Свойства строительных композитов на основе модифицированных цементов

В процессе эксплуатации изделия из композиционных материалов непрерывно взаимодействуют с окружающей средой, которая может оказывать на них сильное негативное влияние. Нередко на практике строительные конструкции, подвергающиеся воздействиям внешней среды и нагрузок, показывают недостаточную долговечность, что является серьезной проблемой, от решения которой зависит эффективность строительных материалов и изделий в целом. В последние десятилетия значительно возрастает необходимость надежной защищенности от биоповреждений, т.е. от нежелательных изменений свойств и нарушения работоспособности материалов и конструкций в результате воздействия биологически активных сред и продуктов их жизнедеятельности [1].

С точки зрения снижения стоимости и трудоемкости проведения работ, наиболее эффективным из методов борьбы с биоповреждениями является введение в состав бетона фунгицидных добавок, относящихся к различным классам химических соединений, придающих ему необрастающие свойства [2]. Известно, что модифицирующие добавки оказывают влияние не только на биологическое сопротивление, но и на основные физикомеханические свойства строительных материалов. В этой связи нами были проведены исследования с целью изучения влияния воздействия натрия сернокислого безводного на ряд физико-механических свойств цементных материалов [3, 4].

В ходе выполнения эксперимента были использованы: бездобавочный портландцемент марок М500 и М400 и песок Смольненского карьера РМ, фракция 0,315-0,63 мм.

На первом этапе исследований нами были исследованы прочностные характеристики композитов. Полученные результаты показывают, что при введении от 2,5 до 5 мас. ч. натрия сернокислого увеличивается прочность цементных композитов на величину 18–35 %, при этом наиболее эффективно введение в их состав 2,5 мас. ч. добавки. Однако следует отметить, что ведение добавки в количестве > 7,5 мас. ч. от общей массы сухих компонентов приводит к резкому снижению прочностных показателей и развитию в структуре материалов микро- и макротрещин.

Содержание добавки, мас. ч.

Рис. 1. Изменение предела прочности на сжатие композитов на основе цемента М400 Д0 от количественного содержания натрий сернокислого

Водопоглощение также является одним из основных свойств строительных материалов, показывающим его проницаемость. Оно заключается в его способности впитывать и удерживать воду при непосредственном соприкосновении с ней и зависит от наличия в материале открытых пор. Нами были проведены исследования зависимости изменения водопоглощения цементных составов на основе портландцементов М400 Д0 и М500 Д0 от содержания натрия сернокислого.

се

о к Н се о се Я

Л Н о о и я о

Содержание добавки, мас. ч.

Рис. 2. Изменение предела прочности на сжатие композитов на основе цемента М500 Д0 от количественного содержания натрий сернокислого

Рис. 3. Зависимость изменения водопоглощения композитов на основе цемента М400 Д0 от количественного содержания натрий сернокислого

Рис. 4. Зависимость изменения водопоглощения композитов на основе цемента М500 Д0 от количественного содержания натрий сернокислого

Результаты испытаний показывают, что водопоглощение отержденных композитов на основе модифицированных цементных растворов оказалось существенно ниже, чем у бездобавочных. При этом минимальные значения водопоглощения получены для композитов, содержащих в своем составе 5 мас. ч. натрия сернокислого, величина этого показателя по сравнению с контрольными составами снизилась на 35 и 21 % для составов на основе цемента М400 Д0 и М500 Д0 соответственно.

Таким образом, на основе экспериментальных исследований подтверждено, что введение натрия сернокислого оказывает существенное влияние на основные физикомеханические свойства цементных композитов. Для эффективного практического использования композитов, изготовленных с применением биоцидных добавок, необходимо всесторонне учитывать изменение их свойств как при подборе состава, так и в процессе эксплуатации.