Оптимизация составов коррозионно-стойких бетонов по виду и расходу добавок-модификаторов для условий Республики Бурунди

Введение. Приведены результаты исследования влияния вида и расхода добавок-пластификаторов на свойства мелкозернистого бетона, эксплуатируемого в условиях Республики Бурунди. Объект исследования — мелкозернистый бетон, предмет исследования — показатели качества бетонной смеси и затвердевшего бетона. Особенностью данных исследований является то, что были использованы сырьевые материалы Республики Бурунди.

Материалы и методы. В качестве сырьевых материалов использованы: цемент ЦЕМ ΙΙ/ В-П 32,5 М компании BUCECO (Республика Бурунди), песок из р. Музази Республики Бурунди и добавки-пластификаторы разных производителей и различного вещественного состава.

Результаты. Установлено, что введение добавок пластифицирующего действия ГПМ-У и GLENIUM 323 MIX оказывает значительный водоредуцирующий эффект на цементную систему. При этом наблюдается и повышение качества затвердевшего цементного камня. Выявленные для цементного камня закономерности просматриваются и для мелкозернистого бетона: введение добавок-пластификаторов любого типа позволяет уплотнить структуру, снизить пористость и повысить прочность материала. При этом повышение плотности мелкозернистого бетона дает возможность обеспечить его меньшую проницаемость и соответственно устойчивость к воздействию агрессивных сред. Это особенно важно для условий эксплуатации конструкций, характерных для Республики Бурунди.

Выводы. В результате исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации: оптимальные дозировки добавок (независимо от их типа) находятся в пределах 0,9–1,2 % от массы цемента (исходя из величины водо­редуцирующего эффекта). Добавки на основе поликарбоксилатных эфиров дают наибольший эффект как на чистом цементном камне, так и на мелкозернистом бетоне.

1. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Хахалева Е.Н. Обоснование методов испытаний коррозионной стойкости материалов гидратационного твердения // Природоподобные технологии строительных композитов для защиты среды обитания человека : II Междунар. онлайн-конгресс, посвящ. 30-летию кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций. 2019. С. 735–739. EDN OAUUVD.

2. Трофимов Б.Я., Шулдяков К.В., Махмудов А.М. Влияние на долговечность бетона микроструктуры гидратных фаз цементного камня // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2021. № 3. С. 8–18. DOI: 10.34031/2071-7318-2021-6-3-8-18. EDN UCUSLU.

3. Mikerego E., Niyonzima N., Ntirampeba J.C. Impact of impurities of local construction materials on the bearing capacity of the concrete used in structures in Burundi // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 10. С. 1357–1362. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.10.1357-1362. EDN DZANPX.

4. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М. : Стройиздат, 1980. 536 с.

5. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Хахалева Е.Н., Толыпин Д.А. Оптимизация процесса выбора типа цемента для изделий, эксплуатирующихся в агрессивных средах // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 3. С. 18–23. DOI: 10.12737/article_5abfc9b8581017.80464211. EDN YVAQFS.

6. Гончаров Ю.И., Рахимбаев Ш.М., Малькова М.Ю., Иванов А.С., Терсенова Л.А., Морозова А.Ю. Коррозионно-стойкие мелкозернистые шлакобетоны // Строительные материалы. 2004. № 6. С. 38–39. EDN IBENZD.

7. Osei D.Y., Jackson E.N. Compressive strength and workability of concrete using natural pozzolana as partial replacement of ordinary Portland cement // Advances in Applied Science Research. 2012. Vol. 3. Issue 6. Pp. 3658–3662.

8. Yuan Q., Liu Z., Zheng K., Ma C. Portland cement concrete // Civil Engineering Materials. 2021. Pp. 59–204. DOI: 10.1016/b978-0-12-822865-4.00003-9

9. Lei L., Hirata T., Plank J. 40 years of PCE superplasticizers — History, current state-of-the-art and an outlook // Cement and Concrete Research. 2022. Vol. 157. P. 106826. DOI: 10.1016/j.cemconres.2022.106826. EDN OEEPTF.

10. Тараканов О.В. Формирование микроструктуры цементных материалов с минеральными и комплексными добавками // Технология бетонов. 2009. № 7–8. С. 58–60.

11. Ekolu S.O., Hooton R.D., Thomas M.D.A. Studies on Ugandan Volcanic ash and Tuff // Proceedings from the International Conference on Advances in Engineering and Technology. 2006. Pp. 75–83. DOI: 10.1016/B978-008045312-5/50009-1

12. Colorado H.A., Muñoz A., Neves Monteiro S. Circular economy of construction and demolition waste: a case study of Colombia // Sustainability. 2022. Vol. 14. Issue 12. P. 7225. DOI: 10.3390/su14127225. EDN VXHVFG.

13. Dahlbo H., Bachér J., Lähtinen K., Jouttijärvi T., Suoheimo P., Mattila T. et al. Construction and demolition waste management — a holistic evaluation of environmental performance // Journal of Cleaner Production. 2015. Vol. 107. Pp. 333–341. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.02.073

14. Макушина Ю.В. К вопросу об идентификации добавок-пластификаторов для бетонов // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2022. № 2 (51). С. 90–96. DOI: 10.24866/2227-6858/2022-2/90-96. EDN SXZNGF.

15. Борисов А.А., Калашников В.И., Ащеулов П.В. Классификация реакционной активности цементов в присутствии суперпластификаторов // Строительные материалы. 2002. № 1. С. 10–12. EDN IBEDLH.

16. Белькова Н.А., Литвинова А.С., Супрунчик Г.Г. Исследование влияния вида цемента на эффективность действия добавок-пластификаторов // Химия, физика и механика материалов. 2019. № 4 (23). С. 33–45. EDN PYCRPA.

17. Зоткин А.Г. Прочностная совместимость цементов с суперпластификаторами // Технологии бетонов. 2014. № 9 (98). С. 22–26. EDN TBGACV.

18. Усачев С.М., Кукина О.Б., Ками К. Исследование свойств сырьевых материалов для бетонов в Республике Бурунди // Научный журнал строительства и архитектуры. 2023. № 1 (69). С. 36–46. DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.003. EDN DWSVNT.

19. Усачев С.М., Ками К. Изменение структуры и свойств бетонов в различных условиях эксплуатации (на примере Республики Бурунди) // Научный журнал строительства и архитектуры. 2024. № 2 (74). С. 58–67. DOI: 10.36622/2541-7592.2024.74.2.005. EDN DCTCCQ.

20. Шмитько Е.И., Макушина Ю.В., Белькова Н.А., Милохин И.В. Влажностная усадка бетона: влияние состава и структуры применяемых пластифицирующих добавок // Вестник инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2020. № 1 (42). С. 128–135. DOI: 10.24866/2227-6858/2020-1-13. EDN AXOXUL.