CC BY
70УДК 691
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ БЕТОНЫ С МИНЕРАЛЬНЫМИ ДОБАВКАМИ
Лыткина Евгения Владимировна.
Россия, г. Новосибирск, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет» (Сибстрин), канд. техн. наук, доцент кафедры cтроительных материалов, стандартизации и сертификации, ipc@sibstrin.ru.
Шипулин Антон Сергеевич.
Россия, г. Новосибирск, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет» (Сибстрин), магистрант кафедры cтроительных материалов, стандартизации и сертификации, ipc@sibstrin.ru.
Аннотация. Рассматриваются результаты исследований получения высокопрочных бетонов с микрокремнеземом на местном сырье (Новосибирская область).
Ключевые слова: тяжелые бетоны, высокопрочные бетоны, минеральные добавки, микрокремнезем.
HIGH STRENGTH CONCRETE WITH MINERAL ADDITIVES
Lytkina Evgeniya Vladimirovna.
Russia, Novosibirsk, FSBEI of HE Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering (Sibstrin), PhD, Associate Professor of Building Materials, Standardization and Certification Department, ipc@sibstrin.ru
Shipulin Anton Sergeevich.
Russia,Novosibirsk, FSBEI HE Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering (Sibstrin), Master Degree student of Building Materials, Standardization and Certification Department, ipc@sibstrin.ru
Abstract: the studies' results on the production of high-strength concrete with silica fume on local raw materials (Novosibirsk region) are considered in the article.
Key words: heavy concrete, high-strength concrete, mineral additives, silica fume.
На практике же более широкое применение получили высокопрочные бетоны с прочностью 50-80 МПа. Для достижения высокой прочности бетонов необходимо соблюдать следующие условия, чтобы создать особо плотную, прочную и монолитную структуру бетона:
- применением высокопрочных цементов и заполнителей;
- предельно низким водоцементным отношением;
- высоким предельно допустимым расходом цемента;
- применением гиперпластификаторов и комплексных добавок, способствующих получению плотной структуры бетона;
- особо тщательным перемешиванием и уплотнением бетонной смеси,
- созданием наиболее благоприятных условий твердения бетона.
Эти условия вытекают из физических основ структурообразования бетона Г11.
Достижение высокой прочности тяжелого бетона на высокопрочных заполнителях возможно повышением плотности и прочности цементного камня (когезионный фактор) и прочности контактной зоны (адгезионный фактор). Основным направлением достижения высокой прочности бетона является обеспечение предельно низких водоцементных значений при достаточно высокой степени гидратации цемента и необходимом уплотнении бетонной смеси. При низких значениях В/Ц положительно влияет на прочность бетона достижение оптимального соотношения между содержанием щебня и растворной составляющей Г21.
С середины 70-х годов 20 века начинается масштабное производство бетонов с добавкой микрокремнезаема. Из микрокремнеземистых добавок наиболее эффективными оказались отходы производства кристаллического кремния и ферросилиция Г21.
Данная работа была проведена с целью разработки составов высокопрочного тяжелого бетона для монолитного бетонирования на местном сырье. Компоненты бетонно смеси: цемент - Топкинский ПЦ 500 Д0; песок -карьер Марусино с Мкр= 1,8; щебень - каменный карьер пос. Горный, диабаз фракции 5-20, добавка - ГиперПласт 120 компании «ССТ»; микрокремнезем (МК) - МКУ-85.
Методы и методика испытаний. Укладку бетонной смеси в формы и ее уплотнение проводили не позднее чем через 20 мин после отбора пробы Г31.
Условия твердения контрольных образцов: после изготовления до распалубливания контрольные образцы твердели в течение 24 ч в формах, покрытых влажной тканью, исключающим испарение из них влаги, в помещении с температурой воздуха (20±5) °С. После распалубливания до испытаний контрольные образцы твердели в нормальных условиях при температуре (20±3) °С, относительной влажности воздуха (95±5) %.
Прочность на сжатие высокопрочного бетона по контрольным образцам определяли в соответствии с ГОСТ 10180.
По заданным составам проведены промышленные испытания на предприятии. Результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты испытаний образцов высокопрочного бетона
№ Состав компонентов на 1м3 бетонной В\Ц Подвижность Плотность, Прочность
п/п смеси, кг через минут, г/см3 на сутки,
см УИа
цемент песок щебень МК вода добавка 10 120 7 28
1 550 600 1250 16,5 191 5,5 0,35 23 11 2517 56,2 56,2
2 550 600 1250 27,5 197 5,5 0,36 22 11 2524 59,3 69,3
3 550 576 1200 44,0 187 6,6 0,34 25 24 2489 63,3 70,3
Увеличение введения МК и суперпластификатора в состав бетонной смеси обусловлено особыми свойствами этих материалов, например, таким, как способность улучшать микроструктуру цементного камня, особенно в контактной зоне с заполнителями. Это приводит к повышению прочности бетона. Введение в бетоны МК оказывается эффективным с комплексной добавкой суперпластификатора.
Модификатор-суперпластификатор позволяет увеличить прочность бетона за счет увеличения степени гидратации вяжущего, уменьшения пористости бетона. На увеличение прочности бетона с микрокремнеземсодержащими модификаторами положительно влияет сокращение водоотделения, усиление адгезионного взаимодействия цементного камня и заполнителей.
Высокопрочные бетоны, получаемые при низких В/Ц и, соответственно, обеспечивающие низкую пористость бетона, имеют высокую морозостойкость. Применение комплексных модификаторов, включающих суперпластификатор и микрокремнеземистую добавку, позволяет достичь морозостойкости бетона F600-F700 и выше. Дополнительный эффект можно достичь введением в состав модификатора воздухововлекающих ПАВ [2,4].
Библиографический список:
1. Баженов Ю.М. Технология бетонов. - М.: АСВ, 2003. - 499с.
2. Мещерин В., Высокопрочные и сверхпрочные бетоны: технологии производства и сферы применения // Бетоны. СтройПРОФИль. - 2008. - № 8(70). - С. 32-35.
3. ГОСТ 31914-2012. Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества. Утвержден и введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 2001 -ст. Дата введения 2014-01-01. - URL: http://docs.cntd.ru/document/1200102204 (дата обращения 30.01.2020). - Текст электронный.
4. Изотов В.С., Соколова Ю.А. Химические добавки для модификации бетона: монография. - М: Палеотип, 2006. - 244с.
