Федюк Р.С.

УДК 691.33

ФЕДЮК РОМАН СЕРГЕЕВИЧ, cт. преподаватель,

roman44@yandex.ru

Дальневосточный федеральный университет,

690000, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, 20

ПОВЫШЕНИЕ НЕПРОНИЦАЕМОСТИ ФИБРОБЕТОНОВ НА КОМПОЗИЦИОННОМ ВЯЖУЩЕМ

Разработано композиционное вяжущее, полученное путем совместного помола цемента (55 %), золы кислого состава (40 %) и известняка (5 %) до удельной поверхности 550 кг/м2, активностью 77,3 МПа. Установлено, что совместное влияние механохимической активации способствует увеличению пуццолановой активности кислых зол, оказывает каталитическое действие на реакционную активность поверхности золы и песка. Выявлено, что добавки золы-уноса и отходов дробления известняка в композиционное вяжущее при всех дозировках снижают водо- и газопроницаемость бетонов. Разработан состав фибробетона на композиционном вяжущем. При 1,6%-м армировании стальной анкерной фиброй по объему удается получить максимальные физико-механические показатели (Rсж = 100,9 МПа). Выявлено, что разработанный бетон обеспечивает эффективный коэффициент диффузии D, это позволяет применять его в сооружениях, контактирующих с сильно агрессивными средами, например в подземных инженерных сооружениях. Достаточно низкое водопоглощение материала и низкие значения паропроницаемости 0,021 мг/(м·ч·Па) объясняются особенностями строения порового пространства цементного камня.

Ключевые слова: цементный камень; композиционное вяжущее; нанодисперсная добавка; непроницаемость; пористость.

Библиографический список

  1. Алексашин, С.В. Повышение морозостойкости и водонепроницаемости мелкозернистых бетонов для речных гидросооружений : дис. … канд. техн. наук. – М. : МГСУ, 2014. – 114 с.
  2. Кучеренко, А.А. Порошковая технология бетона. Ч. 2 / А.А. Кучеренко // Технологии бетонов. – 2009. – № 1. – С. 58–60.
  3. Чернышов, Е.М. Структурная неоднородность строительных композитов: вопросы материаловедческого обобщения и развития теории. Ч. 2 / Е.М. Чернышов // Российская академия архитектуры и строительных наук. Вестник отделения строительных наук. Вып. 15. – Москва; Орел; Курск, 2011. – С. 223–239.
  4. Образцов, И.В. Оптимизация зерновых составов цементно-минеральных смесей для производства строительных композитов методами компьютерного моделирования : дис. … канд. техн. наук. – Тверь : ТГТУ, 2014. – 131 с.
  5. Миляев, И.В. Оптимизация свойств модифицированного цементного камня / И.В. Миляев // Научный вестник ВГАСУ. – 2009. – № 5. – С. 102–104.
  6. Effect of Composition on Basic Creep of Concrete and Cement Paste / Laurent P. Granger, Zdenek P. Bažant, Fellow, ASCE. // Journal Of Engineering Mechanics. – 1995. – November. – Р. 1261–1270.
  7. Шумков, А.И. Формирование и оптимизация макроструктуры тяжелого бетона / А.И. Шумков // Технологии бетонов. – 2008. – № 7. – С. 52–53.
  8. Хархардин, А.Н. Модели потенциалов и сил / А.Н. Хархардин // Известия вузов. – 2011. – № 2. – С. 117–126.
  9. Хархардин, А.Н. Структурная топология дисперсных систем взаимодействующих микро- и наночастиц / А.Н. Хархардин // Известия вузов. – 2011. – № 5. – С. 119–125.
  10. Хархардин, А.Н. Тяжелый бетон с плотным структурным каркасом заполнителя / А.Н. Хархардин, А.И. Топчиев // Известия вузов. Строительство. – 2001. – № 4. – С. 54.
  11. Shurcliff, W.A. Super solar houses – Saunders’s 100% solar, low-cost designs / W.A. Shurcliff. – Brick House Publishing Company, 1983. – 118 p.
  12. Фаликман, В.Р. Наноматериалы и нанотехнологии в современных бетонах / В.Р. Фаликман // ALITInform. – СПб. – 2011. – № 5–6 (22). – С. 34–48.
  13. Богусевич, В.А. Мелкозернистый бетон на основе техногенных песков КМА для зимнего бетонирования : дис. … канд. техн. наук. – Белгород : БГТУ им. В.Г. Шухова, 2014. – 172 с.
  14. Зависимость механизма структурообразования от химического состава как ключевого фактора вяжущей системы / Н.И. Кожухова, А.И. Бондаренко, М.И. Кожухова, В.В. Строкова // Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика : материалы Международной научно-практической конференции. – Улан-Удэ : Изд-во ВСГУТУ, 2012. – С. 162–164.
  15. Королев, С.А. О новом подходе в математическом прогнозировании водонепроницаемости цементных композитов / С.А. Королев // Вестник ЮУрГУ. – 2008. – № 25. – С. 31–36.
  16. Beтеxтин, В.И. Концентрация микропор в цементном камне и их распределение по размерам / В.И. Beтеxтин, А.Н. Бахтибаев, Е.А. Егоров // Цемент. – 1989. – № 1. – С. 8–10.
  17. Теоретические аспекты, экспериментальные исследования и эффективность использования высокопрочных бетонов для мостовых конструкций / Г.Д. Ляхевич, С.А. Звонник, Г.А. Ляхевич, А.Б.А. Альаззави // Наука и техника. – 2014. – № 5. – С. 48–54.
  18. Власов, В.К. Механизм повышения прочности бетона при введении микронаполнителя / В.К. Власов // Бетон и железобетон. – 1988. – № 10. – C. 9–11.
  19. Красный, И.М. О механизме повышения прочности бетона при введении микронаполнителей / И.М. Красный // Бетон и железобетон. – 1987. – № 5. – С. 10–11.

______________________________

ROMAN S. FEDIUK, Senior Lecturer,

roman44@yandex.ru

Far Eastern Federal University

8, Sukhanova Str., 690000, Vladivostok, Russia

PERMEABILITY IMPROVEMENT OF FIBER-REINFORCED CONCRETEBASED ON COMPOSITE BINDER

The paper presents a composite binder obtained by co-grinding of cement (55 %), ash acid composition (40 %) and limestone (5 %) having the specific surface area of 550 kg/m2 and 77,3 MPa activity. It is shown that the combined influence of mechanical activation increases the pozzolanic activity of acidic ash and has a catalytic effect on the surface activity of ash and sand. The addition of fly ash and crushing limestone waste into the composite binder decreases water and gas permeability of concrete. The composition of fiber-reinforced concrete based on a composite binder is suggested herein. 1,6 % steel reinforcement with hooked end fiber, the maximum mechanical-and-physical properties can be obtained (100,9 MPa). The obtained concrete provides an effective diffusion coefficient allowing its use in buildings contacting with highly aggressive environments, such as underground engineering structures. Rather a low water absorption of material and low water vapor permeability can be explained by the porous structure of the cement brick.

Keywords: cement brick; composite binder; nanodispersed additive; impenetrability; porosity.

References

  1. Aleksashin S.V. Povyshenie morozostoikosti i vodonepronitsaemosti melkozernistykh betonov dlya rechnykh gidrosooruzhenii : dis. … kand. tekhn. Nauk [Improvement of frost resistance and water permeability of fine-grain concretes for hydraulic structures. PhD Thesis]. Moscow : MGSU Publ., 2014. 114 р. (rus)
  2. Kucherenko A.A. Poroshkovaya tehnologija betona. Chast' 2 [Powder concrete technology. Pt. 2]. Tehnologii betonov. 2009. No. 1. Рр. 58–60. (rus)
  3. Chernyshov E.M. Strukturnaja neodnorodnost' stroitel'nyh kompozitov: voprosy materialovedcheskogo obobshhenija i razvitija teorii (chast' 2) [Structural inhomogeniety of construction composites: problems of material science theory generalization]. Vestnik otdeleniya stroitel'nykh nauk RAASN. Moskva-Orel-Kursk, 2011. V. 15. Pp. 223–239. (rus)
  4. Obraztzov I.V. Optimizatsiya zernovykh sostavov tsementno-mineral'nykh smesei dlya proizvodstva stroitel'nykh kompozitov metodami komp'yuternogo modelirovaniya : dis. … kand. tekhn. nauk [Optimization of grain composition of cement-mineral mixes for construction composite production using computer simulation. PhD Thesis]. Tver' : TSTU Publ., 2014. 131 p. (rus)
  5. Milyaev I.V. Optimizatsiya svoistv modifitsirovannogo tsementnogo kamnya [Optimization of modified cement brick properties]. Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. 2009. No. 5. Pp. 102–104. (rus)
  6. Granger L.P., Bažant Z.P. Effect of composition on basic creep of concrete and cement paste. Journal of Engineering Mechanics. November 1995. Pp. 1261–1270.
  7. Shumkov A.I. Formirovanie i optimizacija makrostruktury tjazhelogo betona [Formation and optimization of makrostructure of heavy concrete]. Tehnologii betonov. 2008. No. 7. Pp. 52–53. (rus)
  8. Harhardin A.N. Modeli potencialov i sil [Potential and force models]. News of Higher Educational Institutions. 2011. No. 2. Pp. 117–126. (rus)
  9. Harhardin A.N. Strukturnaya topologiya dispersnykh sistem vzaimodeistvuyushchikh mikro- i nanochastits [Structural topology of dispersion systems of micro- and nanoparticle interaction]. News of Higher Educational Institutions. 2011. No. 5. Pp.119–125. (rus)
  10. Harhardin A.N. Topchiev A.I. Tyazhelyi beton s plotnym strukturnym karkasom zapolnitelya [Heavy concrete with dense strcutural frame ]. News of Higher Educational Institutions.Construction. 2001. No. 4. P. 54. (rus)
  11. Shurcliff William A. Super solar houses – Saunders’s 100 % solar, low-cost designs. Brick House Publishing Company. 1983. 118 p.
  12. Falikman V.R. Nanomaterialy i nanotehnologii v sovremennyh betonah [nanomaterials and nanotechnologies in modern concretes]. St-Petersburg : ALITInform, 2011. No. 5–6. Pp.34–48. (rus)
  13. Bogusevich V.A. Melkozernistyi beton na osnove tekhnogennykh peskov KMA dlya zimnego betonirovaniya : dis. … kand. tekhn. nauk [Fine concrete based on man-made sands for cold-weather concreting. PhD Thesis]. Belgorod : BSTU Publ., 2014. 172 p. (rus)
  14. Kozhuhova N.I., Bondarenko A.I., Kozhuhova M.I., Strokova V.V. Zavisimost' mehanizma strukturoobrazovanija ot himicheskogo sostava kak kljuchevogo faktora vjazhushhej sistemy [Structure formation depending on chemical composition]. Proc. Int. Sci. Conf. ’The building complex of Russia. Science. Education. Practice’. Ulan-Ude : ESSUTM Publ., 2012. Pp. 162–164. (rus)
  15. Korolev S.A. O novom podhode v matematicheskom prognozirovanii vodonepronicaemosti cementnyh kompozitov [New approach to methematical forecast of water premeability of cement composites]. Bulletin of the South Ural State University. 2008. No. 25. Pp. 31–36. (rus)
  16. Vetehtin V.I. Bahtibaev A.N., Egorov E.A. Koncentracija mikropor v cementnom kamne i ih raspredelenie po razmeram [Micropore concentration in concrete and its size deistribution]. Tsement. 1989. No. 1. Pp. 8–10. (rus)
  17. Ljahevich G.D. S Zvonnik.A., Ljahevich G.A., Al'azzavi A.B.A. Teoreticheskie aspekty, eksperimental'nye issle-dovaniya i effektivnost' ispol'zovaniya vysokoprochnykh betonov dlya mostovykh konstruktsii [Theoretical aspects and experimental research of efficient use of high-strength concretes for brisge structures]. Science & Technology. 2014. No. 5. Pp. 48–54. (rus)
  18. Vlasov V.K. Mehanizm povyshenija prochnosti betona pri vvedenii mikronapolnitelja [Strength imporovement of concrete at addition of micro-filler]. Beton i zhelezobeton. 1988. No. 10. Pp. 9–11. (rus)
  19. Krasnyi I.M. O mekhanizme povysheniya prochnosti betona pri vvedenii mikronapolnitelei [Strength imporovement of concrete at addition of micro-filler]. Beton i zhelezobeton. 1987. No. 5. Pp. 10–11. (rus)

Статья | (533 Кб)