Монолітні дорожні цементні бетони високої морозостійкості з органомінеральним комплексом та фіброю

Abstract

UA: Дисертація присвячена вивченню та розвитку теоретичних уявлень про механізм морозного руйнування дорожнього цементного бетону в різних рідких агресивних середовищах. У роботі проведено розрахунок величини осмотичного тиску та визначено критичні концентрації розчину хлористої солі, які можуть призвести до руйнування бетону спільно з дією негативних температур. Виконано експериментальні дослідження технологічних властивостей бетонних сумішей, фізико-механічних та експлуатаційних показників бетонів з різними комплексами добавок. Встановлено, що на кожен додатковий відсоток повітроутягнення від повітроутягуючої добавки міцність бетону падає в середньому на 10 %, повітроутягнення викликане введенням поліпропіленової фібри призводить до зниження міцності лише на 4 %. Показано, що застосування в бетонних сумішах комплексу добавок суперпластифікатора на полікарбоксилатній основі, мікронаповнювача та поліпропіленової фібри дозволяє отримати бетонну суміш з оптимальним повітроутягненням, що забезпечує морозостійкість не менше F300 без зниження марки по міцності. Проведено оптико-мікроскопічні дослідження структури бетонів в присутності поліпропіленової фібри. Показано, що введення фібри дозволяє формувати в бетоні з повітряних бульбашок мікропористу структуру. Це призводить до меншого зниження міцності бетону в порівнянні із застосуванням повітроутягуючої добавки при однаковому повітроутягненні. Результати досліджень пройшли виробничу перевірку, впроваджені при будівництві аеропорту в м Харкові. RU: Диссертация посвящена изучению и развитию теоретических представлений о механизме морозного разрушения дорожного цементного бетона в различных жидких агрессивных средах. В работе проведен расчет величины осмотического давления и определены критические концентрации раствора хлористой соли, которые могут привести к разрушению бетона совместно с действием отрицательных температур. Выполнены экспериментальные исследования технологических свойств бетонных смесей, физико-механических и эксплуатационных показателей бетонов с разными комплексами добавок. Установлено, что на каждый дополнительный процент воздухововлечения от воздухововлекающей добавки прочность бетона падает в среднем на 10 %, воздухововлечение, вызванное введением полипропиленовой фибры, приводит к снижению прочности лишь на 4 %. Показано, что применение в бетонных смесях комплекса добавок суперпластификатора на поликарбоксилатной основе, микронаполнителя и полипропиленовой фибры позволяет получить бетонную смесь с оптимальным воздухововлечением, обеспечивающим морозостойкость не меньше F300 без снижения марки по прочности. Установлено, что сохранность подвижности бетонной смеси и содержания вовлеченного воздуха во времени в бетонных смесях с органоминеральным комплексом и полипропиленовой фиброй выше, чем в смесях с воздуховолекающей добавкой. Проведены оптико-микроскопические исследования структуры бетонов в присутствии полипропиленовой фибры. Показано, что введение фибры позволяет формировать в бетоне из воздушных пузырьков микропористую структуру. Это приводит к меньшему снижению прочности бетона по сравнению с применением воздухововлекающей добавки при одинаковом воздухосодержании. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны и утверждены Государственным агентством автомобильных дорог Украины (Укравтодор) нормативные документы. Результаты исследований прошли производственную проверку, внедрены при строительстве взлетно-посадочной полосы и перрона в аэропорту г. Харькова, рассчитана экономическая эффективность внедрения. EN: Dissertation is devoted to the study and development of theoretical ideas about the road cement concrete frost destruction mechanism in various corrosive liquids. In the work performed the calculated value of the osmotic pressure and the critical concentrations of sodium chloride salt solute, which, with the negative temperatures effect, can lead to the destruction of concrete. Provided experimental research of concrete mixtures technological properties, physical-mechanical and operational performance of concrete with different additives complexes. It was found that for every additional percentage of air entrainment of air-entraining additive the strength of concrete reduce on 10% average, air entrainment caused by the polypropylene fibers adding reduces the strength on 4% only. It is shown that the use in concrete mixtures the complex of polycarboxylate based super-plasticizers, microfiller and polypropylene fibers additives allows to obtain concrete mixture with optimal air entrainment, that providing frost resistance not less than F300 without strength reducing. Performed optical microscopy researches of the con-crete structure in the presence of polypropylene fibers. It shown that the fibers adding in concrete allows to forming of air bubbles microporous structure. This lead to less reduction in concrete strength, compared to using air-entraining additives with the same air content. The research results have been production tested, implemented during the construction of the airport in Kharkiv.