Прочности бетонов на геошлаковых вяжущих

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОЧНОСТИ БЕТОНОВ НА ГЕОШЛАКОВЫХ ВЯЖУЩИХ

Грачева Ю.В.

Галова Ю.С.

В Пензенском государственном университете архитектуры и строительства, ведутся работы по созданию вяжущих веществ низкотемпературного синтеза, применение которых в промышленности строительных материалов дало бы значительный экономический результат. Пензенская область, как и многие регионы Поволжья, богата залежами песчанистых пород, как рыхлых, так и сцементированных, применение которых в строительстве весьма ограничено.

Теоретическими предпосылками исследований послужили идеи В.Д. Глуховского о возможности создания из некоторых грунтов в смеси с силикатами щелочных металлов или щелочами долговечного камня на основе синтезированных гидроалюмосиликатов натрия и калия. Реализация этих идей ограничена отверждением глинистых пород значительными добавками щелочей NaOH и KOH в условиях нормальных температур, а также шлаков при нормальных условиях твердения и термовлажностной обработке [1]. Естественно, что смеси кремнеземистых пород, содержащих преимущественно SiO2 различного метаморфизма, со щелочами даже гипотетически не могли служить основой для создания заслуживающих внимания щелочесиликатных вяжущих. В результате реакции взаимодействия или каталитического воздействия щелочи можно было предполагать образование двух альтернативных веществ - свободной кремнекислоты или силиката щелочного металла. При образовании кремнекислоты, сильно упрочняющей вяжущее в условиях тепловой обработки и сухого прогрева, нельзя было гарантировать целостность структуры материала при длительном воздействии воды. При образовании силиката щелочного металла водостойкость материала, как известно, также получается невысокой. В связи с этим необходимо было при синтезе силицитощелочных вяжущих связать кремнекислоту или силикат натрия в нерастворимое соединение и создать не только высокопрочное, но и водостойкое вяжущее.

Необходимо отметить, что в России, по нашим сведениям, практически из ученых или научных школ не исследовали синтез вяжущих веществ из горных пород «напрямую» путем их помола и химической или термической активации при невысоких, в 5-10 раз более низких, чем синтез силикатов при производстве портландцемента.

Раннее было установлено [2-5], что молотые песчаники и халцедоны, затворенные щелочным раствором, в нормально-влажностных условиях проявляют вяжущие свойства и обеспечивают формирование прочности композитов. В сырьевой смеси в качестве вяжущего нами были использованы кремнистые песчаники в сочетании со щелочным компонентом NaOH.

Позднее, изучая изменение состава жидкой фазы и продуктов гелеобразования при термолизе песчаников при температуре 150-200єС, было установлено, что основным продуктом синтеза является кремнекислота. Твердение таких вяжущих сопровождается старением геля поликремниевой кислоты, обладающей вяжущими свойствами. В процессе сухой термической обработки количество образующейся кремнекислоты возрастает, вследствие чего прочность увеличивается в 3-5 раз.

Цель данной работы - установление градуировачной зависимости для определения прочности бетона при естественных условиях твердения. Сроки испытаний образцов необходимо выбирать из следующего промежутка времени: 3, 7, 14, 28 сут.

Для установления градуировочной зависимости «скорость-прочность» были приготовлены образцы - балочки размером 40Ч40Ч160 мм, которые твердели при нормально-влажностных условиях в течение 28 суток. Сроки твердения и результаты испытаний приведены в табл.

Скорость ультразвука (н), м/с2, вычисляют по формуле:

,

где t - время распространения ультразвука, мкс;

l - расстояние между центрами установки преобразователей

(база прозвучивания), мм.

А) Градуировочные зависимости устанавливают в виде графика (или таблицы), построенного по уравнению, которое принимают:

1) линейного вида

Rн=a0+a1x;

при Rмакс - Rмин = 2·(60-)/100;

42,6-6,7 = 2·18,758·(60-18,758)/100

35,9 = 15,47 - условие не выполняется

экспоненциального вида

Rн=b0 ,

где x - скорость распространения ультразвука;

Rн - прочность, определенная по уравнению

;

;

;

;

;

Rjф - средняя прочность бетонов, испытанных при установлении градуировачной зависимости, МПа;

N - число серий образцов, испытанных при установлении градуировачной зависимости;

Rjф, хj - единичные значения прочности и скорости (времени) распространения ультразвука для j-й серии образцов, определяемые в соответствии с [6]; бетон геошлаковый твердение глинистый

Rмакс, Rмин - максимальное и минимальное значение прочности по испытанным сериям образцов,МПа.

Б) Корректировку установленной градуировачной зависимости проводят путем отбраковки единичных результатов испытаний, не удовлетворяющих условию

где S - остаточное среднее квадратическое отклонение, определенное по формуле

,

Rjн - прочность бетона в j-й серии образцов, определенная по градуировочной зависимости

,

Если

,

то определение прочности бетона по настоящему стандарту не допускается.

=7,17 % < 12 % - условие выполняется.

Градуировочная зависимость допускается к дальнейшему применению при одновременном выполнении следующих условий:

разность Rjф - Rjн не имеет одинакового знака в пяти из шести последовательных серий образцов:

Sn < 1,5·Sm,

1,783 < 1,5·1,345

,

.

Искомая градуировочная зависимость имеет вид и представлена на рис.

Rн= 0,00047648·е 0,006547551·v, МПа (14)

Рис. Градуировочная зависимость «скорость-прочность» для бетона в процессе твердения

Таким образом, была установлена градуировочная зависимость «скорость-прочность» для определения прочности бетона на геошлаковом вяжущем при естественных условиях твердения.

Библиографический список

1. Щелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе / Под общей редакцией В.Д. Глуховского. - Ташкент: Узбекестан, 1980.

2. Калашников В.И. Активизация кремнеземсодержащих горных пород при создании геосинтетических вяжущих / В.И. Калашников, Н.И. Макридин, Ю.В. Гаврилова (Ю.В. Грачева) // Вестник отделения строительных наук, № 11, РААСН, 2007. С. 297-300.

3. Калашников В.И. Влияние вида и количества щелочного активизатора на формирование прочности геосинтетических вяжущих / В.И. Калашников, В.Ю. Нестеров, Ю.В. Гаврилова (Ю.В. Грачева), Ю.С. Кузнецов // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения. Материалы десятых академических чтений РААСН. 2006. С. 207-208.

4. Калашников В.И. Исследование активности магматических горных пород для производства геосинтетических вяжущих / В.И. Калашников, В.Ю. Нестеров, Н.А. Ерошкина, Ю.С. Кузнецов, В.А. Тяпкин, В.М. Журавлев, В.В. Маслов // Новые энерго- и русурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов. Сборник статей МНТК. - Пенза, 2005. - С. 51-56.

5. Калашников В.И. Новые геополимерные материалы из горных пород, активизированные малыми добавками шлака и щелочей / В.И. Калашников, В.Л. Хвастунов, А.А. Карташов, М.Н. Мороз // Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения: Восьмые академические чтения отделения строительства наук РААСН. - Издательство Самарского государственного архитектурно-строительного университета. - Самара, 2004. - с. 205-209.

Аннотация

Установлена градуировочной зависимости «скорость-прочность» для определения прочности бетона на геошлаковом вяжущем в процессе естественного твердения.

Ключевые слова: бетон, геошлаковое вяжущее, градуировочная зависимость, нормально-влажностные условия,прочность, сроки твердения

Размещено на Allbest.ru