Полифункциональная добавка с ультрадисперсным микрокремнеземом для цементного бетона

Аннотация

В материале статьи приведены результаты исследований влияния на процессы гидратации, твердения и свойства цементного камня разрабатываемой комплексной полифункциональной добавки, сочетающей пластифицирующий эффект с эффектами ускорения твердения и уплотнения структуры цементного бетона. В состав данной добавки входят химические вещества – пластификатор, добавки для ускорения и уплотнения структуры бетона, а также минеральная добавка – аморфный ультрадисперсный микрокремнезем.

С использованием стандартизированных и общепринятых методик, а также с применением современных методов исследований и оборудования (лазерного анализатора дисперсности, дериватографического и рентгенофазового анализов, рН-метрии и др.) выявлены закономерности влияния разрабатываемой полифункциональной добавки на структурно-морфологические изменения и свойства цементного камня, предопределяющие основные свойства цементного бетона. В частности, влияние на кинетику роста и уровень прочности, тепловыделение в процессе твердения, изменение уровня щелочности (рН-фактора) как основы сохранности стальной арматуры в железобетоне, степени гидратации (по количеству связываемой воды цементом) как базы роста непроницаемости бетона и пр.

Экспериментально подтверждена эффективность комплексной полифункциональной добавки в сопоставлении с известными аналогами, включая многокомпонентные добавки, содержащие традиционный микрокремнезем. При этом показана возможность замены 10 %-ной добавки от массы цемента традиционного микрокремнезема на 1.0 %-ную дозировку ультрадисперсного микрокремнезема, входящего в состав представленной полифункциональной добавки. Переход к использованию ультрадисперсного кремнезема существенно упрощает технологию приготовления цементного бетона, так как отпадает необходимость дооснащения бетоносмесительных установок дополнительным оборудованием для введения добавки микрокремнезема.

Ключевые слова: цемент, микрокремнезем, ультрадисперсный микрокремнезем, твердение, цементный камень, структура, прочность, свойства, бетон.

Для цитирования: Гуриненко, Н. С. Полифункциональная добавка с ультрадисперсным микрокремнеземом для цементного бетона / Н. С. Гуриненко, Э. И. Батяновский // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2018. – Вып. 10. – С. 135–154. https://doi.org/10.23746/2018-10-09

Полный текст статьи на русском языке

1. Ма, J. Ultra High Performance Self Compacting Concrete/j.Ma, j.Dietz // LACER. – 2002. N 7.
2. Батяновский, Э. И. Особенности технологии бетона прочностью 100-150 МПа с углеродными наноматериалами / Э. И. Батяновский, В. Д. Якимович, П. В. Рябчиков // Строительная наука и техника. – 2012. – № 2. – С. 59–67.
3. Батяновский, Э. И. Особенности технологии высокопрочного бетона на отечественных материалах, включая наноуглеродные добавки / Э. И. Батяновский, В.Д. Якимович, П. В. Рябчиков // Проблемы современного бетона и железобетона: сб. науч. трудов; РУП «Институт БелНИИС». – Вып. 3: в 2 т. – Минск: РУП «Минсктиппроект», 2011. – Т. 2. – С.53–68.
4. Holland, T. C. Working with Silica Fume in Ready-Mixed Concrete – USA Experience. CANMET/ACI / Third International Conference. Trondheim, Norway, 1989. Proceedings. V. 2. Pp. 763–781.
5. Radjy F. F., Bogen T., Sellevold E. J., Loeland K. E. A Review of Experiences with Condensed Silica-Fume Concretes and Products. CANMET / ACI Second International Conference. Madrid, Spain, 1986. Proceedings. – V. 2. – Pp. 1135. Proceedings. V. 2. P. 1152.
6. Method of Producing Stabilized aqueous dispersions of Silica Fume. US Patent ¹ 4321243 C04B, 33/141.
7. Method of Compacting Silica Dust. US Patent ¹ 4126424, B01J 2/16.
8. ТУ 5743-02595332-96 «Модификатор бетона марки МБ-01. Технические условия» (НИИЖБ, 1996 г.).
9. Химическая добавка для ускорения твердения цемента: пат. 21123 Респ. Беларусь МКИ С 04 В 22/08 / Н. С. Гуриненко, Э. И. Батяновский; заявитель Белорус. нац. технич. ун-т. – № а 20140244; заявл. 02.05.14; опубл. 10.03.17.
10. Гуриненко, Н. С. Цементный камень с ультрадисперсным микрокремнеземом / Н. С. Гуриненко // Сборник статей по материалам Международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения И. Н. Ахвердова и С. С. Атаева «Инновации в бетоноведении, строительном производстве и подготовке инженерных кадров»: в 2 ч. – Минск: БНТУ, 2016. – Ч. 1. – С. 71–76.
11. Гуриненко, Н. С. Конструкционный тяжелый бетон с добавкой ультракремнезема / Н. С. Гуриненко, Э. И. Батяновский // Международная научно-техническая конференция «Инновации в дорожном строительстве»: сб. докладов. – Минск, БелдорНИИ, 2016. – С. 105–114.
12. Бутт, Ю. М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов / Ю. М. Бутт, В. В. Тимашев. – М.: Высшая школа, 1973. – 498 с.
13. Бибик, М. С. Оценка кинетики твердения цементного камня с использованием термодатчиков системы «Термохрон» / М. С. Бибик, В. В. Бабицкий // Строительная наука и техника. – 2010. – № 4. – С. 23–26.
14. Гущин, С. В. Экспресс-метод оценки эффективности противоморозных добавок / С. В. Гущин, В. В. Бабицкий // Строительная наука и техника. – 2015. –№ 6. – С. 9–18.
15. Тейлор, Х. Химия цемента; пер. с англ. / Х. Тейлор. – М: Мир, 1996. – 500 с.
16. Ратинов, В. Б. Добавки в бетон / В. Б. Ратинов, Т. И. Розенберг. – М.: Стройиздат, 1989. – 188 с.

ISSN 2076-6033