н бетон

Производство бетона и асфальта

ООО “ПСК “Обрэй” основана в 1998 году и на сегодняшний день является одним из ведущих производителей бетонных и асфальтобетонных смесей на территории Северо-Западного округа МО.
Наша компания производит широкий спектр бетонных смесей, таких как бетон для промышленного гражданского строительства, бетон для мостового и транспортного строительства, легкий бетон (керамзитобетон), строительный раствор, а также различные бетоны с применением модификаторов (для высотных зданий, тоннелей, бассейнов, промышленных полов, гидротехнических сооружений и других объектов специального назначения).

Миссия компании – быть надежным партнером для строительных организаций и частных лиц, поставляя на объекты высококачественную продукцию.
Выполнение поставленной задачи обеспечивается путем реализации трех основополагающих принципов деятельности ООО «Обрэй»:

• Оснащение
• Профессионализм
• Результат

Исторические факты:
Взамен устаревшему оборудованию отечественного производства был построен современный бетоносмесительный завод ELKOMIX 120.120

Наш бетонный завод оснащен современным оборудованием и производит продукцию исключительно высокого качества, а наличие сертификатов – наилучшее тому свидетельство. Применение высококачественных сырья и материалов позволяет достичь максимального результата в процессе строительства объектов. Оперативная доставка бетона на объект строительства, дает возможность не задерживать рабочие процессы. Конкурентная цена, высокий уровень обслуживания – наилучшие условия для сотрудничества с компанией производителем и поставщиком данного вида продукции.

Созданное владельцами компании «Обрэй» производство бетона, позволяет получать продукцию исключительно европейского уровня. Благоприятную для этого основу создает мощное производственное оборудование, колоссальный опыт и наличие собственной базы. Товар доставляется заказчику в любое время суток, что является безусловным удобством при сотрудничестве с нами.

В 2012 году мы расширили свои производственные мощности и сферу деятельности, приступив к выпуску асфальтобетонных смесей: крупнозернистые, мелкозернистые, песчаные и пористые смеси для верхних и нижних слоев дорожной одежды, щебеночно-мастичный асфальтобетон, в том числе и с модификаторами. Тем самым мы обеспечили строительный комплекс Московской области полным спектром строительных материалов и услуг.
Предприятие имеет свою аттестованную и сертифицированную лабораторию, что позволяет компании контролировать качество выпускаемой продукции.

Компания располагает собственным транспортным парком, с помощью которого перевозка продукции осуществляется быстро и беспрепятственно. Широко применяемый в строительстве товарный бетон так же транспортируется к надлежащему объекту без потери качества. Мы осуществляем доставку на строительные объекты заказчику качественной продукции в указанные сроки, экономя время и деньги клиенту.

В компании Обрэй вы можете приобрести цемент в мешках или навалом. Данный материал практически незаменим в процессе строительства многоэтажных домов, коттеджей и других строений.
Процедура строительства и обустройства дорог предполагает применение такого материала, как щебень. С его помощью создаются самые прочные и долговечные дорожные покрытия и другие объекты строительства. Наша организация осуществляет продажу щебня широко применяемых в строительстве фракций.

Как известно, использование пескобетона обеспечивает максимальную прочность для любой строительной конструкции, гарантируя ее долговечность в период эксплуатации. Компания «Обрэй» производит и доставляет качественный пескобетон, отвечающий всем нормативам европейского стандарта. Вы всегда можете приобрести как самый популярный пескобетон М300, так и пескобетон любой другой марки в неограниченном количестве.

Компания Обрэй ориентированна на устойчивое развитие и помогает повысить качество жизни, создавая продукцию для надежных и долговечных конструкций.

ВЕЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Когда говорят о чем-нибудь скучном и неинтересном, то нередко сравнивают его с серым бетоном или железобетоном. Становится обидно за этот уникальный материал, без которого немыслимо строительство. В конце концов, и слово — тоже материал, из которого можно создать и скучный текст, и бессмертную поэму.

У бетона древняя и довольно интересная история. Из него люди строят сооружения уже несколько тысяч лет. По свидетельству Плиния Старшего, еще за 3600 лет до н. э. из бетона были построены галереи египетского лабиринта. В государстве Урарту в VII веке до н. э. строили крепости и храмы из бетона, его же использовали и при строительстве большей части Великой Китайской стены.

Более обстоятельные упоминания о бетоне относятся к 550 году до н. э. Именно тогда из бетона был построен знаменитый канализационный канал в Риме, известный под названием «клоака максима». Другие источники сообщают, что во II или III веке до н. э. греки, а затем и римляне начали изготавливать бетон из известняка, пуццолана (вулканической породы, добывавшейся близ Неаполя), песка и воды. Широко использовался в строительстве так называемый римский бетон. Он представлял собой смесь извести, особого пуццоланского песка и заполнителя. Причем римляне использовали эту смесь не в качестве связующего раствора, а как самостоятельный материал. Они заливали ею пространство между двумя стенками кирпича или тесаного камня. Вскоре раствор застывал, и стена превращалась в монолит.

Словом, бетон — материал вечный, но и проблемы у него тоже вечные. За 200 лет до н. э. римский ученый Катон обратил внимание на одну из них: «Главнейшая причина развалин нашего города есть та, что известь (при строении) крадут и составляют цемент без связующего вещества».

С падением Римской империи о бетоне забыли надолго — до 1756 года. Но откуда такая точная дата? Оказывается, именно в этом году английский инженер Джон Смитон получил очень трудный заказ. Он должен был построить маяк в море, причем в очень бурном месте. Смитон был широко образованным человеком и в свободные часы с интересом читал сочинения античных авторов. Особенно запомнилось ему описание архитектором Витрувием строительства гавани близ Неаполя, при котором использовали местные материалы. Смитон стал тщательно изучать вулканические пеплы и выяснил, что если смешать некоторые из них с водой, то получится похожий на камень, очень прочный строительный материал. Спустя сорок лет другой англичанин, Джеймс Паркер обнаружил, что совсем необязательно разыскивать вулканический пепел. Если смешать обычную глину с известью, а затем обжечь, то получится вполне пригодное связующее вещество — цемент, то есть фактически он изобрел то, что до него «придумал» вулкан.

Однако как объяснить, откуда у цемента берутся связующие свойства? На заводах в медленно вращающихся печах при температуре около 1400 градусов обжигают сырье, в котором происходят различные химические процессы. Полученный материал размалывают, фасуют и везут на строительные площадки. Здесь цемент в определенных пропорциях смешивают с гравием и водой для получения бетона. Если бы мы понаблюдали под микроскопом, что при этом происходит, то заметили бы, что поверхность зерен песка и камня покрывается тонкой цементной кашицей. Буквально на наших глазах цементная кашица начинает расти, пухнуть. Промежутки между зернами заполняются с огромной быстротой игольчатыми кристаллами. Образовавшийся материал напоминает камень — бетон затвердел. Кстати, подобное происходит и при получении кирпичей.

Но подлинный триумф на долю бетона выпал лишь с изобретением железобетона. Дело в том, что бетон очень хорошо сопротивляется сжатию, но совершенно бессилен перед растяжением. И вот когда нагрузку на себя взяла стальная (железная) арматура — проволока, стержни, сетка — это сочетание двух столь разных материалов и родило неконкурентный железобетон.

Сегодня ни одна стройка не обходится без бетона или железобетона, будь то строительство жилого дома, плотины, моста или аэропорта.

БЕТОН (от лат. bitumen — горная смола * а. соncrete, beton; н. Beton; ф. beton; и. hormigon) — искусственный каменный материал из смеси вяжущего вещества с водой, заполнителей и (в некоторых случаях) специальных добавок.

Требования к бетону

Развитие и совершенствование технологии изготовления бетона связаны с производством цемента (в России с начале 18 века). В шахтном строительстве, тоннелестроении (см. Набрызг-бетон, Водонепроницаемый бетон), при обустройстве нефтегазовых промыслов, сооружении нефтегазотранспортных систем наиболее распространены тяжёлые бетоны. Компоненты тяжёлого бетона: песок — кварцевый или полевошпатный, реже из плотного известняка; гравий (или щебень) из гранита и его разновидностей, карбонатных пород, песчаника. К ним предъявляют специальные требования по гранулометрическому составу и чистоте от примесей. Как вяжущие материалы в тяжёлом бетоне используются портландцемент и его разновидности (быстровердеющий, пластифицированный, гидрофобный, сульфатостойкий), шлако- и пуццолановый портландцемент, а также специальные цементы — безусадочный, напрягающий и др.

Свойства бетона

Бетон отличается высокой плотностью (1800-2500 кг/м 3 ), низким содержанием связанной воды (для особо тяжёлых бетонов), повышенной прочностью при сжатии и растяжении, морозостойкостью, теплопроводностью и технической вязкостью (жёсткостью смеси). Прочность бетона характеризуется его маркой (временным сопротивлением на сжатие, Па). В СССР строительные нормы и правила устанавливают 10 основных марок тяжёлого бетона — от 3,5 до 55 МПа. Прочность бетона на осевое растяжение ниже прочности бетона на сжатие примерно в 10 раз. Кроме прочностных показателей, к бетону предъявляются требования подвижности бетонной смеси, её жёсткости и морозостойкости. К сооружениям, работающим под напором воды, предъявляются требования водонепроницаемости, а находящимся под воздействием морской воды или других агрессивных жидкостей и газов — требования стойкости против коррозии. При проектировании состава тяжёлого бетона учитываются требования к его прочности на сжатие.

Строительный бум захлестнул страну. Кто бы мог подумать несколько лет назад, что будет иметь место дефицит таких материалов, как товарный бетон и цементный раствор.

Наше предприятие создано с целью решить эту актуальную проблему и помочь потребителю в непростом деле приобретения необходимых стройматериалов.
Производство товарного бетона – новейшие технологии, качественный бетон

ООО «Н-Бетон» – молодое предприятие, главными характеристиками которого стали: использование новейших технологий и интенсивное развитие производства товарного бетона и цементного раствора.

Новейшее оборудование от ведущих западных производителей позволяет нам полностью автоматизировать производство. Как итог: на выходе мы получаем точную дозировку и расход инертных материалов. Наш покупатель приобретает качественный товарный бетон и цементный раствор.
Цены на товарный бетон и цементный раствор – дешевле только бесплатно!

Благодаря высокоточному оборудованию мы избегаем перерасхода материала, что позволяет соблюдать низкую ценовую политику. Цена бетона и цементного раствора привлекает покупателей. Приобретая нашу продукцию, вы покупаете высокое качество за низкую стоимость.

Марки Бетона

Важнейшим свойством бетона является прочность.Лучше всего бетон сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в некоторых конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может определяться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%.

Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В50; В55; В60.

Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см2 (МПах10).

Тяжелый бетон имеет следующие марки при сжатии: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М600; М700; М800.

Компания «СТРОЙРЕСУРС СК» производит марки бетона от М50 до М400.

При проектировании конструкций обычно назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношение классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в таблице

Характеристики товарного бетона

Бетонный раствор применяется во всех видах строительства. Он может обладать разными свойствами, в зависимости от того, для какой цели его изготавливают. Чаще раствор замешивают на строительной площадке, но для того, чтоб добиться максимальной прочности бетонного сооружения, его конструируют из заводского материала, который называют товарным бетоном.

Что такое? Состав

Товарный бетон – раствор, изготовленный на заводе и доставленный в готовом виде на строительную площадку. Эта функция положена на автобетоносмесители, что имеют необходимое оборудование, которое позволяет перевозить на любое расстояние и местность, готовые к использованию смеси. Его еще называют БСГ – бетонная смесь готовая.

Такой раствор получается при смешивании составляющих в необходимых пропорциях:

Пропорции составляющих компонентов зависят от желаемого результата. В БСГ также могут добавляться различные добавки, улучшающие свойства бетонного раствора. Такая смесь отличается от приготовленного на площадке материала тем, что проводится постоянный контроль производства: от подготовки материалов до транспортировки готового бетона. Для определения необходимой рецептуры применяются не только знания обученного персонала, но и точная техника.

Работники завода изменяют состав в процессе производства в зависимости от конкретных свойств компонентов. Основными составляющими являются вода и цемент. Они обеспечивают вязкость раствора и делают его монолитным. Для правильности водоцементного соотношения необходимо учитывать не только количество воды и цемента, но и такие факторы, как влажность песка и заполнителей.

Преимущества и недостатки

Плюсы использования — высококачественный продукт. Для того, чтоб получить такой же высококачественный продукт на строительной площадке, необходимо:

• защитить заполнители от попадания грязи;
• выдерживать необходимую температуру;
• точно соблюдать пропорции компонентов;
• постоянно контролировать процесс замешивания раствора;
• применять только качественные компоненты;
• придерживаться порядка добавления составляющих.

Товарные бетоны классифицируют по таким основным свойствам:

• заполнитель;
• структура материала;
• плотность цемента;
• необходимая прочность.

• легкие;
• тяжелые: обычный; особо тяжелый;
• специального назначения.

Вернуться к оглавлению

Расшифровка маркировки

Марка обозначает средние показатели прочности, а класс – прочность с коэффициентом вариации. Производство товарного бетона должно учитывать маркировку, которая обозначает свойства бетона: прочность – В; морозостойкость – F; жесткость – Ж; водонепроницаемость – W; подвижность – П. Точные данные о каждой марке регулируются ГОСТ. Марка М означает максимальную прочность материала на сжатие. Подвижность (П) варьируется от 1 до 5:

• 1-2 – сухие бетоны, для доставки которых используют самосвал;
• 3-4 – применяются в заливке монолитных конструкций, для отлива используют бетононасос;
• 4-5 чаще изготавливают в заводских условиях с добавлением пластификаторов. Несмотря на то, что подвижность можно увеличить добавлением воды, использование добавок — более экономичный способ.

Морозостойкость (F) измеряется в диапазоне 25-1000, что определяет количество разморозок – заморозок, от которых качество сооружения не ухудшается. Водостойкость (W) измеряется от 2 до 20. Чем ниже класс, тем хуже уровень водонепроницаемости.

Марки и области применения

• М-100. Раствор применяется при подготовке строительства монолитных несущих сооружений, укладке пола на грунт. Товарный бетон предназначен для защиты от вытекания цементной смеси из несущего сооружения, это позволяет конструкции удерживать необходимую прочность. Укладка бетона происходит методом слива, доставка – автобетоносмесителями.
• М-150. Используют для подготовки стяжки пола, для укладки бетонного тротуара, ленточного фундамента, монолитных плит.
• М-200. Чаще всего используется в строительстве малоэтажных домов, сборных железобетонных конструкций, заливке фундаментов, строительстве дорожного покрытия.
• М -250. Относится к классу В-20. Его применяют в отливке блоков лестничных маршей, укладке монолитного фундамента, строительстве заборов и тротуаров.
• М-300. Используется в строительстве дорожного покрытия, коллекторных систем, ленточного и плитного фундаментов. Вышеуказанные марки делают, используя щебень из гравия, извести или гранита.
• М-350. Товарным бетоном отливают блоки несущей стены, колонн и плит перекрытий, укладывают монолитный фундамент. В качестве наполнителя применяют щебень из гранита или гравия.
• М-400. Для изготовления такого материала применяют гранитный щебень, пластификаторы и другие добавки. Это высокопрочный бетон, из которого делают мосты, банковские хранилища и другие сооружения, что должны обладать дополнительной устойчивостью.
• М-450. Раствор используется для сооружения конструкций, которые постоянно поддаются действию статистической и динамической нагрузки (например, гидротехнические конструкции). Материал быстро твердеет, от чего в производстве используют добавки, которые замедляют этот процесс. Это делается для того, чтоб его было возможно применять в больших объемах работ.
• М-500. Материал обладает высоким уровнем прочности, что позволяет использовании в гидротехническом строительстве и при сооружении других помещений с высокими требованиями устойчивости. В такой раствор добавляются пластификаторы и щебень из гранита.
• М-550. Применяется в изготовлении сборных железобетонных конструкций с высокими несущими качествами, чаще всего в промышленности.
• М-600. Используется в возведении особо сложных конструкций.

Вернуться к оглавлению

Способы изготовления

Точный состав раствора определяется желаемыми свойствами. Например, чтоб сделать бетон М-200, необходимо использовать цемент м400 в пропорциях 1 цемент : 3 щебень : 5 песок : 0,5 вода. Если взять другой цемент, получится уже другой класс бетона. Водоцементное соотношение в бетоне выдерживается в диапазоне 0,3-0,5. При изготовлении раствора на стройплощадке чаще всего именно здесь делают ошибку, от чего прочность материала ухудшается.

Все необходимые составляющие мешают в бетоносмесителе 120 сек на самой большой скорости.

Крупные изготовители

От того, на каком заводе производят товарный бетон, зависят его характеристики, так как при изготовлении используют местный щебень, который образовался в конкретных геологических условиях. Компании: петербургская «СЗНК-Бетон», московские КНАУФ МАРКЕТИНГ, БАЙКАЛ-ФОРЕСТ, тольяттинский «Н-БЕТОН», казанский ООО «СтальКомпСтрой», германский Dyckerhoff AG, итальянский «SIMEM», украинский ЧП «Экспресс-строй» и другие.

Заключение

Основной отличительной чертой бетонной смеси готовой является то, что она изготовляется в заводских условиях, а это значит, — такому бетону закладывают характеристики, которые в несколько раз выше, чем у такого же материала кустарного производства. Марка такого раствора зависит от того, в каких условиях он будет использоваться.

Наномодифицированный бетон Текст научной статьи по специальности «Строительство. Архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Хрусталев Б.М., Яглов В.Н., Ковалев Я.Н., Романюк В.Н., Бурак Г.А., Меженцев А.А., Гуриненко Н.С.

Одним из важнейших направлений в строительном материаловедении является разработка бетона нового поколения сверхплотного и высокопрочного, ультрапористого, высокотеплоэффективного, особо коррозионно-стойкого и др. Выбор такого направления обусловлен экстремальными эксплуатационными воздействиями на бетон, а именно: постоянно возрастающей на него нагрузкой и разнообразной динамикой таких нагрузок; необходимостью эксплуатации бетонных изделий в широком температурном диапазоне и при подверженности различным химико-физическим воздействиям. Бетон нового поколения представляет собой высокотехнологичные смеси с добавками, приобретает и сохраняет требуемые свойства при твердении и службе в любых эксплуатационных условиях. Отличительной особенностью бетона нового поколения является многокомпонентность, что подразумевает использование разнообразных минеральных дисперсных компонентов, двухи трехфракционного мелкого и крупного заполнителей, комплексных химических добавок, комбинаций полимерной и стальной арматуры. Проектный уровень прочности и эксплуатационных свойств бетона нового поколения достигается качественным подбором состава, выбором технологии изготовления, уходом за бетоном, доведением качества бетонных изделий до требуемого уровня технического состояния на стадии эксплуатации. Вместе с тем, для получения высокотехнологичного бетона необходимо направленное формирование его структуры. Наряду с традиционными способами регулирования структуры бетона нового поколения перспективной также является его модификация наноразмерными частицами кремнезема, при введении которых в минеральную матрицу вяжущего происходит ее структурирование. В результате получаются наномодифицированные материалы с совершенно новыми свойствами. Основная проблема создания наномодифицированных бетонов равномерное распределение наноматериала в объеме цементной матрицы, что особенно важно в случаях добавления модификатора в микроколичестве. Для решения этой проблемы необходима дополнительная среда, образующая в композите непрерывную фазу. Эту функцию может выполнять жидкая или дисперсная фаза.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Хрусталев Б.М., Яглов В.Н., Ковалев Я.Н., Романюк В.Н., Бурак Г.А., Меженцев А.А., Гуриненко Н.С.,

Nanomodified concrete

One of the main directions in construction material science is the development of next generation concrete that is ultra-dense, high-strength, ultra-porous, high heat efficient, extra corrosion-resistant. Selection of such direction is caused by extreme operational impacts on the concrete, namely: continuously increasing load on the concrete and various dynamics of such loads; the necessity in operation of concrete products in a wide temperature range and their exposure to various chemical and physical effects. The next generation concrete represents high-tech concrete mixtures with additives that takes on and retain the required properties when hardening and being used under any operational conditions. A differential characteristic of the next generation concrete is its complexity that presumes usage of various mineral dispersed components, twoand three fractional fine and coarse aggregates, complex chemical additives, combinations of polymer and iron reinforcement. Design strength and performance properties level of the next generation concrete is achieved by high-quality selection of the composition, proper selection of manufacturing techniques, concrete curing, bringing the quality of concrete items to the required level of technical condition during the operational phase. However, directed formation of its structure is necessary in order to obtain high-tech concrete. Along with the traditional methods for regulation of the next generation concrete structure, modification of concrete while using silica nanoparticles is also considered as a perspective one because the concrete patterning occurs due to introduction of a binder in a mineral matrix. Due to this it is possible to obtain nano-modified materials with completely new properties. The main problem with the creation of nano-modified concrete is a uniform distribution of nano-materials in the volume of the cement matrix which is particularly important in the cases of adding a modifier in micro-quantities. An additional environment is required in order to solve this problem and the environment will form a continuous phase in the composite. This function can be performed by liquid or dispersed phase.

Текст научной работы на тему «Наномодифицированный бетон»

СТРОИТЕЛЬСТВО СIVIL AND INDUSTRIAL ENGINEERING

Акад. НАН Беларуси, докт. техн. наук, проф. ХРУСТАЛЕВ Б. М.1 , докт. хим. наук, проф. ЯГЛОВ В. Н.1 , доктора техн. наук, профессора КОВАЛЕВ Я. Н.1 , РОМАНЮК В. Н.1, кандидаты техн. наук, доценты БУРАК Г. А.1, МЕЖЕНЦЕВ А. А.1, инж. ГУРИНЕНКО Н. С.1

‘■’Белорусский национальный технический университет (Минск, Республика Беларусь)

Одним из важнейших направлений в строительном материаловедении является разработка бетона нового поколения -сверхплотного и высокопрочного, ультрапористого, высокотеплоэффективного, особо коррозионно-стойкого и др. Выбор такого направления обусловлен экстремальными эксплуатационными воздействиями на бетон, а именно: постоянно возрастающей на него нагрузкой и разнообразной динамикой таких нагрузок; необходимостью эксплуатации бетонных изделий в широком температурном диапазоне и при подверженности различным химико-физическим воздействиям. Бетон нового поколения представляет собой высокотехнологичные смеси с добавками, приобретает и сохраняет требуемые свойства при твердении и службе в любых эксплуатационных условиях. Отличительной особенностью бетона нового поколения является многокомпонентность, что подразумевает использование разнообразных минеральных дисперсных компонентов, двух- и трехфракционного мелкого и крупного заполнителей, комплексных химических добавок, комбинаций полимерной и стальной арматуры. Проектный уровень прочности и эксплуатационных свойств бетона нового поколения достигается качественным подбором состава, выбором технологии изготовления, уходом за бетоном, доведением качества бетонных изделий до требуемого уровня технического состояния на стадии эксплуатации. Вместе с тем, для получения высокотехнологичного бетона необходимо направленное формирование его структуры. Наряду с традиционными способами регулирования структуры бетона нового поколения перспективной также является его модификация наноразмерными частицами кремнезема, при введении которых в минеральную матрицу вяжущего происходит ее структурирование. В результате получаются наномодифи-цированные материалы с совершенно новыми свойствами. Основная проблема создания наномодифицированных бетонов – равномерное распределение наноматериала в объеме цементной матрицы, что особенно важно в случаях добавления модификатора в микроколичестве. Для решения этой проблемы необходима дополнительная среда, образующая в композите непрерывную фазу. Эту функцию может выполнять жидкая или дисперсная фаза.

Ключевые слова: наномодифицированный бетон, нанодисперсный кремнезем, плотность бетона.

Табл. 8. Библиогр.: 10 назв.

KHROUSTALEVB. M.1, YAGLOVV. N.1, KOVALEVYa. N.1, ROMANIUK V. N.1, BURAK G. A.1, MEZHENTSEVA. A.1, GURINENKO N. S.1

”Belarusian National Technical University (Мпк, Republic of Beams’

One of the main directions in construction material science is the development of next generation concrete that is ultra-dense, high-strength, ultra-porous, high heat efficient, extra corrosion-resistant. Selection of such direction is caused by extreme operational impacts on the concrete, namely: continuously increasing load on the concrete and various dynamics of such loads; the necessity in operation of concrete products in a wide temperature range and their exposure to various chemical and physical effects. The next generation concrete represents high-tech concrete mixtures with additives that takes on and retain the required properties when hardening and being used under any operational conditions. A differential characteristic of the next generation concrete is its complexity that presumes usage of various mineral dispersed components, two- and three fractional fine and coarse aggregates, complex chemical additives, combinations of polymer and iron reinforcement. Design strength and performance properties level of the next generation concrete is achieved by high-quality selection of the composition, proper selection of manufacturing techniques, concrete curing, bringing the quality of concrete items to the required level of technical condition during the operational phase. However, directed formation of its structure is necessary in order to obtain high-tech concrete. Along with the traditional methods for regulation of the next generation concrete structure, modification of concrete while using silica nanoparticles is also considered as a perspective one because the concrete patterning occurs due to introduction of a binder in a mineral matrix. Due to this it is possible to obtain nano-modified materials with completely new properties. The main problem with the creation of nano-modified concrete is a uniform distribution of nano-

Наука итехника, № 6, 2015

materials in the volume of the cement matrix which is particularly important in the cases of adding a modifier in micro-quantities. An additional environment is required in order to solve this problem and the environment will form a continuous phase in the composite. This function can be performed by liquid or dispersed phase.

Keywords: nano-modified concrete, nano-disperse silica, concrete density.

Tab. 8. Ref.: 10 titles.

В настоящее время существует несколько способов введения и равномерного распределения наноматериала:

• использование слабых растворов или суспензий для обработки поверхности объектов перед нанесением защитных пленочных покрытий;

• приготовление водной суспензии в гидродинамическом ультразвуковом диспергаторе и смешивание с основным материалом связующего с использованием стандартного оборудования;

• обработка поверхности высокодисперсного наполнителя перед его введением в композиционный материал;

• введение наноструктурированной добавки в бетонную смесь при совместном перемешивании [1-7].

В статье представлены результаты исследования влияния добавок нанодисперсного крем-

незема в виде порошка и золя на свойства цемента и бетона. Установлено, что добавка ультрадисперсного кремнезема повышает плотность, морозостойкость и прочностные показатели цемента и бетона для дорожного строительства. Использованы следующие сырьевые материалы:

• цементы заводов Беларуси, характеристики которых приведены в табл. 1;

• ультрадисперсный порошок SiO 2, свойства которого представлены в табл. 2;

• золь SiO2 («Ковелос 20») (табл. 3);

• щебень фракции 5-10 мм из гранитных отсевов месторождения «Микашевичи» Республики Беларусь;

• песок, данные по которому представлены в табл. 4;

з заводов Беларуси

Завод-изготовитель Марка цемента Активность цемента, МПа Группа эффективности при пропа-ривании Минералогический состав, % Предел прочности на сжатие K нг, МПа Срок схватывания, мин

C3S С3А С2 S С4АГ Начало Конец

1. ОАО «Красно-сельскстроймате-риалы» ПЦ500-Д0 50,0 I 55 4,7 20 15 0,263 210 310

2. ОАО «Кричев-цементношифер» ПЦ500-Д0 48,6 I 54 5,0 21 16 0,280 183 255

3. ОАО «Белорусский цементный завод» ПЦ500-Д0 49,5 I 58 6,5 18 13 0,275 225 335

Свойства ультрадисперсного порошка SiO2 35/05т

Вешний вид и цвет Белый рыхлый порошок

Запах Не выражен

Массовая доля диоксида кремния (в сухом остатке), % 98,0

Массовая доля воды, % 6,0

Массовая доля растворимого железа, % 0,1

Массовая доля сульфатов, % 1,8

Площадь удельной поверхности, м2/г 350,0

рН (5%-я водная суспензия) 6,1

Средний размер частиц, нм 20,0-30,0

Насыпная плотность при 20 °С, г/л 55,0

Свойства золя SiO2

Внешний вид Опалесцирующая жидкость

Отношение к воде Гидрофильна

Массовая доля железа, % Не более 0,1

Массовая доля диоксида кремния, % Не менее 20

Массовая доля влаги, % 75-85

Плотность, г/см3 1,120-1,140

рН водной суспензии 9-11

Наука итехника, № 6, 2015

Показатели качества песка

Показатель Значение показателя

Модуль крупности 2,71

Полный остаток на сите № 063, % мас. 51,00

Содержание пылевидных, иглистых и глинистых частиц, % мас. 0,25

Содержание глины в комках, % мас. 0

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг 72,00

Насыпная плотность, кг/м3 1580,00

Влажность, % мас. 3,80

Влияние ультрадисперсного кремнезема на плотность и прочностные свойства цемента в процессе его твердения представлены в табл. 5. Из данных таблицы следует, что добавка ультрадисперсного SiO2 к цементу марки ПЦ500-Д0

повышает его плотность и прочность на сжатие за счет взаимодействия выделяющегося при гидролизе гидроксида кальция с ультрадисперсным SiO 2 с образованием гидросиликатов кальция. Причем наибольшее значение прочности на сжатие наблюдается при добавке ультрадисперсного SiO2 в количестве 0,2 % от массы цемента.

Влияние модификаторов на прочностные характеристики цементно-песчаных смесей отражено в табл. 6. Из данных таблицы следует, что повышение прочности на сжатие при введении модификаторов составляет 16-18 %. Очевидно, что при высоком водовяжущем отношении (0,425) использование наномодификато-ров дает прирост прочности только за счет образования вторичного количества гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Дефекты же структуры бетона существенно не изменяются.

Кинетика изменения плотности и прочности на сжатие образцов ПЦ500-Д0 с добавкой ультрадисперсного модификатора 8Ю2

Средняя плотность, кг/м3 Предел прочности на сжатие, МПа Средняя плотность, кг/м3 Предел прочности на сжатие, МПа Средняя плотность, кг/м3 Предел прочности на сжатие, МПа Средняя плотность, кг/м3 Предел прочности на сжатие, МПа Средняя плотность, кг/м3 Предел прочности на сжатие, МПа

Без добавки, Кж = 0,2475 0,05 % SiO2, Кнг = 0,2475 0,1 % SiO2, Кнг = 0,2475 0,2 % SiO 2, Кнг = 0,2475 0,3 % SiO2, К нг = 0,2475

2203 23,6 2205 29,4 2204 29,4 2203 27,9 2205 28,04

2204 43,4 2208 47,6 2208 43,8 2210 52,8 2208 50,7

2212 53,8 2214 66,3 2213 59,1 2215 68,7 2210 61,1

2220 61,8 2220 68,0 2221 65,7 2228 74,3 2209 65,3

2240 77,9 2238 79,2 2245 79,2 2266 92,1 2242 82,3

Влияние модификаторов на прочность песчано-цементной смеси [5]

Цемент, г Песок, г Н2О, г С-3, г Золь SiO2, г SiO2 – ультрадисперсный, г R Сж, МПа R изг, МПа

400 1200 170 2 – – 50,0 4,7

400 1200 170 2 12 – 53,9 7,5

400 1200 170 2 12 + 0,6 г K4[Fe(CN)4] – 59,0 9,0

400 1200 170 2 – 0,8 58,1 7,9

400 1200 170 2 – – 58,0 7,5

Наука итехника, № 6, 2015

Оценку эффективности действия комплексной добавки на основе золя гидроксида железа проводили при получении бетона следующего состава (кг): цемент – 600; песок – 610; щебень – 914; вода – 276; водоцементное отношение – 0,46 [4]. Оценку качества получаемого бетона выполняли на образцах-кубах размерами 10x10x10 см.

Основная идея использования золя как добавки в бетон состоит в его применении для создания дополнительного структурного элемента в бетонной смеси. Дополнительный структурный элемент, представляющий собой наночастицу оксида кремния, со временем в результате реакции с Са(ОН)2 переходит в гидросиликат кальция и способствует сокращению количества пор от размера 1 нм и более (происходит заполнение пор частицами золя и продуктами его взаимодействия). Предполагается, что вводимые новые структурные элементы будут нивелировать отрицательные явления, связанные с повышенными расходами цемента [8-10].

При автоклавировании действие золь-добавки аналогично действию песка, диспергированного до удельной поверхности, сопоставимой с удельной поверхностью коллоидных частиц, которая может быть достигнута только конденсационным методом. Если это справедливо, то следствием воздействия золя должны быть: снижение усадки, рост прочности, долговечности и улучшение деформативных характеристик. Эффективность действия золя H4SiO4 оценивали по прочности на сжатие образцов размерами 2x2x2 см, изготовленных из цементной пасты при использовании портландцемента ПЦ400-Д20 [5]. Твердение образцов осуществлялось в нормальных условиях при температуре (20 ± 2) °С. Золь Н^Ю4 получали путем катионирования раствора натриевого жидкого стекла при разбавлении 1:20. Исследо-

вания показали, что оптимальное количество золя Н^Ю4 составляет 0,6 % от массы цемента. Это количество обеспечивает повышение прочности на сжатие в раннем возрасте (3 сут.) на 28 % и в проектном возрасте (28 сут.) на 18 % по сравнению с контрольным образцом [5].

С целью повышения эффективности действия золя Н^Ю4 осуществляли его модификацию электролитами с разным зарядом аниона, такими как К4([Бе(СК)6], К3[Бе(СК)6], Ка3Р04, Ка^04. Установлено, что наиболее благоприятное сочетание золя ортокремниевой кислоты наблюдается при введении калия же-лезистосинеродистого К4[Бе(СК)6], при оптимальном количестве 25 % мас. от массы золя. Обнаружено, что в присутствии К4[Бе(СК)6] золь отличается повышенной устойчивостью во времени, так как анион добавленной соли имеет максимальный отрицательный заряд. Данную зольсодержащую композицию назвали НаМ-ие88-М. Использование ее в оптимальном количестве, равном 0,75 % от массы цемента, обеспечивает повышение прочности на сжатие образцов из цементной пасты, твердеющих в нормальных условиях в раннем возрасте (3 сут.) на 85 % и в проектном возрасте (28 сут.) – на 46 % [5].

Влияние композиции Hardness-М на прочностные и деформативные характеристики тяжелого бетона оценивали при максимальных расходах цемента 500-600 кг/м3. Для этого в опытах использовали портландцемент ПЦ400-Д20, гранитную крошку размером фракции 1,25-2,5 мм и песок для строительных работ с Мкр = 2,1. Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях при ^ = (20 ± 2) °С и влажности 95 %. Испытания проводили по стандартным методикам и для каждого вида испытаний изготовляли образцы в соответствии с требованиями ГОСТ. Полученные результата представлены в табл. 7 [5].

на с зольсодержащей композицией [5]

Расход материала на 1 м3 Прочность, МПа

ft « g 1 £ В/Ц на сжатие при изгибе Усадка, мм/м, в возрасте 90 сут. Водопогло-щение, % 1 « м 8 У s s о а

u о ft 5T Ц, кг П, кг Гранитна крошка с размере частиц 1,25-2,5 I кг « Вода, л Время, сут. о S о я эт „ о л & л § & но

S о К ю 3 28 3 28 ft н О и « де m &

1 500 610 1100 – 190 0,38 31 43 4,9 5,3 3,7 5,7 250 8

2 620 1105 0,75 175 0,35 51 62 9,2 10,0 0,3 2,5 600 14

3 600 566 1006 – 216 0,36 39 55 6,2 6,6 3,8 5,5 300 10

4 580 1028 0,75 192 0,32 63 76 11,5 13,6 0,3 2,5 700 16

Наука итехника, № 6, 2015

Анализ данных табл. 7 показывает, что зольсодержащая композиция Hardness-М отличается пластифицирующим эффектом, а бетон, модифицированный добавкой, имеет повышенную прочность на сжатие и при изгибе, причем во времени прочность при изгибе увеличивается и достигает значения 13,6 МПа, что отличает модифицированный бетон от контрольного образца. Это свидетельствует о формировании структуры с меньшим внутренним напряжением. Водопоглощение активированного бетона не превышает 2,5 %, водонепроницаемость увеличивается в 2,5 раза, усадка бетона составляет 0,3 мм/м. Полученные данные свидетельствуют о том, что зольсодержащая композиция НаМпе88-М способствует формированию более плотной структуры. Общая пористость активированного образца уменьшается более чем на 40 %, при этом размер всех пор модифицированного искусственного камня уменьшился, преобладали преимущественно капиллярные поры с размером 0,03 мм. Указанные выше положительные результаты позволили рассмотреть возможность создания высокопрочного бетона при использовании комплексной золь-содержащей композиции [5].

Зависимость прочности активированного бетона от расхода цемента исследовали на образцах-кубах размерами 10x10x10 см, твердение которых осуществлялось в нормальных условиях в течение 28 сут.

Экспериментально установлено, что бетон достигает максимального значения прочности 106 МПа при расходе цемента 950 кг/м. Кинетика изменения прочности бетона нормального твердения представлена в табл. 8.

Анализ полученных данных показывает, что применение зольсодержащей композиции

позволяет уменьшить В/Ц на 0,11. При этом структурная вязкость бетонной смеси, определяемая по всплытию шарика на приборе Десо-ва, имеет одинаковое значение с контрольным образцом. Это свидетельствует о том, что используемая добавка обладает пластифицирующим эффектом действия. Установлено, что бетон имеет более высокое значение прочности на сжатие в течение всего анализируемого периода, равного 60 сут., прочность активированного бетона превышает прочность контрольного образца в раннем возрасте (3 сут.) на 63 %, а в проектном (28 сут.) – на 39 %, что обеспечивает получение высокопрочного бетона класса В80 [5].

При твердении и гидратации минералов портландцементного клинкера образуется значительное количество (25-30 % от массы цемента) гидроксида кальция, который не обладает вяжущими свойствами. Однако гидроксид кальция можно связать в гидросиликаты кальция вторичной формации, используя ультрадисперсный порошок SiO2 или его коллоидный раствор (золь). При этом ультрадисперсный кремнезем может быть как природного происхождения, так и получен искусственно с использованием золь-гель технологии. Исследования влияния нанодисперсного кремнезема на свойства бетона показали, что плотность последнего увеличивается, истираемость и усадка снижаются, марка по морозостойкости и водонепроницаемости повышается. Все это благоприятно сказывается на эксплуатационных свойствах дорожного бетона.

Кинетика изменения прочности бетона нормального твердения [5]

Расход материала на 1 м3, кг Прочность на сжатие, МПа/% к контр.

№ серии Ц, кг П, кг Щ, кг Добавка, % Вода, В/Ц ОК, см Вязкость, пз Возраст, сут.

1 950 174 987 – 295 0,31 1,0 306,7 38/100 47/100 76/100 68 62

2 950 181 1036 H4SiO4, 0,6 237 0,25 1,0 320,9 48/126 57/121 83/109 90 94

3 950 184 1049 H4SiO4 + + K4[Fe(CN)6], 0,75 223 0,23 1,0 306,9 62/163 74/157 106/139 113 118

Наука итехника, № 6, 2015

1. Холманских, Н. А. Исследование гомогенности многокомпонентных строительных материалов: автореф. дис. . канд. техн. наук: 484 / Н. А. Холманских. – М., 1971. – 16 с.

2. Елисеева, Н. Н. Пенобетоны неавтоклавного твердения на основе добавок наноразмера: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.05 / Н. Н. Елисеева. – СПб., 2010. -24 с.

3. Естемесов, З. А. Нанопроцессы при гидратации и твердении портландцемента. Ч. 1, 2 / З. А. Естемесов, А. В. Барвинов, М. З. Естемесов // Технологии бетонов. –

2009. – № 5. – С. 68-70; 2009. – № 6. – С. 56-57.

4. Старчуков, Д. С. Оценка эффективности действия комплексной добавки на основе гидроксида железа для получения высокопрочного бетона / Д. С. Старчуков // Бетон и железобетон. – 2012. – № 5. – С. 8-9.

5. Степанова, И. В. Разработка и применение новых зольсодержащих добавок для повышения качества бетона разной плотности: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.05 / И. В. Степанова. – СПб., 2004. – 23 с.

6. Матвеева, Е. Г. Повышение эффективности бетона добавкой нанодисперсного кремнезема: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.05 / Е. Г. Матвеева. – Белгород, 2011. – 24 с.

7. Нелюбова, В. В. Повышение эффективности производства силикатных автоклавных материалов с применением нанодисперсного модификатора / В. В. Нелюбова // Строительные материалы. – 2008. – № 9. – С. 89-92.

8. Лукутцова, Н. П. Наномодифицирующие добавки в бетон / Н. П. Лукутцова // Строительные материалы. –

2010. – № 9. – С. 101-104.

9. Артамонова, О. В. Концепции и основания технологий наномодифицирования структур строительных композитов / О. В. Артамонова, Б. М. Чернышев // Строительные материалы. – 2013. – № 9. – С. 82-90.

10. Особенности фазообразования в системе CaO-SiO 2-H2O в присутствии наноструктурированного модификатора / И. В. Жерновский [и др.] // Строительные материалы. – 2009. – № 11. – С. 100-102.

1. Kholmanskikh, N. A. (1971) Issledovanie Gomogen-nosti Mnogokomponentnykh Stroitelnykh Materialov. Avtoref.

dis. kand. tekhn. nauk [Investigations on Homogeneity of Multi-Component Construction Materials. Abstract of Ph.D. Thesis in Engineering Science]. Moscow. 16 p. (in Russian).

2. Eliseeva, N. N. (2010) Penobetony Neavtoklavnogo Tverdeniia na Osnove Dobavok Nanorazmera. Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk [Foam Concrete of Non-Autoclaved Curing on the Basis of Nanosize Additives. Abstract of Ph.D. Thesis in Engineering Science]. Saint-Petersburg. 24 p. (in Russian).

4. Starchukov, D. S. (2012) Assessment of Efficient Action of Complex Additive on the Basis of Ferrum Hydroxide for Obtaining High-Performance Concrete. Beton i Zhele-zobeton [Concrete and Reinforced Concrete], 5, 8-9 (in Russian).

5. Stepanova, I. V. (2004) Razrabotka i Primenenie No-vykh Zolsoderzhashchikh Dobavok dlia Povysheniia Kachest-va Betona Raznoi Plotnosti. Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk [Development and Application of New Sol-Containing Additives for Quality Improvement of Concrete Having Various Density. Abstract of Ph.D. Thesis in Engineering Science]. Saint-Petersburg. 23 p. (in Russian).

6. Matveeva, E. G. (2011) Povyshenie Effektivnosti Betona Dobavkoi Nanodispersnogo Kremnezema. Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk [Improvement of Concrete Efficiency while Using Nanodispersed Silica Additive. Abstract of Ph.D. Thesis in Engineering Science]. Belgorod. 24 p. (in Russian).

7. Nelioubova, V. V. (2008) Improvement of Efficiency in Production of Silicate Autoclave Materials while Applying Nanodisperse Modificator. Stroitelnye Materialy [Construction Materials], 9, 89-92 (in Russian).

8. Lukutsova, N. P. (2010) Nanomodified Additives for Concrete. Stroitelnye Materialy [Construction Materials], 9, 101 -104 (in Russian).

9. Artamonova, O. V., & Tchernyshov, B. M. (2013) Concepts and Fundamentals of Technologies for Nanomodi-fication of Construction Composite Structures. Stroitelnye Materialy [Construction Materials], 9, 82-90 (in Russian).

10. Zhernovskii, I. V., Neliubova, V. V., Cherevato-va, A. V., & Strokova, V. V. (2009) Specific Features of Phase-Formation in CaO-SiO2-H2O System with the Presence of Nanostructured Modificator. Stroitelnye Materialy [Construction Materials], 11, 100-102 (in Russian).

Бетон дешевеет, несмотря на рост цены на щебень и цемент

Согласно данным, опубликованным Федеральной Службой Государственной Статистики, средняя отпускная цена производителей бетона в России на внутренний рынок в апреле месяце по сравнению с мартом снизилась на 4,2% и составила 3 577,45 рублей без НДС за кубометр. Надо сказать, что в данном временном периоде цена бетона ведет себя по-разному: иногда увеличиваясь, иногда снижаясь.

В среднем за последние 10 лет изменение цены в период март-апрель составляет -1,3%, так что данное снижение стоимости кубометра бетона выглядит несколько высоким. Тем более высоким оно выглядит с учетом подорожания как цемента, так и щебня по данным той же ФСГС.

В разрезе федеральных округов ситуация сложилась следующим образом: в трех регионах цена бетона увеличилась по сравнению с предыдущим месяцем, а в пяти оставшихся зафиксировано снижение цены. Наибольшее увеличение цены ФСГС зафиксировал в Приволжском федеральном округе, здесь цена выросла за один месяц на 3,3%. Наибольшее снижение цены отмечено в Уральском федеральном округе. Согласно данным ФСГС, цена бетона здесь снизилась на 12,7%.

В сравнении с апрелем 2017 года стоимость одного кубометра бетона увеличилась в четырех федеральных округах. Самый большой прирост отмечен в Южном федеральном округе (+8,1%). В четырех оставшихся регионах бетон в апреле этого года можно было купить дешевле, чем в прошлом, причем в Уральском федеральном округе эта разница составила гигантские 44,9%.

Наибольшая средняя цена кубометра бетона в апреле зафиксирована в Северо-западном федеральном округе и составила 4 656,10 рублей. Регионом с самой низкой ценой бетона стал Северо-кавказский федеральный округ.

Мелкозернистый бетон при зимнем бетонировании Текст научной статьи по специальности «Строительство. Архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Андреева А.В., Буренина О.Н., Давыдова Н.Н., Даваасенгэ С.С., Саввинова М.Е.

В данной статье представлены экспериментальные данные по улучшению физико-механических свойств, таких как плотность и прочность при сжатии образцов мелкозернистого бетона для зимнего бетонирования путём механоактивации ингредиентов бетонной смеси, а также предложена технология его изготовления.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Андреева А.В., Буренина О.Н., Давыдова Н.Н., Даваасенгэ С.С., Саввинова М.Е.,

FINE-GRAINED CONCRETE AT WINTER CONCRETING

Experimental data on improvement of physicomechanical properties, such as, density and durability are presented in this article at compression of samples of fine-grained concrete for winter concreting by mechanoactivation of ingredients of concrete mix, and also the technology of its production is offered.

Текст научной работы на тему «Мелкозернистый бетон при зимнем бетонировании»

мл. научн. сотрудник, ФГБУН Институт проблем нефти и газа СО РАН

ведущий науч. сотрудник, канд. техн. наук, Институт проблем нефти и газа СО РАН

Н.Н. Давыдова науч. сотрудник,

ФГБУН Институт проблем нефти и газа СО РАН

С.С. Даваасенгэ мл. науч. сотрудник, ФГБУН Институт проблем нефти и газа СО РАН

М.Е. Саввинова науч. сотрудник, канд. техн. наук, ФГБУН Институт проблем нефти и газа СО РАН

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН ПРИ ЗИМНЕМ БЕТОНИРОВАНИИ

Работа выполнена при поддержке проекта № 12-08-98508 «Разработка технологий механоактивационной обработки местного минерального сырья для повышения качества бетонов», по региональному конкурсу грантов РФФИ_Арктика

Аннотация. В данной статье представлены экспериментальные данные по улучшению физико-механических свойств, таких как плотность и прочность при сжатии образцов мелкозернистого бетона для зимнего бетонирования путём механоактивации ингредиентов бетонной смеси, а также предложена технология его изготовления.

Ключевые слова: мелкозернистый бетон, зимнее бетонирование, плотность, прочность при сжатии.

A.V. Andreyeva, Oil and gas research institute Russian Academy of Sciences

O.N. Burenina, Oil and gas research institute Russian Academy of Sciences

N.N. Davydova, Oil and gas research institute Russian Academy of Sciences

S.S. Davaasenge, Oil and gas research institute Russian Academy of Sciences

M.E. Savvinova, Oil and gas research institute Russian Academy of Sciences

FINE-GRAINED CONCRETE AT WINTER CONCRETING

Abstract. Experimental data on improvement of physicomechanical properties, such as, density and durability are presented in this article at compression of samples of fine-grained concrete for winter concreting by mechanoactiva-tion of ingredients of concrete mix, and also the technology of its production is offered.

Keywords: fine-grained concrete, winter concreting, density, durability at compression.

Качество бетона в большой степени зависит от используемых материалов, свойства которых должны удовлетворять соответствующим государственным стандартам и техническим условиям, обеспечивать заданный класс прочности, морозостойкости и другие физико-механические характеристики [1], поэтому использование местного сырья, а именно песка и цемента, вместо привозного заполнителя, позволяет снизить транспортные расходы. Производство изделий из мелкозернистого бетона осуществляется как по традиционной технологии, так и из жестких смесей на автоматизированных виброформовочных установках.

В качестве исходного сырья был выбран речной песок поймы р. Лена Республики Саха (Якутия), по гранулометрическому составу в соответствии с ГОСТ 8736-93 относящийся ко II классу, к категории – очень мелкий. Модуль крупности песка Мкр = 1,29 (зерна крупности свы-

ше 5 мм – нет; менее 0,16 мм составляет 8,7%; содержание пылевидных и глинистых частиц -0,84%); портландцемент месторождения Мохсоголлоох Республики Саха (Якутия), производства ОАО «Якутцемент» Хангаласского района, который обладает 26,5 МПа (кгс-кв.см) активностью при пропаривании (средняя за месяц), 2 группой эффективности при пропаривании, 27% густотой цементного теста, без признаков ложного схватывания, менее 370 Бк/кг удельной эффективной активностью естественных радионуклидов; а также комплекс противоморозных добавок – нитрит натрия, ускоряющая противоморозная добавка и ПФМ-НЛК, которая соответствует требованиям ТУ 5745-022-58042865-2007, представляющая собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы с добавлением воздухо-вовлекающего и гидрофобизирующего компонента.

Исследования физико-механических свойств исходных материалов показали, что на взаимодействие заполнителя с вяжущим оказывает форма и рельеф поверхности частиц. При разрушении минеральных материалов в планетарных мельницах, в которых реализуется ударный способ воздействия мелющих тел на материал, образуются частицы осколочной формы с множеством граней и острых углов. Поэтому при оценке эффективности активации, помимо удельной поверхности, необходимо учитывать изменение формы, гранулометрического состава частиц и концентрацию активных центров на поверхности измельчаемого материала, которые, в значительной степени зависят от способа воздействия на него мелющих тел. Важной характеристикой качества поверхности песка также является содержание пылевидных и глинистых частиц, примесей, обволакивающих зерна песка, которые снижают прочность сцепления заполнителя с цементным камнем. Так, например, всего несколько процентов глинистых частиц в песке способны на 30-50% снизить силы сцепления зерен песка и зерен цемента [2]. Для того чтобы очистить поверхность песка от негативных частиц, его намывают или активируют.

На рисунке 1 представлены микрофотографии зерен исходного и активированного в течение 2 минут в планетарной мельнице АГО-2 речного песка и цемента. На фотографиях (рис. 1 А, 1 Б) хорошо виден характер изменения поверхности исходных материалов после механоактивации.

А. Зерна речного песка до и после активации

Б. Зерна цемента до и после активации Рисунок 1 – Зерна речного песка (А) и цемента (Б) до и после активации (х32 увеличение на микроскопе МБС-10)

Окатанные исходные гранулы приобрели четкие угловатые очертания. Изменение цвета произошло вследствие очистки поверхности зерен от нежелательных образований. Изменился и характер поверхности: вместо блестящей и гладкой она стала матовой и шероховатой. Кристаллы до механоактивации представляли собой окатанные зерна, после механоактивации размеры уменьшились. Повышение тонкости помола сырья, обеспечивающее диспергацию частиц и пор, способствует получению высококачественной тонкозернистой структуры. В этой связи вновь становится актуальной механохимическая активация компонентов бетонной смеси, в частности песка.

Механоактивацию заполнителя проводили на планетарной мельнице АГО-2 в течение 2 минут. На рисунке 2 представлены результаты исследования гранулометрического состава ме-ханоактивированных песка и цемента (рис. 2А, 2Б), определенного методом лазерной гранулометрии на «М1сго812вг-201». Анализ представленных данных свидетельствует о полидисперсности заполнителя.

до5 5-10 10-20 20-50 flo5 5_ш 10.20 НПО

Рвгиерычвстиц,™ Размер частиц, гявм

Рисунок 2 – Процентное содержание частиц механоактивированных песка (А) и цемента (Б) в интервале от 50 до 5 мкм

Диспергирование песка в планетарной мельнице АГО-2 вызывает уменьшение размера частиц и увеличение содержания частиц более мелкой фракции (менее 5 мкм), что влияет на повышение эксплуатационных свойств бетона.

Для определения прочностных характеристик были изготовлены бетонные образцы размером 70х70х70 мм, Ц:П = 1:1,3 при В/Ц = 0,4, с разным содержанием (10, 20, 30 и 50 масс. %) песка, активированного в планетарной мельнице АГО-2 в течение 2 минут. Подвижность бетонной смеси поддерживалась постоянной П2, осадка конуса составляла 8 см. Готовые бетонные образцы твердели в течение 28 суток при температуре воздуха – 25°С в климатической камере СМ-60/75-120 ТВХ.

Для исследования плотности были изготовлены образцы следующего состава: проти-воморозная добавка (НН + ПФМ-НЛК) – 4% + 0,7 % от веса цемента, речной песок (акт.) – 10%, 20%, 30%, 50%, цемент (акт.) – 10%, 20%, 30%, 50%.

Анализ результатов показывает (рис. 3), что плотность у образцов П50 и Ц10 наблюдается 2,16 г/см3 и 2,17 г/см3, что на 0,9-1,4% больше исходных образцов. Также можно предположить, что прочность при сжатии у данных образцов будет выше, чем у исходных образцов мелкозернистого бетона в зимних условиях.

Определение прочности при сжатии образцов проводили в соответствии с ГОСТ 12730.1-78 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Анализ исследования прочности при сжатии образцов показал (рис. 4), что прочность образцов П50, Ц10 выше по сравнению с исходными образцами. Это дает нам возможность выгоды цемента при использовании зимних добавок с активированным сырьем для получения вы-

сококачественного продукта. Показатели прочности при сжатии образцов коррелируются со значениями плотности.

ига П(акт)10 П(акт)20 П(акт)30 П(акт)50 Ц(акт)10 Ц(акт)20 Ц[акт)30 Ц(акт)5С

СогтаЕ, % от аеса цемента

Рисунок 3 – Плотность образцов с активированным песком и цементом

ИИ П(акт|10 П(акт|20 П(акт|30 П(акт|50 Ц(акт)Ш Ц(акт|2.0 Ц(акт)30 Ц(акт150

Состав, % от веса цемента

Рисунок 4 – Прочность при сжатии образцов мелкозернистого бетона

в зимних условиях

Для исследования водопоглощения были выбраны образцы следующего состава: про-тивоморозная добавка (НН + ПФМ-НЛК) – 4% + 0,7% от веса цемента, речной песок (акт.) -50%, цемент (акт.) – 10%.

Рисунок 5 – Зависимость водопоглощения образцов мелкозернистого бетона

Из графика видно, что образцы состава П50 обладают более выраженным водопогло-щением, чем исходные образцы. Но стоит отметить, что одним из самых важных факторов, влияющих на эксплуатационные свойства и долговечность гидротехнического бетона, является его водонепроницаемость. Чем больше водонепроницаемость бетона, тем меньшее воздействие оказывает на него как сама вода, так и растворенные в ней агрессивные вещества.

Рисунок 6 – Прочность при сжатии образцов после испытания на морозостойкость

В целом анализ показал, что модифицированные образцы мелкозернистых бетонов имеют более высокую прочность при сжатии, чем исходные образцы. Самым высоким показателем прочности при сжатии обладает образец П(акт) 50%, его прочность при сжатии равна 11,5 МПа, что в 1,15 раз больше исходного образца.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования решают ряд важных задач по производству мелкозернистого бетона в зимних условиях и позволяют сделать следующие выводы.

1. Установлена возможность использования минеральных механоактивированных в комплексе с противоморозными добавками, обеспечивающими организацию производства бетонных работ при отрицательных температурах воздуха, что особенно важно для Арктических регионов.

2. Установлено, что механическая активация компонентов мелкозернистого бетона повышает прочность при сжатии в 1,09-1,1 раз по сравнению с прочностью при сжатии исходных образцов.

3. Экспериментально доказано, что прочность при сжатии модифицированных образцов после испытания на морозостойкость выше, чем у исходных образцов до 1,15 раз.

4. Результаты исследований позволили разработать технологическую схему изготовления образцов мелкозернистого бетона для зимнего бетонирования.

1. Курочка П.Н., Гаврилов А.В. Бетоны на комплексном вяжущем и мелком песке // Инженерный вестник Дона. 2013. Т. 24, № 1 (24). С. 76.

2. Сизов В.Н. Строительные работы в зимних условиях. М.: Стройиздат, 1973. 205 с.