Высокоэффективный наномодифицированный бетон повышенной прочности и долговечности

Автор: Касаткин С.П., Соловьева В.Я., Степанова И.В., Кузнецов Д.В., Синицин Д.А.

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Международное научно-техническое сотрудничество

Статья в выпуске: 6 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Для создания бетона с набором физико-механических характеристик требуется рациональный подбор компонентов бетонной смеси. Целесообразно рассмотреть использование и тонкодисперсных наполнителей, в том числе на основе вторичных ресурсов, а также требуется высокоэффективная химическая добавка определенной природы и реакционного действия, оказывающая комплексное влияние на бетонную систему. Методы и материалы. Эффективность действия компонентов используемой добавки оценивали по изменению показателей прочности на сжатие, прочности на растяжение при изгибе, оценку которых осуществляли по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам». Для проведения научно-экспериментальных исследований использовали материалы: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н, песок природный, тонкодисперсный микрокремнезем, комплексная химическая добавка, обладающая повышенным пластифицирующим и реакционно-активным эффектами действия. Результаты. Сочетание поликарбокси-латных полимеров и нанодисперсий гидродиоксида кремния усиливает эффективность действия каждого компонента, что выражается в значительном повышении коэффициента трещиностойкости бетона при высоких показателях прочности на сжатие. Установлено, что при использовании комплексной нанополимерной химической добавки рост прочности на растяжение при изгибе составляет 67% и превосходит рост прочности на сжатие более чем на 30%. Обсуждение. Повышение гидратационной активности в присутствии нанополимерной добавки положительно влияет на уплотнение формирующейся структуры бетона. Подтверждением формирования плотной и прочной структуры при твердении наномодифицированного бетона является повышение водонепроницаемости бетона в 2,5 раза и его морозостойкости более чем в 2,5 раза. Заключение. Достоинством наномодифицированного бетона является его повышенная химическая устойчивость относительно углекислотной и магнезиальной коррозии и в соответствии с показателем коэффициента химической стойкости, КХС > 0,8, и ГОСТ Р 58895-2020, разработанный наномодифицированный бетон относится к химически высокостойким бетонам. Нанополимерный бетон с высокими физико-механическими показателями целесообразно рекомендовать для изготовления конструкций воздушных линий (ВЛ) электропередачи.

Еще

Высокопрочный бетон, прочность на растяжение при изгибе, долговечность, химическая добавка, нанодисперсии, пластифицирующий эффект, реакционная активность, конструкции вл

Короткий адрес: https://sciup.org/142236277

IDR: 142236277   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-6-493-500

Список литературы Высокоэффективный наномодифицированный бетон повышенной прочности и долговечности

  • Сватовская Л.Б., Сычева А.М., Соловьева В.Я., Сурин Д.В., Козин П.А., Старчуков Д.С., Сурков В.Н., Юров О.В., Мандрица Д.П., Ершиков Н.В., Соловьев Д.В. Современные идеи управления свойствами композиционных материалов на основе неорганических вяжущих. Санкт-Петербург: ПГУПС, 2015. 78 с.
  • Сахарова А.С. Влияние химической модификации поверхности бетона на повышение его долговечности / А.С. Сахарова, В.Н. Сурков // Башкирский химический журнал. 2020. Т. 27, № 4. С. 59–63. https://doi.org/10.17122/bcj-2020-4-59-63.
  • Трофимов Б.Ю. Методы оценки долговечности бетона с высокими эксплуатационными характеристиками / Б.Ю. Трофимов, Л.Ю. Крамар, К.В. Шульдяков // Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия. 2020. № 962(2), 022010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/962/2/022010.
  • Сватовская Л.Б., Соловьева В.Я., Степанова И.В., Сычева А.М., Коробов Н.В., Старчуков Д.С. Высокопрочный бетон. Патент на изобретение RU 2332388 C1, 27.08.2008. Заявка № 2006143909/03 от 11.12.2006.
  • Ерофеев В.Т., Емельянов Д.В., Родин А.И. Патент №2738151 C1 Российская Федерация. Высокопрочный бетон на основе композиционного вяжущего. Опубл. 08.12.2020.
  • Svatovskaya L.B., Solovieva V.Ya., Stepanova I.V., Starchukov D.S. Nanoadditives from silicon- and ironcontaining (III) sol for heavy concrete on ordinary cements. Nanotechnologies in construction: scientific online journal. 2010; 2 (5): 61–68.
  • Nikolaev, S.V., Benin, A.V., Popov, A.M. Methodology of the selection of effective dipping and control over the filling depth of open-textured construction materials. Journal of Physics: Conference Series. 2021; 2131(2): 022055 https://doi.org/10.1088/1742-6596/2131/2/0220558.
  • Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Дондуков В. Г. Цементы и добавки для производства высокопрочных бетонов // Строительные материалы. 2017. № 11. С. 4–10.
  • Kaprielov S.S., Chilin I.A. Ultra-high-strenght self-compacting fibrous concrete for monolithic structures. Construction and Building Materials. 2013. С. 28.
  • Тараканов О.В., Калашников В.И. Перспективы применения комплексных добавок в бетонах нового поколения. Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 1 (39). С. 223–229.
  • Макридин Н.И., Максимова И.Н. Оптимизация структуры и прогнозирование конструкционной прочности бетонов нового поколения // Региональная архитектура и строительство. 2021. №4(49). С. 13–24. https://doi.org/10.54734/20722958_2021_4_13.
  • Калашников В.И., Ерофеев В.Т., Тараканов О.В. Суспензионно-наполненные бетонные смеси для порошково-активированных бетонов нового поколения. // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2016. №4 (688). С. 30–37.
  • Benin A., Bogdanova, E. Influence of storage conditions and corrosive environments on the mechanical properties of GFRP rebars. Civil and Environmental Engineering. 2018;14 (2):86-90. https://doi.org/10.2478/cee-2018-0011.
  • Trofimov B.Y., Kramar L.Y., Shuldyakov K.V. Methods of assessing the durability of high performance concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020; 962(2): 022010. DOI: 10.1088/1757-899X/962/2/022010.
  • Kramar L.Ya., Kydyakov A.I., Shuldyakov K.V. Introducing pozzolanic admixture to improve frost resistance of pavement concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018; 451 (1): 012009. https://doi.org/10.1088/1757-899X/451/1/012009.
  • Belash T.A., Mitrofanova M.N. Pile Foundations for Areas with a Joint Manifestation of Permafrost and High Seismic Activity. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018; 463 (2): 022076. https://doi.org/10.1088/1757-899X/463/2/022076.
  • Svatovskaya L., Mikhailova K., Kabanov A., Khamenok N. Specificities of soling processes in technologies of geoconstruction. Lecture Notes in Civil Engineering. 2020; 50: 421–429. https://doi.org/10.1007/978-981-15-0454-9_44.
  • Svatovskaya L., Urov, O., Mikhailova, K., Supeliuk, T. Information assessment of natural geosystem preservation in geoconstruction by improving the quality of concrete. Lecture Notes in Civil Engineering. 2020; 50: 405–411 https://doi.org/10.1007/978-981-15-0454-9_42.
  • Гусев Б.В. Бетоны с наполнителями различной дисперсности и их наномодификация // Нанотехнологии в строительстве. 2019. Т.11, № 4. С. 384–393. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2019-11-4-384-393.
  • Каприелов С.С., Шейнфильд А.В., Кардумян Г.С., Чилин И.А. О подборе составов высококачественных бетонов с органоминеральными модификаторами // Строительные материалы. 2017. № 12. С. 58–63.
  • Зимакова Г.А., Солонина В.А., Зелиг М.П. Высокоэффективные бетоны с применением комплексных добавок и местных сырьевых ресурсов // Архитектура, строительство, транспорт. 2021. №1. С. 38–46.
  • Жукова Г.Г., Сайфулина А.И. Исследование применения самовосстанавливающегося бетона // Construction and Geotechnics. 2020. Т.11, № 4. С. 58–68. https://doi.org/10.15593/2224-9826/2020.4.05.
  • Бабков В.В., Сахибгареев Р.Р., Чуйкин А.Е., Кабанец В.В. Роль аморфного кремнезема в процессах структурообразования и упрочнения бетонов. // Строительные материалы. 2010. № 6. С. 44–46.
  • Каприелов С.С., Шейнфильд А.В. Некоторые особенности механизма действия органо-минеральных модификаторов на цементные системы. // Сейсмостойкое строительство. Безопасность. 2017. № 1. С. 40–46.
  • Чернышов Е.М., Артамонова О.В., Славчева Г.С. Наномодифицирование цементных композитов на технологической стадии жизненного цикла // Нанотехнологии в строительстве. 2020. Т. 12, № 3. С. 130–139. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2020-12-3-130-139.
  • Королев Е.В., Гришина А.Н., Иноземцев А.С., Айзенштадт А.М. Исследование кинетики структурообразования цементных дисперсных систем. Часть I // Нанотехнологии в строительстве. 2022. Т. 14, № 3. С. 176–189. https:// doi.org/10.15828/2075-8545-2022-14-3-176-189.
  • Королев Е.В., Гришина А.Н., Иноземцев А.С., Айзенштадт А.М. Исследование кинетики структурообразования цементных дисперсных систем. Часть II // Нанотехнологии в строительстве. 2022. Т. 14, № 4. С. 263–273. https://doi. org/10.15828/2075-8545-2022-14-4-263-273.
Еще
Статья научная