Мелкозернистый бетон на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками
На правах рукописи
КАСАТКИНА Валентина Ивановна
МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН
НА ОСНОВЕ МЕХАНОМАГНИТОАКТИВИРОВАННЫХ
ВОДНЫХ СИСТЕМ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ
05.23.05 – «Строительные материалы и изделия»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Иваново – 2010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет»
| Научный руководитель: | заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии правительства РФ в области науки и техники, член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Федосов Сергей Викторович |
| Официальные оппоненты: Ведущая организация: | член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Ерофеев Владимир Трофимович ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева» кандидат химических наук, доцент Косенко Надежда Федоровна ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» Ивановский институт химии растворов Российской академии наук (ИХР РАН) |
Защита состоится 25 июня 2010 г. в 10 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 212.060.01 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8-го Марта, д. 20, аудитория Г-204. (www.igasu.ru.)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного архитектурно-строительного университета.
Автореферат разослан 22 мая 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
к.т.н., доцент Н.В. Заянчуковская
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Основным направлением развития современной технологии бетона является получение бетонов с заданными техническими и технологическими свойствами при минимизации материальных и энергетических затрат. С целью регулирования свойств бетонов применяются различные способы. Одним из самых распространенных, является применение специальных добавок, которые в большинстве своем значительно увеличивают стоимость бетона и, улучшая одни свойства, ухудшают другие. Для модификации бетонов также нашло широкое применение активирование компонентов бетонной смеси, в т.ч. воды затворения. Установлено, что вода – единственный компонент цементных композитов, инициирующий различные реакции в цементной системе. Известно, что при направленном внешнем воздействии физических сил (электрических, магнитных, электромагнитных, тепловых, радиационных, звуковых и др.) изменяются свойства воды. Использование активированной воды для затворения бетона на портландцементном вяжущем оказывает существенное влияние на процесс твердения цемента и приводит к улучшению ряда свойств образующегося композита. Несмотря на большое количество исследований проведенных в области активации воды затворения, теория, позволяющая систематизировать и обосновать физико-химические процессы при формировании фазового состава цементных композиций, развита недостаточно.
В связи с этим, актуальным направлением решения проблемы улучшения качества мелкозернистого бетона, является способ, сочетающий в себе элементы минимальных удельных затрат и максимальных модифицирующих эффектов механомагнитоактивированных (ММА) водных систем с органическими добавками в микродозах, используемых в качестве жидкости затворения.
Работа выполнена в рамках научно-исследовательских работ ИГАСУ (2004-2010г.г.) и РААСН по теме «Разработка методов механоимпульсной активации жидких компонентов в производстве бетона и бетонных работ» № 2.4.28. (2004г.).
Научный консультант доктор технических наук, профессор Акулова Марина Владимировна
Цель работы: получение высококачественного мелкозернистого бетона на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками.
Задачи исследования:
- Изучение теоретических и практических предпосылок применения механомагнитоактивированной воды с органическими добавками для затворения бетона на портландцементном вяжущем.
- Исследование влияния механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками на физико-механические свойства цементных композиций и построение математических моделей для оптимизации режимных параметров активации и составов бетона.
- Исследование физико-химических процессов формирования фазового состава и структуры цементных композиций на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками.
- Разработка нормативно-технической и технологической документации по модернизации производственного процесса приготовления бетонной смеси на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками.
- Технико-экономическое обоснование применения механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками для затворения мелкозернистого бетона.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- Научно обоснован и экспериментально подтвержден способ улучшения свойств мелкозернистого бетона, заключающийся в применении для его затворения механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками (С-3, ПВА и КМЦ).
- Экспериментально и методом регрессионного анализа установлена четкая зависимость между технологическими параметрами импульсной механомагнитной активации водных систем (скорость вращения ротора, время активация, концентрация органических добавок) и свойствами цементных композиций (подвижность, прочностные показатели и др.).
- Выявлено совместное влияние механомагнитоактивированной воды и органических полимерных добавок С-3, ПВА и КМЦ на изменение ряда технологических и эксплуатационных свойств бетона.
- Установлены основные закономерности структурообразования
цементного камня на активированных водных системах с органическими добавками (С-3, ПВА и КМЦ), позволяющие прогнозировать и получать бетон с заданными свойствами.
Практическая значимость состоит в следующем:
Разработанные теоретические и практические основы процесса импульсной механомагнитной активации водных систем с органическими добавками, позволят получать мелкозернистый бетон с более широкими функциональными возможностями при снижении материалоемкости и энергоемкости производства.
Бетон на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками, по сравнению с бетоном, полученным по традиционной технологии, отличается меньшей себестоимостью и улучшенными технологическими и эксплуатационными свойствами (сохраняемость подвижности от 1,5 – 2,0 час; интенсивный набор прочности в первые 3 -7 суток и др.).
Применение импульсной механомагнитной активации позволяет многократно сократить дозировку органических добавок с сохранением их функционального назначения, что делает технологию более безопасной и экономичной.
Реализация результатов работы. На основании полученных результатов разработан технологический регламент по импульсной механомагнитной активации водных систем с органическими добавками, в соответствии с которым была выпущена опытно-промышленная партия мелкозернистого бетона класса В 22,5 на ОАО «Домостроительная компания» г. Иваново.
Результаты исследований, разработанная нормативно-техническая и технологическая документация по модернизации производственного процесса приготовления бетонной смеси на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками, а также методика по подбору составов модифицированного мелкозернистого бетона рекомендованы для практического применения при производстве строительных материалов на основе цементного вяжущего, а также в учебном процессе для специальности 290600 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» при выполнении лабораторных, курсовых работ и при дипломном проектировании.
Получен патент на изобретение № 2345005 «Состав для приготовления бетона» от 27.01.07.
Апробация работы. Диссертационная работа и ее отдельные части докладывались и обсуждались на ежегодных Международных научно-технических конференциях Ивановского государственного архитектурно-строительного университета «Информационная среда вуза» (г. Иваново, 2005-2009 г.г.); на Международной научно-технической конференции «Новые и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов». (Пенза, 2006); на XIII Международном семинаре Азиатско-Тихоакеанской академии материалов «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века» (Новосибирск, 2006). Получены дипломы по результатам научной работы представленных на III, IV и V Ивановских инновационных салонах («Инновации-2006», «Инновации-2007», «Инновации -2008»).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 15 работ в сборниках тезисов и докладов, трудах и материалах Международных научно-технических конференций, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах; получен 1 патент на изобретение.
Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения основных выводов, списка литературы из 191 наименования; содержит 169 страниц машинописного текста, 23 приложения и включает 45 рисунков, 29 таблиц.
Автор выражает благодарность д.т.н., В.А. Падохину зав. лабораторией «Химия и технология нелинейных процессов» Ивановского института химии растворов Российской академии наук (ИХР РАН) за консультации и оказанную помощь при постановке научных экспериментов.
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность исследований, поставлена цель работы, определены задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов.
В первой главе проанализированы работы отечественных и зарубежных авторов. Анализ основан на базовых положениях строительного материаловедения, физико-химических превращениях при гидратации цемента, формировании структуры материалов. В работе нашли отражение исследования по управлению свойствами бетона, выполненные учеными Ю.М. Баженовым, И.Н. Ахвердовым, В.И. Бабушкиным, Н.Н. Крутлицким, П.И. Батраковым, И.Г. Гранковским, Ф.Л. Глекель, Ф.М. Ивановым, П.Г. Комоховым, Б.А. Крыловым, Т.В. Кузнецовой, О.В. Кунцевичем, О.П. Мчедловым-Петросяном, В.С. Рамачандран и др. В первой главе также рассмотрены влияние исходных фаз на свойства цементного камня и бетона, пути направленного структурообразования и синтеза прочности. Анализ теоретических аспектов позволил более полно раскрыть роль воды затворения в процессе структурообразования бетона на портландцементном вяжущем. Показано, что затворение цемента водой, прошедшей активацию различными способами, приводит к изменению физических свойств цементных композиций за счет изменения ионного состава, рН, электропроводимости, температуры и других параметров.
Во второй главе приведены характеристики используемых материалов и методика проведения экспериментов.
В третьей главе приведены результаты исследования влияния режимных параметров активации на химический состав и свойства воды затворения. Анализ полученных данных показал, что импульсная механомагнитная активация (ММА) воды приводит к заметным изменениям ее физических и химических свойств. Это предопределяет характер взаимодействия воды, как с цементом, так и заполнителем, а значит, и обусловливает соответствующим образом их свойства и прочность будущей структуры.
Приводятся результаты исследования физико-механических свойств цементных композиций на основе ММА водных систем с одной из органических полимерных добавок (С-3, КМЦ и ПВА). Подготовка водных систем с применением органических добавок и их дозировка к цементным композициям производилась с учетом действующих технических условий и опытным путем. Эффективность пластифицирующей добавки определяли по изменению нормальной густоты. Кинетику гидратационных процессов оценивали по срокам схватывания и прочности цементных композиций. При математическом моделировании экспериментов было выявлено оптимальное соотношение параметров технологического регламента активации водных систем с добавками С-3, КМЦ и ПВА, при котором достигался наилучший эффект.
Были получены уравнения регрессии для следующих откликов: нормальной густоты цементного теста yНГ, мм; расхода воды для затворения цементного теста нормальной густоты yРВ, %; прочности на сжатие цементного камня после 28 суточного твердения, МПа. В качестве аргументов принимались нормированные (кодированные) факторы: x1=(v - v0)/(vmax - v0), x2=(t - t0)/(tmax - t0), x3 =(с - с0)/(сmax - с0), где: v – скорость вращения ротора, об/мин; t - время активации, мин; с – концентрация добавки, %; индексы: max – максимальное значение фактора, 0 – среднее значение фактора. Для составов с добавкой ПВА в качестве плана проведения экспериментов был выбран трехуровневый план Бокса-Бенкина. В результате расчетов были получены следующие адекватные уравнения регрессии:
1) для предела прочности (ПР) цементного камня на сжатие - YПР, МПа:
(1)
2) для нормальной густоты (Г) цементного теста - YГ, мм:
(2)
3) для расхода воды (РВ) затворения - YРВ, %:
(3)
4) для начала схватывания (НС) - YНС, мин.:
(4)
5) для конца схватывания (КС) -YКС, мин.:
(5)
На рис. 1-6 показаны поверхности откликов с добавкой ПВА, которые наглядно показали, что наилучшие их значения были достигнуты в центре эксперимента.
 Рис.1. Зависимость предела прочности цементного камня на сжатие от времени активации и концентрации ПВА при частоте вращения ротора 3250 об/мин (x1=0.75) |  Рис. 2. Зависимость нормальной густоты цементного теста от времени активации и концентрации ПВА при частоте вращения ротора 3250 об/мин (x1=0.75) |
 Рис. 3. Зависимость сроков начала схватывания от времени активации и концентрации ПВА при частоте вращения ротора 3250 об/мин (x1=0,75) |  Рис. 4. Зависимость сроков начала схватывания от времени активации и концентрации ПВА при частоте вращения ротора 2500 об/мин (x1=0) |
 Рис. 5. Зависимость сроков окончания схватывания от частоты вращения ротора и концентрации ПВА при времени активации 2 мин (x2=0) |  Рис.6. Зависимость расхода воды затворения от частоты вращения ротора и времени активации при концентрации ПВА, равной 0,055% от массы цемента (x3=0) |
В третьей главе также приведены результаты оценки влияния механомагнитоактивированных (ММА) водных систем с органическими добавками на физико-механические свойства мелкозернистого бетона.
Исследовались составы (песчаного) мелкозернистого бетона класса В20 с водоцементным отношением В/Ц=0,34-0,42 включающие: цемент ПЦ 500-Д0 (560 кг/м3), кварцевый промытый песок (1540 кг/м3), воду (215-230 кг/м3) и одну из органических добавок (С-3, КМЦ и ПВА). Результаты исследования влияния ММА водных систем с различными концентрациями органических добавок на подвижность представлены в таблице 1.
Изучено влияние активированной жидкости на удобоукладываемость (подвижность и сохранение подвижной консистенции бетонной смеси), на прочностные характеристики, в том числе на интенсивность набора прочности, водопоглощение и плотность структуры.
Функциональность применяемых добавок низких концентраций анализировалась путем сравнения с образцами, в состав которых включались добавки в количестве, установленном по ТУ и приготовленными традиционным способом.
Таблица 1
Результаты исследования влияния ММА водных систем с различными
концентрациямиорганических добавок на подвижность
| № составов | Вид добавки | Количество, % массы цемента | Продолжительность активации, сек | Подвижность (ОК), см | Сохранение подвижности, % |
| 1 контр.* | - | - | - | 7,3 | 3 |
| 2 контр.** | - | - | 120 | 8,5 | 6 |
| 3 | С-3 | 0,002 | 120 | 14,2 | 80 |
| 4 | С-3 | 0,005 | 120 | 14,6 | 90 |
| 5 | С-3 | 0,01 | 120 | 11,8 | 90 |
| 6 | С-3 | 0,02 | 120 | 11,2 | 70 |
| 7 | С-3 | 0,03 | 120 | 11,0 | 70 |
| 8*** | С-3 | 1,0 | - | 13,4 | 85 |
| 9 контр.* | - | - | - | 7,3 | 35 |
| 10 контр.** | - | - | 120 | 8,5 | 40 |
| 11 | ПВА | 0,01 | 120 | 13,3 | 75 |
| 12 | ПВА | 0,05 | 120 | 13,8 | 90 |
| 13 | ПВА | 0,07 | 120 | 13,7 | 85 |
| 14 | ПВА | 0,1 | 120 | 12,3 | 65 |
| 15 | ПВА | 0,5 | 120 | 12,1 | 55 |
| 16 *** | ПВА | 10,0 | - | 13,4 | 0 |
| 17 контр.* | - | - | - | 7,3 | 35 |
| 18 контр.** | - | - | 60 | 8,3 | 40 |
| 19 | КМЦ | 0,005 | 60 | 17,6 | 90 |
| 20 | КМЦ | 0,01 | 60 | 18,2 | 100 |
| 21 | КМЦ | 0,02 | 60 | 17,0 | 90 |
| 22 | КМЦ | 0,05 | 60 | 16,5 | 70 |
| 23 | КМЦ | 0,15 | 60 | 15,6 | 60 |
| 24 *** | КМЦ | 3,00 | - | 17,5 | 90 |
| Примечание: * бетон, затворенный неактивированной водой; ** бетон, затворенный активированной водой;*** бетон, затворенный неактивированной водной системой. | |||||
Из данных таблицы 1 следует, что наибольшей подвижностью характеризуются составы под № 3 и 4 (дозировка С-3: 0,003 - 0,005%); под № 2 и 13 (дозировка ПВА: 0,05 - 0,07%); под № 20 и 21 (дозировка КМЦ: 0,005 - 0,01 %). На рис.7 представлены графики динамики подвижности бетонных смесей различных составов. Исследования подвижности консистенций после приготовления в нормальных условиях через 1 час, показали высокую сохраняемость пластифицирующей способности активированных растворов (рис.8). Номера составов соответствуют номерам составов, указанных в таблице 1.
 | Рис. 7. Изменение подвижности в зависимости от концентрации модифицированной добавки в составе ММА жидкости |
 | Рис. 8. Сохранение подвижности бетонных смесей различных составов через 1 час после затворения |
Проведены исследования влияния ММА водных систем с органическими добавками С-3, КМЦ и ПВА различных концентраций на прочность мелкозернистого бетона (ММБ) В20 равноподвижных составов. На рис. 9. показаны темпы набора прочности бетона различных составов с добавкой ПВА при сжатии (Rсж) через 3, 7 и 28 суток, когда ее значения достигают предельной (отпускной) 100% величины. Наибольшей скоростью по набору прочности в раннем возрасте, а именно впервые 3 и 7 суток отличаются составы при дозировке ПВА: 0,05 - 0,07%. Так, набор Rсж составляет 47 - 52% от Rсж после 28 суточного твердения.
Рис.9. Темпы набора прочности бетона при сжатии (Rсж) через 3, 7 и 28 суток
Интенсификация фазовых превращений объясняется водоредуцирующим действием модифицированных добавок и повышенной степенью гидратации алита, белита и других минералов, обеспечивающей высокую концентрацию гидратных новообразований.
На гистограмме рис. 10. показана сравнительная оценка эффективности импульсной ММА водных систем с различной концентрацией ПВА по критерию прочности на Rсж и при растяжении на Rизг.
Рис. 10. Сравнительная эффективность ММА водных систем с различной концентрацией ПВА по критерию прочности на Rсж и Rизг
В работе изучено влияние ММА водных систем на водопоглощение и плотность мелкозернистого бетона, при этом необходимое количество жидкости для его затворения определяли, исходя из принципа достижения одинаковой подвижности бетонной смеси. Так, например, установлено увеличение плотности и понижение водопоглощения модифицированного бетона на основе ММА водных систем с добавкой ПВА в количестве 0,05 - 0,07%. Экспериментально установлено, что с повышением концентрации добавок в водной системе, предназначенной для ММА, эффект линейно уменьшается. Данные особенности необходимо учитывать при проектировании составов бетона.
В главе 4 приводятся результаты исследования механизма структурообразования модифицированных цементных композиций механомагнитоактивированными водными системами с органическими полимерными добавками С-3, ПВА и КМЦ на основе дифференциально-термогравиаметрического анализа (ДТГА). Объектами анализа были выбраны опытные образцы при одинаковом водоцементном отношении, выдержанные в нормальных условиях в течение 28 суток после затворения. Расшифровка результатов ДТГА и сопоставление их с результатами исследования физико-механических свойств цементных композиций позволили установить связь между режимными параметрами активации, концентрацией органических добавок и степенью фазовых превращений продуктов гидратаций. На рис.11. приведены фрагменты ДТГА проб цементного камня с добавкой ПВА (образец № 1 – на основе неактивированной воды с добавкой ПВА в количестве 10%, образец № 2 - на основе ММА водной системе с добавкой ПВА в количестве 0,05%, обработанной в течение 2 мин при скорости вращения ротора 3500 об/мин), образец № 3 - на основе неактивированной воды с добавкой ПВА в количестве 0,05%, образец № 4 - на основе ММА водной системе с добавкой ПВА в количестве 0,05%. По результатам анализа кривых установлены температурные границы химических и физико-химических превращений и просчитаны данные количественного изменения содержания влаги в образцах, общее изменение массы и изменения энергии.
 | Рис.11. Характерный вид кривых ДТА и ДТГ при разложении продуктов гидратации цементных композиций, содержащей добавку ПВА |
Результаты анализа свидетельствует, что разложение продуктов гидратации цементных композиций на различных водных системах происходят ступенчато. При постепенном увеличении температуре потеря массы начинается после 60°С, а заканчивается при 850; 830; 780 и 840°С соответственно и сопровождается тремя эндотермическими пиками и одним незначительным экзоэффектом. На рис.12. показана степень термической устойчивости гидратированных соединений.
 | Рис.12. Степень термической устойчивости гидратированных соединений |
Наиболее выраженный эффект, свидетельствующий об улучшении структуры композиции, выявлен у цементного камня, затворенного ММА водной системой с добавкой ПВА в количестве 0,05%, обработанной в течение 2 мин при скорости вращения ротора 3500 об/мин (образец под № 2). Смещение пика третьего эндоэффекта в высокотемпературную область 700 – 870°С, характерно для продуктов гидратации с более крепкими межмолекулярными связями.
Представленные данные свидетельствуют о влиянии ММА водных систем на кинетику физико-химических процессов формирования фазового состава. Показана строгая зависимости кинетических характеристик твердения цемента от технологического регламента активации водной системы, а именно, от концентрации добавки ПВА и от времени обработки.
В 5 главе приведена разработанная нормативно-техническая и технологическая документация по модернизации производственного процесса приготовления бетонной смеси на основе механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками.
В 6 главе приведены рекомендации по выбору наиболее рациональных режимов ММА водных систем с целью обеспечения наилучших показателей мелкозернистого бетона, а также технико-экономическое обоснование применения механомагнитоактивированных водных систем с органическими добавками для затворения мелкозернистого бетона. Выполнены расчеты сравнительной оценки стоимости 1м3 бетонной смеси при затворении ММА водными системами, содержащими органические добавки. Стоимость 1м3 бетонной смеси на выходе ниже на~124 руб стоимости 1м3 бетонной смеси затворенной по традиционной технологии.
Основные выводы
1. Проведен сравнительный анализ существующих способов улучшения качественных показателей портландцементных бетонов. Найдено, что наиболее перспективными являются применение совместной активации органических добавок и воды затворения.
2. Проведены исследования по модификации мелкозернистого бетона за счет импульсной механомагнитной активации (ИММА) жидкости с целью улучшения его технологических и эксплуатационных характеристик. Развиты представления о механизме взаимодействия цементного вяжущего с механомагнитоактивированными (ММА) водными системами с органическими добавками (С-3, ПВА, КМЦ). Изучены физико-механические и физико-химические свойства цементных композиций, затворенных механомагнитоактивированными при различных технологических режимах водными системами с органическими добавками С-3, ПВА или КМЦ. Уравнения регрессии по каждому отклику позволили выявить наиболее сбалансированное (рациональное) содержание химических добавок в составе цементных композиций, установить режимные параметры активации, а также осуществить возможность проектирования составов модифицированного мелкозернистого бетона (ММЗБ) в зависимости от сферы его применения. Выявлена по результатам ДТГА строгая зависимость кинетических характеристик твердения цемента от технологического регламента активации водных систем с органическими добавками.
3. Разработаны составы мелкозернистого бетона на основе ММА водных систем с органическими добавками и определены их физико-химические характеристики. Найдено, что применение механомагнитоактивированных водных систем с органическими полимерными добавками затворения, способствуют улучшению качественных показателей цементных композиций. Полученная бетонная смесь отличается высокой пластичностью - сохраняемость подвижности консистенции бетонной смеси не менее 1,5 – 2 часов. Модифицированный мелкозернистый бетон отличается более упорядоченной однородной структурой, характеризуется высокими темпами набора прочности в раннем возрасте, а именно в первые 3 и 7 суток. Через 28 суток в условиях нормального твердения бетона предел прочности на сжатие увеличивается на 25-36%, а на растяжение при изгибе на 54-68%.
4. Разработаны рациональные составы и способы получения высококачественной жидкости затворения цементных систем, обеспечивающей высокую пластичность бетонной смеси и формирование структур твердения с повышенными прочностными характеристиками. Составы модифицированного мелкозернистого бетона из расчета на 1м3, отвечающие поставленным требованиям, состоят из портландцемента, заполнителя (щебень или гравий и кварцевый песок) и ММА жидкости, в состав которой включена органическая добавка (С-3, ПВА и КМЦ) в количестве 0,005 %; 0,01%; 0,005% от массы цемента соответственно.
5. Разработаны организационно-технические решения по модернизации технологии приготовлении мелкозернистого бетона на основе ММА водных систем. Блок по обработке водных систем является компактным, включает агрегат РИА, прибор для омагничивания, блок управления и систему водопроводов с запорными вентилями и расходными ёмкостями, отличается высокой эксплуатационной пригодностью, в том числе ремонтопригодностью, удобен в управлении и обслуживании. Разработаны рекомендации по проектированию составов модифицированного мелкозернистого бетона ММА водными системами, содержащими органические добавки.
6. Осуществлена технико-экономическая оценка мелкозернистого бетона на основе ММА водных систем с органическими добавками. Результаты расчета показали, что себестоимость производства 1м3 бетонной смеси класса B20 на выходе ниже на~124 руб по сравнению с бетоном, приготовленным по традиционной технологии. Экономический эффект связан со снижением энергетических и материальных затрат при приготовлении бетона.
За счет импульсной механомагнитной активации водных систем:
- сокращается не менее чем в 100 раз расход добавок по сравнению с общепринятым по ГОСТ и ТУ, что позволяет уменьшить отрицательное воздействие химических добавок, повысить коррозионную стойкость бетона;
- уменьшается расход цемента и воды затворения на 12-15 % с сохранением прочности бетона:
- себестоимость товарного бетона и железобетонных конструкций с учетом уменьшения материальных и энергетических затрат уменьшается не менее чем на 12-14%.
Основные публикации по теме диссертации
Публикации в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ
- Касаткина, В.И. Федосов, С.В. Акулова, М.В. Влияние механомагнитной активации водных систем на свойства бетона // Строительные материалы - М., 2007. № 11. С. 58-59.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Слизнева, Т.Е. Падохин, В.А. Касаткина, В.И. Определение технологических параметров механомагнитной активации водных систем с пластифицирующей добавкой // Строительные материалы - М., 2010. № 3. С. 49-51.
Патенты и изобретения
- Патент на изобретение № 2345005 «Состав для приготовления бетона». Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 27 января 2007 г. Авторы: С.В. Федосов, М.В. Акулова, В.И. Касаткина, В.А. Падохин, А.Н. Стрельников.
Публикации в прочих изданиях
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Применение механомагнитоактивированной воды затворения бетона в храмовом строительстве //Актуальные вопросы храмового строительства: Мат-лы науч.-практ. конф., Иваново /ИГАСА.- Свято-Алексеевская Иваново-Вознесенская Правос. Духов. Семинария, – Иваново, 2005. С 31-32.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Соломина, Н.И. Дериватографические исследования мелкозернистого бетона на механомагнитоактивированной воде затворения //Информационная среда вуза: Матер. XII Междунар. науч.-техн. конф. /ИГАСА.-Иваново, 2005. С. 150-154.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Коркин, М.Л. Стрельников, А.В. Применение механоактивации в технологии строительных материалов //Новые и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов. Матер. Междунар. науч.-техн. конф. /ПГУАС. Пенза, 2006. С. 187-189.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Падохин, В.А. Касаткина, В.И. Стрельников, А.Н. Влияние механомагнитоактивированных водных суспензий на свойства бетона //Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века: Матер. XIII Международный семинар Азиатско-Тихоакеанской академии материалов (АТАМ). /НГАСУ (СИБСТРИН), Новосибирск, 2006. С. 214.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Падохин, В.А. Аникин, А.Я. Касаткина, В.И. Стрельников, А.Н. Механоактивация воды затворения цементного теста различными способами //Строительные и отделочные материалы. Стандарты и XXI века: Матер. XIII Международный семинар Азиатско-Тихоакеанской академии материалов (АТАМ) /НГАСУ, (СИБСТРИН), Новосибирск, 2006. С. 217-218.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Стрельников, А.Н. Применение механомагнитного способа активации воды для затворения портландцемента //Ученые записки инженерно-строительного факультета /ИГАСУ, Иваново, 2006. – Выпуск 3. С. 16-18.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Аникин Я.А. Касаткина, В.И. Стрельников, А.Н. Применение механомагнитной активации водных растворов в технологии бетона //Информационная среда вуза: Матер. XIII Междунар. науч.-техн. конф. /ИГАСУ, Иваново, 2006. С. 114-117.
- Касаткина, В.И. Механомагнитоактиваторы в технологии бетона //Пятая научная конференция аспирантов и соискателей. Материалы конф./ ИГАСУ, Иваново, 2007. С. 57-59.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Падохин. В.А. Касаткина, В.И. Высокопрочные портландцементные бетоны на основе механомагнитной воды затворения смеси //Информационная среда вуза: Матер. XIV Междунар. науч.-техн. конф. /ИГАСУ, Иваново, 2007. С. 105-108.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Слизнева, Т. Е. Высокопрочные мелкозернистые бетоны на основе механомагнитной активации водных систем //Актуальные вопросы храмового строительства: Мат-лы науч.-практ. конф. /ИГАСУ, Иваново,.2007. С. 53-54.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Слизнева, Т. Е. Бетон на механомагнитоактивированных водных системах. Ученые записки инженерно-строительного факультета. Выпуск 4. ИГАСУ, Иваново, 2008. С. 12-13.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Касаткина, В.И. Слизнева, Т.Е. Построение регрессионной модели по результатам экспериментального исследования свойств бетона на основе механомагнитной активации воды затворения совместно с добавкой С-3. // Информационная среда вуза: Матер. XIII Междунар. науч.-техн. конф. /ИГАСУ, Иваново, / ИГАСУ, 2008. С. 808-812.
- Федосов, С.В. Акулова, М.В. Слизнева, Т.Е. Касаткина, В.И. Математематическая модель процесса активации воды для затворения цементного теста с добавкой ПВА. Ученые записки факультета экономики и управления. Выпуск 20. ИГАСУ, Иваново, 2009. С. 201-205.
КАСАТКИНА ВАЛЕНТИНА ИВАНОВНА
МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН НА ОСНОВЕ МЕХАНОМАГНИТОАКТИВИРОВАННЫХ
ВОДНЫХ СИСТЕМ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ
05.23.05 – Строительные материалы и изделия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Подписано в печать. Формат 6084 1/16.
Печать плоская. Усл. печ. л. 2,09
Тираж 100 экз. Заказ №.
ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический
университет им. Ленина»
153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34
Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ.
