Влияние рецептурно-технологических факторов на свойства мелкозернистых бетонов жесткого прессования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние рецептурно-технологических факторов на свойства мелкозернистых бетонов жесткого прессования

Важнейшими факторами формирования структуры бетонов являются начальное водосодержание формовочной смеси, расход цемента в ней, удельное давление прессования и расход низкомодульной добавки [1]. Изменение перечисленных факторов неоднозначно влияет на физико-механические свойства бетонов. Если фактор водосодержания бетонной смеси имеет оптимальное значение, зависящее от состава компонентов формовочной смеси и легко определяется экспериментально, то влияние других факторов неоднозначно и тем существеннее становится оценка их взаимного влияния [2]. С этой целью методом математического планирования было реализовано два эксперимента, последовательно дополнившие один другой. В первом из них был поставлен двухфакторный эксперимент по ротатабельному композиционному симплекссуммируемому плану на шестиугольнике с целью детального изучения влияния расхода цемента и давления прессования на свойства мелкозернистого бетона без демпфирующей добавки [3].

Основной уровень исследуемых факторов был назначен по результатам прямых опытов. В эксперименте водосодержание смесей (6,5% от массы твердых компонентов), условия их приготовления и твердения отформованных образцов оставались постоянными [4]. Параметры варьирования факторов и результаты испытаний приведены в табл. 1 и .2.

Таблица 1. Параметры варьирования факторов

Таблица 2. Результаты эксперимента

Математическую обработку результатов экспериментов проводили на ЭВМ по специальной программе - "Plan.exe". Полученные регрессивные уравнения приведены в табл. 3.

Таблица 3 Регрессионные уравнения эксперимента

На рисунке 1 представлен квазиоднофакторный анализ полученных регрессионных уравнений. С одной стороны, он подтверждает известные закономерности влияния изучаемых факторов на свойства бетонов [5], а с другой, позволяет установить, что растущее давление прессования сверх 40 МПа и увеличение расхода цемента свыше 25% становятся малоэффективными для повышения качества мелкозернистого жесткопрессованного бетона [6].

Рис. 1. Квазиоднофакторный анализ двухфакторного эксперимента. а - влияние расхода цемента; б - влияние давления прессования.

Во втором эксперименте влияние расхода цемента и удельного давления прессования было изучено на жесткопрессованных бетонах с демпфирующей добавкой, дозировка которых менялась на трех уровнях от 3 до 7% [7]. Начальное водосодержание формовочной смеси во всех опытах было постоянным, равным 6,5% от массы твердых компонентов, а удельное давление прессования изменялось от 20 до 60 Мпа [8]. После формования образцы-цилиндры твердели в нормальных условиях до проектного возраста 28 суток. Для реализации этого эксперимента был выбран полный трехфакторный план (Бокса, В₃) [9]. Параметры варьирования факторов приведены в табл. 4.

Таблица 4. Параметры варьирования трехфакторного эксперимента

Исследуемые факторы и интервалы их варьирования следующие:

Х₁ - относительное содержание вяжущего, %;

Х₂ - давление прессования, МПа;

Х₃ - относительное содержание зольных микросфер, %

Результаты данного эксперимента приведены в табл. 5

Таблица 5. Результаты трехфакторного эксперимента

При реализации данного эксперимента было изучено влияние приведенных факторов на среднюю плотность бетона, его прочность при сжатии и водопоглощение по массе [10].

бетон технологический мелкозернистый

Литература

1. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1986. С. 688.

2. Невский В.А. Строительное материаловедение. Учебное пособие для студентов строительных специальностей под общей редакцией В.А. Невского. Ростов-на-Дону. М.: Феникс, 2010. С. 588.

3. Лотошникова Е.О. Мелкозернистые жесткопрессованные бетоны с демпфирующими добавками : дис. … канд. тех. наук: 05.23.05. Ростов-на-Дону, 2005. С. 221.

4. Bogue R.H. The Chemistry of Portland Cement, 2^nd Ed. Reinhold Publishing Corp, New York, 1955, Vol.2, 703 p.

5. Turriziani R. The calcium aluminate hydrates and related compounds. In: Taylor H.F.W. (ed.) The Chemistry of Cements. Academic Press, London, 1964, Vol. 1, pp. 233 - 286.

6. Зоткин А.Г. Микронаполняющий эффект минеральных добавок в бетоне. Бетон и железобетон, 1994, №3. С. 7-9.

7. Лотошникова Е.О., Усепян Л.М., Телегина В.Н., Усепян И.М. Методика назначения состава формовочной смеси для изготовления мелкоштучных изделий из бетона жесткого прессования с демпфирующей добавкой. Инженерный вестник Дона, 2017, №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4y2017/4612.

8. Явруян Х.С., Филонов И.А., Фесенко Д.А. К вопросу о применении нанотехнологий в производстве строительных материалов. Инженерный вестник Дона, 2012, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/1021.

9. Бабков В.В., Попов А.В., Мохов В.Н., Колесник Г.С., Якушин В.А. Бетоны повышенной ударной стойкости на основе демпфирующих компонентов. Бетон и железобетон, 1985, №2. С. 2.

Размещено на Allbest.ru