Процессы структурообразования и химическая стойкость легкого бетона на пористых заполнителях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, доктор технических наук в форме науч. докл. Хохрин, Николай Константинович

• Хохрин, Николай Константинович
• доктор технических наук в форме науч. докл.
• 1998

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Хохрин, Николай Константинович

ОБЩЕ ВЫВОДЫ

1. Установлена причинно-следственная связь в цепи явлений "капиллярное взаимодействие пористого заполнителя с цементным тестом —формирование структуры —»- проницаемость и химическая стойкость" конструкционного легкого бетона на пористых заполнителях.

2. Кинетика физических процессов твердения легкого бетона существенно дополнена данными, полученными автором, по нестационарному массообмену .в неизотермических условиях между пористым заполнителем и цементным тестом (камнем), что позволило по-новому оценить роль капиллярных явлений в формировании структуры и химической стойкости бетона.

3. Впервые установлена полная картина кинетики давления защемленного воздуха в пористом заполнителе при твердении бетона. В работах других исследователей процесс ошибочно описывался экспоненциальной зависимостью. Эксперименты автора показали, что кривые кинетики давления воздуха имеют сложный синусоидальный характер. Максимальная величина давления воздуха зависит от капиллярного потенциала пористого заполнителя и достигает сотни мегапаскалей в кубометре бетона в зависимости от условий твердения, что указывает на важную роль самовакуумирования в формировании структуры легкого бетона.

4. С помощью разработанной методики впервые установлено новое явление - образование вакуума в пористом заполнителе в процессе твердения бетона. Характерно, что спад давления воздуха в заполнителе наступает раньше по времени, чем фиксируется температурный пик в бетоне от теплоты гидратации цемента.

5. Из современных представлений о взаимодействии пористого заполнителя и цементного теста при твердении легкого бетона следует, что капиллярная контракция протекает длительное время и заканчивается после затухания химической. Анализ полученных автором экспериментальных данных показал, что продолжительность капиллярной контракции во много раз меньше химической. Продолжительность капиллярной контракции можно определять по кинетике давления защемленного воздуха в пористом заполнителе.

6. Установлена кинетика влагообмена между пористым заполнителем и растворной частью в неизотермических условиях, используя коаксиальный датчик-влагомер конструкции автора. Медленная отдача влаги пористым заполнителем наступает после начала схватывания цемента. В опытах через сутки твердения бетона из пористого заполнителя в растворную часть мигрировала третья часть поглощенной влаги.

7. Для оценки капиллярного потенциала пористых заполнителей предлагается показатель - капиллярное водопоглощение, определяемый экспресс-методом с помощью прибора конструкции автора. Этот показатель обладает интегральным характером, учитывая все особенности структуры порового пространства заполнителя. Предлагается классификация пористых заполнителей по величине капиллярного водопоглощения.

8. Показано, что структура легкого бетона обладает такими существенными особенностями, как высокое качество контактной зоны, больвая извилистость поровых каналов, мекьвее содержание макро-капиллярных вор. Экспериментально определена прочность цементного камня контактной зоны и установлено влияние на неё водоцементного фактора, влажности и вида заполнителя. Исследования контактной зоны методами световой, электронной и сканирующей микроскопии не обнаружили какие-либо дефекты в её структуре в связи с отдачей влаги пористым заполнителем.

9. Установлено, что пористые заполнители в виде щебня и гравия имеют гидравлическую активность в 3.10 раз меньше в зависимости от их химико-минералогического состава в сравнении с активностью тонкоизмельченных заполнителей. Предлагается определять гидравлическую активность пористых заполнителей без их измельчения в растворе цементно-водной суспензии при пропаривании, что больве соответствует реальным условиям и во много раз уменьшает продолжительность испытания.

10. Расчетным путем и экспериментально показано, что легкий бетон на пористых заполнителях обладает большей трещиностойкостью от усадки цементного камня и при воздействии внешних механически* нагрузок в сравнении с тяжелым бетоном. При испытании статическо; нагрузкой границы микротрещинообразования в легком бетоне выве, чем у тяжелого бетона. Применение керамзитового песка из печи "кипящего слоя" вместо кварцевого повышает верхнюю и нижнюю границы микротрещинообразования. Установлено, что в условиях переменной влажности легкий бетон обладает меньшей трещиностойкостью в результате стесненной влажностной усадки. Для определения трещиностойкости бетона рекомендуется.способ, основанный на изменении частоты собственных колебаний бетонных образцов в процессе оувки (а.с.>968760).

11. Установлено, что проницаемость легких бетонов естественного твердения и, пропаренных по мягким режимам при больших и малых давлениях флюидов, меньше проницаемости тяжелых бетонов. Скорость фильтрации при малых давлениях флюидов существенно уменьшается через сутки с начала испытания. На проницаемость влияет минерализация воды и условия твердения бетонов. Масло-проницаемость бетона уменьшается с увеличением содержания кремнезема в крупном заполнителе.

12. Предложена и экспериментально подтверждена рабочая идея о том, что легкие бетоны на пористых заполнителях естественного твердения и, пропаренные по рациональным режимам,обладают большей химической стойкостью в любых жидких агрессивных средах, чем тяжелые бетоны, при одинаковой химической стойкости заполнителей и прочих равных условиях (состав, объёмная концентрация заполнителей, удобоукладываемостъ.смесей).

13. На обширном экспериментальном материале.установлена высокая химическая стойкость легкого бетона при воздействии кислых и солевых жидких срёд, технических масел и охлаждающих эмульсий. Влияние технических масел на армированные конструкции из легкого бетона менее опасно в сравнении с обычным железобетоном.

14. Объём газовой фазы, вносимый в легкий бетон пористым заполнителем, на два порядка и более может превышать данные для тяжелых бетонов на плотных заполнителях. В результате этого в легких бетонах при пропаривании изделий и конструкций по жестким режимам структура бетона приобретает больше дефектов, что увеличивает проницаемость его жидкими средами и уменьшает химическую стойкость. Для легкобетонннх конструкций, рассчитанных на применение в агрессивных средах, предварительная выдержка до гидротермальной обработки должна быть не менее 4^ часов.

15. Предложен и экспериментально обоснован метод регулирования химической стойкости легкого бетона, основанный на связи её с капиллярным водопоглощениек пористого заполнителя. При одинаковой химической стойкости заполнителей большей коррозионной стойкостью обладает легкий бетон на заполнителе с большим капиллярным водопоглощением.

16. На основании проведенных исследований и обобщения работ других авторов необходимо снять ограничения на применение конструкционных легких бетонов на пористых заполнителях в условиях воздействия кислых и солевых сред, технических масел и охлаждающих эмульсий для промышленного, транспортного и сельскохозяйственного строительства.

17. Разработанные рекомендации прошли производственную проверку и внедрение на объектах Поволжья при строительстве фундаментов, водоводов, очистных сооружений, резервуаров, сельскохозяйственных зданий, оросительных каналов, а также при заводских испытаниях напорных труб, показав технике-экономическую эффективность легких бетонов на пористых заполнителях. Многолетние с 1964 г.) натурные наблюдения за состоянием конструкций выявили высокую долговечность легких бетонов и отсутствие коррозии арматуры.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

1. Хохрин Н.К. Стойкость легкобетонных строительных конструкций,- Куйбышев: КуИСИ, 1973.- 116 с.

2. Хохрин Н.К. Строительные материалы на железнодорожном транспорте. 4.1. Минеральные строительные материалы: Учеб. пособие для студ. спец. "Стр-во ж.д., путь и путевое хоз-во", "Мосты и тоннели".- Л.: ЛИИ1Т, 1981,- 93 е.; ил.- Библиогр.: 8 назв.

3. Хохрин Н.К. Защита от коррозии строительных конструкций зданий и сооружений железнодорожного транспорта.- М.:ВЗШТ, 1988. - 76 с.

4. Новопашин A.A., Хохрин Н.К. Керамзитобетон на золе Сызран-ской ТЭЦ.- Куйбышев: ЦБТИ КСНХ, 1959.- 12 с.

5. Хохрин Н.К., Комиссаренко Б.С. Устранить недостатки в производстве керамзитобетонных изделий//йкономика строительства.-1964.- Н.- С.72-73.

6. Хохрин Н.К., Горных В.П., Комиссаренко Б.С. Зависимость прочности керамзитобетона от формы и характера поверхности гранул керамзита//Технология легких бетонов на пористых заполнителях и их применение в строительстве.- М.: Стройиздат, 1966.

С.104-108.

7. Хохрин Н.К., Комиссаренко Б.С. Свойства керамзитового песка, получаемого обжигом в "кипящем слое"//Сб.науч.тр./ НИИКе-рамзит.- Куйбышев, 1967.- Вып.2.- C.II-I6.

8. Хохрин Н.К., Комиссаренко B.C. Межреспубликанские технические условия на дробленый керамзитовый песок для легких бето-нов:МРТУ 21-21-66.- М.:Стройиздат, 1967,- 8 с.

9. Хохрин Н.К. Влияние минеральных масел и эмульсий на свойства керамзитобетона и сцепление его с арматурой//Всесоюзная конференция по легким бетонам. Сб.Ю.- М.:Стройиздат, 1970.- С.170-172.

10. О применении керамзитобетона для напорных виброгидропрес-сованных труб/Н.К.Хохрин, В.А.Белкин, Н.В.Мамонов, В.Й.Сорокер// Техническая информация. Сер. Пром-сть сборного железобетона/ ВНИИЭСИ.- 1970,- Вып.8.- С.5-8.

11. Керамзитожелезобетонные напорные трубы/Н.К.Хохрин, В.А.Белкин, Н.В.Мамонов, В.И.Сорокер//Сб.науч.тр./НИИКерамзит.- 1970.-Вып.4.- С.123-126.

12. Хохрин Н.К., Белкин В.А., Мамонов Н.В. Трубы из керамзито-железобетона//Новости промышленного строительства/Минпромстрой СССР,- М., 1970.- Вып.14.- С.12-14.

13. Хохрин Н.К., Бабаевский Б.П., Брук К.Я. Влияние минеральных масел и охлаждающих эмульсий на керамзитобетонные конструк-ции//Строительная индустрия. Сер.З/Минпромстрой СССР.- М., 1970.-Вып.7.- С.12-13.

14. Хохрин Н.К. Контактная зона в бетонах//Изв.вузов. Стр-во и архитектура.- 1971.- »8.- С.82-85.

15. Керамзитобетон для облицовки оросительных каналов/В.П.Федоров, Н.К.Хохрин, В.А.Платицын, Н.П.Врмаков//Стойкость керамзитобетона и керамзитожелезобетона: Сб.тр./КуйСИ.- Куйбышев, 1971.- С.88-93.

16. Деформативность и трещиностойкость напорных труб из керам-зитожелезобетона/Н.К.Хохрин, В.А.Белкин, М.Д.Мосесов, Н.В.Мамо-нов//Бетон и железобетон.- 1971.- №3.- С.20-21. О

17. Проницаемость керамзитобетона при действии жидких сред /Н.К.Хохрин, К.Н.Брук, А.С.Куклев, Ю.Л.Назаров//Стойкость керамзитобетона и керамзитожелезобетона: Сб.тр./КуИСИ.- Куйбышев, I9YI.- С.94-104.

18. Хохрин Н.К. К вопросу стойкости и прочности керамзитобе-тона//Стойкость керамзитобетона и керамзитожелезобетона.- Куйбышев: КуИСЙ, 1971.- С.9-30.

19. Брук К.Я., Бабаевский Б.П., Хохрин Н.К. Маслостойкость керамзитобетона и сцепление его с арматурой//Стойкость керамзитобетона и керамзитожелезобетона,- Куйбышев: КуИСИ, 1971.- С.31-45.

20. Хохрин Н.К., Тиминский Э.В. Опыт применения керамзитожелезобетона для животноводческих построек//Стойкость керамзитобетона и керамзитожелезобетона.- Куйбышев: КуИСИ, 1971,- C.I05-I08.

21. Хохрин Н.К., Назаров Ю.Л., Болдова В.Я. Опыт применения керамзитобетона в водохозяйственном строительстве: Информ.лист. №98-72.- Куйбышев: ЦНТИ, 1972.- 4 с.

22. Хохрин Н.К., Назаров Ю.Л., Болдова В.Я. #ундаменты из жаростойкого керамзитобетона: Информ.лист. М353-72.- Куйбышев: ЦНШ, 1У72.- 4 с.

23. Хохрин Н.К. Применение трехфакторного дисперсионного анализа при исследовании коррозионной стойкости бетона//Вопросы надежности железобетонных конструкций.- Куйбышев: КуИСИ, 1973.-C.I7I-I74.

24. Хохрин Н.К. К вопросу долговечности керамзитобетонных конструкций//Расчет пространственных строительных конструкций.-Куйбышев: КуИСИ, 1973.- С.229-232.

25. Хохрин Н.К., Мельников Е.Г. Эффективность применения легких бетонов в строительстве//Бетон и железобетон.- 1973.-№11.- С.47.

26. Хохрин Н.К. Долговечность керамзитобетона строительных конструкций//Эффективность применения легких бетонов в строительстве: Тез.докл.конф.- Куйбышев, НТО Стройиндустрия, 1973.

С.122-126.

27. Хохрин Н.К. О стойкости керамзитобетона в связи с особенностями его структуры//Некоторые вопросы научно-технического прогресса в строительстве и промышленности строительных материалов.- Брянск, 1974.- С. 86-92.

28. Хохрин Н.К. К исследованию проницаемости керамзитобетона //Коррозия и защита строительных конструкций и совершенствование их технологии.- Саратов: Изд-во Саратовского ПТИ, 1974.- С.185-189.

29. Хохрин Н.К. К теории стойкости керамзитобетона в агрессивных средах//Исследование конструкций из керамзитожелезобетона.-Куйбышев: КуйСИ, 1974.- С.75-83.

30. Горчаков Г.И., Хохрин Н.К., Пастухов A.C. Влияние свойств крупного заполнителя на коррозионную стойкость бетонов//йзв. вузов. Стр-во и архитектура,- 1974.- №8.- С.95-98.

31. Хохрин Н.К. Легкие бетоны на пористых заполнителях для конструкций, работающих в агрессивных средах//Опыт применения легких и эффективных конструкций в промышленном и гражданском строительстве.- Тула, 1974.- C.II2-II9.

32. Горчаков Г.И., Хохрин Н.К. Коррозия керамзитобетона в жидких агрессивных средах//Исследование конструкций из керамзитожелезобетона.- Куйбышев: КуИСИ, 1974.- С.68-74.

33. Хохрин Н.К. Влияние пористости керамзитового гравия на стойкость бетона в кислых агрессивных средах//Сб.науч.тр./ ВНЙИстром.- М.,1975.- Вып.8:Керамзит и керамзитобетон.- С.84-89.

34. Хохрин Н.К. Повышение эффективности применения легких бетонов путем регулирования их химической стойкоети//Строительная индустрия: РИ/Минпромстрой СССР.- 1975.- Вып.10.- С.37-39.

35. Хохрин Н.К., Борцов О.П., Князева В.П. Трещинообразование в керамзитобетоне//Сб.науч.тр./ВНИИстром.- М., 1976.- Вып.9: Керамзит и керамзитобетон.- С.89-95.

36. Хохрин Н.К., Тиминский Э.В., Могутова Г.И. Инструкция по регулированию химической стойкости легкого бетона.- Куйбышев: Оргтехстрой, 1976.- 6 с.

37. Хохрин Н.К. Влияние капиллярного массообмена на долговечность легкого бетона//Вопросы надёжности железобетонных конструкций.- Куйбышев: КуИСИ, 1976.- С.205-208.

38. Хохрин Н.К. Метод регулирования химической стойкости легких конструкционных бетонов//Сб.науч.тр./ВНИИстром.- М., 1977.-Вып.Ю: Керамзит и керамзитобетон.- С.92-98.

39. Хохрин Н.К., Попов В.П., Мосесов М.Д. Экспериментальные исследования влияния минеральных масел.на бетон//Эксперименталь-ные исследования инженерных сооружений.- Киев: Госстрой СССР, 1977.- С.33-34.

40. Хохрин Н.К., Кныш В.Л., Мосесов М.Д. Исследования изменения акустических характеристик керамзитобетона в процессе нагру-жения//Новые методы и средства неразрушающего контроля промышленной продукции.- Куйбышев: Обл.совет НТО, 1977.- С.21-23.

41. Хохрив Н.К., Кныш В.!., Мосесов М,Д. Изменение структурно-механических характеристик керамзитобетона под нагрузкой в процессе сушки после термообработки//Надежность и качество железобетонных конструкций.- Куйбышев, 1977.- G.86-90.

42. Хохрин Н.К. Структурообразование и химическая стойкость легкого бетона//Изв.вузов. Стр-во и архитектура.- 1977,- №9.-С.75-78.

43. Хохрин Н.К. Требования к пористым заполнителям для бетонов конструкций, работающих в агрессивных средах//Сборник материалов Всесоюзного семинара работников керамзитовой промышленности.-Куйбышев, 1978.- С.84.

44. Хохрин Н.К., Кныш В.Л. Исследование деструкции высыхающего керамзитобетона в процессе нагружения//Применение аккустичес-ких методов в исследовании свойств строительных материалов и кон-струкций/СамИИТ,- Куйбышев, 1978,- С.45-49.

45. Хохрин Н.К., Лукоянчева Т.П. Гидравлическая активность пористых заполнителей// Сб.науч.тр./ВНИИстром.- 1979.- Вып.12: Керамзит и керамзитобетон.- С.73-76.

46. Хохрин Н.К. Структурообразование легких бетонов на пористых заполнителях//Тр. ./МИИТ,- 1980.- Вып.662: Повышение долговечности бетона транспортных сооружений.- С.76-85.

47. А.с.777577 СССР,.М.Кл? £-01ЮЗ/38. Способ определения долговечности бетона/ВЛ.Кныш, А.В.Федоров, Н.К.Хохрин, А.Е.Шей^ кин.- »2694620/29-38; заявл. 11.12.78.- Опубл. 07.11.80//

Б.И,- 1980.- »41.- 2 с.

48. А.с.968760 СССР, М. Кл? & О1№33/38. Способ определения трещиностойкости бетона/В.Л.Кныш, А.Е.Федоров, Н.К.Хохрин,

A.Е.Шейнин,- №3252084/29-33; заявл. 23.02.81.- Опубл. 23.10.82// Б.И.- 1982.- №39.- 3 с.

49. Хохрин H.H. Методика определения кинетики водопоглощения пористого заполнителя в процессе твердения легкого бетона//

Сб.науч.тр./ВНИИстром.- М., 1982.- С.24-27.

50. Хохрин Н.К., Кныш В.Л. Исследование усадочной трещиностойкости цементных материйлов//Межвуз.сб.науч.тр./МИИТ.- 1982.-Вып.714: Повышение долговечности бетонов транспортных сооружений.:. 82-84.

51. Керамзитобетон в мосгостроении/Н.К.Хохрин, В.П.Исаев,

B.Л.Кныш, Ю.Б.Карцев//Труды Всесоюз.конф. по легким бетонам.-М., 1985.- С.41-42.

52. Хохрин Н.К., Кныш В.Л. Применение керамзитобетона в мосто-строении//Совершенствование работы железных дорог по выполнению заданий грузовых и пассажирских перевозок и внедрение научно-технического прогресса на Куйбышевской железной дороге: Тез.докл. на IX обл. науч.-практ. конф., г.Куйбышев, 26-27 февр. 1986 г.Куйбышев, 1986.- С.90-92.

53. Строительство моста через р.Самара/Ю.В.Карцев, С.П.Ммы-ров, Г.Г.Алекинов, Н.К.Хохрин, В.Л.Кныш//Автомобильные дороги.

1986.- №6.- С.6-7.

54. Хохрин Н.К. Состояние и перспективы производства и применения керамзитобетона в строительстве Среднего Поволжья//При-менение и перспективы развития легких бетонов в строительстве: Тез.конф.- Ашхабад: Госком по делам стр-ва Туркменской ССР,

1987,- С.93-94.

55. Хохрин Н.К. Научно-практические основы применения строительных материалов на железнодорожном транспорте.- Самара: СамИИТ, 1992.- 53 с.

56. Хохрин Н.К. Принципиальные основы прочности и долговечности строительных материалов//Межвуз.сб.науч.тр./СамИИТ.-1996.- Вып.2: Повышение надежности и эффективности пути и сооружений." С. 25-28.

57. Хохрин Н.К. Химическая стойкость легких бетонов на пористых заполнителях и капиллярная контракция//Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды/СГАСА.-Самара, 1997.- С.254.

58. Хохрин Н.К. Опыт длительной эксплуатации керамзитожелезо-бетонных конструкций сельскохозяйственных построек//Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды/ СГАСА.- Самара, 1997.- С.255.