На правах рукописи Строев Дмитрий Александрович ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ НА БИТУМНО-ЦЕМЕНТНОМ ВЯЖУЩЕМ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ И РЕМОНТНЫХ РАБОТ Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ростов-на-Дону 2013 Работа выполнена на кафедре «Автомобильные дороги» в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет».
Защита состоится «23» мая 2013г. в 10 ч 00 мин. в ауд. 232 на заседании диссертационного совета Д 212.207.02 при Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая,162, т/ф 8(863) 201-91-65, E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет»
Автореферат разослан « 22 » апреля 2013 г. Учёный секретарь диссертационного совета ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Недостаток качественных строительных материалов, устойчивых к воздействию климатических факторов и силовых нагрузок, возникающих при движении технологического транспорта на территориях различных промышленных объектов, приводит к повышению финансовых расходов на ремонт и поддержание эксплуатационного состояния существующих покрытий. Наиболее распространѐнными материалами, используемыми при устройстве полов промышленных цехов и складов, покрытия территорий промышленных предприятий, аэропортов и автостоянок вляются цементо- и асфальтобетоны. Цементобетон имеет ряд недостатков таких, как низкая ударная прочность, высокая хрупкость, низкая устойчивость к возникающим термическим напряжениям. Асфальтобетоны обладают низкой устойчивостью к развитию пластических деформаций от транспортных нагрузок и воздействию климатических факторов. Уменьшить влияние указанных недостатков возможно за счѐт разработки композиционного материала, обладающего высокими прочностными и деформативными качествами, на основе битумно-цементного вяжущего, сочетающего в себе прочные кристаллизационные связи, образующиеся в процессе гидратации цемента, с пластичными конденсационными контактами битума. На основании мирового опыта, внедрение битумных эмульсий является наиболее экологичным и энергетически выгодным направлением использования вязких битумов.
Как показывают многочисленные исследования, одним из наиболее эффективных методов повышения сопротивления покрытий автомобильных дорог развитию различного рода разрушений и деформаций является использование дисперсно-армированных строительных материалов. В настоящее время использование волокон в составе различных строительных материалов стало промышленной технологией во многих странах: Франции, Германии, Швеции, Финляндии, Польше, Канаде, Австрии и др.
В этой связи разработка устойчивых к сдвиговым и климатическим воздействиям дисперсно-армированных строительных материалов на основе битумных эмульсий, предназначенных для строительных и ремонтных работ, является актуальной задачей. Цель диссертационной работы: разработка дисперсно-армированных бетонов на битумно-цементном вяжущем, с повышенной устойчивостью к сдвиговым и климатическим воздействиям, предназначенных для строительных и ремонтных работ. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность получения битумных эмульсий различных классов с использованием в качестве эмульгатора аминного реагента Эмульзол-4;
- установить влияние неионогенного стабилизатора Оксипав-А.30 на технологические свойства битумных эмульсий;
- оптимизировать состав битумно-цементного вяжущего исходя из условия обеспечения устойчивости бетонов, на его основе, к сдвиговым и климатическим воздействиям;
- экспериментально исследовать процессы структурообразования бетонов, приготовленных с применением битумно-цементного вяжущего, дисперсно-армированного базальтовым волокном;
- выявить механизм воздействия тонкого базальтового волокна на процессы формирования структуры и свойства разрабатываемых бетонов;
- осуществить опытно-производственное внедрение разработанного материала.
Объект исследования – дисперсно-армированные бетоны на битумно-цементном вяжущем.
Предмет исследования – устойчивость дисперсно-армированных бетонов сдвиговым и климатическим воздействиям.
Научная новизна:
- выполнены теоретические и экспериментальные исследования, подтверждающие снижение поверхностного натяжения водной фазы и образования битумно-эмульсионной системы с применением реагента катионного типа - Эмульзол-4;
- установлено положительное влияние неионогенного ПАВ - модификатора Оксипав-А.30 на технологические свойства катионных битумных эмульсий и бетонов на их основе;
- выявлен механизм воздействия тонкодисперсного базальтового волокна на процессы структурообразования и физико-механические свойства бетонов, приготовленных на битумно-цементном вяжущем;
- установлено положительное влияние структуры битумно-цементного вяжущего на устойчивость бетонов в условиях сдвиговых и климатических воздействий.
На защиту выносятся:
- результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке бетонов с повышенной устойчивостью к разрушениям в процессе эксплуатации;
- анализ экспериментальных исследований по выявлению оптимального компонентного состава дисперсно-армированного битумно-цементного вяжущего, оптимизированного по критериям сдвигоустойчивости, трещино- и водостойкости бетонов на его основе;
- результаты экспериментальных исследований по выявлению влияния катионного реагента Эмульзол-4 и неионогенного ПАВ-модификатора Оксипав-А.30 на свойства катионных битумных эмульсий, полученных с их использованием.
Практическая значимость:
- доказана возможность получения катионных битумных эмульсий различных классов на основе аминного реагента Эмульзол-4;
- предложены способы модификации битумных эмульсий и бетонов на битумно-цементном вяжущем новым неионогенным ПАВ-модификатором Оксипав-А.30, который позволяет улучшить дисперсность и устойчивость эмульсий, а также повысить водостойкость бетонов;
- разработаны составы дисперсно-армированных бетонов на битумно-цементном вяжущем, обладающие повышенной устойчивостью к сдвиговым и климатическим воздействиям;
- разработан эффективный способ утилизации базальтового волокна (отхода производства базальтовых изделий).
Апробация результатов исследования.
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета (Строительство 2005 – 2012 гг.) и других международных конференциях: МНТК «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды» (Пермь, 2005, 2010 гг.), ВНПК «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (Омск, 2006 г.), МНПК «Современные технологии и материалы в дорожном хозяйстве» (Харьков, 2006 г.)
Публикации. Содержание диссертации изложено в 26 научных публикациях, включая 4 статьи в ведущих рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК, и 3 патентах.
Объём и структура работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка из133 наименований, в том числе на иностранных языках, 3 приложений. Работа изложена на 192 страницах машинописного текста и включает в себя 23 рисунка и 66 таблиц. |