WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

КРАСНОВ Анатолий Митрофанович

формирование структуры, состава и свойств

ВЫСОКОПРОЧНых МЕЛКОЗЕРНИСТых БЕТОНов

для сборных покрытий автомобильных дорог

05.23.05 – Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Иваново

2010

Работа выполнена в  ГОУВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» и ГОУВПО «Марийский государственный технический университет»

Научный консультант

Советник РААСН, доктор технических наук, профессор

Акулова Марина Владимировна

ГОУВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет»

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ядыкина Валентина Васильевна

ГОУВПО «Белгородский государственный технический университет им. В.Г. Шухова»

доктор технических наук, профессор

Чухланов Владимир Юрьевич

ГОУВПО «Владимирский государственный университет»

доктор химических наук, профессор

Шорин Владимир Александрович

ГОУВПО «Вологодский государственный технический университет»

Ведущая организация:

ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»

Защита состоится 15 октября 2010  г. В 10.00 часов на заседании объединенного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 212.060.01 при Ивановском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 153037, Иваново, ул. 8 Марта, д. 20, ауд.Г-204.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного архитектурно-строительного университета (г.Иваново, ул. 8 Марта, д. 20)

Автореферат разослан        « » сентября        2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

к.т.н., доцент                               Н.В. Заянчуковская

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Многие регионы России не обеспечены высокопрочными горными породами, щебень из которых служил бы заполнителем для тяжелых цементных бетонов. Республика Марий Эл в частности, располагает только малопрочным известняковым камнем и мелкозернистым кварцевым песком, при использовании которых получают низкопрочный цементный бетон. Транспортирование высокопрочного щебня с Урала, Северного Кавказа или Карелии приводит к значительным транспортным расходам, влияющим на стоимость изделий из тяжелого цементного бетона на крупном заполнителе. Поэтому проблема получения пригодных для строительства дорожных покрытий из материалов на основе мелкозернистого кварцевого песка приобретает важное значение и не теряет своей актуальности в настоящее время.

Разработка технологии долговечного композиционного строительного материала – высоконаполненного высокопрочного мелкозернистого бетона для изготовления строительных изделий, дорожных плит покрытий как дорог общего пользования, так и лесовозных дорог с колейным покрытием – является одним из важных направлений исследований в области дорожного строительства и промышленно-гражданских сооружений.

Обеспечение длительного эксплуатационного режима жестких покрытий из железобетонных плит автодорог связано с исследованием зависимостей основных характеристик их напряженного деформированного состояния от действия расчетных колесных нагрузок движущегося автопоезда, что является актуальным и своевременным при использовании нового материала из высокопрочного мелкозернистого бетона.

Одним из эффективных технологических приемов в формировании высокопрочной структуры составов мелкозернистых бетонов является режим вибровоздействия при уплотнении жесткой цементно-песчаной смеси, что трудно осуществлять без химических добавок. Поэтому разработка комбинированных режимов вибрации, в которых одновременно осуществляются различные по величине амплитуд и частот колебательные процессы для достижения плотной упаковки мелкозернистого заполнителя и цементного геля с наполнителем в структуре мелкозернистого бетона является актуальным. Эксплуатация такого бетона из-за его высокой морозостойкости и долговечности возможна в сложных климатических условиях Севера и Севера-Запада  России в соответствии со слоем износа и сохранением геометрии и структурной прочности земляного полотна автомобильной дороги.

Наполнение цементной матрицы микрочастицами из кварцевого песка и дисперсными частицами отходов химической, металлургической и строительной индустрии является наиболее эффективным методом модифицирования составов бетона, способствующим снижению расхода цементного вяжущего при управлении процессом формирования общей структуры мелкозернистого бетона. Одновременно решаются проблемы экологической безопасности.

Целью работы является разработка научных основ формирования структуры, состава и свойств высокопрочных мелкозернистых бетонов высокого наполнения с изучением их физических, физико-механических и физико-технических свойств для получения долговечных покрытий автомобильных дорог.

Задачи:

- определение закономерностей влияния тонкодисперсного наполнителя на формирование структуры мелкозернистых бетонов на цементных и органических вяжущих рациональных составов;

- изучение физических, физико-механических и технических характеристик высоконаполненного мелкозернистого бетона повышенной прочности и долговечности;

- исследование возможности использования полистирольного наполнителя в бетонных конструкциях дорожного покрытия автомобильных дорог с определением основных физических и физико-механических характеристик бетона рационального состава;

- разработка режима виброуплотнения цементно-песчаной смеси для достижения высокой структурной прочности высоконаполненного мелкозернистого бетона;

- разработка состава мелкозернистого песчаного асфальтобетона с повышенным содержанием тонкодисперсного наполнителя и исследование его основных физико-механических характеристик;

- определение усилий в сборных напряженно-деформированных дорожных плитах из высоконаполненного мелкозернистого бетона от подвижных расчетных нагрузок;

- определение экономической эффективности использования высокопрочного мелкозернистого бетона в производстве сборных железобетонных плит покрытия автомобильных дорог.

Методы исследования. Для разработки технологии мелкозернистого бетона использовались нормативные документы, методы математической статистики, математического планирования экспериментов. Для изучения макро и микро структуры бетона применялись методы оптической микроскопии, дифференциально-термический и рентгенофазовый анализы. Использован прикладной программный пакет “OL PLATE” “Расчет железобетонных фундаментных плит на грунтовом основании”.

Научная новизна работы.

Определены принципы формирования высокопрочной структуры мелкозернистого бетона с использованием кварцевых микрочастиц в качестве наполнителей матрицы в органических и минеральных вяжущих в период управления структурообразованием мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог между физико-химическими и технологическими процессами.

Определены закономерности влияния тонкодисперсного наполнителя на формирование структуры мелкозернистых бетонов на цементных и органических вяжущих.

Исследовано влияние фракционного состава наполнителя на свойства высокопрочного мелкозернистого бетона. Найдено, что наилучшие прочностные характеристики показывает бетон с использованием  наполнителя удельной поверхности 450… 500 м 2/кг. Получено максимальное объемное наполнение цементной матрицы дисперсными кварцевыми частицами для уплотненного четырехфракционного кварцевого песка в пределах размеров зерен от 0,63 до 0,14 мм, которое подтверждено математическим расчетом объема пустот. С помощью физико-химических методов анализа определены фазовые составы цементного камня в зоне контакта «цементный камень – заполнитель».

Для активации твердения цементного теста и повышения прочностных свойств бетона предложено вводить в бетонную смесь химические добавки из местных отходов Йошкар-Олинского витаминного и Волжского гидролизного заводов. Введение данных химических добавок в высоконаполненный мелкозернистый бетон повышает его прочностные показатели до 67%..

Для снижения плотности до 1100 кг/м3 и повышения прочности наполненного мелкозернистого легкого бетона предложено ведение в состав наполненного мелкозернистого легкого бетона вторичного сублимативного полистирола.

Дано технико-экономическое обоснование рациональных параметров железобетонных плит колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог из высоконаполненного мелкозернистого бетона при установленных осевых нагрузках и коэффициентах динамичности и перегрузки колес подвижного состава лесовозного автопоезда.

С помощью системы автоматизированного режима по программе «OL PLATE» определены основные параметры напряженно-деформированного состояния железобетонных плит различных конструкций колейного покрытия (отпор грунта, моменты, осадки и размещение арматурных стержней в сечении плиты) при одновременном воздействии как одиночных, так и всех колес многоосевого автотранспортного средства.

Основные научные положения, выносимые на защиту

  1. Принципы формирования высокопрочной структуры, состава и свойств мелкозернистого бетона с использованием кварцевых микрочастиц в качестве наполнителей матрицы в цементных и органических вяжущих рациональных составов в период управления структурообразованием мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог между физико-химическими и технологическими процессами.
  2. Составы мелкозернистого бетона с использованием полистирольного наполнителя в бетонных конструкциях дорожного покрытия автомобильных дорог с определением основных физических и физико-механических характеристик бетона рационального состава.
  3. Режимы виброуплотнения цементно-песчаной смеси для достижения высокой структурной прочности высоконаполненного мелкозернистого бетона. Экспериментальная модель вибрационной установки по разночастотному виброуплотнению цементно-песчаной смеси для организаций в бетоне высокой структурной плотности и прочности.
  4. Составы мелкозернистого песчаного асфальтобетона с повышенным содержанием тонкодисперсного наполнителя и исследование его основных физико-механических характеристик;
  5. Модель усилий в сборных напряженно-деформированных дорожных плитах из высоконаполненного мелкозернистого бетона от подвижных расчетных нагрузок с использованием программы “OL PLATE”.
  6. Обоснование экономической целесообразности использования железобетонных плит из высокопрочного мелкозернистого бетона.

Достоверность выполненных исследований. Научные положения, выводы, рекомендации обоснованы теоретическими решениями и строгостью соблюдения методов расчетов и испытаний объектов исследований в соответствии с нормативными документами. Достоверность полученных результатов по определению деформаций и расчетных усилий в элементах плит согласуется с теоретическими принципами линейной зависимости напряжений и деформаций грунтовых оснований.

Практическая значимость.

Предложены составы новых высокопрочных мелкозернистых бетонов из низкосортного сырья с высоким наполнением цементной матрицы дисперсными кварцевыми микрочастицами.

Разработаны составы мелкозернистого бетона с использованием полистирольного наполнителя в бетонных конструкциях дорожного покрытия автомобильных дорог.

Предложены составы высокопрочного бетона с использованием химических добавок - отходов Йошкар-Олинского витаминного и Волжского гидролизного заводов.

Разработаны составы мелкозернистого песчаного асфальтобетона с повышенным содержанием тонкодисперсного наполнителя и исследованы их основные физико-механические характеристики.

Предложены режимы виброуплотнения цементно-песчаной смеси для достижения высокой структурной прочности высоконаполненного мелкозернистого бетона. Разработана модель вибрационной установки по разночастотному виброуплотнению цементно-песчаной смеси для организаций в бетоне высокой структурной плотности и прочности.

Предложено определение наиболее напряженно-деформированного состояния плиты колейного покрытия с использованием программы “OL PLATE”. При определении учитываются – толщина плиты, ее армирование, тип соединения со смежной плитой, изгибающий момент от нагрузки, действующей на базе транспортного средства, реактивное давление грунта основания под плитами. Даны рекомендации по рациональным размерам плит в зависимости от назначения дорожного полотна, условий его эксплуатации и особенностей грунта.

На составы высоконаполненных мелкозернистых бетонов, вибрационную установку получены авторские свидетельства и патенты на изобретение РФ.

Апробация работы. Результаты работ были внедрены в г. Йошкар-Олы (Республика Марий Эл) на ОАО "Стройматериалы", АО "Стройконструкция", ОАО КПД (Комбинат крупнопанельного домостроения), на заводе ОАО "Железобетон". В ГУП "Марийскавтодор" проведено строительство опытного участка площадью 155,4 м2 из асфальтобетона с добавкой отходов производства полистирола, на Йошкар-Олинском КПД выполнены плиты покрытий, уложенные на автомобильной дороге д. Одебеляк - с. Куженер – Параньга.

Методика расчета по «Определению деформации оснований железобетонных плит дорог общего пользования и колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог» внедрена в «Федеральном управлении автомобильных дорог Волго-Вятского региона Министерства транспорта РФ», «Департаменте дорожного хозяйства Республики Марий Эл», ЗАО «Проектном институте Агропроект».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 65 научных работ, в том числе 10 статьей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 11 авторских свидетельств, 6 патентов, 1 учебное пособие, 1 монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографического списка литературы из 333 наименований и приложений. Основной текст изложен на 305 страницах и включает 87 рисунков, 68 таблиц.

В выполнении диссертационной работы автор выражает особую благодарность за ценные советы и предложения академику РААСН, заслуженному деятелю науки РФ, лауреату премии Правительства РФ в области науки и техники, доктору технических наук, профессору Федосову Сергею Викторовичу.

Содержание работы

Во введении сформулированы цели и задачи исследований, обоснована ее актуальность, отмечены научная новизна и практическая значимость выполненной работы, сформулирована проблема исследования.

В первой главе рассмотрены технологические схемы и методы получения обычных и мелкозернистых цементных бетонов с их критической оценкой. Для особо жестких бетонных смесей используются вибрационное уплотнение в сочетании с пригрузом и химическими добавками. Одновременно с виброуплотнением бетонной смеси с использованием одного вибровозбудителя велись исследования по применению совмещенных виброорганов: низкочастотной и высокочастотной амплитудой колебаний (В.Н.Шмигальский, Н.В.Михайлов).

Проанализированы составы мелкозернистых бетонов класса прочности В37…60 при расходе портландцемента 350…550 кг/м3 (Н.В.Михайлов, Н.Б.Урьев), в составах которых были использованы до 60 % от массы расхода вяжущего микронаполнителя из свежемолотого кварцевого песка удельной поверхности S=300 м2/кг и домолотый портландцемент S=500 м2/кг. Для уплотнения смеси был взят подрессоренный пригруз. Показано, что формируется единое поле кристаллогидратных фаз с получением с меньшей степенью анизотропии свойств строительного материала (В.И. Соломатов, Л.А. Шейнич).

Анализ показал, что наполнители низкой активности, но высокой дисперсности > S=400м2/кг повышают гидратационную активность цемента, ориентируют избирательный состав новообразований в дефектных структурах кварцевого зерна с момента появления жидкой фазы (В.В. Товаров, А.В. Волженский, Л.Н. Попов, А.Е. Шейкин, Ю.М. Баженов, П.Г. Комохов).

Использование различных модификаторов (МБ – 50С – микрокремнезем + зола уноса+ суперпластификатор С-3 – 43:43:14) в мелкозернистых бетонах способствует получению бетона класса В 80 по литой технологии формования бетона. Однако повышенный расход цемента (497…700 кг/м3) приводит к повышенным деформативным свойствам бетона (С.С.Каприелов), а значительный расход суперпластификатора С-3 может вызвать отрицательный эффект в поздние сроки твердения (В.И. Калашников). Однако рост прочности ЦК, сформировавшегося в период коагуляционно-кристаллической структуры, сопровождается “сбросами” прочности: кристаллизационным давлением, распадом и перекристаллизацией метастабильных твердых фаз, осмотическим давлением.

Представлены результаты исследований таких характеристик мелкозернистых бетонов, как изменение прочности бетона от попеременного водонасыщения и высыхания, степени истираемости ( А.М. Шейнин), морозостойкости (А.Е. Шейкин, Ю.М. Баженов, Г.И. Горчаков, Н.М. Красный, С.В. Евланов, М.Р. Стас, В.П. Сизов и др.), деформации при кратковременном и длительном действии внешней нагрузки – модуля упругости и ползучести (К.И.Львович, К.В.Михайлов, З.Н.Цилосани, Н.В.Свиридов, А.М.Шейнин, Г.Н.Писанко, О.П.Квирикадзе, И.И.Улицкий, А.Ф. Милованов, С.В. Александровский и др.), усадочных деформаций (А.Е.Шейкин, З.Н.Цилосани, Е.П.Фрейсине), стойкости от воздействия высоких температур t=100…400 С (В.В. Жуков).

Рассмотрены гипотезы о физической природе деформаций и разрушений. Все они прямо или косвенно объяснялись появлением высоких напряжений и разрывами более слабых химических связей в коагуляционных контактах цементного геля гидросиликатов кальция в структуре ЦК (Е.П.Фрейсине, А.Е. Шейкин, О.Я.Берг, А.В. Саталкин, Г. Рюш, Gliklich, С.Н. Журков и др.).

Так же рассмотрены вопросы условия применения покрытий из железобетонных плит на лесовозных автомобильных дорогах и их работоспособность по сравнению с дорогами с гравийным и грунтовым покрытием, а также технология получения и прочностные свойства цементных мелкозернистых бетонов на основе кварцевых песков. Анализ показал, что большие размеры плит приводят к повышенному расходу бетона и арматуры из-за увеличения изгибающих моментов (В.Н. Смирнов, В.В. Савельев, В.К. Курьянов).

Вопросами методов расчета и проектирования железобетонных плит из тяжелых и мелкозернистых бетонов занимались многие ученые: М.И. Горбунов-Посадов, И.А. Симвулиди, Н.П. Пузаревский, А.Н. Крылов, Д.Г. Дутов, Б.Г. Коренев, Б.Н. Жемочкин, О.Я. Шехтер, В.В. Савельев, А.Д. Грязин, Н.Н. Пушкаренко.

Показано, что для расчета железобетонных плит колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог наиболее широко применяются методы расчета конструкций на упругом полупространстве Б.Н. Жемочкина, М.И. Горбунов-Посадов и И.А. Симвулиди, а также методика расчета по инструкции ВСН 197-91, которая предлагает определять изгибающие моменты при приложении колесной нагрузки в центре, на краю, в углу, и на торце плиты в продольном и поперечном направлениях.

Для определения максимальных усилий в плитах преимущественно применяют две расчетные схемы (С.В.Коновалов):

1) бесконечная сплошная по сечению плита с внешней нагрузкой в центре, которая вызывает действие положительного изгибающего момента;

2) полубесконечная плита с внешней нагрузкой вблизи торца, которая вызывает действие отрицательного момента.

Теоретически и экспериментально было установлено (В.И. Чернякевич, А.Д. Грязин, В.В. Савельев, Н.Н. Пушкаренко), что длина плиты является одним из основных параметров колейного покрытия лесовозной дороги. При формовании дорожной плиты и получении качественной объемной структуры из подобранного для нее состава бетона необходимо четко соблюдать технологический режим виброуплотнения бетонной смеси. Особенно это регламентируется к жестким бетонным смесям с малыми водоцементными отношениями и расходами цементного вяжущего.

Во второй главе на основе разработанной П.А. Ребиндером физико-химической механики представлены теоретические принципы формирования высокопрочной структуры мелкозернистого бетона с использованием кварцевых микрочастиц в качестве наполнителей цементной матрицы в органических и минеральных вяжущих в период управления структурообразованием строительного композиционного материала между физико-химическими и технологическими процессами.

Основными положениями в физико-химической механике являются принципы когерентности (соответствия), оптимальной дисперсности (для снижения дефективности кварцевого зерна размер его микрочастиц должен превалировать в пределах 1 мкм), гомогенности и предельной уплотняемости.

Эффективное использование дисперсных частиц состоит в их активации, что позволяет достичь значительной (хемосорбционной) прочности в контактных зонах взаимодействий в рассматриваемых строительных материалах на цементном, битумном и полимерном вяжущих. В них кроме адгезионной связи возникают направленные электронно-ионные взаимодействия, усиливающие первоначальные (физические) адгезионные связи за счет молекулярно-электрической природы.

Гипотеза формирования структуры материала с использованием дисперсных частиц на основе физико-химического процесса заключается в оптимизации условий для проявления активных состояний минеральных компонентов и вяжущих в момент их технологического взаимодействия в адгезионном контакте на границе раздела двух фаз: тонкой пленки вяжущего геля и поверхности кислого по природе кварцевого зерна как удельных разнополярных электрических взаимодействий. Эта гипотеза в технологии мелкозернистых бетонов на различных вяжущих (портландцемент, битум, полимер) основана на трех положениях: 1 – электронно-ионная технология обработки исходных материалов; 2 – вибрационная технология перемешивания, уплотнения бетонной смеси при формировании изделий; 3 – методы исследования структурно-реологических свойств материалов ( определение физических параметров дисперсно-структурных материалов от внешнего механического и климатического воздействий).

Создание энергетического объема на поверхности кварцевых зерен мелкозернистого песка зависит от атомно-молекулярных особенностей структуры кремнезема. Это достигается разрушением поверхностного слоя кварцевых зерен с образованием ювенильной поверхности, на которой впоследствии образуются группы SiOH, являющиеся активными центрами для щелочных вяжущих. Для активных отрицательных центров (битум, полимер) взаимодействие с SiO2 должно осуществляться через введение в композитную смесь добавок, создающих щелочную среду или поверхностно-активных веществ.

Примеси оксидов щелочных и щелочно-земельных материалов на поверхности кварцевых зерен могут заменить часть ионов водорода ОН-групп ионами Na+, K+, Ca2+ и создавать водощелочную среду и тем самым способствовать улучшению контактной связи с органическими вяжущими.

В создании структурной плотности и прочности мелкозернистого цементного бетона рассматриваются два технологических этапа. К первому этапу относят самопроизвольное объединение дисперсной системы в структурные блоки за счет снижения избыточной энергии системы (цементное зерно-наполнитель-вода). Ко второму – внешнее механическое воздействие на систему для создания плотной структуры дисперсной системы, которая может быть создана за счет изменения числа молекул в структурном блоке за счет изменения расстояния между ними, а, следовательно, и между твердыми частицами наполнителя. При продолжительном механическом давлении первоначальные структурные блоки могут быть нарушены и доведены до упорядоченной структурной блок-сетки.

Схема более плотной упаковки матричной системы и зерен наполнителя приведена на рис. 1.

Механическое давление на систему приводит к сближению структурных частиц с разрушением их первоначальной структуры (рис.1 а), перемещению частиц в них до состояния, в котором сферы сближаются до величины 2h0 (рис.1 б). Если величина диаметра частицы наполнителя из кварцевого песка в матричной фазе будет иметь размер 5-10 мкм, то толщина сферы ее может составить не менее 1,4 мкм (А.П. Бобрышев, В.И. Соломатов). Дополнительное  использование стандартной вибрации с частотой колебания f = 50...60 Гц сближает сферы граничных слоев матрицы дисперсных частиц вплоть до их перекрытия. При протекании (сдвиге) структурных блоков более крупные зерна заполнителя композиционного материала также сближаются на расстояние, которое зависит от числа находящихся кварцевых частичек наполнителя в единичной матричной фазе на момент прекращения вибровоздействия. Можно предположить, что при минимальном расстоянии (2-3) d между частицами с величиной d = 10 мкм и при одночастотном вибрировании с f = 50 Гц перемещению подвергаются более крупные кварцевые частицы диаметром 0,4-1,5 мм.

Для перемещения более мелких частиц твердой фазы в матричной фазе необходимо увеличить частоту колебаний до f = 120 Гц и более (А.Е. Десов), что позволит снизить толщину сферы из цементной пленки микрочастицы при обдире во время колебания, уменьшить расстояние между частицами на величину одного диаметра кварцевого наполнителя с цементной пленкой вокруг нее. Для этого необходимо подвести к дисперсной системе с основным колебанием f=50 Гц, колебание с более увеличенной частотой вибрации f, то есть осуществить совместное воздействие двух простых гармоничных колебаний типа разночастотного вибрационного уплотнения.

Рис. 1. Модели взаимодействия двух частиц наполнителя через граничные слои матрицы: а) в рыхлосвязанном состоянии; б) в прессованном; в) вибропрессованном; г) поливибропрессованном (hо – проницаемые оболочки из цементной пленки; δ – расстояние дальнедействия микрочастиц; d – диаметр микрочастиц; D – общий диаметр частицы со сферой из цементной пленки; hад – толщина адсорбционного слоя двухслойной сферы)

Такое виброуплотнение связано с отжатием диффузной влаги сольватированной оболочки частиц твердой фазы, перемещением ионов жидкой фазы в сужающиеся капиллярные каналы и микропоры за счет оседания на их внутренней поверхности новообразований из кристаллогидратов, и сближением еще непрогидратированных частиц цементного вяжущего и твердых частиц кварцевого наполнителя (рис. 1. в,г). Вязкость в капиллярах возрастает под действием силовых полей твердой фазы. Возрастают и межчастичные взаимодействия, размеры частиц которых определены величиной по диаметру d = 10 мкм и менее 100 мкм.

При высокой интенсивности вибраций частицы грубодисперсной фазы могут сблизиться настолько, что между ними могут образовываться точечные контакты, сила сцепления которых выше, чем через жидкую коагуляционную среду.

Момент времени, соответствующий появлению ионного раствора на поверхности формуемого мелкозернистого бетона, следует считать оптимальным временем, за которое проявляются все силы внутреннего сцепления – адсорбционные, капиллярные и силы трения. Дальнейшее вибропрессующее воздействие может привести к потере одного из факторов сцепления консистенции цементного геля, то есть предельного напряжения сдвига. Это приводит к появлению дислокационных дефектов – потере сплошности как в цементном геле, так и в каркасной структуре мелкозернистого бетона. Для избежания появления дефектных структур в мелкозернистом бетоне необходимо соответствие между внешним вибродавлением и содержанием воды в цементном геле. То есть решить проблему соедиментационной устойчивости высококонцентрированных дисперсных систем в гетерогенных процессах.

Высокая концентрация дисперсной системы должна исключать ее течение в межзерновом пространстве, в связи с повышением плотности грубодисперсной фазы и повышением вязкости дисперсной системы за счет ее уплотнения и изометрии дисперсных частиц.

Роль дисперсных частиц в бетонах на органических битумных и полимерных вяжущих в бетонах на цементном вяжущем идентична - повышение плотности и прочности материала за счет хорошего прилипания к каменным заполнителям. Кварцевое зерно, считающееся кислым материалом, плохо удерживает битумную пленку, в составе которого содержатся отрицательные полярные группы СООН, ОН, NH2, HCl.

Для получения сдвигоустойчивого битумобетона следует повысить тонкость дисперсных наполнителей для повышения плоскостей скольжения и их шероховатости. Этим самым возможно достигнуть повышенные значения модуля деформации, предела прочности, внутреннего трения и зацепления.

Рис. 2. Схема изображения адсорбционно-сольватного слоя битума на минеральном кварцевом порошке (зерне):

1 – адсорбционный слой; 2 – диффузный слой; 3 – радиальные трещины для фильтрации компонентов битума; 4 – дефектные активные точки;

5 – цементная пленка (H2SiO3SiO2+H2OH2O+CaOвяжущее)

Для активации минерального порошка используют поверхностно активные полярные соединения (известь, хлорное, цементное, (рис. 2) полимерные добавки – поливинилхлорид, полистирол или комплексные добавки (полимер + активный дисперсный наполнитель), чтобы снизить сцепление между молекулами битумной жидкости  при условии растворения полимера в вяжущем до молекулярного и надмолекулярного уровней. Макромолекулы полимера в среде органического вяжущего склонны к ассоциации и формированию термофлуктуационной пространственной сетки с прочными связями в узлах сетки и их числом. Размер частиц наполнителя должен находиться в пределах 0,1…10 мкм.

Рис. 3. Модель минерального порошка, активируемая тонкодисперсным полистирольным порошком в составе битумного вяжущего:

1 – адгезионный (структурированный) слой битумного вяжущего; 2 – диффузный слой битумного вяжущего; 3 – трещины в кварцевом зерне; 4 – объемная структурная битумного вяжущего; 5 – фрагмент полимерной сетки; 6 – поверхностные дефектные активные точки

Решающее значение для изменения физико-механических свойств композицонных материалов имеют состояние и свойства пограничных слоев на поверхности раздела фаз. В результате образуется структурно-упрочненный слой, обеспечивающий высокую адгезионную прочность на поверхность раздела фаз при незначительной добавки активатора – 2 %, в качестве которого могут выступать активные дефектные точки на поверхности наполнителя (С.Х. Ярлушкина) и наполненное цементное вяжущее (рис. 2,3).

Использование активированного минерального порошка из кварцевого зерна размером 0,3…0,9 мкм, наполненного цементным частицами размерами 0,1…0,05 мкм (рис. 4), может обеспечить хорошую адгезию битума с образованием цементной пленкой на поверхности минерального порошка за счет появляющейся влаги при разложении кремниевой кислоты H2SiO3 и появлением воды, необходимой для гидратации пылевидных цементных частиц на поверхности наполнителя с образованием цементного камня.

Рис. 4. Фрагменты поверхности минерального порошка из кварцевого зерна после помола в шаровой мельнице в течение 1,5 часов:

а) в отсутствие тонкодисперсных цементных зерен, х 100000; б) минеральный порошок, наполненный цементными зернами, расположенными между тонкодисперсными кварцевыми зернами, х 25000

На рис. 4а, б представлены микроснимки поверхности тонкодисперсных кварцевых наполнителей, полученных при помоле в шаровой мельнице без добавки цементного вяжущего а) и с добавкой его б), более мелкие зерна которого расположились между кварцевыми частицами в виде наполнителей.

На рис. 4а наполнитель только из кварцевого зерна. Из рисунка видно, что образовались отполированные поверхности наполнителя, сцепление с которыми очень тонкодисперсным частицами из цементного вяжущего затруднительно.

На рис. 4б представлен результат помола кварцевого песка, который проводили совместно с цементным вяжущим. Произошли явные изменения поверхности кварцевых наполнителей, а именно: 1 – исцарапанные поверхности кварцевых зерен; 2 – хаотическое их расположение в смеси; 3 – глубокое межзерновое пространство; 4 – значительная часть этой глубины заполнена тонкодисперсными частицами из цементного вяжущего.

Из этого следует, что раздельное введение цементного вяжущего и наполнителя всегда приводит к пониженным прочностным результатам бетона, чем при совместном их помоле и введении их в состав формуемого бетона.

Адсорбция битума на поверхности зерен кварцевых песков носит физический характер и вызывается слабыми Ван-дер-ваальсовыми силами притяжения, а слабоадсорбированная молекула битумной пленки легко может быть смещена окружающей влагой.

Кремнеземистые наполнители активны к большинству полиэфирных смол полимерных вяжущих за счет гидроксильных и карбоксильных групп полиэфира. Они способствуют образованию ковалентных и водородных связей в объемной структуре полимера и более прочных связей в надмолекулярных структурах, образующихся вокруг частиц наполнителя. С увеличением объема наполнителя надмолекулярная структура, ориентированная перпендикулярно к поверхности наполнителя, становится преобладающей; в центре данной структуры располагаются плотно упакованные глобулярные структуры. При этом увеличивается адгезия, повышаются жесткость и усадочные напряжения.

Контактные взаимодействия приведенных вяжущих с наполнителями из кварцевых микрочастиц необходимы для повышения структурной прочности бетонов в технологическом процессе получения эффективных композиционных материалов.

В третьей главе рассматриваются технологии получения высоконаполненного высокопрочного мелкозернистого бетона и технологическое поле разночастотного механического воздействия при уплотнении бетонной смеси.

Для повышения плотности структуры был оптимизирован жесткий скелет мелкозернистого бетона из природных кварцевых песков с модулями крупности 2,3 и 1,0, взятых в соотношении 4,1:0,9. Это позволило повысить прочностные свойства композита более, чем в 1,5…1,7 раза (А.с. СССР № 1310362. Бюл. №18, 1987). При совместной работе двух вибровозбудителей вибрационной установки (Пат.2214910 Рос. Фед. Бюлл.№30, 2003г.) создавался совмещенный режим виброколебаний бетонной смеси (табл.1).

Удельное давление пригрузающего устройства при виброформовании бетонной смеси было определено математическим расчетом по разработанной методике.

Первый режим – для плотной объемной упаковки кварцевых зерен заполнителя, второй – для разжижения цементного теста с максимальным заполнением им межзернового пространства и образованием цементной пленки по всей поверхности заполнителя и наполнителя. В связи с различным расходом наполнителя в составах мелкозернистого бетона в технологии его получения проводили корректировку расходов воды затворения и песчаного заполнителя (табл. 1, рис. 5).

Из данных табл. 1 и рис. 5 видно, что наиболее эффективным виброуплотнением следует считать совмещение двух режимов виброуплотнения (разночастотное уплотнение). При таком режиме была получена наиболее максимальная прочность мелкозернистого бетона при сжатии – 94МПа и средняя плотность – 2326кг/м3  в воздушно-сухом состоянии.

Таблица 1

Физико-механические характеристики мелкозернистого песчаного бетона в зависимости от режима виброформования при Руд=0,0131 МПа

Режим виброуплотнения

Время виброуп-лотнения, С

Физико-механические характеристики

В/В

В/Ц

Плотности в кг/м3 при наполнении Ц:МН

Прочность бетона, МПа

Водопоглощение,%

Прирост прочности, ,%

1:0

1:08

1:3

Rb

Rbt

А=1,25мм,

f=50Гц

180

0,303

0,546

  0,0750*

2135

2270

1920

70

7,3

7,0

0,0

А=0,70мм,

f=167Гц

150

0,307

0,552

  0,0755*

2175

2302

1970

83

9,5

3,5

18,6

А=1,45мм,

f=50Гц

А=0,20мм,

f=167Гц

120

0,310

0,559

  0,0757*

2230

2326

2100

94

11,0

2,8

34,3

Примечание. * В знаменателе - водотвердое отношение.

Прочность мелкозернистого бетона на основе различных по химическому составу наполнителей из карбоната кальция, керамзитовой пыли определяется взаимодействием жидкой фазы цементного камня и образованием в контактной зоне кристаллогидратов, по форме и свойствам отличающихся от обычного цементного камня (ЦК).

На керамзитовых частичках пористого наполнителя, активных по отношению к жидкой фазе ЦК, низкоосновных – СSH(I) гидросиликатов образуется в меньшем объеме, чем на поверхности кварцевых зерен. На поверхности карбонатных наполнителей происходит ориентированный рост кристаллов карбонатных соединений - CaCО3;СaCО3*6H2O и извести Сa(ОН)2 (неустойчивых) и гидрогранатов - С3ASXH6-2X, гидросиликатов кальция,  преимущественно, CSH(I) и гидрокарбоалюминатов кальция, считающихся наиболее устойчивыми.

соотношение цемента и микронаполнителя

Рис. 5. Влияние условий и времени выдержки на прочность наполненного мелкозернистого (песчаного) бетона разночастотного вибрационного уплотнения в зависимости от содержания наполнителя (МН) в цементе: 1,2-прочность влажного и сухого пропаренного бетона после 28 сут. выдержки в Н.У; 3 – прочность суточного бетона после ТВО; 4 - то же после 240 суток выдержки в комнатных условиях (t=20C; W=50-60%); 5 - то же в  нормальных условиях (t=20С, W=95-99%)

Рис. 6. Микроструктура мелкозернистого бетона (кривая 2, рис.6) содержанием кварцевого микронаполнителя (0,9…1,0) Ц, (х 100):

1 – зерно микронаполнителя; 2 – пленка цементного камня; 3 - микропоры; 4 – жесткий каркас из песчаного кварцевого зерна)

Наполнитель оказывает положительное влияние на структуру и свойства цементных систем (П.П.Будников, А.В.Волженский и Л.Н.Попов, О.П.Мчедлов-Петросян, В.И.Соломатов, А.Г.Ольгинский, А.А.Редкозубов, М.Р.Стас, И.М.Красный, Ю.М.Баженов,П.Г. Комохов, Н.В.Свиридов, С.С.Каприелов).

Прочность на сжатие ЦК в зоне контакта толщиной менее 15мкм у кварцевой подложки будет больше, чем у известняковой, если судить по их микротвердости – 936 и 540 МПа соответственно (С.Х.Ярлушкина). У объемного цементного камня прочность на сжатие составляет на кварцевой подложке 600 -700МПа.

Склеивающим структурным элементом кристаллогидратных пакетов ЦК считается  межплоскостная жидкость (кристаллизационная). Ее потеря приводит к падению прочности бетона (М.М.Сычев, В.Н.Пунагин). Следовательно, для образования плотной структуры ЦК в объеме цементной пленки необходим оптимальный объем жидкой фазы в период первых часов твердения (А.Г.Холодный, О.П.Мчедлов-Петросян).

В технологии высоконаполненного мелкозернистого бетона (ВМБ) была использована оптимизированная величина В/Ц=0,55-0,63.

Оптимальная величина наполнителя - 0,8…0,9 от массы вяжущего (245…270 кг/м3) удельной поверхности Sуд=450...500 м2/кг сыграла значительную роль в достижении прочностных свойств этого бетона  и его плотности.

Анализ микроснимков показал, что при обычной технологии структура мелкозернистого бетона без наполнителя  имеет множество пор и капилляров диаметром до 1,5 мм, каверн и пустот с прослойкой из ЦК в межзерновом пространстве от 1 до 1,5 мм. Прочность такого бетона на сжатие - 18...20МПа.

Кривая прочности ВМБ (кривая 2, рис. 7) в зависимости от расхода наполнителя и В/Ц описана формулой вида:

,                 (1)

где а – коэффициент, изменяющийся в зависимости от расхода кварцевого наполнителя: при 1:0,01 – 1:0,5 а=1200; при 1:0,8 – 1:3 а=1600; х1 – расход наполнителя; х2 – водотвердое отношение, принимаемое по кривой 4 (рис. 5); b – коэффициент формы кривой, b=7 для ветви кривой подъема; b=8, 9, 10, 11, 12 – для ветви снижения, для значений величин наполнителя – 1,1;1,5; 2,0; 2,5; 3,0; α – постоянная величина  – 0,1108.

В ходе исследований структурных моделей “состав-технология-свойства” ВМБ были получены графики кривых по расчету количественного состава компонентов композиционного материала в зависимости от наполнения портландцемента кварцевыми микрочастицами (рис. 7).

соотношение цемента

и микронаполнителя (Ц:МН)

Рис. 7. Изменение графиков кривых от расхода наполнителя цемента: 1-  прочности бетона ВМБ; 2 - массы сухих компонентов; 3 - водотвердого отношения; 4 - водоцементное отношение

Как показали исследования, на прочность зоны контакта в композиционных материалах влияет генезисная основа горных пород, выступающих в качестве заполнителя.

Использование различных по кристаллохимическому строению минеральных заполнителей показало (рис. 8), что слабые химические связи в минералах снижают их прочностные свойства и что при более крупном заполнителе уменьшается расход наполнителя (кривая 9, рис. 8).

Рис. 8. Влияние породы заполнителя и удельного давления поливибрирования на характер изменения прочности песчаного бетона в зависимости от расхода заполнителя:

1,2,3 – на барханном полиминеральном каракумском песке (Мкр=0,36) при Руд=0,0006; 0,0036; 0,0131 МПа; 4,5,6, – то же на кварцевом песке (Мкр=2,3:1,0=4,1:0.9); 7 – на отходах камнедробления (серый гранит), Мкр=3,7, Руд=0,0131 МПа.; 8 – на барханном карбонатном песке Прикаспия (Мкр=0,5...0,6), Руд=0,0131 МПа; 9 –влияние размеров зерна заполнителя на расход наполнителя

Прочностные свойства ВМБ находятся в прямой зависимости от плотности структурных образований: на макроуровне – от плотности жесткого каркаса зерен заполнителя, на микроуровне – от пленки ЦК в межзерновом пространстве и ее толщины. Они определяют прочность и долговечность бетона.

Выявленные зависимости прочности мелкозернистого бетона от содержания кварцевого микронаполнителя в цементной матрице были опубликованы автором в Ленинградском тематическом сборнике трудов в 1987 году.

Позже (1996 г.) А.П. Бобрышевым была выявлена формула этой зависимости (2):

с=m- m +4,8 s· 2/3,                (2)

где с – прочность КМ, МПа; m – прочность матрицы при сжатии, МПа; – объем наполнителя цементной матрицы в частях; s – прочность пленочной матрицы, МПа.

При стандартной вибротехнологии в цементных дисперсно-наполненных КМ (при ) оптимальное содержание наполнителя составило =0,6Ц от массы расхода вяжущего. При разночастотной вибрации оно увеличивается до (0,8…0,9)Ц.

Однако величина s в формуле (2) не соответствует значениям прочности на разупрочняющей кривой разночастотного вибарационного мелкозернистого композита. Они выше экспериментальных данных.

В связи с этим в формулу (2) ввели коэффициенты снижения Ксн для величин наполнения цементной матрицы v0=(1,0…3,0)Ц со значениями Ксн=20,2…29,3 при снижении водовяжущего отношения от 0,285 до 0,190.

Формула кривой прочности КМ разночастотного вибрационного уплотнения будет иметь следующий вид:

с=m- m +4,8 Ксн ·s· 2/3                         (3)

Оптимальная прочность мелкозернистых композитов на прогидратированных вяжущих находится в зависимости от содержания наполнителя и сроков коррозии цементного зерна, и общая, межзерновая и открытая пористости бетона повышаются с увеличением корродированных цементных зерен , выступающих уже в качестве заполнителей в составе этого композита.

Результаты экспериментов по определению состава ВМБ были подтверждены исследованиями матричной системы: цемента с наполнителями и воды затворения в мелкозернистом бетоне при использовании модели полинома второй степени для композиционного плана на кубе типа В3.

В четвертой главе приведены физико-механические, деформативные свойства и долговечность высокопрочного мелкозернистого бетона в зависимости от внешних эксплуатационных факторов: воздействий воды, температуры.

Исследования по истираемости показали, что потеря массы (г/см2) и глубина износа (мм) в 2…4 раза меньше, чем у обычных мелкозернистых бетонов.

Водопроницаемость мелкозернистого бетона, определенная по коэффициенту водопроницаемости:

  К=(b⋅V)/(S⋅t⋅Δp),                               (4)

где V – объем жидкости, протекающий через тело; b – толщина тела; S – площадь тела; t – время фильтрации; Δp – перепад давления на порядок ниже, чем у ОМБ.

К разрушающему бетон признаку влияния воды следует отнести систематически попеременное его воздействие.

Анализ изменения прочности ВМБ после каждых 30 циклических воздействий воды (этапы) по режиму: 4 часа водопоглощения и 4 часа высушивания при 100 С – установил повышение прочности за счет ⋅гидратации вяжущего на 150 цикле (Rb=115 МПа от начального значения Rb=94 МПа).

Морозостойкость ВМБ, определенная по ГОСТ 10060-95 по I методу водонасыщения, составила не менее 700 циклов, по II базовому методу F300.

Модуль упругости Е0 составил (30…34)103 МПа (скорректированная формула Н.В. Свиридова - .

                      (5)

где - в т/м3 (2,34 т/м3), RВ – по классу бетона по прочности (В 70…80) можно приближенно определить начальный модуль упругости ВМБ, равный (34…37)  103 МПа (ошибка от 0 до 7,0%).

Величина усадочной деформации ВМБ при нормальных климатических условиях составила εy=0,120 мм/м. Малая ее величина εу в сравнении с другими строительными материалами соответствует плотной  структуре композита.

Деформации ползучести цементного бетона обусловливают долговечность бетонных конструкций. На деформации ползучести и их характер роста во времени влияют следующие факторы: уровень начальных напряжений σ/Rпр; параметры окружающей среды, определяющие скорость массообмена влажного бетона; усадочные напряжения.

ВМБ в возрасте 28 суток выдержки в НУ после ТВО, загруженный усилием статической нагрузки с напряжением 0,2; 0,4; 0,5 Rпр, показал деформации ползучести при сроке наблюдения 240 суток соответственно: Е=0,134; 0,225; 0,370 мм/м. В возрасте 660 суток ВМБ второй серии (0,4Rпр) показал деформацию ползучести 0,310 мм/м.

Таблица 2

Деформации ползучести мелкозернистого бетонов

Состав бетона, кг/м3

Срок набл.t, сут.

Rпр,,
МПа

σ/Rпр

Мера ползучести,

см2/кг

εполз, мм/м

Автор

Ц

МН

В

В/Ц

306

288

170

0,555

240

45

0,2

1,49

0,1340

А.М.Краснов

260

90

190

0,73

240

19,4

0,25

14,70

0,713

К.И.Львович

435

145

327

0,75

240

30,7

0,25

15,0

11,513

“-“

414

-

180

0,40

240

43,8

0,20

8,48

-

И.И.Улицкий

487

255*

168

0,35

-

56,0

0,30

20,6

-

С.С.Каприелов

Примечание. * Модификатор МБ-50С (кремнезем + зола уноса +суперпластификатор в соотношении 43:43:14).

Температуростойкость ВМБ зависит от влажного состояния микро-и макроструктур материала и определяется потенциальной энергией связи между кристаллическим скелетом бетона и заполняющей его водой. При испарении влаги давление пара в капиллярах (r=10-11м) может достигнуть более 20 МПа, а растягивающие напряжения повысятся до 16,2 МПа (В.В.Жуков).

Цементный бетон имеет критическую влажность – сорбционную Wc, выше которой при градиенте температур Δt > 100С может произойти разрушение с отколом кусков бетона в виде линз (В.В.Жуков).

Исследованы физико-механические характеристики легких строительных материалов из бетонов на органических и неорганических вяжущих, полученных разночастотным виброуплотнением их смеси, организация структуры песчаного бетона на отходах камнедробления, получение легкого бетона из преднапряженного полистирольного зерна заполнителя на основе новой технологии для покрытий дорог и площадок при строительстве лесопромышленных складов.

Бетон на основе отходов камнедробления высокой прочности с кварцевым песком и цементного вяжущего 400 кг/м3 при использовании химических добавок Йошкар-Олинского витаминного завода – щелочного элюата, в состав которого входят NaCl, NaOH, NiCl3, Al2O3, FeCl3, - повысил свою прочность при сжатии до 78 МПа, или на 42%. Комплексная химическая добавка Na2SO4+NaOH (отход Йошкар-Олинского витаминного завода) и ПДО (последрожжевой отход производства кормовых дрожжей Волжского гидролизного завода), использованные в производстве на заводе КПД, способствовали росту прочности на сжатие бетона (до 60%) и снижению объема воды затворения на 11% (за счет пластифицирующего действия добавки ПДО).

Рис.9. Температуростойкость высоконаполненного мелкозернистого бетона при первом нагреве: 1 - после ТВО суточной выдержки при t=20С, WВ=65%, В25; 2 – то же В40; 3 – то же 28 суточной выдержки, В45; 4 – то же 120 сут. выдержки, В60; 5 – кривая экстремальных величин прочности; 6 – цементно-песчаный раствор состава 1:3 28 суточной выдержки (А.В. Волженский и Л.Н.Попов); 7 – то же на песчаном диоритовом заполнителе (В.В.Жуков); 8 – тяжелый бетон на диоритовом крупном заполнителе (В.В. Жуков)

Применение новой технологии по формованию мелкозернистого бетона с использованием бисерного полистирольного зерна обеспечило получение строительного материала высокой прочности 34 МПа при средней плотности (не более 1100...1200 кг/м3).

Полученные мелкозернистые асфальтобетоны с достаточно высокими физико-механическими показателями могут быть использованы в качестве износостойкого слоя (4,0 см) при строительстве автомобильных дорог со сборным покрытием в северных нефтеносных районах России.

В пятой главе приводится обоснование расчетных нагрузок от колес подвижного автопоезда МАЗ-509А + ГКБ-9383 при расчете усилий, возникающих в железобетонных плитах колейных покрытий лесовозных дорог из ВМБ и грунтовых основаниях. В табл. 3 даны сравнительные характеристики нагрузок на оси автопоездов.

Таблица 3

Нагрузка на оси автопоездов

Автопоезд

Нагрузка на оси автопоезда Рi, кН

автомобиль-тягач

прицеп-роспуск

Р1

Р2

Р3

Р4

Р5

МАЗ-509А+ ГКБ-9383

65,0

178,31

-

123,5

123,5

КраЗ-6437 - ГКБ-9362

60,0

105

105

87,1

87,1

Соединение смежных плит в стыках осуществляли сборно-разборным жестким соединением (А.с. №1059095 и №1693912).

Расчет усилий в сборных покрытиях (в расчете принято 6 плит в колесопроводе) вели по программе “OL PLATE”. Она позволяет рассчитывать все основные характеристики напряженно-деформированного состояния: распределение совместных деформаций (осадок) плиты и основания (учитывается отрыв части плиты от основания), распределение отпора грунта по подошве плиты, изгибающие моменты в произвольных сечениях плиты, вести подбор необходимого процента армирования. В расчетах программы учитываются нелинейные свойства железобетона и трещинообразования в нем, а также нелинейные свойства грунтового основания при оценке его распределительной способности в плане.

Расчетные характеристики напряженно-деформированного состояния колесопровода из шести плит, на которых размещена продольная база автопоезда, определяли в зависимости от приложения расчетных нагрузок: по центру, в продольном и поперечном торцах плиты относительно центра, в углу торца плиты. Для сравнительного анализа были использованы плиты, изготовленные из обычного мелкозернистого (ОПБ) и высоконаполненного мелкозернистого цементных бетонов (ВМБ) соответственно с модулями упругости Е1=26⋅103, Е2=23⋅103 и Е3=31⋅103 МПа, размерами в плане 3,0×1,0 и 3,0×1,5 м и толщиной от 0,08 до 0,24 м.

Результаты исследований в соответствии значений полученных в каждой координатной точке плит, представленных на рис. 10,11 и табл. 4.

Значительное напряженное состояние в плитах размером в плане 3,0х1,0 м, повышенный отпор грунта (277 кПа), осадка грунтового основания (S=0,92 см) в идентичных координатных точках при проценте армирования 0,7 % и снижение эксплуатационного режима грузопотоков на колейных покрытиях из этих плит дало основание предлагать к использованию плит размером 3,0х1,5х0,16 м. Исследование различных приложений расчетных нагрузок на плите показало, что наибольшее напряженное состояние испытывают плиты при действии нагрузок, приложенных в углу и продольных краях плиты, по отношению к изгибающему моменту от действия нагрузки посередине равному, Мц=24,2кНм/м. Они составляют , , (табл. 4).

Проведенные эксперименты показали, что при строительстве сборно-разборных покрытий автомобильных дорог, рационально использовать плиты размером в плане 3,0х1,5 м толщиной 0,10 и 0,12 м, которые могут заменить преднапряженные плиты тех же размеров изготовленных из тяжелого цементного бетона.

Таблица 4

Расчетные характеристики давления поперечных сил, положительных

и отрицательных моментов, величин армирования в наиболее опасных точках плит по длине колесопровода колейного покрытия автомобильных лесовозных дорог

Размер плит, м

Схема расположения Рр

Точка отсчета, м

Осадка, S. см

Р, кПа

Х:А^, см2;%

Х:А, см2; %

Y:А^, см2; %

Y:А, см2; %

Мх, кН м/м

Мy, кН м/м

Х

Y

3,0х1,5х0,16 м; бетон ВМБ

В центре

0,0

0,0

0,83

23,3

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

0,0

0,0

0,8

1,4

0,33

67,0

1,6 0,1

3,2 0,2

3,2 0,2

4,8 0,3

-18,5

-14,0

2,7

12,0

0,26

38,9

3,2 0,2

6,4 0,4

1,6 0,1

3,2 0,2

-24,2

-15,1

В про-дольном краю

0,8

1,5

11,8

11,8

0,15

-1,20

21,8

0,0

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

2,0 0,1

1,6 0,1

3,2 0,2

1,6 0,1

1,6 0,1

-26,9

0,0

-25,5

-24,8

1,9

12,0

0,73

104,0

1,6 0,1

  1,6 0,1

3,2 0,2

12,8  0,8

0,0

-30,3

На краю торца

0,8

0,0

0,49

27,6

3,2 0,2

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

-26,3

0,0

0,8

11,8

0,26

39,6

3,2 0,2

4,8 0,3

3,2 0,2

6,4 0,4

-25,7

-27,0

2,7

0,0

0,36

65,0

3,2 0,2

8,0 0,5

1,6 0,1

1,6 0,1

-26,8

0,0

3,4

11,8

0,88

66,0

1,6 0,1

1,6 0,1

4,8 0,3

8,0 0,5

0,0

-26,3

В углу торца

1,4

11,8

0,94

64,0

1,6 0,1

1,6 0,1

3,2 0,2

6,4 0,4

-0,4

-23,2

1,5

11,8

1,06

73,0

3,2 0,2

6,4 0,4

3,2 0,2

8,0 0,5

0,0

-30,3

1,4

9,0

0,10

6,8

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

-0,1

5,5

3,4

11,8

0,96

84,2

1,6 0,1

1,6 0,1

1,6 0,1

4,8 0,3

0,0

-21,6

Примечание: Значение А^ - армирование верхнего пояса плиты; А – нижнего пояса плиты

Наибольших значений изгибающих моментов и соответственно им отпоры грунтов в зависимости от числа действующих нагрузок на плиту, расположенных на продольной базе автопоезда МАЗ-509А+ГКБ-9383.

Таблица 5

Изгибающий момент и давление на грунтовое основание плиты колейного покрытия из ВМБ от нагрузок лесовозного автопоезда в углу плиты

Обозначение

Нагрузка на плиту

Р1, Р2, Р4, Р5

Р1, Р2

Р2

Координ. точки, м

Х=1,5, Y=11,85

Х=1,5, Y=3,5

Х=1,5, Y=0,10

Х=1,5, Y=0,10

М, кНм/м

32,0

27,5

23,6

Р, кПа

110

238

260

S. см

0,75

1,19

1,23

Расчетные нагрузки Р4 и Р5
в центре плиты

Расчетные нагрузки Р4 и Р5
на краю торца по центру



Рис. 10. Графики кривых осадок грунта основания плит размером 3,0х1,5х0,16м колейной лесовозной дороги при расположении расчетных нагрузок: а) – по центру; б) – на продольном краю плиты относительно центра

Рис. 11. Графики кривых осадок грунта основания плит размером 3,0х1,5х0,16м колейной лесовозной дороги при расположении расчетных нагрузок: в) – на краю торца по центру; г) – в углу торца плиты


Анализ основных характеристик напряженно-деформированного состояния плит показал, что расчет плит колейных покрытий следует вести не по одной максимально–расчетной нагрузке автопоезда, а по совокупности всех расчетных нагрузок, действующих в продольной базе подвижного транспортного средства (табл. 5).

Исследования по влиянию прочностных свойств мелкозернистых бетонов, выраженных через их модули упругости, равными 23103, 26103, 31103 МПа, от приложения нагрузок Р1 и Р2 в углу первых въездных плит колесопровода не дали качественных изменений в характеристиках напряженно-деформированного состояния плит. Так изгибающие моменты, давления плит на грунтовое основание соответственно составили 27,0…27,5 кНм/м и 245 кПа.

В табл. 6 представлены средние значения армирования, осадки и давления на грунт плиты из ВМБ в зависимости от точки приложения расчетных нагрузок при расчете напряженно-деформированного состояния ее по условию прочности бетона. На рис. 12 представлены эпюры изгибающих моментов от воздействия всех расчетных нагрузок лесовозного автопоезда МАЗ-509+ГКБ-9383, приложенных в углу плиты.

Таблица 6

Средние значения расхода арматуры, осадки и давления плиты на

грунтовое основание

Приложение нагрузки на плиту

Арм.

12 плит, кг

Средняя осадка грунта, см

Площадь плит, м2

Объем плит, м3

Среднее давление плит на основание, кПа

В центре

290/5,37*

0,11

54

8,6

132

В продольном торце

303/5,61*

0,15

54

8,6

138

В торце плиты

293/5,43*

0,13

54

8,6

134

В углу плиты

294/5,44*

0,14

54

8,6

139

В углу плиты размером 3,0×1,0×0,16

211/5,86*

0,14

36

5,8

194

Примечание  * - Расход арматуры на 1 м2 плиты

Рис. 12. Распределение изгибающих моментов в сечении плиты колесопроводного покрытия размером 3,0х1,5х0,16 м в координатных осях X и Y при воздействии всех нагрузок лесовозного автопоезда МАЗ-509+ГКБ-9383, приложенных в углу плиты

В шестой главе дано технико-экономическое обоснование использования высокопрочного мелкозернистого бетона.

Наиболее достоверную оценку эффективности в бетоне МН предложил А.Г.Зоткин, ведя расчет удельной экономии портландцемента Эц на единицу прочности эталлонного состава по следующей формуле:

Эц=(Ц/R-Ц′/R′)/(n⋅Ц/R),                 (6)

где n – доля добавки наполнителя по массе в вяжущее (в долях единицы); Ц и Ц′ – расходы портландцемента в бетонах без МН и с МН; R и R′ –  прочность бетона без МН и с МН соответственно.

Расчет экономических показателей по изготовлению по обычной и разночастотной вибрационной технологиям дорожных плит с учетом стоимости сырья, помола, электроэнергии и эксплуатационных издержек (прочности, истираемости, морозостойкости, ремонта) показал, что экономический эффект, рассчитанный по формуле

,          (7)

в ценах 2008 г. составил

.

Расчет стоимости материалов на изготовление предлагаемой плиты из ВМБ размером 3,0х1,5х0,12 м в сравнении с плитой этого же размера из тяжелого цементного бетона в ценах 2008 года, взятых из «Информационно-аналитического бюллетеня по вопросу строительства и жилищно-коммунального хозяйства Республики Марий Эл» (2008. № 3.) показал, что экономический эффект этой плиты составляет 47,0 % (класс бетона В35), обычного мелкозернистого бетона – 21,5 %, плотного силикатного более 14,0 %.

Следовательно, ВМБ экономически выгодно использовать в дорожном строительстве.

Наполнитель в виде тонкодисперсной керамзитовой пыли был использован на заводе АО “Стройконструкция” в процессе изготовления фундаментных блоков из мелкозернистого (песчаного) бетона, при уплотнении которых были применены глубинные и площадочные вибровозбудители.

В ОАО “Комбинат строительных материалов” на основе отсевов высокопрочного щебня Вишневогорского карьера Челябинской области изготовлялись канализационные кольца и длинноразмерные бордюрные камни. Виброуплотнение смеси проводилось с использованием разночастотных виброплощадок с амплитудой колебания от 0,1 до 0,75 мм и частотой от 50 до 100 Гц. Бордюрные камни, установленные на уличных дорогах, сравнивались с обычными в эксплуатационных условиях. После 10-летнего срока их эксплуатации было выяснено, что бетонные изделия из цементно-песчаной смеси сохранили геометрические размеры, а бетонные изделия на крупном щебне подверглись разрушению.

На заводе КПД совместно с работниками заводской лаборатории проводились исследования по использованию в составах заводских бетонных смесей комплексной добавки из 1,5%  Na2SO4 + NaOH (отходов Йошкар-Олинского витаминного завода) и 0,5% ПДО (отхода Волжского гидролизного завода – последрожжевого отхода) на сухое вещество от массы цемента. Внедрение комплексной добавки позволило отказаться от привозной добавки С-3 без снижения прочностных свойств бетона. За 1992-1994 гг. на заводе КПД было изготовлено 75300 м3 конструкций из бетона с данной комплексной химической добавкой.

На заводе ОАО “Железобетон” налажен выпуск бордюрных камней из мелкозернистого бетона размером 15x30x100см (БР 300.30.15 по ГОСТ 6665-91) при удельном давлении вибропрессования Руд =0,0131 МПа, частоте колебаний f=50 Гц и амплитуде колебания от 0,1 до 0,2 мм. Отформованные изделия подвергались тепловлажностной обработке при t=80...90 С и выдержке на складе готовой продукции.

Введение в состав бетона наполнителя из керамзитовой пыли в количестве 300 кг/м3 позволило сократить расход цемента на 150...200 кг/м3  при сохранении стандартной прочности по ГОСТ 6665-91. Экономическая эффективность составила до 57 рублей на 1 м3 изделия за минусом стоимости наполнителя - отхода керамзитового завода этого же ОАО “Железобетон”.

В структурном подразделении ГУП “Марийскавтодор” в Советском ДРСГУП в 1998 г. построен опытный участок площадью 155,4 м2 верхнего покрытия из асфальтобетона с наполнителем и добавкой из вторичного полистирола. Наблюдение за деформациями верхнего слоя покрытия продолжается. За 4 года эксплуатации трещины на поверхности покрытия не обнаружены.

При строительстве автомобильной дороги “Шуруньжа-Уньжинский” Моркинского района Республики Марий Эл в основание дорожной одежды протяженностью 70 м (опытный участок) был уложен виброуплотненный мелкозернистый цементный бетон с микронаполнителем. На опытно-производственном вибрационном стенде Йошкар-Олинского завода КПД были отформованы сборные дорожные плиты размером 3,0х1,5х0,12 м из высокопрочного мелкозернистого бетона, которые были уложены взамен разрушенных (40…45 %) из тяжелого цементного бетона на автомобильной дороге сборного покрытия на участке с. Одобеляк – Куженер – Параньга.

Разработанные автором Методические указания «Определение деформаций оснований железобетонных плит дорог общего пользования и колейных покрытий автомобильных дорог» были переданы актами Департаменту дорожного хозяйства РМЭ, Федеральному управлению автомобильных дорог Волго-Вятского региона министерства транспорта РФ, Проектному институту «Агропроект».

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических исследований определены принципы формирования высокопрочной структуры мелкозернистого бетона с использованием кварцевых микрочастиц в качестве наполнителей матрицы в органических и минеральных вяжущих в период управления структурообразованием мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог между физико-химическими и технологическими процессами. На основе теории П.А. Ребиндера определена гипотеза формирования структуры материала с использованием дисперсных частиц, которая заключается в оптимизации условий для проявления активных состояний минеральных компонентов и вяжущих в момент их технологического взаимодействия в адгезионном контакте на границе раздела двух фаз. Определены направления исследований, которые показали необходимость разработки научных основ формирования структуры, изучения состава и свойств долговечных высокопрочных мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог. Показана перспективность исследования влияния режимов виброуплотнения для сближения еще непрогидратированных частиц цементного вяжущего и твердых частиц кварцевого наполнителя.

2. Определены закономерности влияния тонкодисперсного наполнителя на формирование структуры мелкозернистых бетонов на цементных и органических вяжущих. Исследовано влияние фракционного состава наполнителя на свойства высокопрочного мелкозернистого бетона. Найдено, что наилучшие прочностные характеристики показывает бетон с использованием  наполнителя удельной поверхности 450… 500 м 2/кг. Получено максимальное объемное наполнение цементной матрицы дисперсными кварцевыми частицами для уплотненного четырехфракционного кварцевого песка в пределах размеров зерен от 0,63 до 0,14 мм, которое подтверждено теоретическим расчетом объема пустот межзернового пространства и объема соизмеримых диаметру зерен наполнителя капиллярных и условно-замкнутых пор цементного камня.  С помощью физико-химических методов анализа (ДТА, рентгено-структурным анализом, оптической микроскопией) определены фазовые составы цементного камня в зоне контакта «цементный камень – заполнитель», найдено объемное увеличение более высокопрочных низкоосновных гидросиликатов кальция в цементном камне.

3. Предложены подтвержденные патентами составы новых высокопрочных мелкозернистых бетонов для сборных покрытий автомобильных дорог из низкосортного сырья с высоким наполнением цементной матрицы дисперсными кварцевыми микрочастицами, полученные методом разночастотного виброуплотнения цементно-песчаной смеси на модифицированной виброустановке с созданием однородной структуры дискретных элементов – пор, зерен заполнителя и наполнителя. Предложены режимы виброуплотнения цементно-песчаной смеси для достижения высокой структурной прочности высоконаполненного мелкозернистого бетона. Разработана подтвержденная патентом модель вибрационной установки по разночастотному виброуплотнению цементно-песчаной смеси для организации в бетоне высокой структурной плотности и прочности. Определены оптимальные значения колебательного процесса системы «вибростол – бетонная смесь – пригружающее устройство».

4. Определены основные физико-механические свойства высоконаполненного мелкозернистого бетона, значения которых в 1,5…2 раза выше значений обычных мелкозернистых бетонов. При этом прочностные характеристики высоконаполненного мелкозернистого бетона плотностью 2280...2326 кг/м3 составляют: предел прочности на сжатие 88...94 МПа, при изгибе 12...15 МПа. Показано, что основные эксплуатационные характеристики для дорожных плит Северных регионов, такие как устойчивость к переменному водопоглощению, отрицательной температуре, усадке и ползучести, истираемости улучшаются до 3…4 раз при применении высоконаполненного мелкозернистого бетона. Установлено, что активность цементного вяжущего, наполненного дисперсными кварцевыми частицами до 30…35 % по массе, сохраняется при длительном до 1,5 лет хранении в условиях повышенной влажности воздуха 95…98 % по сравнению с портландцементным вяжущим без наполнителя.

5. Предложены составы и способы получения высоконаполненного мелкозернистого бетона с высокой температурной устойчивостью в интервале температур 100...400 °С. Прочность бетона после первого нагрева до 400 °С и последующего остывания в воздушно-сухой среде при влажности бетона 2...3 % состаляет 130...140 МПа.

6. Для активации твердения цементного теста и повышения прочностных свойств бетона предложено вводить в бетонную смесь химические добавки из местных отходов Йошкар-Олинского витаминного и Волжского гидролизного заводов. Введение данных химических добавок в высоконаполненный мелкозернистый бетон повышает его прочностные показатели до 67%.

7. Для снижения плотности до 1100 кг/м3 и повышения прочности наполненного мелкозернистого легкого бетона предложено введение в его состав вторичного сублимативного полистирола. Подобраны рациональные составы, показывающие повышение прочности наполненного мелкозернистого легкого бетона в 2…3,5 раза по сравнению с контрольными. Найдено, что чем выше расход добавки полистирольного зерна в составе песчаного бетона, тем выше показатель прочности при сжатии бетона и ниже его средняя плотность. Так бетон с добавкой полистирола в количестве 0,8 м3/м3 при сублимативном переходе его в иное состояние при нагревании показывает снижение плотности в 1,55 раза, а повышение прочности в 1,67 раза.

8. Разработаны подтвержденные патентом составы мелкозернистого песчаного асфальтобетона с повышенным содержанием тонкодисперсного наполнителя и исследованы их основные физико-механические характеристики. Разработано полистиролбитумное вяжущее, которое получают при температуре 150 °С методом опудривания зерен полистирола минеральным порошком из дисперсного кварцевого зерна для предотвращения прилипания полистирола к поверхности песчаного заполнителя и образования однородной песчаной асфальтобетонной массы.

9. Дано технико-экономическое обоснование рациональных параметров железобетонных плит колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог из высоконаполненного мелкозернистого бетона при установленных осевых нагрузках, коэффициентах динамичности и перегрузки колес подвижного состава лесовозного автопоезда. Установлено, что целесообразно использовать высокопрочный мелкозернистый бетон в конструкциях железобетонных плит размером 3,0х1,5х0,10 м и 3,0х1,5х0,12 м колейных покрытий с жестко-упругими связями. Применение таких плит приводит к сокращению расхода арматурной стали по сравнению с расходом в аналогичных мелкозернистых цементных бетонах от 50 % до 90 %, бетона на 9 %, и снижению массы плиты на 17 %.

10. С помощью прикладного программного пакета “OL PLATE” “Расчет железобетонных фундаментных плит на грунтовом основании”. определены наиболее напряженно-деформированного состояния плиты колейного покрытия. При определении учитывались – толщина плиты, ее армирование, тип соединения со смежной плитой, изгибающий момент от нагрузки, действующей на базе транспортного средства, реактивное давление грунта основания под плитами. Выявлено, что повышение модуля упругости мелкозернистого бетона в пределах 23·103…31·103 МПа для изготовления одних и тех же размеров не приводит к снижению армирования сечения плит при действии одиночных нагрузок, приложенных в углу въездных плит.

11. Найдено, что выявление наиболее напряженно-деформированного состояния плиты колейного покрытия следует вести не от одиночной, а одновременно от всех нагрузок движущегося лесовозного автопоезда в силу взаимного влияния смежных нагрузок, расположенных на базе транспортного средства. С увеличением толщины плиты колесопровода от 0,08 до 0.14 м при действии приложенной нагрузки в углу плиты повышаются реактивное давление, изгибающий момент, но снижается процент их армирования с 1,5 % до 0,8 %. Выявлено, что реактивное давление на грунт основания под плитами от массы плиты и нагрузки колес автопоезда в поперечном сечении плит нелинейно и в среднем составляет 0; 10; 300; 350 КПа в координатных точках. Предложено предусмотреть крепление их в грунт земляного полотна для исключения отрицательной осадки плиты.

12. Дано обоснование экономической целесообразности использования железобетонных плит из высоконаполненного мелкозернистого бетона. Результаты расчетов показали, что использование в дорожном строительстве плит покрытия из высокопрочного мелкозернистого бетона при сроке эксплуатации в 30 и более лет по стоимости и эксплуатационному содержанию дают экономию от 43,5 % до 48,0 % по сравнению с плитами покрытия, изготовленными из обычного мелкозернистого бетона.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Краснов, А.М. Высоконаполненный мелкозернистый песчаный бетон повышенной прочности /А.М.Краснов. //Строительные материалы. – 2003. - №1. - С.36-37.
  2. Краснов, А.М. Усадочные деформации высоконаполненного мелкозернистого песчаного бетона /А.М. Краснов //Бетон и железобетон. – 2003. - №3. С. 8-10.
  3. Краснов, А.М. Морозостойкость и ползучесть высоконаполненного высокопрочного мелкозернистого песчаного бетона /А.М.Краснов //Бетон и железобетон. – 2003. - №5.-С. 10-13.
  4. Краснов, А.М. Влияние высокого наполнения мелкозернистого бетона на структурную прочность /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Строительные материалы. – 2009. - № 1 – С. 48-50.
  5. Краснов, А.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для сборных плит автомобильных дорог на структурную прочность /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Транспортное строительство. – 2009. - № 1 – С. 28-29.
  6. Краснов, А.М. Напряженное состояние дорожных плит из высокопрочного мелкозернистого бетона /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Транспортное строительство. – 2009. - №3 – С. 12-14.
  7. Краснов, А.М. Оценка качества высокопрочного мелкозернистого бетона в строителстве покрытий автомобильных дорог /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Транспортное строительство. – 2009. - №10 – С. 28-30.
  8. Краснов, А.М. Применение высоконаполненного песчаного бетона в плитах для лесовозных дорог /А.М. Краснов, А.П. Пилягин //Лесная промышленность, 2002, №4. С. 28-31.
  9. Краснов, А.М. К вопросу определения деформаций оснований колейного покрытия из железобетонных плит лесовозных автомобильных дорог /А.М. Краснов //Наука и техника в дорожной отрасли, 2003, №3. – С. 8-10.
  10. Краснов, А.М. Использование мелкозернистого песчаного бетона высокой прочности в строительстве сборных покрытий автомобильных дорог /А.М. Краснов //Лесной журнал, 2003, №4. – С. 48-55.
  11. Пат. 1726424 Россия, МКИ5 С 04 В 22/14; С 04 B 22/14 //24:14. Комплексная добавка для бетонной смеси /А.М. Краснов, М.С. Камелин, В.П. Ившин, В.Г. Фоминых, С.С. Пономарев, А.В. Фоминых, А.А. Краснов. (СССР). - №4773125/33; Заявл. 22.12.89; Опубл. 15.04.92, Бюл. N 4. – 2 с.
  12. Пат. 2024458 Россия, МКИ5 С 04 В 28/04; С 05 B 28/04, 22:12.  Бетонная смесь /А.М. Краснов, В.Н. Попов, В.И. Ведерников, Р.В. Мухаметханов. (Россия). - №5018349/05; Заявл. 23.12.91; Опубл. 15.12.94, Бюл. N 23. – 5 с.
  13. Пат. 2128632 Россия, МКИ6 С 04 В 26/26; С 08 L 95/00. Способ приготовления вяжущего для дорожного строительства /А.М. Краснов, В.С. Романов, Ю.М. Яковлев. (Россиия). - №97111746/04; Заявл. 04.07.97; Опубл. 10.04.99, Бюл. N 10. – 7 с.
  14. Пат. 2214910. Российская Федерация, МКИ7 B 28 В 1/08. Способы формования строительных изделий из бетонной смеси /А.М. Краснов. (Росиия). - №2002102628/03; Заявл. 04.02.2002; Опубл. 27.10.2003, Бюл. N30. – 5 с.
  15. Пат. 2363802 Российская Федерация , МЛК Е01С . Способ укрепления грунтового основания под стыковым узлом плит сборных покрытий автомобильных дорог /А.М. Краснов, М.В. Акулова RU. – 2007147100/03, Заявл. 17.12.2007: Опубл. 10.08.2009, Бюл. № 22. – 5 с.
  16. Пат. 2057831. Россия МКИ8 Е01 С 3/00. Способ укрепления основания преимущественно для автомобильных дорог /Краснов А.М., Переседа В.С., Панков А.Ф., Переседа Ю.В., Краснов А.А. (Россия). – 5013404/33; Заявл. 22.11.91; Опубл. 10.04.96 Бюл. № 10. – 5 с.
  17. А.с. 114499 СССР, МКИ4 С 04 В 26/26; С 08 L 95/00. Асфальтобетонная смесь /А.М. Краснов, Н.И. Белоусова. (СССР). - №3644353/29-33; Заявл. 16.09.83; Опубл. 15.03.85, Бюл. N 10. – 2 с.
  18. А.c.  1310362. СССР, МКИ4 С 04 В 28/00. Бетонная смесь /А.М. Краснов, В.Г. Журавлев, С.В. Аганина, Е.П. Новожилова. (СССР). - №3707224/29-33; Заявл. 30.10.84; Опубл. 15.05.87,Бюл. N 18. – 3 с.
  19. А.c. 1636213 СССР, МКИ5 B 28 В 1/08. Способ формования строительных изделий /А.М.Краснов, А.А.Мамаев, А.А.Краснов. (СССР). - №4470308/33; Заявл. 23.03.91; Опубл. 23.03.91,Бюл. N 11. – 2 с.
  20. А.c. 1059095 СССР, МКИ3 E 04 В 1/38; E 01 C 11/06. Стыковые соединения железобетонных элементов /А.М. Краснов, Б.А. Мешков. (СССР). - №3480881/29-33; Заявл. 09.08.82; Опубл. 07.12.83, Бюл. N 45. – 3 с.
  21. А.c. 1693912 СССР Стыковые соединения железобетонных плит. /А.М. Краснов, А.А. Секина. ДСП. 1991.
  22. А.с. 992498 СССР, МКИ3 С 04 В 41/30; С 04 В 13/14. Способ изготовления бетонных и железобетонных изделий /А.М.Краснов, Е.М.Кочетова. (СССР). - №2966859/29-33; Заявл. 04.08.80; Опубл. 30.01.83, Бюл. -N 4. – 4 с.
  23. А.c. 1650642 СССР, МКИ5 С 04 В 40/02. Способ изготовления строительных изделий /А.М. Краснов, Н.А. Полушина, Н.А. Ложкина, А.А. Краснов. (СССР). - №4607594/33; Заявл. 03.10.89; Опубл. 23.05.91, Бюл. N 19. – 2 с.
  24. А.c. 1661170 СССР, МКИ5 С 04 В 40/00. Способ изготовления строительных изделий /А.М. Краснов, Е.В. Кропотова, Н.А. Ложкина, А.А. Краснов. (СССР). - №4488984/33; Заявл. 03.10.88; Опубл. 07.07.91, Бюл. N 25. – 2 с.
  25. А.с. 1728168 СССР, , МКИ5 С 04 В 28/02 //(С 04 В 28/02, 24:26). Бетонная смесь /А.М. Краснов, Т.Г. Полушина, Е.В. Кропотова, А.А. Краснов. (СССР). - №4825038/05; Заявл. 14.05.90; Опубл. 23.04.92, Бюл. N 15. – 2 с.
  26. А.c. 1715788 СССР, МКИ5 С 04 В 40/02. Способ изготовления строительных изделий /А.М. Краснов, Н.Н. Кузнецов, А.П. Зубков, А.А. Краснов. (СССР). - №4737340/33; Заявл. 13.09.89; Опубл. 29.02.92, Бюл. N 8. – 2 с.
  27. А.c. 1286565 СССР, МКИ4 С 04 В 26/26. Способ приготовления асфальтобетонной смеси /А.М. Краснов, Н.И. Белоусова. (СССР). - №3484344/29-33; Заявл. 09.07.82; Опубл. 30.01.87, Бюл. N 4 – 3 с.
  28. Краснов, А.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для сборных плит автомобильных дорог /С. В. Федосов, М.В. Акулова, А.М.Краснов, //Научное издание. – Иваново: ИГАСУ, 2008. – 212 с.
  29. Краснов, А.М. Физико-химические основы технологии дорожно-строительных материалов: учебное пособие /А.М. Краснов, МарГТУ – Йошкар-ола, 1993. – 113 с.
  30. Краснов, А.М. Влияние поливибрационного уплотнения и микронаполнителя песчаной бетонной смеси на физико-механические характеристики /А.М. Краснов //Совершенствование автомобильных дорог и искусственных сооружений на Северо-Западе РСФСР :Межвуз.темат. сб. тр. /ЛИСИ. – Л., 1987. – С. 128-134.
  31. Краснов, А.М. Высоконаполненный мелкозернистый песчаный бетон /А.М.Краснов /Сб. научн. тр. Межд. научн.-практ. конф. – Пенза: ПГСА, 2002. – С. 219-222.
  32. Краснов, А.М. Поливибрационный мелкозернистый бетон /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XB Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2008. – С. 13.
  33. Краснов, А.М. Физико-химический анализ структуры мелкозернистого  бетона повышенной прочности /А.М. Краснов, С. В. Федосов, М.В. Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XV Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2008. – С. 157-159.
  34. Краснов, А.М. К вопросу эффективной оценки изменения свойств поливибрационного мелкозернистого бетона от содержания наполнителя /А.М.Краснов, М.В. Акулова //Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов – 2007: Межвуз. сб. научн. статей. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008. – С. 147-149.
  35. Краснов, А.М. Отходы строительной индустрии в дорожном строительстве /А.М. Краснов, Н.Н. Матвеев, А.А. Краснов //Ресурсосбережение и экология: Тез. докл. науч.-техн. конф. – Ижевск, 1990. – С. 92-93.
  36. Краснов, А.М. Влияние размера и химического состава заполнителя на прочность песчаного бетона дорожных плит /А.М. Краснов, Е.Л. Курмузакова, Н.В. Четверикова //Использование отходов промышленности при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог в нечерноземной зоне РСФСР: Тез. докл. науч.-практ. конф. – Владимир, 1990. – С. 54-56.
  37. Краснов, А.М.Исследование песчаного бетона безавтоклавного твердения /А.М. Краснов, В.А. Шмидт //Технология бетонных работ в условиях сухого и жаркого климата. – Ташкент, 1983- 1984. – С. 89-92.
  38. Краснов, А.М. Влияние способа формирования цементно-песчаной смеси на свойства мелкозернистого песчаного бетона /А.М. Краснов //Современные проблемы строительного материаловедения. Ч.3. Перспективные направления в теории и практике минеральных вяжущих веществ и минералов на их основе: Сб. тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. – Казань, 1996. – С. 81-82.
  39. Краснов, А.М. Расчет оптимального наполнения мелкозернистого бетона /А.М.Краснов, С. В. Федосов, М.В. Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XIV Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2007. – С. 137-140.
  40. Краснов, А.М. Зависимость прочности поливибрационного песчаного бетона от величины цементной пленки из цементного камня /А.М. Краснов //Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса: I-й междунар. науч.-техн. конф. – Ростов-на-Дону, 1998. – С. 21-23.
  41. Краснов, А.М. К вопросу оптимального наполнения цементной матрицы высокопрочного мелкозернистого бетона /А.М. Краснов, М.В. Акулова //Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов – 2007: Межвуз. сб. научн. статей. – Йошкар-ола: МарГТУ, 2008. – С. 143-146.: ИГАСУ, 2008. – С. 157-159.
  42. Краснов, А.М. Влияние наполнителя на коррозию цементного зерна /А.М. Краснов //Экономия ресурсов при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог и сооружений: Тез. докл. Рос. науч. – техн. конф. – Суздаль, 1993. – С. 40-42.
  43. Краснов, А.М. Влияние кварцевого наполнителя на формирование поровой структуры высокопрочного мелкозернистого бетона /А.М. Краснов, М.В.Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XIV Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2007. – С. 134-136.
  44. Краснов, А.М. Высокопрочный поливибрационный песчаный бетон /А.М.Краснов, А.А Краснов //Строительные и дорожные машины и их использование в современных условиях. Сб. научн. тр. росс. науч.-техн. конф. - СПб, 1995. – С 152-155.
  45. Краснов, А.М. Получение высокопрочного гипсобетона методом прессования /А.М. Краснов, В.А. Шмидт, Ю.В. Еремеева //Сейсмостойкость строительства и строительные материалы. – Ашхабад: Ылым, 1985. – С. 56-62.
  46. Краснов, А.М. Мелкозернистый бетон на каракумском песке, армированный супертонким базальтовым волокном /А.М. Краснов, В.С. Лапин //Сейсмостойкое строительство и строительные материалы. – Ашхабад: Ылым, 1978. –N5. – С. 90-97.
  47. Краснов, А.М. Цементные бетоны на мелкозернистых песчаных заполнителях /А.М. Краснов //Региональные проблемы строительного и дорожного комплексов: Тез. докл. межрег. науч.-техн. конф. – Йошкар-Ола, 2000.– С.97-101.
  48. Краснов, А.М. Истираемость поливибрационного песчаного бетона /А.М. Краснов //Тез. докл. Всерос. Семинара-совещ. рук. дрож. научн. и проектных организаций /Под ред. проф. В.А. Семенова. – Суздаль, 1998. – С. 101.
  49. Исследование технологии цементного бетона с комплексной химической добавкой сульфата натрия и последрожжевого отхода /А.М. Краснов, А.А.Краснов, М.С. Комелин и др. //Строительство и проблемы экологии: Тез. докл. обл. науч.-техн. конф. – Симферополь, 1992. – С. 63.
  50. Краснов, А.М. Водопроницаемость песчаного бетона от его структурной прочности /А.М. Краснов //Охрана и рациональное использование водных ресурсов: Тез. докл. II респ. науч.-практ. конф. – Йошкар-Ола, 1988. – С. 109-111.
  51. Краснов, А.М. Водопроницаемость высокопрочного мелкозернистого бетона /А.М. Краснов //Автотранспортный комплекс – материалы и перспективы, экологическая безопасность: материалы Всероссийской научн.-техн. конф. – Пермь: ПерГТУ, 2007. – С. 121-124.
  52. Краснов, А.М. Влияние многократного увлажнения на прочность песчаного бетона /А.М. Краснов //Охрана и рациональное использование водных ресурсов: Тез. докл. II респ. науч.-практ. конф. – Йошкар-Ола, 1988. –С. 107-109.
  53. Краснов, А.М. Модуль упругости поливибрационного песчаного бетона /А.М. Краснов, О.В. Иванов, М.В. Шестаков //Тез. докл. Всерос. семинара-совещ. рук. дор., науч. и проектных организаций /Под ред. проф. В.А.Семенова. – Суздаль, 1998. – С. 106-108.
  54. Краснов, А.М. Температуростойкость высокопрочного мелкозернистого бетона /А.М. Краснов, М.В.Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XIV Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2007. – С. 131-133.
  55. Краснов, А.М Песчаный бетон на отходах камнедробления и химических добавок витаминного завода /А.М. Краснов, А.В. Фоминых, А.А. Краснов //Исследование отходов промышленности при строительстве и эксплуатации автодорог: Тез. докл. регион. науч.-техн. конф. – Суздаль, 1989. – С. 128-129.
  56. Краснов, А.М. Цементный бетон на основе дробления мраморного щебня /А.М.Краснов, А.А. Краснов, С.Г. Фоминых //Строительство и проблемы экологии: Тез. докл. регион. науч.-техн. конф. – Симферополь, 1992. – С. 70.
  57. Краснов, А.М. Теплоизоляционный мелкозернистый бетон /А.М.Краснов, С.В. Федосов, М.В.Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XV Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2008. – С. 133-137.
  58. Краснов, А.М. Роль пастеризованного минерального порошка из золы уноса, керамзитовой пыли и песчаного цемента в структурообразовании асфальтобетона /А.М. Краснов, Н.И. Белоусова //Повышение качества строительства автомобильных дорог в нечерноземной зоне РСФСР: Тез. докл. науч.-практ. конф. – Владимир, 1985. – С. 88.
  59. Краснов, А.М. Теплоизоляционный песчаный асфальтобетон на основе бисерного полистирола /А.М. Краснов А.М. И.П. Алдушкин //проблемы строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Тез. докл. Межресп. науч.-техн. конф. /Под общ. ред. В. А.Семенова. - Суздаль, 1992. – С.84-86.
  60. Романов, В.С. Песчаный асфальтобетон и повышение его физико-механических свойств /В.С.Романов, А.М.Краснов, Ю.М.Яковлев //Проблемы дорожного строительства: Тез. докл. респ. науч.–техн. конф. – Суздаль, 1996. – С.30-31.
  61. Краснов, А.М. Влияние химического состава минерального порошка на свойства песчаного асфальтобетона /А.М. Краснов, В.С. Романов //Первые Вавиловские чтения. Материалы постоянно действующей Всероссийской междисципл. науч. конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997. – С. 328-330.
  62. Краснов, А.М. Повышение сцепления покрытий эксплуатируемого асфальтобетона с асфальтобетоном на модифицированном битуме /А.М. Краснов, В.С. Романов, Ю.М. Яковлев //Первые Вавиловские чтения. Материалы постоянно действ. Всерос. междисц. науч .конф. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997. – С. 317-318.
  63. Краснов, А.М. Экономическая оценка по использованию кварцевого наполнителя в мелкозернистом бетоне /А.М. Краснов, С.В. Федосов, М.В. Акулова //Инфор. среда вуза: материалы XV Междунар. научн. техн. конф. – Иваново: ИГАСУ, 2008. – С. 160-167.
  64. Краснов, А.М. Дорожные плиты из высокопрочного мелкозернистого бетона для колейного покрытия лесовозных дорог /А.М. Краснов //Автотранспортный комплекс – материалы и перспективы, экологическая безопасность: материалы Всероссийской научн.-техн. конф. – Пермь: ПерГТУ, 2007. – С. 116-120.
  65. Краснов, А.М. Мелкозернистый бетон высокой прочности для производства дорожных плит /А.М. Краснов //Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения): Международная научн.-практ. Конфр.: сб. докладов. – Белгород: БелГТУ им. В.Г. Шухова, Ч.4, 2007. – С. 168-174.





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.