Bygaevsky S.A. Fine cement concrete with polimer additive for the repair of reinforced cencrete bridge structures. - Manuscript.
Thesis for Ph. D. Degree by speciality 05.23.05 - construction materials and products - Kharkov State automobile and hidway technical university, Kharkov, 1999.
Thesis dedicated to the solution of current problem of creating technological ecologically safe compositions on the base of local components for the repair of reinforced concrete, and particularly of bridge structures. Creation of compositions is based on the use of portland cement, widespreaded low-modulus sands and complex additives, components of which allow to rehalibitate the defence layer of concrete and reinforcement without stopping the traffic by different methods. Established action mechanism of certain components and the complex additive itself on increasing adhesion to the repaired surface. Proved the positive influence of complex additive on physico-mehanical and performance properties of fine concrete in rehalibitated defence layers of bridges reinforced cement concrete structures. Achieved the identity of deformation properties of rehalibitated fine concrete defence layer with complex additive with the concrete of bridges reinforced concrete structures.
Kay words: adhesion, fine concrete, defence layer, complex additive, bridge reinforced concrete structures.
АННОТАЦИЯ
Бугаевский С.А. Мелкозернистые цементные бетоны с добавкой полимера для ремонта мостовых железобетонных конструкций. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Харьковский государственный автомобильно-дорожный технический университет, Харьков, 1999.
Диссертация посвящена решению актуальной проблемы создания технологичных, экологически безопасных бетонных смесей на основе доступных местных компонентов для ремонта железобетонных и, в частности, мостовых конструкций. В работе проанализированы характерные дефекты существующих типов мостовых конструкций, типичные причины разрушения защитного слоя железобетонных конструкций мостов, а также материалы и технологии ремонта.
Введение ускорителя твердения и полимера в виде комплексной добавки в мелкозернистые бетоны на основе портландцемента будет способствовать ускорению процессов структурообразования и повышению адгезионных свойств защитного слоя бетона железобетонных конструкциях, обеспечит высокую водонепроницаемость и морозостойкость, создаст условия для долговременной совместной работы с ремонтируемой конструкцией.
В исследованиях применялся комплекс независимых методов исследований, с учетом их экспериментальной возможности и разрешающей способности. В настоящей работе, кроме стандартных (определение прочности на сжатие и растяжение при изгибе, водопоглощения, водопроницаемости, морозостойкости, усадки, коррозионной стойкости и др.), использовался ряд специальных методов исследований: люминесцентная дефектоскопия, оптическая микроскопия, инфракрасная спектроскопия (спектрофотометр “Spekord-M80”). Изучение модуля упругости и коэффициента температурного расширения мелкозернистых бетонов выполнено на установках, разработанных на кафедре технологии дорожно-строительных материалов ХГАДТУ. Кроме того, исследовалась адгезионная прочность бетонов различных составов к бетону и арматуре конструкций, а также изменение прочности контакта между мелкозернистым бетоном восстановленного защитного слоя и “старым” бетоном конструкции под действием сульфатной коррозии и многократного замораживания-оттаивания на составных балочках по предложенным нами методикам.
В работе рассмотрен механизм повышения адгезии бетона защитного слоя к поврежденной железобетонной конструкции, заключающийся в электростатическом взаимодействии между функциональной ОН-группой полимерной составляющей добавки и поверхностью бетона, приводящем к образованию водородных связей. Введение комплексной добавки в мелкозернистый бетон приводит к увеличению прочности при сжатии до 30%, при изгибе до 40% и адгезии до 80%. Независимыми методами физико-химического анализа установлено формирование однородной плотной структуры мелкозернистого бетона защитного слоя в результате уплотнения контактной зоны между компонентами, уменьшение крупных пор и возрастание количества мелких пор, кольматированных полимером, а также увеличение на 10% степени гидратации цемента. Кроме того, установлено, что введение комплексной добавки позволяет снизить водоцементное отношение на 10…15% без изменения удобоукладываемости смеси, приводит к повышению морозостойкости мелкозернистых бетонов в защитном слое на 2 ступени, водонепроницаемости - до 10 ати, сульфатостойкости - в 1,2 раза, а также позволяет снизить в период твердения величину усадки в 1,5...2,0 раза. Получены данные, что после воздействия сульфатной среды и многократного замораживания и оттаивания адгезионная прочность защитного слоя из мелкозернистого бетона с предложенной комплексной добавкой снижается на 7...14%, по сравнению с бездобавочным бетоном (25…30%). Введение комплексной добавки повышает щелочность внутренней среды бетона в защитном слое до значения рН 11,7…12,2, что является благоприятным условием для обеспечения сохранности стальной арматуры.
Технология приготовления мелкозернистых бетонных смесей с предложенной комплексной добавкой предусматривает применение стандартного оборудования и отличается лишь последовательностью смешивания компонентов. Подтверждена эффективность ремонта и восстановления защитного слоя бетона мостовых железобетонных конструкций мелкозернистыми бетонами с комплексной добавкой способом монолитного бетонирования на автодорожных мостах в Харьковской области. Восстановленная поверхность железобетона не претерпела изменений при воздействии на протяжении 1,5 лет и 9 мес. Получено снижение стоимости бетона ремонтного состава более чем на 40%, по сравнению с применяемыми мелкозернистыми бетонами с добавками эпоксидных смол. Показана целесообразность использования полученных разработок для повышения эксплуатационной надежности несущих балок и перекрытий здания в г. Харькове способом торкретирования. Применение мелкозернистых бетонов с предложенной комплексной добавкой позволило сократить отскок бетона при торкретировании в 2 раза, что привело к экономии времени и трудозатрат на производство работ, сокращению расхода электроэнергии и материалов.
Ключевые слова: адгезия, мелкозернистый бетон, защитный слой, комплексная добавка, мостовые железобетонные конструкции.
| 
