Микро- и ультракремнезем в высокопрочном бетоне

Аннотация

В составы высокопрочного бетона (наряду с высокоэффективными пластификаторами) с целью уплотнения его структуры, как необходимого условия обеспечения высокой прочности, вводят микрокремнезем (S_уд ~ 3,0 м²/г) в дозировке (по разным данным) от 5 % до 30 % массы цемента, что существенно усложняет технологию приготовления бетона. Для введения в бетон твердофазного порошкообразного микрокремнезема необходимо дополнительное оборудование бетоносмесительных установок (узлов), в частности, технологическими линиями приготовления водной суспензии, качество которой (однородность, седиментационная устойчивость) непостоянно.

В материале статьи показано, что равный эффект в обеспечении прочности цементного бетона может быть достигнут заменой традиционного микрокремнезема на ультрадисперсный аморфный микрокремнезем (УДМК), при дозировке последнего на порядок меньше. Описана роль исследуемого вещества (УДМК) в формировании структуры бетона (уплотнение структуры зоны контакта между цементным камнем и заполнителем, ускорение формирования кристаллогидратных новообразований и др., что приводит в дальнейшем к увеличению его плотности и прочности). С использованием стандартизированных и оригинальных методик экспериментально обоснована эффективность введения в конструкционный тяжелый бетон (приведены результаты исследований на образцах мелкозернистого бетона и высокопрочного бетона с крупным заполнителем) ультрадисперсного микрокремнезема (S_уд ~ 350 м²/г) в количестве 0,05…1,0 % от массы цемента, обеспечивая рост прочности на сжатие мелкозернистого тяжелого бетона до 30 % и замену 10 %-ной дозировки традиционного микрокремнезема на 1 % от массы цемента ультрадисперсного микрокремнезема в бетоне прочностью 100…110 МПа, твердеющего в нормальных температурных условиях (15…20 °C) и с начальным нагревом (30…40 °C).

Ключевые слова: высокопрочный бетон, микрокремнезем, ультрадисперсный микрокремнезем, твердение, структура, прочность.

Для цитирования: Гуриненко, Н. С. Микро- и ультракремнезем в высокопрочном бетоне / Н. С. Гуриненко // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2016. – Вып. 8. – С. 53–69.

Полный текст статьи на русском языке

Список использованных источников

1. Detwiler Rachel J., Monteiro Paulo J. M., Wenk Hans-Rudolf, ZhongZengqiu. Texture of Calcium Hydroxide near the Cement Paste-Aggregate Interface // Cem. And Concr. Res., 1988, Vol. 5. – Pp. 823–829.
2. Ма, J. Ultra High Performance Self Compacting Concrete / J. Ma, J. Dietz // LACER № 7. 2002.
3. Scrivener, Karen L., Crumbie, Alison K., Pratt, P. L. A Study of the Interfacial Region between Cement Paste and Aggregate in Concrete // Bond. Cementitious Compos.: Symp., Boston, Mass., Dec. 2–4, 1987. – Pittsburgh (Pa), 1988. – Pp.87–88.
4. Wang Jia. Investigation of structure and properties of the Interfacial Zone between Lime Aggregate and Cement Paste. // J. Chin. Silic. Soc., 1987, № 2. – Зp. 114–121.
5. 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.
6. 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. тр.: в 2 т. – Вып. 3. – Минск: РУП «БелНИИС», 2011. – Т. 2. – С. 53–68.
7. Батяновский, Э. И. Основы технологии изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций с применением сухих бетонных смесей: Дис. докт. технич. наук: БНТУ. – Минск, 2002. – 351 с.
8. Вавржин, Ф. Химические добавки в строительстве / Ф. Вавржин, Р. Крмча. – М.: Стройиздат, 1964. – 288с.
9. Гуриненко, Н. С. Кинетика твердения и свойства цементного камня с ускоряющими твердение бетона добавками / Н. С. Гуриненко, Э. И. Батяновский // Автомобильные дороги и мосты. – 2014. – № 2. – С. 90–98.
10. Каприелов, С. С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов. // Бетон и железобетон. – 1995. – № 4. – С. 16–20.
11. Ратинов, В. Б. Добавки в бетон / В. Б. Ратинов, Т. И. Розенберг. – М.: Стройиздат, 1989. – 188 с.
12. Добавки для бетонов. Общие технические условия: СТБ 1112–98. – Введ. 01.01.99. – Минск: Минстройархитектуры, 1998. – 24 с.
13. Чернышов, Е. М. Модифицирование структуры цементного камня микро- и наноразмерными частицами кремнезема (вопросы теории и приложения) / Е. М. Чернышов, Д. Н. Коротких // Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века. – 2008. – № 5. – С. 30–32.

ISSN 2076-6033