Влияние функциональных добавок на физико-механические свойства бетона

1. Выпускная квалификационная работа

На тему: «Влияние функциональных добавок на физикомеханические свойства бетона»

2. Актуальность темы работы

• Влияние функциональных добавок на физико-механические
свойства бетона играет достаточно важную роль в производстве
практически всех строительных материалов. Именно с
помощью функциональных добавок можно выявить такие
факторы современного производства строительных
материалов, а конкретнее бетонных изделий, как повышение
качества продукции, увеличение выпуска изделий за счет
повышения производительности агрегатов, обеспечение
экономии энергетических ресурсов. Производство
строительных материалов относится к числу наиболее
энергоемких отраслей промышленности.
2

3. Объект и предмет исследования

• Объектом исследования являются физико-механические
свойства бетона.
• Предметом исследования являются свойства функциональных
добавок для бетона и их влияние на изменение основных
показателей готового продукта.
3

4. Цель выпускной квалификационной работы

• Целью работы является изучение влияния функциональных
добавок на физико-механические свойства бетона, развитие,
повышение эффективности и технологической надёжности
монолитного строительства путём разработки новых способов
интенсификации технологических процессов.
4

5. Задачи исследования

• рассмотреть структурно-физические аспекты оптимизации
физико-механических свойств бетона;
• изучить методы ускорения твердения бетона и влияние
заполнителя на их применение;
• провести анализ научно-практических предпосылок целевого
регулирования свойств бетонной смеси действующими
функциональными добавками ;
• исследовать эффективность влияния функциональных добавок
на изменение физико-математических свойств бетона.
5

6. Методология исследования

• В рамкам проводимого исследования рассмотрены составы эффективных модификаторов
многофункционального действия ММФ-1 и ММФ-2 на основе минеральных веществ из отходов
промышленности и определены их оптимальные количества для достижения максимальной
сохранности подвижности бетонных смесей с течением времени, а также истираемости бетона.
Исследованы процессы замерзания водных растворов противоморозных добавок и твердения
цементного теста с ними. Предложена методика определения температуры замерзания водных
растворов химических добавок различного назначения. Рассмотрена методика применение
химических добавок в технологии производства бетонных работ при низких температурах,
представляющая собой один из наиболее широко распространенных методов зимнего бетонирования,
основанная на известном эффекте неизменности температуры при достижении температуры
замерзания жидкости (в рассматриваемом случае химической добавки). Согласно описанной
методике проведены эксперименты с общеизвестными добавками. Для оценки влияния химических
добавок на процессы структурообразования бетона были использованы разнообразные методологии,
основной из которых - исследование кинетики изменения прочности цементного камня или бетона.
Используемая упрощенная методика, основывающаяся на использовании датчиков DS 1921 и
позволяющая оперативно изучить влияние химических и минеральных добавок на процессы
структурообразования цементных теста и камня, доступная для реализации практически в любой
лаборатории и даже в полевых условиях.
6

7. Проблематика исследования

• Бетон представляет собой систему, состоящую из трёх фаз: твердой, жидкой и
газообразной. Все три фазы оказывают влияние на любые свойства бетона, только в
каждом случае какая-либо фаза превалирует над другими.
• Развитие технологий бетонирования является залогом повышения эффективности,
надежности и скорости бетонных работ в различных условиях и временах года.
• Исторически устоялось разделение компонентов цемента и бетона на основную и
дополнительные категории. При этом огромный по объёму использования и
функциональной значимости класс материалов регуляторов технологических процессов,
составов и свойств цементов, бетонных смесей и бетонов как бы традиционно выделяется
в дополнительную категорию, называемую добавками.
• Бетон представляет собой систему, состоящую из трёх фаз: твердой, жидкой и
газообразной. Все три фазы оказывают влияние на любые свойства бетона, только в
каждом случае какая-либо фаза превалирует над другими.
• Важнейшим достижением в области бетоноведения и технологии цементных бетонов за
последние два десятилетия является освоение и применение в отечественной
строительной практике супер и гиперпластификаторов в сочетании с
высокоэффективными минеральными добавками и комплексных модификаторов типа МБ.
7

8. Функциональные добавки в бетон

• Термин «добавка», как хорошо известно, охватывает химические и
минеральные вещества неорганической и органической природы,
растворимые и нерастворимые, инертные и реакционно-способные,
жидкие и твёрдые, в т.ч. в дисперсном состоянии.
• Добавками называют неорганические или органические вещества (их
смеси или комплексы), за счет введения которых направленно
контролируются свойства бетонных смесей и бетонов (см.
приложение). Добавки позволяют снижать расход цемента в бетоне,
либо изменять качественные или функциональные свойства бетонов,
сохранять свойства бетонов при подготовке смеси к укладке,
вибрировании и твердении
8

9. Результаты анализа исследуемой проблемы и выводы по ним

• По результатам написания работы была предложена методика
определения температуры замерзания водных растворов
химических добавок различного назначения, исключающая
влияние человеческого фактора и тем самым повышающая
достоверность получаемых результатов.
• Исследованы температуры замерзания широко используемых в
практике зимнего строительства противоморозных добавок.
• Показано, что для раствора добавки нитрита натрия высокой
концентрации установленная температура замерзания
существенно выше, чем приведенная в литературных
источниках.
9

10. Общие выводы по работе

• На примере добавок нитрата кальция и формиата натрия выявлена идентичность температуры
замерзания водного раствора химической добавки и цементного теста с равной концентрацией
добавки в поровой жидкости теста. Показана возможность оценки антифризного действия
противоморозных добавок по кинетике изменения температуры цементного теста с добавками
посредством его последовательного замораживания и размораживания.
• Предложена методика оперативной оценки области применения химических добавок для
бетонирования изделий при отрицательных температурах. Методика не требует дефицитного и
дорогостоящего испытательного оборудования, применима в рядовых строительных организациях,
доступна работникам низкой квалификации.
• Раскрыта возможность разработки оригинальной методики проектирования состава бетона,
основывающейся на оперативных определениях эффективности одинарных и комплексных
противоморозных добавок.
• Использование жестких режимов термовлажностной обработки изделий существенно ухудшает
структуру и понижает стойкость пропаренных бетонов к воздействию климата.
• Защита бетона изделий пленкообразующим препаратом К-9 улучшает структуру и свойства бетона,
снижает водопоглощение, повышает кубиковую и призменную прочности и стойкость бетонов в
условиях воздействия резкого континентального климата.
• Защита бетона изделий пленкообразующим препаратом К-9 повышает жесткость и трещиностойкость
плит ПГА-1У-2Т в 1-2 месячных возрастах. Предложен практический метод улучшения структуры и
свойств бетона изделий и конструкций, при изготовлении которых используется прогрев в
термоформах.
10

11. Практическая значимость работы

• Практическая значимость работы. Изучены особенности
взаимодействия бетона с высокоэффективными добавками, что
позволяет улучшить качество формуемых бетонных и
железобетонных изделий, и повысить качественные показатели
физико-механических свойств бетона.
11

12. Доклад окончен, спасибо за внимание!

12