Введение

Производство сборных железобетонных изделий и конструкций является наиболее материало-, энерго- и трудоемкой областью строительной индустрии. Одним из основных направлений совершенствования технологии бетона и реальных путей экономии цемента является модификация жидких компонентов бетонной смеси.

Среди многочисленных способов решения этой проблемы наибольшее распространение получило модифицирование свойств цементных систем электрохимическими, физическими, химическими, механическими и комбинированными воздействиями. Одной из наиболее доступных и технологических из них является ультразвуковая активация воды и водных растворов с последующим использованием их в качестве жидкости для затворения строительных смесей. Однако систематических исследований в этом направлении до настоящего времени не проводилось.

Целью данной работы является исследование влияния ультразвуковой активации на физические свойства цементного теста и физико-механические свойства цементного камня бетонов.

Существует большой класс бетонов. Модификация водных компонентов бетонной смеси по-разному могут влиять на свойства тяжелого или пенобетона.

Поэтому необходимо решить задачи исследования влияния ультразвуковой активации на структуру водных систем; исследования влияния ультразвуковой активации на структуру цементного камня бетона и пенобетона.

Глава 1. Литературный обзор

1. Основные сведения о бетоне

Бетон - самый сложный из всех искусственных материалов. В сравнении с другими конструкционными материалами он обладает рядом преимуществ, в том числе низкой стоимостью и незначительной энергоемкостью доступной сырьевой базой и может быть применен в различных эксплуатационных условиях, поэтому бетон останется основным конструкционным материалом и в обозримом будущем [9].

В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Для регулирования свойств бетона в бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердения бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона [22].

Структура бетонной смеси формируется из раствора и сохраняется при затвердевании. Цементный камень содержит участки с различной структурой, сложенные разными минералами. Его строение отличается сложностью, многообразием и неоднородностью. Неоднородность строения обусловлена тем, что цементный камень состоит из глобул цементных зерен с постепенно убывающей к их поверхности плотностью, контактной зоны между глобулами, состоящей из различных новообразований, а также включает поры, неплотности и дефекты структуры [1]. Необходимо учитывать и химическую неоднородность камня, т. е. то, что отдельные участки состоят из отличающихся друг от друга минералов и в некоторых местах возможно значительное увеличение содержания отдельных компонентов по сравнению с их средним значением, определяемым физико-химическим анализом. Микроструктура и неоднородность цементного камня существенно влияют на его прочность и другие свойства [1].

Свойства цементного камня зависят от его минералогического состава. Изменяя минералогический состав вяжущего и условия твердения, можно получать различные типы микроструктуры цементного камня: ячеистую, зернистую, волокнистую, сотовую или сложные структуры, состоящие из сочетания разных типов структуры. В технологии бетона используются различные вяжущие вещества, применяются разнообразные условия твердения бетона, что обусловливает различные типы микроструктуры цементного камня.

Существует много способов влияния на структуру и свойства бетона. Одним из таких способов является механоактивация компонентов бетонной смеси [2-5]. Другим прогрессивным способом влияния на структуру и свойства бетона является ультразвуковая активация воды затворения бетона [6]. В данной работе исследовалось влияние ультразвуковой активации на физические свойства цементного теста и физико-механические свойства цементного камня бетонов.