CC BY
46
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/ Том 7, №3 (2015) http ://naukovedenie. ru/index.php?p=vol7-3 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/43TVN315.pdf DOI: 10.15862/43TVN315 (http://dx.doi.org/10.15862/43TVN315)
УДК 691.32
Несветаев Григорий Васильевич
ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»
Россия, г. Ростов-на-Дону Заведующий кафедрой «Технологии строительного производства»
Доктор технических наук Профессор E-mail: [email protected]
Ву Ле Куен
ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»
Россия, г. Ростов-на-Дону Аспирант
E-mail: [email protected]
Анализ материалов для производства бетонов классов В40
и выше во Вьетнаме
Аннотация. Изучено влияние вида цемента, крупного и мелкого заполнителей, удовлетворяющих требованиям стандартов Вьетнама и России, на предел прочности, кинетику твердения, соотношение призменной и кубиковой прочности и прочности на растяжение и сжатие бетонов с пределом прочности от 43 до 74 МПа, полученных из высокоподвижных бетонных смесей с маркой по удобоукладываемости П4 с применением суперпластификатора Sika Viscocrete 3000 - 10. Уточнены соотношения между значениями изученных свойств бетонов и сформулированы предложения по учету выявленных особенностей при проектировании конструкций. Определены материалы, в наибольшей степени пригодные для производства бетонов классов В40 и выше - цемент РС50 Бут Шон, щебень карьера Хоа Бинь. Установлено, что более высокий темп твердения закономерно показывают бетоны с низким значением В/Ц на цементе РС50 Бут Шон, у которого отмечается также более высокий прирост прочности после 28 сут. Отмечено некоторое снижение предела прочности на растяжение относительно среднестатистического соотношения, что необходимо учитывать при проектировании конструкций. Выявлено повышенное значение величины призменной прочности, в связи с чем целесообразно исследовать этот эффект более подробно на предмет возможного повышения величины нормативного сопротивления бетонов.
Ключевые слова: бетон; суперпластификатор; цемент; призменная прочность; крупный заполнитель; мелкий заполнитель, прочность на сжатие; прочность на растяжение; кинетика твердения.
Ссылка для цитирования этой статьи:
Несветаев Г.В., Ву Ле Куен Анализ материалов для производства бетонов классов В40 и выше во Вьетнаме // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №3 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/43TVN315.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/43TVN315
Развитие экономики Вьетнама сопровождается строительством зданий и сооружений различного назначения, в т.ч. транспортного, при возведении которых целесообразно использовать бетоны классов В40 и выше [1-5]. В результате анализа свойств цементов и заполнителей, производство которых размещено в зоне экономической целесообразности поставок в район Ханоя, выбраны по 2 вида материала (табл. 1 - 3, рис. 1,2), и поставлена задача оценки их пригодности для производства указанных бетонов из высокоподвижных бетонных смесей, проектирование состава которых характеризуется рядом особенностей, связанных с макроструктурой и применением суперпластификаторов (СП) [3,6-9]. В качестве добавки принят СП Sika Viscocrete 3000 - 10 на основе полимеров 3-го поколения с ускорением ранней прочности, тип О по ASTM С 494. Использованы 2 основных состава бетона с величиной В/Ц 0,425 и 0,325. Подвижность бетонной смеси П4 по ГОСТ 7473 при одинаковом во всех составах расходе воды. Далее приняты обозначения составов бетона в виде А(Б)1(2)1(2)1(2), где А и Б - соответственно В/Ц 0,425 и 0,325, первая цифра - цемент по табл. 1, вторая цифра - щебень по табл. 2, третья цифра - песок по табл. 3.
Таблица 1
Характеристика цементов
№ Показатель Значение показателя Стандарты
РС50 Тханг Лонг (№1) РС50 Бут Шон (№2)
1 2 3 4 5
1. удельная поверхность, см2/г 3430 3520 ТСУК 4030:2003
2. НГ цементного теста, % 26,8 27,0 ТСУК 6017:1995 (ГОСТ 310.3-81)
3. НС, мин КС, мин 135 190 130 200 ТСУК 6017:1995 (ГОСТ 310.3-81)
4. Истинная плотность, г/см3 3,10 3,08 ТСУК 4030:2003 (ГОСТ 310.2-81)
5. Активность, 28сут, МПа: на сжатие изгиб 52,5 10,3 51,1 10,0 ТСУК 6016:2001 (ГОСТ 310.4-81)
Как следует из данных табл. 1, выбранные цементы соответствуют марке М500 по ГОСТ 10178.
Таблица 2
Характеристика щебня
№ Наименование показателя Показатели Стандарты
Фу Ман (№ 1) Хоа Бинь (№ 2)
1 2 3 4 5
1. Насыпная плотность, кг/м3 1420 1480 ТСУК 7570: 2006;
2. Плотность в куске, г/см3 2,73 2,72 ТСУК 7572: 2006
3. Пустотность, % 47,4 45 (ГОСТ 8267-93;
4. Марка по прочности 1100 1200 ГОСТ 8269 -97)
Как следует из данных табл. 2, выбранные крупные заполнители пригодны для производства бетонов с пределом прочности на сжатие до 55 - 60 МПа, а гранулометрический состав соответствует требованиям ГОСТ 26633 (рис. 1).
Таблица 3
Характеристика мелких заполнителей
№ Наименование показателя Показатели Стандарты
Ло (№1) Хонг (№2)
1 2 3 4 5
1. Модуль крупности песка 2,5 2,9 ТСУК 7570:2006; ТСУК 7572 : 2006 (ГОСТ 8735-88; ГОСТ 8736-93)
2. Насыпная плотность в сухом состоянии, кг/м3 1430 1417
3. Содержание ПГ, % 0,4 0,5
Как следует из данных табл. 3 и рис. 2, мелкие заполнители удовлетворяют требованиям ГОСТ 26633 для бетонов высоких классов.
0,0
10,0
20,0
* 30,0 ас
2 40,0
н
о 50,0
>5
£ 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0
0
Рис. 1. Гранулометрический состав щебня (М, К, к - граничные значения по ГОСТ 26633)
0
10
20
Я 30
2 40 л
ё 50
>5 * 60
Л 70
80
90
100
Рис. 2. Гранулометрический состав песка (П1, П2 - соответственно № 1 и № 2 по табл. 3; М- модуль крупности песка 2,5 для бетонов М350 и выше по ГОСТ 26633; К - Мк = 3,25)
Исследовано влияние величины В/Ц, вида цемента и заполнителей на предел кубиковой прочности бетона на сжатие в возрасте 2,7,28 и 90 сут, соотношение призменная/кубиковая прочность, соотношение прочность на растяжение/прочность на сжатие. Результаты исследований показали:
• вид материалов оказывает незначительное влияние на предел прочности на сжатие бетона с величиной В/Ц = 0,325 (рис.3), а при В/Ц = 0,425 это влияние более значительно, причем для бетонов с В/Ц = 0,325 отмечается некоторый недобор прочности относительно потенциально возможного значения при данной активности цемента, что связано, вероятно, с влиянием крупного заполнителя [1,3,10], несмотря на высокую марку по данным паспорта, а также с влияние СП на гидратационную активность цемента при низких значениях В/Ц [6-8];
• по кинетике твердения (рис. 4) исследованные бетоны занимают промежуточное положение между медленно и быстротвердеющим, причем более высокий темп твердения закономерно показывают бетоны с низким значением В/Ц на цементе 2, у которого отмечается также более высокий прирост прочности после 28 сут. Различие в темпах твердения бетонов на одном цементе, но с разными заполнителями обусловлено, вероятно, влиянием минералогии подложки на кинетику структурообразования в контактной зоне [10].
Рис. 3. Зависимость предела прочности бетона на сжатие от величины В/Ц
1,3 1,2 1,1
л н
и 1 о 1
X
т о
с 0,9
ос
ш
X
§0,8
н
и
0,7
н
О
0,6 0,5 0,4
10 20 30 40 50 60
Время твердения, сут
70
80
90
100
о А111
□ А112
д А121
X А122
ж А211
о А212
+ А221
- А222
♦ В111
■ В112
А В121
X В122
ж В211
• В212
0
Рис. 4. Кинетика прочности бетона Т, Т1, Т2 - соответственно нарастание прочности нормально, медленно и
быстротвердеющего бетона (по ЕК 1992-1-1: ^ = ехр (к • (1 — где к = 0,2 для
быстротвердеющих бетонов, к = 0,33 для медленнотвердеющих бетонов [3].
Представленные на рис. 5 данные показывают, что, за исключением составов 212, 222, 211, отмечается некоторое снижение предела прочности на растяжение относительно среднестатистического соотношения, что может быть связано с влиянием минералогии заполнителей на сцепление с цементным камнем [10].
01
I
01 X
К I-
и го о. го 1 <0
I 1
I т о о.
е; 01 Ч 01 а
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5
35
у = 0,0381.x1'0699 R2 = 0,8074
—1-1-1-1—
45 55 65 75
Предел прочности на сжатие, МПа
—1
85
Рис. 5. Соотношение предела прочности на осевое растяжение & и сжатие Я Т- по формуле = 0,29 • Д 0'6 [3]; СП 63.13330 - Яы,„ (при В = Я - 8)
На рис. 6 представлены данные о соотношении пределов кубиковой Я и призменной прочности бетона Ярг, значение которой определяет величину нормативного сопротивления
бетона Яъ,п. Поскольку для ряда составов отмечается повышенное значение величины Ярг, целесообразно исследовать этот эффект более подробно на предмет возможного повышения величины Яъ п.
Рис. 6. Соотношение предела прочности кубиковой Я и призменной Ярг Т- по формуле Ирг = 0,787 • Д [3]; СП 63.13330 - Яь,п (при В = Я - 8)
Таким образом, на основании выполненных исследований по влиянию вида цемента и заполнителя на прочность бетона можно сделать следующее заключение о целесообразности применения цемента №2, щебня №2 и песка №2 для производства бетонов классов В60 из высокоподвижных бетонных смесей с СП Sika Viscocrete 3000 - 10.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баженов Ю.М. Модифицированные высококачественные бетоны [Текст]: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Баженов, В.С. Демьянова, В.И. Калашников. - М.: АСВ, 2006. - 368 с: ил.
2. Давидюк А.Н. Эффективные бетоны для современного высотного строительства [Текст]: монография / А.Н. Давидюк, Г.В. Несветаев. - М.: Издательство ООО «НИПКЦ Восход-А», 2010. - 148с.: ил.
3. Несветаев Г.В. Бетоны [Текст]: учебное пособие для вузов. - изд. 2-е, доп. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2013. - 381 с.: ил.
4. Несветаев Г.В. К вопросу строительства автомобильных дорог с применением цементных бетонов // Науковедение. 2013(18). [Электронный ресурс]- Режим доступа: naukovedenie.ru/index.php?p=issue-5-13.
5. Маилян Д.Р. Несветаев Г.В. О несущей способности колонн из высокопрочных самоуплотняющихся бетонов / Бетон и железобетон в третьем тысячелетии: Материалы 5-й межд. конф. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010.
6. Калашников В.И., Демьянова В.С., Борисов А.А. Классификационная оценка цементов в присутствии суперпластификаторов для высокопрочных бетонов //Известия вузов. Строительство. - 1999. - №1. - С. 39-42.
7. Давидюк А.Н., Несветаев Г.В. Самоуплотняющиеся бетоны: прочность и проектирование состава // Строительные материалы. - 2009. - № 5. - С. 54-57.
8. Блещик Н.П., Рак А.Н., Попов Д.С. Основы прогнозирования технологических и физико-механических свойств самоуплотняющегося бетона / Проблемы современного бетона и железобетона. Ч.2. - Минск: «Минсктиппроект», 2009. -С. 132 - 158.
9. Давидюк А.Н., Маилян ДР., Несветаев Г.В. Самоуплотняющиеся высокопрочные и легкие бетоны на пористых заполнителях для эффективных конструкций// Технологии бетонов. - 2011. - №1-2. - С. 57.
10. Бабков В.В. Структурообразование и разрушение цементных бетонов [Текст]: монография / В.В. Бабков, В.Н. Мохов, С.М. Капитонов, П.Г. Комохов. - Уфа: «ГУП Уфимский полиграфкомбинат», 2002. - 376 с.: ил.
Рецензент: Маилян Дмитрий Рафаэлович, заведующий кафедрой «Железобетонных и каменных конструкций», доктор технических наук, ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».
Nesvetaev Grigoriy Vasil'evich
Rostov State University of Civil Engineering Russia, Rostov-on-Don E-mail: [email protected]
Vu Le Quyen
Rostov State University of Civil Engineering Russia, Rostov-on-Don E-mail: [email protected]
Analysis of materials for the production of concrete classes
B40 and higher in Vietnam
Abstract. The influence of the type of cement, coarse and fine aggregates on the tensile and compressive strength of concrete with compressive strength from 43 to 74 MPa made from high workability concrete mixes with superplasticizer Sika Viscocrete 3000 - 10 were researched. Materials for concrete mixes were in accordance with national standard of Vietnam and Russia. Refined ratio between the values of the properties studied and concrete proposals on account of the revealed features in the design of structures. Defined materials are most suitable for the production of concrete class B40 and higher - cement PC50 Booth Shon, coarse aggregate Hoa Binh. It was found that the highest rate of hardening naturally show concretes with low W / C on cement RS50 Booth Shon, which also noted a higher increase in strength after 28 days. It was found the decrease of tensile strength relative to the average ratio that must be considered when designing structures. Revealed an increased value of prism strength, and therefore it is advisable to study this effect in greater detail for a possible rise in the value of regulatory resistance of concrete.
Keywords: concrete; superplasticizer; cement; prism strength; coarse aggregate; fine aggregate; compressive strength; tensile strength; hardening kinetics.
REFERENCES
1. Bazhenov Y.M., Demyanova V.S. Kalashnikov V.I. Modified high-quality concrete. -M.: ACV, 2006. - 368.
2. Davidyuk A.N. Nesvetaev G.V. Effective concrete for modern high-rise building. -M.: Publishing LLC "NIPKTS Voshod A", 2010. - 148 C.
3. Nesvetaev G.V. Concrete: a tutorial. - Ed. 2nd, ext. and rev. - Rostov n / D: Phoenix, 2013. - 381 p.
4. Nesvetaev G.V. On the question of building roads with cement concrete // Naukovedenie. 2013 (18). Issue 5. naukovedenie.ru/index.php?p=issue-5-13.
5. Mailyan D.R., Nesvetaev G.V. About the bearing capacity of columns from high self-compacting concrete / concrete and reinforced in the third millennium: Proceedings of the 5th Int. Conf. Rostov-on-Don: RGSU 2010.
6. Kalashnikov V.I., Demyanova V.S., Borisov A.A. Classification cement evaluation in the presence of superplasticizer for high-strength concrete // Proceedings of the universities. Stroitelstvo. - 1999. - №1. - pp 39-42.
7. Davidyuk A.N. Nesvetaev G.V. Self-compacting concrete: the strength and design of the composition // Building materials. - 2009. - № 5. - P. 54-57.
8. Bleschik N.P. Cancer A.N., Popov D.S. Bases of forecasting of technological and physical and mechanical properties of self-compacting concrete / Problems of modern concrete and reinforced concrete. Part2. - Minsk: "Minsktipproekt", 2009. - S. 132 -158.
9. Davidyuk A.N. Mailyan D.R., Nesvetaev G.V. Self-sealing high-strength and lightweight concrete with porous aggregates for efficient designs // Technology of concrete. - 2011. - №1-2. - S. 57.
10. Pattern formation and destruction of the cement concrete / V.V. Grandmother, V.N. Mokhov, S.M. Kapitonov, P.G. Komokhov. - Ufa: "SUE Ufa Polygraph", 2002. - 376 p.
