Презентация Юсупов

1.

Исследование состава и свойств бетона плит дорожного
настила с доменным гранулированным молотым шлаком на
ООО «ЖБИ-74» г. Челябинск
Научный руководитель: доцент Орлов Александр Анатольевич
Выполнил: студент АС-269 Юсупов Ридаль Рамазанович
1

2.

Выводы по литературному обзору
1. Бетон плит дорожного настила должен обеспечивать высокую прочность на сжатие и
растяжение при изгибе, морозостойкость в растворах солей, водонепроницаемость и
низкую истираемость.
2. Комплексное воздействие механических, климатических и химических факторов,
включая
хлоридные
противогололёдные
реагенты,
требует
применения
пластифицирующих и воздухововлекающих добавок для улучшения структуры и
долговечности бетона.
3. Молотый гранулированный доменный шлак является эффективной активной
минеральной добавкой с пуццолановыми свойствами, позволяющей частично замещать
портландцемент, связывать свободный гидроксид кальция и повышать коррозионную
стойкость бетона.
4. Оптимальная дозировка МГДШ (15–20% от массы цемента) обеспечивает рост
прочности, снижение водопоглощения и повышение морозостойкости, а его применение
экономически обосновано экономией цемента и утилизацией техногенных отходов.
2

3.

Цели и задачи исследовательской работы
Цель – исследование влияния МГДШ на свойства бетона для плит дорожного настила и разработка
оптимального состава.
Задачи:
1. Анализ литературных данных по условиям эксплуатации и требованиям к дорожному бетону, а
также по эффективности МГДШ.
2. Подбор и испытание сырьевых материалов; разработка плана эксперимента с варьированием
дозировок шлака и пластификатора.
3.
Определение
физико-механических
характеристик
(прочность,
плотность,
удобоукладываемость) и морозостойкости в растворе солей.
4. Проведение дифференциально-термического анализа цементного камня для оценки фазового
состава и степени гидратации.
5. Установление оптимальной дозировки МГДШ, оценка экономической эффективности и
разработка мероприятий по охране труда.
3

4.

Методы испытания и соответствующие нормативные
документы
Методы испытания
Нормативный документ
Испытание на прочность (сжатие)
ГОСТ 10180-2012
Испытание на морозостойкость (третий
ускоренный метод)
ГОСТ 10060-2012
Определение средней плотности
ГОСТ 12730.1-2020
Определение удобоукладываемости
ГОСТ 10181-2014
Дифференциально-термический анализ
Методика на дериватографе (интервал 30-1000 °С,
скорость 20°С/мин)
Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 17624-2021
4

5.

Применяемые материалы
№
ЦЕМ I
52,5 Н, кг
ДГШ,
кг
Песок
Мк 2,03, кг
1
3,4
0,8
6,5
Щебе
нь фр. 520, кг
8,8
2
2,5
1,7
6,5
3
1,7
2,5
4
3,4
5
СП-1
ВП, г
Вода,
кг
21,1
1,846
8,8
21,1
1,828
6,5
8,8
21,1
1,732
0,8
6,5
8,8
42,3
1,900
2,5
1,7
6,5
8,8
42,3
1,683
6
1,7
2,5
6,5
8,8
42,3
1,849
7
3,4
0,8
6,5
8,8
63,4
1,693
8
2,5
1,7
6,5
8,8
63,4
1,516
9
1,7
2,5
6,5
8,8
63,4
1,621
Изготавливали образцы-кубы с размерами 100х100х100 мм.
5

6.

Результаты определения прочности
6

7.

Результаты определения морозостойкости
7

8.

Дифференциально-термический анализ
8

9.

Дифференциально-термический анализ
№
образ
ца
Содержание Ca(OH)2
Содержание CaCO3
контрольные
основные
контрольные
основные
1
5,20
4,65
5,01
4,61
2
4,77
5,39
3,25
2,91
3
4,20
3,80
3,50
3,00
4
4,89
4,50
8,02
5,52
5
4,80
4,15
4,50
4,11
6
5,10
4,73
4,98
2,80
7
4,28
5,02
7,73
4,89
8
3,04
4,07
3,86
3,99
9
3,41
4,36
3,61
3,93
9

10.

Дифференциально-термический анализ
Содержание Ca(OH)2
а) контрольные
б) основные образцы
Содержание CaCO3
а) контрольные
б) основные образцы
10

11.

Ультразвуковой метод определения прочности
11

12.

Экономическая эффективность
Разница в стоимости между цементом и шлаком:
6589 – 3200 = 3389 руб./т = 3,389 руб./кг
Для оптимального состава с 20% МГДШ (замена 100 кг цемента на 100 кг шлака на 1 м³):
100 кг × 3,389 руб./кг = 338,9 руб./м³
Для состава с 40% МГДШ (замена 200 кг цемента на 200 кг шлака на 1 м³):
200 кг × 3,389 руб./кг = 677,8 руб./м³
Снижение выбросов CO₂ и утилизация отходов – экологический эффект.
12

13.

Выводы по работе
1. Литературный анализ подтвердил эффективность МГДШ для замены 15–20 % цемента,
улучшения коррозионной стойкости и морозостойкости бетона.
2. Подобраны материалы, разработан план эксперимента (9 составов, варьирование шлака 20–
60 % и СП-1 0,5–1,5 %).
3. Определены свойства: оптимальный состав – 20 % МГДШ + 1,5 % СП-1, обеспечивающий
прочность 35,7 МПа (В30), морозостойкость 8 циклов (F2300), водонепроницаемость W16.
4. ДТА показал снижение портландита с ростом шлака (с 5,4 до 3,0 %), вымывание Ca(OH)₂ и
карбонизацию после испытаний; состав с 20 % шлака – наиболее сбалансирован.
5. Экономия от замены цемента шлаком – до 680 руб./м³, разработаны мероприятия по охране
труда (контроль ПДК, СИЗ, вентиляция).
13