Мелкозернистые цементные бетоны, активированные во вращающемся электромагнитном поле

Abstract

RU: Диссертация посвящена решению актуальной задачи – повышения качества бетонных и железобетонных изделий, а также энерго- и ресурсосбережения на основе теоретического и экспериментального обоснования способа активации цементных бетонов, которые содержат в своем составе минеральные добавки с магнитными свойствами, путем установления закономерностей влияния вращающегося электромагнитного поля на формирование структуры и свойств цементного камня и бетона. В первом разделе выполнен анализ современного состояния вопроса по на-правлению темы диссертации, изложены теоретические предпосылки исследований, на основе которых сформулированы научные гипотезы работы. Во втором разделе исследованы пуццолановая активность и магнитные свойства минеральных добавок. Установлено, что минеральные добавки из отходов металлургической и топливно-энергетической промышленности, содержащие в своем составе значительное количество оксидов железа, во внешнем магнитном поле способны намагничиваться как типичные ферромагнетики. Из исследованных добавок наибольшей намагниченностью насыщения характеризуются колош никовая пыль Макеевского металлургического комбината (G = 12 Гссм3/г) и зола-унос Углегорской ТЭС (G = 7,4 Гссм3/г). В третьем разделе приведены результаты исследований структурообразования минеральных дисперсий, цементных паст и бетонных смесей, активированных во вращающемся электромагнитном поле; установлено влияние минеральных добавок, характеризующихся магнитными свойствами, на эффективность электромагнитной обработки смесей; выполнена оптимизация параметров электро-магнитной активации и состава мелкозернистых бетонных смесей. Показано, что вращающееся электромагнитное поле влияет на процессы структурообразования минеральных дисперсий и цементных паст, что приводит к усилению межчастичных взаимодействий в системе, ее уплотнению и повышению прочности. При оптимальных составах бетонных смесей и режимах обработки в ЭМП предел прочности при сжатии бетона повышается на 25...32 %. Эта тенденция сохраняется как на ранних стадиях твердения бетона, так и в проектном возрасте, в т.ч. после ТВО. В четвертом разделе исследованы состав продуктов гидратации цементного камня, характеристики порового пространства и эксплуатационные свойства мелкозернистых бетонов. По данным ДТГ, РФА и ИКС установлено положительное влияние активации цементных паст во вращающемся ЭМП на процессы гидратации и формирования состава новообразований цементного камня: повышается степень гидратации цемента, интенсифицируется гидросиликатообразование. Эти процессы проявляются в более значительной мере, когда в составе цементных паст содержатся минеральные добавки с магнитными свойствами. Заполнение части объема капиллярных пор дисперсными новообразованиями цемента обусловливает снижение кажущейся пористости и среднего размера пор, а также повышение однородности их размеров. Перечисленные эффекты положительно отображаются на повышении марки по морозостойкости активированных бетонов (Fакт.=150, Fконтр.=100) и снижении деформаций усадки при высыхании. В пятом разделе приведены технологические решения при внедрении способа активации бетонных смесей во вращающемся электромагнитном поле в промышленности сборного железобетона, результаты опытно-промышленной апробации диссертационных исследований, а также выполнены расчеты технико-экономических показателей предложенных решений. Выпуск опытно-промышленной партии изделий (ФЭМ) из мелкозернистого бетона, содержащего в качестве заполнителя золошлаковую смесь Углегорской ТЭС, осуществлен на заводе ЖБИ ЗАО "Бетон-Нова", пгт. Мироновский. Достиг-нуто снижение себестоимости 1 м3 бетонной смеси за счет экономии цемента на 9 %.

EN: Dissertation is devoted to the decision of actual task of upgrading concrete and re-inforced concrete products as well as energy and material saving based on theoretical and experimental methods of cement concretes activation, which contain in the compo-sition mineral additives with magnetic properties, and establishment of conformities to the law of influencing of the rotation electromagnetic field on structure forming and properties of cement paste and concrete. It has been determined that concretes mineral additives from wastes of metallurgi-cal and fuel and energy industry, containing the iron oxides in the composition, in the external magnetic field are able to magnetize as typical ferromagnetic. The metallurgi-cal dust and fly ash from the explored additives have the most value of magnetized satu-ration. It is shown that rotation electromagnetic field affects on the processes of struc-ture formation of mineral dispersions and cement pastes that result in strengthening of interpartial interactions in the system and compression and increase of durability. At the optimum concrete mixtures compositions and treatment parameters the compressive strength of concrete rises on 25...32 %. This tendency is saved both on early stages hardens concrete and in project age, including period after thermal treatment. The production of experimentally-industrial samples of fine-grained concrete con-taining as aggregate fly ash-and-slag mixture has been carried out at the Works "Beton-Nova", Myronovskiy. The prime price decreasing of 1 м3 concrete mix due to the econ-omy of cement on 9 % has been attained.