Reazione concreta. Un metodo per preparare una miscela di calcestruzzo fibrorinforzato con polvere di reazione autocompattante, particolarmente resistente, con proprietà di scorrimento molto elevate e un metodo per produrre prodotti in calcestruzzo dalla miscela risultante

15.08.2018 10:17

I materiali da costruzione sono rappresentati non solo da soluzioni comuni e ben note; esiste una categoria speciale prodotti in calcestruzzo: pilastri e griglie decorati, recinzioni traforate e rivestimenti altamente artistici, piccole forme architettoniche e facciate di edifici. È difficile immaginare che tutto quanto sopra sia realizzato con calcestruzzo in polvere reattiva autocompattante. Vorrei soffermarmi su questo in modo più dettagliato.

È abbastanza semplice preparare autonomamente una miscela di calcestruzzo fibrorinforzato con polvere di reazione autocompattante. L'idea principale è introdurre in sequenza i componenti fino a ottenere una composizione con la fluidità richiesta.

Produzione di miscele di polveri di reazione autocompattanti

Prima di tutto è necessario preparare il mixer, quindi aggiungere successivamente il pulito e l'iperfluidificante.
Successivamente vengono aggiunti polvere di cemento, farina di pietra e microsilice. I componenti vengono miscelati accuratamente per un massimo di 3 minuti.
Nella fase successiva vengono aggiunte fibre e sabbia. Vengono mescolati per i successivi 3 minuti.

L'esito è un impasto di calcestruzzo fibrorinforzato del tipo in polvere di reazione, di ottima qualità e di eccezionale fluidità. La composizione contiene sabbia, la cui dimensione delle frazioni varia da 0,12 a 0,6 mm, farina di pietra, fibre, iperfluidificante, cemento Portland (grado PC500 D0), microsilice, acqua.
La zona interna dello stampo viene pretrattata con acqua, poi viene riempita con una miscela di polveri di reazione autocompattanti, quindi lo stampo viene ricoperto con un apposito vassoio. La composizione risultante si distingue per proprietà di resistenza, caratteristiche e fluidità ottimali eccezionalmente elevate. Questo La migliore decisione per la fabbricazione di prodotti traforati e decorativi (vedi tabella sotto).

L'invenzione in questione si è diffusa ampiamente nell'edilizia industriale. Il materiale è stato utilizzato per produrre prodotti in calcestruzzo di alta qualità:

lastre sottili per pavimentazione;
pilastri;
inferriate e recinzioni altamente artistiche;
piccole forme architettoniche;
soluzioni decorative.

Per produrre strutture edili, è necessario aderire ad un metodo speciale di preparazione della composizione. Attenzione speciale viene dato all'attivazione del cemento clinker Portland con plastificanti secchi utilizzando un metodo legante. Non meno attenzione merita il processo di miscelazione dell'acqua con il riempitivo attivato, seguito dall'introduzione dei componenti leganti attivati.

Quindi viene introdotto circa il 50% di acqua di indurimento e la composizione viene accuratamente miscelata. Successivamente si introduce l'acqua rimanente e si mescolano infine i componenti fino ad ottenere una consistenza omogenea. I passaggi elencati vengono completati entro 1 minuto. La composizione finita viene mantenuta in condizioni di elevata umidità (circa il 100%), ad una temperatura di 20 gradi.

Svantaggi dei cementi in polvere di reazione autocompattanti

Lo svantaggio principale del metodo sopra discusso è l'alto costo e la complessità tecnica della macinazione simultanea di superfluidificanti e componenti leganti. Non dimenticare che questo metodo non ti consente di creare soluzioni con elementi traforati esteticamente attraenti.

Per preparare autonomamente il calcestruzzo autocompattante, è necessario rispettare le seguenti proporzioni:

da 50 a 200 ore di sabbie a base di bauxite calcinata (la dimensione della frazione può variare da 1 a 10 mm);
100 ore di cemento;
da 5 a 25 ore di fuliggine bianca o carbonato di calcio frantumato;
dalle 10 alle 30 ore d'acqua;
dalle 15 alle 20 ore di fibre;
da 1 a 10 ore di plastificante;
1-10 ore di agente antischiuma.

Il rapporto tra i componenti e le loro particelle di massa viene selezionato sulla base della fuliggine bianca e del carbonato di calcio nel cemento. Tradizionalmente questi sono 1:99 e 99:1. Artigiani esperti Si consiglia di mantenere un rapporto 50:50 (calcio e fuliggine bianca).

Lo svantaggio principale del calcestruzzo in questione è l'utilizzo di sabbie a base di bauxite calcinata, il cui costo è molto elevato. Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati per produrre alluminio. Nel 90% dei casi vengono prodotte quantità in eccesso miscela di cemento, che è irto di un uso eccessivo di ingredienti costosi.

Domanda sui costi calcestruzzo fibrorinforzato con polveri di reazione autocompattanti

Molti sviluppatori sono scettici riguardo al calcestruzzo fibrorinforzato con polvere di reazione autocompattante a causa del suo costo elevato. Ma gli investimenti finanziari ripagano se presti attenzione agli altri tratti positivi e caratteristiche dei materiali: maggiore durata prodotti finiti, riducendo i costi di trasporto. È estremamente problematico acquistare RPB sul mercato nazionale dei materiali da costruzione a causa della domanda nominale.
Sul territorio della Federazione Russa, gli oggetti costruiti con la tecnologia RPB rimangono poco studiati a causa della loro segretezza. Sono utilizzati estremamente raramente nell'edilizia industriale e civile. Il calcestruzzo in polvere viene utilizzato nella produzione di controsoffitti durevoli, pietra artificiale e pavimenti autolivellanti.

Si tratta di un concetto avanzato di concentrazione estrema di sistemi cementizi con polveri fini provenienti da rocce di origine sedimentaria, ignea e metamorfica, selettivi per livelli di elevata riduzione dell'acqua a SP. I risultati più importanti ottenuti in questi lavori sono la possibilità di una riduzione di 5-15 volte del consumo di acqua nelle dispersioni mantenendo la spalmabilità gravitazionale. È stato dimostrato che abbinando polveri reologicamente attive al cemento è possibile potenziare l'effetto dell'SP ed ottenere getti ad alta densità.

Sono questi principi che vengono implementati nel calcestruzzo in polvere di reazione con un aumento della loro densità e resistenza (Reaktionspulver concrete - RPB o Reactive Powder Concrete - RPC [vedi Dolgopolov N.N., Sukhanov M.A., Efimov S.N. Nuovo tipo di cemento: struttura di pietra di cemento . // Materiali da costruzione. - 1994. - N. 115]). Un altro risultato è un aumento dell'effetto riducente dell'SP all'aumentare della dispersione delle polveri [vedi. Kalashnikov V. I. Fondamenti di plastificazione dei sistemi minerali dispersi per la produzione materiali da costruzione: Dissertazione sotto forma di relazione scientifica per il grado di Dottore in Scienze. tecnologia. Sci. - Voronež, 1996].

Viene utilizzato anche nel calcestruzzo fine in polvere aumentando la proporzione di costituenti fini aggiungendo fumi di silice al cemento. La novità nella teoria e nella pratica del calcestruzzo in polvere è l'uso di sabbia fine con una frazione di 0,1-0,5 mm, che ha reso il calcestruzzo a grana fine in contrasto con la normale sabbia su sabbia con una frazione di 0-5 mm. Nostro calcolo della superficie specifica media della parte dispersa di calcestruzzo in polvere (composizione: cemento - 700 kg; sabbia fine fr. 0,125-0,63 mm - 950 kg, farina di basalto Ssp = 380 m 2 / kg - 350 kg, microsilice Svd = 3200 m 2 /kg - 140kg) con il suo contenuto pari al 49% della miscela totale con frazione di sabbia a grana fine 0,125-0,5 mm dimostra che con dispersione MK Smk = 3000m 2 /kg, la superficie media della parte in polvere è Svd = 1060 m 2 /kg, e con Smk = 2000 m 2 /kg - Svd = 785 m 2 /kg. È da componenti così finemente dispersi che vengono realizzati calcestruzzi in polvere di reazione a grana fine, in cui la concentrazione volumetrica della fase solida senza sabbia raggiunge il 58-64% e con sabbia - 76-77% ed è leggermente inferiore alla concentrazione della fase solida nel calcestruzzo pesante superfluidificato (Cv = 0,80-0,85). Tuttavia, nel calcestruzzo pietrisco la concentrazione volumetrica della fase solida meno pietrisco e sabbia è molto inferiore, il che determina l'elevata densità della matrice dispersa.

L'elevata resistenza è assicurata dalla presenza non solo di microsilice o caolino disidratato, ma anche di polvere reattiva proveniente dalla roccia macinata. Secondo la letteratura vengono introdotte principalmente ceneri volanti, farina baltica, calcare o quarzo. Ampie opportunità nella produzione di calcestruzzo in polvere reattiva si sono aperte nell'URSS e in Russia in connessione con lo sviluppo e la ricerca di leganti compositi a basso fabbisogno d'acqua da parte di Yu. M. Bazhenov, Sh. T. Babaev, A. Komarov. A., Batrakov V.G., Dolgopolov N.N. È stato dimostrato che la sostituzione del cemento nel processo di macinazione del VNV con farina di carbonato, granito e quarzo fino al 50% aumenta significativamente l'effetto di riduzione dell'acqua. Il rapporto W/T, che garantisce la spalmabilità gravitazionale del calcestruzzo di pietra frantumata, è ridotto al 13-15% rispetto alla consueta introduzione di SP, la resistenza del calcestruzzo su tale VNV-50 raggiunge 90-100 MPa. Essenzialmente, il moderno calcestruzzo in polvere può essere ottenuto a base di VNV, microsilice, sabbia fine e armatura dispersa.

Il calcestruzzo in polvere rinforzato disperso è molto efficace non solo per strutture portanti con armatura combinata con armatura precompressa, ma anche per la produzione di pareti molto sottili, comprese parti architettoniche spaziali.

Secondo i dati più recenti è possibile il rinforzo tessile delle strutture. È stato lo sviluppo della produzione di fibre tessili di telai volumetrici (in tessuto) realizzati con fili polimerici ad alta resistenza e resistenti agli alcali nei paesi esteri sviluppati che ha motivato lo sviluppo, più di 10 anni fa in Francia e Canada, del calcestruzzo in polvere di reazione con SP senza grossi aggregati con aggregato quarzifero particolarmente fine, caricato con polveri di pietra e microsilice. Le miscele di calcestruzzo ottenute da tali miscele a grana fine si diffondono sotto l'influenza del proprio peso, riempiendo completamente la fitta struttura a rete del telaio intrecciato e tutte le giunture a forma di filigrana.

La reologia “alta” delle miscele di calcestruzzo in polvere (PBC) fornisce un carico di snervamento di ?0 = 5-15 Pa con un contenuto di acqua del 10-12% della massa dei componenti secchi, vale a dire solo 5-10 volte superiore a quello in Dipinti ad olio. Con questo ?0, per determinarlo, è possibile utilizzare il metodo mini-idrometrico, da noi sviluppato nel 1995. Il basso limite di snervamento è assicurato dallo spessore ottimale dello strato di matrice reologica. Da una considerazione della struttura topologica del PBS, lo spessore medio dello strato X è determinato dalla formula:

dov'è il diametro medio delle particelle di sabbia; - concentrazione in volume.

Per la composizione indicata di seguito a W/T = 0,103, lo spessore dell'intercalare sarà 0,056 mm. De Larrard e Sedran hanno riscontrato che per le sabbie più fini (d = 0,125-0,4 mm) lo spessore varia da 48 a 88 µm.

L'aumento dello strato intermedio delle particelle riduce la viscosità e lo stress di taglio finale e aumenta la fluidità. La fluidità può aumentare aggiungendo acqua e introducendo SP. IN vista generale l'influenza dell'acqua e dell'SP sui cambiamenti di viscosità, sforzo di taglio ultimo e fluidità è ambigua (Fig. 1).

CAPITOLO 1 CONCETTI MODERNI E FONDAMENTALI

PRINCIPI PER OTTENERE CALCESTRUZZO IN POLVERE DI ALTA QUALITÀ.

1.1 Esperienza estera e nazionale nell'uso di calcestruzzo di alta qualità e calcestruzzo fibrorinforzato.

1.2 Natura multicomponente del calcestruzzo come fattore per garantire le proprietà funzionali.

1.3 Motivazione della nascita del calcestruzzo con polvere di reazione ad alta resistenza e soprattutto ad alta resistenza e del calcestruzzo fibrorinforzato.

1.4 L'elevata reattività delle polveri disperse è la base per la produzione di calcestruzzo di alta qualità.

CONCLUSIONI PER IL CAPITOLO 1.

CAPITOLO 2 MATERIE PRIME, METODI DI RICERCA,

DISPOSITIVI E ATTREZZATURE.

2.1 Caratteristiche delle materie prime.

2.2 Metodi, strumenti e attrezzature di ricerca.

2.2.1 Tecnologia per la preparazione delle materie prime e valutazione della loro attività di reazione.

2.2.2 Tecnologia per la produzione di miscele e materiali di calcestruzzo in polvere

I risultati dei loro test.

2.2.3 Metodi di ricerca. Strumenti e attrezzature.

CAPITOLO 3 TOPOLOGIA DEI SISTEMI DISPERSI, DISPERSI

CEMENTO ARMATO IN POLVERE E

IL MECCANISMO DEL LORO INDURIMENTO.

3.1 Topologia dei leganti compositi e loro meccanismo di indurimento.

3.1.1 Analisi strutturale e topologica di leganti compositi. 59 R 3.1.2 Il meccanismo di idratazione e indurimento dei leganti compositi - come risultato della topologia strutturale delle composizioni.

3.1.3 Topologia del calcestruzzo a grana fine armato disperso.

CONCLUSIONI PER IL CAPITOLO 3.

CAPITOLO 4 STATO REOLOGICO DEI SISTEMI DISPERSI SUPERPLASTIFICATI, IMPASTI CALCESTRUZZICI IN POLVERE E METODOLOGIA PER LA SUA VALUTAZIONE.

4.1 Sviluppo di una metodologia per la valutazione dello sforzo di taglio ultimo e della fluidità di sistemi dispersi e miscele di calcestruzzo in polvere a grana fine.

4.2 Determinazione sperimentale delle proprietà reologiche di sistemi dispersi e miscele di polveri a grana fine.

CONCLUSIONI PER IL CAPITOLO 4.

CAPITOLO 5 VALUTAZIONE DELL'ATTIVITÀ REATTIVA DELLE ROCCE E STUDIO DELLE MISCELE REATTIVE DI POLVERE E CALCESTRUZZO.

5.1 Attività di reazione delle rocce miste a cemento.-***.

5.2 Principi per la selezione della composizione del cemento armato disperso in polvere, tenendo conto dei requisiti dei materiali.

5.3 Ricetta per cemento armato disperso in polvere a grana fine.

5.4 Preparazione della miscela di calcestruzzo.

5.5 Influenza delle composizioni delle miscele di calcestruzzo in polvere sulle loro proprietà e resistenza sotto compressione assiale.

5.5.1 Influenza del tipo di superfluidificanti sulla spalmabilità della miscela di calcestruzzo e sulla resistenza del calcestruzzo.

5.5.2 Effetto del dosaggio del superfluidificante.

5.5.3 Effetto del dosaggio della microsilice.

5.5.4 Influenza della proporzione di basalto e sabbia sulla resistenza.

CONCLUSIONI PER IL CAPITOLO 5.

CAPITOLO 6 PROPRIETÀ FISICHE E TECNICHE DEL CALCESTRUZZO E LORO

VALUTAZIONE TECNICA ED ECONOMICA.

6.1 Caratteristiche cinetiche della formazione della forza di RPB e fibro-RPB.

6.2 Proprietà deformative del fibro-RPB.

6.3 Variazioni volumetriche nel calcestruzzo in polvere.

6.4 Assorbimento d'acqua del calcestruzzo armato in polvere disperso.

6.5 Valutazione tecnico-economica e realizzazione produttiva del RPB.

Elenco consigliato delle tesi

Composizione, struttura topologica e proprietà reotecnologiche di matrici reologiche per la produzione di calcestruzzi di nuova generazione 2011, Candidato di scienze tecniche Ananyev, Sergey Viktorovich
Cemento sabbiato vaporizzato di nuova generazione con legante in polvere di reazione 2013, candidato alle scienze tecniche Valiev, Damir Maratovich
Calcestruzzo rinforzato con fibra di basalto a grana fine ad alta resistenza 2009, Candidato di scienze tecniche Borovskikh, Igor Viktorovich
Calcestruzzo sabbiato ad alta resistenza attivato con polvere e calcestruzzo fibrorinforzato con basso consumo specifico di cemento per unità di resistenza 2012, candidato alle scienze tecniche Volodin, Vladimir Mikhailovich
Calcestruzzo ad alta resistenza attivato con polveri e calcestruzzo fibrorinforzato con basso consumo specifico di cemento per unità di resistenza 2011, candidato alle scienze tecniche Khvastunov, Alexey Viktorovich

Introduzione della tesi (parte dell'abstract) sull'argomento “Calcestruzzo armato disperso con polveri di reazione a grana fine utilizzando rocce”

Pertinenza dell'argomento. Ogni anno nella pratica mondiale della produzione di calcestruzzo e cemento armato, la produzione di calcestruzzo di alta qualità, alta e soprattutto ad alta resistenza aumenta rapidamente e questo progresso è diventato una realtà oggettiva, grazie al significativo risparmio di risorse materiali ed energetiche.

Con un aumento significativo della resistenza a compressione del calcestruzzo, la resistenza alle fessurazioni diminuisce inevitabilmente e aumenta il rischio di cedimento fragile delle strutture. Il rinforzo disperso del calcestruzzo con fibra elimina queste proprietà negative, il che rende possibile produrre calcestruzzo di classi superiori a 80-100 con una resistenza di 150-200 MPa, che ha una nuova qualità: una natura viscosa di distruzione.

Analisi lavori scientifici nel campo del cemento armato disperso e della loro produzione nella pratica domestica mostra che l'orientamento principale non persegue l'obiettivo di utilizzare matrici ad alta resistenza in tale calcestruzzo. La classe del cemento armato disperso in termini di resistenza a compressione rimane estremamente bassa ed è limitata a B30-B50. Ciò non consente una buona adesione della fibra alla matrice o il pieno utilizzo della fibra di acciaio anche con bassa resistenza alla trazione. Inoltre, in teoria, vengono sviluppati e realizzati nella pratica manufatti in calcestruzzo con fibre lasche con un grado di rinforzo volumetrico del 5-9%; vengono versati sotto l'influenza delle vibrazioni con malte di cemento-sabbia ad alto ritiro “grasse” non plastificate della composizione: cemento-sabbia -1:0,4+1:2,0 a A/C = 0,4, il che è estremamente dispendioso e ripete il livello di lavoro nel 1974 Importanti risultati scientifici nel campo della creazione di VNV superfluidificati, miscele microdisperse con microsilice, con polveri reattive provenienti da rocce ad alta resistenza, hanno permesso di aumentare l'effetto di riduzione dell'acqua al 60% utilizzando superfluidificanti di composizione oligomerica e iperfluidificanti della composizione polimerica. Questi risultati non sono diventati la base per la creazione di cemento armato ad alta resistenza o calcestruzzo in polvere a grana fine da miscele autocompattanti colate. Nel frattempo, i paesi avanzati stanno sviluppando attivamente nuove generazioni di calcestruzzo in polvere di reazione, rinforzato con fibre disperse, telai intrecciati volumetrici a maglia fine, la loro combinazione con aste o aste con rinforzo disperso.

Tutto ciò determina l'importanza della creazione di polvere di reazione a grana fine ad alta resistenza e cemento armato disperso di qualità 1000-1500, che sono altamente economici non solo nella costruzione di edifici e strutture critici unici, ma anche per prodotti di uso generale e strutture.

Il lavoro di tesi è stato svolto in conformità con i programmi dell'Istituto dei materiali e delle strutture da costruzione dell'Università Tecnica di Monaco (Germania) e il lavoro di iniziativa del Dipartimento di TBKiV PSUAS e il programma scientifico e tecnico del Ministero della Pubblica Istruzione Russia" Ricerca scientifica Scuola superiore nei settori prioritari della scienza e della tecnologia" nel sottoprogramma "Architettura e costruzione" 2000-2004.

Scopo e obiettivi dello studio. Lo scopo del lavoro di tesi è quello di sviluppare composizioni di calcestruzzo in polvere di reazione a grana fine ad alta resistenza, compreso il cemento armato disperso, utilizzando rocce frantumate.

Per raggiungere questo obiettivo, è stato necessario risolvere una serie dei seguenti compiti:

Individuare il contesto teorico e la motivazione per la creazione di calcestruzzo in polvere multicomponente a grana fine con una matrice molto densa e ad alta resistenza, ottenuto per colata con un contenuto di acqua estremamente basso, garantendo la produzione di calcestruzzo con natura viscosa durante la distruzione e alta resistenza alla trazione a flessione;

Identificare la topologia strutturale dei leganti compositi e delle composizioni a grana fine rinforzate disperse, ottenere modelli matematici della loro struttura per stimare le distanze tra particelle grossolane di riempitivo e tra i centri geometrici delle fibre di rinforzo;

Sviluppare una metodologia per valutare le proprietà reologiche di sistemi dispersi in acqua, composizioni disperse-rinforzate con polvere a grana fine; indagare le loro proprietà reologiche;

Identificare il meccanismo di indurimento dei leganti misti, studiare i processi di formazione della struttura;

Stabilire la fluidità richiesta delle miscele di calcestruzzo in polvere multicomponente a grana fine, garantendo il riempimento delle forme con una miscela a bassa viscosità e bassissimo limite di snervamento;

Per ottimizzare le composizioni di miscele di calcestruzzo armato disperso a grana fine con fibra d = 0,1 mm e / = 6 mm con un contenuto minimo sufficiente per aumentare la resistenza alla trazione del calcestruzzo, tecnologia di preparazione e stabilire l'influenza della formulazione su fluidità, densità , contenuto d'aria, resistenza e altre proprietà fisiche e tecniche del calcestruzzo.

Novità scientifica dell'opera.

1. La possibilità di produrre calcestruzzo in polvere di cemento a grana fine ad alta resistenza, compreso cemento armato disperso, costituito da miscele di calcestruzzo senza pietrisco con frazioni fini di sabbia di quarzo, con polveri di roccia reattive e microsilice, con un aumento significativo dell'efficacia dei superfluidificanti fino a quando il contenuto di acqua nell'impasto autocompattante colato sia pari al 10-11% (corrispondente ad un impasto semisecco per pressatura senza SP) in peso dei componenti secchi.

2. Sono stati sviluppati i fondamenti teorici dei metodi per determinare la resistenza allo snervamento dei sistemi liquidi dispersi superplastificati e sono stati proposti metodi per valutare la spalmabilità delle miscele di calcestruzzo in polvere con diffusione libera e bloccate da una recinzione in rete.

3. È stata rivelata la struttura topologica dei leganti compositi e dei calcestruzzi in polvere, compresi quelli rinforzati dispersi. Sono stati ottenuti modelli matematici della loro struttura, che determinano le distanze tra le particelle grossolane e tra i centri geometrici delle fibre nel corpo del calcestruzzo.

4. Il meccanismo di indurimento dei leganti cementizi compositi prevalentemente attraverso la soluzione attraverso la diffusione è stato previsto teoricamente e dimostrato sperimentalmente, aumentando all'aumentare del contenuto del riempitivo o la sua dispersione aumenta significativamente rispetto alla dispersione del cemento.

5. Sono stati studiati i processi di formazione della struttura del calcestruzzo in polvere a grana fine. È stato dimostrato che il calcestruzzo in polvere ottenuto da miscele di calcestruzzo autocompattanti superplastificate è molto più denso, la cinetica del loro aumento di resistenza è più intensa e la resistenza standard è significativamente più elevata rispetto al calcestruzzo senza SP, pressato allo stesso contenuto di acqua sotto un pressione di 40-50 MPa. Sono stati sviluppati criteri per valutare l'attività chimica di reazione delle polveri.

6. Sono state ottimizzate le composizioni di miscele di calcestruzzo disperso-armato a grana fine con fibra d'acciaio sottile con un diametro di 0,15 e una lunghezza di 6 mm, la tecnologia della loro preparazione, l'ordine di introduzione dei componenti e la durata della miscelazione; È stata stabilita l'influenza della composizione sulla densità del fluido, sul contenuto di aria delle miscele di calcestruzzo e sulla resistenza alla compressione del calcestruzzo.

7. Sono state studiate alcune proprietà fisiche e tecniche del calcestruzzo in polvere rinforzato disperso e i principali modelli di influenza di vari fattori di formulazione su di essi.

Il significato pratico del lavoro risiede nello sviluppo di nuove miscele di calcestruzzo in polvere a grana fine colate con fibra per stampi di colata per prodotti e strutture, sia senza che con armatura combinata in tondino o senza fibra per stampi di colata con rete fine tessuta volumetrica già pronta cornici. Utilizzando miscele di calcestruzzo ad alta densità, è possibile produrre strutture in cemento armato flessibile o compresso altamente resistenti alle crepe con un modello di frattura viscosa sotto carichi estremi.

Per aumentare l'adesione al metallo è stata ottenuta una matrice composita ad alta densità e alta resistenza con una resistenza alla compressione di 120-150 MPa per utilizzare fibre sottili e corte ad alta resistenza 0 0.040.15 mm e una lunghezza di 6-9 mm, consentendo di ridurre il consumo e la resistenza allo scorrimento delle miscele di calcestruzzo per le tecnologie di colata per la produzione di prodotti in filigrana a pareti sottili con elevata resistenza alla trazione durante la piegatura.

Nuovi tipi di cemento armato disperso in polvere a grana fine ampliano la gamma di prodotti e strutture ad alta resistenza per vari tipi costruzione.

È stata ampliata la base di materie prime di riempitivi naturali derivanti dalla vagliatura della frantumazione delle pietre, dalla separazione magnetica a secco e ad umido durante l'estrazione e l'arricchimento di minerali minerali non metallici.

L'efficienza economica dei calcestruzzi sviluppati consiste in una significativa riduzione del consumo di materiale riducendo il consumo di miscele di calcestruzzo per la fabbricazione di prodotti e strutture ad alta resistenza.

Implementazione dei risultati della ricerca. Le composizioni sviluppate sono state sottoposte a test di produzione presso Penza Reinforced Concrete Plant LLC e presso la base di produzione di calcestruzzo prefabbricato di Energoservice JSC e vengono utilizzate a Monaco nella produzione di supporti per balconi, lastre e altri prodotti nell'edilizia residenziale.

Approvazione del lavoro. Le principali disposizioni e risultati del lavoro di tesi sono stati presentati e riportati in conferenze scientifiche e tecniche internazionali e pan-russe: "La giovane scienza per il nuovo millennio" (Naberezhnye Chelny, 1996), "Questioni di pianificazione e sviluppo urbano" (Penza, 1996, 1997, 1999 G), " Problemi contemporanei scienza dei materiali da costruzione" (Penza, 1998), " Costruzione moderna"(1998), Convegni tecnico-scientifici internazionali "Materiali compositi da costruzione. Teoria e pratica", (Penza, 2002,

2003, 2004, 2005), “Risparmio di risorse ed energia come motivazione alla creatività nel processo di costruzione architettonica” (Mosca-Kazan, 2003), “ Problemi attuali costruzione" (Saransk, 2004), "Nuove tecnologie high-tech per il risparmio di energia e risorse nella produzione di materiali da costruzione" (Penza, 2005), Conferenza scientifica e pratica tutta russa "Pianificazione urbana, ricostruzione e supporto ingegneristico per la sostenibilità sviluppo delle città della regione del Volga" (Togliatti, 2004 d), Letture accademiche della RAASN "Risultati, problemi e direzioni promettenti per lo sviluppo della teoria e della pratica della scienza dei materiali da costruzione" (Kazan, 2006).

Pubblicazioni. Sulla base dei risultati della ricerca sono stati pubblicati 27 lavori (2 lavori su riviste nell'elenco della Commissione Superiore di Attestazione).

Struttura e ambito di lavoro. Il lavoro di tesi è costituito da un'introduzione, 6 capitoli, conclusioni principali, appendici e un elenco di bibliografia di 160 titoli, presentato su 175 pagine di testo dattiloscritto, contiene 64 figure, 33 tabelle.

Dissertazioni simili nella specialità "Materiali e prodotti da costruzione", 23.05.05 codice VAK

Caratteristiche reotecnologiche delle sospensioni disperse cemento-minerali plastificate e delle miscele cementizie per la produzione di calcestruzzi efficaci 2012, Candidata di scienze tecniche Gulyaeva, Ekaterina Vladimirovna
Cemento armato disperso ad alta resistenza 2006, Candidata di scienze tecniche Simakina, Galina Nikolaevna
Basi metodologiche e tecnologiche per la produzione di calcestruzzo ad alta resistenza con elevata resistenza iniziale per tecnologie non riscaldanti e a basso riscaldamento 2002, Dottore in scienze tecniche Demyanova, Valentina Serafimovna
Calcestruzzo armato disperso a grana fine su sabbia tecnogenica KMA per la piegatura di prodotti 2012, candidato alle scienze tecniche Klyuev, Alexander Vasilievich
Calcestruzzo autocompattante a grana fine e calcestruzzo fibrorinforzato a base di leganti cementizi modificati altamente riempiti 2018, Candidato di scienze tecniche Balykov, Artemy Sergeevich

Conclusione della tesi sul tema “Materiali e prodotti da costruzione”, Kalashnikov, Sergey Vladimirovich

1. Un'analisi della composizione e delle proprietà del cemento armato disperso prodotto in Russia indica che non soddisfano pienamente i requisiti tecnici ed economici a causa della bassa resistenza a compressione del calcestruzzo (M 400-600). In tali calcestruzzi a tre, quattro e raramente a cinque componenti, non solo il rinforzo disperso di elevata resistenza, ma anche di resistenza normale è sottoutilizzato.

2. Sulla base di idee teoriche sulla possibilità di ottenere i massimi effetti di riduzione dell'acqua dei superfluidificanti in sistemi dispersi che non contengono aggregati a grana grossa, l'elevata reattività della microsilice e delle polveri di roccia, che migliorano congiuntamente l'effetto reologico della joint venture, la creazione di una matrice di calcestruzzo in polvere di reazione a grana fine ad alta resistenza a sette componenti per armature disperse sottili e relativamente corte d = 0,15-0,20 μm e / = 6 mm, che non forma “ricci” nella produzione di calcestruzzo e riduce poco la fluidità del PBS.

3. È stato dimostrato che il criterio principale per ottenere PBS ad alta densità è l'elevata fluidità di una miscela cementizia molto densa di cemento, MC, polvere di roccia e acqua, fornita dall'aggiunta di SP. A questo proposito, è stata sviluppata una metodologia per valutare le proprietà reologiche dei sistemi dispersi e del PBS. È stato stabilito che l'elevata fluidità del PBS è assicurata con uno sforzo di taglio massimo di 5-10 Pa e con un contenuto di acqua del 10-11% in peso dei componenti secchi.

4. Viene rivelata la topologia strutturale dei leganti compositi e del cemento armato disperso e vengono forniti i loro modelli matematici di struttura. È stato stabilito un meccanismo di diffusione ionica attraverso la soluzione per l'indurimento dei leganti caricati in composito. Metodi sistematizzati per il calcolo delle distanze medie tra le particelle di sabbia in PBS, centri geometrici delle fibre nel calcestruzzo in polvere utilizzando varie formule e per vari parametri //, /, d. L'oggettività della formula dell'autore si mostra in contrasto con quelle tradizionalmente utilizzate. La distanza e lo spessore ottimali dello strato di sospensione cementante in PBS dovrebbero essere compresi tra 37-44 + 43-55 micron con un consumo di sabbia di 950-1000 kg e le sue frazioni di 0,1-0,5 e 0,14-0,63 mm, rispettivamente.

5. Le proprietà reotecnologiche del PBS disperso-rinforzato e non rinforzato sono state stabilite utilizzando metodi sviluppati. Distribuzione ottimale del PBS da un cono di dimensioni D=100; d=70; h = 60 mm deve essere 25-30 cm Sono stati individuati coefficienti di riduzione della diffusione in funzione dei parametri geometrici della fibra e di riduzione della diffusione del PBS quando bloccato da una rete di recinzione. È stato dimostrato che per colare il PBS in stampi con telai intrecciati a rete tridimensionale, la diffusione dovrebbe essere di almeno 28-30 cm.

6. È stato sviluppato un metodo per valutare l'attività chimica di reazione delle polveri di roccia in miscele a basso contenuto di cemento (C:P - 1:10) in campioni pressati sotto pressione di estrusione. È stato stabilito che a parità di attività, valutata in base alla resistenza dopo 28 giorni e durante lunghi periodi di stagionatura (1-1,5 anni), nell'utilizzo in RPBS si dovrebbero preferire polveri provenienti da rocce ad alta resistenza: basalto, diabase, dacite, quarzo.

7. Sono stati studiati i processi di formazione della struttura del calcestruzzo in polvere. È accertato che gli impasti colati nei primi 10-20 minuti dopo la colata rilasciano fino al 40-50% di aria inglobata e necessitano di un rivestimento con una pellicola che impedisca la formazione di una densa crosta. Le miscele iniziano a solidificarsi attivamente 7-10 ore dopo il versamento e acquisiscono forza dopo 1 giorno 30-40 MPa, dopo 2 giorni - 50-60 MPa.

8. Sono stati formulati i principi sperimentali e teorici di base per la selezione della composizione del calcestruzzo con una resistenza di 130-150 MPa. Per garantire un'elevata fluidità del PBS, la sabbia di quarzo deve essere una frazione a grana fine

0,14-0,63 oppure 0,1-0,5 mm con una densità apparente di 1400-1500 kg/m3 ad una portata di 950-1000 kg/m3. Lo spessore dello strato di sospensione di farina di cemento e MC tra i granelli di sabbia dovrebbe essere compreso rispettivamente tra 43-55 e 37-44 micron, con un contenuto di acqua e SP che fornisca una diffusione della miscela di 2530 cm. di PC e farina di pietra dovrebbero essere approssimativamente uguali, il contenuto di MK 15-20%, il contenuto di farina di pietra 40-55% in peso di cemento. Variando il contenuto di questi fattori, si sceglie la composizione ottimale in base alla diffusione richiesta della miscela e ai valori massimi di resistenza a compressione dopo 2,7 e 28 giorni.

9. Le composizioni di cemento armato disperso a grana fine con una resistenza a compressione di 130-150 MPa sono state ottimizzate utilizzando fibra di acciaio con un coefficiente di rinforzo // = 1%. Sono stati individuati parametri tecnologici ottimali: la miscelazione deve essere effettuata in miscelatori ad alta velocità di progettazione speciale, preferibilmente evacuati; La sequenza dei componenti di caricamento e le modalità di miscelazione e “riposo” sono strettamente regolamentate.

10. È stata studiata l'influenza della composizione sulla fluidità, densità, contenuto d'aria del PBS rinforzato disperso e sulla resistenza a compressione del calcestruzzo. È stato rivelato che la spalmabilità delle miscele, così come la resistenza del calcestruzzo, dipendono da una serie di fattori tecnologici e di ricetta. Durante l'ottimizzazione, sono state stabilite le dipendenze matematiche della fluidità e della forza dai fattori individuali più significativi.

11. Sono state studiate alcune proprietà fisiche e tecniche del cemento armato disperso. È stato dimostrato che calcestruzzi con una resistenza a compressione di 120 l

150 MPa hanno un modulo elastico di (44-47) -10 MPa, rapporto di Poisson -0,31-0,34 (0,17-0,19 per non rinforzato). Il ritiro in aria del cemento armato disperso è 1,3-1,5 volte inferiore a quello del cemento non armato. L'elevata resistenza al gelo, il basso assorbimento d'acqua e il ritiro all'aria indicano le proprietà ad alte prestazioni di tale calcestruzzo.

12. I test di produzione e la valutazione tecnica ed economica indicano la necessità di organizzare la produzione e l'introduzione diffusa di cemento armato disperso in polvere di reazione a grana fine nella costruzione.

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Il team dell'Associazione di produzione "3D Concrete" è specializzato nello sviluppo e nella produzione di strutture volumetriche ed elementi in cemento fibrorinforzato decorativo - calcestruzzo 3D - dalla generazione dell'idea progettuale fino all'installazione e manutenzione - chiavi in mano.
La nostra produzione di prodotti in calcestruzzo, calcestruzzo fibrorinforzato e compositi in vetro è una produzione a ciclo completo. Disponiamo di una tecnologia collaudata e di composizioni selezionate di calcestruzzo e calcestruzzo fibrorinforzato con elevate caratteristiche fisiche e tecniche, garantendo la massima durata. I nostri prodotti si distinguono non solo per la combinazione ottimale prezzo/qualità. Ogni ordine è un prodotto nuovo e unico, il cui lavoro non può essere eseguito secondo un modello o un campione standard. Ecco perché il nostro approccio creativo ad ogni cliente non è solo parole, ma la base del nostro lavoro sull'esecuzione dei singoli ordini.

Kalashnikov Vladimir Ivanovich (1941-2017) - fondatore della direzione del "calcestruzzo in polvere reattiva ad alta resistenza di una nuova generazione". Scienziato onorato della Federazione Russa, lavoratore onorato della scuola superiore, lavoratore onorario istruzione superiore Federazione Russa, Consigliere dell'Accademia russa di architettura e scienze dell'edilizia (RAASN), Accademico dell'Accademia internazionale delle scienze dell'ecologia e della sicurezza umana (MANEB), Dottore scienze tecniche, Professore. Nel 2003, il Centro bibliografico internazionale di Cambridge V.I. Kalashnikov. incluso nell'enciclopedia “Persona dell'anno”, e nel 2006 nell'enciclopedia “ Le migliori persone Russia" con una medaglia e un distintivo, nel 2010 è stato incluso nell'enciclopedia bibliografica delle persone di successo della Russia, nel 2009 gli è stata assegnata la medaglia "Gloria della costruzione", nonché l'Ordine PSUAS "Per merito nello sviluppo della costruzione Educazione e scienza". Come parte del team di autori sotto la guida dell'accademico RAASN P.G. Professore Komokhov Kalashnikov V.I. insignito nel 2002 della Gran Medaglia della RAASN. Autore di oltre 1000 lavori scientifici ed educativi pubblicati, tra cui 56 invenzioni e brevetti, 13 documenti normativi nel campo dell'edilizia, 23 monografie e 58 libri di testo. Durante gli ultimi 15 anni della sua vita, gli interessi scientifici di V.I. I Kalashnikov erano associati alla produzione di calcestruzzo con polvere di reazione particolarmente resistente e calcestruzzo fibrorinforzato.

Yana Sanyagina

Seguace della scuola scientifica di Kalashnikov V.I., fondatore e capo dell'azienda, autore e sviluppatore del prodotto in cemento 3D.

Yana Sanyagina è una seguace della scuola scientifica di V.I. Kalashnikov, fondatrice e direttrice dell'azienda, autrice e sviluppatrice del prodotto in cemento 3D. Esperienza nella realizzazione di progetti e tecnologie nel campo del calcestruzzo e del calcestruzzo fibrorinforzato – 14 anni.

Aree implementate: produzione lastre di pavimentazione mediante tecnologie di vibrofusione e vibrocompressione, produzione di pannelli di rivestimento in calcestruzzo fibrorinforzato con basalto a pareti sottili mediante il metodo della vibrofusione, produzione di griglie per prati per ecoparcheggi in calcestruzzo autocompattante ad alta resistenza, produzione mediante shotcreting di calcestruzzo sottile elementi volumetrici murati in cemento fibrorinforzato decorativo (3d-cemento), produzione di prodotti strutturati in calcestruzzo ad alta resistenza (blocchi ed elementi paesaggistici) che imitano il granito. Più di 50 pubblicazioni in pubblicazioni scientifiche e tecniche, vittorie in concorsi scientifici tutta russi e regionali, partecipazione a numerose mostre e forum, incluso il leggendario forum Seliger. Nel 2009, nell'ambito del forum Seliger, ha partecipato a un incontro con il primo ministro V.V. Putin. tra 50 giovani innovatori della Russia, nel 2011 ha partecipato tra 200 giovani scienziati della Russia ad un incontro con il Presidente della Federazione Russa D.A. Medvedev. nell'ipercubo di Skolkovo. L'avvio dell'attività imprenditoriale è stato effettuato grazie al sostegno del governo della regione di Penza. Nel 2017 la Fondazione Bortnik è stata inclusa nella lista dei TOP 10 imprenditori che hanno creato un'impresa sotto i 30 anni.

Sergey Viktorovich Ananyev è un seguace della scuola scientifica di V.I. Kalashnikov, ingegnere capo dell'azienda, candidato alle scienze tecniche, sviluppatore di composizioni di miscele secche di calcestruzzo ad alta e ultraresistente resistenza. Esperienza nella realizzazione di progetti e tecnologie nel campo del calcestruzzo e del calcestruzzo fibrorinforzato – 20 anni.

2011 – discussione della tesi di un candidato sul tema: “Composizione, struttura topologica e proprietà reotecnologiche delle matrici reologiche per la produzione di calcestruzzo di nuova generazione”, 18 anni – lavoro nella costruzione nella direzione della supervisione tecnica, 10 anni – lavoro sul realizzazione di pavimenti autolivellanti ad alta resistenza

Organizzazione delle attività e miglioramento della tecnologia di produzione, sviluppo di metodi per il controllo tecnico e il collaudo dei prodotti, organizzazione delle attività di un laboratorio di produzione, realizzazione di lavori sperimentali sullo sviluppo di nuovi tipi di prodotti e processi, sviluppo, manutenzione e stoccaggio di documentazione tecnologica, stesura regolamenti di produzione. Calcolo della capacità produttiva e del carico delle attrezzature, calcolo schemi tecnologici, calcolo e adeguamento della documentazione di progettazione e preventivo; sviluppo e attuazione di misure di stabilizzazione processi tecnologici; organizzare e partecipare a sperimentazioni generali e mirate di processi e tecnologie.

Sergej Pivikov

Capo architetto del progetto, responsabile del design e della modellazione delle forme, coautore del prodotto in calcestruzzo 3D

Sergey Pivikov è l'architetto capo del progetto, responsabile della progettazione e modellazione delle forme, coautore del prodotto in cemento 3D.

Sviluppo e realizzazione dei seguenti progetti: restauro dell'iconostasi e delle custodie delle icone per la Chiesa della Resurrezione di Cristo a Nikolsk, un progetto per il miglioramento dello spazio urbano “Vicolo degli Innamorati”, un padiglione per la fermata dell'autobus utilizzando pannelli solari a Mosca, la fontana “Croce” per la fonte battesimale del Monastero Nizhnelomovsky Kazan-Bogoroditsky, un eco-sito per la FLACON Design Factory di Mosca. L'autore del monumento all'opera di M.Yu. Lermontov “Libro”, Penza, la direzione degli “eco-mobili” nella produzione di piccole forme architettoniche, il progetto del generatore di energia urbana “Eco-fungo”, il progetto per il miglioramento dello spazio urbano “Dobro”, decorazione della chiesa nelle chiese della città di Arkadak, regione di Saratov, Yuzha, regione di Ivanovo, sviluppo di un progetto preliminare dell'iconostasi per il Tempio di Kuzminki, Mosca, progettazione e documentazione di lavoro per souvenir e prodotti per interni in cemento.

Aleksej Izmailov

Responsabile del reparto di installazione di GC "3D-BETON"

Effettuare il controllo tecnico sull'esecuzione dei lavori di costruzione e installazione direttamente presso le Strutture: esecuzione del programma di lavoro, controllo delle scadenze, rispetto del volume e della qualità del lavoro svolto presso le Strutture, controllo di qualità dei materiali utilizzati, coordinamento delle modifiche derivanti durante il lavoro soluzioni progettuali con il Cliente, relazionando sui volumi completati, garantendo la sicurezza nel Sito.

Aleksandr Teplov

Manager di produzione

Organizzazione di un processo produttivo efficace, monitorando il rispetto delle tecnologie di produzione e l'implementazione degli indicatori chiave; assicurare l’attuazione del programma di consegna del prodotto in conformità con le esigenze del Cliente, l’ottimizzazione degli esistenti e l’introduzione di nuovi processi tecnologici.

01.06.2008 16:51:57

L'articolo descrive le proprietà e le capacità del calcestruzzo in polvere ad alta resistenza, nonché le aree e le tecnologie della loro applicazione.

Il ritmo elevato di costruzione di edifici residenziali e industriali con forme architettoniche nuove e uniche e soprattutto strutture speciali ad alto carico (come ponti a lunga campata, grattacieli, piattaforme petrolifere offshore, serbatoi per lo stoccaggio di gas e liquidi sotto pressione, ecc.) ha richiesto la sviluppo di nuovi calcestruzzi efficaci. Progressi significativi in questo senso sono stati notati soprattutto a partire dalla fine degli anni '80 del secolo scorso. La moderna classificazione dei calcestruzzi di alta qualità (VKB) combina una vasta gamma di calcestruzzi per vari scopi: calcestruzzi ad alta e altissima resistenza [vedi. Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.// Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10; Schmidt M. Bornemann R. M?glichkeiten und Crensen von Hochfestem Beton.// Proc. 14, Jbausil, 2000, Bd. 1], calcestruzzo autocompattante, calcestruzzo altamente resistente alla corrosione. Questi tipi di calcestruzzo soddisfano elevati requisiti di resistenza alla compressione e alla trazione, resistenza alle crepe, resistenza agli urti, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e resistenza al gelo.

Naturalmente, il passaggio a nuovi tipi di calcestruzzo è stato facilitato, in primo luogo, dai risultati rivoluzionari nel campo della plastificazione delle miscele di calcestruzzo e malta e, in secondo luogo, dall'emergere degli additivi pozzolanici più attivi: microsilice, caolini disidratati e ceneri altamente disperse . Combinazioni di superfluidificanti e soprattutto iperfluidificanti ecologici a base di policarbossilati, poliacrilati e poliglicolici consentono di ottenere sistemi superfluidi cemento-minerali dispersi e impasti cementizi. Grazie a questi risultati, il numero di componenti nel calcestruzzo con additivi chimici ha raggiunto 6–8, il rapporto acqua-cemento è sceso a 0,24–0,28 pur mantenendo la plasticità, caratterizzata da un cedimento del cono di 4–10 cm. Selbstverdichtender Beton-SVB) con l'aggiunta di farina di pietra (CM) o senza di essa, ma con l'aggiunta di MC nei calcestruzzi ad alta lavorabilità (Ultrahochfester Beton, Ultra hochleistung Beton) su iperfluidificanti, a differenza di quelli gettati sui tradizionali SP, il perfetto alla fluidità degli impasti cementizi si unisce una bassa sedimentazione ed autocompattazione con allontanamento spontaneo dell'aria.

La “elevata” reologia con notevole riduzione di acqua negli impasti cementizi superfluidificati è assicurata da una matrice reologica fluida, che presenta diversi livelli di scala degli elementi strutturali che la compongono. Nel calcestruzzo pietroso la matrice reologica a vari livelli micro-meso è una malta cemento-sabbia. Nelle miscele di calcestruzzo plastificato per calcestruzzo ad alta resistenza per pietrisco come elemento macrostrutturale, la matrice reologica, la cui proporzione dovrebbe essere significativamente più elevata rispetto al calcestruzzo convenzionale, è una dispersione più complessa costituita da sabbia, cemento, farina di pietra, microsilice e acqua. A sua volta, per la sabbia nelle miscele di calcestruzzo convenzionali, la matrice reologica a livello micro è una pasta cemento-acqua, la cui proporzione può essere aumentata per garantire la fluidità aumentando la quantità di cemento. Ma questo, da un lato, è antieconomico (soprattutto per le classi di calcestruzzo B10 - B30), dall'altro, paradossalmente, i superfluidificanti sono scadenti additivi che riducono l'acqua per il cemento Portland, sebbene siano stati tutti creati e vengano creati per questo. Quasi tutti i superfluidificanti, come abbiamo dimostrato fin dal 1979, “funzionano” molto meglio su molte polveri minerali o sulla loro miscela con cemento [vedi. Kalashnikov V.I. Fondamenti di plastificazione dei sistemi minerali dispersi per la produzione di materiali da costruzione: una tesi sotto forma di relazione scientifica per il grado di Dottore in Scienze. tecnologia. Sci. – Voronezh, 1996] che sul cemento puro. Il cemento è un sistema idratante instabile in acqua che forma particelle colloidali immediatamente dopo il contatto con l'acqua e si addensa rapidamente. E le particelle colloidali nell'acqua sono difficili da disperdere con i superfluidificanti. Un esempio sono le sospensioni di argilla che sono scarsamente suscettibili alla superliquefazione.

Pertanto, la conclusione suggerisce se stessa: la farina di pietra deve essere aggiunta al cemento e ciò aumenterà non solo l'effetto reologico dell'SP sulla miscela, ma anche la quota della matrice reologica stessa. Di conseguenza, diventa possibile ridurre significativamente la quantità di acqua, aumentare la densità e aumentare la resistenza del calcestruzzo. L'aggiunta di farina di pietra equivarrà praticamente ad aumentare il cemento (se gli effetti di riduzione dell'acqua sono significativamente maggiori rispetto all'aggiunta di cemento).

È importante qui focalizzare l'attenzione non sulla sostituzione di parte del cemento con farina di pietra, ma sull'aggiunta di essa (e una percentuale significativa - 40-60%) al cemento Portland. Basato sulla teoria polistrutturale nel 1985-2000. Tutti i lavori di modifica della polistruttura avevano l'obiettivo di sostituire il 30-50% del cemento Portland con riempitivi minerali per salvarlo nel calcestruzzo [vedi. Solomatov V.I., Vyrovoy V.N. et al. Materiali da costruzione e strutture compositi con consumo di materiale ridotto. – Kiev: Budivelnik, 1991; Aganin S.P. Calcestruzzi a basso fabbisogno idrico con riempitivo di quarzo modificato: abstract per il concorso accademico. Dottorati di ricerca tecnologia. Sci. –M, 1996; Fadel I. M. Tecnologia separata intensiva del calcestruzzo riempito di basalto: estratto della tesi. Dottorato di ricerca tecnologia. Scienze - M, 1993]. La strategia di risparmio del cemento Portland nel calcestruzzo con la stessa resistenza cederà il posto alla strategia di risparmio del calcestruzzo con resistenza 2-3 volte superiore non solo in compressione, ma anche in tensione flessionale e assiale e in caso di impatto. Risparmiare calcestruzzo in strutture più traforate darà un effetto economico maggiore rispetto al risparmio di cemento.

Considerando le composizioni delle matrici reologiche a vari livelli di scala, stabiliamo che per la sabbia nel calcestruzzo ad alta resistenza, la matrice reologica a livello micro è una miscela complessa di cemento, farina, silice, superfluidificante e acqua. A sua volta, per il calcestruzzo ad alta resistenza con microsilice, per una miscela di cemento e farina di pietra (uguale dispersione) come elementi strutturali, appare un'altra matrice reologica con un livello di scala inferiore: una miscela di microsilice, acqua e superfluidificante.

Per il calcestruzzo di pietra frantumata, queste scale di elementi strutturali di matrici reologiche corrispondono alla scala della granulometria ottimale dei componenti secchi del calcestruzzo per ottenere la sua alta densità.

L'aggiunta di farina di pietra svolge quindi sia una funzione reologico-strutturale che di riempimento della matrice. Non meno importante per i calcestruzzi ad alta resistenza è la funzione chimico-reattiva della farina di pietra, che viene svolta con maggiore efficacia dalla microsilice reattiva e dal caolino microdisidratato.

I massimi effetti reologici e di riduzione dell'acqua causati dall'adsorbimento di SP sulla superficie della fase solida sono geneticamente caratteristici dei sistemi finemente dispersi con un'elevata superficie di interfaccia.

Tabella 1.

Effetto reologico e idroriducente dell'SP nei sistemi idrominerali

Tipo di polvere dispersa e plastificante	Dosaggio SP,%
CaCO3 (Mg150)
BaCO3 (Melmento)

Ca(OH)2 (LST)

Cemento PO "Volskcemento" (S-3)
Opoka del campo di Penza (S-3)
Vetro smerigliato TF10 (S-3)

Dalla Tabella 1 si può vedere che nelle sospensioni di colata di cemento Portland con SP, l'effetto di riduzione dell'acqua di quest'ultimo è 1,5–7,0 volte (sic!) superiore rispetto alle polveri minerali. Per le rocce questo eccesso può arrivare a 2-3 volte.

Pertanto, la combinazione di iperfluidificanti con microsilice, farina di pietra o cenere ha permesso di aumentare il livello di resistenza alla compressione a 130–150 e in alcuni casi a 180–200 MPa o più. Tuttavia, un aumento significativo della resistenza porta ad un intenso aumento della fragilità e ad una diminuzione del rapporto di Poisson a 0,14–0,17, che porta al rischio di distruzione improvvisa delle strutture in situazioni di emergenza. L'eliminazione di questa proprietà negativa del calcestruzzo viene effettuata non solo rinforzando quest'ultimo con l'armatura in tondino, ma combinando il rinforzo dell'asta con l'introduzione di fibre di polimeri, vetro e acciaio.

Le basi della plastificazione e della riduzione dell'acqua dei sistemi dispersi minerali e cementizi sono state formulate nella tesi di dottorato di V.I. Kalashnikov. [cm. Kalashnikov V.I. Fondamenti di plastificazione dei sistemi minerali dispersi per la produzione di materiali da costruzione: una tesi sotto forma di relazione scientifica per il grado di Dottore in Scienze. tecnologia. Sci. – Voronezh, 1996] nel 1996 sulla base del lavoro precedentemente completato nel periodo dal 1979 al 1996. [Kalashnikov V.I., Ivanov I.A. Sullo stato strutturale e reologico di sistemi dispersi altamente concentrati estremamente liquefatti. // Atti del IV Convegno Nazionale di Meccanica e Tecnologia dei Materiali Compositi. – Sofia: BAN, 1985; Ivanov I. A., Kalashnikov V. I. Efficienza della plastificazione delle composizioni minerali disperse a seconda della concentrazione della fase solida in esse. // Reologia delle miscele di calcestruzzo e suoi compiti tecnologici. Astratto. Rapporto del III Simposio di tutta l'Unione. -Riga. – ABETE, 1979; Kalashnikov V.I., Ivanov I.A. Sulla natura della plastificazione delle composizioni minerali disperse in base alla concentrazione della fase solida in esse. // Meccanica e tecnologia dei materiali compositi. Materiali del II Convegno Nazionale. – Sofia: BAN, 1979; Kalashnikov V.I. Sulla reazione di varie composizioni minerali ai superfluidificanti dell'acido naftalene-solfonico e sull'influenza degli alcali istantanei su di esso. // Meccanica e tecnologia dei materiali compositi. Materiali del III Convegno Nazionale con la partecipazione di rappresentanti esteri. – Sofia: BAN, 1982; Kalashnikov V.I. Contabilità dei cambiamenti reologici nelle miscele di calcestruzzo con superfluidificanti. // Materiali della IX Conferenza pan-sindacale sul calcestruzzo e sul cemento armato (Tashkent, 1983). - Penza. – 1983; Kalashnikov V.I., Ivanov I.A. Caratteristiche dei cambiamenti reologici nelle composizioni di cemento sotto l'influenza di plastificanti stabilizzanti gli ioni. // Raccolta di opere “Meccanica tecnologica del calcestruzzo”. – Riga: RPI, 1984]. Queste sono le prospettive per l'uso mirato della più alta attività di riduzione dell'acqua dell'SP in sistemi finemente dispersi, le caratteristiche dei cambiamenti reologici quantitativi e meccanico-strutturali nei sistemi superplastificati, che consistono nella loro transizione a valanga dalla fase solida a quella liquida stati con bassissima aggiunta di acqua. Questi sono i criteri sviluppati per la diffusione gravitazionale e la risorsa di flusso post-tissotropico di sistemi plastificati altamente dispersi (sotto l'influenza del loro stesso peso) e il livellamento spontaneo della superficie diurna. Si tratta di un concetto avanzato di concentrazione estrema di sistemi cementizi con polveri fini provenienti da rocce di origine sedimentaria, ignea e metamorfica, selettivi per livelli di elevata riduzione dell'acqua a SP. I risultati più importanti ottenuti in questi lavori sono la possibilità di una riduzione di 5-15 volte del consumo di acqua nelle dispersioni mantenendo la spalmabilità gravitazionale. È stato dimostrato che abbinando polveri reologicamente attive al cemento è possibile potenziare l'effetto dell'SP ed ottenere getti ad alta densità. Sono questi principi che vengono implementati nel calcestruzzo in polvere di reazione con un aumento della loro densità e resistenza (Reaktionspulver concrete - RPB o Reactive Powder Concrete - RPC [vedi Dolgopolov N.N., Sukhanov M.A., Efimov S.N. Nuovo tipo di cemento: struttura di pietra di cemento . // Materiali da costruzione. – 1994. – N. 115]). Un altro risultato è un aumento dell'effetto riducente dell'SP all'aumentare della dispersione delle polveri [vedi. Kalashnikov V.I. Fondamenti di plastificazione dei sistemi minerali dispersi per la produzione di materiali da costruzione: una tesi sotto forma di relazione scientifica per il grado di Dottore in Scienze. tecnologia. Sci. – Voronež, 1996]. Viene utilizzato anche nel calcestruzzo fine in polvere aumentando la proporzione di costituenti fini aggiungendo fumi di silice al cemento. La novità nella teoria e nella pratica del calcestruzzo in polvere è l'uso di sabbia fine con una frazione di 0,1–0,5 mm, che ha reso il calcestruzzo a grana fine a differenza della normale sabbia su sabbia con una frazione di 0–5 mm. Abbiamo calcolato la superficie specifica media della parte dispersa del calcestruzzo in polvere (composizione: cemento - 700 kg; sabbia fine 0,125–0,63 mm - 950 kg, farina di basalto Ssp = 380 m2/kg - 350 kg, microsilice Svd = 3200 m2/kg - 140 kg) con il suo contenuto pari al 49% della miscela totale con frazione di sabbia a grana fine 0,125–0,5 mm mostra che con la finezza di MK Smk = 3000 m2/kg, la superficie media della parte in polvere è Svd = 1060 m2 /kg, e con Smk = 2000 m2 /kg – Svd = 785 m2/kg. È da questi componenti finemente dispersi che vengono realizzati calcestruzzi in polvere di reazione a grana fine, in cui la concentrazione volumetrica della fase solida senza sabbia raggiunge il 58-64% e con sabbia il 76-77% ed è leggermente inferiore alla concentrazione della fase solida nel calcestruzzo pesante superplastificato (Cv = 0, 80–0,85). Tuttavia, nel calcestruzzo pietrisco la concentrazione volumetrica della fase solida meno pietrisco e sabbia è molto inferiore, il che determina l'elevata densità della matrice dispersa.

L'elevata resistenza è assicurata dalla presenza non solo di microsilice o caolino disidratato, ma anche di polvere reattiva proveniente dalla roccia macinata. Secondo la letteratura vengono introdotte principalmente ceneri volanti, farina baltica, calcare o quarzo. Ampie opportunità nella produzione di calcestruzzo in polvere reattiva si sono aperte nell'URSS e in Russia in connessione con lo sviluppo e la ricerca di leganti compositi a basso fabbisogno d'acqua da parte di Yu. M. Bazhenov, Sh. T. Babaev, A. Komarov. A., Batrakov V.G., Dolgopolov N.N. È stato dimostrato che la sostituzione del cemento nel processo di macinazione del VNV con farina di carbonato, granito e quarzo fino al 50% aumenta significativamente l'effetto di riduzione dell'acqua. Il rapporto W/T, che garantisce la spalmabilità gravitazionale del calcestruzzo di pietra frantumata, è ridotto al 13-15% rispetto alla consueta introduzione di SP; la resistenza del calcestruzzo su tale VNV-50 raggiunge 90-100 MPa. Essenzialmente, il moderno calcestruzzo in polvere può essere ottenuto a base di VNV, microsilice, sabbia fine e armatura dispersa.

Il calcestruzzo in polvere armato disperso è molto efficace non solo per le strutture portanti con rinforzo combinato con rinforzo precompresso, ma anche per la produzione di parti architettoniche a pareti molto sottili, comprese le parti spaziali.

La reologia “elevata” delle miscele di calcestruzzo in polvere (PBC) fornisce un limite di snervamento di 0 = 5–15 Pa con un contenuto di acqua del 10–12% della massa dei componenti secchi, vale a dire solo 5-10 volte superiore rispetto ai colori ad olio. Con questo ?0, per determinarlo, è possibile utilizzare il metodo mini-idrometrico, da noi sviluppato nel 1995. Il basso limite di snervamento è assicurato dallo spessore ottimale dello strato di matrice reologica. Da una considerazione della struttura topologica del PBS, lo spessore medio dello strato X è determinato dalla formula:

dov'è il diametro medio delle particelle di sabbia; – concentrazione in volume.

Per la composizione indicata di seguito a W/T = 0,103, lo spessore dell'intercalare sarà 0,056 mm. De Larrard e Sedran hanno scoperto che per le sabbie più fini (d = 0,125–0,4 mm) lo spessore varia da 48 a 88 μm.

L'aumento dello strato intermedio delle particelle riduce la viscosità e lo stress di taglio finale e aumenta la fluidità. La fluidità può aumentare aggiungendo acqua e introducendo SP. In generale, l’effetto dell’acqua e dell’SP sui cambiamenti di viscosità, sforzo di taglio ultimo e snervamento è ambiguo (Fig. 1).

Il superfluidificante riduce la viscosità in misura molto minore rispetto all'aggiunta di acqua, mentre la diminuzione del limite di snervamento dovuta a SP è molto maggiore che sotto l'influenza dell'acqua.

Riso. 1. Effetto di SP e acqua su viscosità, limite di snervamento e fluidità

Le proprietà principali dei sistemi superplastificati estremamente riempiti sono che la viscosità può essere piuttosto elevata e il sistema può scorrere lentamente se il carico di snervamento è basso. Per i sistemi convenzionali senza SP, la viscosità può essere bassa, ma l'aumento del carico di snervamento impedisce loro di diffondersi, poiché non hanno una risorsa di flusso post-tixotropica [vedi. Kalashnikov V.I., Ivanov I.A. Caratteristiche dei cambiamenti reologici nelle composizioni di cemento sotto l'influenza di plastificanti stabilizzanti gli ioni. // Raccolta di opere “Meccanica tecnologica del calcestruzzo”. – Riga: RPI, 1984].

Le proprietà reologiche dipendono dal tipo e dal dosaggio di SP. L'influenza di tre tipi di SP è mostrata in Fig. 2. La joint venture più efficace è Woerment 794.

Riso. 2 Influenza del tipo e del dosaggio di SP on?o: 1 – Woerment 794; 2 – S-3; 3 – Melmento F 10

Allo stesso tempo, non è stato l'SP S-3 domestico a rivelarsi meno selettivo, ma l'SP straniero basato sulla melamina Melment F10.

La spalmabilità delle miscele di calcestruzzo in polvere è estremamente importante quando si formano prodotti in calcestruzzo con telai a rete volumetrica intrecciata posati in uno stampo.

Tali telai volumetrici in tessuto traforato sotto forma di trave a T, trave a I, canale e altre configurazioni consentono un rinforzo rapido, che consiste nell'installazione e nel fissaggio del telaio in uno stampo, seguito dal getto di calcestruzzo sospeso, che penetra facilmente attraverso celle del telaio che misurano 2–5 mm (Fig. 3) . I telai in tessuto possono aumentare radicalmente la resistenza alle fessurazioni del calcestruzzo quando esposto a variazioni di temperatura alternate e ridurre significativamente le deformazioni.

La miscela di calcestruzzo non dovrebbe solo fluire facilmente localmente attraverso il telaio a rete, ma anche diffondersi durante il riempimento della cassaforma mediante penetrazione “inversa” attraverso il telaio man mano che aumenta il volume della miscela nella cassaforma. Per valutare la scorrevolezza, sono state utilizzate miscele di polveri della stessa composizione in termini di contenuto di componenti secchi e la spalmabilità dal cono (per la tavola vibrante) è stata regolata dalla quantità di SP e (parzialmente) di acqua. La diffusione è stata bloccata da un anello di rete del diametro di 175 mm.

Riso. 3 Telaio in tessuto campione

Riso. 4 Miscela spalmabile con spalmatura libera e bloccata

La rete aveva una dimensione libera di 2,8×2,8 mm con un diametro del filo di 0,3×0,3 mm (Fig. 4). Le miscele di controllo sono state realizzate con spread di 25,0; 26,5; 28,2 e 29,8 cm A seguito degli esperimenti, si è riscontrato che con l'aumentare della fluidità della miscela, il rapporto tra i diametri di dc libero e la diffusione bloccata d diminuisce. Nella fig. La Figura 5 mostra la modifica in dc/dbotdc.

Riso. 5 Modificare dc/db dal valore di spread libero dc

Come si evince dalla figura, la differenza di diffusione dell'impasto dc e db scompare con fluidità, caratterizzata da una diffusione libera di 29,8 cm, a dc = 28,2 la diffusione attraverso la rete diminuisce del 5%. La miscela con uno sviluppo di 25 cm subisce una frenata particolarmente elevata durante lo spargimento attraverso la rete.

A questo proposito, quando si utilizzano telai in rete con cella di 3–3 mm, è necessario utilizzare impasti con stesura di almeno 28–30 cm.

Le proprietà fisiche e tecniche del calcestruzzo in polvere armato disperso, rinforzato con l'1% in volume di fibre di acciaio con un diametro di 0,15 mm e una lunghezza di 6 mm, sono presentate nella Tabella 2

Tavolo 2.

Proprietà fisiche e tecniche del calcestruzzo in polvere con legante a bassa richiesta d'acqua utilizzando SP S-3 domestico

Nome delle proprietà	Unità	Indicatori
Densità
Porosità
Resistenza alla compressione
Resistenza alla trazione alla flessione
Resistenza alla trazione assiale
Modulo elastico
rapporto di Poisson

Assorbimento dell'acqua
Resistenza al gelo	numero di cicli

Secondo dati stranieri, con un rinforzo del 3%, la resistenza alla compressione raggiunge 180–200 MPa e la resistenza alla trazione assiale – 8–10 MPa. La forza d'impatto aumenta più di dieci volte.

Le possibilità del calcestruzzo in polvere sono tutt'altro che esaurite, data l'efficacia del trattamento idrotermale e la sua influenza sull'aumento della percentuale di tobermorite e, di conseguenza, xonotlite

Le informazioni sono state utili? sì in parte no

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