CC BY
116
ВЕСТНИК ПНИПУ
2017 Химическая технология и биотехнология № 1
001: 10.15593/2224-9400/2017.1.05 УДК 691.618.93; 691.332
Д. В. Саулин, А. В. Рожкова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ЩЕЛОЧЕСИЛИКАТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЕНОСТЕКОЛЬНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ С ЦЕМЕНТНЫМ ВЯЖУЩИМ
Хорошо известно, что в процессе эксплуатации бетон может разрушаться вследствие внешнего агрессивного воздействия или вследствие протекания щелочесиликатной реакции между силикатными частицами наполнителя и щелочами цемента. Основная цель исследования заключалась в изучении щелочесиликатного взаимодействия между пеностекольными наполнителями и цементным вяжущим. Исследование щелочесиликатного взаимодействия производилось с использованием рекомендаций, описанных в ШЬЕМ ТС 106-2 и ГОСТ8269.0-97. В исследованиях использовались пять видов пеностекла: Пенокам, Непорм, Баугран, Изостек и 8тв1есН, а также керамзитовый гравий. Плотность образцов легких бетонов составляла 300-800 кг/м3.
В ходе исследований была изучена структура пеностекольных материалов. Было определено, что все образцы пеностекольных материалов имеют разную ячеистую структуру, а характеристики структуры и состав поверхности (распределение элементов на микроуровне) у всех образцов пеностекольных материалов не являются стабильными. Определено, что относительное изменение длины всех образцов не превысило 0,1 %, т.е. формально можно сделать вывод о стойкости данных материалов к щелочесиликатному взаимодействию. Однако данный вывод носит формальный характер, так как при работе с некоторыми образцами продукты щело-чесиликатного взаимодействия можно было наблюдать визуально. Кроме того, выдержка образцов в агрессивной щелочной среде при повышенной температуре привела к частичному разрушению пено-стекольного наполнителя. Максимальные разрушения были определены у образцов Неопорм и Баугран, имеющих иррегулярную ячеистую структуру. Было высказано предположение, что частичные разрушения пеностекольного наполнителя связаны с его щелочной коррозией раствором МаОИ при повышенных температурах (внешней коррозией), которое согласуется с выводами других работ. При этом, в связи с ячеистой структурой наполнителя, последствия щелочной коррозии не приведут к созданию избыточного давления
в бетоне, которое может привести к его разрушению, а только ухудшат его теплоизоляционные и прочностные свойства.
Ключевые слова: силикаты, пеностекло, гранулы, ячеистая структура, пеностеклобетон, щелочесиликатное взаимодействие, щелочная коррозия, разрушение, прочность.
D.V. Saulin, A.V. Rozhkova
Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation
INVESTIGATIONS OF THE ALCALI-SILICA REACTION BETWEEN FOAMED GLASS FILLERS AND CEMENT BINDER
Well-known that the concrete can be degraded due to external aggressive surrounding or due to alkali-silica reaction (ASR) between filler and cement's alkalis. The main aim of investigations has been related with ASR between foamed glass fillers and cement binder. Investigations have been made under RILEM TC106-2 and GOST8269.0-97 recommendations. For investigations have been used five types of foamed glass materials: Penokam, Neporm, Baugran, Izostek, Sinotech and expanded clay gravel. The density of lightweight concrete samples was a 300-800 kg/m3.
During investigation of the foamed glass structure has been determined that all samples of foamed glass materials have a different cell structure and different composition of surfaces (concentration of elements at the micro level), and these parameters has been variable for different places of samples.
During investigation has been determined that the relative change in length of samples did not exceed 0.1 %, i.e. it is possible to conclude about ASR inactivity of above fillers. However, this conclusion was a formal, because of ASR products could be observed visually. Moreover, samples exposure in aggressive alkaline conditions at high temperature has led to the partial destruction of foamed glass fillers. The maximum damage was detected for Neoporm and Baugran samples which have an irregular cell structure. It has been suggested that the partial destruction of foamed glass filler can be associated with alkaline corrosion in NaOH solution at high temperatures (external corrosion). This deduction is consistent with results of other studies. Thus, an alkaline corrosion did not result to the excessive pressure in concrete (which can lead to its destruction) due to the cellular structure of the filler, but could worsen its heat-insulation properties and its durability.
Keywords: silicates, foamed glass, granules, cell structure, concrete with foamed glass filler, ASR, alkaline corrosion, destruction, durability.
Хорошо известно, что бетон является одним из самых распространенных искусственных строительных материалов, который имеет широкий спектр свойств, позволяющих его использовать для различных целей. Одним из важнейших свойств бетона является его способность противостоять различным физическим и химическим воздействиям, что позволяет создавать конструкции, обладающие большой долговечностью.
В связи с тем, что бетон представляет собой композитный материал, состоящий из связующего и наполнителя, его свойства будут зависеть как от характеристик наполнителя, так и от характеристик связующего, поэтому при выборе бетона надо знать, где он будет применяться. Например, для достижения максимальной прочности бетон должен состоять из связующего и наполнителя, имеющих высокие прочностные характеристики, а для достижения бетоном хороших теплоизоляционных характеристик он должен содержать наполнитель с высокими теплоизоляционными свойствами. При наличии других эксплуатационных требований подбор состава бетона производится с использованием других критериев, однако, исходя из важнейшего свойства бетона - его долговечности, подбор наполнителя, связующего и добавок к нему должен производиться с учетом условий его эксплуатации. Например, в случае использования бетона в химической промышленности он может подвергаться агрессивному воздействию растворов кислот и щелочей, что может привести к коррозии бетона и к потере его эксплуатационных свойств.
Кроме коррозии бетона за счет внешнего воздействия (внешней коррозии), бетон может разрушаться за счет внутренней коррозии, связанной с протеканием щелочесиликатной реакции (ЩСР) между частицами наполнителя, содержащих оксид кремния, и щелочами цемента или активных добавок. Продуктом данной реакции является силикатный гель, накопление которого может привести к увеличению осмотического давления внутри затвердевшего бетона и, в свою очередь, к его растрескиванию. Согласно [1], основными путями борьбы с ЩСР в бетоне являются:
♦ использование низкощелочных цементных вяжущих;
♦ использование заполнителей, не содержащих реакционно-способного диоксида кремния;
♦ использование воздухововлекающих добавок, позволяющих создать микропористую структуру бетона, которая будет заполняться
образовавшимся гелем, и при этом внутреннее напряжение не превысит критическое.
Эффективность воздухововлекающих добавок вызывает достаточно много вопросов, так как теоретически после заполнения всей микропористой структуры бетона критическое внутреннее давление в бетоне все же может быть достигнуто. Другое дело, если образование геля будет происходить крайне медленно или образовавшийся гель, находящийся внутри бетона, будет высыхать или подвергаться карбонизации с образованием твердых веществ. Внутренние напряжения в бетоне также не будут достигнуты и в случае, если основное количество щелочи будет израсходовано в ходе твердения бетона, т.е. до набора им заданной прочности, например вследствие применения высокодисперсных минеральных добавок: микрокремнезема, пуццоланов, золы-уноса, молотого доменного шлака и т.п. [1].
Как известно, абсолютно инертных заполнителей бетона не существует, так как все заполнители в большей или меньшей степени реагируют с цементным камнем [2], однако к повреждениям бетона приводит ЩСР только при значительном количестве реакционно-активного БЮ2 и при высоком содержании щелочей (в пересчете на Ка20-эквивалент). Таким образом, несмотря на термодинамическую возможность процесса, последствия протекания ЩСР будут в основном определяться кинетикой процесса, которая в свою очередь зависит от большого количества параметров. Кроме того, при этом необходимо еще учитывать кинетику набора бетоном прочности, так как наибольший вред бетону будет нанесен ЩСР, проходящей уже после его твердения. По этим причинам, согласно СНиП 2.03.11-85 [3], в бетонах, содержащих потенциально реакционно-способный заполнитель, рекомендуется:
♦ применять минимальное количество цемента;
♦ изготавливать бетон на цементах, содержащих небольшое количество щелочей (не более 0,6 % мас. в пересчете на №20);
♦ использовать добавки к цементу, которые позволяют уменьшить количество щелочей в цементе;
♦ вводить гидрофобизирующие и газовыделяющие добавки;
♦ отказаться от введения в бетон в качестве добавок солей натрия или калия.
По мнению авторов [4-7], наиболее велик риск ЩСР при использовании легких бетонов с использованием пеностекольных наполнителей, содержащих до 70 % мас. диоксида кремния, однако состав и ха-
рактеристики структуры пеностекольных материалов, выпускаемых разными производителями, отличаются друг от друга. Для ускоренного определения возможности использования данных материалов в качестве наполнителей бетонов может использоваться методика, описанная в ГОСТ 8269.0-97 [8] и ШЬЕМ ТС 106-2 [9]. Данная методика основывается на одном и тот же методе определения активности наполнителя в ЩСР, и ее суть заключается в измерении относительного изменения длины бетонных образцов-балочек в ходе их выдержки в 1 М растворе КаОИ при температуре 80 °С. Если относительное изменение длины образца будет менее 0,1 %, то наполнитель считается нереакционно-способным по отношению к щелочам, а если образец превысит эту величину, то данный наполнитель считается реакционно-способным со щелочами, и возможность его использования в качестве заполнителей уже будет определяться испытанием образцов бетонов. Согласно ГОСТ 8269.0-97 [8], данные испытания заключаются в выдержке бетонных балочек в печи над водой при 38 °С в течение одного года с периодическим измерением их относительного удлинения. И даже если и в этом случае образцы наполнителей не будут удовлетворять условию, то окончательное решение о возможности применимости данных наполнителей в бетонах принимается только после специальных исследований с учетом условий эксплуатации сооружений и при проведении мероприятий, предупреждающих развитие коррозии бетона.
Необходимо отметить, что в случае создания легких бетонов с использованием ячеистых наполнителей влияние ЩСР на характеристики бетона будут отличаться от влияния монолитных наполнителей. Это связано с тем, что ячеистый силикатный наполнитель изменяет структуру бетона именно в тех местах, где наиболее вероятно протекание ЩСР, а так как ячеистый наполнитель содержит более 90 % пустот, в которых могут скапливаться продукты ЩСР, то ЩСР в таких бетонах может и не приводить к увеличению внутренних напряжений. Иным образом, использование ячеистых наполнителей эквивалентно использованию воздухововлекающих добавок, создающих микропористую структуру бетона, и в соответствии со СНиП 2.03.11-85 [3] рекомендуется для борьбы с ЩСР.
Так, в работе [6] автор исследовал ЩСР в бетонах с добавкой пе-ностекольного гравия марки «Неопорм». В ходе работы было обнаружено, что в области наличия зерен пеностекольного наполнителя активно протекает ЩСР, а продукты процесса различной морфологии накап-
ливаются в порах пеностекольного гравия. Однако при этом величина относительного удлинения образцов не превышала 0,1 %, что свидетельствовало об отсутствии процессов, приводящих к росту внутренних напряжений в бетоне, которые могут привести к его разрушению. При этом автор работы [6] отмечает, что в ходе процесса происходит разрушение структуры и обильное трещинообразование в стенках гранул наполнителя, что может негативно сказаться на прочности и теплопроводности бетона. На основании исследований автор приходит к выводу, что механизм щелочесиликатных взаимодействий в легких бетонах на пористых заполнителях отличается от механизма протекания щелоче-силикатных взаимодействий в тяжелых и мелкозернистых бетонах, и заключается в структурных преобразованиях аморфного кремнезема заполнителя в низкоосновные гидросиликаты кальция, сопровождаемых трещинообразованием в стенках гранулы и накоплением щелочных солей кремниевой кислоты внутри пор заполнителя без образования продуктов реакции на границе раздела фаз пористый заполнитель -цементный камень. Кроме того, автор [6] обнаружил, что степень разрушения гранулы ячеистого наполнителя напрямую зависит от концентрации щелочи, и на основании этого делает вывод, что степень проявления ЩСР в легком бетоне с использованием пеностекольного наполнителя находится в прямой зависимости от условий эксплуатации бетона и, в частности, от степени доступа щелочей из внешней среды, которая, в свою очередь, зависит от множества климатических и техногенных факторов, а также расположения материала в строительной конструкции. Таким образом, в данном случае уже следует говорить не о ЩСР, протекающей внутри бетонов за счет щелочей бетона, а о химическом растворении силикатного наполнителя за счет подвода щелочи извне, т.е. о стойкости наполнителя в щелочах. С термодинамической точки зрения процесс между щелочами и силикатами является возможным, но его скорость будет зависеть от большого количества параметров, одним из которых является концентрация активного реагента, т.е. щелочи. Кроме того, известно, что кристаллический материал является более стойким в агрессивных средах, поэтому кристаллизация силикатного наполнителя будет увеличивать его стойкость в щелочной среде [10, 11]. Таким образом, при применении бетона, содержащего силикатный наполнитель в неблагоприятных условиях эксплуатации, особенно в щелочных средах, необходимо принять меры, препятствующие подводу щелочей извне.
Факты разрушения зерен пеностекольного наполнителя и накопления продуктов взаимодействия в порах пеностекольного наполнителя были подтверждены в работе [7], посвященной изучению ЩСР пеносте-кольного гравия марки «Пеностек» в бетонах, полученных с использованием цемента, выпускаемого различными компаниями, в соответствии с рекомендациями методики ШЬЕМ [9]. В ходе исследований было обнаружено, что одновременно с процессом разрушения пеностекольного наполнителя величина относительного удлинения образцов бетонных образцов на всех типах исследованных цементов превышала величину 0,1 %, что не соответствует выводам работы [6], и, вероятно, может быть связано с различными характеристиками образцов, использующихся при проведении исследований и их структурой. Например, в работе [4] делается предположение, что протекание ЩСР в образцах бетонов с пеностекольным наполнителем без их расширения может быть связано с повышенной плотностью структуры материала, которая значительно затрудняет доступ щелочей к заполнителю и позволяет накапливаться гелю исключительно в поровом пространстве заполнителя. При менее плотной структуре большее количество геля проникает в поры цементного камня, и в дальнейшем создает в нем внутренние напряжения, что значительно увеличивает проявление ЩСР, связанное с увеличением размеров образцов.
Таким образом, на основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что в бетонах с содержанием пеностекольного наполнителя достаточно высока вероятность протекания процесса щелочесиликатно-го взаимодействия, особенно в щелочной среде, однако протекание данного процесса может быть скрытым, т.е. без создания в бетоне внутренних напряжений, которые могут привести к его разрушению. Однако, если в ходе процесса будет происходить разрушение ячеистой структуры наполнителя, то это негативно скажется на прочности и теплопроводности бетона.
В связи тем, что бетоны обычно изготавливаются по месту их использования и при их получении обычно используется местный цемент, интерес представляет изучение щелочесиликатного взаимодействие различных пеностекольных наполнителей с наиболее распространенным типом вяжущего для конкретного региона, которым для условий Пермского края является продукция ОАО «Горно-заводскцемент».
Результаты экспериментов и их обсуждение
В ходе экспериментов в качестве вяжущего использовался портландцемент ПЦ400, применяемый для производства легкого и тяжелого бетона, растворов, железобетонных изделий для крупнопанельного строительства жилья, промышленного строительства и монолитного бетонирования. В качестве наполнителей образцов бетонов использовались следующие пеностекольные материалы:
♦ насыпное пеностекло компании «Пенокам» г. Пермь, фракционного состава +3-5 мм;
♦ насыпное пеностекло «Неопорм» компании «СТЭС-Владимир», г. Владимир (рекламный образец 2007 г.), фракционных составов +4,5-7 мм и +7,5-10 мм;
♦ насыпное пеностекло компании «Баугран», г. Москва, фракционных составов +2,5-5 мм и +5-10 мм;
♦ дробленое плитное пеностекло «Изостек» компании «Каммет», г. Красноярск, фракционного состава +1,25-10,0 мм;
♦ дробленое плитное пеностекло компании «Sinotech Machinery Co.», Китай, фракционного состава +1,25-10,0 мм.
В качестве наполнителя бетона, необходимого для сравнения результатов исследований образцов материалов, использовался мелкий керамзитовый гравий (керамзитовый песок) фракционного состава +2,5-5 мм.
Образцы легкого бетона замешивались при расходе цемента в пределах от 150 до 590 кг/м наполнителя при соотношении вода/цемент в пределах от 0,34 до 0,39. Для исключения влияния возможного изменения характеристик вяжущего все образцы были изготовлены с использованием цемента одной партии. Размер образцов балочек составлял 300...330х40х40 мм, а их плотность находилась в пределах 300-800 кг/м3.
Исследования проводились с использованием рекомендаций, описанных в RILEM TC 106-2 и ГОСТ 8269.0-97. Суть методики определения ЩСР наполнителя бетона, описанной в данных документах, заключается в измерении относительного удлинения образцов бетонных балочек в течение 14 суток их выдерживания при повышенной температуре в 1 М растворе NaOH. При изменении их длины более чем на 0,1 % считается, что ЩСР наполнителей бетона имеет место. Измерение длины образцов балочек в ходе исследований производилось с помощью катетометра.
Рентгенофлуоресцентный элементный анализ образцов пеностекольных материалов, произведенный с помощью сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения S-3400N японской фирмы Hitachi с приставкой для микроанализа XFlash 4010 фирмы Bruker, показал, что все образцы содержат соединения кремния, натрия, кальция, магния, алюминия, углерода и кислорода, а также небольшое количество калия. Образец китайского пеностекла Sinotech также показал наличие в нем соединений бора. Минимальное количество кремния и максимальное количество натрия содержалось в образце Баугран (соотношение Si/Na = 2,77), а максимальное количество кремния и минимальное количество натрия - в образце Изостек (соотношение Si/Na = 4,45). Максимальное количество углерода было обнаружено в образце Sinotech, а минимальное - в образцах Баугран и Пенокам. Минимальное содержание кальция также было обнаружено у образца Баугран, а максимальное - у образца Sinotech.
Исследования ячеистой структуры показали, что все образцы пе-ностекольных материалов имеют разную ячеистую структуру. Микрофотографии ячеистой структуры образцов, снятые с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) с увеличением х100, представлены на рис. 1.
г д
Рис. 1. Ячеистая структура пеностекольных материалов, использованных в исследованиях: а — Пенокам; б — Неопорм; в — Баугран; г — Изостек; д — Sinotech
Как видно на микрофотографиях, наиболее гладкая структура поверхности внутри ячеек наблюдается у образцов Пенокам и 8то1ееИ при примерно одинаковом размере ячеек и толщине перегородок между ними. Поверхность ячеек образца Пенокам имеет некоторое количество «темных точек», похожих на «открытые» мелкие пузырьки, находящиеся в толще перегородок, или на отверстия в перегородках. Образец Изостек имеет несколько большие размеры ячеек и несколько большую толщину перегородок. При этом у образцов Изостек и 8то1ееИ, полученных из плитного пеностекла, перегородки между ячейками содержат небольшое количество мелких пузырьков, а «темные точки» на поверхности ячеек практически отсутствуют. Структура образцов Баугран и Неопорм значительно отличается от структуры образцов, описанных выше, своей иррегулярностью и особенностями структуры перегородок между ячейками. В заключение необходимо отметить, что характеристики структуры и состав поверхности (распределение элементов на микроуровне) у всех образцов пеностекольных материалов не являются стабильными и могут несколько отличаться для различных частей образцов, что, вероятно, может быть связано как со спецификой процессов вспенивания, так и с технологией производства пеностекольных материалов.
В ходе дальнейших исследований стойкости пеностекольных материалов к ЩСР из представленных материалов были изготовлены образцы бетонов. Для обеспечения возможности сравнения был изготовлен образец бетона с наполнителем из керамзита. Результаты исследований представлены на рис. 2.
Рис. 2. Результаты изменения размеров образцов при исследовании ЩСР
Как видно по представленным графикам, относительное изменение длины всех образцов не превысило 0,1 %, т.е. формально можно сделать вывод о стойкости данных материалов к щелочесиликатному взаимодействию.
Следует отметить, что данный вывод носит исключительно формальный характер, так как при работе с некоторыми образцами продукты щелочесиликатного взаимодействия можно было наблюдать визуально. Например, после первичной выдержки образца с пеностеклом Баугран в дистиллированной воде на поверхности образца явно наблюдались ге-леобразные наросты (рис. 3).
Рис. 3. Поверхность образца с пеностекольным гравием Баугран в ходе исследований
Кроме того, выдержка образцов в агрессивной щелочной среде при повышенной температуре привела к снижению их прочности, что выражалось в частичном разрушении гранул поверхностного слоя образцов в ходе манипуляций с ними (рис. 4), а некоторые образцы сломались и были исключены из дальнейших исследований. Наибольшему разрушению подверглись образцы, содержащие минимальное количество вяжущего, т.е. имеющих минимальную плотность. Прочность образцов бетона с керамзитовым наполнителем и структура керамзитового наполнителя в ходе исследований практически не изменилась.
В связи с тем, что прочность бетона зависит как от прочности связующего, так и от прочности наполнителя, по окончании работ было исследовано состояние пеностекольного наполнителя образцов, в ходе которых было обнаружено, что все образцы пеностекольного наполнителя в большей или меньшей степени подверглись разруше-
нию. Максимальные разрушения пеностекольного наполнителя были обнаружены у образцов с гранулированным пеностеклом Неопорм и Баугран, а минимальные - у образцов Пенокам, Изостек и 8то1есИ. При этом, например, если у образцов Неопорм наблюдались пеносте-кольные гранулы, которые полностью оторвались от слоя вяжущего, то, например, у более стойких материалов характер разрушений в основном был связан с внутренним разрывом (трещинами) пеностекольного наполнителя без его отрыва от слоя вяжущего (рис. 5).
а б
Рис. 4. Поверхность образца до исследований (а) и после исследований (б)
а б
Рис. 5. Разрушение структуры пеностекольного наполнителя в ходе исследований: а — гранула пеностекла Неопорм; б — гранула пеностекла Изостек
Если сопоставить полученные результаты о разрушении пеносте-кольных наполнителей с их структурой, представленной на рис. 1, то можно обнаружить, что минимальному разрушению подверглись об-
разцы, имеющие регулярную структуру с гладкой поверхностью внутри ячеек и максимальной толщиной перегородок между ними, а максимальному - образцы с иррегулярной структурой и тонкими перегородками. Таким образом, можно сделать предположение, что разрушения пеностекольного наполнителя в основном связаны с его щелочной коррозией, максимальные последствия которой будут заметны для материала, имеющего максимальную поверхность (максимальную шероховатость и иррегулярность структуры) и минимальную толщину перегородок между ячейками, а минимальные - для материала, имеющего минимальную поверхность внутри ячеек, максимальную толщину перегородок между ячейками и частично окристаллизованную структуру материала. При этом необходимо отметить, что в связи с ячеистой структурой наполнителя последствия его щелочной коррозии не должны привести к созданию избыточного осмотического давления в бетоне, которое может привести к его разрушению, а только ухудшат его теплоизоляционные и прочностные свойства.
Предположение о возможной щелочной коррозии пеностекольных наполнителей бетона в ходе исследований согласуется с выводами работы [6], в которой автор предлагает снизить степень деструкции пеносте-кольных наполнителей в бетоне путем принятия мер, ограничивающих доступ щелочей к пеностекольному наполнителю из внешней среды. Более детальное изучение щелочной коррозии различных пеностеколь-ных наполнителей, а также ее влияния на характеристики легких пено-стеклобетонов требуют проведения дополнительных исследований.
Выводы
1. В ходе исследования щелочесиликатного взаимодействия легковесных ячеистых наполнителей с цементными вяжущими с использованием рекомендаций ГОСТ и ШЬЕМ было обнаружено, что относительное изменение длины всех образцов пеностеклобетона не превысило критического значения 0,1 %. Таким образом, можно сделать формальный вывод о том, что пеностекольные наполнители могут применяться при получении легких бетонов.
2. Было обнаружено, что в некоторых образцах пеностеклобето-на протекает ЩСР, но это не приводит к увеличению их длины выше критического, т.е. даже в этом случае в процессе эксплуатации данных бетонов не будут создаваться внутренние напряжения, которые могут потенциально привести к их разрушению.
3. Было высказано предположение, что в связи с силикатной основой пеностекольных наполнителей в щелочной среде будет происходить их постепенное разрушение (щелочная коррозия), которая приведет к ухудшению теплоизоляционных и прочностных характеристик бетона. В соответствии с теоретическими закономерностями, литературными данными и результатами исследования, скорость щелочной коррозии будет зависеть как от ячеистой структуры наполнителя и характеристик пеностекла, так и от концентрации щелочи и возможности ее доступа к пеностекольному наполнителю. Следовательно, для пено-стеклобетона необходимо использовать пеностекольный наполнитель с равномерной структурой, имеющей гладкую поверхность ячеек и наиболее толстые перегородки между ними, и, чтобы структура пеностекла была частично окристаллизована. Также рекомендуется принимать меры, препятствующие доступу щелочей из внешней среды к пеностекольному наполнителю в ходе эксплуатации бетона.
Список литературы
1. Розенталь А.Н., Любарская Г.В. Коррозия бетона при взаимодействии щелочей с диоксидом кремния заполнителя // Бетон и железобетон. - 2012. - № 1. - С. 50-60.
2. Петрова Т.М., Сорвачева Ю.А. Внутренняя коррозия бетона как фактор снижения долговечности объектов транспортного строительства // Наука и транспорт. Транспортное строительство. - 2012. -№ 4. - С. 56-60.
3. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии: утв. Постановлением Госстроя СССР от 30.08.1985 г. № 137. -Введ. 1986-01-01. - М., 1986. - 97 с.
4. Попов М.Ю., Ваганов В.Е., Решетняк В.В. Исследования щелочной коррозии в легких бетонах с поризованными заполнителями на основе отходов стекольной промышленности // Стародубовские чтения. - Днепропетровск, 2013. - С. 255-260.
5. Маневич В.Е., Субботин Р.К. Проблемы взаимодействия силикатных наполнителей с цементом // Техника и технология силикатов. -2012. - Т. 20, № 2. - С. 2-7.
6. Попов М.Ю. Легкий бетон на основе гранулированного пеностекла: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Иван. гос. политехн. ун-т. -Иваново, 2015. - 20 с.
7. Alkali-silica reactivity of foam glass granules in structure of lightweight concrete / G. Bumanis, D. Bajare, J. Locs, A. Korjakins // Construction and Building Materials. - 2013. - Vol. 47. - P. 274-281.
8. ГОСТ 8269.0-1997. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. - Введ. с 1998-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 109 с.
9. RILEM TC 106-2. Detection of potential alkali-reactivity of aggregates. The ultra-accelerated mortar-bar test // Materials and Structures/Materiaux et Constructions. - 2000. - Vol. 33. - P. 283-293.
10. Пузанов С.И. Особенности использования материалов на основе стеклобоя как заполнителей портландцементного бетона // Строительные материалы. - 2007. - № 7. - С. 12-14.
11. Душкина М.А. Оценка устойчивости пеностекольных материалов к действию агрессивных жидкостей // Современные техника и технологии: сб. тр. XIX Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молодых ученых: в 3 т. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2013. - Т. 2. - С. 48-49.
References
1. Rozental' A.N., Liubarskaia G.V. Korroziia betona pri vzaimodeist-vii shchelochei s dioksidom kremniia zapolnitelia [Concrete corrosion due to reactiong of alkalis with the silicium dioxide of filler]. Beton i zhele-zobeton, 2012, no. 1, pp. 50-60.
2. Petrova T.M., Sorvacheva Iu.A. Vnutrenniaia korroziia betona kak faktor snizheniia dolgovechnosti ob"ektov transportnogo stroitel'stva [Internal corrosion of concrete as a factor in reducing of the longevity of a transport construction objects]. Nauka i transport. Transportnoe stroitel'stvo,
2012, no. 4, pp. 56-60.
3. Zashchita stroitel'nykh konstruktsii ot korrozii. SNiP 2.03.11-85. [Protection of building structures against corrosion]. utv. Postanovleniem Gosstroja SSSR ot 30.08.1985 g. N137., Vved. 1986-01-01, Moscow, CITP, 1986, 97 p.
4. Popov M. Iu., Vaganov V. E., Reshetniak V.V. Issledovaniia shchelochnoi korrozii v legkikh betonakh s porizovannymi zapolniteliami na osnove otkhodov stekol'noi promyshlennosti [Investigations of alkaline corrosion in lightweight concrete with porous aggregates at base of the basis of the glass industry wastes]. Starodubovskie chteniia, Dnepropetrovsk,
2013, pp. 255-260.
5. Manevich V.E., Subbotin R.K. Problemy vzaimodeistviia silikatnykh napolnitelei s tsementom [Problems of interacions between silicate filler and cement]. Tekhnika i tekhnologiia silikatov, 2012, vol. 20, no. 2, pp. 2-7.
6. Popov M.Iu. Legkii beton na osnove granulirovannogo penostekla [Lightweight concrete based on granulated foamed glass]. Abstract of Ph.D thesis. Ivanovo: Ivanovskii gosudarstvennyi politekhnicheskii universitet, 2015, 20 p.
7. Bumanis G., Bajare D., Locs J., Korjakins A. Alkali-silica reactivity of foam glass granules in structure of lightweight concrete. Construction and Building Materials, 2013, vol. 47, pp. 274-281.
8. Shcheben' i gravii iz plotnykh gornykh porod i otkhodov promyshlen-nogo proizvodstva dlia stroitel'nykh rabot. Metody fiziko-mekhanicheskikh is-pytanii. GOST 8269.0-1997 [Gravel and rubble from solid rocks and industrial waste products for construction. Methods of physical and mechanical tests]. Vved. s 1998-07-01, Moscow, Izd-vo standartov, 1998, 109 p.
9. RILEM TC 106-2 Detection of potential alkali-reactivity of aggregates. The ultra-accelerated mortar-bar test. Materials and Structures/Mate -riaux et Constructions., 2000, vol. 33, pp. 283-293.
10. Puzanov S.I. Osobennosti ispol'zovaniia materialov na osnove stek-loboia kak zapolnitelei portlandtsementnogo betona [Features of using of cul-let based materials as a fillers of portland cement concrete]. Stroitel'nye mate-rialy, 2007, no. 7, pp. 12-14.
11. Dushkina M.A. Otsenka ustoichivosti penostekol'nykh materialov k deistviiu agressivnykh zhidkostei [Estimation of foamed glass materials stability during aggressive liquids influence]. Sovremennye tekhnika i tekhnologii: sbornik trudov XIX Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii stu-dentov, aspirantov i molodykh uchenykh. Tomsk, Tomskii politekhnicheskii universitet, 2013, vol. 2, pp. 48-49.
Получено 10.02.2017
Об авторах
Саулин Дмитрий Владимирович (Пермь, Россия) - кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: [email protected]).
Рожкова Анастасия Вячеславовна (Пермь, Россия) - магистрант кафедры химических технологий Пермского национального ис-
следовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: [email protected]).
About the authors
Dmitry V. Saulin (Perm, Russian Federation) - Ph.D of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Chemical Technologies, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990, Russian Federation; e-mail: [email protected]).
Anastasia V. Rozhkova (Perm, Russian Federation) - Undergraduate Student, Department of Chemical Technologies, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990, Russian Federation; e-mail: [email protected]).
