УДК 691.3

РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ В ПОВЫШЕНИИ МОРОЗОСТОЙКОСТИ ДЕКОРАТИВНО-ОТДЕЛОЧНЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Суздальцев Олег Владимирович1, Мороз Марина Николаевна2, Белякова Елена Александровна3, Белякова Варвара Сергеевна4
1ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, инженер
2ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, к.т.н.
3ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, к.т.н.
4ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
В статье приводятся результаты оценки морозостойкости самоуплотняющегося, сверхвысокопрочного цветного порошково-активированного песчаного бетона прочностью 140-150 МПа с учетом водопоглощения и плотности бетона.

Ключевые слова: водопоглощение, декоративно-отделочные бетоны, морозостойкость, самоуплотняющиеся высокопрочные бетоны, суперпластификатор


THE ROLE AND IMPORTANCE OF DENSITY AND WATER ABSORPTION IN INCREASING FROST RESISTANCE OF ARCHITECTURAL AND DECORATIVE HIGH STRENGTH CONCRETES OF NEW GENERATION

Suzdaltsev Oleg Vladimirovich1, Moroz Marina Nikolaevna2, Belyakovа Elena Aleksandrovna3, Belyakova Varvara Sergeevna4
1Penza State University of Architecture and Construction, engineer
2Penza State University of Architecture and Construction, сandidate of technical sciences
3Penza State University of Architecture and Construction, candidate of technical sciences
4Penza State University of Architecture and Construction, student

Abstract
The article presents the results of the evaluation of frost resistance self-compacting ultra high strength colored powder-activated sand concrete with strength 140-150 MPa taking into account the water absorption and density of concrete.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Суздальцев О.В., Мороз М.Н., Белякова Е.А., Белякова В.С. Роль и значение плотности и водопоглощения в повышении морозостойкости декоративно-отделочных высокопрочных бетонов нового поколения // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/46700 (дата обращения: 02.06.2017).

На кафедре “Технология строительных материалов и деревообработка” Пензенского государственного университета архитектуры и строительства проводятся исследования по созданию реакционно-порошковых бетонов нового поколения [1-14]. В литературе мы не обнаружили работ по изучению морозостойкости реакционно-порошковых бетонов. Поэтому целью наших исследований является изучение и возможность существенного повышения морозостойкости окрашенных песчаных бетонов нового поколения на основе отходов камнедробления горных пород без воздухововлекающих добавок. Обзор отечественных и зарубежных источников литературы не позволил выявить результатов исследований прочности и морозостойкости архитектурно-декоративных порошково-активированных песчаных сверхвысокопрочных бетонов (АДБ), в том числе окрашенных. Поэтому нами осуществлены эксперименты по изучению морозостойкости окрашенного порошково-активированного бетона. Для проведения эксперимента была изготовлена серия образцов-кубов с размером ребра 100 мм. Состав бетона представлен белым цементом и известняковым дисперсным наполнителем, тонким известняковым песком фракции 0,16-0,63 мм и известняковым песком-заполнителем фракции 0,16-0,63 мм. Все компоненты получены из отходов камнедробления. Известняк фракции 0-5 мм. Дробимость известняка составляла Д1000. Для окрашивания бетона использовался железнокислый пигмент в количестве 5% от массы цемента. Использовали гиперпластификатор Melflux 5581 F. В/Т = 0,087. Бетонная смесь была самоуплотняющейся с расплывом конуса 32,8 см. Объемное содержание водно-дисперсной суспензии Vвд составляло 56%, содержание водно-дисперсно-тонкозернистой – 82% (при условном распределении всей воды затворения на каждую суспензию), содержание песка-заполнителя всего 18%.

Прочность на сжатие через 1 сутки испытания 88 МПа, прочность на изгиб – 12 МПа; через 28 суток прочность на сжатие – 144 МПа, а прочность на изгиб – 19,7 МПа, плотность – ρвл (1 сут) = 2454 кг/м3.

Определение морозостойкости проводили согласно ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости» по 3 ускоренной методике при насыщении образцов 5%-ым водным раствором хлорида натрия. Испытания осуществляли в независимой лаборатории производственного предприятия ООО «ПУС» (г. Пенза) в морозильной камере отечественного производства типа КТХ-14 при температуре -50°С по режиму: 8 часов замораживания ‒16 часов оттаивания.

Результаты эксперимента показывают, что после 1000 циклов «замораживания-оттаивания», вопреки ожиданиям, наблюдается прирост массы образцов без видимых деструктивных изменений. А это должно гарантировать прирост прочности. В этой связи было необходимым доказать отсутствие деструктивных процессов и изменение прочности. Нормированный предел прочности на сжатие исследуемого бетона после 28 суток твердения в нормально-влажностных условиях составлял 144 МПа, а к моменту окончания испытания на морозостойкость, контрольные образцы, хранившиеся в солевом растворе, имели прочность 154 МПа. После 1000 циклов замораживания-оттаивания прочность образцов бетона повысилась до 162 МПа, т.е. прирост прочности составил 5,5 %! Это подтверждает то, что конструктивные процессы структурообразования в высокоплотных, сверхвысокопрочных бетонах, бесспорно, продолжаются и в жестких условиях эксплуатации не только под воздействием расширения малого количества поглощенной воды при переходе ее в лед, но и в результате расшатывания структуры материала при знакопеременном температурном расширении-сжатии компонентов бетона с различными коэффициентами температурного расширения (3 гипотеза разрушения материала от мороза). Закономерно и то, что в таком бетоне имеется достаточное количество резервных пор без использования воздухововлекающих добавок, обязательно рекомендуемых к применению стандартами всех стран для дорожных бетонов старого поколения. В бетонах это количество пор может быть небольшим, но вполне достаточным для размещения выдавливаемой в них воды в количестве 10% от всей поглощенной воды. А водопоглощение разработанных бетонов чрезвычайно малое – 0,8-1,5% от массы, т.е. в 4-6 раз меньше, чем в бетонах старого поколения. Температурных напряжений и расшатывания структуры практически быть не должно, т.к. использована одна и та же горная порода для получения муки, тонкого песка и песка заполнителя. Таким образом, почти все компоненты различного размерного уровня имеют одинаковый коэффициент теплопроводности, за исключением цемента. А это дает основания утверждать, что морозостойкие бетоны являются также термостойкими, изготовленными преимущественно из одинаковых по природе компонентов.

Для разработанных архитектурно-декоративных порошково-активированных песчаных бетонов характерны не только рекордные показатели прочности и морозостойкости, но необычная картина разрушения образцов. Отмечается, что при нагрузке на кубический образец с ребром 100 мм, равной 162 т (рисунок), зафиксированной дисплеем пресса марки «Technotest KD 300/R серии 3363» производства Италии, происходит «взрывное» разрушение образца, с образованием большого количества пыли и разлетающихся осколков бетона.

Рисунок

Это свидетельствует о хрупкости бетона. Для архитектурно-декоративных бетонов сверхвысокая прочность не является основным критерием. Важна высокая средовая трещиностойкость от усадочных деформаций. А усадка исследуемого бетона чрезвычайно низкая – 0,3 мм/м. Что касается высокой хрупкости бетона, которую часто оценивают по отношению прочности на сжатие Rсж к прочности на осевое растяжение или к прочности на растяжение при изгибе Rи, то Rсж /Rи = 7. У бетона с Rсж = 50 МПа это отношение тоже АДБ 5% пигмента мы можем получить белые высокопрочные бетоны с аналогичной прочностью без микрокремнезема и тогда «восторжествует» технология порошковой активации мелкозернистых бетонов, в котором почти компоненты получены из огромных залежей отходов, которые «лежат на земле».

Работа выполнена при поддержке Стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики на 2013-2015 годы (СП-4621.2013.1) (Суздальцев О.В.).


Библиографический список
  1. Калашников В.И., Ерофеев В.Т., Мороз М.Н., Троянов И.Ю., Володин В.М., Суздальцев О.В. Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов. Строительные материалы.  2014.  № 5.  С. 88-91.
  2. Мороз М.Н., Калашников В.И., Суздальцев О.В., Янин В.С. Высокопрочные декоративно-отделочные поверхностно-гидрофобизированные бетоны. Региональная архитектура и строительство. 2014.  № 1.  С. 18-23.
  3. Калашников В.И., Тараканов О.В., Белякова Е.А., Мороз М.Н. Новые направления использования зол ТЭЦ в порошково-активированных бетонах нового поколения. Региональная архитектура и строительство. 2013.  № 3.  С. 22-27.
  4. Калашников В.И. Промышленность нерудных строительных материалов и будущее бетонов. Строительные материалы.  2008.  № 3.  С. 20-23.
  5. Калашников В.И., Ананьев С.В. Высокопрочные и особовысокопрочные бетоны с дисперсным армированием. Строительные материалы.  2009.  № 6.  С. 59-61.
  6. Калашников В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. Ч. 3. От высокопрочных и особовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего. Технологии бетонов.  2008.  № 1. С. 22.
  7. Калашников В.И. Основные принципы создания высокопрочных и особовысокопрочных бетонов. Популярное бетоноведение.  2008. № 3. С. 102.
  8. Калашников В.И., Тараканов О.В., Кузнецов Ю.С., Володин В.М., Белякова Е.А. Бетоны нового поколения на основе сухих тонкозернисто-порошковых смесей. Инженерно-строительный журнал. 2012.  № 8 (34).  С. 47-53.
  9. Калашников В.И. Как превратить бетоны старого поколения в высокоэффективные бетоны нового поколения. Бетон и железобетон.  2012.  № 1. С. 82.
  10. Калашников В.И. Что такое порошково-активированный бетон нового поколения. Строительные материалы.  2012.  № 10.  С. 70-71.
  11. Калашников В.И., Борисов А.А., Поляков Л.Г., Крапчин В.Ю., Горбунова В.С. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах. Строительные материалы.  2000.  № 7.  С. 12-13.
  12. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов. автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Воронеж, 1996.
  13. Калашников В.И. Расчет составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов. Строительные материалы.  2008.  № 10.  С. 4-6.
  14. Калашников В.И., Белякова Е.А., Тараканов О.В., Москвин Р.Н. Высокоэкономичный композиционный цемент с использованием золы-уноса.  Региональная архитектура и строительство. 2014.  № 1.  С. 24-29.


Все статьи автора «Мороз Марина Николаевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: