Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ
БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ
Салім Мусса Мухамед
УДК 996.94:971.165
ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ БЕТОНІВ
В УМОВАХ СУХОГО І ЖАРКОГО КЛІМАТУ
05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Одеса - 2001
Дисертацією є рукопис.
Роботу виконано у Вінницькому державному технічному університеті
Міністерства освіти і науки України.
|
Науковий керівник - |
доктор технічних наук, професор Сердюк Василь Романович, Вінницький державний технічний університет, завідувач кафедри менеджменту організацій |
|
|
Офіційні опоненти: |
доктор технічних наук, професор Нікіфоров Олексій Петрович ВАТ Дніпропетровський науково-дослідний інститут будівельного виробництва, перший заступник голови правління |
|
|
кандидат технічних наук, доцент Коваль Сергій Володимирович Одеська державна академія будівництва і архітектури, доцент кафедри процесів і апаратів в технології будівельних матеріалів |
||
|
Провідна установа: |
Донбаська державна академія будівництва і архітектури, кафедра технології будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг, Міністерства освіти і науки України, м. Макіївка |
Захист відбудеться 15.05.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.085.01 Одеської державної академії будівництва і архітектури за адресою: 65029 м. Одеса, вул. Дідріхсона, 4, ОДАБА, ауд. 210.
З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Одеської державної академії будівництва і архітектури за адресою: 65029 м. Одеса, вул. Дідріхсона, 4.
Автореферат розісланий 13.04.2001 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
кандидат технічних наук, доцент С.С. Макарова
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Сучасний рівень розвитку будівництва вимагає підвищення ефективності виробництва та використання монолітних бетонів. Підвищення надійності і ресурсозбереження при будівництві будинків і споруджень із використанням монолітних цементних бетонів є актуальною проблемою не тільки для країн з сухим і жарким кліматом.
Передчасне тужавіння цементних бетонів в умовах підвищених температур ускладнює технологію виготовлення, транспортування та догляду за ним. При 5-10 С тривалість транспортування складає 120 хв., при 10-20 С - 90 хв., при 20-30 С - 45 хв., а при 30-40 С транспортування і вкладання бетонної суміші в опалубку є проблематичним. Не менш важливою проблемою є використання товарної бетонної суміші, яка з різних причин не використовується протягом робочої зміни і повертається на завод. Така суміш має бути вкладена в опалубку для виробництва збірних конструкцій або загальмовано її тужавіння на 1-3 доби з можливістю послідуючого її пробудження.
Одним із шляхів підвищення ефективності виробництва і використання монолітних бетонів в умовах жаркого і сухого клімату є використання комплексних добавок поліфункціональної дії. Важлива роль при цьому приділяється науково обгрунтованим технологіям управління процесами гідратації мінерального в'яжучого з урахуванням температурного і часового факторів.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконані в дисертації дослідження відповідають державній науково-дослідній роботі “Розробка нових ефективних будівельних матеріалів із використанням відходів промисловості”, що виконується в лабораторії “Енергозберігаючих технологій і спеціальних бетонів”Вінницького державного технічного університету.
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка технології виробництва і використання бетонів в умовах сухого і жаркого клімату з використанням хімічних добавок поліфункціональної дії.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:
Об'єкт дослідження- технологічні процеси виробництва і використання бетонних сумішей в умовах сухого жаркого клімату.
Предмет дослідження- процес управління властивостями твердіння бетонних сумішей в умовах сухого жаркого клімату за допомогою хімічних добавок.
Методи досліджень. Експериментальні дослідження виконано із застосуванням стандартних методів досліджень: визначення нормальної густини тіста, зручноукладальності розігрітих бетонних сумішей, визначення складу як звичайних бетонів, так і бетонів з комплексними добавками. Строки тужавіння цементного тіста визначались з використанням приладу АПСС-6 та приладу Віка. Розрахунок та оптимізація складів поліфункціональних добавок у складі бетонної суміші проводили з використанням математичного плану експерименту.
Наукова новизна отриманих результатів:
Практичне значення одержаних результатів. Розроблено технологічні основи виробництва та використання товарних бетонних сумішей з комплексними поліфункціональними добавками, які дають змогу гальмувати тужавіння та зберігати легкоукладальність бетонних сумішей в умовах сухого жаркого клімату, запропоновані нові склади захисних покрить бетонних поверхонь від сонячної радіації та зневоднення.
Особистий внесок здобувача полягає в: виборі основних напрямків і загальної методики досліджень; проведенні теоретичних і експериментальних досліджень впливу температурно-часового фактору на кінетику гідратації мінерального в’яжучого і властивості цементного каменю; дослідженні впливу комплексних поліфункціональних добавок на зміну зручноукладальності; розробці експериментально-статистичних моделей впливу чинників складу добавок на кінетику зручноукладальності і міцність бетону; розробці та впровадженні технології "консервування" властивостей бетонних сумішей і наступного "пробудження".
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на ІІІ Міжнародній науково-технічній конференції “Матеріали для будівництва конструкцій”(Дніпропетровськ, 1994 рік); Міжнародній науково-технічній конференції “Нові технології і організаційні структури на автомобільному транспорті”(Вінниця, 1994 р.); ІІ Міжнародній науково-технічній конференції “Застосування коливань у технологіях, розрахунок і проектування машин для реалізації технологій”(Вінниця, 1994 р.); І Всеукраїнській науково-технічній конференції “Прогресивні технології і машини для виробництва будматеріалів, виробів і конструкцій”(Полтава, 1996 р.); ІІ Республіканській науково-технічній конференції “Індивідуальний житловий будинок”(Вінниця, 1998 р.); 39 Міжнародному семінарі МОК-39 “Раціональний експеримент у матеріалознавстві”(Одеса, 2000 р.).
Публікації.За материалами дисертаційної роботи опубліковано 10 друкованих робіт, у тому числі 4 публікації в наукових фахових виданнях, перелік яких затверджено ВАК України.
Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 125 стор. машинописного тексту і складається з вступу, п’яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел із 169 найменувань і двох додатків та містить 31 таблицю і 33 рисунки.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступідана коротка характеристика стану наукової проблеми, обгрунтовано актуальність темі дисертації, сформульовано мету і задачі досліджень, визначено наукову новизну і практичне значення одержаних результатів, наведені відомості про апробацію роботи.
В першому розділі приведений аналіз стану і наукових розробок у вирішенні проблеми прискореного тужавіння і втрати легкоукладальності монолітних бетонів в умовах сухого жаркого клімату.
Значний внесок у розвиток теорії гідратаційного структуроутворення мінерального в’яжучого внесли В.Ф. Журавльов, А.А. Байков, М.М. Сичов, Ю.М. Бутт, В.І. Бабушкін, В.Д. Глуховський та інші. Особливості впливу температурного фактору на гідратаційне твердіння цементу досліджувалось в роботах С.А. Міронова, Є.Н. Малінського, Г.М. Ідорн, В.М. Пунагіна та інших. В роботах В.Б. Ратінова, Ю.М. Баженова, В.Г. Батракова, М.І. Хігеровича, О.П. Нікіфорова та інших відображено вплив добавок на властивості цементних бетонів.
Сучасний рівень розвитку технологій монолітного будівництва в умовах постійно зростаючих цін на енергоресурси все більше поширюється і вимагає розробки ефективних технологій виробництва, транспортування, укладання та догляду за бетонними виробами, особливо в умовах підвищених температур. Транспортування бетонної суміші і її укладання в умовах підвищених температур ускладнюється швидкою втратою її рухомості. По різних причинах товарна бетонна суміш не завжди протягом зміни може бути використана за призначенням, тому повертається на заводи. Так, в США щорічно з будівельних майданчиків повертається на заводи 7,5 млн. мбетону. Суміш має бути вкладено в опалубку для певних збірних конструкцій або загальмовано її тужавіння на 1-3 доби з метою повторного використання.
В другому розділінаведено характеристики сировинних матеріалів і методи випробувань. В якості мінерального в’яжучого використовувався портландцемент Кам’янец-Подільського цементного заводу М400 і цемент виробництва Ізраілю М400.
При проведенні досліджень дрібним заповнювачем служив Дніпровський річний пісок, кварцеві піски, що є відходом виробництва каоліну, овражні піски Могилів-Подільського родовища та кварцеві піски Сектору Газа. Модуль крупності Дніпровських пісків складає 1,17, Могилів-Подільських - 1,61, пісків - відходів виробництва каоліну - 3,33. Гранулометрична характеристика місцевих пісків Сектора Газа наведена в роботі за результатами випробувань, проведених в Ісламському університеті Сектора Газа.
Проектування зернового складу наповнювачів бетонів спрямовано на забезпечення мінімальної пустотності суміші зерен різної крупності. Один з підходів в цьому напрямку - це вибір переривчастого складу суміші наповнювачів, інший - безперервний. Переривчаста гранулометрія заповнювачів витікає з геометричних закономірностей укладки зернистих матеріалів при оптимальних співвідношеннях діаметрів компонентів. Хоча переривчастий зерновий склад забезпечує меншу пустотність зерен, ніж безперервний, але бетонні суміші з безперервним зерновим складом менше схильні до розшарування.
В якості крупного заповнювача використовувався гранітний щебень Гніваньського кар’єру стандартних фракцій 5-10, 10-20 і 20-40 мм. Та по аналогії з місцевим заповнювачем використовувася місцевий гравій Сектора Газа.
Добавками, що гальмують тужавіння цементного тіста слугували: підмильний щелок (ТУ 18-780-78), в складі якого містяться натрієві солі жирних кислот, не омилені і частково омилені жирні кислоти; кормова патока (ТУ 18 РСФСР 409); жировий гудрон, що містить до 40 % жирових компонентів, білкові та фарбуючі компоненти; підмильний луг (ТУ 18 РСФСР 780). При проведенні порівняльних досліджень використовувалась добавка для гальмування тужавіння виробництва Ізраілю.
При розробці комплексних поліфункціональних добавок використано широко відомий і доступний пластифікатор СДБ (ОСТ-183-83) та її нова модифікація ЛСТ (ТУ 13-0281036-05) виробництва Росії.
Основні характеристики цементів, бетонних сумішей та бетонів оцінювали з використанням стандартних методик. Строки тужавіння цементного тіста визначались за допомогою приладів АПСС-6 та Віка, при розробці складів плівкоутворюючих рідин для покриття бетонів використовувався віскозиметр ВЗ-4.
У третьому розділірозкриті теоретичні основи впливу води на динамічну грузькість цементного тіста, показано залежність тіксотропії суміші від виду цементу, його дисперсності, жорсткості води, наявності добавок.
Проведено аналіз впливу добавок-електролітів на процеси гідратації цементу, наведений механізм дії добавок різних класів на процеси гідратації цементу та властивості цементного каменя.
Аналітичними і експериментальними дослідженнями встановлено, що вибірність дій багатьох поверхнево-активних речовин і їх комплексів у відношенні клінкерних мінералів, залежність пластифікуючої дії від мінералогічного складу в’яжучих є різний ступінь модифікування поверхонь частинок в’яжучого іпродуктів його гідратації.
Виходячи з основних положень колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки дисперсних систем причинами тривалого збереження пластичного стану цементно-водних дисперсій з добавками поверхнево-активних речовин є сольватація частинок, структурно-механічний і ентропійний фактори, наявність сил електростатичного відштовхування.
Добавки, що гальмують тужавіння цементного тіста , адсорбуються тонкими шарами на зернах в’яжучого, гальмують гідратацію і гідроліз клінкерних мінералів, обумовлюють зменшення виділення вільного вапна в розчин, а також процесів коагуляції і зближення зерен цементу і його гідратних новоутворень. Такі добавки не тільки служать регуляторами реологічних властивостей бетонних сумішей, а і суттєво впливають на фізико-механічні, експлуатаційні властивості бетону.
c2 -
d0. 1. ,
c4,
ca
ce /