ВВЕДЕНИЕ…………................................................................................................... 5
Глава 1. Научно-технические основы повышения эксплуатационных
характеристик цементного бетона. Аналитический обзор ....................................... 16
1.1. Факторы, определяющие прочность тяжелого бетона .................................... 16
1.1.1. Влияние крупного заполнителя на прочность бетона .................................. 16
1.1.2. Влияние мелкого заполнителя на прочность бетона .................................... 18
1.1.3. Роль цементной матрицы в обеспечении прочности бетона ....................... 21
1.1.4. Влияние контактной зоны между цементным камнем и заполнителем на
прочность бетона........................................................................................................... 24
1.1.5. Модификация портландцемента минеральными полифункциональными
добавками....................................................................................................................... 27
1.1.6. Использование пластифицирующих добавок в современных бетонах ...... 31
1.2. Способы повышения морозостойкости портландцемента и композитов на
его основе ....................................................................................................................... 34
1.3. Использование отходов в качестве заполнителей и наполнителей в составе
бетонов ........................................................................................................................... 38
1.4. Использование активных минеральных добавок в составах цементных
материалов ..................................................................................................................... 42
1.5. Использование механохимической активации цементных материалов ....... 44
1.6. Выводы по главе 1. Постановка цели и задач исследования .......................... 49
Глава 2. Характеристика сырьевых материалов. Методики исследований.. 51
2.1. Характеристика сырья......................................................................................... 51
2.1.1. Портландцемент................................................................................................ 51
2.1.2. Минеральные добавки...................................................................................... 54
2.1.3. Пластификатор.................................................................................................. 59
2.1.4. Мелкий заполнитель......................................................................................... 59
3
2.1.5. Крупный заполнитель ...................................................................................... 60
2.2. Методики исследования...................................................................................... 60
2.2.1. Дифференциальный термический анализ...................................................... 62
2.2.2. Рентгенофазовый анализ.................................................................................. 62
2.2.3. Лазерный гранулометрический анализ .......................................................... 62
2.2.4. Ртутная порометрия.......................................................................................... 63
2.3. Планирование эксперимента .............................................................................. 64
2.4. Структурно-методологическая схема исследования ....................................... 64
2.5. Выводы к главе 2 ................................................................................................. 65
Глава 3. Изучение влияния кальциевых минеральных добавок на свойства
цементной матрицы....................................................................................................... 66
3.1. Обоснование выбора кальциевых минеральных добавок ............................... 67
3.2. Влияние кальциевых минеральных добавок на прочность цементной
матрицы.......................................................................................................................... 68
3.3. Изменение фазового состава цементной матрицы при введении дисперсного
известняка ...................................................................................................................... 74
3.4. Влияние бинарной кальциевой минеральной добавки на прочность
цементной матрицы....................................................................................................... 79
3.5. Результаты дифференциально-термического анализа гидратированного
цемента с кальциевыми добавками ............................................................................. 86
3.6. Исследование пористости модифицированного гидратированного цемента 91
3.7. Выводы по главе 3 ............................................................................................... 95
Глава 4. Изучение влияния кальциевых добавок на характеристики
цементно-песчаного раствора и бетона ...................................................................... 97
4.1. Влияние вида и количества дисперсных минеральных добавок на
прочностные показатели цементно-песчаного раствора........................................... 97
4
4.2. Влияние модификаторов на свойства бетонной смеси.................................. 100
4.3. Влияние дисперсных кальциевых минеральных добавок на прочность
тяжелого бетона........................................................................................................... 100
4.4. Влияние бинарной кальциевой минеральной добавки на прочность
цементно-песчаного раствора и бетона .................................................................... 102
4.4.1. Обработка результатов эксперимента .......................................................... 107
4.5. Влияние количества полифункциональной органоминеральной добавки на
прочность бетона......................................................................................................... 112
4.6. Исследование морозостойкости бетонов с модифицирующими добавками113
4.7. Исследование водопроницаемости и водопоглощения бетонов с
модифицирующими добавками ................................................................................. 120
4.8. Выводы по главе 4 ............................................................................................. 122
Глава 5. Технологические особенности и экономическое обоснование
применения предложенных решений........................................................................ 124
5.1. Описание технологической схемы производства бетонных смесей тяжелого
бетона и изделий из нее .............................................................................................. 124
5.2. Производственная апробация результатов научной работы......................... 128
5.3. Оценка технико-экономическая предложенных решений ............................ 129
5.3.1. Оценка стоимости 1 м3
бетонной смеси различных классов по прочности129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 135
Список сокращений .................................................................................................... 138
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 139
ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................... 164
