Прочность и деформативность цементного камня и порошково-активированных бетонов. Часть I

Введение. В процессе эксплуатации зданий и сооружений железобетонные конструкции подвержены воздействию различных нагрузок, которые вызывают деформации и разрушения. Прочностные и упруго-пластические свойства, долговечность современных бетонов регулируются с помощью суперпластификаторов, нанодобавок, наполнителей и заполнителей. Показана перспективность использования наногидросиликатных технологий. Статья посвящена изучению физико-механических свойств цементного камня и порошково-активированных бетонов – одной из разновидностей бетонов нового поколения. Материалы и методы. В качестве структурообразующих факторов для цементного камня рассматривались влияние В/Ц-отношения, наличие в составе карбоксилатного суперпластификатора и модифицирующей добавки, а для бетонов – влияние В/Ц-отношения, модифицирующей добавки, суперпластификатора, тонкодисперсного наполнителя, реологического и реакционного наполнителей. Результаты. Приводятся результаты исследования, устанавливающие взаимосвязь почности цементного камня и порошково-активированных бетонов с показателями пористости и прочности при статических и динамических нагрузках. Рациональные составы разработанных композитов характеризуются комплексом улучшенных физико-механических показателей. Установлено, что повышение В/Ц-отношения с 0,267 до 0,35 обусловливает снижение прочности цементного камня на сжатие, растяжение при раскалывании на 22–30%. Добавление суперпластификатора «Melflux 1641F» привело к значительному уменьшению водоцементного отношения – с 1,56 раза по сравнению с составом нормальной густоты и в 2,04 раза – по сравнению с составом с повышенным В/Ц-отношением, а также соответствующему повышению прочностных свойств на сжатие в 1,20 раза и в 1,72 раза – на растяжение при изгибе. Заключение. Установлено, что введение тонкодисперсных наполнителей в состав песчаного бетона привело к росту прочности на сжатие, при изгибе и на растяжение при раскалывании от 1,62 до 2,55 раза, что объясняется более плотной упаковкой кварцевого заполнителя, вызывающего увеличение плотности таких образцов на 9,5%, пластифицирующего эффекта микрокварца, и высокой активностью микрокремнезема. Исследована ударная прочность цементного композита. Установлено, что высокие значения максимальной контактной силы, продолжительности контакта и величины импульса показали пластифицированные высоконаполненные составы нового поколения. У композита, имеющего в своем составе микрокварц, кварцевый наполнитель и мелкий заполнитель, а также суперпластификатор «Melflux 1641F», показатель максимальной контактной силы составляет 4530 Н против аналогичного показателя состава цементного камня из теста нормальной густоты – 2073 Н. При этом примерно в два раза выше показатели продолжительности контакта и величина импульса ударника. К еще более высоким результатам привело введение в высоконаполненные составы микрокремнезема. Максимальная контактная сила, при которой происходило разрушение образцов, составила 4530 Н. Это более чем в два раза больше, чем у цементного камня на основе теста нормальной густоты.