Файл: Особенности твердения бетона с противоморозными добавками.doc

	Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Национальный Исследовательский Московский государственный строительный университет 129337, Россия, Москва, Ярославское ш., д. 26

ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕНИИДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯпо дисциплине «Основы научных исследований»по теме:«Особенности твердения бетона с противоморозными добавками»ВыполнилСтудент ИДО(з)-2022-7-м _______________ Цветков Р.В. Группа подпись ФИОПроверил_______________________________ ________________ _____________ уч. степень, уч. звание, должность, подпись ФИО преподавателяМОСКВА 2023Д омашнее заданиепо дисциплине «Основы научных исследований»

Выдано студенту:	Цветкову Роману Валерьевичу
Институт:	ИДО	Группа:	ИДО(з)-2022-7-м
Номер зачетной книжки:	22-М-09123

Тема: Особенности твердения бетона с противоморозными добавками.ЗаданиеЦель работы: Овладение основами выполнения научных исследований, получение знаний и навыков для самостоятельной организации научной деятельности посредством решения типовых задач.1. Выберите и сформулируйте тему домашней работы в рамках перспективных направлений исследований в строительной отрасли. 2. Проведите декомпозицию исследуемой системы.3. Опишите материалы, методы и методологию исследования, использование которых позволит достичь целей описанных в рамках исследования.4. Изучите основы математической статистики, планирования и обработки экспериментов, ознакомьтесь с методом наименьших квадратов.Пусть исследование направлено на установление влияния управляющего фактора x на количественный критерий

---

y, характеризующий свойства объекта исследования. В результате эксперимента получена следующая зависимость этих параметров:

Параметр	Номер эксперимента
	1	2	3	4	5
Фактор xi	Ц2 – 5	12	27	44	Ц3 + 50
Критерий yi	x2 - 4,2	Ц1	6,4	Ц4	x4 + 8,6
Примечания: Ц1, Ц2 Ц3 и Ц4 – Первая, вторая, предпоследняя и последняя цифра номера зачетной книжки, соответственно

Методом наименьших квадратов найдите коэффициенты a и b линейной функции y=f(x)=ax+b, которая наилучшим образом приближает эмпирические (опытные) данные. Найдите сумму квадратов отклонений.Присвойте параметрам x и y физический смысл в соответствии с выбранной темой домашнего задания и проанализируйте полученное уравнение. Сделайте вывод о достоверности модели для описания экспериментальных данных.С помощью специализированного программного обеспечения (на выбор студента, кроме MS Office Excel) подберите математическую модель, описывающую зависимость экспериментальных данных наилучшим образом. Охарактеризуйте достоверность такой модели и спрогнозируйте 2 любых значения параметра y за пределами диапазона варьирования фактора x в рамках эксперимента.Отразите в графическом виде исходные экспериментальные данные в осях координат, соответствующих присвоенному ранее физическому смыслу параметров x и y. Постройте график двух функций (линейной и наилучшей), аппроксимирующих эмпирические результаты.5. Обобщить результаты, полученные в домашнем задании, сформулируйте общий вывод по работе в виде заключения.6. Изучите ГОСТ Р 7.0.11-2011 «Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления». Оформите домашнее задание в соответствии с требованиями, предъявляемыми к научно-квалификационным работам.7. Изучите основы представления результатов научного исследования в виде презентации, правила подачи и оформления информации на слайдах, а также особенности публичного выступления. Подготовьте презентацию и тезис доклада, раскрывающие основное содержание домашнего задания в формате Power Point и MS Word соответственно.

---

Объем доклада – 1-2 страницы.Минимальный объем презентации – не менее 10 слайдов.

Оглавление

Реферат

Отчет 27 страниц, 6 рисунков, 12 таблиц, 16 источников.Ключевые слова: бетон, цемент, песок, твердение бетона, противоморозные добавки.Объектом исследования является бетон и противоморозные добавки.Предметом исследования является условие набора прочности бетона в зимнее (холодное) время года.Цель работы – установить условия и методы твердения бетона в зимнее время с добавлением противоморозных добавок.

1. Аналитический обзор

Под зимним периодом в строительстве считается время, когда среднесуточная температура устанавливается на уровне +5 °С, а минимальная суточная температура - ниже 0 °С[1]. Из-за определенных особенностей производство строительных работ в зимний период и летом существенно отличаются. В настоящее время все актуальнее становится решение задач, связанных с обеспечением эффективности строительства, особенно в холодный период, сокращением трудозатрат и экономией энергетических ресурсов, продолжительности строительных процессов, обеспечения безопасности и надежности зданий и сооружений с применением современных материалов и совершенствованием существующих (например, применение различных добавок). В последние 20 лет особенно много уделяется внимания зимнему бетонированию и соответственно противоморозным добавкам. В настоящее время можно выделить следующую классификацию зимнего бетонирования:1. Беспрогревные методы.1.1 Метод термоса.1.2 Предварительный разогрев бетонной смеси.- Применение разогретых исходных материалов;- Электротермосное бетонирование;- Электроимпульсное бетонирование;- Виброэлектробетонирование.2. Выдерживание бетона в тепляках.3. Методы, основанные на искусственном прогреве бетона.3.1 Электропрогрев- Электродный;- Индукционный;- Инфракрасный;- В термоактивной опаллубке;- Греющими проводами.3.2 Паропрогрев

---

- Паровая «баня»;- Паровая «рубашка».4. Бетонирование с применением химических добавок.4.1 Применение противоморозных добавок.4.2 Применение противоморозных добавок с ускорителями схватывания итвердения бетонной смеси.5. Комбинированные методыВ дополнении к вышесказанному, требованиями нормативной документации установлена минимальная температура бетонной смеси при укладке в опалубку +5 °С. Применение способов бетонирования с прогревом позволяет увеличить скорость строительства, получать высокую прочность в ранние сроки, однако, для прогрева конструкций и изделий необходимы большие затраты: трудовые (укладка греющих проводов, подключение греющих элементов и т.д.) и материальные (расходы на энергию и оборудование для прогрева). Учитывая дороговизну газо-, паро- и электроэнергии, отказ от тепловой обработки и изготовление конструкций без замедления темпов строительства представляет собой актуальную задачу. Таким образом введение противоморозных добавок является простым, выгодным и наиболее технологичным способом зимнего бетонирования, благодаря которому можно получать требуемую прочность без затрат на прогрев конструкций, однако есть ряд особенностей применения таких добавок, о которых речь пойдет ниже. Области применения «зимних» бетоновВ современном мире и в технологиях строительства широкое распространение получило монолитное строительство. Зимой также возможно вести бетонирование монолитных конструкций с определенными ограничениями и рекомендациями. С применением добавок возможно использование бетонных и растворных смесей для: возведения сборно-монолитных конструкций, замоноличивания стыков сборных конструкций и при изготовлении сборных бетонных и железобетонных конструкций в условиях строительных площадок и полигонов. Несмотря на низкую температуру (до -25 °С) бетон с некоторыми противоморозными добавками, хотя и медленно, но систематически набирает прочность за счет гидратации цемента. На сегодняшний день возможно бетонирование практически любых конструкций при отрицательных температурах. Возводимые в зимнее время конструкции можно разделить на две группы:1. Тонкостенные конструкции (плиты перекрытий, колонны, стены), - применение прогрева и добавок-ускорителей позволяет получить минимальную, а в некоторых случаях и марочную прочность уже на 2 сутки.2. Массивные конструкции (фундаментные плиты) - при их бетонировании возможно использовать, как искусственный прогрев бетона, так и экзотермию вяжущего, что при правильной подготовке опалубки позволит бетону «саморазогреваться» до температуры около 50-60 °С.

---

Также при бетонировании в зимнее время необходимо с осторожностью относиться к применению специальных видов бетонов: высокопрочных и эксплуатируемых в агрессивных средах. Известно, что преждевременное замораживание бетона, так же как и применение некоторых добавок, может отразиться на эксплуатационных свойствах бетона, а в частности надолговечности.Применение противоморозных добавок в железобетонных изделиях и конструкциях с использованием арматуры также ограничено, так как некоторые виды добавок (например, хлориды) могут вызывать ее коррозию.Противоморозные добавки и их совместимость с другими материалами.Влияние на долговечность бетонаКак было сказано выше, при бетонировании с применением химических добавок, учитывая область их применения противоморозные добавки делятся на несколько групп:- добавки, снижающие температуру замерзания свободной воды в бетоне и незначительно влияющие на кинетику схватывания и твердения бетона (электролиты, спирты);- добавки, которые совмещающают в себе свойства антифризов и способны к ускорению процессов схватывания и твердения цемента (поташ, хлориды,нитраты, нитриты, мочевина);- вещества со слабыми свойствами антифриза, но которые относятся к сильным ускорителям схватывания и твердения цемента; одновременно такие добавки вызывают сильное тепловыделение на ранней стадии схватывания бетонной смеси и твердения бетона (сульфаты трехвалентного железа и алюминия);- в современных условиях часто можно встретить комплексныепротивоморозные добавки на основе пластификатора одновременно со свойствами антифриза и ускорителя, это позволяет в некоторой степени упростить технологический процесс производства бетонной смеси благодаря применению одного дозатора добавок.На сегодняшний день можно выделить большую разновидность материалов, используемых для производства противоморозных добавок (ПМД).Таблица 1.1 - Виды веществ, применяемых при производстве ПМД.Указанные вещества, следовательно, и добавки на их основе, по-разному влияют на свойства бетонной смеси и долговечность бетона. В зависимости от состава цемента, вида заполнителя, а в первую очередь от среды эксплуатации рекомендуется применять ту или иную противоморозную добавку либо ее сочетание с другими добавками (пластифицирующими, воздухововлекающими).

---