Reaktionspulverbeton zum Selbermachen. Herstellung von Produkten aus hochfestem Faserbeton. Verschiedene Betonsorten

15.08.2018 10:17

Baumaterialien werden nicht nur durch gängige und bekannte Lösungen repräsentiert, es gibt eine besondere Kategorie von Betonprodukten: kunstvolle Pfeiler und Gitter, durchbrochene Zäune und hochkünstlerische Verkleidungen, kleine architektonische Formen und Gebäudefassaden. Es ist schwer vorstellbar, dass all dies aus selbstverdichtenden Reaktionspulverbetonen hergestellt wird. Darauf möchte ich näher eingehen.

Eine selbstverdichtende Reaktionspulver-Faserbetonmischung ist ganz einfach selbst herzustellen. Die Hauptidee besteht darin, die Komponenten nacheinander einzuführen, bis eine Zusammensetzung mit der erforderlichen Fließfähigkeit erhalten wird.

Herstellung einer selbstverdichtenden Reaktionspulvermischung

1. Zunächst muss der Mischer vorbereitet und dann nacheinander rein und hyperplastifiziert hinzugefügt werden.
2. Dann werden Zementpulver, Steinmehl, Mikrosilika eingebracht. Die Komponenten werden bis zu 3 Minuten gründlich gemischt.
3. Der nächste Schritt besteht darin, Fasern und Sand hinzuzufügen. Sie werden für die nächsten 3 Minuten gemischt.

Das Ergebnis ist eine faserverstärkte Betonmischung von ausgezeichneter Qualität vom Typ Reaktionspulver mit außergewöhnlicher Fließfähigkeit. Die Zusammensetzung enthält Sand, dessen Fraktionsgröße von 0,12 bis 0,6 mm variiert, Steinmehl, Fasern, Hyperplastifizierer, Portlandzement (Klassen PC500 D0), Silikastaub, Wasser.
Der Innenbereich der Form wird mit Wasser vorbehandelt, dann mit einer selbstverdichtenden Reaktionspulvermischung gefüllt und anschließend die Form mit einer speziellen Schale abgedeckt. Die resultierende Zusammensetzung zeichnet sich durch außergewöhnlich hohe Festigkeitseigenschaften, Eigenschaften und optimale Fließfähigkeit aus. Dies ist die beste Lösung für die Herstellung von durchbrochenen und dekorativen Produkten (siehe Tabelle unten).

Die betreffende Erfindung hat sich im Industriebau durchgesetzt. Das Material wurde zur Herstellung hochwertiger Betonprodukte verwendet:

• dünne Pflastersteine;
• Stangen;
• hochkünstlerische Gitter und Zäune;
• kleine architektonische Formen;
• dekorative Lösungen.

Für die Produktion Gebäudestrukturen es ist notwendig, sich an ein spezielles Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung zu halten. Besonderes Augenmerk wird auf die Aktivierung von Portlandklinkerzement mit Trockenfließmitteln nach der Bindermethode gelegt. Nicht weniger Aufmerksamkeit verdient der Prozess des Mischens von Wasser mit aktiviertem Füllstoff, gefolgt von der Einführung aktivierter Bindemittel.

Dann werden etwa 50 % Härtewasser eingebracht und die Zusammensetzung gründlich gemischt. Danach wird das restliche Wasser eingebracht und die Komponenten abschließend gemischt, bis eine homogene Konsistenz erreicht ist. Die obigen Schritte sind innerhalb von 1 Minute abgeschlossen. Die fertige Zusammensetzung wird bei hoher Luftfeuchtigkeit (etwa 100%) bei einer Temperatur von 20 Grad aufbewahrt.

Nachteile selbstverdichtender Reaktionspulverzemente

Die Hauptmerkmale des oben diskutierten Verfahrens sind die hohen Kosten und der technische Aufwand des gleichzeitigen Mahlens von Fließmitteln und Bindemitteln. Vergessen Sie nicht, dass Sie mit dieser Methode keine Lösungen mit ästhetisch ansprechenden durchbrochenen Elementen erstellen können.

Für die eigenständige Herstellung von selbstverdichtendem Beton müssen folgende Anteile eingehalten werden:

• 50 bis 200 Stunden Sand auf der Basis von kalziniertem Bauxit (die Größe der Fraktionen kann von 1 bis 10 mm variieren);
• 100 Stunden Zement;
• 5 bis 25 Stunden weißer Ruß oder pulverisiertes Calciumcarbonat;
• 10 bis 30 Stunden Wasser;
• 15 bis 20 h Fasern;
• 1 bis 10 Stunden Weichmacher;
• 1-10 Stunden Entschäumer.

Das Verhältnis zwischen den Komponenten und ihrer Partikelmasse wird auf der Grundlage von weißem Ruß sowie Calciumcarbonat in Zement ausgewählt. Traditionell sind dies 1:99 und 99:1. Erfahrene Handwerker empfehlen, ein Verhältnis von 50:50 (Kalzium zu Weißruß) einzuhalten.

Der Hauptnachteil des betrachteten Betons ist die Verwendung von Sand auf der Basis von kalziniertem Bauxit, dessen Kosten sehr hoch sind. In den meisten Fällen werden sie zur Herstellung von Aluminium verwendet. In 90 % der Fälle wird eine Überschussmenge produziert Zementmischung, die mit übermäßigen Ausgaben teurer Zutaten behaftet ist.

Kosten fragen selbstverdichtender Reaktionspulver-Faserbeton

Viele Bauherren stehen selbstverdichtendem Reaktionspulver-Faserbeton aufgrund der hohen Kosten skeptisch gegenüber. Aber finanzielle Investitionen lohnen sich, wenn Sie auf weitere positive Eigenschaften und Eigenschaften des Materials achten: erhöhte Lebensdauer fertiger Produkte, reduzierte Transportkosten. Aufgrund der nominellen Nachfrage ist es äußerst problematisch, RPB auf dem heimischen Baustoffmarkt zu kaufen.
Auf dem Territorium Russische Föderation Objekte, die mit der RPB-Technologie gebaut wurden, bleiben aufgrund der Geheimhaltung wenig untersucht. Im Industrie- und Zivilbau werden sie äußerst selten eingesetzt. Pulverbeton wird zur Herstellung von dauerhaften Arbeitsplatten, Kunststein und selbstnivellierenden Böden verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Industrie Baumaterial und wird zur Herstellung von Betonprodukten verwendet: hochkünstlerische durchbrochene Zäune und Gitter, Säulen, dünn Pflastersteine und Bordstein, dünnwandige Fliesen für die Innen- und Außenverkleidung von Gebäuden und Bauwerken, Dekorationsartikel und kleine architektonische Formen. Das Verfahren zur Herstellung einer selbstverdichtenden Reaktionspulver-Faserbeton-Mischung mit besonders hoher Festigkeit besteht aus dem sequentiellen Mischen der Komponenten, bis eine Mischung mit der erforderlichen Fließfähigkeit erhalten wird. Zunächst werden Wasser und ein Hyperplastifizierer im Mischer gemischt, dann Zement, Mikrosilika, Steinmehl eingegossen und die Mischung 2-3 Minuten gerührt, danach Sand und Fasern eingebracht und 2-3 Minuten gemischt. Man erhält eine selbstverdichtende extrahochfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften, die folgende Komponenten enthält: Portlandzement PC500D0, Sandfraktion von 0,125 bis 0,63, Hyperverflüssiger, Fasern, Silicastaub, Gestein Mehl, Kraftzuwachsbeschleuniger und Wasser. Das Verfahren zur Herstellung von Betonprodukten in Formen besteht darin, eine Betonmischung vorzubereiten, die Mischung in Formen zu füllen und sie dann in einer Härtungskammer zu halten. Die innere Arbeitsfläche der Form wird mit einer dünnen Wasserschicht behandelt, dann wird eine selbstverdichtende extrahochfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften in die Form gegossen. Nach dem Füllen der Form wird eine dünne Wasserschicht auf die Oberfläche der Mischung gesprüht und die Form mit einer technologischen Palette abgedeckt. EFFEKT: Erhalt einer selbstverdichtenden Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit extra hoher Festigkeit mit sehr guten Fließeigenschaften, hohen Festigkeitseigenschaften, niedrigen Kosten und der Möglichkeit, durchbrochene Produkte herzustellen. 2 k. und 2 z.B. f-ly, 1 Tab., 3 Abb.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Baustoffindustrie und wird zur Herstellung von Betonprodukten verwendet: hochkünstlerische durchbrochene Zäune und Gitter, Pfeiler, dünne Gehwegplatten und Bordsteine, dünnwandige Fliesen für die Innen- und Außenverkleidung von Gebäuden und Bauwerken, Dekorationsprodukte und kleine architektonische Formen.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von dekorativen Bauprodukten und/oder dekorativen Beschichtungen durch Vermischen eines Bindemittels mit Wasser enthält Portlandzementklinker, ein Modifizierungsmittel, einschließlich einer organischen wasserreduzierenden Komponente und einer bestimmten Menge eines Erhärtungsbeschleunigers sowie Gips, Pigmente, Füllstoffe , mineralische und chemische (funktionelle) Additive, und die resultierende Mischung stehen bis zur Sättigung von Bentonit-Ton (funktioneller Additiv-Mischstabilisator) mit Propylenglycol (organische wasserreduzierende Komponente), Fixierung des resultierenden Komplexes mit Hydroxypropylcellulose-Geliermittel, Styling, Formen , Verdichtung und Wärmebehandlung. Darüber hinaus erfolgt das Mischen der Trockenkomponenten und die Herstellung der Mischung in verschiedenen Mischern (siehe RF-Patent Nr. 2084416, MPK6 SW 7/52, 1997).

Der Nachteil dieser Lösung ist die Notwendigkeit, unterschiedliche Geräte zum Mischen der Komponenten der Mischung und nachfolgende Verdichtungsvorgänge zu verwenden, was die Technologie komplizierter macht und die Kosten erhöht. Außerdem ist es bei dieser Methode unmöglich, Produkte mit dünnen und durchbrochenen Elementen zu erhalten.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer Mischung zur Herstellung von Bauprodukten umfasst die Aktivierung des Bindemittels durch gemeinsames Mahlen von Portlandzementklinker mit trockenem Fließmittel und anschließendes Mischen mit Füllstoff und Wasser, wobei zunächst der aktivierte Füllstoff mit 5–10 % Mischanteil gemischt wird Wasser, dann wird das aktivierte Bindemittel eingebracht und die Mischung gerührt, wonach 40 - 60 % Anmachwasser eingebracht und die Mischung gerührt wird, dann das restliche Wasser eingebracht und abschließend gemischt wird, bis eine homogene Mischung erhalten wird. Das schrittweise Mischen der Komponenten erfolgt für 0,5-1 min. Aus der resultierenden Mischung hergestellte Produkte müssen 14 Tage lang bei einer Temperatur von 20°C und einer Feuchtigkeit von 100% gehalten werden (siehe RF-Patent Nr. 2012551, MPK5 C04B 40/00, 1994).

Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist der aufwendige und teure Arbeitsgang zur gemeinsamen Vermahlung von Binder und Fließmittel, der hohe Kosten für die Organisation des Misch- und Mahlkomplexes erfordert. Außerdem ist es bei dieser Methode unmöglich, Produkte mit dünnen und durchbrochenen Elementen zu erhalten.

Bekannte Zusammensetzung zur Herstellung von selbstverdichtendem Beton, enthaltend:

100 Gew. Teile aus Zement

50-200 Gew. Teile von Sandgemischen aus gebranntem Bauxit mit unterschiedlicher granulometrischer Zusammensetzung, wobei der feinste Sand mit durchschnittlicher granulometrischer Zusammensetzung kleiner als 1 mm ist, der größte Sand mit durchschnittlicher granulometrischer Zusammensetzung kleiner als 10 mm ist;

5-25 Gew. Teile von ultrafeinen Partikeln aus Calciumcarbonat und Weißruß, und der Gehalt an Weißruß nicht mehr als 15 Gew.-% beträgt. Teile;

0,1–10 Gew. Teile eines Entschäumers;

0,1–10 Gew. Teile des Fließmittels;

15-24 Gew. Faserteile;

10-30 Gew. Teile Wasser.

Das Massenverhältnis zwischen der Menge an ultrafeinen Calciumcarbonatpartikeln im Beton und der Menge an weißem Ruß kann 1:99–99:1 erreichen, vorzugsweise 50:50–99:1 (siehe RF-Patent Nr. 111/62 ( 2006.01), 2009, Abs. 12).

Der Nachteil dieses Betons ist die Verwendung von teuren kalzinierten Bauxitsanden, die normalerweise in der Aluminiumherstellung verwendet werden, sowie eine überschüssige Menge an Zement, was jeweils zu einem erhöhten Verbrauch anderer sehr teurer Betonkomponenten führt und dementsprechend zu einer Erhöhung seiner Kosten.

Die durchgeführte Recherche ergab, dass keine Lösungen gefunden wurden, die die Herstellung von Reaktionspulver-Selbstverdichtungsbeton ermöglichen.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Beton unter Zugabe von Fasern bekannt, bei dem alle Betonkomponenten gemischt werden, bis Beton mit der erforderlichen Fließfähigkeit erhalten wird, oder zuerst trockene Komponenten gemischt werden, wie beispielsweise Zement, verschiedene Typen Sand, Feinstpartikel aus Calciumcarbonat, Weißruß und ggf. Fließmittel und Entschäumer, danach werden Wasser, ggf. Fließmittel und Entschäumer, sofern in flüssiger Form vorhanden, und ggf. Fasern der Mischung zugesetzt und mit dem Beton vermengt erforderliche Fließfähigkeit. Nach dem Mischen beispielsweise innerhalb von 4-16 Minuten kann der resultierende Beton aufgrund seiner sehr hohen Fließfähigkeit leicht geformt werden (siehe RF-Patent Nr. Punkt 12). Diese Entscheidung wurde als Prototyp getroffen.

Der resultierende selbstverdichtende Ultrahochleistungsbeton kann zur Herstellung von vorgefertigten Elementen wie Masten, Querträgern, Balken, Decken, Fliesen, künstlerischen Strukturen, vorgespannten Elementen oder Verbundmaterialien, Material zum Abdichten von Lücken zwischen Strukturelementen, Elementen von Abwassersystemen verwendet werden oder in der Architektur.

Der Nachteil dieser Methode ist der hohe Zementverbrauch für die Herstellung von 1 m3 der Mischung, was aufgrund einer Erhöhung des Verbrauchs anderer Komponenten zu einer Erhöhung der Kosten der Betonmischung und der daraus hergestellten Produkte führt. Darüber hinaus enthält das in der Erfindung beschriebene Verfahren zur Verwendung des resultierenden Betons keine Informationen darüber, wie beispielsweise kunstvoll durchbrochene und dünnwandige Betonprodukte hergestellt werden können.

Weithin bekannte Verfahren zur Herstellung verschiedener Produkte aus Beton, wenn der in die Form gegossene Beton anschließend einer Vibrationsverdichtung unterzogen wird.

Jedoch ist es unter Verwendung derartiger bekannter Verfahren unmöglich, kunstvolle, durchbrochene und dünnwandige Betonprodukte zu erhalten.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Betonprodukten in Verpackungsformen besteht aus der Herstellung einer Betonmischung, dem Einfüllen der Mischung in Formen, dem Aushärten. Eine luft- und feuchtigkeitsisolierende Form wird in Form von dünnwandigen Mehrkammerformen verpackt, die nach Zuführung der Mischung mit einer luft- und feuchtigkeitsisolierenden Beschichtung beschichtet werden. Das Aushärten der Produkte erfolgt in geschlossenen Kammern für 8-12 Stunden (siehe das Patent für die Erfindung der Ukraine Nr. UA 39086, MPK7 V28V 7/11; V28V 7/38; S04V 40/02, 2005).

Der Nachteil des bekannten Verfahrens sind die hohen Kosten der für die Herstellung von Betonprodukten verwendeten Formen sowie die Unmöglichkeit, künstlerische, durchbrochene und dünnwandige Betonprodukte auf diese Weise herzustellen.

Die erste Aufgabe besteht darin, die Zusammensetzung einer selbstverdichtenden extrahochfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit der erforderlichen Verarbeitbarkeit und den erforderlichen Festigkeitseigenschaften zu erhalten, wodurch die Kosten der resultierenden selbstverdichtenden Betonmischung gesenkt werden.

Die zweite Aufgabe besteht darin, die Festigkeitseigenschaften im Alltag bei optimaler Verarbeitbarkeit der Mischung zu erhöhen und die dekorativen Eigenschaften der Stirnflächen von Betonprodukten zu verbessern.

Die erste Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Herstellung einer selbstverdichtenden Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit besonders hoher Festigkeit entwickelt wurde, das darin besteht, die Komponenten der Betonmischung zu mischen, bis die erforderliche Fließfähigkeit erreicht ist , bei dem das Mischen der Komponenten der Faserbetonmischung sequentiell erfolgt und zunächst Wasser und ein Hyperplastifikator im Mischer gemischt werden, dann Zement, Microsilica, Steinmehl eingegossen und die Mischung 2-3 gerührt wird Minuten, danach werden Sand und Fasern eingebracht und 2-3 Minuten gemischt, bis eine faserverstärkte Betonmischung erhalten wird, die Komponenten enthält, Gew.-%:

Die Gesamtvorbereitungszeit der Betonmischung beträgt 12 bis 15 Minuten.

Das technische Ergebnis aus der Anwendung der Erfindung besteht darin, eine selbstverdichtende, extra hochfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften zu erhalten, die die Qualität und Streichfähigkeit der Faserbetonmischung verbessert, aufgrund a speziell ausgewählte Zusammensetzung, Reihenfolge der Einführung und Mischzeit der Mischung, die zu einer deutlichen Erhöhung der Fließfähigkeit und Festigkeitseigenschaften des Betons bis M1000 und darüber führt und die erforderliche Dicke der Produkte verringert.

Mischen der Zutaten in einer bestimmten Reihenfolge, wenn zunächst eine abgemessene Menge Wasser und ein Hyperplastifizierer im Mischer gemischt werden, dann Zement, Mikrosilika, Steinmehl zugegeben und 2-3 Minuten lang gemischt werden, wonach Sand und Fasern eingebracht werden und die 2-3 Minuten Mischen der resultierenden Betonmischung ermöglicht eine deutliche Verbesserung der Qualität und der Fließeigenschaften (Verarbeitbarkeit) der resultierenden selbstverdichtenden extrahochfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung.

Das technische Ergebnis aus der Verwendung der Erfindung besteht darin, eine selbstverdichtende Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit extra hoher Festigkeit mit sehr guten Fließeigenschaften, hohen Festigkeitseigenschaften und niedrigen Kosten zu erhalten. Einhaltung des angegebenen Verhältnisses der Komponenten der Mischung, Gew.-%:

ermöglicht den Erhalt einer selbstverdichtenden, extrahochfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr guten Fließeigenschaften, hohen Festigkeitseigenschaften und niedrigen Kosten.

Die Verwendung der oben genannten Komponenten, vorbehaltlich des angegebenen Anteils im Mengenverhältnis, ermöglicht es, eine selbstverdichtende, extra hochfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit der erforderlichen Fließfähigkeit und hohen Festigkeitseigenschaften zu erhalten, um die niedrigen Kosten sicherzustellen der resultierenden Mischung und erhöhen somit ihre Gebrauchseigenschaften. Durch die Verwendung von Komponenten wie Mikrosilika und Steinmehl können Sie den Zementanteil reduzieren, was zu einer Verringerung führt Prozentsatz andere teure Komponenten (z. B. Hyperplastifizierer) sowie der Verzicht auf teure Sande aus kalzinierten Bauxiten, was ebenfalls zu einer Kostensenkung der Betonmischung führt, aber ihre Festigkeitseigenschaften nicht beeinträchtigt.

Die zweite Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Herstellung von Produkten in Formen aus einer wie oben beschrieben hergestellten faserverstärkten Betonmischung entwickelt wurde, das darin besteht, die Mischung in Formen zu füllen und anschließend zum Aushärten zu halten und zunächst zu verdünnen Eine Wasserschicht wird auf die innere Arbeitsfläche der Form gesprüht, und nach dem Füllen der Form mit der Mischung wird eine dünne Wasserschicht auf ihre Oberfläche gesprüht und die Form wird mit einer technologischen Palette bedeckt.

Darüber hinaus wird die Mischung nacheinander in die Formen eingeführt, wobei die gefüllte Form von oben mit einer technologischen Palette bedeckt wird. Nach dem Installieren der technologischen Palette wird der Prozess der Herstellung von Produkten viele Male wiederholt, wobei die nächste Form auf der technologischen Palette über der vorherigen platziert wird .

Das technische Ergebnis aus der Anwendung der Erfindung ist eine deutliche Steigerung der Festigkeitseigenschaften des Produktes, aufgrund der Verwendung einer selbstverdichtenden Faserbetonmischung mit sehr hoher Qualität zur Verbesserung der Stirnfläche des Produktes Fließeigenschaften, spezielle Verarbeitung von Formen und Organisation der Betonpflege im Alltag. Die Organisation der Betonpflege im täglichen Alter besteht darin, für eine ausreichende Abdichtung der Formen mit eingefülltem Beton zu sorgen, indem die obere Betonschicht in der Form mit einem Wasserfilm bedeckt und die Formen mit Paletten bedeckt werden.

Das technische Ergebnis wird durch die Verwendung einer selbstverdichtenden faserverstärkten Betonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften erreicht, die die Herstellung sehr dünner und durchbrochener Produkte jeder Konfiguration ermöglicht, wobei sich beliebige Texturen und Oberflächentypen wiederholen, der Prozess entfällt Vibrationsverdichtung beim Formen von Produkten und ermöglicht auch die Verwendung beliebiger Formen (elastisch, Glasfaser, Metall, Kunststoff usw.) für die Herstellung von Produkten.

Vorbefeuchten der Form mit einer dünnen Wasserschicht und abschließendes Aufsprühen einer dünnen Wasserschicht auf die Oberfläche der gegossenen faserverstärkten Betonmischung, Bedecken der Form mit Beton mit der nächsten technologischen Palette, um eine Versiegelung zu schaffen Kammer für eine bessere Reifung des Betons, eliminiert das Auftreten von Luftporen durch eingeschlossene Luft und erreicht eine hohe Qualität der Vorderfläche der Produkte, reduziert die Verdunstung von Wasser aus dem aushärtenden Beton und erhöht die Festigkeitseigenschaften der resultierenden Produkte.

Die Anzahl der gleichzeitig gegossenen Formen wird nach dem Volumen der erhaltenen selbstverdichtenden Reaktionspulver-Faserbeton-Mischung höchster Festigkeit gewählt.

Das Erhalten einer selbstverdichtenden faserverstärkten Betonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften und dadurch verbesserten Verarbeitbarkeitseigenschaften ermöglicht es, bei der Herstellung von künstlerischen Produkten auf einen Rütteltisch zu verzichten und die Herstellungstechnologie zu vereinfachen und zu erhöhen die Festigkeitseigenschaften künstlerischer Betonprodukte.

Das technische Ergebnis wird durch die speziell gewählte Zusammensetzung der feinkörnigen selbstverdichtenden höchstfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung, die Art der Reihenfolge des Einbringens der Komponenten, die Art der Verarbeitung der Formen und erreicht Organisation der Betonpflege im Alltag.

Die Vorteile dieser Technologie und des verwendeten Betons:

Die Verwendung von Sand Modulfeinheit fr. 0,125–0,63;

Das Fehlen von großen Aggregaten in der Betonmischung;

Die Möglichkeit, Betonprodukte mit dünnen und durchbrochenen Elementen herzustellen;

Ideale Oberfläche von Betonprodukten;

Die Möglichkeit, Produkte mit einer bestimmten Rauheit und Oberflächenstruktur herzustellen;

Druckfestigkeit von hochwertigem Beton, nicht weniger als M1000;

Hohe Festigkeit des Betons beim Biegen, nicht weniger als Ptb100;

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von nicht einschränkenden Beispielen näher erläutert.

Feige. 1 (a, b) - Schema zur Herstellung von Produkten - Gießen des resultierenden faserverstärkten Betons in Formen;

Feige. 2 ist eine Draufsicht auf ein Produkt, das unter Verwendung der beanspruchten Erfindung erhalten wurde.

Das Verfahren zum Erhalten einer selbstverdichtenden Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit besonders hoher Festigkeit und sehr hohen Fließeigenschaften, die die obigen Komponenten enthält, wird wie folgt durchgeführt.

Zunächst werden alle Komponenten der Mischung gewogen. Dann wird eine abgemessene Menge Wasser, ein Hyperplastifizierer, in den Mischer gegossen. Dann wird der Mischer eingeschaltet. Beim Mischen von Wasser und Hyperplastifizierer werden die folgenden Komponenten der Mischung nacheinander gegossen: Zement, Mikrosilika, Steinmehl. Bei Bedarf können Eisenoxid-Pigmente in Masse zum Einfärben von Beton hinzugefügt werden. Nach dem Einbringen dieser Komponenten in den Mischer wird die resultierende Suspension 2 bis 3 Minuten gemischt.

Im nächsten Schritt werden Sand und Fasern nacheinander eingebracht und die Betonmischung 2 bis 3 Minuten lang gemischt. Danach ist die Betonmischung gebrauchsfertig.

Während der Herstellung der Mischung wird ein Härtungsbeschleuniger eingeführt.

Die resultierende selbstverdichtende extrahochfeste Reaktionspulver-Faserbeton-Mischung mit sehr hohen Fließeigenschaften weist eine flüssige Konsistenz auf, die unter anderem durch das Fließen des Hagermann-Kegels auf dem Glas gekennzeichnet ist. Damit sich die Mischung gut verteilen kann, muss die Spreizung mindestens 300 mm betragen.

Durch die Anwendung des beanspruchten Verfahrens wird eine selbstverdichtende höchstfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften erhalten, die folgende Komponenten enthält: Portlandzement PC500D0, Sandfraktion von 0,125 bis 0,63 , Hyperplastifikator, Fasern, Silikastaub, Steinmehl, Setzbeschleunigerstärke und Wasser. Bei der Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer faserverstärkten Betonmischung wird das folgende Verhältnis der Komponenten eingehalten, Gew.-%:

Darüber hinaus wird bei der Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer faserverstärkten Betonmischung Steinmehl aus verschiedenen natürlichen Materialien oder Abfällen verwendet, wie beispielsweise Quarzmehl, Dolomitmehl, Kalksteinmehl etc.

Die folgenden Arten von Hyperplastifizierern können verwendet werden: Sika ViscoCrete, Glenium usw.

Ein Festigkeitsbeschleuniger wie Master X-Seed 100 (X-SEED 100) oder ähnliche Festigkeitsbeschleuniger können während der Herstellung der Mischung zugesetzt werden.

Die erhaltene selbstverdichtende, extrahochfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften kann zur Herstellung von künstlerischen Produkten mit komplexer Konfiguration, wie z. B. durchbrochenen Hecken, verwendet werden (siehe Abb. 2). Verwenden Sie die resultierende Mischung sofort nach ihrer Herstellung.

Ein Verfahren zur Herstellung von Betonprodukten aus einer selbstverdichtenden höchstfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften, erhalten durch das oben beschriebene Verfahren und mit der angegebenen Zusammensetzung, wird wie folgt durchgeführt.

Zur Herstellung von durchbrochenen Produkten durch Gießen einer selbstverdichtenden höchstfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften werden 1. elastische (Polyurethan, Silikon, Formkunststoff) oder starre Kunststoffformen verwendet ist eine Form mit einer einfachen Konfiguration gezeigt, aber diese Art von Form ist nicht bezeichnend und stellt eine Schaltungsvereinfachung dar. Die Form wird auf der technologischen Palette 2 installiert. Auf die innere Arbeitsfläche 3 der Form wird eine dünne Wasserschicht gesprüht, wodurch die Anzahl der eingeschlossenen Luftblasen auf der Vorderseite des Betonprodukts weiter reduziert wird.

Danach wird die resultierende faserverstärkte Betonmischung 4 in eine Form gegossen, wo sie sich ausbreitet und unter ihrem eigenen Gewicht selbstverdichtet, wobei die darin enthaltene Luft herausgedrückt wird. Nach dem Selbstnivellieren der Betonmischung in der Form wird zur intensiveren Entlüftung der Betonmischung eine dünne Wasserschicht auf den in die Form gegossenen Beton gesprüht. Dann wird die mit Faserbetonmischung gefüllte Form von oben mit der nächsten technologischen Palette 2 bedeckt, wodurch eine geschlossene Kammer für eine intensivere Aushärtung des Betons entsteht (siehe Abbildung 1 (a)).

Auf diese Palette wird eine neue Form gesetzt und der Herstellungsprozess wiederholt. So können aus einer Portion der aufbereiteten Betonmischung nacheinander mehrere übereinander eingebaute Formen befüllt werden, was für eine Steigerung der Effizienz bei der Nutzung der aufbereiteten Faserbetonmischung sorgt. Mit faserverstärkter Betonmischung gefüllte Schalungen werden etwa 15 Stunden zum Aushärten der Mischung belassen.

Nach 15 Stunden werden die Betonprodukte entschalt und zum Schleifen geschickt. Rückseite, und dann in die Dampfkammer oder in die Wärme-Feuchtigkeits-Behandlungskammer (HME), wo die Produkte aufbewahrt werden Komplett-Set Stärke.

Die Verwendung der Erfindung ermöglicht die Herstellung hochdekorativer durchbrochener und dünnwandiger hochfester Betonprodukte der Qualität M1000 und höher unter Verwendung einer vereinfachten Gießtechnologie ohne die Verwendung von Vibrationsverdichtung.

Die Erfindung kann unter Verwendung der aufgeführten bekannten Komponenten unter Einhaltung der Mengenverhältnisse und der beschriebenen technologischen Regime durchgeführt werden. Bei der Ausführung der Erfindung kann bekannte Ausrüstung verwendet werden.

Ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer selbstverdichtenden, extrahochfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften.

Zunächst werden alle Bestandteile der Mischung in der angegebenen Menge (Gew.-%) gewogen und abgemessen:

Dann wird eine abgemessene Menge Wasser und Sika ViscoCrete 20 Gold Hyperplastifizierer in den Mischer gegossen. Dann wird der Mischer eingeschaltet und die Komponenten gemischt. Beim Mischen von Wasser und Hyperplastifikator werden nacheinander die folgenden Komponenten der Mischung gegossen: Portlandzement ПЦ500 D0, Silikastaub, Quarzmehl. Der Mischvorgang wird kontinuierlich für 2-3 Minuten durchgeführt.

In der nächsten Stufe wird nacheinander Sand FR eingeführt. 0,125–0,63 und Stahlfaser 0,22 × 13 mm. Die Betonmischung wird 2-3 Minuten gemischt.

Eine Verkürzung der Mischzeit ermöglicht keine homogene Mischung, eine Verlängerung der Mischzeit verbessert die Mischqualität nicht weiter, sondern verzögert den Prozess.

Danach ist die Betonmischung gebrauchsfertig.

Die Gesamtherstellungszeit der faserverstärkten Betonmischung beträgt 12 bis 15 Minuten, diese Zeit beinhaltet zusätzliche Arbeitsgänge zum Verfüllen der Komponenten.

Die aufbereitete selbstverdichtende, extrahochfeste Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften wird zur Herstellung von durchbrochenen Produkten durch Gießen in Formen verwendet.

Beispiele für die Zusammensetzung der erhaltenen selbstverdichtenden Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit höchster Festigkeit und sehr hohen Fließeigenschaften, hergestellt nach dem beanspruchten Verfahren, sind in Tabelle 1 gezeigt.

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung einer selbstverdichtenden extrahochfesten Reaktionspulver-Faserbetonmischung mit sehr hohen Fließeigenschaften, das darin besteht, die Komponenten der Betonmischung zu mischen, bis die erforderliche Fließfähigkeit erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Komponenten der faserverstärkten Betonmischung erfolgt nacheinander, wobei zunächst Wasser und ein Hyperplastifikator im Mischer gemischt werden, dann Zement, Mikrosilica, Steinmehl eingegossen und die Mischung 2-3 Minuten gerührt wird, danach Sand und Fasern werden eingeführt und 2-3 Minuten gemischt, bis eine faserverstärkte Betonmischung erhalten wird, die Gew.-% enthält:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet Gesamtzeit Die Zubereitung der Betonmischung dauert 12 bis 15 Minuten.

3. Verfahren zur Herstellung von Produkten in Formen aus einer faserverstärkten Betonmischung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2, das darin besteht, die Mischung in Formen zu füllen und anschließend in einer Dämpfkammer wärmezubehandeln und zunächst eine dünne Schicht aus Wasser wird auf die innere Arbeitsfläche der Form gesprüht, nach dem Füllen der Form mit einer Mischung wird eine dünne Wasserschicht auf ihre Oberfläche gesprüht und die Form mit einer technologischen Palette bedeckt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung nacheinander in die Formen eingeführt wird, wobei die gefüllte Form von oben mit einer technologischen Palette abgedeckt wird, nach dem Installieren der technologischen Palette der Prozess der Herstellung von Produkten viele Male wiederholt wird, wobei die das nächste Formular auf der technologischen Palette über dem vorherigen und füllt es aus.

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Hochleistungs-Reaktionspulver hochfeste und hochbelastbare Betone und faserverstärkte Betone (Optionen) - Patentanmeldung 2012113330

IPC-Klassen: C04B28/00 (2006.01) Autor: Volodin Vladimir Mikhailovich (RU), Kalashnikov Vladimir Ivanovich (RU), Ananiev Sergey Viktorovich (RU), Abramov Dmitry Aleksandrovich (RU), Yatsenko Andrey Mikhailovich (RU)

Antragsteller: Wolodin Wladimir Michailowitsch (RU)

Reivindicações(6) 1. Reaktions-Pulver Schwerbeton enthaltend Portlandzement PC 500 D0 (grau oder weiß), Fließmittel auf Basis Polycarboxylatether, Mikrokieselsäure mit einem Gehalt an amorpher - glasartiger Kieselsäure von mindestens 85-95 %, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich enthält gemahlener Quarzsand (Mikroquarz) oder gemahlenes Steinmehl aus dichtem Felsen mit einer spezifischen Oberfläche (3-5) 103 cm2 / g, feinkörniger Quarzsand einer engen granulometrischen Zusammensetzung mit einem Bruchteil von 0,1-0,5 ÷ 0,16-0,63 mm, hat einen spezifischen Zementverbrauch pro Betonfestigkeitseinheit von nicht mehr als 4,5 kg / MPa, hat eine hohe Dichte mit einer neuen Rezeptur und mit einem neuen strukturellen und topologischen Aufbau, mit folgendem Gehalt an Komponenten, % der Masse der trockenen Komponenten in der Betonmischung:

Mikrosilika - 3,2-6,8 %;

Wasser - W / T \u003d 0,95-0,12.

2. Reaktionspulver-Hochleistungs-Faserbeton, enthaltend Portlandzement PC 500 D0 (grau oder weiß), Fließmittel auf Basis von Polycarboxylatether, Mikrokieselsäure mit einem Gehalt an amorphem Quarzglas von mindestens 85-95 %, dadurch gekennzeichnet, dass es enthält zusätzlich gemahlenen Quarzsand (Mikroquarz) oder gemahlenes Steinmehl aus dichtem Gestein mit einer spezifischen Oberfläche (3-5) 103 cm2 / g, feinkörniger Quarzsand mit einer engen granulometrischen Zusammensetzung der Fraktion 0,1-0,5 ÷ 0,16-0,63 mm, sowie die Inhaltsfaser Stahlcord (Durchmesser 0,1–0,22 mm, Länge 6–15 mm), Basalt- und Kohlefasern, hat einen spezifischen Verbrauch an Zement pro Einheit Betonfestigkeit von nicht mehr als 4,5 kg/MPa, und der spezifische Faserverbrauch pro Einheit der Zugfestigkeit beim Biegen, 9,0 kg/MPa nicht überschreitet, hat eine hohe Dichte mit einer neuen Rezeptur und mit einer neuen strukturellen und topologischen Struktur, und Beton hat einen duktilen (plastischen) Zerstörungscharakter mit den folgenden Komponenteninhalt Nissen, % der Masse der trockenen Bestandteile in der Betonmischung:

Portlandzement (grau oder weiß) nicht niedriger als PC 500 D0 - 30,9-34%;

Fließmittel auf Basis von Polycarboxylatether - 0,2-0,5 %;

Mikrosilika - 3,2-6,8 %;

Gemahlener Quarzsand (Mikroquarz) oder Steinmehl - 12,3-17,2%;

Feinkörniger Quarzsand - 53,4-41,5%;

Faserstahlcord 1,5–5,0 Vol.-% Beton;

Basaltfaser und Kohlefasern 0,2–3,0 Vol.-% Beton;

Wasser - W / T \u003d 0,95-0,12.

www.freepatent.ru

Bauartikel

Der Artikel beschreibt die Eigenschaften und Fähigkeiten von hochfesten Pulverbetonen sowie Bereiche und Technologien für ihre Anwendung.

Die hohe Baurate von Wohn- und Industriegebäuden mit neuen und einzigartigen architektonischen Formen und vor allem speziellen besonders belasteten Konstruktionen (wie Brücken mit großer Spannweite, Wolkenkratzer, Offshore-Ölplattformen, Tanks zur Speicherung von Gasen und Flüssigkeiten unter Druck usw.) erfordert die Entwicklung neuer wirksamer Betone. Insbesondere seit Ende der 1980er Jahre wurden diesbezüglich erhebliche Fortschritte festgestellt. Moderne Qualitätsbetone (VKB) klassifizieren eine breite Palette von Betonen für verschiedene Zwecke: hochfeste und ultrahochfeste Betone [vgl. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.// Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. zehn; Schmidt M. Bornemann R. Möglichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1], selbstverdichtende Betone, hochkorrosionsbeständige Betone. Diese Betonsorten überzeugen hohe Anforderungen in Bezug auf Druck- und Zugfestigkeit, Rissfestigkeit, Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Frostbeständigkeit.

Zweifellos wurde der Übergang zu neuen Betonarten zum einen durch revolutionäre Errungenschaften auf dem Gebiet der Plastifizierung von Beton- und Mörtelmischungen und zum anderen durch das Aufkommen der aktivsten puzzolanischen Zusatzstoffe - Mikrosilika, dehydrierte Kaoline und feine Asche - erleichtert. Kombinationen aus Fließmitteln und besonders umweltfreundlichen Fließmitteln auf Basis von Polycarboxylaten, Polyacrylaten und Polyglykolen ermöglichen superflüssige Zement-Mineral-Dispersionssysteme und Betonmischungen. Dank dieser Errungenschaften erreichte die Anzahl der Komponenten im Beton mit chemischen Zusätzen 6–8, das Wasser-Zement-Verhältnis sank auf 0,24–0,28 unter Beibehaltung der Plastizität, gekennzeichnet durch einen Kegelzug von 4–10 cm Mehl (KM) oder ohne es, aber mit der Zugabe von MK in hochverarbeitbaren Betonen (Ultrahochfester Beton, Ultrahochleistungsbeton) auf Hyperplastifizierern, im Gegensatz zu denen, die auf traditionellen Joint Ventures gegossen werden, wird die perfekte Fließfähigkeit von Betonmischungen mit geringer Sedimentation und Selbstverdichtung mit Spontaneität kombiniert Entfernung von Luft.

Eine "hohe" Rheologie mit einer signifikanten Wasserreduktion in Fließbetonmischungen wird durch eine flüssige rheologische Matrix bereitgestellt, die unterschiedliche Maßstabsebenen der Strukturelemente aufweist, aus denen sie besteht. In Schotterbeton für Schotter dient der Zement-Sand-Mörtel als rheologische Matrix auf verschiedenen Mikromesoebenen. In Weichbetonmischungen z hochfester Beton für Schotter als makrostrukturelles Element ist die rheologische Matrix, deren Anteil wesentlich höher sein sollte als bei herkömmlichem Beton, eine komplexere Dispersion aus Sand, Zement, Steinmehl, Mikrosilika und Wasser. Für Sand in herkömmlichen Betonmischungen wiederum ist die rheologische Matrix auf Mikroebene eine Zement-Wasser-Paste, deren Anteil erhöht werden kann, um Fließfähigkeit zu gewährleisten, indem die Zementmenge erhöht wird. Das ist aber einerseits unwirtschaftlich (insbesondere für Betone der Klassen B10 – B30), andererseits sind Fließmittel paradoxerweise schlechte wasserreduzierende Zusätze für Portlandzement, obwohl sie alle dafür geschaffen wurden und werden . Wie wir seit 1979 gezeigt haben, "arbeiten" fast alle Fließmittel viel besser auf vielen Mineralpulvern oder auf deren Mischung mit Zement [vgl. Kalaschnikow V. I. Grundlagen der Plastifizierung von Mineralien dispergierte Systeme für die Herstellung von Baustoffen: Abschlussarbeit im Formular wissenschaftlicher Bericht für den Grad Dr. Technik. Wissenschaften. - Voronezh, 1996] als auf reinem Zement. Zement ist ein in Wasser instabiles, hydratisierendes System, das unmittelbar nach Kontakt mit Wasser kolloidale Partikel bildet und schnell eindickt. Und kolloidale Partikel in Wasser lassen sich nur schwer mit Fließmitteln dispergieren. Ein Beispiel sind Tonaufschlämmungen, die schwierig zu superfluidisieren sind.

Daher liegt die Schlussfolgerung nahe: Dem Zement muss Steinmehl zugesetzt werden, und dies erhöht nicht nur die rheologische Wirkung des Joint Ventures auf die Mischung, sondern auch den Anteil der rheologischen Matrix selbst. Dadurch wird es möglich, die Wassermenge deutlich zu reduzieren, die Dichte zu erhöhen und die Festigkeit von Beton zu erhöhen. Die Steinmehlzugabe wird praktisch einer Zementzunahme gleichkommen (wenn die wasserreduzierenden Effekte deutlich höher sind als bei der Zementzugabe).

Hier ist es wichtig, sich nicht darauf zu konzentrieren, einen Teil des Zements durch Steinmehl zu ersetzen, sondern ihn (und einen erheblichen Anteil - 40–60 %) dem Portlandzement hinzuzufügen. Basierend auf der Polystrukturtheorie von 1985–2000. Alle Arbeiten zur Änderung der Polystruktur zielten darauf ab, 30–50% des Portlandzements durch mineralische Füllstoffe zu ersetzen, um ihn im Beton einzusparen [siehe. Solomatov V. I., Vyrovoy V. N. et al. Verbundbaustoffe und Strukturen mit reduziertem Materialverbrauch. - Kiew: Budivelnik, 1991; Aganin S.P. Betone mit geringem Wasserbedarf mit modifiziertem Quarzfüllstoff: Zusammenfassung für den Wettbewerb eines Berichts. Grad cand. Technik. Wissenschaften. - M, 1996; Fadel I. M. Intensive separate Technologie von Beton gefüllt mit Basalt: Zusammenfassung der Diplomarbeit. kann. Technik. Wissenschaften - M, 1993]. Die Strategie, Portlandzemente in Betonen gleicher Festigkeit einzusparen, wird der Strategie weichen, Beton mit 2- bis 3-fach höherer Festigkeit nicht nur bei Druck, sondern auch bei Biegung und Axialzug sowie Schlag einzusparen. Das Einsparen von Beton in stärker durchbrochenen Strukturen hat einen höheren wirtschaftlichen Effekt als das Einsparen von Zement.

Unter Berücksichtigung der Zusammensetzungen rheologischer Matrizen auf verschiedenen Maßstabsebenen stellen wir fest, dass die rheologische Matrix für Sand in hochfesten Betonen auf Mikroebene eine komplexe Mischung aus Zement, Mehl, Kieselsäure, Fließmittel und Wasser ist. Bei hochfesten Betonen mit Mikrosilika für eine Mischung aus Zement und Steinmehl (gleiche Verteilung) als Strukturelemente wiederum erscheint eine andere rheologische Matrix mit einem kleineren Skalenniveau - eine Mischung aus Mikrosilika, Wasser und Fließmittel.

Für gebrochenen Beton entsprechen diese Skalen der Strukturelemente rheologischer Matrizen den Skalen der optimalen Granulometrie der Trockenkomponenten von Beton, um seine hohe Dichte zu erhalten.

Somit erfüllt die Steinmehlzugabe sowohl eine strukturrheologische als auch eine matrixfüllende Funktion. Für hochfeste Betone ist die reaktiv-chemische Funktion des Steinmehls nicht minder wichtig, die durch reaktive Mikrokieselsäure und mikrodehydriertes Kaolin mit höherer Wirkung erfüllt wird.

Die maximalen rheologischen und wasserreduzierenden Effekte, die durch die Adsorption von SP an der Oberfläche der Festphase verursacht werden, sind genetisch charakteristisch für feindisperse Systeme mit hoher Grenzfläche.

Tabelle 1.

Rheologische und wasserreduzierende Wirkung von SP in Wasser-Mineral-Systemen

Tabelle 1 zeigt, dass in Portlandzement-Gießschlämmen mit SP die wasserreduzierende Wirkung der letzteren um das 1,5–7,0-fache (sic!) höher ist als bei mineralischen Pulvern. Bei Steinen kann dieser Überschuss das 2- bis 3-fache erreichen.

So ermöglichte die Kombination von Hyperplastifikatoren mit Microsilica, Steinmehl oder Asche eine Anhebung der Druckfestigkeit auf 130–150, teilweise auf 180–200 MPa und mehr. Eine signifikante Festigkeitssteigerung führt jedoch zu einer intensiven Zunahme der Sprödigkeit und einer Abnahme der Poissonzahl auf 0,14–0,17, was zu der Gefahr einer plötzlichen Zerstörung von Strukturen in Notfallsituationen führt. Um diese negative Eigenschaft von Beton zu beseitigen, wird dieser nicht so sehr mit Stabbewehrung verstärkt, sondern durch die Kombination von Stabbewehrung mit der Einführung von Fasern aus Polymeren, Glas und Stahl.

Die Grundlagen der Plastifizierung und Wasserreduktion von dispergierten mineralischen und zementgebundenen Systemen wurden in der Doktorarbeit von Kalashnikov V.I. [cm. Kalaschnikow VI Grundlagen der Plastifizierung mineralischer Dispersionssysteme zur Herstellung von Baustoffen: Dissertation in Form eines wissenschaftlichen Gutachtens zur Promotion zum Doktor der Naturwissenschaften. Technik. Wissenschaften. - Voronezh, 1996] im Jahr 1996 auf der Grundlage der zuvor abgeschlossenen Arbeiten im Zeitraum von 1979 bis 1996. [Kalashnikov V. I., Ivanov I. A. Über den strukturrheologischen Zustand extrem verflüssigter hochkonzentrierter disperser Systeme. // Proceedings of the IV National Conference on Mechanics and Technology of Composite Materials. - Sofia: VERBOT, 1985; Ivanov I. A., Kalaschnikow V. I. Effizienz der Plastifizierung mineralischer Dispersionszusammensetzungen in Abhängigkeit von der Konzentration der darin enthaltenen festen Phase. // Rheologie von Betonmischungen und ihre technologischen Aufgaben. Tez. Bericht des III. All-Union-Symposiums. - Riga. - RPI, 1979; Kalashnikov V. I., Ivanov I. A. Über die Art der Plastifizierung mineralisch dispergierter Zusammensetzungen in Abhängigkeit von der Konzentration der darin enthaltenen festen Phase.// Mechanik und Technologie von Verbundwerkstoffen. Materialien der II. Nationalen Konferenz. - Sofia: VERBOT, 1979; Kalaschnikow VI Über die Reaktion verschiedener mineralischer Zusammensetzungen auf Naphthalin-Sulfonsäure-Fließmittel und die Wirkung von Instant-Alkalien darauf. // Mechanik und Technologie von Verbundwerkstoffen. Materialien III Nationale Konferenz mit Beteiligung ausländischer Vertreter. - Sofia: VERBOT, 1982; Kalaschnikow VI Berücksichtigung rheologischer Veränderungen in Betonmischungen mit Fließmitteln. // Proceedings of the IX All-Union Conference on Concrete and Reinforced Concrete (Taschkent, 1983). - Pensa. - 1983; Kalashnikov VI, Ivanov IA Besonderheiten rheologischer Veränderungen in Zementzusammensetzungen unter Einwirkung von ionenstabilisierenden Weichmachern. // Werksammlung "Technologische Mechanik des Betons". – Riga: RPI, 1984]. Dies sind die Aussichten für die gezielte Nutzung der höchstmöglichen wasserreduzierenden Aktivität des Joint Ventures in feindispersen Systemen, die Merkmale quantitativer rheologischer und strukturmechanischer Veränderungen in fließfähigen Systemen, die in ihrem lawinenartigen Übergang von fest- Zustand in flüssigen Zustand mit einer superkleinen Zugabe von Wasser. Dies sind die entwickelten Kriterien für die Gravitationsspreitung und postthixotrope Fließfähigkeit von hochdispersen plastifizierten Systemen (unter Einwirkung des Eigengewichts) und spontane Nivellierung der Tagesoberfläche. Dies ist das fortschrittliche Konzept der Grenzkonzentration von Zementsystemen mit fein dispergierten Pulvern aus Gesteinen sedimentären, magmatischen und metamorphen Ursprungs, selektiv in Bezug auf hohe Wasserreduktion zu SP. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeiten sind die Möglichkeit einer 5- bis 15-fachen Reduzierung des Wasserverbrauchs in Dispersionen unter Beibehaltung der Gravitations-Verteilbarkeit. Es zeigte sich, dass es durch die Kombination von rheologisch aktiven Pulvern mit Zement möglich ist, die Wirkung des Joint Ventures zu verstärken und Gussteile mit hoher Dichte zu erhalten. Es sind diese Prinzipien, die in Reaktionspulverbetonen mit einer Erhöhung ihrer Dichte und Festigkeit umgesetzt werden (Reaktionspulver beton - RPB oder Reactive Powder Concrete - RPC [siehe Dolgopolov N. N., Sukhanov M. A., Efimov S. N. Eine neue Art von Zement: Zementstruktur Stein. // Baumaterialien. - 1994. - Nr. 115]). Ein weiteres Ergebnis ist eine Erhöhung der reduzierenden Wirkung des Joint Ventures mit einer Erhöhung der Dispersion der Pulver [vgl. Kalaschnikow VI Grundlagen der Plastifizierung mineralischer Dispersionssysteme zur Herstellung von Baustoffen: Dissertation in Form eines wissenschaftlichen Gutachtens zur Promotion zum Doktor der Naturwissenschaften. Technik. Wissenschaften. – Woronesch, 1996]. Es wird auch in pulverförmigen Feinbetonen eingesetzt, indem der Anteil an feindispersen Bestandteilen durch Zugabe von Microsilica zum Zement erhöht wird. Ein Novum in Theorie und Praxis des Pulverbetons war die Verwendung von Feinsand mit einem Anteil von 0,1–0,5 mm, der den Beton feinkörnig machte, im Gegensatz zu gewöhnlichem Sandsand mit einem Anteil von 0–5 mm. Unsere Berechnung der durchschnittlichen spezifischen Oberfläche des dispergierten Teils von Betonpulver (Zusammensetzung: Zement - 700 kg; feiner Sand fr. 0,125–0,63 mm - 950 kg; Basaltmehl Ssp = 380 m2/kg - 350 kg; kg - 140 kg ) mit seinem Gehalt von 49% der Gesamtmischung mit feinkörnigem Sand mit einer Fraktion von 0,125–0,5 mm zeigt, dass bei einer Dispersion von MK Smk = 3000 m2 / kg die durchschnittliche Oberfläche des Pulverteils Svd = 1060 m2 / kg beträgt , und mit Smk = 2000 m2 /kg - Svd = 785 m2 / kg. Auf solchen feindispersen Bestandteilen werden feinkörnige Reaktionspulverbetone hergestellt, bei denen die Volumenkonzentration der festen Phase ohne Sand 58–64% und zusammen mit Sand 76–77% erreicht und etwas unterlegen ist Konzentration der festen Phase in Fließbeton (Cv = 0, 80–0,85). Allerdings ist in Schotterbeton die Volumenkonzentration der festen Phase abzüglich Schotter und Sand viel geringer, was die hohe Dichte der dispergierten Matrix bestimmt.

Die hohe Festigkeit wird nicht nur durch das Vorhandensein von Mikrosilika oder dehydriertem Kaolin, sondern auch durch ein reaktives Pulver aus gemahlenem Gestein gewährleistet. Laut Literaturangaben werden hauptsächlich Flugasche, Ostsee-, Kalkstein- oder Quarzmehl eingebracht. Weite Möglichkeiten bei der Herstellung von reaktiven Pulverbetonen eröffneten sich in der UdSSR und Russland im Zusammenhang mit der Entwicklung und Erforschung von Verbundbindemitteln mit geringem Wasserbedarf von Yu. M. Bazhenov, Sh. T. Babaev und A. Komarom. A., Batrakov V. G., Dolgopolov N. N. Es wurde nachgewiesen, dass der Ersatz von Zement beim Mahlen von VNV durch Carbonat, Granit, Quarzmehl bis zu 50% die wasserreduzierende Wirkung erheblich erhöht. Das W / T-Verhältnis, das die Schwerkraftverteilung von Schotterbeton gewährleistet, wird im Vergleich zur üblichen Einführung von Joint Ventures auf 13–15% reduziert, die Betonfestigkeit auf einem solchen VNV-50 erreicht 90–100 MPa. Im Wesentlichen lassen sich auf Basis von VNV, Microsilica, Feinsand und Streubewehrung moderne Pulverbetone erhalten.

Dispersionsbewehrte Pulverbetone eignen sich nicht nur für Tragwerke mit kombinierter Bewehrung mit vorgespannter Bewehrung, sondern auch für die Herstellung sehr dünnwandiger, auch räumlicher, architektonischer Details.

Nach neuesten Erkenntnissen ist eine textile Bewehrung von Bauwerken möglich. Es war die Entwicklung der Textilfaserproduktion von (Stoff-) dreidimensionalen Rahmen aus hochfestem Polymer und alkalibeständigen Fäden im entwickelten Ausland, die vor mehr als 10 Jahren in Frankreich und Kanada die Motivation für die Entwicklung der Reaktion war -Pulverbetone mit Fuge ohne große Zuschlagstoffe mit extra feinem Quarzzuschlag, gefüllt mit Steinmehl und Mikrosilika. Betonmischungen aus solch feinkörnigen Mischungen breiten sich unter Einwirkung ihres Eigengewichts aus und füllen die vollständig dichte Maschenstruktur des gewebten Rahmens und aller filigranen Schnittstellen aus.

Die "hohe" Rheologie von Pulverbetonmischungen (PBS) ergibt bei einem Wassergehalt von 10–12% der Masse der Trockenkomponenten eine Streckgrenze von ?0= 5–15 Pa, d.h. nur 5-10 mal höher als bei Ölfarben. Mit diesem Wert von Δ0 lässt sie sich mit dem 1995 von uns entwickelten miniareometrischen Verfahren bestimmen. Die niedrige Fließgrenze wird durch die optimale Dicke der rheologischen Matrix-Zwischenschicht gewährleistet. Aus der Betrachtung des topologischen Aufbaus des PBS ergibt sich die mittlere Dicke der Zwischenschicht X nach der Formel:

wo ist der durchschnittliche Durchmesser von Sandpartikeln; ist die Volumenkonzentration.

Für die nachstehende Zusammensetzung mit W/T = 0,103 beträgt die Dicke der Zwischenschicht 0,056 mm. De Larrard und Sedran fanden heraus, dass bei feineren Sanden (d = 0,125–0,4 mm) die Dicke zwischen 48 und 88 µm variiert.

Eine Erhöhung der Zwischenschicht aus Partikeln reduziert die Viskosität und die ultimative Scherspannung und erhöht die Fließfähigkeit. Die Fließfähigkeit kann durch Zugabe von Wasser und Einführung von SP erhöht werden. Im Allgemeinen ist die Wirkung von Wasser und SP auf die Änderung der Viskosität, der maximalen Scherspannung und der Streckgrenze nicht eindeutig (Abb. 1).

Das Fließmittel verringert die Viskosität in einem viel geringeren Ausmaß als die Zugabe von Wasser, während die Verringerung der Streckgrenze durch SP viel größer ist als die durch den Einfluss von Wasser.

Reis. 1. Einfluss von SP und Wasser auf Viskosität, Streckgrenze und Streckgrenze

Die Haupteigenschaften von superplastifizierten endgültig gefüllten Systemen bestehen darin, dass die Viskosität ziemlich hoch sein kann und das System langsam fließen kann, wenn die Streckgrenze niedrig ist. Bei konventionellen Systemen ohne SP kann die Viskosität niedrig sein, aber die erhöhte Streckgrenze verhindert, dass sie sich ausbreiten, da sie kein postthixotropes Fließmittel haben [vgl. Kalashnikov VI, Ivanov IA Besonderheiten rheologischer Veränderungen in Zementzusammensetzungen unter Einwirkung von ionenstabilisierenden Weichmachern. // Werksammlung "Technologische Mechanik des Betons". – Riga: RPI, 1984].

Die rheologischen Eigenschaften hängen von der Art und Dosierung des Joint Ventures ab. Der Einfluss von drei Arten von Joint Ventures ist in Abb. 1 dargestellt. 2. Das effektivste Joint Venture ist Woerment 794.

Reis. 2 Einfluss der Art und Dosierung von SP on?o: 1 - Woerment 794; 2 - S-3; 3 – Schmelzen F 10

Dabei erwies sich nicht der heimische SP S-3 als weniger selektiv, sondern der ausländische SP auf Basis des Melamins Melment F10.

Die Streichfähigkeit von Pulverbetonmischungen ist bei der Bildung von Betonprodukten mit in eine Form gelegten gewebten volumetrischen Gitterrahmen äußerst wichtig.

Solche voluminösen durchbrochenen Stoffrahmen in Form eines T-Stücks, eines I-Trägers, eines Kanals und anderer Konfigurationen ermöglichen eine schnelle Verstärkung, die darin besteht, den Rahmen in einer Form zu installieren und zu befestigen, gefolgt vom Gießen von Suspensionsbeton, der leicht durchdringt die Rahmenzellen mit einer Größe von 2–5 mm (Abb. 3) . Geweberahmen können die Rissfestigkeit von Beton unter dem Einfluss wechselnder Temperaturschwankungen radikal erhöhen und Verformungen deutlich reduzieren.

Die Betonmischung soll nicht nur lokal leicht durch den Gitterrahmen fließen, sondern sich auch beim Füllen der Form durch "umgekehrtes" Eindringen durch den Rahmen unter Vergrößerung des Volumens der Mischung in der Form ausbreiten. Zur Beurteilung der Fließfähigkeit wurden Pulvermischungen gleicher Zusammensetzung bezüglich des Gehalts an Trockenkomponenten verwendet und die Streichfähigkeit aus dem Kegel (für den Schütteltisch) durch die Menge an SP und (anteilig) Wasser reguliert. Die Ausbreitung wurde mit einem Maschenring von 175 mm Durchmesser blockiert.

Reis. 3 Stoffgerüstmuster

Reis. 4 Spritzer der Mischung mit freier und blockierter Ausbreitung

Das Gitter hatte eine lichte Abmessung von 2,8 × 2,8 mm bei einem Drahtdurchmesser von 0,3 × 0,3 mm (Abb. 4). Kontrollmischungen wurden mit Schmelzen von 25,0; 26,5; 28,2 und 29,8 cm Als Ergebnis der Versuche wurde festgestellt, dass mit zunehmender Fluidität der Mischung das Verhältnis der Durchmesser von freiem dc und blockiertem Fluss db abnimmt. Auf Abb. 5 zeigt die Änderung von dc/dbotdc.

Reis. 5 Ändern Sie dc/db von frei gespreiztem dc

Wie aus der Figur hervorgeht, verschwindet der Unterschied in den Mischungsspreizungen dc und db bei einer Fluidität, die durch eine freie Spreizung von 29,8 cm gekennzeichnet ist.Bei dc = 28,2 nimmt die Spreizung durch das Netz um 5% ab. Eine besonders große Verzögerung beim Spreizen durch die Maschen erfährt eine Mischung mit einer Spreizung von 25 cm.

In diesem Zusammenhang müssen bei der Verwendung von Maschenrahmen mit einer Zellgröße von 3–3 mm Mischungen mit einer Spreizung von mindestens 28–30 cm verwendet werden.

Physikalische und technische Eigenschaften von Dispersionspulverbeton, verstärkt mit 1 Vol.-% Stahlfasern mit einem Durchmesser von 0,15 mm und einer Länge von 6 mm, sind in Tabelle 2 dargestellt

Tabelle 2.

Physikalische und technische Eigenschaften von Pulverbeton auf einem Bindemittel mit geringem Wasserbedarf unter Verwendung von Haushalts-SP S-3

Nach ausländischen Angaben erreicht die Druckfestigkeit bei 3% Verstärkung 180–200 MPa und bei axialer Spannung 8–10 MPa. Die Schlagfestigkeit erhöht sich um mehr als das Zehnfache.

Die Möglichkeiten des Pulverbetons sind angesichts der Wirksamkeit der hydrothermalen Behandlung und ihres Einflusses auf die Erhöhung des Tobermorit- bzw. Xonotlit-Anteils noch lange nicht ausgeschöpft.

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Pulverreaktionsbeton

Letztes Update Enzyklopädien: 17.12.2017 - 17:30

Reaktiver Pulverbeton ist Beton aus fein gemahlenen reaktiven Materialien mit einer Korngröße von 0,2 bis 300 Mikron und zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit (mehr als 120 MPa) und eine hohe Wasserbeständigkeit aus.

[GOST 25192-2012. Beton. Klassifikation und allgemeine Spezifikationen]

Reaktiver Pulverbeton reaktiver Pulverbeton-RPC] - ein Verbundmaterial mit hoher Druckfestigkeit von 200-800 MPa, Biegung >45 MPa, einschließlich einer erheblichen Menge hochdisperser mineralischer Komponenten - Quarzsand, Mikrosilika, Fließmittel sowie Stahlfaser mit niedrigem W / T (~0,2), unter Verwendung von Wärme- und Feuchtigkeitsbehandlung von Produkten bei einer Temperatur von 90-200°C.

[Uscherov-Marshak A.V. Konkrete Wissenschaft: ein Lexikon. M.: RIF Baustoffe - 2009. - 112 S.]

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Zusammenfassung der Dissertation Zu diesem Thema ""

Als Manuskript

FEINKÖRNIGE REAKTIONSPULVERDISPERSION AUS STREIFENBETON MIT FELSEN

Spezialität 23.05.05 - Baumaterialien und -produkte

Die Arbeit wurde an der Abteilung "Technologien von Beton, Keramik und Bindemitteln" in der staatlichen Bildungseinrichtung der Höheren durchgeführt Berufsausbildung"Pensa Staatliche Universität Architektur und Konstruktion“ und am Institut für Baustoffe und Konstruktionen der Technischen Universität München.

Wissenschaftlicher Leiter -

Doktor der Technischen Wissenschaften, Professor Valentina Serafimovna Demyanova

Offizielle Gegner:

Verdienter Wissenschaftler der Russischen Föderation, korrespondierendes Mitglied des RAASN, Doktor der technischen Wissenschaften, Professor Vladimir Pavlovich Selyaev

Doktor der Technischen Wissenschaften, Professor Oleg Vyacheslavovich Tarakanov

Führende Organisation - JSC "Penzastroy", Pensa

Die Verteidigung findet am 7. Juli 2006 um 16:00 Uhr in einer Sitzung des Dissertationsrates D 212.184.01 an der staatlichen Bildungseinrichtung für höhere berufliche Bildung „Penza State University of Architecture and Construction“ unter der Adresse: 440028, Pensa, st. G. Titova, 28, Gebäude 1, Konferenzsaal.

Die Dissertation befindet sich in der Bibliothek der staatlichen Bildungseinrichtung für höhere Berufsbildung "Penza State University of Architecture and Construction"

Akademischer Sekretär des Dissertationsrates

V. A. Chudjakow

ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER ARBEIT

Mit einer signifikanten Erhöhung der Betonfestigkeit unter einachsigem Druck nimmt die Rissfestigkeit zwangsläufig ab und das Risiko eines Sprödbruchs von Bauwerken steigt. Die dispergierte Bewehrung von Beton mit Fasern beseitigt diese negativen Eigenschaften, wodurch Beton der Klassen über 80-100 mit einer Festigkeit von 150-200 MPa hergestellt werden kann, der eine neue Qualität aufweist - ein viskoses Bruchbild.

Die Auswertung wissenschaftlicher Arbeiten auf dem Gebiet der dispersionsbewehrten Betone und deren Herstellung in der heimischen Praxis zeigt, dass die Hauptausrichtung nicht die Ziele verfolgt, hochfeste Matrizen in solchen Betonen einzusetzen. Die Druckfestigkeitsklasse des Dispersionsbetons bleibt extrem niedrig und wird auf B30-B50 begrenzt. Dies erlaubt es nicht, eine gute Haftung der Faser an der Matrix zu gewährleisten, um die Stahlfaser selbst bei geringer Zugfestigkeit vollständig zu nutzen. Darüber hinaus werden theoretisch Betonprodukte mit freigelegten Fasern mit einem volumetrischen Bewehrungsgrad von 59% entwickelt und in der Praxis Betonprodukte hergestellt. Fasern, die Vibrationen ausgesetzt sind, werden mit nicht plastifiziertem "Fett" hoher Schrumpfung vergossen Zement-Sand-Mörtel Zusammensetzung von Zementsand - 14-I: 2,0 bei W / C = 0,4, was äußerst verschwenderisch ist und das Arbeitsniveau von 1974 wiederholt. Bedeutende wissenschaftliche Erfolge auf dem Gebiet der Herstellung von superplastifiziertem VNV, mikrodispersen Mischungen mit Mikrosilika, mit reaktiven Pulvern aus hochfesten Gesteinen, ermöglichten es, die wasserreduzierende Wirkung mit Fließmitteln oligomerer Zusammensetzung und Hyperweichmachern polymerer Zusammensetzung auf 60 % zu erhöhen. Diese Errungenschaften wurden nicht zur Grundlage für die Herstellung von dispergiertem hochfestem Stahlbeton oder feinkörnigen Pulverbetonen aus gegossenen selbstverdichtenden Mischungen. In der Zwischenzeit entwickeln fortgeschrittene Länder aktiv neue Generationen von Reaktionspulverbetonen, die mit dispergierten Fasern verstärkt sind. Es werden Pulverbetonmischungen verwendet

für Gießformen mit darin eingelegten gewebten volumetrischen feinmaschigen Rahmen und deren Kombination mit Stabbewehrung.

Aufzeigen der theoretischen Voraussetzungen und Beweggründe für die Herstellung von mehrkomponentigen feinkörnigen Pulverbetonen mit einer sehr dichten, hochfesten Matrix, die durch Gießen bei ultraniedrigem Wassergehalt erhalten wird und die Herstellung von Betonen mit duktilem Charakter während der Zerstörung und hoher Zugfestigkeit ermöglicht Kraft beim Biegen;

Die strukturelle Topologie von Verbundbindemitteln und dispersionsverstärkten feinkörnigen Zusammensetzungen aufzudecken, mathematische Modelle ihrer Struktur zur Abschätzung der Abstände zwischen den Füllstoffpartikeln zu erhalten und geometrische Zentren Verstärkungsfasern;

Zur Optimierung der Zusammensetzungen feinkörniger dispergierter Betonmischungen mit Fasern c1 = 0,1 mm und I = 6 mm mit einem Mindestgehalt, der ausreicht, um die Dehnbarkeit des Betons zu erhöhen, die Herstellungstechnologie und die Wirkung der Rezeptur auf ihre Fließfähigkeit festzulegen , Dichte, Luftgehalt, Festigkeit und andere physikalische und technische Eigenschaften von Betonen.

Wissenschaftliche Neuheit der Arbeit.

1. Wissenschaftlich begründete und experimentell bestätigte Möglichkeit, hochfeste feinkörnige Zementpulverbetone, einschließlich dispergiert bewehrter Betonmischungen, aus Betonmischungen ohne Schotter mit feinen Quarzsandfraktionen, mit reaktiven Gesteinsmehlen und Mikrosilika zu erhalten, mit einer signifikanten Erhöhung des Wirkungsgrades von Fließmitteln bis hin zum Wassergehalt in der gegossenen selbstverdichtenden Mischung bis zu 10-11 % (entspricht ohne Joint Venture halbtrockene Mischung zum Pressen) bezogen auf das Gewicht der Trockenkomponenten.

4. Theoretisch vorhergesagt und experimentell nachgewiesen überwiegend durch den Lösungsdiffusions-Ionen-Mechanismus der Aushärtung von Komposit-Zementbindemitteln, der mit einer Erhöhung des Füllstoffgehalts bzw. einer deutlichen Erhöhung seiner Dispersion im Vergleich zur Zementdispersion zunimmt.

5. Die Prozesse der Strukturbildung von feinkörnigen Pulverbetonen wurden untersucht. Es hat sich gezeigt, dass Pulverbetone aus Fließbetonmischungen viel dichter sind, die Kinetik ihrer Festigkeitszunahme intensiver ist und die durchschnittliche Festigkeit deutlich höher ist als die von Betonen ohne SP, die bei gleichem Wassergehalt gepresst werden unter einem Druck von 40-50 MPa. Es wurden Kriterien zur Bewertung der reaktiv-chemischen Aktivität von Pulvern entwickelt.

6. Optimierte Zusammensetzungen von feinkörnigen Dispersionsbetonmischungen mit dünnen Stahlfasern mit einem Durchmesser von 0,15 und einer Länge von 6 mm,

die Technologie ihrer Herstellung, die Reihenfolge der Einführung der Komponenten und die Dauer des Mischens; Der Einfluss der Zusammensetzung auf die Fließfähigkeit, Dichte, den Luftgehalt von Betonmischungen und die Druckfestigkeit von Betonen wurde nachgewiesen.

Die praktische Bedeutung der Arbeiten liegt in der Entwicklung neuer gegossener feinkörniger Pulverbetonmischungen mit Fasern zum Gießen von Formen für Produkte und Bauwerke, sowohl ohne als auch mit kombinierter Stabbewehrung. Durch die Verwendung hochverdichteter Betonmischungen ist es möglich, hochrissfeste gebogene oder verdichtete Stahlbetonkonstruktionen mit duktilem Bruchbild unter Einwirkung von Bruchlasten herzustellen.

Eine hochdichte, hochfeste Verbundmatrix mit einer Druckfestigkeit von 120–150 MPa wurde erhalten, um die Haftung an Metall zu erhöhen, um eine dünne und kurze hochfeste Faser mit einem Durchmesser von 0,04–0,15 mm und einer Länge von 0,04–0,15 mm zu verwenden 6-9 mm, was es ermöglicht, seinen Verbrauch und Fließwiderstand zu reduzieren Betonmischungen für die Gießtechnik zur Herstellung von dünnwandigen filigranen Produkten mit hoher Biegezugfestigkeit.

Approbation der Arbeit. Die wichtigsten Bestimmungen und Ergebnisse der Dissertationsarbeit wurden auf der Internationalen und Allrussischen präsentiert und berichtet

Russische wissenschaftliche und technische Konferenzen: „Young Science for the New Millennium“ (Naberezhnye Chelny, 1996), „Issues of Urban Planning and Development“ (Penza, 1996, 1997, 1999), „ Zeitgenössische Probleme Baustoffkunde" (Penza, 1998), " modernes Gebäude"(1998), Internationale wissenschaftliche und technische Konferenzen" Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis“ (Penza, 2002, 2003, 2004, 2005), „Ressourcen- und Energieeinsparung als Motivation für Kreativität im architektonischen Bauprozess“ (Moskau-Kasan, 2003), „ Aktuelle Themen Bauwesen“ (Saransk, 2004), „Neue energie- und ressourcensparende wissenschaftsintensive Technologien in der Herstellung von Baumaterialien“ (Penza, 2005), Allrussisch Wissenschaftliche und praktische Konferenz"Stadtplanung, Wiederaufbau und technische Unterstützung für die nachhaltige Entwicklung von Städten in der Wolga-Region" (Tolyatti, 2004), Akademische Lesungen des RAASN "Errungenschaften, Probleme und vielversprechende Richtungen für die Entwicklung der Theorie und Praxis der Baustoffkunde" (Kasan, 2006).

Veröffentlichungen. Basierend auf den Forschungsergebnissen wurden 27 Artikel veröffentlicht (3 Artikel in Zeitschriften gemäß HAC-Liste).

In der Einleitung wird die Relevanz der gewählten Forschungsrichtung begründet, Zweck und Ziel der Forschung formuliert und ihre wissenschaftliche und praktische Bedeutung aufgezeigt.

Im ersten Kapitel, das einer analytischen Literaturrecherche gewidmet ist, wird eine Analyse der ausländischen und inländischen Erfahrungen mit der Verwendung hochwertiger Betone und Faserbetone durchgeführt. Es wird gezeigt, dass in der ausländischen Praxis hochfester Beton mit einer Festigkeit von bis zu 120-140 MPa hergestellt wurde, hauptsächlich nach 1990. In den letzten sechs Jahren wurden breite Perspektiven für die Erhöhung der Festigkeit von hochfestem Beton identifiziert Beton ab 130150 MPa und Überführung in die Kategorie besonders hochfester Beton mit einer Festigkeit von 210250 MPa, dank der über Jahre erarbeiteten Wärmebehandlung des Betons, der eine Festigkeit von 60-70 MPa erreicht hat.

Es besteht die Tendenz, besonders hochfeste Betone nach der „Korngröße der Gesteinskörnung“ in 2 Arten zu unterteilen: feinkörniges Gestein mit einer maximalen Körnung von bis zu 8-16 mm und feinkörniger Beton mit Körnungen bis zu 0,5-1,0 mm. Beide in ohne Fehler enthalten Mikrosilika oder mikrodehydriertes Kaolin, Pulver aus starkem Gestein und verleihen Beton Duktilität, Schlagfestigkeit, Rissfestigkeit - Fasern aus verschiedenen Materialien. Eine besondere Gruppe schließt feinkörnige Pulverbetone (Reaktionspulver beton-RPB oder Reactive Powder Concrete) mit ein maximale Größe Körner 0,3-0,6 mm. Es zeigt sich, dass solche Betone mit einer axialen Druckfestigkeit von 200–250 MPa bei einem Bewehrungskoeffizienten von maximal 3–3,5 Vol.-% eine Biegezugfestigkeit von bis zu 50 MPa aufweisen. Solche Eigenschaften werden vor allem durch die Auswahl einer hochdichten und hochfesten Matrix bereitgestellt, die es ermöglicht, die Haftung an der Faser zu erhöhen und ihre hohe Zugfestigkeit voll auszunutzen.

Analysiert werden der Forschungsstand und die Erfahrungen bei der Herstellung von Faserbeton in Russland. Im Gegensatz zu ausländischen Entwicklungen Russische Studien konzentrieren sich nicht auf die Verwendung von Faserbeton mit hochfester Matrix, sondern auf eine Erhöhung des Bewehrungsanteils auf 5-9 Vol.-% in niederfesten Drei-Vier-Komponenten-Betonen der Klassen B30-B50 um die Zugfestigkeit beim Biegen auf 17-28 MPa zu erhöhen. All dies ist eine Wiederholung der Auslandserfahrung von 1970-1976, d.h. jene Jahre, in denen auf wirksame Fließmittel und Mikrosilika verzichtet wurde und Faserbeton hauptsächlich dreikomponentig (sandig) war. Es wird empfohlen, faserverstärkten Beton mit einem Portlandzementverbrauch von 700-1400 kg/m3, Sand - 560-1400 kg/m3, Fasern - 390-1360 kg/m3 herzustellen, was äußerst verschwenderisch ist und die nicht berücksichtigt Fortschritte bei der Entwicklung hochwertiger Betone.

Es wird eine Analyse der Evolution der Entwicklung von Mehrkomponentenbetonen in verschiedenen revolutionären Stadien im Auftreten spezieller funktionsbestimmender Komponenten: Fasern, Fließmittel, Mikrosilika durchgeführt. Es zeigt sich, dass Sechs-Sieben-Komponenten-Betone die Basis einer hochfesten Matrix zur effektiven Nutzung der Hauptfunktion der Faser sind. Es sind diese Betone, die polyfunktional werden.

Die Hauptmotivationen für das Auftreten von hochfesten und insbesondere hochfesten Reaktionspulverbetonen, die Möglichkeit, "Rekord" -Werte der Wasserreduktion in Betonmischungen zu erhalten, und ihr besonderer rheologischer Zustand werden formuliert. Formulierte Anforderungen an Pulver u

ihre Verbreitung als technogener Abfall der Bergbauindustrie.

Basierend auf der Analyse werden der Zweck und die Ziele der Forschung formuliert.

Das zweite Kapitel stellt die Eigenschaften der verwendeten Materialien und die Untersuchungsmethoden dar. Es wurden Rohstoffe deutscher und russischer Produktion verwendet: Zemente CEM 1 42,5 R HS Werk Geseke, Werk Bernburg CEM 1 42,5 R, Weisenau CEM 1 42,5, Volsky PC500 DO , Starooskolsky PTS 500 TO; Sand Sursky klassifiziert fr. 0,14-0,63, Balasheisky (Syzran) klassifiziert fr. 0,1-0,5 mm, Hallesand fr. 0,125-0,5" mm; Microsilica: Eikern Microsilica 940 mit Si02-Gehalt > 98,0 %, Silia Staub RW Fuller mit Si02-Gehalt > 94,7 %, BS-100 (Soda Association) mit ZYu2 > 98,3 %, Chelyabinsk EMC mit SiO2-Gehalt = 84- 90%, deutsch u Russische Produktion mit d = 0,15 mm, 7 = 6 mm mit einer Zugfestigkeit von 1700–3100 MPa; Gesteinspulver sedimentären und vulkanischen Ursprungs; Super- und Hyperweichmacher auf Basis von Naphthalin, Melamin und Polycarboxylat.

Zur Herstellung von Betonmischungen wurden ein Schnellmischer der Firma Eirich und ein Turbulenzmischer Kaf verwendet. TBKiV, moderne Geräte und Anlagen aus deutscher und heimischer Produktion. Die Röntgenbeugungsanalyse wurde auf einem Seifert-Analysator, die elektronenmikroskopische Analyse auf einem Philips ESEM-Mikroskop durchgeführt.

Das dritte Kapitel befasst sich mit dem topologischen Aufbau von Verbundbindemitteln und Pulverbetonen, einschließlich dispergiert bewehrter Betone. Die strukturelle Topologie von Kompositbindemitteln, bei denen der Volumenanteil an Füllstoffen den des Hauptbindemittels übersteigt, bestimmt den Mechanismus und die Geschwindigkeit von Reaktionsvorgängen. Um die durchschnittlichen Abstände zwischen Sandpartikeln in Betonpulver (oder zwischen Portlandzementpartikeln in hochgefüllten Bindemitteln) zu berechnen, wurde eine elementare kubische Zelle mit der Flächengröße A und dem Volumen A3 gleich dem Volumen des Verbundwerkstoffs angenommen.

Unter Berücksichtigung der Volumenkonzentration von Zement C4V die durchschnittliche Teilchengröße des Zements<1ц, объёмной концентрации песка С„, и среднего размера частиц песка d„, получено:

für den Mittenabstand zwischen Zementpartikeln in einem Verbundbindemittel:

Ats \u003d ^-3 / i- / b-Su \u003d 0,806 - ^-3 / 1 / ^ "(1)

für den Abstand zwischen Sandpartikeln in Betonpulver:

Z / tg / 6 - St \u003d 0,806 ap-Schust (2)

Nimmt man den Volumenanteil von Sand mit einem Anteil von 0,14-0,63 mm in einer feinkörnigen Pulverbetonmischung gleich 350-370 Liter (Massenstrom von Sand 950-1000 kg), so ist der minimale durchschnittliche Abstand zwischen den geometrischen Mittelpunkten der Es wurden Partikel erhalten, die 428–434 Mikrometern entsprachen. Der Mindestabstand zwischen den Oberflächen der Partikel beträgt 43-55 Mikrometer und bei einer Sandgröße von 0,1-0,5 mm - 37-44 Mikrometer. Bei hexagonaler Teilchenpackung vergrößert sich dieser Abstand um den Koeffizienten K = 0,74/0,52 = 1,42.

Somit variiert während des Fließens der pulverförmigen Betonmischung die Größe des Spalts, in dem die rheologische Matrix aus einer Suspension aus Zement, Steinmehl und Mikrosilika platziert wird, von 43–55 Mikron bis 61–78 Mikron, mit a Abnahme des Sandanteils auf 0,1–0,5 mm Matrixzwischenschicht wird von 37–44 Mikron auf 52–62 Mikron variieren.

Topologie dispergierter Faserfasern mit Länge / und Durchmesser c? bestimmt die rheologischen Eigenschaften von Betonmischungen mit Fasern, ihre Fließfähigkeit, der durchschnittliche Abstand zwischen den geometrischen Mittelpunkten der Fasern, bestimmt die Zugfestigkeit von Stahlbeton. Berechnete durchschnittliche Abstände werden in Zulassungsdokumenten und in vielen wissenschaftlichen Arbeiten über verteilte Bewehrung verwendet. Es zeigt sich, dass diese Formeln widersprüchlich sind und die darauf basierenden Berechnungen sich deutlich unterscheiden.

Aus der Betrachtung einer kubischen Zelle (Abb. 1) mit einer Flächenlänge / mit darin eingelegten Fasern

Fasern mit einem Durchmesser b/, mit einem Gesamtfasergehalt von 11 curl / V, wird die Anzahl der Fasern am Rand bestimmt

P = und Abstand o =

unter Berücksichtigung des Volumens aller Fasern Vn = fE.iL. /. dg und Koeffizient-Abb. vierzehn

Verstärkungsfaktor /l = (100-l s11 s) / 4 ■ I1, der durchschnittliche „Abstand“ wird bestimmt:

5 \u003d (/ - th?) / 0,113 ■ l / uc -1 (3)

Berechnungen 5 wurden nach den Formeln von Romuapdi I.R. und Mendel I.A. und nach der Mak-Kee-Formel. Die Abstandswerte sind in Tabelle 1 dargestellt. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, kann die Mek-Ki-Formel nicht angewendet werden. Somit nimmt der Abstand 5 mit einer Volumenzunahme der Zelle von 0,216 cm3 (/ = 6 mm) auf 1000 m3 (/ = 10000 mm) zu

schmilzt 15-30 Mal bei gleichem q, was dieser Formel ihre geometrische und physikalische Bedeutung nimmt.Die Romuapdi-Formel kann unter Berücksichtigung des Koeffizienten 0,64 verwendet werden. :

Somit ist die aus streng geometrischen Konstruktionen erhaltene Formel (3) eine objektive Realität, die durch Abb. 1. Die Verarbeitung der Ergebnisse eigener und ausländischer Studien mit dieser Formel ermöglichte es, Optionen für eine ineffiziente, im Wesentlichen unwirtschaftliche Verstärkung und eine optimale Verstärkung zu identifizieren.

Tabelle 1

Die Werte der Abstände 8 zwischen den geometrischen Zentren der dispergierten _ Fasern, berechnet nach verschiedenen Formeln_

Durchmesser, s), mm B mm bei verschiedenen q und / nach den Formeln

1=6 mm 1=6 mm Für alle / = 0-*"

c-0,5 c-1,0 c-3,0 c=0,5 i-1,0 c-3,0 11=0,5 ¡1=1,0 c=3,0 (1-0,5 (1-1,0 ts-3,0 (»=0,5 ts=1,0 (1*3,0

0,01 0,127 0,089 0,051 0,092 0,065 0,037 0,194 0,138 0,079 1,38 1,36 1,39 0,65 0,64 0,64

0,04 0,49 0,37 0,21 0,37 0,26 0,15 0,78 0,55 0,32 1,32 1,40 1,40 0,62 0,67 0,65

0,15 2,64 1,66 0,55 1,38 0,98 0,56 2,93 2,07 1,20 1,91 1,69 0,98 0,90 0,80 0,46

0,30 9,66 4,69 0,86 1,91 1,13 5,85 4,14 2,39 2,45 0,76 1,13 0,36

0,50 15,70 1,96 3,25 1,88 6,90 3,96 1,04 0,49

0,80 4,05 5,21 3,00 6,37 1,40 0,67

1,00 11,90 3,76 7,96

/= 10 mm /= 10 mm

0,01 0,0127 0,089 0,051 0,118 0,083 0,048 Abstandswerte unverändert 1,07 1,07 1,06 0,65 0,67 0,72

0,04 0,53 0,37 0,21 0,44 0,33 0,19 1,20 1,12 1,10 0,68 0,67 0,65

0,15 2,28 1,51 0,82 1,67 1,25 0,72 1,36 1,21 1,14 0,78 0,73 0,68

0,30 5,84 3,51 1,76 3,35 2,51 1,45 1,74 1,40 1,21 1,70 1,13 0,74

0,50 15,93 7,60 2,43 5,58 4,19 2,41 2,85 1,81 1,01 1,63 2,27 0,61

0,80 23,00 3,77 6,70 3,86 3,43 0,98 2,01 0,59

1,00 9,47 4,83 1,96 1,18

1= 10000 mm 1= 10000 mm

0,01 0,125 0,089 0,053 3,73 0,033 0,64

0,04 0,501 0,354 0,215 14,90 0,034 0,64

0,15 1,88 1,33 0,81 37,40 0,050 0,64

0,30 3,84 2,66 1,61 56,00 0,068 0,66

0,50 6,28 4,43 2,68 112.OS 0,056 0,65

0,80 10,02 7,09 4,29 186,80 0,053 0,64

1,00 12,53 8,86 5,37 373,6С 0,033 0,64

Das vierte Kapitel ist der Untersuchung des rheologischen Zustands von superplastifizierten dispergierten Systemen, Pulverbetonmischungen (PBS) und der Methodik zu seiner Bewertung gewidmet.

PBS sollte eine hohe Fließfähigkeit aufweisen, die eine vollständige Verteilung der Mischung in den Formen gewährleistet, bis eine horizontale Oberfläche unter Freisetzung von eingeschlossener Luft und selbstverdichtender Mischungen gebildet wird. Da die Betonpulvermischung für die Herstellung von faserverstärktem Beton eine dispergierte Bewehrung aufweisen muss, sollte das Fließen einer solchen Mischung etwas geringer sein als das Fließen der Mischung ohne Fasern.

Die Betonmischung, die zum Gießen von Formen mit einem dreidimensionalen mehrreihigen feinmaschigen gewebten Rahmen mit einer Maschenweite von 2-5 mm im Klartext bestimmt ist, sollte leicht durch den Rahmen auf den Boden der Form gegossen und entlang der Form verteilt werden. Versehen mit der Bildung einer horizontalen Oberfläche nach dem Füllen.

Um zwischen den verglichenen dispersen Systemen rheologisch zu unterscheiden, wurden einfache Methoden entwickelt, um die maximale Scherspannung und Fließgrenze zu bewerten.

Es wird das Schema der auf ein Hydrometer in einer superplastifizierten Suspension wirkenden Kräfte betrachtet. Wenn die Flüssigkeit eine Streckgrenze t0 hat, ist das Aräometer nicht vollständig darin eingetaucht. Für mn erhält man folgende Gleichung:

wobei ¿/ der Durchmesser des Zylinders ist; m ist die Masse des Zylinders; p ist die Dichte der Suspension; ^-Beschleunigung der Schwerkraft.

Es wird die Einfachheit der Herleitung der Gleichungen zur Bestimmung von r0 im Flüssigkeitsgleichgewicht in einer Kapillare (Rohr), im Spalt zwischen zwei Platten, an einer senkrechten Wand gezeigt.

Die Invarianz der Methoden zur Bestimmung von m0 für Zement, Basalt, Chalcedonsuspensionen, PBS wurde festgestellt. Eine Reihe von Methoden bestimmte den optimalen Wert von t0 für PBS, gleich 5–8 Pa, der sich beim Gießen in Formen gut ausbreiten sollte. Es wird gezeigt, dass die einfachste Präzisionsmethode zur Bestimmung von m hydrometrisch ist.

Der Zustand des Verteilens der Pulverbetonmischung und des Selbstnivellierens seiner Oberfläche, unter dem alle Unregelmäßigkeiten der Oberfläche einer halbkugelförmigen Form geglättet werden, wird offenbart. Ohne Berücksichtigung der Kräfte der Oberflächenspannung sollte t0 bei einem Benetzungswinkel von Null auf der Oberfläche der Schüttflüssigkeit sein:

Te

wobei d der Durchmesser der halbkugelförmigen Unregelmäßigkeiten ist.

Es werden die Gründe für die sehr geringe Streckgrenze und die guten rheotechnologischen Eigenschaften von PBS identifiziert, die in der optimalen Wahl der Sandkörnung von 0,14–0,6 mm bzw. 0,1–0,5 mm und deren Menge bestehen. Dies verbessert die Rheologie der Mischung im Vergleich zu feinkörnigen Sandbetonen, bei denen grobe Sandkörner durch dünne Zementschichten getrennt sind, was das g und die Viskosität der Mischung erheblich erhöht.

Der Einfluss der Art und Dosierung verschiedener SP-Klassen auf tn wurde aufgezeigt (Abb. 4), wobei 1-Woerment 794; 2-SP S-3; 3-Schmelzen FIO. Die Streichfähigkeit von Pulvermischungen wurde durch den Kegel eines auf Glas montierten Schütteltisches bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die Ausbreitung des Kegels innerhalb von 25 bis 30 cm liegen sollte, wobei die Ausbreitungsfähigkeit mit zunehmendem Gehalt an eingeschlossener Luft abnimmt, deren Anteil 4 bis 5 Vol.-% erreichen kann.

Die durch turbulente Durchmischung entstehenden Poren sind überwiegend 0,51,2 mm groß und können bei r0 = 5–7 Pa und einer Spreizung von 2730 cm bis auf einen Restgehalt von 2,5–3,0 % entfernt werden. Bei der Verwendung von Vakuummischern wird der Gehalt an Luftporen auf 0,8-1,2% reduziert.

Der Einfluss des Gitterhindernisses auf die Veränderung der Ausbreitung der Pulverbetonmischung wird aufgezeigt. Beim Blockieren der Ausbreitung von Mischungen mit einem Maschenring mit einem Durchmesser von 175 mm mit einer Masche mit einem lichten Durchmesser von 2,8 x 2,8 mm wurde festgestellt, dass der Grad der Verringerung der Ausbreitung

Die Zunahme der Streckgrenze nimmt signifikant zu, wenn die Streckgrenze zunimmt und wenn die Kontrollspreizung unter 26,5 cm abnimmt.

Änderung des Verhältnisses der Durchmesser der freien c1c und blockierten Dis-

schwimmt von Ls, ist in Abb. 1 dargestellt. 5.

Bei Pulverbetonmischungen, die in Formen mit gewebten Rahmen gegossen werden, sollte die Ausbreitung mindestens 27-28 cm betragen.

Der Einfluß der Faserart auf die Abnahme der Ausbreitung dispergierter

verstärkte Mischung.

¿с, cm Für die verwendeten drei Typen

^ Fasern mit Geometriefaktor

gleich: 40 (si), 15 mm; 1=6 mm; //=1 %), 50 (¿/= 0,3 mm; /=15 mm; Zickzack c = 1 %), 150 (s1- 0,04 mm; / = 6 mm - Mikrofaser mit Glasbeschichtung c - 0,7 %) und die Werte der Kontrollspreizung s1n über die Veränderung der Spreizung der verstärkten s1a-Mischung sind in Tabelle gezeigt. 2.

Die stärkste Abnahme der Fließfähigkeit wurde bei Mischungen mit Mikrofaser mit d = 40 µm festgestellt, trotz des geringeren Volumenanteils an Verstärkung n. Mit zunehmendem Verstärkungsgrad nimmt die Fließfähigkeit noch mehr ab. Bei einem Verstärkungsverhältnis //=2,0 % Faser mit<1 = 0,15 мм, расплыв смеси понизился до 18 см при контрольном расплыве 29,8 см с увеличением содержания воздуха до 5,3 %. Для восстановления расплыва до контрольного необходимо было увеличить В/Т с 0,104 до 0,12 или снизить содержание воздуха до 0,8-1%.

Das fünfte Kapitel ist der Untersuchung der Reaktionsaktivität von Gesteinen und der Untersuchung der Eigenschaften von Reaktionspulvermischungen und Betonen gewidmet.

Die Reaktivität von Gesteinen (Gp): Quarzsand, kieselhaltige Sandsteine, polymorphe Modifikationen 5/02 - Feuerstein, Chalzedon, Kies sedimentären Ursprungs und vulkanischen Ursprungs - Diabas und Basalt wurde in Niedrigzement (C:Gp = 1:9-4 :4), mit Zement angereicherte Mischung

Tabelle 2

Kontrolle. verwischen<1т см с/,/г/^лри различных 1/(1

25,0 1,28 1,35 1,70

28,2 1,12 1,14 1,35

29,8 1,08 1,11 1D2

Syakh (Ts:Gp). Es wurden grobe Gesteinsmehle mit Syd = 100–160 m2/kg und feine Gesteinsmehle mit Syo = 900–1100 m2/kg verwendet.

Установлено, что наилучшие сравнительные показатели по прочности, характеризующие реакционную активность горных пород, получены на композиционных малоцементных смесях состава Ц:Гп = 1:9,5 при использовании высокодисперсных пород через 28 суток и в длительные сроки твердения в течение 1,0-1, 5 Jahre. An mehreren Gesteinen – gemahlener Kies, Sandstein, Basalt, Diabas – wurden hohe Festigkeitswerte von 43-45 MPa erzielt. Für Pulverbetone mit hoher Festigkeit müssen jedoch nur Pulver aus hochfesten Gesteinen verwendet werden.

Die Röntgenbeugungsanalyse stellte die Phasenzusammensetzung einiger Gesteine ​​fest, sowohl reine als auch Proben aus einer Mischung von Zement mit ihnen. Die Bildung von gemeinsamen mineralischen Neubildungen in den meisten Mischungen mit einem so geringen Zementgehalt wurde nicht gefunden, das Vorhandensein von CjS, Tobermorit, Portlandit ist eindeutig identifiziert. Die mikroskopischen Aufnahmen der Zwischensubstanz zeigen deutlich die gelartige Phase von Tobermorit-ähnlichen Calciumhydrosilikaten.

Die Hauptprinzipien für die Auswahl der Zusammensetzung des RPB bestanden in der Wahl des Verhältnisses der tatsächlichen Volumina der Zementierungsmatrix und des Sandvolumens, das die besten rheologischen Eigenschaften der Mischung und maximale Betonfestigkeit bietet. Basierend auf der zuvor festgelegten Mittelschicht x = 0,05-0,06 mm zwischen Sandpartikeln mit einem mittleren Durchmesser dcp, wird das Volumen der Matrix gemäß der kubischen Zelle und Formel (2) sein:

vM=(dcp+x?-7t-d3/6 = A3-x-d3/6 (6)

Nimmt man die Zwischenschicht * = 0,05 mm und dcp = 0,30 mm, erhält man das Verhältnis Vu ¡Vp = 2 und die Volumina der Matrix und des Sandes pro 1 m3 der Mischung betragen 666 l bzw. 334 l. Bei konstanter Sandmasse und Variation des Verhältnisses von Zement, Basaltmehl, MK, Wasser und SP wurden die Fließfähigkeit der Mischung und die Festigkeit des Betons bestimmt. Anschließend wurden die Größe der Sandpartikel, die Größe der Mittelschicht geändert und ähnliche Variationen in der Komponentenzusammensetzung der Matrix vorgenommen. Die spezifische Oberfläche von Basaltmehl wurde der von Zement angenähert, basierend auf den Bedingungen zum Füllen von Hohlräumen im Sand mit Zement- und Basaltpartikeln mit ihren vorherrschenden Größen

15-50 Mikron. Die Hohlräume zwischen den Basalt- und Zementpartikeln wurden mit MK-Partikeln mit einer Größe von 0,1–1 &mgr;m gefüllt

Für eine gleichmäßige Verteilung von BS-Partikeln und dispergierter Verstärkung in der Mischung wurde ein rationelles Verfahren zur Herstellung von RPBS mit einer streng geregelten Reihenfolge der Zugabe der Komponenten, der Dauer der Homogenisierung, der "Ruhe" der Mischung und der abschließenden Homogenisierung entwickelt .

Die abschließende Optimierung der RPBS-Zusammensetzung erfolgte bei konstantem Gehalt der Sandmenge mit Variation des Gehalts aller anderen Komponenten. Insgesamt wurden 22 Zusammensetzungen hergestellt, jeweils 12 Proben, 3 davon wurden auf Haushaltszementen hergestellt, wobei Polycarboxylat HP durch SP S-3 ersetzt wurde. Bei allen Mischungen wurden Verteilungen, Dichten, der Gehalt an eingeschlossener Luft und bei Beton - Druckfestigkeit nach 2,7 und 28 Tagen normaler Aushärtung, Zugfestigkeit beim Biegen und Spalten bestimmt.

Es wurde festgestellt, dass die Ausbreitung von 21 bis 30 cm variierte, der Gehalt an eingeschlossener Luft 2 bis 5 % betrug und für evakuierte Mischungen - von 0,8 bis 1,2 %, die Dichte der Mischung von 2390 bis 2420 kg/m3 variierte.

Es zeigte sich, dass während der ersten Minuten nach dem Gießen, nämlich nach 1020 min, der Hauptteil der mitgeführten Luft aus der Mischung entfernt wird und das Volumen der Mischung abnimmt. Zur besseren Luftentfernung muss der Beton mit einem Film bedeckt werden, der die schnelle Bildung einer dichten Kruste auf seiner Oberfläche verhindert.

Auf Abb. 6, 7, 8, 9 zeigt die Auswirkung der Fugenart und ihrer Dosierung auf das Fließen der Mischung und die Festigkeit des Betons im Alter von 7 und 28 Tagen. Die besten Ergebnisse wurden bei der Verwendung von HP Woerment 794 bei Dosierungen von 1,3–1,35 % der Masse von Zement und MA erzielt. Es zeigte sich, dass bei der optimalen MK-Menge = 18-20 % die Fließfähigkeit der Mischung und die Festigkeit des Betons maximal sind. Die etablierten Muster bleiben im Alter von 28 Tagen erhalten.

FM794 FM787 C-3

Domestic Joint Venture hat ein geringeres Reduktionsvermögen, insbesondere bei Verwendung von extra reinen MK-Sorten BS - 100 und BS - 120 und

Bei Verwendung von speziell hergestelltem Komposit VNV mit ähnlichem Rohstoffverbrauch, kurz mit C-3 gemahlen,

Abb.7 121-137 MPa.

Der Einfluss der HP-Dosierung auf die Fließfähigkeit von RPBS (Abb. 7) und die Betonfestigkeit nach 7 Tagen (Abb. 8) und 28 Tagen (Abb. 9) wurde aufgezeigt.

[GSCHTSNIKYAYUO [GSCHTS+MK)] 100

Reis. 8 Abb. 9

Die verallgemeinerte Abhängigkeit der Änderung von den untersuchten Faktoren, die durch die Methode der mathematischen Planung von Experimenten mit anschließender Datenverarbeitung mit dem Programm "Gradient" erhalten wird, wird angenähert als: D = 100,48 - 2,36 l, + 2,30 - 21,15 - 8,51 x\ wobei x das Verhältnis von MK / C ist; xs - das Verhältnis [GP / (MC + C)] -100. Darüber hinaus war es aufgrund der Essenz des Ablaufs physikalischer und chemischer Prozesse und der Verwendung einer schrittweisen Methodik möglich, die Anzahl der variablen Faktoren in der Zusammensetzung des mathematischen Modells erheblich zu reduzieren, ohne seine geschätzte Qualität zu beeinträchtigen .

Das sechste Kapitel stellt die Ergebnisse der Untersuchung einiger physikalischer und technischer Eigenschaften von Beton und ihrer wirtschaftlichen Bewertung vor. Die Ergebnisse der statischen Prüfungen von Prismen aus pulverbewehrtem und unbewehrtem Beton werden vorgestellt.

Es wurde festgestellt, dass der Elastizitätsmodul je nach Festigkeit zwischen (440-^470)-102 MPa variiert, die Poisson-Zahl von unbewehrtem Beton 0,17-0,19 und von dispergiertem bewehrtem Beton 0,310 beträgt. 33, die das viskose Charakterverhalten von Beton unter Belastung im Vergleich zum Sprödbruch von unbewehrtem Beton charakterisiert. Die Festigkeit des Betons beim Spalten erhöht sich um das 1,8-fache.

Die Luftschrumpfung von Proben für unverstärktes RPB beträgt 0,60,7 mm/m, für dispergiert-verstärktes Material nimmt sie um das 1,3- bis 1,5-fache ab. Die Wasseraufnahme von Beton in 72 Stunden überschreitet 2,5-3,0% nicht.

Tests zur Frostbeständigkeit von Betonpulver nach dem beschleunigten Verfahren zeigten, dass nach 400 Zyklen mit abwechselndem Einfrieren und Auftauen der Frostbeständigkeitskoeffizient 0,96–0,98 betrug. Alle durchgeführten Tests zeigen, dass die Gebrauchseigenschaften von Pulverbeton hoch sind. Sie bewähren sich in kleinteiligen Balkonstützen statt Stahl, in Balkonplatten und Loggien im Münchner Wohnbau. Trotz der Tatsache, dass Dispersionsbeton 1,5-1,6-mal teurer ist als gewöhnliche Betonsorten 500-600, sind eine Reihe von Produkten und Konstruktionen, die daraus hergestellt werden, aufgrund einer erheblichen Reduzierung des Betonvolumens 30-50% billiger.

Die Produktionszulassung bei der Herstellung von Stürzen, Pfahlköpfen, Schächten aus dispergiertem Stahlbeton im Betonwerk LLC Penza Concrete und der Produktionsbasis von Stahlbetonprodukten bei CJSC Energoservice bestätigte die hohe Effizienz der Verwendung dieses Betons.

WICHTIGSTE SCHLUSSFOLGERUNGEN UND EMPFEHLUNGEN 1. Die Analyse der Zusammensetzung und Eigenschaften des in Russland hergestellten Dispersionsbetons zeigt, dass dieser aufgrund der geringen Druckfestigkeit des Betons (M 400-600) die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen nicht vollständig erfüllt. In solchen drei-, vier- und selten fünfkomponentigen Betonen wird nicht nur Streubewehrung mit hoher Festigkeit, sondern auch mit normaler Festigkeit zu wenig verwendet.

2. Basierend auf theoretischen Vorstellungen über die Möglichkeit, maximale wasserreduzierende Wirkungen von Fließmitteln in dispergierten Systemen zu erreichen, die keine grobkörnigen Zuschlagstoffe, hohe Reaktivität von Mikrosilica und Gesteinsmehlen enthalten, die gemeinsam die rheologische Wirkung des Joint Ventures verstärken, die Erstellung einer siebenkomponentigen hochfesten feinkörnigen Reaktionspulverbetonmatrix für dünne und relativ kurzgestreute Bewehrung c1 = 0,15–0,20 μm und / = 6 mm, die bei der Betonherstellung keine „Igel“ bildet und geringfügig verringert die Fließfähigkeit von PBS.

4. Die Strukturtopologie von Verbundbindemitteln und Dispersionsbetonen wird aufgezeigt und ihre mathematischen Modelle der Struktur angegeben. Ein Ionendiffusions-Durch-Mörtel-Mechanismus zum Härten von mit Verbundstoff gefüllten Bindemitteln wurde etabliert. Methoden zur Berechnung der durchschnittlichen Abstände zwischen Sandpartikeln in PBS, der geometrischen Mittelpunkte von Fasern in Pulverbeton nach verschiedenen Formeln und für verschiedene Parameter ¡1, 1, c1 werden systematisiert. Die Objektivität der Formel des Autors wird im Gegensatz zu den traditionell verwendeten Formeln gezeigt. Der optimale Abstand und die Dicke der Zementschlämmeschicht in PBS sollten innerhalb liegen

37-44^43-55 bei einem Sandverbrauch von 950-1000 kg und seinen Fraktionen von 0,1-0,5 bzw. 0,140,63 mm.

5. Die rheotechnologischen Eigenschaften von dispergiert-verstärktem und unverstärktem PBS wurden nach den entwickelten Methoden ermittelt. Optimale Ausbreitung von PBS aus einem Kegel mit Abmessungen t > = 100; r!= 70; A = 60 mm sollte 25-30 cm betragen Die Koeffizienten der Abnahme der Ausbreitung in Abhängigkeit von den geometrischen Parametern der Faser und der Abnahme des PBS-Flusses beim Blockieren mit einem Maschenzaun wurden aufgedeckt. Es wird gezeigt, dass zum Gießen von PBS in Formen mit gewebten Volumenmaschenrahmen die Ausbreitung mindestens 28–30 cm betragen sollte.

6. Es wurde ein Verfahren zur Bewertung der reaktiv-chemischen Aktivität von Gesteinsmehlen in zementarmen Mischungen (C:P -1:10) in unter Strangpressdruck gepressten Proben entwickelt. Es wurde festgestellt, dass bei gleicher Aktivität, geschätzt nach 28 Tagen und für lange Zeit

Härtesprünge (1-1,5 Jahre), bei Verwendung in RPBS sollten Pulver aus hochfesten Gesteinen bevorzugt werden: Basalt, Diabas, Dazit, Quarz.

7. Die Prozesse der Strukturbildung von Pulverbetonen wurden untersucht. Es wurde festgestellt, dass Gussmassen in den ersten 10–20 Minuten nach dem Gießen bis zu 40–50 % Lufteinschlüsse abgeben und mit einem Film überzogen werden müssen, der die Bildung einer dichten Kruste verhindert. Mischungen beginnen sich 7-10 Stunden nach dem Gießen aktiv zu setzen und gewinnen nach 1 Tag 30-40 MPa, nach 2 Tagen - 50-60 MPa.

8. Die wichtigsten experimentellen und theoretischen Grundsätze für die Auswahl der Betonzusammensetzung mit einer Festigkeit von 130-150 MPa werden formuliert. Quarzsand zur Sicherstellung einer hohen Fließfähigkeit von PBS sollte eine feinkörnige Fraktion von 0,14-0,63 oder 0,1-0,5 mm mit einer Schüttdichte von 1400-1500 kg/m3 bei einer Fließgeschwindigkeit von 950-1000 kg/m3 sein. Die Dicke der Zwischenschicht der Suspension aus Zementsteinmehl und MF zwischen Sandkörnern sollte innerhalb von 43-55 bzw. 37-44 Mikron liegen, mit einem Wassergehalt und SP, die die Ausbreitung von Mischungen von 25-30 cm gewährleisten. Die Dispersion von PC und Steinmehl sollte ungefähr gleich sein, der Gehalt an MK 15-20 %, der Gehalt an Steinmehl 40-55 % Zement. Durch Variation des Gehalts dieser Faktoren wird die optimale Zusammensetzung entsprechend dem erforderlichen Fließverhalten der Mischung und der maximalen Druckfestigkeit nach 2, 7 und 28 Tagen ausgewählt.

9. Die Zusammensetzungen von feinkörnigen Dispersionsbewehrten Betonen mit einer Druckfestigkeit von 130-150 MPa wurden mit Stahlfasern mit einem Bewehrungsgrad von /4=1% optimiert. Optimale technologische Parameter wurden identifiziert: Das Mischen sollte in Hochgeschwindigkeitsmischern einer speziellen Konstruktion durchgeführt werden, vorzugsweise evakuiert; die Reihenfolge der Beschickung der Komponenten und die Mischarten „Ruhe“ sind streng geregelt.

10. Der Einfluss der Zusammensetzung auf Fließfähigkeit, Dichte, Luftgehalt von dispergiert bewehrtem PBS, auf die Druckfestigkeit von Beton wurde untersucht. Es zeigte sich, dass die Streichfähigkeit von Mischungen ebenso wie die Festigkeit von Beton von einer Reihe rezepturbedingter und technologischer Faktoren abhängen. Bei der Optimierung wurden mathematische Abhängigkeiten der Fließfähigkeit, Festigkeit von einzelnen, wichtigsten Faktoren ermittelt.

11. Einige physikalische und technische Eigenschaften von dispersionsbewehrten Betonen wurden untersucht. Es wird gezeigt, dass Betone mit einer Druckfestigkeit von 120-150 MPa einen Elastizitätsmodul von (44-47)-103 MPa, Poisson-Zahl - 0,31-0,34 (0,17-0,19 für unbewehrt) haben. Luftschrumpfung

hartbewehrter Beton ist 1,3-1,5 mal niedriger als der von unbewehrtem Beton. Hohe Frostbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme und Luftschwindung zeugen von den hohen Gebrauchseigenschaften solcher Betone.

DIE WICHTIGSTEN BESTIMMUNGEN UND ERGEBNISSE DER THESISARBEIT SIND IN DEN FOLGENDEN VERÖFFENTLICHUNGEN ANGEGEBEN

1. Kalaschnikow, S-V. Entwicklung eines Algorithmus und einer Software zur Verarbeitung asymptotischer Exponentialabhängigkeiten [Text] / C.B. Kalaschnikow, D.V. Kvasov, R.I. Avdeev // Proceedings of the 29th Scientific and Technical Conference. - Penza: Verlag des Staates Pensa. Universitätsarchitekt. und Gebäude, 1996. - S. 60-61.

2. Kalaschnikow, S.B. Analyse kinetischer und asymptotischer Abhängigkeiten mit der Methode zyklischer Iterationen [Text] / A.N. Bobryshev, C.B. Kalaschnikow, V. N. Kozomazov, R. I. Avdeev // Vestnik RAASN. Fachbereich Bauwissenschaften, 1999. - Ausgabe. 2. - S. 58-62.

3. Kalaschnikow, S.B. Einige methodische und technologische Aspekte zur Gewinnung ultrafeiner Füllstoffe [Text] / E.Yu. Selivanova, C.B. Kalaschnikow N Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis: Sa. wissenschaftlich Proceedings of the International Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Penza: PSNTP, 2002. - S. 307-309.

4. Kalaschnikow, S.B. Zur Frage der Bewertung der Sperrfunktion eines Fließmittels auf die Kinetik der Zementhärtung [Text] / B.C. Demyanova, A.S. Mishin, Yu.S. Kuznetsov, C.B. Kalaschnikow N Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis: Sa, wissenschaftlich. Proceedings of the International Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Pensa: PDNTP, 2003. - S. 54-60.

5. Kalaschnikow, S.B. Bewertung der Sperrfunktion eines Fließmittels auf die Kinetik der Zementhärtung [Text] / V.I. Kalaschnikow, BC Demyanova, C.B. Kalaschnikow, I.E. Ilyina // Proceedings of the Annual Meeting of the RAASN "Ressourcen- und Energieeinsparung als Motivation für Kreativität im Architektur- und Bauprozess." - Moskau-Kasan, 2003. - S. 476-481.

6. Kalaschnikow, S.B. Moderne Ideen zur Selbstzerstörung von superdichtem Zementstein und Beton mit geringem Haargehalt [Text] / V.I. Kalaschnikow, BC Demyanova, C.B. Kalaschnikow // Bulletin. Ser. Wolga-Regionalabteilung des RAASN, - 2003. Ausgabe. 6. - S. 108-110.

7. Kalaschnikow, S.B. Stabilisierung von Betonmischungen gegen Delaminierung durch polymere Zusatzstoffe [Text] / V.I. Kalaschnikow, BC Demyanova, N. M. Duboshina, C. V. Kalaschnikow // Plastikmassen. - 2003. - Nr. 4. - S. 38-39.

8. Kalaschnikow, S.B. Merkmale der Prozesse der Hydratation und Härtung von Zementstein mit modifizierenden Zusätzen [Text] / V.I. Kalaschnikow, BC Demyanova, I.E. Ilyina, C.B. Kalaschnikow // Izvestia Vuzov. Construction, - Nowosibirsk: 2003. - Nr. 6 - S. 26-29.

9. Kalaschnikow, S.B. Zur Frage der Beurteilung des Schwind- und Schwindrisswiderstandes von mit Feinstfüllstoffen modifiziertem Zementbeton [Text] / B.C. Demyanova, Yu.S. Kuznetsov, IO.M. Bazhenov, E. Yu. Minenko, C.B. Kalaschnikow // Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis: Sa. wissenschaftlich Proceedings of the International Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Pensa: PSNTP, 2004. - S. 10-13.

10. Kalaschnikow, S.B. Reaktionsaktivität von Silizitgesteinen in Zementzusammensetzungen [Text] / B.C. Demyanova, C.B. Kalaschnikow, I.A. Eliseev, E. V. Podrezova, V.N. Shindin, V. Ya. Marusentsev // Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis: Sa. wissenschaftlich Proceedings of the International Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Penza: PDNTP, 2004. - S. 81-85.

11. Kalaschnikow, S.B. Zur Theorie der Erhärtung von Verbundzementbindern [Text] / C.V. Kalaschnikow, V.I. Kalashnikov // Proceedings der internationalen wissenschaftlich-technischen Konferenz "Aktuelle Fragen des Bauens". - Saransk, 2004. -S. 119-124.

12. Kalaschnikow, S.B. Reaktionsaktivität von Schotter in Zementzusammensetzungen [Text] / V.I. Kalaschnikow, BC Demyanova, Yu.S. Kuznetsov, C.V. Kalaschnikow // Iswestija. TulGU. Reihe "Baustoffe, Bauwerke und Anlagen". - Tulle. -2004. - Ausgabe. 7. - S. 26-34.

13. Kalaschnikow, S.B. Zur Theorie der Hydratation von Verbundzement und Schlackenbindern [Text] / V.I. Kalaschnikow, Yu.S. Kuznetsov, V.L. Khvastunov, C.B. Kalaschnikow und Vestnik. Reihe Bauwissenschaften. - Belgorod: - 2005. - Nr. 9-S. 216-221.

14. Kalaschnikow, S.B. Multicomponent als Faktor zur Sicherstellung der polyfunktionalen Eigenschaften von Beton [Text] / Yu.M. Bazhenov, B.C. Demyanova, C.B. Kalaschnikow, G. V. Lukjanenko. VN Grinkov // Neue energie- und ressourcensparende wissenschaftsintensive Technologien in der Baustoffherstellung: Sa. Artikel von Inter-Dunar. Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Pensa: PSNTP, 2005. - S. 4-8.

15. Kalaschnikow, S.B. Schlagzähigkeit von hochfestem dispersionsbewehrtem Beton [Text] / B.C. Demyanova, C.B. Kalaschnikow, G.N. Kasina, V.M. Trostyansky // Neue energie- und ressourcensparende wissenschaftsintensive Technologien in der Baustoffherstellung: Sa. Artikel der Internationalen Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Pensa: PSNTP, 2005. - S. 18-22.

16. Kalaschnikow, S.B. Topologie gemischter Bindemittel mit Füllstoffen und der Mechanismus ihrer Härtung [Text] / Jurgen Schubert, C.B. Kalaschnikow // Neue energie- und ressourcensparende wissenschaftsintensive Technologien in der Baustoffherstellung: Sa. Artikel der Internationalen Wissenschaftliche und technische Konferenz. - Pensa: PDNTP, 2005. - S. 208-214.

17. Kalaschnikow, S.B. Feinkörniger pulverdispersionsbewehrter Beton [Text] I V.I. Kalaschnikow, S.B. Kalaschnikow // Erfolge. Probleme und Perspektiven der Entwicklung. Theorie und Praxis der Baustoffkunde. Zehnte akademische Lesungen von RAASN. - Kasan: Verlag des Kasaner Staates. arch.-Baumeister. un-ta, 2006. - S. 193-196.

18. Kalaschnikow, S.B. Mehrkomponentiger dispersionsbewehrter Beton mit verbesserten Gebrauchseigenschaften [Text] / B.C. Demyanova, C.B. Kalaschnikow, G.N. Kasina, V.M. Trostyansky // Erfolge. Probleme und Perspektiven der Entwicklung. Theorie und Praxis der Baustoffkunde. Zehnte akademische Lesungen von RAASN. - Kasan: Verlag des Kasaner Staates. arch.-Baumeister. un-ta, 2006.-p. 161-163.

Kalaschnikow Sergej Wladimirowitsch

FEINKÖRNIGE REAKTIONSPULVERDISPERSION AUS STREIFENBETON MIT FELSEN

23.05.05 - Baustoffe und Produkte Kurzfassung der Dissertation für den Grad des Anwärters der technischen Wissenschaften

Drucksigniert 5.06.06 Format 60x84/16. Offsetpapier. Risograph-Druck. Uh. ed. l. eines . Auflage 100 Exemplare.

Bestell-Nr.114 _

Verlag PGUAS.

Gedruckt in der Betriebsdruckerei von PGUAS.

440028. Penza, str. G. Titow, 28.

4 EINFÜHRUNG.

KAPITEL 1 MODERNE ANSICHTEN UND BASIS

PRINZIPIEN FÜR DIE ERHALTUNG VON HOCHWERTIGEM PULVERBETON.

1.1 Ausländische und inländische Erfahrung in der Verwendung von hochwertigem Beton und Faserbeton.

1.2 Die Mehrkomponentennatur von Beton als Faktor zur Sicherstellung der Gebrauchseigenschaften.

1.3 Motivation für die Entstehung hochfester und höchstfester Reaktionspulverbetone und faserverstärkter Betone.

1.4 Die hohe Reaktivität dispergierter Pulver ist die Grundlage für die Erzielung hochwertiger Betone.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 1.

KAPITEL 2 AUSGANGSMATERIALIEN, FORSCHUNGSMETHODEN,

INSTRUMENTE UND AUSRÜSTUNG.

2.1 Eigenschaften von Rohstoffen.

2.2 Forschungsmethoden, Instrumente und Ausrüstung.

2.2.1 Technologie der Rohstoffaufbereitung und Bewertung ihrer Reaktionsaktivität.

2.2.2 Technologie zur Herstellung von Pulverbetonmischungen und me

Heute ihrer Tests.

2.2.3 Forschungsmethoden. Geräte und Ausrüstung.

KAPITEL 3 TOPOLOGIE DISPERSIVE SYSTEME, DISPERSIV

STAHLPULVERBETON UND

DER MECHANISMUS IHRER HÄRTUNG.

3.1 Topologie von Kompositbindern und Mechanismus ihrer Härtung.

3.1.1 Strukturelle und topologische Analyse von Verbundbindern. 59 P 3.1.2 Der Mechanismus der Hydratation und Härtung von Kompositbindern - als Ergebnis der strukturellen Topologie der Zusammensetzungen.

3.1.3 Topologie dispergiert bewehrter Feinkornbetone.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 3.

KAPITEL 4 RHEOLOGISCHER ZUSTAND VON SUPERPLASTISIERT DISPERSIVEN SYSTEMEN, PULVERBETONMISCHUNGEN UND DIE METHODE IHRER BEWERTUNG.

4.1 Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der Bruchscherspannung und Fließfähigkeit von dispergierten Systemen und feinkörnigen Pulverbetonmischungen.

4.2 Experimentelle Bestimmung der rheologischen Eigenschaften disperser Systeme und feinkörniger Pulvermischungen.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 4.

KAPITEL 5 BEWERTUNG DER REAKTIVEN AKTIVITÄT VON FELSEN UND UNTERSUCHUNG VON REAKTIONSPULVERMISCHUNGEN UND BETON.

5.1 Reaktivität von mit Zement vermischtem Gestein.-■.

5.2 Grundsätze zur Auswahl der Zusammensetzung von pulverdispersionsbewehrtem Beton unter Berücksichtigung der Materialanforderungen.

5.3 Rezeptur für feinkörnigen, pulverdispersionsbewehrten Beton.

5.4 Vorbereitung der Betonmischung.

5.5 Einfluss von Zusammensetzungen von Pulverbetonmischungen auf ihre Eigenschaften und axiale Druckfestigkeit.

5.5.1 Einfluss der Art der Fließmittel auf die Streichfähigkeit der Betonmischung und die Festigkeit des Betons.

5.5.2 Einfluss der Fließmitteldosierung.

5.5.3 Einfluss der Microsilica-Dosierung.

5.5.4 Einfluss des Basalt- und Sandanteils auf die Festigkeit.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 5.

KAPITEL 6 PHYSIKALISCHE UND TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON BETON UND IHRE

TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE BEWERTUNG.

6.1 Kinetische Merkmale der Festigkeitsbildung von RPB und Fibro-RPB.

6.2 Verformungseigenschaften von Faser-RPB.

6.3 Volumenänderungen in Betonpulver.

6.4 Wasseraufnahme von dispersionsbewehrten Pulverbetonen.

6.5 Machbarkeitsstudie und Produktionsimplementierung des RPM.

Einführung 2006, Dissertation über das Bauwesen, Kalaschnikow, Sergej Wladimirowitsch

Relevanz des Themas. In der weltweiten Praxis der Beton- und Stahlbetonherstellung nimmt die Produktion von hochwertigem, hoch- und extrahochfestem Beton von Jahr zu Jahr rapide zu, und dieser Fortschritt ist aufgrund erheblicher Material- und Energieeinsparungen zu einer objektiven Realität geworden Ressourcen.

Mit einer signifikanten Erhöhung der Druckfestigkeit von Beton nimmt zwangsläufig die Rissfestigkeit ab und das Risiko eines Sprödbruchs von Bauwerken steigt. Die dispergierte Bewehrung von Beton mit Fasern beseitigt diese negativen Eigenschaften, wodurch Beton der Klassen über 80-100 mit einer Festigkeit von 150-200 MPa hergestellt werden kann, der eine neue Qualität aufweist - die viskose Natur der Zerstörung.

Die Auswertung wissenschaftlicher Arbeiten auf dem Gebiet der dispersionsbewehrten Betone und deren Herstellung in der heimischen Praxis zeigt, dass die Hauptausrichtung nicht die Ziele verfolgt, hochfeste Matrizen in solchen Betonen einzusetzen. Die Druckfestigkeitsklasse des Dispersionsbewehrten Betons bleibt extrem niedrig und ist auf B30-B50 begrenzt. Dies erlaubt es nicht, eine gute Haftung der Faser an der Matrix zu gewährleisten, um die Stahlfaser selbst bei geringer Zugfestigkeit vollständig zu nutzen. Darüber hinaus werden theoretisch Betonprodukte mit freigelegten Fasern mit einem volumetrischen Verstärkungsgrad von 5-9% entwickelt und in der Praxis Betonprodukte hergestellt; Sie werden unter dem Einfluss von Vibrationen mit weichmacherfreien "fetten" hochschrumpfenden Zement-Sand-Mörteln der Zusammensetzung: Zement-Sand -1: 0,4 + 1: 2,0 bei W / C = 0,4 vergossen, was äußerst verschwenderisch ist und das Niveau wiederholt Arbeit im Jahr 1974 Bedeutende wissenschaftliche Errungenschaften auf dem Gebiet der Herstellung von superplastifiziertem VNV, mikrodispersen Mischungen mit Mikrosilika, mit reaktiven Pulvern aus hochfesten Gesteinen, ermöglichten es, die wasserreduzierende Wirkung unter Verwendung von Superplastifizierern oligomerer Zusammensetzung und Hyperplastifizierern von Polymeren auf 60% zu erhöhen Komposition. Diese Errungenschaften wurden nicht zur Grundlage für die Herstellung von hochfestem Stahlbeton oder feinkörnigen Pulverbetonen aus gegossenen selbstverdichtenden Mischungen. In der Zwischenzeit entwickeln die fortgeschrittenen Länder aktiv neue Generationen von Reaktionspulverbetonen, die mit dispergierten Fasern verstärkt sind, gewebte, fließende, dreidimensionale, feinmaschige Rahmen, deren Kombination mit Stäben oder Stäben mit dispergierter Bewehrung.

All dies bestimmt die Relevanz der Schaffung von hochfestem feinkörnigem Reaktionspulver, dispergiertem Stahlbeton der Klassen 1000-1500, die nicht nur beim Bau verantwortungsvoller einzigartiger Gebäude und Strukturen, sondern auch für Allzweckprodukte und hochwirtschaftlich sind Strukturen.

Die Dissertationsarbeit wurde in Übereinstimmung mit den Programmen des Instituts für Baustoffe und Konstruktionen der Technischen Universität München (Deutschland) und der Initiativarbeit der Abteilung TBKiV PGUAS und dem wissenschaftlichen und technischen Programm des Bildungsministeriums durchgeführt Russland „Wissenschaftliche Forschung der Hochschulbildung in vorrangigen Bereichen der Wissenschaft und Technologie“ im Rahmen des Unterprogramms „Architektur und Bauwesen“ 2000-2004

Zweck und Ziele der Studie. Ziel der Dissertationsarbeit ist die Entwicklung von Zusammensetzungen hochfester feinkörniger Reaktionspulverbetone, einschließlich dispergierter Stahlbetone, unter Verwendung von Schotter.

Um dieses Ziel zu erreichen, war es notwendig, eine Reihe der folgenden Aufgaben zu lösen:

Aufzeigen der theoretischen Voraussetzungen und Beweggründe für die Herstellung von mehrkomponentigen feinkörnigen Pulverbetonen mit einer sehr dichten, hochfesten Matrix, die durch Gießen bei ultraniedrigem Wassergehalt erhalten wird und die Herstellung von Betonen mit duktilem Charakter während der Zerstörung und hoher Zugfestigkeit ermöglicht Kraft beim Biegen;

Aufdecken der strukturellen Topologie von Verbundbindemitteln und dispergiert verstärkten feinkörnigen Zusammensetzungen, um mathematische Modelle ihrer Struktur zum Abschätzen der Abstände zwischen groben Füllstoffpartikeln und zwischen den geometrischen Mittelpunkten von Verstärkungsfasern zu erhalten;

Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der rheologischen Eigenschaften von in Wasser dispergierten Systemen, feinkörnigen, mit Pulverdispersion verstärkten Zusammensetzungen; ihre rheologischen Eigenschaften zu untersuchen;

Den Mechanismus der Härtung gemischter Bindemittel aufdecken, die Prozesse der Strukturbildung untersuchen;

Stellen Sie die erforderliche Fließfähigkeit von mehrkomponentigen feinkörnigen Pulverbetonmischungen her, die das Füllen von Formen mit einer Mischung mit niedriger Viskosität und extrem niedriger Streckgrenze gewährleistet;

Zur Optimierung der Zusammensetzungen von feinkörnigen Dispersionsbetonmischungen mit Fasern d = 0,1 mm und / = 6 mm mit einem Mindestgehalt, der ausreicht, um die Dehnbarkeit des Betons zu erhöhen, die Herstellungstechnologie und die Wirkung der Rezeptur auf ihre Fließfähigkeit festzulegen, Dichte, Luftgehalt, Festigkeit und andere physikalische und technische Eigenschaften von Betonen.

Wissenschaftliche Neuheit der Arbeit.

1. Wissenschaftlich begründete und experimentell bestätigte Möglichkeit, hochfeste feinkörnige Zementpulverbetone, einschließlich dispergiert bewehrter Betonmischungen, aus Betonmischungen ohne Schotter mit feinen Quarzsandfraktionen, mit reaktiven Gesteinsmehlen und Mikrosilika zu erhalten, mit einer signifikanten Die Wirksamkeit von Fließmitteln erhöhen den Wassergehalt in der gegossenen selbstverdichtenden Mischung auf bis zu 10-11 % (entsprechend halbtrockener Mischung zum Pressen ohne Fugen) der Masse der Trockenkomponenten.

2. Theoretische Grundlagen für Methoden zur Bestimmung der Streckgrenze superplastifizierter flüssigkeitsartiger disperser Systeme wurden entwickelt und Methoden zur Bewertung der Streichfähigkeit von Pulverbetonmischungen mit freier Verteilung und Blockierung mit einem Gitterzaun wurden vorgeschlagen.

3. Die topologische Struktur von Verbundbindemitteln und Pulverbetonen, einschließlich dispergiert bewehrter Betone, wurde aufgedeckt. Es werden mathematische Modelle ihrer Struktur erhalten, die die Abstände zwischen groben Partikeln und zwischen den geometrischen Mittelpunkten von Fasern im Betonkörper bestimmen.

4. Theoretisch vorhergesagt und experimentell nachgewiesen überwiegend durch den Lösungsdiffusions-Ionen-Mechanismus der Aushärtung von Komposit-Zementbindemitteln, der mit zunehmendem Gehalt des Füllstoffs bzw. einer deutlichen Erhöhung seiner Dispersion im Vergleich zur Zementdispersion zunimmt.

5. Die Prozesse der Strukturbildung von feinkörnigen Pulverbetonen wurden untersucht. Es zeigt sich, dass Pulverbetone aus Fließbetonmischungen viel dichter sind, die Kinetik ihrer Festigkeitszunahme intensiver ist und die Standardfestigkeit deutlich höher ist als Betone ohne SP, die bei gleichem Wassergehalt unter Druck gepresst werden von 40–50 MPa. Es wurden Kriterien zur Bewertung der reaktiv-chemischen Aktivität von Pulvern entwickelt.

6. Die Zusammensetzungen von feinkörnigen dispergierten Stahlbetonmischungen mit feinen Stahlfasern mit einem Durchmesser von 0,15 und einer Länge von 6 mm, die Technologie ihrer Herstellung, die Reihenfolge der Einführung der Komponenten und die Dauer des Mischens wurden optimiert; Der Einfluss der Zusammensetzung auf die Fließfähigkeit, Dichte, den Luftgehalt von Betonmischungen und die Druckfestigkeit von Beton wurde nachgewiesen.

7. Es wurden einige physikalische und technische Eigenschaften von Betonen mit dispergiertem Stahlpulver und die Hauptregelmäßigkeiten des Einflusses verschiedener Vorschriftsfaktoren auf sie untersucht.

Die praktische Bedeutung der Arbeit liegt in der Entwicklung neuer gegossener feinkörniger Pulverbetonmischungen mit Fasern zum Gießen von Formen für Produkte und Bauwerke, sowohl ohne als auch mit kombinierter Stabbewehrung oder ohne Fasern zum Gießen von Formen mit vorgefertigten volumetrisch gewebten fein- Mesh-Rahmen. Durch die Verwendung hochverdichteter Betonmischungen ist es möglich, hochrissfeste gebogene oder verdichtete Stahlbetonkonstruktionen mit duktilem Bruchbild unter Einwirkung von Bruchlasten herzustellen.

Eine hochdichte, hochfeste Verbundmatrix mit einer Druckfestigkeit von 120–150 MPa wurde erhalten, um die Haftung an Metall zu erhöhen, um eine dünne und kurze hochfeste Faser von 0,040,15 mm und einer Länge von 6–9 zu verwenden mm, was es ermöglicht, den Verbrauch und den Fließwiderstand von Betonmischungen für Gießtechnologien zur Herstellung von dünnwandigen filigranen Produkten mit hoher Zugfestigkeit beim Biegen zu reduzieren.

Neuartige feinkörnige pulverdispersionsbewehrte Betone erweitern das Angebot an hochfesten Produkten und Konstruktionen für unterschiedliche Bauarten.

Die Rohstoffbasis natürlicher Füllstoffe aus Rechengut der Steinbrechung, Trocken- und Nassmagnetabscheidung bei der Gewinnung und Anreicherung von Erzen und nichtmetallischen Mineralien wurde erweitert.

Die Wirtschaftlichkeit der entwickelten Betone besteht in einer deutlichen Reduzierung des Materialverbrauchs durch Reduzierung der Betonmischungskosten für die Herstellung hochfester Produkte und Bauwerke.

Umsetzung von Forschungsergebnissen. Die entwickelten Zusammensetzungen haben Produktionstests bei Penza Concrete Concrete Plant LLC und in der Betonfertigteilproduktionsbasis von Energoservice CJSC bestanden und werden in München bei der Herstellung von Balkonstützen, Platten und anderen Produkten im Wohnungsbau verwendet.

Approbation der Arbeit. Die wichtigsten Bestimmungen und Ergebnisse der Dissertationsarbeit wurden auf internationalen und gesamtrussischen wissenschaftlichen und technischen Konferenzen vorgestellt und berichtet: "Junge Wissenschaft - das neue Jahrtausend" (Naberezhnye Chelny, 1996), "Fragen der Planung und Stadtentwicklung" (Penza , 1996, 1997, 1999 d), „Moderne Probleme der Baustoffkunde“ (Penza, 1998), „Modernes Bauen“ (1998), Internationale wissenschaftliche und technische Konferenzen „Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis“ (Penza, 2002,

2003, 2004, 2005), „Ressourcen- und Energieeinsparung als Motivation für Kreativität im architektonischen Bauprozess“ (Moskau-Kasan, 2003), „Aktuelle Fragen des Bauens“ (Saransk, 2004), „Neue Energie und Ressourceneinsparung High-Tech-Technologien bei der Herstellung von Baumaterialien "(Penza, 2005), die Allrussische wissenschaftliche und praktische Konferenz "Stadtplanung, Wiederaufbau und technische Unterstützung für die nachhaltige Entwicklung von Städten in der Wolga-Region" (Tolyatti, 2004), Akademische Lesungen des RAASN „Errungenschaften, Probleme und vielversprechende Richtungen der Entwicklung der Theorie und Praxis der Baustoffkunde“ (Kasan, 2006).

Veröffentlichungen. Basierend auf den Forschungsergebnissen wurden 27 Artikel veröffentlicht (2 Artikel in Zeitschriften gemäß HAC-Liste).

Struktur und Umfang der Arbeit. Die Dissertationsarbeit besteht aus einer Einleitung, 6 Kapiteln, Hauptschlussfolgerungen, Anwendungen und einer Liste der verwendeten Literatur von 160 Titeln, präsentiert auf 175 Seiten maschinengeschriebenen Textes, enthält 64 Abbildungen, 33 Tabellen.

Fazit Dissertation zum Thema „Feinkörnige Reaktionspulver dispergierte Stahlbetone unter Verwendung von Gesteinen“

1. Die Analyse der Zusammensetzung und Eigenschaften des in Russland hergestellten dispergierten Stahlbetons zeigt, dass dieser aufgrund der geringen Druckfestigkeit des Betons (M 400-600) die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen nicht vollständig erfüllt. In solchen drei-, vier- und selten fünfkomponentigen Betonen wird nicht nur eine verteilte Bewehrung mit hoher Festigkeit, sondern auch mit normaler Festigkeit zu wenig verwendet.

2. Basierend auf theoretischen Vorstellungen über die Möglichkeit, maximale wasserreduzierende Wirkungen von Fließmitteln in dispergierten Systemen zu erreichen, die keine grobkörnigen Zuschlagstoffe, hohe Reaktivität von Silikastaub und Gesteinsmehlen enthalten, die gemeinsam die rheologische Wirkung des Joint Ventures verstärken, die Schaffung einer siebenkomponentigen hochfesten feinkörnigen Reaktionspulver-Betonmatrix für dünne und relativ kurzgestreute Bewehrung d = 0,15–0,20 μm und / = 6 mm, die bei der Betonherstellung keine „Igel“ bildet und verringert leicht die Fließfähigkeit von PBS.

3. Es wird gezeigt, dass das Hauptkriterium für den Erhalt von hochdichtem PBS die hohe Fließfähigkeit einer sehr dichten Zementierungsmischung aus Zement, MK, Gesteinsmehl und Wasser ist, die durch die Zugabe von SP bereitgestellt wird. In diesem Zusammenhang wurde eine Methodik zur Bewertung der rheologischen Eigenschaften von dispersen Systemen und PBS entwickelt. Es wurde festgestellt, dass eine hohe Fließfähigkeit von PBS bei einer Grenzscherspannung von 5–10 Pa und einem Wassergehalt von 10–11 % der Masse der Trockenkomponenten gewährleistet ist.

4. Die Strukturtopologie von Verbundbindemitteln und Dispersionsbetonen wird aufgezeigt und ihre mathematischen Modelle der Struktur angegeben. Ein Ionendiffusions-Durch-Mörtel-Mechanismus zum Härten von mit Verbundstoff gefüllten Bindemitteln wurde etabliert. Methoden zur Berechnung der durchschnittlichen Abstände zwischen Sandpartikeln in PBS, die geometrischen Zentren der Fasern in Pulverbeton werden nach verschiedenen Formeln und für verschiedene Parameter //, /, d systematisiert. Die Objektivität der Formel des Autors wird im Gegensatz zu den traditionell verwendeten Formeln gezeigt. Der optimale Abstand und die optimale Dicke der Zementschlammschicht in PBS sollte innerhalb von 37-44 + 43-55 Mikrometern bei einem Sandverbrauch von 950-1000 kg und seinen Anteilen von 0,1-0,5 bzw. 0,14-0,63 mm liegen.

5. Die rheotechnologischen Eigenschaften von dispergiert-verstärktem und unverstärktem PBS wurden nach den entwickelten Methoden ermittelt. Optimale Ausbreitung von PBS aus einem Kegel mit den Abmessungen D = 100; d=70; h = 60 mm sollte 25-30 cm betragen Es wurden die Koeffizienten der Abnahme der Ausbreitung in Abhängigkeit von den geometrischen Parametern der Faser und der Abnahme des PBS-Flusses beim Blockieren mit einem Maschenzaun aufgedeckt. Es wird gezeigt, dass zum Gießen von PBS in Formen mit gewebten Volumenmaschenrahmen die Ausbreitung mindestens 28–30 cm betragen sollte.

6. Es wurde ein Verfahren entwickelt, um die reaktiv-chemische Aktivität von Gesteinsmehlen in zementarmen Mischungen (C:P - 1:10) in Proben zu bewerten, die unter Extrusionsdruck gepresst wurden. Es wurde festgestellt, dass bei gleicher Aktivität, geschätzt nach Festigkeit nach 28 Tagen und bei langen Erhärtungssprüngen (1-1,5 Jahre), bei der Verwendung in RPBS Pulvern aus hochfesten Gesteinen der Vorzug gegeben werden sollte: Basalt, Diabas, Dazit, Quarz.

7. Die Prozesse der Strukturbildung von Pulverbetonen wurden untersucht. Es wurde festgestellt, dass Gussmassen in den ersten 10–20 Minuten nach dem Gießen bis zu 40–50 % Lufteinschlüsse abgeben und mit einem Film überzogen werden müssen, der die Bildung einer dichten Kruste verhindert. Mischungen beginnen sich 7-10 Stunden nach dem Gießen aktiv zu setzen und gewinnen nach 1 Tag 30-40 MPa, nach 2 Tagen - 50-60 MPa.

8. Die wichtigsten experimentellen und theoretischen Grundsätze für die Auswahl der Betonzusammensetzung mit einer Festigkeit von 130-150 MPa werden formuliert. Quarzsand, um eine hohe Fließfähigkeit von PBS zu gewährleisten, sollte eine feinkörnige Fraktion sein

0,14-0,63 bzw. 0,1-0,5 mm bei einer Schüttdichte von 1400-1500 kg/m3 bei einer Fließgeschwindigkeit von 950-1000 kg/m. Die Dicke der Zwischenschicht aus Suspension von Zementsteinmehl und MF zwischen Sandkörnern sollte im Bereich von 43-55 bzw. 37-44 Mikron liegen, wobei der Gehalt an Wasser und SP eine Ausbreitung der Mischungen von 2530 cm gewährleistet Die Dispersion von PC und Steinmehl sollte ungefähr gleich sein, der Gehalt an MK 15-20%, der Gehalt an Steinmehl 40-55 Gew.-% Zement. Durch Variation des Gehalts dieser Faktoren wird die optimale Zusammensetzung entsprechend dem erforderlichen Durchfluss der Mischung und der maximalen Druckfestigkeit nach 2,7 und 28 Tagen ausgewählt.

9. Die Zusammensetzungen feinkörniger Dispersionsbetone mit einer Druckfestigkeit von 130–150 MPa wurden unter Verwendung von Stahlfasern mit einem Bewehrungskoeffizienten // = 1 % optimiert. Optimale technologische Parameter wurden identifiziert: Das Mischen sollte in Hochgeschwindigkeitsmischern spezieller Bauart, vorzugsweise vakuumbetrieben, durchgeführt werden; die Reihenfolge der Beschickung der Komponenten und die Mischarten „Ruhe“ sind streng geregelt.

10. Der Einfluss der Zusammensetzung auf Fließfähigkeit, Dichte, Luftgehalt von dispergiert bewehrtem PBS, auf die Druckfestigkeit von Beton wurde untersucht. Es zeigte sich, dass die Streichfähigkeit von Mischungen ebenso wie die Festigkeit von Beton von einer Reihe rezepturbedingter und technologischer Faktoren abhängen. Bei der Optimierung wurden mathematische Abhängigkeiten der Fließfähigkeit, Festigkeit von einzelnen, wichtigsten Faktoren ermittelt.

11. Einige physikalische und technische Eigenschaften von dispergiertem Stahlbeton wurden untersucht. Es zeigt sich, dass Betone mit einer Druckfestigkeit von 120l

150 MPa haben einen Elastizitätsmodul (44-47) -10 MPa, Poisson-Zahl -0,31-0,34 (0,17-0,19 - für unverstärkt). Das Luftschwinden von dispergiertem Stahlbeton ist 1,3- bis 1,5-mal geringer als das von unbewehrtem Beton. Hohe Frostbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme und Luftschwindung zeugen von den hohen Gebrauchseigenschaften solcher Betone.

12. Produktionszulassung und Durchführbarkeitsstudie weisen auf die Notwendigkeit hin, die Produktion zu organisieren und den feinkörnigen Stahlbeton mit feinkörnigem Reaktionspulver dispergiert in das Bauwesen einzuführen.

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KAPITEL 1 MODERNE ANSICHTEN UND BASIS

PRINZIPIEN FÜR DIE ERHALTUNG VON HOCHWERTIGEM PULVERBETON.

1.1 Ausländische und inländische Erfahrung in der Verwendung von hochwertigem Beton und Faserbeton.

1.2 Die Mehrkomponentennatur von Beton als Faktor zur Sicherstellung der Gebrauchseigenschaften.

1.3 Motivation für die Entstehung hochfester und höchstfester Reaktionspulverbetone und faserverstärkter Betone.

1.4 Die hohe Reaktivität dispergierter Pulver ist die Grundlage für die Erzielung hochwertiger Betone.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 1.

KAPITEL 2 AUSGANGSMATERIALIEN, FORSCHUNGSMETHODEN,

INSTRUMENTE UND AUSRÜSTUNG.

2.1 Eigenschaften von Rohstoffen.

2.2 Forschungsmethoden, Instrumente und Ausrüstung.

2.2.1 Technologie der Rohstoffaufbereitung und Bewertung ihrer Reaktionsaktivität.

2.2.2 Technologie zur Herstellung von Pulverbetonmischungen und me

Heute ihrer Tests.

2.2.3 Forschungsmethoden. Geräte und Ausrüstung.

KAPITEL 3 TOPOLOGIE DISPERSIVE SYSTEME, DISPERSIV

STAHLPULVERBETON UND

DER MECHANISMUS IHRER HÄRTUNG.

3.1 Topologie von Kompositbindern und Mechanismus ihrer Härtung.

3.1.1 Strukturelle und topologische Analyse von Verbundbindern. 59 P 3.1.2 Der Mechanismus der Hydratation und Härtung von Kompositbindern - als Ergebnis der strukturellen Topologie der Zusammensetzungen.

3.1.3 Topologie dispergiert bewehrter Feinkornbetone.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 3.

KAPITEL 4 RHEOLOGISCHER ZUSTAND VON SUPERPLASTISIERT DISPERSIVEN SYSTEMEN, PULVERBETONMISCHUNGEN UND DIE METHODE IHRER BEWERTUNG.

4.1 Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der Bruchscherspannung und Fließfähigkeit von dispergierten Systemen und feinkörnigen Pulverbetonmischungen.

4.2 Experimentelle Bestimmung der rheologischen Eigenschaften disperser Systeme und feinkörniger Pulvermischungen.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 4.

KAPITEL 5 BEWERTUNG DER REAKTIVEN AKTIVITÄT VON FELSEN UND UNTERSUCHUNG VON REAKTIONSPULVERMISCHUNGEN UND BETON.

5.1 Reaktivität von mit Zement vermischtem Gestein.-■.

5.2 Grundsätze zur Auswahl der Zusammensetzung von pulverdispersionsbewehrtem Beton unter Berücksichtigung der Materialanforderungen.

5.3 Rezeptur für feinkörnigen, pulverdispersionsbewehrten Beton.

5.4 Vorbereitung der Betonmischung.

5.5 Einfluss von Zusammensetzungen von Pulverbetonmischungen auf ihre Eigenschaften und axiale Druckfestigkeit.

5.5.1 Einfluss der Art der Fließmittel auf die Streichfähigkeit der Betonmischung und die Festigkeit des Betons.

5.5.2 Einfluss der Fließmitteldosierung.

5.5.3 Einfluss der Microsilica-Dosierung.

5.5.4 Einfluss des Basalt- und Sandanteils auf die Festigkeit.

SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU KAPITEL 5.

KAPITEL 6 PHYSIKALISCHE UND TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON BETON UND IHRE

TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE BEWERTUNG.

6.1 Kinetische Merkmale der Festigkeitsbildung von RPB und Fibro-RPB.

6.2 Verformungseigenschaften von Faser-RPB.

6.3 Volumenänderungen in Betonpulver.

6.4 Wasseraufnahme von dispersionsbewehrten Pulverbetonen.

6.5 Machbarkeitsstudie und Produktionsimplementierung des RPM.

Empfohlene Dissertationsliste

• Zusammensetzung, topologische Struktur und rheotechnologische Eigenschaften rheologischer Matrizen zur Herstellung von Betonen der neuen Generation 2011, Kandidat der technischen Wissenschaften Ananyev, Sergey Viktorovich

• Gedämpfter Sandbeton einer neuen Generation auf einem Reaktionspulverbindemittel 2013, Kandidat der technischen Wissenschaften Valiev, Damir Maratovich

• Hochfester feinkörniger Basaltfaserbeton 2009, Kandidat der technischen Wissenschaften Borovskikh, Igor Viktorovich

• Pulveraktivierter hochfester Sandbeton und faserverstärkter Beton mit geringem spezifischem Zementverbrauch pro Festigkeitseinheit 2012, Kandidat der Technischen Wissenschaften Volodin, Vladimir Mikhailovich

• Pulveraktivierter hochfester Beton und faserverstärkter Beton mit geringem spezifischem Zementverbrauch pro Festigkeitseinheit 2011 Ph. D. Khvastunov, Alexey Viktorovich

Einführung in die Arbeit (Teil des Abstracts) zum Thema "Feinkörniger Reaktionspulver dispergierter Stahlbeton unter Verwendung von Gesteinen"

Relevanz des Themas. In der weltweiten Praxis der Beton- und Stahlbetonherstellung nimmt die Produktion von hochwertigem, hoch- und extrahochfestem Beton von Jahr zu Jahr rapide zu, und dieser Fortschritt ist aufgrund erheblicher Material- und Energieeinsparungen zu einer objektiven Realität geworden Ressourcen.

Mit einer signifikanten Erhöhung der Druckfestigkeit von Beton nimmt zwangsläufig die Rissfestigkeit ab und das Risiko eines Sprödbruchs von Bauwerken steigt. Die dispergierte Bewehrung von Beton mit Fasern beseitigt diese negativen Eigenschaften, wodurch Beton der Klassen über 80-100 mit einer Festigkeit von 150-200 MPa hergestellt werden kann, der eine neue Qualität aufweist - die viskose Natur der Zerstörung.

Die Auswertung wissenschaftlicher Arbeiten auf dem Gebiet der dispersionsbewehrten Betone und deren Herstellung in der heimischen Praxis zeigt, dass die Hauptausrichtung nicht die Ziele verfolgt, hochfeste Matrizen in solchen Betonen einzusetzen. Die Druckfestigkeitsklasse des Dispersionsbewehrten Betons bleibt extrem niedrig und ist auf B30-B50 begrenzt. Dies erlaubt es nicht, eine gute Haftung der Faser an der Matrix zu gewährleisten, um die Stahlfaser selbst bei geringer Zugfestigkeit vollständig zu nutzen. Darüber hinaus werden theoretisch Betonprodukte mit freigelegten Fasern mit einem volumetrischen Verstärkungsgrad von 5-9% entwickelt und in der Praxis Betonprodukte hergestellt; Sie werden unter dem Einfluss von Vibrationen mit weichmacherfreien "fetten" hochschrumpfenden Zement-Sand-Mörteln der Zusammensetzung: Zement-Sand -1: 0,4 + 1: 2,0 bei W / C = 0,4 vergossen, was äußerst verschwenderisch ist und das Niveau wiederholt Arbeit im Jahr 1974 Bedeutende wissenschaftliche Errungenschaften auf dem Gebiet der Herstellung von superplastifiziertem VNV, mikrodispersen Mischungen mit Mikrosilika, mit reaktiven Pulvern aus hochfesten Gesteinen, ermöglichten es, die wasserreduzierende Wirkung unter Verwendung von Superplastifizierern oligomerer Zusammensetzung und Hyperplastifizierern von Polymeren auf 60% zu erhöhen Komposition. Diese Errungenschaften wurden nicht zur Grundlage für die Herstellung von hochfestem Stahlbeton oder feinkörnigen Pulverbetonen aus gegossenen selbstverdichtenden Mischungen. In der Zwischenzeit entwickeln die fortgeschrittenen Länder aktiv neue Generationen von Reaktionspulverbetonen, die mit dispergierten Fasern verstärkt sind, gewebte, fließende, dreidimensionale, feinmaschige Rahmen, deren Kombination mit Stäben oder Stäben mit dispergierter Bewehrung.

All dies bestimmt die Relevanz der Schaffung von hochfestem feinkörnigem Reaktionspulver, dispergiertem Stahlbeton der Klassen 1000-1500, die nicht nur beim Bau verantwortungsvoller einzigartiger Gebäude und Strukturen, sondern auch für Allzweckprodukte und hochwirtschaftlich sind Strukturen.

Die Dissertationsarbeit wurde in Übereinstimmung mit den Programmen des Instituts für Baustoffe und Konstruktionen der Technischen Universität München (Deutschland) und der Initiativarbeit der Abteilung TBKiV PGUAS und dem wissenschaftlichen und technischen Programm des Bildungsministeriums durchgeführt Russland „Wissenschaftliche Forschung der Hochschulbildung in vorrangigen Bereichen der Wissenschaft und Technologie“ im Rahmen des Unterprogramms „Architektur und Bauwesen“ 2000-2004

Zweck und Ziele der Studie. Ziel der Dissertationsarbeit ist die Entwicklung von Zusammensetzungen hochfester feinkörniger Reaktionspulverbetone, einschließlich dispergierter Stahlbetone, unter Verwendung von Schotter.

Um dieses Ziel zu erreichen, war es notwendig, eine Reihe der folgenden Aufgaben zu lösen:

Aufzeigen der theoretischen Voraussetzungen und Beweggründe für die Herstellung von mehrkomponentigen feinkörnigen Pulverbetonen mit einer sehr dichten, hochfesten Matrix, die durch Gießen bei ultraniedrigem Wassergehalt erhalten wird und die Herstellung von Betonen mit duktilem Charakter während der Zerstörung und hoher Zugfestigkeit ermöglicht Kraft beim Biegen;

Aufdecken der strukturellen Topologie von Verbundbindemitteln und dispergiert verstärkten feinkörnigen Zusammensetzungen, um mathematische Modelle ihrer Struktur zum Abschätzen der Abstände zwischen groben Füllstoffpartikeln und zwischen den geometrischen Mittelpunkten von Verstärkungsfasern zu erhalten;

Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der rheologischen Eigenschaften von in Wasser dispergierten Systemen, feinkörnigen, mit Pulverdispersion verstärkten Zusammensetzungen; ihre rheologischen Eigenschaften zu untersuchen;

Den Mechanismus der Härtung gemischter Bindemittel aufdecken, die Prozesse der Strukturbildung untersuchen;

Stellen Sie die erforderliche Fließfähigkeit von mehrkomponentigen feinkörnigen Pulverbetonmischungen her, die das Füllen von Formen mit einer Mischung mit niedriger Viskosität und extrem niedriger Streckgrenze gewährleistet;

Zur Optimierung der Zusammensetzungen von feinkörnigen Dispersionsbetonmischungen mit Fasern d = 0,1 mm und / = 6 mm mit einem Mindestgehalt, der ausreicht, um die Dehnbarkeit des Betons zu erhöhen, die Herstellungstechnologie und die Wirkung der Rezeptur auf ihre Fließfähigkeit festzulegen, Dichte, Luftgehalt, Festigkeit und andere physikalische und technische Eigenschaften von Betonen.

Wissenschaftliche Neuheit der Arbeit.

1. Wissenschaftlich begründete und experimentell bestätigte Möglichkeit, hochfeste feinkörnige Zementpulverbetone, einschließlich dispergiert bewehrter Betonmischungen, aus Betonmischungen ohne Schotter mit feinen Quarzsandfraktionen, mit reaktiven Gesteinsmehlen und Mikrosilika zu erhalten, mit einer signifikanten Die Wirksamkeit von Fließmitteln erhöhen den Wassergehalt in der gegossenen selbstverdichtenden Mischung auf bis zu 10-11 % (entsprechend halbtrockener Mischung zum Pressen ohne Fugen) der Masse der Trockenkomponenten.

2. Theoretische Grundlagen für Methoden zur Bestimmung der Streckgrenze superplastifizierter flüssigkeitsartiger disperser Systeme wurden entwickelt und Methoden zur Bewertung der Streichfähigkeit von Pulverbetonmischungen mit freier Verteilung und Blockierung mit einem Gitterzaun wurden vorgeschlagen.

3. Die topologische Struktur von Verbundbindemitteln und Pulverbetonen, einschließlich dispergiert bewehrter Betone, wurde aufgedeckt. Es werden mathematische Modelle ihrer Struktur erhalten, die die Abstände zwischen groben Partikeln und zwischen den geometrischen Mittelpunkten von Fasern im Betonkörper bestimmen.

4. Theoretisch vorhergesagt und experimentell nachgewiesen überwiegend durch den Lösungsdiffusions-Ionen-Mechanismus der Aushärtung von Komposit-Zementbindemitteln, der mit zunehmendem Gehalt des Füllstoffs bzw. einer deutlichen Erhöhung seiner Dispersion im Vergleich zur Zementdispersion zunimmt.

5. Die Prozesse der Strukturbildung von feinkörnigen Pulverbetonen wurden untersucht. Es zeigt sich, dass Pulverbetone aus Fließbetonmischungen viel dichter sind, die Kinetik ihrer Festigkeitszunahme intensiver ist und die Standardfestigkeit deutlich höher ist als Betone ohne SP, die bei gleichem Wassergehalt unter Druck gepresst werden von 40–50 MPa. Es wurden Kriterien zur Bewertung der reaktiv-chemischen Aktivität von Pulvern entwickelt.

6. Die Zusammensetzungen von feinkörnigen dispergierten Stahlbetonmischungen mit feinen Stahlfasern mit einem Durchmesser von 0,15 und einer Länge von 6 mm, die Technologie ihrer Herstellung, die Reihenfolge der Einführung der Komponenten und die Dauer des Mischens wurden optimiert; Der Einfluss der Zusammensetzung auf die Fließfähigkeit, Dichte, den Luftgehalt von Betonmischungen und die Druckfestigkeit von Beton wurde nachgewiesen.

7. Es wurden einige physikalische und technische Eigenschaften von Betonen mit dispergiertem Stahlpulver und die Hauptregelmäßigkeiten des Einflusses verschiedener Vorschriftsfaktoren auf sie untersucht.

Die praktische Bedeutung der Arbeit liegt in der Entwicklung neuer gegossener feinkörniger Pulverbetonmischungen mit Fasern zum Gießen von Formen für Produkte und Bauwerke, sowohl ohne als auch mit kombinierter Stabbewehrung oder ohne Fasern zum Gießen von Formen mit vorgefertigten volumetrisch gewebten fein- Mesh-Rahmen. Durch die Verwendung hochverdichteter Betonmischungen ist es möglich, hochrissfeste gebogene oder verdichtete Stahlbetonkonstruktionen mit duktilem Bruchbild unter Einwirkung von Bruchlasten herzustellen.

Eine hochdichte, hochfeste Verbundmatrix mit einer Druckfestigkeit von 120–150 MPa wurde erhalten, um die Haftung an Metall zu erhöhen, um eine dünne und kurze hochfeste Faser von 0,040,15 mm und einer Länge von 6–9 zu verwenden mm, was es ermöglicht, den Verbrauch und den Fließwiderstand von Betonmischungen für Gießtechnologien zur Herstellung von dünnwandigen filigranen Produkten mit hoher Zugfestigkeit beim Biegen zu reduzieren.

Neuartige feinkörnige pulverdispersionsbewehrte Betone erweitern das Angebot an hochfesten Produkten und Konstruktionen für unterschiedliche Bauarten.

Die Rohstoffbasis natürlicher Füllstoffe aus Rechengut der Steinbrechung, Trocken- und Nassmagnetabscheidung bei der Gewinnung und Anreicherung von Erzen und nichtmetallischen Mineralien wurde erweitert.

Die Wirtschaftlichkeit der entwickelten Betone besteht in einer deutlichen Reduzierung des Materialverbrauchs durch Reduzierung der Betonmischungskosten für die Herstellung hochfester Produkte und Bauwerke.

Umsetzung von Forschungsergebnissen. Die entwickelten Zusammensetzungen haben Produktionstests bei Penza Concrete Concrete Plant LLC und in der Betonfertigteilproduktionsbasis von Energoservice CJSC bestanden und werden in München bei der Herstellung von Balkonstützen, Platten und anderen Produkten im Wohnungsbau verwendet.

Approbation der Arbeit. Die wichtigsten Bestimmungen und Ergebnisse der Dissertationsarbeit wurden auf internationalen und gesamtrussischen wissenschaftlichen und technischen Konferenzen vorgestellt und berichtet: "Junge Wissenschaft - das neue Jahrtausend" (Naberezhnye Chelny, 1996), "Fragen der Planung und Stadtentwicklung" (Penza , 1996, 1997, 1999 d), „Moderne Probleme der Baustoffkunde“ (Penza, 1998), „Modernes Bauen“ (1998), Internationale wissenschaftliche und technische Konferenzen „Verbundbaustoffe. Theorie und Praxis“ (Penza, 2002,

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Veröffentlichungen. Basierend auf den Forschungsergebnissen wurden 27 Artikel veröffentlicht (2 Artikel in Zeitschriften gemäß HAC-Liste).

Struktur und Umfang der Arbeit. Die Dissertationsarbeit besteht aus einer Einleitung, 6 Kapiteln, Hauptschlussfolgerungen, Anwendungen und einer Liste der verwendeten Literatur von 160 Titeln, präsentiert auf 175 Seiten maschinengeschriebenen Textes, enthält 64 Abbildungen, 33 Tabellen.

Ähnliche Thesen in der Fachrichtung "Baustoffe und -produkte", 23.05.05 VAK-Code

• Rheotechnologische Eigenschaften von plastifizierten Zement-Mineral-Suspensionen und Betonmischungen zur Herstellung wirksamer Betone 2012, Kandidatin der technischen Wissenschaften Gulyaeva, Ekaterina Vladimirovna

• Hochfester dispersionsbewehrter Beton 2006, Kandidat der technischen Wissenschaften Simakina, Galina Nikolaevna

• Methodische und technologische Grundlagen zur Herstellung hochfester Betone mit hoher Frühfestigkeit für Nichterhitzungs- und Niedrigerhitzungstechnologien 2002, Doktor der Technischen Wissenschaften Demyanova, Valentina Serafimovna

• Dispersionsbewehrter Feinbeton auf technogenem Sand KMA für Biegeprodukte 2012, Kandidat der Technischen Wissenschaften Klyuev, Alexander Vasilyevich

• Selbstverdichtende Feinkornbetone und faserverstärkte Betone auf Basis hochgefüllter modifizierter Zementbindemittel 2018, Kandidat der Technischen Wissenschaften Balykov, Artemy Sergeevich

Abschluss der Dissertation zum Thema "Baustoffe und Produkte", Kalaschnikow, Sergey Vladimirovich

1. Die Analyse der Zusammensetzung und Eigenschaften des in Russland hergestellten dispergierten Stahlbetons zeigt, dass dieser aufgrund der geringen Druckfestigkeit des Betons (M 400-600) die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen nicht vollständig erfüllt. In solchen drei-, vier- und selten fünfkomponentigen Betonen wird nicht nur eine verteilte Bewehrung mit hoher Festigkeit, sondern auch mit normaler Festigkeit zu wenig verwendet.

2. Basierend auf theoretischen Vorstellungen über die Möglichkeit, maximale wasserreduzierende Wirkungen von Fließmitteln in dispergierten Systemen zu erreichen, die keine grobkörnigen Zuschlagstoffe, hohe Reaktivität von Silikastaub und Gesteinsmehlen enthalten, die gemeinsam die rheologische Wirkung des Joint Ventures verstärken, die Schaffung einer siebenkomponentigen hochfesten feinkörnigen Reaktionspulver-Betonmatrix für dünne und relativ kurzgestreute Bewehrung d = 0,15–0,20 μm und / = 6 mm, die bei der Betonherstellung keine „Igel“ bildet und verringert leicht die Fließfähigkeit von PBS.

3. Es wird gezeigt, dass das Hauptkriterium für den Erhalt von hochdichtem PBS die hohe Fließfähigkeit einer sehr dichten Zementierungsmischung aus Zement, MK, Gesteinsmehl und Wasser ist, die durch die Zugabe von SP bereitgestellt wird. In diesem Zusammenhang wurde eine Methodik zur Bewertung der rheologischen Eigenschaften von dispersen Systemen und PBS entwickelt. Es wurde festgestellt, dass eine hohe Fließfähigkeit von PBS bei einer Grenzscherspannung von 5–10 Pa und einem Wassergehalt von 10–11 % der Masse der Trockenkomponenten gewährleistet ist.

4. Die Strukturtopologie von Verbundbindemitteln und Dispersionsbetonen wird aufgezeigt und ihre mathematischen Modelle der Struktur angegeben. Ein Ionendiffusions-Durch-Mörtel-Mechanismus zum Härten von mit Verbundstoff gefüllten Bindemitteln wurde etabliert. Methoden zur Berechnung der durchschnittlichen Abstände zwischen Sandpartikeln in PBS, die geometrischen Zentren der Fasern in Pulverbeton werden nach verschiedenen Formeln und für verschiedene Parameter //, /, d systematisiert. Die Objektivität der Formel des Autors wird im Gegensatz zu den traditionell verwendeten Formeln gezeigt. Der optimale Abstand und die optimale Dicke der Zementschlammschicht in PBS sollte innerhalb von 37-44 + 43-55 Mikrometern bei einem Sandverbrauch von 950-1000 kg und seinen Anteilen von 0,1-0,5 bzw. 0,14-0,63 mm liegen.

5. Die rheotechnologischen Eigenschaften von dispergiert-verstärktem und unverstärktem PBS wurden nach den entwickelten Methoden ermittelt. Optimale Ausbreitung von PBS aus einem Kegel mit den Abmessungen D = 100; d=70; h = 60 mm sollte 25-30 cm betragen Es wurden die Koeffizienten der Abnahme der Ausbreitung in Abhängigkeit von den geometrischen Parametern der Faser und der Abnahme des PBS-Flusses beim Blockieren mit einem Maschenzaun aufgedeckt. Es wird gezeigt, dass zum Gießen von PBS in Formen mit gewebten Volumenmaschenrahmen die Ausbreitung mindestens 28–30 cm betragen sollte.

6. Es wurde ein Verfahren entwickelt, um die reaktiv-chemische Aktivität von Gesteinsmehlen in zementarmen Mischungen (C:P - 1:10) in Proben zu bewerten, die unter Extrusionsdruck gepresst wurden. Es wurde festgestellt, dass bei gleicher Aktivität, geschätzt nach Festigkeit nach 28 Tagen und bei langen Erhärtungssprüngen (1-1,5 Jahre), bei der Verwendung in RPBS Pulvern aus hochfesten Gesteinen der Vorzug gegeben werden sollte: Basalt, Diabas, Dazit, Quarz.

7. Die Prozesse der Strukturbildung von Pulverbetonen wurden untersucht. Es wurde festgestellt, dass Gussmassen in den ersten 10–20 Minuten nach dem Gießen bis zu 40–50 % Lufteinschlüsse abgeben und mit einem Film überzogen werden müssen, der die Bildung einer dichten Kruste verhindert. Mischungen beginnen sich 7-10 Stunden nach dem Gießen aktiv zu setzen und gewinnen nach 1 Tag 30-40 MPa, nach 2 Tagen - 50-60 MPa.

8. Die wichtigsten experimentellen und theoretischen Grundsätze für die Auswahl der Betonzusammensetzung mit einer Festigkeit von 130-150 MPa werden formuliert. Quarzsand, um eine hohe Fließfähigkeit von PBS zu gewährleisten, sollte eine feinkörnige Fraktion sein

0,14-0,63 bzw. 0,1-0,5 mm bei einer Schüttdichte von 1400-1500 kg/m3 bei einer Fließgeschwindigkeit von 950-1000 kg/m. Die Dicke der Zwischenschicht aus Suspension von Zementsteinmehl und MF zwischen Sandkörnern sollte im Bereich von 43-55 bzw. 37-44 Mikron liegen, wobei der Gehalt an Wasser und SP eine Ausbreitung der Mischungen von 2530 cm gewährleistet Die Dispersion von PC und Steinmehl sollte ungefähr gleich sein, der Gehalt an MK 15-20%, der Gehalt an Steinmehl 40-55 Gew.-% Zement. Durch Variation des Gehalts dieser Faktoren wird die optimale Zusammensetzung entsprechend dem erforderlichen Durchfluss der Mischung und der maximalen Druckfestigkeit nach 2,7 und 28 Tagen ausgewählt.

9. Die Zusammensetzungen feinkörniger Dispersionsbetone mit einer Druckfestigkeit von 130–150 MPa wurden unter Verwendung von Stahlfasern mit einem Bewehrungskoeffizienten // = 1 % optimiert. Optimale technologische Parameter wurden identifiziert: Das Mischen sollte in Hochgeschwindigkeitsmischern spezieller Bauart, vorzugsweise vakuumbetrieben, durchgeführt werden; die Reihenfolge der Beschickung der Komponenten und die Mischarten „Ruhe“ sind streng geregelt.

10. Der Einfluss der Zusammensetzung auf Fließfähigkeit, Dichte, Luftgehalt von dispergiert bewehrtem PBS, auf die Druckfestigkeit von Beton wurde untersucht. Es zeigte sich, dass die Streichfähigkeit von Mischungen ebenso wie die Festigkeit von Beton von einer Reihe rezepturbedingter und technologischer Faktoren abhängen. Bei der Optimierung wurden mathematische Abhängigkeiten der Fließfähigkeit, Festigkeit von einzelnen, wichtigsten Faktoren ermittelt.

11. Einige physikalische und technische Eigenschaften von dispergiertem Stahlbeton wurden untersucht. Es zeigt sich, dass Betone mit einer Druckfestigkeit von 120l

150 MPa haben einen Elastizitätsmodul (44-47) -10 MPa, Poisson-Zahl -0,31-0,34 (0,17-0,19 - für unverstärkt). Das Luftschwinden von dispergiertem Stahlbeton ist 1,3- bis 1,5-mal geringer als das von unbewehrtem Beton. Hohe Frostbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme und Luftschwindung zeugen von den hohen Gebrauchseigenschaften solcher Betone.

12. Produktionszulassung und Durchführbarkeitsstudie weisen auf die Notwendigkeit hin, die Produktion zu organisieren und den feinkörnigen Stahlbeton mit feinkörnigem Reaktionspulver dispergiert in das Bauwesen einzuführen.

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