Verwendung wasserdichter Materialien zum Kochen Betonmischung vereinfacht die Bauarbeiten erheblich. Wenn Beton gegossen oder monolithische Strukturen hergestellt werden müssen, empfiehlt sich die Verwendung nicht schrumpfender Zement. Zusätzlich zum Fehlen von Schrumpfeigenschaften ist es in der Lage, in kurzer Zeit eine intensive Abbindung und Aushärtung zu bewirken.

Im modernen Bauwesen werden Gebäude und Bauwerke nicht nur in errichtet gemäßigtes Klima und bei normalem Grundwasserspiegel, aber auch bei hoher Luftfeuchtigkeit, sumpfigen Gebieten und Überschwemmungsgebieten. Für den Bau von Staudämmen, Talsperren, Betonkanäle Es wird wasserdichter Zement verwendet, der alle Anforderungen an Wasserbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen erfüllt.

Es ist als VBC gekennzeichnet und enthält Zusatzstoffe, die die technischen Eigenschaften verbessern können. Die Zusammensetzung enthält außerdem Tonerdezement und Aluminiumoxid. Sie bieten hervorragende Leistungen adstringierende Eigenschaften und die Abbindezeit verkürzen. Zusätzlich zur Basis nicht schrumpfende Mischung Dazu gehören Bauxit und Kalkstein, die direkt auf dem Territorium der Russischen Föderation abgebaut werden.

Zu den Hauptfaktoren von VBC gehören die folgenden:

1. Der Zementanteil am Gesamtvolumen sollte 85 % betragen, der Asbestanteil darf 5 % nicht überschreiten und die Anteile von Kalk und Gips sind nicht eindeutig (je nach Verwendungszweck der Lösung).
2. In der Fabrikproduktion ist die Herstellung von wasserdichtem Material auf sorgfältiges Mahlen von Zement sowie die Zugabe von kalziniertem Kalk und Gipsmehl angewiesen.
3. Nach dem Wirkprinzip kommt es beim Aushärten zur Kristallisation von Calciumaluminaten. Darüber hinaus wird die Dehnungsfähigkeit berücksichtigt, die zu einem hohen Verdichtungsgrad des Betons beiträgt. Dadurch wird die Lösung wasserdicht und weist hervorragende wasserabweisende Eigenschaften auf.

Alle Eigenschaften treten 1-1,5 Stunden nach der Herstellung des Materials auf. Nach 28–30 Tagen ist es vollständig ausgehärtet und erhält bessere Leistungs- und Festigkeitseigenschaften. Aufgrund der Tatsache, dass in der Regel schnell erhärtender wasserfester Zement verwendet wird feuchte Umgebung Es muss den Korrosionsschutzanforderungen genügen.

Es sind diese Eigenschaften, die verhindern, dass Bewehrungsstäbe und eingebettete Teile rosten und sich verschlechtern. Um dies zu erreichen, werden der Zusammensetzung Aluminiumpulver, Calciumnitrat und Ferrosilicium als Bindemittel zugesetzt. Der Anteil der Füllstoffe kann variieren und daher ändern sich auch die Produktkosten.

Technische Eigenschaften der Lösung

1. Wasserdichter Zement hat Zug- und Ausdehnungseigenschaften mit unbedeutender Schrumpfung. Dies gilt sowohl für Kunststoff- als auch für Einstellindikatoren. Die Aushärtungszeit beträgt 2-3 Tage.

2. Rheoplastizität ist ein Merkmal der Fließfähigkeit bei minimaler Wassermenge. Im Verhältnis reichen etwa 20-30 % pro 3 kg Trockenmischung. Beim Mischen 25 kg Volumen fertige Komposition Leistung - 16,5-17 Liter. Allerdings ist die Konsistenz in diesem Verhältnis sehr flüssig, so dass es praktisch ist, es zum Ausgießen zu verwenden Betonprodukte oder Strukturen in Schalungen.

3. Aufgrund der hohen Fließfähigkeit werden Eigenschaften wie eine gute Verarbeitbarkeit und ein erhöhter Dichtekoeffizient in der frühen und letzten Phase der Anwendung erreicht. Es verfügt über hervorragende opeophobe Eigenschaften, also Beständigkeit gegen Kohlenwasserstoffe und Ölverbindungen.

4. Der resultierende viskose Beton hat die gleichen Proportionen wie der Beton mit reduzierter Kegelsetzung, während es praktisch zu keiner Wasserabscheidung kommt. Auch geschätzt für hohe Stabilität auf den Einfluss von Sulfatverbindungen. Aufgrund der geringen Wassermenge in der Zusammensetzung Schrumpffreier Mörtel regelmäßige Bearbeitung erforderlich mit besonderen Mitteln zur Pflege von Beton während des Trocknungsprozesses. Geschieht dies nicht, kann es aufgrund der Abbindegeschwindigkeit zu Rissen in der dünnen Gießschicht kommen.

Anwendungsbereich

Der Hauptzweck ist die Herstellung von Isolierhüllen aus Elementen in großem Maßstab Stahlbetonkonstruktionen die zum Filtern von Wasser verwendet werden. Es dient auch als Abdichtungsmaterial in unterirdischen Tunneln oder Kanälen unter Wasser. Aufgrund seiner hohen Wasserbeständigkeit kann es zur Reparatur oder Abdichtung von Nähten in großflächigen Gebäuden eingesetzt werden.

VBC wird in den Bedingungen ausgewählt hohe Luftfeuchtigkeit ab 70 % und mehr, da in ausreichend trockenen Räumen bis 65 % die Mischung zu deutlichem Schwund führen kann. Diese Art von Zement wird ausgewählt, um Betonkonstruktionen vor den Auswirkungen feuchtigkeitshaltiger Chloride, Sulfite und ätzender Sulfate zu schützen.

Schnellzement kann unter anderem für folgende Arbeiten verwendet werden:

1. Gießen monolithischer Systeme mit niedrige Luftfeuchtigkeit, und auch wenn das Gerät ausreichend ist große Höhe vom Boden (mehr als 200 m).
2. Mischlösungen zum Einbetten eingebetteter Teile, Ankerelemente, Scharniere. Darüber hinaus wird es zum Verkitten dünner Nähte und Fugen in Stein oder Mauerwerk verwendet.
3. Abdichten von Rissen und Fehlstellen in Betonprodukten nach hoher mechanischer Beanspruchung sowie im Betrieb.
4. Herstellung von Produkten aus dicht bewehrtem Beton, Füllen von Fugen in vorgefertigten Bauelementen.
5. Bau von Fundamenten oder Fundamentkissen für Kernkraftwerke, Häfen, Piers und Turbogeneratoren.
6. Reparaturarbeiten im Industrieunternehmen, wo Schmier- oder Kraftstoffmischungen, Mineralöle zum Einsatz kommen, sowie die Wiederherstellung vorgespannter Strukturen, die normalen oder exzentrischen Kräften ausgesetzt sind.

Moderne Hersteller stellen Materialien mit individuellen Technologien her und produzieren sie selbst Marken– HYDRO-SI, NTs 10, Master Emaco A 640 (MacFlow) und andere.

Beton auf Basis der zuvor besprochenen hydraulischen Bindemittel nimmt beim Aushärten an der Luft an Volumen ab, d. h. ihre Verhärtungsursachen Schwindung- ein äußerst negatives Phänomen, das die Qualität der fertigen Strukturen beeinträchtigt.

Volumenschwindungsverformungen sind eine der Hauptursachen für die Entstehung von Rissen im Beton und verringern die Haltbarkeit Ingenieurbauwerke. In diesem Zusammenhang werden derzeit neuartige Zemente eingesetzt, deren Aushärtungsprozess erfolgt Anfangszeitraum begleitet entweder von einer Volumenzunahme des Zementsteins (der sogenannten expandieren Zemente) oder durch Kompensation der Zementschrumpfung ( schrumpffreie Zemente).

Die Essenz dieser Phänomene ist wie folgt. Wenn alle mineralischen Bindemittel hydratisiert sind, verringert sich ihr absolutes Volumen aufgrund der chemischen Kontraktion. Bei der Verwendung von Blähzement vergrößert sich dessen Volumen beim Mischen mit Wasser. Eine solche „unerwartete“ Volumenzunahme kann nur auftreten, wenn folgende Ungleichung erfüllt ist:

wobei C die Masse des Zements ist, g; p c – Zementdichte, g/cm 3 ; B ist die Masse des Wassers, g; C x ist die Zementmasse, die nicht mit Wasser reagiert hat, g; B x ist die Wassermasse, die nicht mit Zement reagiert hat, g; r g - durchschnittliche Dichte Zementhydratationsprodukte, g/cm 3 ; a - Porenvolumen von Zementstein, cm 3.

Aus der obigen Ungleichung folgt, dass die Ausdehnung des Zementsteins mit einer Vergrößerung des Porenvolumens aufgrund des „Auseinandergleitens“ der hydratisierenden Zementkörner einhergehen sollte, was durch das zunehmende Porenvolumen des Zementsteins (a) berücksichtigt wird. Laut P.P. Budnikova und I.V. Laut Kravchenko wird eine solche Bewegung durch den erheblichen Kristallisationsdruck der wachsenden Kristalle des „Zementbazillus“ – Calciumhydrosulfoaluminat (3Ca0A1 2 0 3 3CaSO 31H 2 0) – verursacht.

Es ist bekannt, dass der notwendige Bestandteil des „Bazillus“ – Calciumhydroaluminate (3Ca0A1 2 0 3 6H 2 0) – beim Aushärten von Tonerdezement entsteht. Daher enthalten expandierende und nicht schrumpfende Zemente notwendigerweise Tonerdezement in ihrer Zusammensetzung. Eine weitere „Standard“-Komponente ist Gipsdihydrat. Die übrigen Bestandteile der expandierenden Zementzusammensetzung können Portlandzementklinker oder andere aktive mineralische Zusatzstoffe sein. Der Name des expandierenden Zements hängt von seiner Zusammensetzung ab (Tabelle 4.7):

• ? Gips-Tonerde-Zement;
• ? schnell abbindender, expansiver Portlandzement;
• ? wasserfester Expansionszement (WRC);
• ? Zugzement.

Arten von expandierendem Zement und ihre Parameter

Tabelle 4.7

			Linear Verlängerung
	Basic Komponenten	Besonders Komponenten
Gips-Tonerde-Expansionszement	Tonerdezement 70 %, Gipsdihydrat 30 %
Schnell abbindender, expandierender Portlandzement	Portlandzementklinker 69...75 %, Halbwassergips 9...11 %	Sulfoaluminatprodukt 16...20 %
Wasserfester Blähzement	Zementklinker 60....65%, Gipsdihydrat 7...10%, aktiver mineralischer Zusatz 20.. .25 %	Hochtonerdehaltige Hochofenschlacke 5...7 %	1 Tag - 0,15 %; 28 Tage - 0,3... 1 %
Anstrengend	Portlandzement 65...75%, Gipsdihydrat 10...16%	Tonerdezement 13...20 %

Am weitesten verbreitet sind Gips-Aluminiumoxid-Expansionszement, expandierender Portlandzement und Zugzement.

Gips-Tonerde-Expansionszement- ein schnell wirkendes hydraulisches Bindemittel, das durch gemeinsames Feinmahlen von hochtonerdehaltiger Hochofenschlacke (70 %) und natürlichem Gipsdihydrat (30 %) oder durch gründliches Mischen derselben Materialien, getrennt zerkleinert, gewonnen wird.

Der Abbindebeginn sollte frühestens 20 Minuten, das Ende spätestens 4 Stunden nach Mischbeginn erfolgen.

Gips-Tonerde-Zement dehnt sich nur aus, wenn es in Wasser aushärtet; Beim Aushärten an der Luft schrumpft es nicht.

Höchste Druckfestigkeit nach 1 Tag. Die Aushärtung sollte 35 MPa (Sorte 400) und 50 MPa (Sorte 500) betragen. Zementsorten entsprechen einem Alter von drei Tagen.

Dieser Zement wird zur Herstellung von nicht schrumpfendem und expandierendem Material verwendet wasserdichter Beton, zur Abdichtung Putzarbeiten, zur Verstärkung von Brunnen usw.

Expandierender Portlandzement- ein schnell erhärtendes hydraulisches Bindemittel, das durch gemeinsames Feinmahlen von Portlandzementklinker, hochtonerdehaltiger Schlacke, Dihydratgips und granulierter Hochofenschlacke gewonnen wird.

Zementstein auf Basis von expandierendem Portlandzement nimmt in der Anfangsphase der Aushärtung an Volumen um 0,3...1,2 % zu, weshalb Betone und Mörtel auf Basis dieses Bindemittels im Vergleich zu Beton auf Basis von gewöhnlichem Zement eine höhere Wasserdurchlässigkeit aufweisen.

Auf solchen Zementen basierende Betone ermöglichen es, die Zeit zu verkürzen, die zum Dämpfen erforderlich ist, um die vorgesehene Anlassfestigkeit zu erreichen.

Blähender Portlandzement wird bei der Herstellung von Beton und Mörteln zum Abdichten von Fugen und monolithischen Betonen verwendet Stahlbetonkonstruktionen.

Zugfester Zement (NC) - ein schnell abbindendes und schnell erhärtendes hydraulisches Bindemittel, das durch gemeinsames Mahlen von Portlandzementklinker (65...70 %), Gipsdihydrat (8...15 %) und einer Komponente mit hohem Aluminiumoxidgehalt (10...20 %) gewonnen wird %). Mahlfeinheit nicht weniger als 4000 cm 2 /g. Der Abbindebeginn liegt frühestens nach 30 Minuten, das Abbindeende spätestens nach 4 Stunden. Es zeichnet sich durch erhöhte Indikatoren für Wasser- und Gasundurchlässigkeit, Frostbeständigkeit, Zug- und Biegefestigkeit aus. Es hat die Fähigkeit, sich beim Aushärten deutlich auszudehnen (bis zu 3,5...4 %). Zementsorten 400 und 500.

In Stahlbeton erzeugt NC nach dem Aushärten eine Vorspannbewehrung, die bei der Herstellung von vorgespannten Stahlbetonkonstruktionen verwendet wird. Diese Art von Zement wird auch zur Abdichtung von Bergwerken, Kellern, zum Abdichten von Fugen sowie für den Bau von Straßen- und Flugplatzdecken aus Zementbeton verwendet.

Nicht schrumpfender Zement- Wird verwendet, wenn eine Betonbeschichtung erforderlich ist, die keine Feuchtigkeit durchlässt. Dieser Typ Die Zementmischung zeichnet sich durch einen schnellen Abbindevorgang aus (der Abbindebeginn beginnt einige Minuten nach dem Fügen und endet spätestens nach 5-10 Minuten). In diesem Fall härtet die Masse schnell aus und erreicht am Ende des dritten Tages etwa 60-80 % der gesamten Markenstärke. Der resultierende Zementstein weist eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit auf und hält einem Wasserdruck von 0,7 MPa stand.

Ursprünglich wurde wasserfester, nicht schrumpfender Zement auf Basis einer anderen Mischung hergestellt – Aluminium. Die Grundrohstoffe für Zement sind Bauxit und Kalkstein. Das Funktionsprinzip einer wasserdichten, nicht schrumpfenden Mischung besteht darin, dass beim Aushärten der Lösung der Kristallisationsprozess von Calciumaluminaten unter Bedingungen stattfindet, die der freien Ausdehnung der Lösung entgegenwirken. Dies führt zu einer erheblichen Verdichtung des Zementsteins, wodurch dieser wasserdicht wird und wasserabweisende Eigenschaften erhält.

Schrumpffester Zement wird in Fabriken durch Mahlen von Tonerdezement mit kalziniertem Kalk und Gips hergestellt. Wenn die Volumina von Gips und Kalk variieren können, sollte die Zementmenge 85 % der Gesamtmasse betragen. Der Zusatz von Asbest ist erlaubt (nicht mehr als 5 %).

Ein gut vorbereiteter Zementstein wird nach einer Stunde wasserfest und aktiviert nach 28 Tagen alle seine Eigenschaften vollständig.

Das Material hat folgende Vorteile:

Beständigkeit gegen korrosive Formationen;

Dichtheit;

Zuverlässigkeit;

Haltbarkeit.

Zu den Nachteilen zählen:

• Unmöglichkeit der Verwendung in einer Umgebung ohne ausreichende Luftfeuchtigkeit;
• Unverträglichkeit gegenüber Temperaturen über 80 Grad Celsius.

Beim Gießen von Fundamenten, die keiner Wasserfiltration unterliegen, wird wasserfester, nicht schwindender Zement verwendet. Unverzichtbar für die Verlegung von Böden in Garagen und Keller, in Kellern, wo die Isolierung vor Kontakt mit Grundwasser. Mit diesem Zement verfülle ich die Wände von Senkgruben, damit der Inhalt nicht ins Grundwasser gelangt.

Erweiterbarer PC

Durch das Schwinden von Zementstein entstehen Zugspannungen, die oft die Festigkeit des Betons übersteigen und zur Rissbildung führen. Während der Reparatur Gebäudestrukturen(Abdichtungsrisse), Abdichtbereiche, an denen zwei oder mehr vorhanden sind Strukturelemente Aufgrund der Tatsache, dass in der Regel hochmobile Reparaturmassen verwendet werden, deren Schrumpfung erheblich ist, ist eine hohe Arbeitsqualität nicht möglich. An der Kontaktfläche zwischen „neuem“ und „altem“ Beton entstehen Zugspannungen und die Festigkeit der Kontaktschicht wird deutlich reduziert.

Zemente, deren Lösungen eine Volumenvergrößerung bewirken, werden als expandierend bezeichnet. Alle Blähzemente sind gemischt: Sie bestehen aus einem Bindemittel und einem Blähzusatz.

Erweiterungsmechanismen:

Oxid – als Folge der Hydratation von MqO oder CaO unter Bildung von Mq(OH) 2, Ca(OH) 2. Die Expansion wird durch eine zweifache Volumenzunahme bei der Hydratation zu Hydroxid verursacht.

Sulfoaluminat bei der Bildung von Calciumhydrosulfoaluminaten.

Die Ausdehnung wird durch das Vorhandensein von Substanzen im Zement verursacht, die die Gasphase bilden

Basierend auf der freien Ausdehnung des Zementleims beim Aushärten in Wasser werden Zemente in folgende Klassen eingeteilt:

Nicht schrumpfend, wobei die Ausdehnung die Schrumpfung vollständig ausgleicht …….2-5 mm/m

Leicht expandierend…………………………………………………………….5-6

Mittlere Ausdehnung………………………………………………………….8-10

Stark expandierend………………………………………………………12-15

Die Ausdehnung des Betons (bei einem Zementgehalt von 250-300 kg/m3 beträgt 10 % der Ausdehnung des Teigs, bei einem Zementgehalt von 400 kg/m3 - 20 %, bei einem Zementgehalt von 600 kg/m3 beträgt die Ausdehnung 45 % der möglichen Ausdehnung des Teigs erreichen.

Die Expansionsrate hängt von vielen Faktoren ab: mineralische Zusammensetzung Zement, Art des Expansionszusatzes, seine Menge, Zementaushärtungsbedingungen.

Als Expansionszusätze werden verwendet:

· hochkalziumhaltige Aluminate 4CaO ∙Al 2 O 3 ∙13H 2 O, 4CaO∙3Al 2 O 3 ∙CaSO 4

· Mineralien mit einem hohen Anteil an Tonerde (Tonerdezement, Tonerdeschlacke),

Eigenschaften von Zement: Mahlfeinheit T 02 nicht >1 %, T 008 nicht >7 %,

Die Einstellung beginnt frühestens nach 30 Minuten und endet spätestens nach 12 Stunden

Expansionsrate 0,4 %

400.500.600 Mark. Die Festigkeit im Alter von 28 Tagen übersteigt die Festigkeit von Portlandzement um 7–8 MPa; es gibt keinen Festigkeitsabfall nach 28 Tagen.

Zement kann gedämpft werden

Blähzemente weisen eine hohe Wasser-, Sulfat- und Frostbeständigkeit auf. Der Stein weist eine hohe Wasserbeständigkeit auf. Blähzemente werden zur Verstärkung von Stahlbetonkonstruktionen verwendet, weil Ohne Schrumpfung erhöht sich die Haftfestigkeit von neuem Beton auf altem Beton.

Wasserfester, nicht schwindender Zement ist eine der am häufigsten verwendeten Arten von Zementmischungen, da er bestimmte Arten von Bauarbeiten erheblich erleichtert. Es wird verwendet, wenn eine Betonbeschichtung erforderlich ist, die keine Feuchtigkeit durchlässt.

Diese Art von Zementmischung zeichnet sich durch einen schnellen Abbindevorgang aus (der Abbindebeginn beginnt einige Minuten nach dem Anschließen und endet spätestens nach 5-10 Minuten). In diesem Fall härtet die Masse schnell aus und erreicht am Ende des dritten Tages etwa 60-80 % der gesamten Markenstärke.
Der resultierende Zementstein weist eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit auf und hält einem Wasserdruck von 0,7 MPa stand.

Wasserfester Schrumpfzement M400

Wasserfester Schrumpfzement M500

Wasserfester Schrumpfzement M600

Herstellungsprozess

Ursprünglich wurde wasserfester, nicht schrumpfender Zement auf Basis einer anderen Mischung hergestellt – Aluminium. Die Grundrohstoffe für Zement sind Bauxit und Kalkstein, die unter anderem auf dem Territorium unseres Staates abgebaut werden. Das Funktionsprinzip einer wasserdichten, nicht schrumpfenden Mischung besteht darin, dass beim Aushärten der Lösung der Kristallisationsprozess von Calciumaluminaten unter Bedingungen stattfindet, die der freien Ausdehnung der Lösung entgegenwirken. Dies wirkt sich auf die erhebliche Verdichtung des Zementsteins aus, wodurch er wasserdicht wird und wasserabweisende Eigenschaften erhält.

Schrumpffester Zement wird in Fabriken durch Mahlen von Tonerdezement mit kalziniertem Kalk und Gips hergestellt. Wenn die Volumina von Gips und Kalk variieren können, sollte die Zementmenge 85 % der Gesamtmasse betragen. Der Zusatz von Asbest ist erlaubt (nicht mehr als 5 %).

Ein gut vorbereiteter Zementstein wird nach einer Stunde wasserfest und aktiviert nach 28 Tagen alle seine Eigenschaften vollständig.

Funktionen von VBC

Das Material hat folgende Vorteile:

• Beständigkeit gegen korrosive Formationen;
• Dichtheit;
• Zuverlässigkeit;
• Haltbarkeit.

Zu den Nachteilen zählen:

• Unmöglichkeit der Verwendung in einer Umgebung ohne ausreichende Luftfeuchtigkeit;
• Unverträglichkeit gegenüber Temperaturen über 80 Grad Celsius.

Anwendung

Beim Gießen von Fundamenten, die keiner Wasserfiltration unterliegen, wird wasserfester, nicht schwindender Zement verwendet. Unverzichtbar für die Verlegung von Böden in Garagen, Kellern und Kellern, wo eine Isolierung gegen Kontakt mit Grundwasser erforderlich ist. Mit diesem Zement verfülle ich die Wände von Senkgruben, damit der Inhalt nicht ins Grundwasser gelangt.

Das Material ist beim Bau von Schwimmbädern und Schwimmbädern unverzichtbar dekorative Teiche. Kann zur Abdichtung von Tunneln verwendet werden, um eine Isolierschicht auf großen Stahlbetonobjekten zu erzeugen. Geeignet zum Abdichten von Rissen und Fugen im Plattenbau.

Mit einer Zementmischung können Sie auch einen wasserdichten Estrich auf dem Dach eines Kellers oder einer Garage herstellen, wenn diese unter der Erde liegt.

KAPITEL 1. STAND DER FRAGE UND ZIELE DER FORSCHUNG 12

1.1. Analyse vorhandener Stoßfugen von vorgefertigten 12 Stahlbetonkonstruktionen

1.2. Arten monolithischer Zusammensetzungen zur Herstellung von Verbindungen von 17 vorgefertigten Stahlbetonkonstruktionen

1.2.1 Monolithische Zusammensetzungen auf Portlandzementbasis

1.2.2 Monolithische Zusammensetzungen auf Basis von Polymerharzen

1.2.3 Monolithische Zusammensetzungen basierend auf der Expansion von 24 Zementen mit dem Expansionsprinzip „Sulfoaluminat“.

1.3. Modifikation als Möglichkeit zur Intensivierung der Ausdehnungs- und Verformungsverformungen der Zementhärtung in einer Umgebung mit niedriger Luftfeuchtigkeit

1.4. Kapitel Schlussfolgerungen

KAPITEL 2. EIGENSCHAFTEN DER AUSGANGSMATERIALIEN. 42 FORSCHUNGS- UND TESTMETHODEN

2.1. Eigenschaften der Ausgangsmaterialien

2.2. Rheologische und technologische Methoden zur Prüfung und 46 Untersuchung von Zementzusammensetzungen

2.3. Physikalisch-mechanische Methoden zum Testen von Zementzusammensetzungen

2.4. Physikalisch-chemische Analysemethoden

2.5. Elektrophysikalische Forschungsmethoden

2.6. Methoden zur Untersuchung der Phasenzusammensetzung von Zementstein

2.7. Physikalisch-mechanische Forschungsmethoden an Stoßverbindungen 53

2.8. Statistische Verarbeitung der Ergebnisse

KAPITEL 3. PRIVATE ÄNDERUNGEN

PORTLAND-ZEMENT-ZUSATZSTOFFE,

INTENSIVIERT SEINE EXPANSION

3.1. Auswahl der Zusammensetzung der expandierenden Komponente und Untersuchung ihres Einflusses auf die Eigenschaften von Portlandzement

3.2. Physikalisch-chemische Begründung für die Wahl von Modifikatoren, die die Bildung von hochsulfatiertem Calciumhydrosulfoaluminat verstärken

3.3. Kapitel Schlussfolgerungen

KAPITEL 4. FORSCHUNG TECHNOLOGISCHER UND 104 PHYSIKALISCHER UND MECHANISCHER EIGENSCHAFTEN DER INSTALLATION

LÖSUNG

4.1. Entwicklung der Zusammensetzung des Montagemörtels nach dem Verhältnis Zement-Sand 104

4.2. Technologische Eigenschaften der Montagelösung

4.3. Physikalisch-mechanische Eigenschaften der Montagelösung

4.3.1. Schrumpf-Dehnungsverformungen von Montagemörtel

4.3.2. Stärke der Montagelösung

4.3.3. Wasseraufnahme- und Porositätsindikatoren der Installationslösung 117

4.4. Kapitel Schlussfolgerungen

KAPITEL 5. Art der Wechselwirkung der Installationslösung 120 mit dem Beton der Struktur und der Bewehrung in der Stoßfuge

5.1. Kohäsions-adhäsive Eigenschaften von Montagemörtel und Altbeton

5.2. Simulation des Betriebs einer mit Montagemörtel 122 abgedichteten Stoßfuge

5.3. Modellierung der Schrumpf-Dehnungs-Verformungen des Montagemörtels 125 % an der Fuge

5.4. Schutzeigenschaften von Montagemörtel gegenüber Stahlbewehrung 127

5.5. Kapitel Schlussfolgerungen

KAPITEL 6. TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE EFFIZIENZ 130 UND INDUSTRIELLE PILOTUMSETZUNG DER INSTALLATIONSLÖSUNG

6.1. Berechnung der technischen und wirtschaftlichen Effizienz der Trockenmischung 130

6.1.1 Vergleich der Kosten von 1 Tonne trockener Montagemischung mit 130 Kosten von 1 Tonne trockener „Spannungs“-Mischung

6.1.2. Berechnung der Kosten für 1 Tonne Trockenmontagemischung

6.2. Entwicklung technischer Bedingungen und technologischer Vorschriften 133 für die Herstellung von Trockenmontagemischungen

6.3. Schutz von Forschungsergebnissen durch ein Patent für eine Erfindung

6.4. Bedingungen und Ergebnisse industrieller Tests

6.4.1. Umfangreiche Prüfung von Montagemörtel an Stützenstößen

6.4.2. Vollständige Prüfung des Montagemörtels am Fragment 138 eines vorgefertigten monolithischen Gebäuderahmens

6.4.3. Industrieller Einsatz der entwickelten Montagelösung

6.5. Kapitel Schlussfolgerungen

Relevanz der Arbeit. Besonderheit moderne Konstruktion In Russland geht es um die Einführung neuer und die Modernisierung bestehender konstruktive Lösungen Rahmenaussteifungssysteme von Gebäuden für verschiedene Zwecke aus vorgefertigtem und vorgefertigtem monolithischem Stahlbeton. Innerhalb nationales Projekt„Bezahlbarer und komfortabler Wohnraum“ für 2002-2010 in den Regionen Russlands, Aktivitäten im Zusammenhang mit der Modernisierung von Stahlbetonprodukten, KPD- und DSK-Fabriken werden, wenn auch langsam, umgesetzt, um vom Traditionellen überzugehen Strukturelle Systeme zu effizienteren, flexibleren Gebäudelayouts und hohe Qualität Konstruktion. . Dadurch kam es im Zeitraum 1999 bis 2004 sogar zu einem leichten Anstieg der Produktionsmenge an Stahlbetonfertigteilen um 6,23 Mio. m. Während in Russland der Anteil von Monolith wächst, gibt es im Westen einen stetigen Trend in der Entwicklung von Stahlbetonfertigteilen (einschließlich Effizienz). Ein Beweis dafür sind zahlreiche Sonderkongresse zum Thema vorgefertigter Stahlbeton, die in Frankreich, England, Finnland und sogar in den USA abgehalten wurden – einem Land, das traditionell auf monolithische Bauweise setzt.

Gleichzeitig ist in unserem Land das Interesse an monolithischem Stahlbeton deutlich gestiegen, der die raumplanerischen und architektonisch ausdrucksstarken Lösungen von Gebäuden deutlich verbessert und den Verbrauchern vielfältigen und komfortablen Wohnraum bietet. Besonders verbreitet ist monolithischer Stahlbeton in Städten wie St. Petersburg, Moskau, den Republiken Tschuwaschien und Tatarstan, in Swerdlowsk, Tscheljabinsk und anderen Regionen.

Eine rationelle Kombination von vorgefertigtem und monolithischem Stahlbeton gleicht die Nachteile beider Typen gegenseitig aus und ermöglicht die Schaffung neuer Rahmensysteme des vorgefertigten monolithischen Typs (z. B. das von BelNIIS entwickelte monolithische Wohnbausystem mit vorgefertigtem Rahmen Arcos, der querträgerlose Rahmen). System vom Typ KUB, französische vorgefertigte monolithische Fachwerkhäuser vom SARET-System usw.).

Die Vielfalt der Rahmensysteme führt zu einer Vielzahl von Verbindungen ihrer Elemente, deren Qualität die Festigkeit, Steifigkeit und Zuverlässigkeit der gesamten Struktur bestimmt. Eine der wenigen wirksamen Verbindungen von Stahlbetonkonstruktionen, insbesondere von Säulen, ist die schweißfreie „Brunnen“-Verbindung, bei der die Auslässe der Bewehrung einer Struktur monolid in speziellen Aussparungen I (Brunnen) im Beton einer anderen Struktur liegen. Die wichtigste betriebliche und technische Anforderung für die Gestaltung einer schweißfreien Verbindung (Stecker, Kupplung, Muffe usw.) ist ihre Festigkeit und gleichmäßige Festigkeit. Und dies wird in erster Linie durch die Festigkeit des monolithischen Materials und seine Haftung (Adhäsion) an Beton- und Bewehrungsauslässen angrenzender Bauwerke bestimmt.

Für Stoßfugen in Massenfertigteilen und vorgefertigten monolithischen Konstruktionen werden feinkörnige Mischungen auf der Basis von expandierenden Zementen (Spann-, Gips-Tonerde-, expandierender Portlandzement, Zement mit kompensierter Schwindung) verwendet, die den Hauptnachteil von Beton auf Basis von Normalzementen beseitigen und abschwächen Portlandzement - Schrumpfverformungen. Der Expansionseffekt mit allen Vorteilen dieser Zemente kommt bei ihnen jedoch erst dann zum Tragen, wenn von außen Feuchtigkeit in die erhärtende Masse eindringt. Und das ist unter realen Bedingungen oft schwer zu erreichen. Dies ist insbesondere für die oben erwähnte Nicht-Schweißverbindung mit einem teilweise oder vollständig umschlossenen Volumen problematisch. Dies wird durch die Studien von Mikhailov, Kravchenko, Taylor, Larionova, Royak und anderen bestätigt, die festgestellt haben, dass die Aushärtung expansiver Zemente in Wasser unter normalen Feuchtigkeitsbedingungen mit einer starken Expansion einhergeht – mit einer unbedeutenden Expansion und unter lufttrockenen Bedingungen geht sogar mit einer Schrumpfung einher.

Daher ist es sehr wichtig, nach Möglichkeiten zu suchen, die intrinsischen Verformungen der Ausdehnung monolithischer Zusammensetzungen aus gewöhnlichem Portlandzement zu verstärken. Gleichzeitig bleiben die Aufgaben, ihre technologischen Eigenschaften zu verbessern, Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen, konstant. Die Lösung dieser Probleme ist unserer Meinung nach durch die Modifizierung von Portlandzement mit komplexen multifunktionalen Additiven möglich, die die physikalisch-chemischen Prozesse der Hydratation von Bindemittelkomponenten und der Strukturbildung von Zementstein gezielt regulieren können.

Zweck der Studie. Entwicklung eines nicht schwindenden Montagemörtels mit verbesserten technologischen und physikalisch-mechanischen Eigenschaften durch Modifizierung von Portlandzement mit Zusätzen, die seine Aushärtung bei Dehnung in Fugen mit begrenztem Feuchtigkeitszugang gewährleisten.

Entsprechend der Zielsetzung wurden folgende Forschungsziele identifiziert:

Begründung der Wahl funktioneller Komponenten eines komplexen Modifikators unter dem Gesichtspunkt der physikalischen und chemischen Härtung von Zementen;

Untersuchung der Strukturbildung bei der Ausdehnung von Zementstein während der Hydratation von modifiziertem Portlandzement, um die Zusammensetzung des komplexen Modifikators und seinen Gehalt zu optimieren;

Untersuchen Sie die rheologischen Eigenschaften modifizierter Zementzusammensetzungen und studieren Sie technologische und physikalische und mechanische Eigenschaften darauf basierende Montagelösung;

Führen Sie mechanische Tests an Verbindungen durch, um die Art der Zerstörung, Tragfähigkeit und Verformbarkeit zu bestimmen;

Um eine Technologie zur Herstellung einer trockenen Montagemischung zu entwickeln, produzieren Sie eine Pilotcharge und tragen Sie diese an den Fugen von Säulen von Wohngebäuden auf.

Wissenschaftliche Neuheit.

Die Möglichkeit, die Bildung von Calciumhydrosulfoaluminat in einer Form mit hohem Sulfatgehalt beim Aushärten von Portlandzement in einer Umgebung mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt durch die Einführung eines komplexen Modifikators zu verstärken, der dafür sorgen kann, dass der Montagemörtel nicht schrumpft, wurde begründet und experimentell bestätigt;

Für die verstärkende Wirkung von Natriumsulfat und C-3-Zusätzen auf die Bildung von Ettringit (GSAC-3) wurde ein Mechanismus identifiziert, der aus einer Abnahme der Konzentration von Calciumhydroxid und einer Zunahme der Alkalität beim Aushärten von Portlandzement besteht eine expandierende Komponente;

Es wurde festgestellt, dass der Mechanismus der positiven Wirkung des Superverflüssigers S-3 auf die Ausdehnung von Zementstein mit einer Abnahme der offenen und kapillaren Porosität und einer Erhöhung des Anteils an freiem (nicht adsorbiertem) Wasser verbunden ist (9-10). %), das unter Bildung von Ettringit reagiert.

Praktische Bedeutung der Arbeit. Für monolithische Verbindungen vorgefertigter Stahlbetonkonstruktionen von Gebäuden und Bauwerken wurden optimale Zusammensetzungen eines komplexen Modifikators aus Portlandzement und darauf basierend ein nicht schrumpfender Montagemörtel mit erhöhten technologischen und betrieblichen Eigenschaften entwickelt (Patent Nr. 2259964 vom 04/ 05/04).

Für die Herstellung einer trockenen Montagemischung bestehend aus Portlandzement, einem komplexen Modifikator und Sand wurden technische Bedingungen und technologische Vorschriften entwickelt. Bei Pilotversuchen der Montagelösung wurden positive Ergebnisse erzielt.

Umsetzung der Arbeitsergebnisse. Basierend auf den Forschungsergebnissen wurden in der TSMIC-Abteilung der Kasaner Staatlichen Universität für Architektur und Bauingenieurwesen 2,5 Tonnen trockene Montagemischung hergestellt, die zur Monolithisierung von 158 Fugen verwendet wurde Stahlbetonsäulen beim Bau eines fünfstöckigen vorgefertigten monolithischen Wohngebäudes in Kasan.

Die Verlässlichkeit der Ergebnisse experimenteller Studien und Schlussfolgerungen ist gewährleistet:

Übereinstimmung der erhaltenen Ergebnisse mit Allgemeine Bestimmungen Physikochemie und Strukturbildung von Zementzusammensetzungen; Verwendung bewährter Geräte bei der Materialprüfung, moderner Methoden zur Untersuchung der Struktur und Eigenschaften von Zementstein (RFA, DTA, Komplexometrie, Potentiometrie, Wärmefreisetzung) und statistische Verarbeitung der Ergebnisse;

Testen eines Fragments eines vorgefertigten monolithischen Stahlbetonrahmens eines Gebäudes, dessen horizontale Verbindungen der Säulen mit dem entwickelten Montagemörtel monolithisch waren. Es wird nachgewiesen, dass die Rahmenknoten über eine ausreichende Tragfähigkeit, Steifigkeit und Rissfestigkeit verfügen und den Anforderungen aktueller Bemessungsnormen entsprechen. Dies ermöglichte es, die entwickelte Zusammensetzung des Montagemörtels für den Bau vorgefertigter Stahlbetonrahmen von Gebäuden zu empfehlen.

Genehmigung der Arbeit. Über die wichtigsten Ergebnisse der Forschung wurde berichtet und diskutiert auf: der Allrussischen Konferenz „Theorie und Praxis der Effizienzsteigerung“. Baustoffe„(Penza, 2006), die zehnte akademische Lesung der RAASN „Erfolge, Probleme und Richtungen für die Entwicklung der Theorie und Praxis der Baustoffwissenschaft“ (Penza-Kazan, 2006), der V. Republikanischen wissenschaftlichen und praktischen Konferenz junger Menschen Wissenschaftler und Spezialisten „Wissenschaft. Innovation. Business“ (Kasan, 2005), internationale wissenschaftliche und technische Konferenz „ Aktuelle Themen modernes Bauen“ (Penza, 2005), jährliche republikanische wissenschaftliche Konferenzen der Kasaner Staatlichen Universität für Architektur und Bauingenieurwesen (2003-2006).

Veröffentlichungen. Basierend auf den Materialien der durchgeführten Studien wurden 9 veröffentlicht gedruckte Werke, darunter 6 Artikel, 2 Thesen und Patent Nr. 2259964 „Dry Zement-Sand-Gemisch" Für die Entwicklung der Montagelösung durch die Akademie der Wissenschaften der Republik Tatarstan zusammen mit dem Investitions- und Risikofonds wurde dem Autor beim republikanischen Wettbewerb „50 beste innovative Ideen der Republik Tatarstan“ ein Diplom verliehen.

Struktur und Umfang der Arbeit. Die Dissertationsarbeit besteht aus einer Einleitung, 6 Kapiteln, Hauptschlussfolgerungen, einem Literaturverzeichnis von 156 Titeln, präsentiert auf 159 Seiten maschinengeschriebenem Text, enthält 46 Abbildungen, 29 Tabellen, 5 Anhänge.

Fazit der Dissertation

WICHTIGSTE ERKENNTNISSE

1. Um einen nicht schrumpfenden Zementmontagemörtel für Verbindungen von Stahlbetonkonstruktionen zu entwickeln, wird die Möglichkeit der Intensivierung von Calciumhydrosulfoaluminat der Trisulfatform (GSAC-3) während der Aushärtung von Portlandzement in einer Umgebung mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt mittels verwendet Seine komplexe Modifikation durch Zugabe von hochtonerdehaltiger Schlacke (HAS), Gips, Sulfat wurde begründet und experimentell bestätigt Natrium und Fließmittel C-3.

2. Es wurde festgestellt, dass zur Intensivierung der Bildung von Ettringit als Hauptfaktor bei der Ausdehnung von Zementstein (CC) (mit Hilfe von hochtonerdehaltiger Schlacke und Gips) eine Reduzierung erforderlich ist, um dessen Schrumpfung auszugleichen die Konzentration von Ca(OH)2 während der Zementhärtung um 20,25 % und die darin enthaltene Gesamtalkalität durch Zugabe von Natriumsulfat und Fließmittel C-3 um 20,30 % erhöht.

3. Es wurde experimentell festgestellt, dass die Expansionsprozesse von modifiziertem Portlandzement unter Bedingungen mit niedrigem Wassergehalt durch eine Verringerung der Gesamtporosität des CC um 20,23 % sichergestellt werden, wobei ein Teil des freien Wassers darin zurückgehalten wird Zementpaste(9,11 %), eingestellt erforderliche Kraft Gerüst aus kristallinen Hydraten CC (8,13 MPa) nach 11,14 Stunden Aushärtung, erreicht durch Einführung von Na2S04 und C-3.

4. Es wurde eine Zusammensetzung eines komplexen multifunktionalen Modifikators (CMM) entwickelt, der eine expandierende, beschleunigende und plastifizierende Wirkung hat und aus VGS (70 %), Gips (18 %), Natriumsulfat (6 %), Fließmittel S- besteht. 3 (6 %). Durch die Kombination von zusatzstofffreiem Portlandzement mit 14,5 % CRM und Sand wurde eine Lösung (C:P=1:1, W/C=0,4) zum Einbetten von Fugen von Stahlbetonkonstruktionen erhalten, die in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit ohne Schrumpfung aushärtet Inhalt (RF-Patent Nr. 2259964).

5. Es wurde festgestellt, dass beim Aushärten eines neuen Montagemörtels in einem „Brunnen“ Betonkonstruktion, das heißt, während der Desorption („Absaugung“) von Feuchtigkeit beträgt die Dehnungsverformung am Tag 60 bei 20 °C 0,06 mm/m, was sie als nicht schrumpfende Zusammensetzung definiert. Mit Feuchtigkeit Umfeld Eine Ausdehnung von 70–80 % beträgt 0,7 mm/m.

6. Der Montagemörtel weist erhöhte technologische und betriebstechnische Indikatoren auf: Mobilität Pk3 (gemäß GOST 5802), Mobilitätsbeständigkeit - 30 Minuten, hohe Festigkeitszunahmeraten: nach 1 Tag Druckfestigkeit aszh = 20,22 MPa, Spaltfestigkeit aras = 2, 9,3,1 MPa, bei Biegung aisg = 3,8,4 MPa, nach 28 Tagen Sezh = 40,45 MPa, aras = 4,5 MPa, aisg = 7,8 MPa. Schutzeigenschaften der Lösung, nachgewiesen durch 3-Jahres-Tests Stahlverstärkung unter Bedingungen abwechselnder Befeuchtung und Trocknung hoch.

7. Testen von Proben, die in simulieren tatsächliche Größen„Brunnen“-Verbindung von Stahlbetonsäulen zeigte, dass der Montagemörtel eine hohe Haftung am „Brunnen“-Beton, eine höhere Tragfähigkeit und Steifigkeit als Mörtel auf Basis von Portlandzement und Spannzement aufweist und eine gleiche Festigkeit und Festigkeit der Verbindung gewährleistet.

8. Entwickelt technologisches Schema und technologische Vorschriften für die Herstellung trockener Montagemischungen für schrumpffreien Mörtel und technische Bedingungen dafür. Es wurden umfassende Tests von Säulen, deren Verbindungen mit einem neuen Montagemörtel monolithisch waren, und eines Fragments eines vorgefertigten monolithischen Rahmens des Gebäudes erfolgreich durchgeführt. Es wurden 2,5 Tonnen trockene Montagemischung hergestellt, auf deren Grundlage 158 Stützenfugen eines im Bau befindlichen Wohngebäudes in Kasan abgedichtet wurden.

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