Самоуплотняющиеся бетоны для монолитных конструкций с высокодисперсными добавками на основе кремнезема

Введение. Применение самоуплотняющегося бетона имеет широкие перспективы применения в строительстве благодаря эксплуатационной надежности и долговечности строительных конструкций с его применением. Однако высокая стоимость самоуплотняющегося бетона и технологическая сложность его изготовления требует разработки новых составов бетонных смесей и совершенствования технологии их укладки. При подборе составов бетонных смесей для СУБ возможно использование химических добавок, применение которых позволяет снизить расход используемого цемента и улучшить свойства бетона. Материалы и методы. Для обеспечения реологических и технологических свойств бетонной смеси были использованы зола уноса, сухой суперпластификатор на поликарбоксилатной основе и ультрадисперсная добавка. Ультрадисперсную добавку получали гидролизом, где в качестве прекурсора использовался бездобавочный портландцемент, концентрация которого в растворе менялась от 1 до 5%. В результате реакции гидролиза цемента образуется многокомпонентный золь, содержащий одновременно кремниевую кислоту, гидроксид алюминия, гидроксид железа и гидроксид кальция. Результаты и обсуждение. Проведены эксперименты по модификации самоуплотняющихся бетонов ультрадисперсной добавкой, полученной с использованием золь-гель технологии. Разработан оптимальный состав модифицированного цемента, содержащего ультрадисперсную добавку со средним размером частиц до 100–150 нм. Использование ультрадисперсной добавки ускорило кинетику твердения цемента, улучшило физико-механические показатели цементного камня в 1,4–1,8 раза по сравнению с бездобавочным цементом за счет аккумулирования воды, увеличения объема цементного геля и снижения капиллярной пористости. На основе оценки технологических и реологических свойств бетонных смесей, содержащих в качестве микронаполнителя золу уноса и модифицирующую добавку, установлены составы, соответствующие классам по прочности В40–В60, содержащие 7,5–44% золы уноса и добавку в количестве 0,1% от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Установлено, что при введении в состав бетонной смеси УДД и золы уноса расслоение смеси снижается на 17–19%, вязкость увеличивается от 13% до 20%, а текучесть снижается незначительно – 5–10%. Установлено, что для самоуплотняющегося бетона с комплексным применением золы уноса со средней пуццоланической активностью, химически активной ультрадисперсной добавки и суперпластификатора на поликарбоксилатной основе характерным является интенсивный набор прочности в 1–3 сутки твердения и повышение прочности на 15–17% в проектные сроки твердения. Заключение. В результате проведенных исследований разработан низкотемпературный способ получения модифицирующей добавки с использованием золь-гель технологии, отличающийся простотой синтеза, не требующий сложного технологического оборудования и имеющий возможность введения вместе с водой затворения и равномерного распределения в объеме бетонной смеси. Разработаны составы бетонных смесей для самоуплотняющегося бетона классов по прочности В40–В60 с применением ультрадисперсной добавки, применение которой улучшает технологические свойства и показатели качества смесей и физико-механические свойства бетона.