «La Geniec Civile», № 7-8, 1944.

92. Chassevent V., Stiglitz P. «Comptes rendus» №26, v.222, 1946.

93. Кравченко И.В. Глинозёмистый цемент. M., Стройиздат, 1961. -176 с.

94. Кравченко И.В., Кузнецова Т.В., Власова М.Т., Юдович Б.Э. Химия и технология специальных цементов. М.: Стройиздат, 1979. - 208 с.

95. ГОСТ 11052-74. Цемент гипсоглинозёмистый расширяющийся.

96. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.: Стройиздат, 1993.-416 с.

97. Алексеев С.Н. Коррозия и защита арматуры в бетоне. М: Стройиздат, 1962.

98. Алексеев С.Н., Иванов Ф.М., Модры С., Шиссль П. Долговечность железобетона в агрессивных средах. М.: Стройиздат, 1990. - 320 с.

99. Исследование и применение напрягающего бетона и самонапряженных железобетонных конструкций. Сборник научных трудов. Под ред. Михайлова В.В. и Литвера С.Л. М.: Стройиздат, 1984. - 128 с.

100. Самонапряженные и непрерывно армированные конструкции. Под ред. Михайлова В.В., Звездова А.И. М.: НИИЖБ, 1989. - 109 с.

101. Кузнецова Т.В., Розман Д.А., Мингазутдинова Т.В., Лебедев А.О., Волкова Л.С., Комарова Г.И. Влияние дисперсности напрягающего цемента на его свойства. В сб. трудов: Химия и технология специальных цементов. -НИИЦемент, 1985,152 с.

102. Кузнецова Т.В. Самонапряжение расширяющихся цементов. Шестой международный конгресс по химии цемента. Том III Цементы и их свойства. Под общ. ред. Болдырева А.С. М.: Стройиздат, 1976.- 355 с.

103. Будагянц Л.И., Литвер С.Л., Дех О.С. Самонапряженные угловые стыки плитных элементов // Бетон и железобетон.- 1984.- № 12.- С. 25-27.

104. Дех О.С. Прочность и трещиностойкость самонапряженных стыков сборных и сборно-монолитных конструкций. Дисс. на соис. уч. ст. к-та техн. наук. М.: НИИЖБ, 1984. - 262 с.

105. А.с. 310982 СССР МКИ С 04 Ь USA Стыковое соединение железобетонных элементов / В.В. Михайлов, Бердичевский Г.И. (СССР)// Открытия, изобретения, промышленные образцы, торговые знаки. 1971. -№24.

106. Дех О.С., Будагянц Л.И., Чушкин А.П. Самонапряженное стыкование растянутых элементов ёмкостных сооружений // Бетон и железобетон.- 1988.-№4.-С. 10-11.

107. Вексман A.M., Литвер С.Л., Ризоватов В.В., Будагянц Л.И. Замоноличивание стыков сборных железобетонных резервуаров с применением напрягающего цемента // Бетон и железобетон.- 1967.- № 12.

108. Мартиросов Г.М. Будагянц Л.И., Титова Л.А. Бетоны на основе расширяющихся цементов // Адрес: http://proektstroy.ru/informwrites.php?tag=462&deep=2.

109. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1998. - 768 с.

110. Свешников Г.В., Лузин Ю.Н. и др. Замоноличивание висячей оболочки покрытия закрытой стоянки автобусного парка // Бетон и железобетон.- 1974.- № 4.- С. 31-32.

111. Литвер С.Л., Будагянц Л.И. Напрягающий цемент для самонапряжения железобетона без тепловой обработки // Бетон и железобетон. 1968.- № 4.- С. 4-7.

112. Третьяков О.Е. Влияние комплексных добавок на свойства напрягающего бетона // Бетон и железобетон. 1988. - № 10. - С. 20-22.

113. Третьяков О.Е. Эффективность применения добавок поверхностно-активных веществ для регулирования свойств бетона на напрягающем цементе // Архитектура и строительство Узбекистана. 1982,- № 8.- С. 31-32.

114. Водонепроницаемый расширяющийся цемент и его применение в строительстве. Под общ. ред. Михайлова В.В. М.: Стройиздат, 1951. -164 с.

115. Лейрих В.Э. Расширяющийся цемент ГАШ. В сб. трудов: «Опыт строительства на Урале».- Свердловск, 1947.

116. Лейрих В.Э., Веприк И.Б., Прохоров В.Х. Способы получения безусадочного вяжущего на основе портландцемента и расширяющегося компонента. Английский патент №1, 083, 727.

117. Лейрих В.Э., Прохоров В.Х., Пивень Л.С. Безусадочный конструктивный керамзитобетон // Бетон и железобетон.- 1970.- № 9.- С. 1214.

118. Прохоров В.Х., Белова И.Ф., Лейрих В.Э. Бетон на основе расширяющегося портландцемента для замоноличивания стыков сборных сооружений // Бетон и железобетон 1970.- № 7.- С. 31-32.

119. Арбузова Т.Б. Добавка для омоноличивания стыков сборного железобетона// Бетон и железобетон.- 1988.- № 4.- С. 15-17.

120. А.с. 444746 СССР МКИ С 04 Ъ 7/54 Расширяющая добавка к цементу./ Т.Б. Арбузова, А.Н. Новопашин, Т.А. Лютикова, Э.В. Пименова (СССР)// Открытия, изобретения, промышленные образцы, торговые знаки. -1974. -№36.-С.54.

121. А.с. 835983 СССР МКИ С 04 Ь 7/14 Способ производства расширяющей добавки к цементу./ Т.Б. Арбузова, А.А. Новопашин, A.M. Дмитриев и др. (СССР)// Открытия, изобретения, промышленные образцы, торговые знаки. 1981. - №21. - С. 113.

122. Барсукова З.М. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1990 -320 с.

123. Вернигорова В.Н., Макридин Н.И., Соколова Ю.А. Современные химические методы исследования строительных материалов: Учебное пособие. М.: АСВ, 2003 - 224 с.

124. ГОСТ 25094-82. Добавки активные минеральные. Методы испытаний.

125. Методы исследования цементного камня и бетона. Под ред. Ларионовой З.М. М.: Стройиздат, 1970. - 160 с.

126. Липсон Г., Стал Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм. М.: Мир.- 1972.-384 с

127. Горшков B.C. Термография строительных материалов. М.: Стройиздат, 1968.-240 с.

128. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

129. Ратинов В.Б., Иванов Ф.М. Химия в строительстве. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1977. - 220 с.

130. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1973.-207 с.

131. Глекель Ф.Л. Физико-химические основы применения добавок к минеральным вяжущим. Ташкент: «ФАН» АН УзССР, 1975.

132. Курбатова И.И. Химия гидратации портландцемента. М.: Стройиздат, 1977.- 159 с.

133. Тараканов О.В. Структурообразование и твердение цементных бетонов с комплексными ускоряющими и противоморозными добавками на основе вторичного сырья. Дисс. на соис. уч. ст. д-ра техн. наук. Пенза.: ПТУ АС, 2003. - 570 с.

134. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. Москва: Знание, 1958.-64 с.

135. Топильский Г.В., Алданов Е.А., Фролова Л.Н. Клеевые минеральные композиции // Бетон и железобетон. 1996. - № 3. - С. 11-13.

136. Демьянова B.C., Калашников В.И., Миненко Е.Ю., Тростянский В.М., Стасевич А.В. Усадка и усадочная трещиностойкость высокопрочных бетонов. Пенза: ЦНТИ, 2004. - 112 с.

137. Теряев В.Г. Разработка и экспериментальные исследования бессварных соединений сборных внецентренно сжатых железобетонных конструкций / Автореферат дисс. на соис. уч. ст. к-та техн. наук. М., 1971. -16 с.

138. Технология напрягающего и самонапряженных железобетонных конструкций. Под ред. В.В. Михалова и C.JI. Литвера- М., Стройиздат,1975.-183 с.

139. Чмель Г.В. Модифицирование расширяющихся вяжущих веществ с целью управления собственными деформациями и прочностью бетонов. Автореферат дисс. на соис. уч. ст. к-та техн. наук. Ростов-на-Дону, 2004. -24 с.

140. Кузнецова Т.В., Розман Д.А., Мингазутдинова Т.В., Лебедев А.О., Волкова Л.С., Иващенко С.И., Астанский Л.Л. Невзрывчатое разрушающее вещество. В сб. трудов: Химия и технология специальных цементов. -НИИЦемент, 1985, 152 с.

141. Ивянский Г.Б., Белевич В.Б., Зонтов А.Ю. Заделка стыков сборных железобетонных конструкций.-М.: Стройиздат, 1966.

142. Ивянский Г.Б., Белевич В.Б. Механизированная заделка стыков сборных железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1971.

143. Баженов Ю.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций. -М.: Стройиздат, 1969. 128 с.

144. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд-во АСВ, 2002.- 500 с.

145. Баженов Ю.М. Магдеев У.Х., Алимов Л.А., Воронин В.В., Гольденберг Л.Б. Мелкозернистые бетоны: Учебное пособие. М.: МГСУ, 1998.- 148 с.

146. Бут Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1980.- 472 с.

147. Тимашев В.В. Избранные труды. Синтез и гидратация вяжущих материалов. М.: Наука, 1986. - 424 с.

148. Гаркави М.С. Термодинамический анализ структурных превращений в вяжущих системах. Магнитогорск: МГТУ, 2005. - 243 с.

149. Козлова В.К., Ильевский Ю.А., Карпова Ю.В. Продукты гидратации кальциево-силикатных фаз цемента и смешанных вяжущих веществ. Барнаул: АлтГТУ, 2005. - 183 с.

150. Бирюков А.И. Твердение силикатных минералов цемента. -Харьков, ХФИ «Транспорт Украины», 1999. 288 с.

151. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. Киев: Вища школа, 1985. - 440 с.

152. Холмянский М.М. Бетон и железобетон: Деформативность и прочность. М: Стройиздат, 1997. - 576 с.1. Сухая монтажная смесь

153. Технические условия ТУ 5745-032-02069622-2005I1. Код ОКП 5745001. Ж 131. СОГЛАСОВАНО»

154. Генеральные директор OOGT«Baj

xn--b1asir5cj.xn--p1ai

Безусадочные и расширяющиеся цементы. Особенности состава цемента, виды применяемых добавок. Механизм расширения.

Безусадочный цемент - используется при необходимости получить покрытие из бетона, не пропускающее влагу. Данный вид цементной смеси характеризуется быстрым процессом схватывания (начало схватывания начинается через несколько минут после соединения, а заканчивается не позднее, чем через 5-10 минут). При этом масса быстро затвердевает, уже к концу третьих суток достигая около 60-80% общей марочной прочности. Получившийся цементный камень обладает высокими показателями влагонепроницаемости и способен выдерживать давление воды, равное 0,7 Мпа.

Изначально водонепроницаемый безусадочный цемент был создан на основе другой смеси – глиноземистой. Базовым сырьем для цемента являются бокситы и известняки. Принцип действия водонепроницаемой безусадочной смеси состоит в том, что при затвердевании раствора происходит процесс кристаллизации алюминатов кальция, в условиях противодействия свободному расширению раствора. Это влияет на значительное уплотнение цементного камня, в результате чего он становится водонепроницаемым и приобретает гидроизоляционные качества.

Безусадочный цемент выпускается на заводах, в процессе перемалывания цемента глиноземистого типа с кальцинированной известью и гипсом. Если объемы гипса и извести могут варьироваться, то количество цемента должно составлять 85% от общей массы. Допускается добавление асбеста (не более 5%).

Хорошо приготовленный цементный камень обретает влагонепроницаемость через час, а полную активацию всех своих свойств – спустя 28 суток.

Материал обладает следующими достоинствами:

стойкость к коррозийным образованиям;

герметичность;

надежность;

долговечность.

К недостаткам можно отнести:

  • невозможность использования в среде, не имеющей достаточной влажности;
  • непереносимость температуры, превышающей 80 градусов по Цельсию.

Водонепроницаемый безусадочный цемент применяется при заливке фундамента, не подверженного водной фильтрации. Незаменим при устройстве полов в гаражных и подвальных помещениях, в погребах, где требуется изоляция от контакта с грунтовыми водами. Данным цементом заливаю стены выгребных ям, чтобы содержимое не попало в грунтовые воды.

Расширяющийся ПЦ

Усадка цементного камня вызывает растягивающие напряжения, которые часто превосходят прочность бетона и приводят к образованию трещин. При ремонте строительных конструкций (омоноличивание трещин), герметизации участков сопряжения двух и более конструктивных элементов не возможно достичь высокого качества работ из-за того что как правило применяют высокоподвижные ремонтные составы, усадка которых значительна. На площади контакта «нового» бетона со «старым» возникают растягивающие напряжения, значительно снижается прочность контактного слоя.

Цементы, растворы на основе которых дают приращение объема, называют расширяющимися. Все расширяющиеся цементы являются смешанными: состоят из вяжущего и расширяющей добавки.

Механизмы расширения:

Оксидное- в результате гидратации MqO или CaO до образования Mq(OH)2, Ca(OH)2. Расширение обуславливается двукратным увеличением объема при гидратации до гидрооксида.

Сульфоалюминатное при образовании гидросульфоалюминатов кальция.

Расширение вызвано присутствием в составе цемента веществ, образующих газовую фазу

По показателям свободного расширения цементного теста при твердении в воде, цементы классифицируют:

Безусадочные, в котором расширение полностью компенсирует усадку…….2-5 мм/м

Слегка расширяющиеся…………………………………………………………….5-6

Средне расширяющиеся…………………………………………………………….8-10

Сильно расширяющиеся……………………………………………………………12-15

Расширение бетонов (при содержании цемента 250-300 кг/м3 составляет 10% от расширения теста, при содержании цемента 400 кг/м3 – 20%, при содержании цемента 600 кг/м3 расширение достигнет 45% от возможного расширения теста.

Показатель расширения зависит от многих факторов: минерального состав цемента, типа расширяющей добавки ее количества, условий твердения цемента.

В качестве расширяющих добавок применяют:

· высококальциевые алюминаты 4СаО ∙Al2O3 ∙13Н2О, 4СаО∙3Al2O3∙CaSO4

· минералы с высоким количеством глинозема (глиноземистый цемент, глиноземистый шлак),

Характеристики цемента: Тонкость помола Т 02 не >1%, Т 008 не >7%,

Начало схватывания не ранее 30 мин, конец не позднее 12 час

Степень расширения 0.4%

Марки 400,500,600. Прочность в возрасте 28 суток превалирует над прочностью портландцемента на 7-8МПа, нет сброса прочности к 28 суткам.

Цемент можно пропаривать,

Расширяющиеся цементы имеют высокую водо-, сульфато-, морозостойкость. Камень имеет высокие марки по водонепроницаемости. Расширяющиеся цементы применяют при усилении железобетонных конструкций, т.к. при отсутствии усадки увеличивается прочность сцепления нового бетона со старым.

cyberpedia.su

Безусадочный цемент

 

Изобретение относится к составу безусадочного цемента и может найти применение при изготовлении и ремонте бетонных сооружений, работающих в условиях постоянного контакта с агрессивной средой, например плавучих доков. Технический результата - повышение коррозионной стойкости безусадочного цемента в условиях комбинированной химической и физической агрессии - сульфатной, магнезиальной, хлоридной, попеременного замораживания - оттаивания и увлажнения - высыхания. Безусадочный цемент, содержащий портландцементный клинкер, расширяющуюся добавку и материал, содержащий, в основном, сульфат кальция, в качестве расширяющейся добавки содержит сульфоалюмоферритный и/или сульфоферритный клинкер, а в портландцементном клинкере содержание трехкальциевого алюмината составляет не более 5 мас.%, суммарное содержание трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита не более 22 мас. %, содержание оксида алюминия не более 5 мас.% при следующем соотношении компонентов вещественного состава безусадочного цемента, мас.%: указанный портландцементный клинкер 82-92, указанная расширяющаяся добавка 3-10, материал, содержащий, в основном, сульфат кальция, остальное. 2 табл.

Изобретение относится к составу безусадочного цемента и может найти применение при изготовлении и ремонте бетонных сооружений, работающих в условиях постоянного контакта с агрессивной средой, например, плавучих доков.

Известен цемент с расширяющейся добавкой сульфоалюмоферритом кальция (см. патент США 3785844, опубликован 15.01.1974).

Наиболее близким к предложенному изобретению является безусадочный цемент, включающий гипс 3-6 мас.%, сульфоферритный спек (клинкер) 1-5 мас.%, портландцементный клинкер - остальное (см. авторское свидетельство СССР 881037, опубл. 15.11.1981). Известный цемент обладает высокой прочностью, но недостаточной коррозионной стойкостью.

Задачей изобретения является повышение коррозионной стойкости безусадочного цемента в условиях комбинированной химической и физической агрессии - сульфатной, магнезиальной, хлоридпой, попеременного замораживания - оттаивания и увлажнения - высыхания.

Поставленная задача решается тем, что безусадочный цемент, содержащий портландцементный клинкер, расширяющуюся добавку и материалы, содержащие, в основном, сульфат кальция, в качестве расширяющейся добавки содержит сульфоалюмоферритный и/или сульфоферритный клинкер, а в портландцементном клинкере содержание трехкальциевого алюмината составляет не более 5 мас.%, суммарное содержание трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита не более 22 мас. %, содержание оксида алюминия не более 5 мас.% при следующем соотношении компонентов вещественного состава безусадочного цемента, мас.%: Указанный портландцементный клинкер - 82-92 Указанная расширяющаяся добавка - 3-10 Материал, содержащий, в основном, сульфат кальция - Остальное Пример осуществления изобретения.

В качестве компонентов вещественного состава безусадочного цемента используют портландцементный клинкер, сульфоалюмоферритный или сульфоферритный клинкер и материал, содержащий сульфат кальция в виде природного гипсового камня или промышленных отходов, содержащих в основном сульфат кальция.

Используемый портландцементный клинкер содержит трехкальциевого алюмината не более 5 мас.%, сумму трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита (C4AF) не более 22 мас.% и оксида алюминия (Аl2О3) не более 5 мас.%.

Безусадочный цемент готовят путем совместного помола указанных компонентов до удельной поверхности (330-370) м2/кг. Полученный цемент затворяют водой при В/Ц=0,4, формуют образцы-балочки и испытывают на прочность. Кроме того, после предварительного твердения в воде в течение 7 суток другие образцы помещают в агрессивный раствор (морскую воду) и испытывают на сульфатостойкость. Еще одну серию образцов испытывают на морозостойкость в растворе солей.

Состав цементов приведен в табл.1.

В примерах 1 и 2 портландцементный клинкер содержит С3А - 4,2%; (С3А+C4AF) - 20,7%; Аl2O3 - 4,7%. В примерах 3 и 4 портландцементный клинкер содержит С3А - 4,9%; (С3А+C4AF) - 18,4%; Аl2О3 - 5,0% Свойства безусадочных цементов приведены в табл.2.

Все цементы относятся к марке 400 и обладают высокой сульфато- и морозостойкостью.

Безусадочный цемент, содержащий портландцементный клинкер, расширяющуюся добавку и материал, содержащий, в основном, сульфат кальция, отличающийся тем, что в качестве расширяющейся добавки используют сульфоалюмоферритный и/или сульфоферритный клинкер, а в портландцементном клинкере содержание трехкальциевого алюмината составляет не более 5 мас.%, суммарное содержание трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита не более 22 мас. %, содержание оксида алюминия не более 5 мас.% при следующем соотношении компонентов вещественного состава безусадочного цемента, мас.%: Указанный портландцементный клинкер - 82-92 Указанная расширяющаяся добавка - 3-10 Материал, содержащий, в основном, сульфат кальция - Остальноек

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru


Смотрите также