ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЙ БЕТОН НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИОННОГО ВЯЖУЩЕГО С ПРИМЕНЕНИЕМ ДИСПЕРСНОГО ПЕРЛИТА И КОЛЛОИДНОЙ ДОБАВКИ
Основное содержимое статьи
Аннотация
Бетонирование массивных гидротехнических сооружений сопровождается явлением экзотермического разогрева конструкций, вызванного процессом гидратации цемента. В естественных условиях выделяемое в массивном бетоне тепло медленно отводится из конструкции. Часто между центральной частью массива и его поверхностью возникает значительный температурный перепад. В случае достижения критической величины температурного перепада возникают температурные трещины, нарушающие монолитность конструкций.
В статье для решения вопроса трещинообразования рассмотрена возможность получения гидротехнического бетона с использованием композиционного вяжущего на основе тонкодисперсных алюмосиликатных пород - перлитов, коллоидной добавки в виде золя кремниевой кислоты и суперпластификатора.
Для получения композиционного вяжущего алюмосиликатные материалы - перлитовые породы с разной степенью кристалличности измельчали в лабораторном виброистирателе до необходимой удельной поверхности. Для получения коллоидной добавки - золя кремниевой кислоты в работе применяли способ гидролиза растворимых солей, в частности кремнефтористого натрия Na2SiF6 без удаления катионов натрия Na+. Показатель трещиностойкости гидротехнического бетона Ктр определялся косвенно по отношению прочности бетона на растяжение при изгибе к прочности при сжатии - Rизг/Rсж. Марка по водонепроницаемости бетона оценивалась экспресс-методом определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.
Установлено, что наиболее рациональными являются составы композиционных вяжущих с содержанием 10-20% стекловидного перлита, с удельной поверхностью 600 м2/кг, коллоидной добавки в виде золя кремниевой кислоты в количестве 0,4% от массы цемента и суперпластификатором Полипласт, обеспечивающим прирост прочности на сжатие гидратного камня через 28 суток на 33% и прирост прочности на изгиб - на 40-45% по сравнению с контрольным составом. При этом показатель трещиностойкости гидротехнического бетона Ктр с использованием тонкодисперсного перлита, золя кремниевой кислоты и поликарбрксилатного суперпластификатора «Полипласт» увеличивается 21% по сравнению с контрольным составом бетона, марка бетона по водонепроницаемости составляет W16, что больше марки по водонепроницаемости контрольного состава бетона на 60%.
##plugins.themes.bootstrap3.displayStats.downloads##
Информация о статье
Раздел
Как цитировать
Библиографические ссылки
Grigoriev V.G., Kozlova V.K., Andryushina E.E., Shkrobko E.V., Likhosherstov A.A. (2012) Composite Portland cements for hydraulic engineering construction // Polzunovsky Vestnik. no. 1-2. pp. 62-64. URL:https://cyberleninka.ru/article/n/kompozitsionnye-portlandtsementy-dlya-gidrotehnicheskogo-stroitelstva.
Ivanov A.A., Urkhanova L.A., Lkhasaranov S.A., Khardaev P.K. (2023) Study of the influ-ence of finely dispersed additives on the proper-ties of composite binders for hydraulic concrete // Vestnik of VSGUTU. no. 2 (89). pp. 80-88. DOI: 10.53980/24131997_2023_2_80
Li Q., Liang G., Hu Y., Zuo Z. (2014) Numeri-cal analysis on temperature rise of a concrete arch dam after sealing based on measured data // Mathematical Problems in Engineering. no 6, pp. 1-10. DOI:10.1155/2014/602818
Aniskina N.A, Chong Chyk Nguyen. (2020) The problem of temperature cracking in concrete gravity dams // Bulletin of MGSU. no. 3. pp. 380-398. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.3.380-398
Yerramala A., Ganesh Babu K. (2011) Transport properties of high-volume fly ash roller compacted concrete // Cement and Concrete Composites. no. 33, issue. 10. pp. 1057–1062. DOI:10.1016/j.cemconcomp.2011.07.010
Dolen T.P., Ibáñez-de-Aldecoa R., Eharz J.L., Dunstan M.R.H. (2003) Successful large RCC dams – what are the common features? // Pro-ceedings of the fourth international symposium on roller compacted concrete (RCC) dams. no. 2. pp. 127–137. DOI:10.34031/2071-7318-2020-5-8-8-17
Larsen O.A., Aleksandrova O.V., Narut V.V., Polozov A.A., Bakhrakh A.M. (2020) Study of the properties of active mineral additives for use in hydraulic engineering // Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. no. 8. pp. 8-14. DOI: 10.34031/2071-7318-2020-5-8-8-17
Kasatkin S.P. (2023) Highly efficient concrete modified with a complex chemical additive con-taining nanodispersions of silicon hydrodioxide: dissertation for the degree of Candidate of Tech-nical Sciences. – St. Petersburg. 138 p. URL: https://pstu.ru/files/2/file/Dissertaciya._Kasatkin_S.P._02.07.2023.pdf
Urkhanova, L.A., Ivanov A.A., Lhasaranov S.A. (2024) Composite cement with dispersed perlite and colloidal additive for hydraulic con-crete // Cement and its application. no. 1-2024. DOI: 10.61907/CIA.2024.87.76.001
Bazhenov Yu.M., Alimov L.A., Voronin V.V. (2013) Structure and properties of concrete with nanomodifiers based on technogenic waste. Moscow: MISI-MGSU. 201 p. URL: https://mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/monografii/1725/?ysclid=m09bb4v43i945506938
Shane D., Mark T., Cheeseman C.R. (2010) Comparison of test methods to assess pozzolanic activity // Cement and Concrete Composites. no. 32 (2). pp. 121–127. DOI:10.1016/j.cemconcomp.2009.10.008
Urkhanova L.A., Tsydypova A.T. (2018) Ef-fect of silica sol on the physical and mechanical properties of polystyrene concrete // Construction materials. no. 1–2. pp. 45–51. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-756-1-2-45-51
Zhernovoy F.E., Miroshnikov E.V. (2018) Comprehensive assessment of factors for in-creasing the strength of cement stone by adding ultrafine perlite // Bulletin of the V.G. Shukhov BSTU. no. 2. pp. 55–60. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompleksnaya-otsenka-faktorov-povysheniya-prochnosti-tsementnogo-kamnya-dobavkami-ultradispersnogo-perlita
Lesovik V.S., Zhernovoy F.E., Glagolev E.S. (2009) Use of natural perlite in the composition of mixed cements // Construction materials. no. 6. pp. 84–87. URL: https://elibrary.ru/kuucdt?ysclid=m09bh8i6g321380846
Aniskin N.A., Nguyen T.C., Hoang Q.L. (2018) Influence of size and construction sched-ule of massive concrete structures on its tempera-ture regime // MATEC Web of Conferences. vol. 251. p. 02014. DOI: 10.1051/matecconf/201825102014
Hai T.H., Thuc L.V. (2017) The effect of split-ting concrete placement on controlling thermal cracking in mass concrete // Journal of Science and Technology in Civil Engineering. vol. 11. issue 6. pp. 22–28. URL: http://stce.nuce.edu.vn/index.php/en/article/view/932
Hang X., Shi R., Dai H., Liu Q., Zhang X. (2019) Simulation and research on temperature field of taishan roller compacted concrete gravity dam // IOP Conference Series: Earth and Envi-ronmental Science. vol. 237. p. 032117. DOI: 10.1088/1755-1315/237/3/032117
Lkhasaranov S.A., Urkhanova L.A., Ivanov A.A., Smirnyagina N.N. (2024) Study of phase composition of composite binders for hydraulic concrete // Bulletin of VSGUTU. no. 2 (93). DOI 10.53980/24131997_2024_2_112
Dem'yanenko O.V., Kopanitsa N.O., Sarkisov Y.S. (2020) Study of the properties of cement stone with a complex additive // Bulletin of TSUACE. vol. 22, no. 4. pp. 147–156. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-4-147-156
Zelenkevich D.S., Yagubkin A.N., Bozylev V.V. (2013) Use of polymer-mineral additives to improve the water resistance and frost resistance of concrete // Bulletin of Polotsk State Universi-ty. Series F. Construction. Applied Sciences. no. 16. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-polimerno-mineralnyh-dobavok-dlya-povysheniya-vodonepronitsaemosti-i-morozostoykosti-betona
Bayburin A.Kh., Kocharina E.N., Kocharin N.V., Kiyanets A.V., Lebed A.R. (2022) Influ-ence of chemical additives on the properties of concrete // IVD. no. 6 (90). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-himicheskih-dobavok-na-svoystva-betona.
Izotov B.S., Seliverstova O.V., Krasnova T.A. (2010) Influence of polyacrylate-based hyperplasticizer on the strength, density and wa-ter resistance of concrete // Izvestiya KazGASU. no. 1 (13). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-giperplastifikatora-na-osnove-poliakrilatov-na-prochnost-plotnost-i-vodonepronitsaemost-betona.
Nguyen T.C., Huynh T.P., Tang V.L. (2019) Prevention of crack formation in mass concrete at early age by cooling pipe system // Asian Journal of Civil Engineering. vol. 20. issue 8. pp. 1101–1107. DOI: 10.1007/s42107-019-00175-5
Solovieva V.Y., Stepanova I.V., Kasatkina A.V. (2010) New generation protective coatings for transport building structures // Transport of the Russian Federation. Journal of Science, Prac-tice, Economics. no. 2 (27). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zaschitnye-pokrytiya-novogo-pokoleniya-dlya-transportnyh-stroitelnyh-konstruktsiy
Nguyen T.C., Luu X.B. (2019) Reducing temperature difference in mass concrete by surface insulation // Magazine of Civil Engineering. vol. 4 (88). pp. 70–79. DOI: 10.18720/MCE.88.