Дорожні цементні бетони з високою міцністю на розтяг

Abstract

UA: Дисертація присвячена актуальній проблемі підвищенню міцності дорожніх цементобетонів на розтяг при згині за рахунок підвищення ефективності застосування його структурних компонентів. Для її вирішення на підставі аналізу літературних даних виділені основні компоненти бетону, що впливають на міцність бетонів при згині. У роботі отримали подальший розвиток теоретичні уявлення про вплив хімічних і активних мінеральних добавок та їх комплексів на процеси структуроутворення в зоні контакту. Показано, що введення активної мінеральної добавки приводить до утворення більшої кількості низькоосновних гідросилікати кальцію переважно в зоні контакту та прилеглій зону, що доведено експериментально. Запропоновано і обґрунтовано механізм впливу лещадних частинок. Показано, що при віброущільненні лещадні частинки переміщаються в верхню частину бетону, при цьому під ними і в зоні контакту утворюється підвищена пористість. За допомогою оптико-мікроскопічних досліджень структури бетону запропоновано і обґрунтовано механізм впливу активної мінеральної добавки, який полягає в диспергуванні великих повітряних бульбашок і утворенні підвищеної кількості мікропор. Виконано відповідні розрахунки, що підтверджують це. Показано, що при введенні оптимальної кількості поліпропіленової фібри необхідних геометричних розмірів міцність дорожнього бетону при згині і його морозостійкість зростають. Проведені фізико-хімічні дослідження продуктів гідратації цементного каменю, що містить органо-мінеральний комплекс і активну мінеральну добавку. Проведено дослідно-промислове впровадження результатів досліджень. Розроблено проект державного стандарту України, а також 4 галузевих нормативних документа. Розраховано економічний ефект від впровадження. RU: Диссертация посвящена актуальной проблеме повышения прочности дорожных цементобетонов на растяжение при изгибе за счет повышения эффективности применения его структурных компонентов. Для ее решения на основании анализа литературных данных выделены основные компоненты бетона, влияющие на прочность бетонов при изгибе: зона контакта «цементный камень-заполнитель», качество и соотношение между заполнителями, лещадные частицы, суперпластификаторы, воздухововлекающие и минеральные добавки и полипропиленовая фибра. В работе получили дальнейшее развитие теоретические представления о влиянии химических и активных минеральных добавок и их комплексов на процессы структурообразования в зоне контакта. Показано, что введение активной минеральной добавки приводит к образованию большего количества низкоосновных гидросиликатов кальция в зоне контакта и прилегающей зоне, что доказано экспериментально. Предложен и обоснован механизм влияния лещадных частиц. Показано, что при виброуплотнении лещадные частицы перемещаются в верхнюю часть бетона, при этом под ними и в зоне контакта образуется повышенная пористость. С помощью оптико-микроскопических исследований структуры бетона с различными добавками предложен и обоснован механизм влияния активной минеральной добавки, который заключается в диспергировании крупных воздушных пузырьков и образовании повышенного количества микропор из пузырьков повышенной устойчивости. Выполнены соответствующие расчеты, подтверждающие это. Показано, что при введении оптимального количества полипропиленовой фибры необходимых геометрических размеров прочность дорожного бетона при изгибе и его морозостойкость возрастают. Проведены физико-химические исследования продуктов гидратации цементного камня, содержащего органо-минеральный комплекс и активную минеральную добавку. Разработаны рекомендации по изготовлению бетонов с повышенной прочностью на растяжение при изгибе. Проведено опытно-промышленное внедрение результатов исследований при строительстве бетонных оснований и покрытий трамвайных переездов в г. Харькове. Разработан проект ДСТУ ХХХХ:20ХХ «Смеси цементобетонные и цементобетон дорожные. Технические условия», а также разработаны и введены в действие 4 отраслевых нормативных документа. Расчетный экономический эффект от внедрения составил 195 тис. 480 грн. EN: The thesis is devoted to the actual problem of increasing the flexural strength of road cement concrete by increasing the effectiveness of its structural components. For its solution, based on the analysis of literary data, the main components of the concrete are determined, which influence on the flexural strength of concrete. Theoretical understanding of the effect of chemical and active mineral additives and their complexes on the structure formation processes in the contact zone of cement stone-aggregate was further developed. It is shown that the introduction of an active mineral additive leads to the formation of a large amount of low-basic calcium hydrosilicates, mainly in the contact zone and the adjacent zone, which has been experimentally proved. The mechanism of the influence of the flat particles is proposed and substantiated. It has been shown that during vibrocompaction, flat particles move to the upper part of the concrete, and at the same time, increased porosity is formed under them and in the contact zone. With the aid of optical microscopic studies of the concrete structure, the mechanics of the action of an active mineral additive, which consists in the dispersion of large air bubbles and the formation of an increased number of micropores, is proposed and substantiated. Conducted calculations that confirm this. It is shown that with the introduction of the optimal amount of polypropylene fiber of the required geometric dimensions, the flexural strength of road concrete and its frost resistance increase. Physical and chemical studies of the hydration products of cement stone, which contains an organic-mineral complex and a mineral additive, have been carried out. Conducted pilot implementation of research results. A draft state standard of Ukraine, and 4 regulatory documents. The calculation of the economic effect was carried out.