CC BY
260воздействие для расчетных капель может быть при их максимальном сближении. В то время как при больших расстояниях возможен лишь срыв пара, при малых расстояниях и больших начальных температурах возможно и дробление капли воды. Учитывая, что закипание при различных площадях капель происходит не за одно и то же время, можно предсказать еще более интенсивные процессы дробления дисперсной фазы эмульсии.
В целом же данная модель позволяет в достаточно простой постановке рассмотреть процессы дробления больших капель дисперсной фазы соседними малыми каплями при различных начальных температурах и расстояниях между ними. Учет перемещения и слияния капель будет проведен дальнейшим усовершенствованием модели.
Список использованных источников
1. Долинский А.А. Дискретно - импульсная трансформация энергии в адиабатно вскипающем потоке / А.А. Долинский, Б.И. Басок // Промышленная теплотехника. -2001. - Т.23. -№4-5. - С.5 - 20.
2. Шурчкова Ю.А. Анализ механизмов дробления капель при адиабатном вскипании и смешении дисперсных систем / Ю.А. Шурчкова, Т.В. Малишевский // Промышленная теплотехника. - 2000. - Т.22. -№1. - С.17- 23.
3. Иваницкий Г.К. Моделирование процессов деформирования и дробления капель при движении в жидкости // Промышленная теплотехника. - 1997. - Т.19. -№1. - С.9 -16.
4. Павленко А. М. Кинетика испарения в процессах гомогенизации / А. М. Павленко, Р. А. Климов, Б.И.Басок // Промышленная теплотехника. - 2006. - Т. 28. - №6. - С.14 -20.
5. Долинский А.А. Теплофизические процессы в эмульсиях / А.А. Долинский, А.М. Павленко, Б.И. Басок. - Киев, Наукова думка, 2005. - 265 с.
УДК. 665. 9. 022. 3
ПОЛИКАРБОКСИЛАТЫ И ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ Свищ И.С.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
Представлены результаты оптимизации составов тяжелых бетонов с применением гиперпластифицирующих (поликарбоксилатных) добавок. Установлены параметры прочностных характеристик оптимизированных составов в разные сроки набора прочности, а так же установлена морозостойкость и водонепроницаемость оптимизированных составов бетонов.
поликарбоксилат, цемент, бетон, прочность, морозостойкость, добавки, состав
Введение
Появление поликарбоксилатных диспергаторов (продуктов строительной химии), введение которых в материал позволяет существенно улучшать его свойства, стало поистине прорывом для бетонной промышленности. Суперпластификаторы нового поколения позволяют создавать новые типы цементных смесей и обеспечивают дополнительные преимущества.
Химические примеси широко применяются в индустрии бетона для повышения эффективности бетона. Воздухововлекающие, ускоряющие и разжижающие примеси являются существенным дополнением к комплекту материалов, доступных производителям бетона. Особенно полезны разжижающие примеси, так как они позволяют производителям выполнять два требования: хорошая обрабатываемость бетона во время его формования и снижение соотношения (в/ц) между водой и вяжущими материалами, которое способствует повышению прочности и других свойств затвердевшего бетона.
Термин «разжижающая примесь» используется достаточно много лет. Стандарт ASTM C 494 классифицирует разжижающие примеси на несколько категорий:
• Тип A, Разжижающая
• Тип D, Разжижающая и замедляющая
• Тип E, Разжижающая и ускоряющая
• Тип F, Разжижающая, высокоэффективная
• Тип G, Разжижающая, высокоэффективная и замедляющая
ASTM C 1017 сосредоточен на обработке бетонной смеси с использованием химической примеси с единственной целью - производство подвижного бетона без редуцирования воды для приготовления раствора.
В большинстве случаев примеси классификации C 494 Тип F или G также можно использовать способом, указанным в ASTM C 1017. Эти высокоэффективные разжижающие примеси не просто редуцируют (уменьшают в количестве) воду затвердения, но также и рассеивают частицы цемента. Подобное рассеивающее действие впоследствии позволяет уменьшить количество воды или повысить степень подвижности, или получить оба эффекта.
За последние десять лет химия диспергаторов продвинулась далеко вперед. Сюда включается введение и использование поликарбоксилатных диспергаторов во всех областях бетонной промышленности. До этого большинству составов, лежащих в основе диспергаторов, были характерны ограничения в отношении внесения модификаций в молекулу. Но появление поликарбоксилатных диспергаторов предоставили возможность разрабатывать молекулы, способные влиять на эффективность материала определенным и заранее запланированным способом. Для бетонной промышленности это стало колоссальным прорывом, так как это позволяет использовать молекулы, разработанные с единственной целью - диспергировать портландцемент, при этом прежние диспергаторы представляли собой главным образом побочные продукты производства в других промышленностях.
Анализ публикаций
Архитектура молекулы поликарбоксилата позволяет лучше понимать, почему их использование в бетонной промышленности обещает эффективные преимущества и гибкость.
Во-первых, поликарбоксилаты классифицируются как гребнеобразные полимеры (Рис. 1). Само название многое говорит о структуре этих молекул, которые состоят из основной цепи с подвесными боковыми цепями, напоминающими зубья расчески. Чтобы эти молекулы стали эффективными диспергаторами, их необходимо перенести к поверхности частицы цемента.
Binding Sites
Backbone ie chains
Рис. 1 Гребнеобразные поликарбоксилатные полимеры
Основная цепь молекулы поликарбоксилата обычно выполняет две функции: место размещения точек связывания (с поверхностью частицы цемента) и предоставление точек закрепления для боковых цепей молекулы. Подвесные боковые цепи являются
стерическими, или физическими, преградами для повторного группирования рассеянных частиц цемента.
В последние годы химические добавки в бетоны на основе поликарбоксилатов завоевывают все большую популярность у строителей.
На рынке добавок в последние годы появилась наиболее эффективная комплексная добавка Хидетал-ГП-9 для бетонов.
Комплексные добавки в бетон - ускорители твердения, супер - и гиперпластификаторы марок "Хидетал-ГП" для строительного комплекса играют важную роль.
В 2006 году ООО "Управляющая компания "Группа предприятий "СТК-Стандарт" разработали добавки комплексные для бетонов на основе поликарбоксилатов "ХИДЕТАЛ-ГП-9 а ,Р ". Эти разработки были подтверждены в НИИЖБ проведением сертификационных испытаний и согласованием технических условий на добавку "ХИДЕТАЛ-ГП-9", марок а и в соответственно, для сборного железобетона и товарного бетона.
Главными причинами производства и разработки добавок «Хидетал-ГП-9 а,Ь» являются:
- необходимость производства самоуплотняющегося бетона;
- необходимость достижения сохраняемости подвижности бетонной смеси при транспортировке к месту укладки на срок более трех часов;
- необходимость качественного улучшения структуры бетонной смеси по сравнению с уже достигнутой;
- отсутствие в странах СНГ производства класса добавок на основе поликарбоксилатов (за рубежом они называются гиперпластификаторами), которые приходится импортировать.
[(-СНа— СН-у)————н-сн — сн—
СН:СМСН;СНгО)„—я соом сскж1
гДйЯ-Н.СН3,СА. СП
К: - Н ыс (НОСН'СН;)фШ". СН;СН2—О——сн^ М- Н Ыа". ДООДСВДЛГ,
Рис. 2 Одна из формул карбоксилсодержащего сополимера
Во-первых, это суперпластификатор (соответствующий требованиям DIN EN 934 2) с максимальной подвижностью 27 см и расплывом конуса до 67 см. Если нормативом является осадка конуса на 16 см и более по сравнению с контрольным, то с добавкой осадка конуса составляет от 24 до 32 см по сравнению с контрольным. Это позволяет изготавливать с помощью "ХИДЕТАЛ-ГП-9" самоуплотняющийся бетон в условиях насыщения конструкции арматурой и фактически без применения вибраторов.
Второй фактор - длительная сохраняемость подвижности бетонной смеси, что особенно важно при транспортировке бетона в условиях крупных городов и на дальние расстояния. Бетонная смесь сохраняет заданную подвижность до трех часов, а с потерей подвижности 10% до 4-х часов транспортировки. Подливать воду в миксер бетоновоза, как часто делается, нет необходимости. Сравните с контрольным составом - максимум 40 - 50 минут.
Эти два свойства позволяют широко использовать бетонную смесь с "ХИДЕТАЛ-ГП-9" для монолитного домостроения - сделать качественную смесь на заводе, доставить ее без ухудшения свойств на объект, и закачать насосами при высокой подвижности на требуемую высоту, и при этом получить самоуплотняющийся бетон, фактически без вибрации проведя его укладку.
Применение поликарбоксилатов в составе "ХИДЕТАЛ-ГП-9" дает снижение средней крупности пор в бетонах, снижение открытой интегральной пористости и повышение плотности. Из чего и следуют свойства по морозостойкости и водонепроницаемости -одним из показателей долговечности бетонов.
Добавки "ХИДЕТАЛ-ГП-9" р и а позволяют получить снижение В/Ц с 0,52 до 0,3. Они гарантированно дают снижение расхода цемента на 25%. То есть из каждых пяти вагонов по 55 тонн можно сэкономить один!
Для добавки "ХИДЕТАЛ-ГП-9" а, при ТВО, 80% прочности от проектной можно получить по сокращенному циклу ТВО 1,5+1,5+4+2 при температуре не выше 60 градусов.
Через 28 суток можно при определенных условиях получить проектную прочность на 30% выше марки контрольного состава (если вам это необходимо) или выше на 4 марки. Пример: контрольный состав - 45,5 МПа, с добавкой "ХИДЕТАЛ-ГП-9" а и р - 60,1 МПа. Т.е. можно исходно проектировать в качестве контрольного бетона марку ниже, а получить проектную.
Благодаря этим добавкам абсолютно нет коррозии арматуры: плотность тока при потенциале +300 шУ не превышает 1,5 ткА/ см2, а у всех других добавок она в районе не менее 2,0 шкА/см2 при норме 10 ткА/ см2. Добавка не снижает стойкости арматуры против коррозионного растрескивания.
Набор прочности без ТВО для "ХИДЕТАЛ-ГП-9", а при неизменном В/Ц аналогичен контрольному бетону, а при снижении В/Ц можно получить через трое суток 100% от проектной прочности. Для "ХИДЕТАЛ-ГП-9"Р при неизменном В/Ц - аналогично контрольному бетону, при снижении В/Ц можно получить через трое суток 80 - 90% от проектной прочности.
В бетонной смеси полностью отсутствует растворо - и водоотделение. Введение этих добавок в бетонную смесь не приводит к повышению воздухововлечения, а сопровождается повышением плотности бетона.
Применение этой добавки дает возможность получения самоуплотняющегося бетона. Производство самоуплотняющегося бетона по отработанной рецептуре подразумевает получение бетона, обладающего кроме отличной подвижности, высокими физико-механическими свойствами (прочность, водонепроницаемость), а также характеризующегося следующими основными преимуществами:
Самоуплотняющийся бетон (на Хидетал-ГП-9а и Хидетал - ГП - 9Р) равномерно заполняет весь объем без вибрирования;
Рис. 3. Стерическое отталкивание боковых цепей адсорбированных
макромолекул
Самоуплотняющийся бетон (на Хидетал-ГП-9а и Хидетал - ГП - 9в) легко проникает в труднодоступные места без расслоения;
Самоуплотняющийся бетон (на Хидетал-ГП-9а и Хидетал - ГП - 9в) обладает отличной гладкой законченной поверхностью;
Самоуплотняющийся бетон (на Хидетал-ГП -9а и Хидетал - ГП - 9 в) снижает затраты на рабочую силу.
Цель и постановка задач
Целью научно-исследовательской работы является состав тяжелого бетона класса С20/25 на местных материалах Крымского региона с применением добавки «Хидетал-ГП-9а» и «Хидетал-ГП-9Ь», для инженерных сооружений рекреационного и гидротехнического назначения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- определение свойств вяжущего, крупного и мелкого заполнителей;
- расчет состава тяжелого бетона класса С 20/25;
- отработка состава в лабораторных условиях с определением прочности кубиковой на сжатие, морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности;
- расчет инженерного сооружения рекреационного назначения с применением оптимизированного состава бетона класса С20/25.
Методика исследований
Проектирование состава бетона производилось по методу абсолютных объемов и включало в себя следующие этапы:
- назначение требований, к бетону исходя из вида и особенностей службы и изготовления конструкций;
- выбор материалов для бетона и получение необходимых данных, характеризующих их свойства;
- определение предварительного состава бетона;
- проверку состава в пробных замесах;
- контроль за бетонированием;
- корректировку состава при колебаниях свойств заполнителей и других факторов.
Результаты и их анализ
Была определена активность портландского цемента, которая составила 34,5 МПа. Крупным заполнителем в составе бетона был принят щебень известняковый Лозовского карьера, фракции 10-20 мм, с насыпной плотностью 1520 кг/м3 и средней плотностью 2710 кг/м3. Мелкий заполнитель - песок речной кварцевый, с модулем крупности Мк = 1,65, насыпной плотностью 1380 кг/м3.
В результате проектирования, определения предварительного состава бетона, а так же проверки состава в пробных замесах и корректировки, был назначен следующий состав бетона с применением добавки Хидетал-ГП-9а:
Состав бетона №1: Расход цемента - 355 кг/м3; расход щебня - 1190 кг/м3; расход песка - 625 кг/м3; расход воды - 155 л/м3; расход добавки Хидетал-ГП-9а - 4,2 л/м3.
По удобоукладываемости предлагаемая бетонная смесь относиться к марке П3, по водонепроницаемости к W6, по морозостойкости Б200, по кубиковой прочности на сжатие после ТВО (режим 2+4+2, при 70оС) - 34,4 МПа
Таблица 1
Показатели кубиковой прочности бетона в 3, 7, 14 и 28 суток естественного
твердения
№ № Кубиковая Кубиковая Кубиковая Кубиковая
состава прочность бетона в прочность бетона в прочность бетона прочность бетона
бетона 3-е суток, 7 суток, в 14 суток, в 28 суток,
МПа МПа МПа МПа
1 1а 28,8 32,0 39,1 44,1
2 1Ь 27,9 33,2 38,7 42,3
Выводы
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
- полученный состав бетона с использованием добавки Хидетал-ГП-9а относиться к классу бетона С25/30;
- использование добавки Хидетал-ГП-9а предполагает экономию цемента на каждый куб бетона до 20%, что существенно снижает стоимость бетонной смеси в сравнении со смесями без использования добавки;
- использование добавки Хидетал-ГП-9а предполагает снижение расхода воды на 30%, при этом В/Ц снижается с 0,5 до 0,41 и сохраняется подвижность П3.
- повышаются на порядок ряд эксплуатационных свойств бетона в конструкциях, в частности долговечность, надежность;
- предлагаемый состав бетона можно использовать в инженерных конструкциях гидротехнического и рекреационного назначения.
Список использованных источников
1. Ю.М. Баженов. Технология бетона. - М., издательство АСВ, 2003. -500с.
2. А.Е. Шейкин, Ю.В. Чеховский и др. Структура и свойства цементных бетонов. - М., Стройиздат, 1978. - 3 44с.
3. ДСТУ Б.В.2.7 - 69 - 98 «Добавки для бетонов. Методы определения эффективности».
4. EN 206-1:2000 Concrete - Part 1: Specification, performance, production and Conformity.
5. Ушеров-Маршак A.B. Украинский бетон на пути в Европу./Сб. докл. «Дни современного бетона», Запорожье, 2004, с. 14-22.
6. Химические и минеральные добавки в бетон /Под ред. А. Ушерова-Маршака. -X.: Колорит, 2005.-280с.
7. Инструкция по применению добавки комплексной для бетонов «Хидетал-ГП-9» (гиперпластификатора). ООО «СТК-Стандарт», г. Новозыбков, 2006.
УДК 624. 665.9.022.543:550.)
ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ НАБОРА ПРОЧНОСТИ И ПОСЛЕДУЮЩЕМ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
КЛАССА В 25
Селаметов Э.Ш., Саломатин В.Н.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства.
Приводятся результаты многосуточных наблюдений за изменением интенсивности электромагнитных сигналов по мере твердения бетона из разных по грансоставу материалов и разрушении его при одноосном сжатии.
Электромагнитное излучение, диффузный слой, поровый раствор, процессы, механоэлектрические преобразования, микродеформации, разрушение, статистики.
Введение
Механические нагрузки на минералы-диэлектрики и содержащие их горные породы сопровождаются электромагнитным излучением в разных диапазонах частот. С середины прошлого века это доказано многочисленными и разнообразными экспериментами в лабораторных и натурных условиях, которые проводились впервые в Томске под руководством крупного ученого-специалиста в области диэлектриков профессора А. А.Воробьева. На основе этих исследований в Крыму стал развиваться метод естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ), нашедший в настоящее время применение по шести различным направлениям, включая строительное дело. С помощью специальной аппаратуры в виде малогабаритных переносных приемников-индикаторов и выносных антенн исследовались фундаменты зданий, несущие
