ОТ ТРАДИЦИОННЫХ БЕТОНОВ К БЕТОНАМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Аннотация
Целью работы является исследование свойств бетонов с прочностью на сжатие от 15 до 50 и от 50 до 100 МПа и более с комплексом различных показателей и разработка способов повышения их плотности и долговечности. На первом этапе для исследования было выбрано 11 составов, обеспечивающих получение бетона классов В15, В20, В22,5 с различной удобоукладываемостью: ОК=2–8 см и Ж=5 с. Изучались показатели пористости, прочности при сжатии и изгибе, вязкости разрушения, границ нижнего и верхнего образования трещин, температурных и температурно-влажностных деформаций, водопоглощения, морозостойкости, льдообразования. Установлено, что, изменяя структуру бетона, можно получить материалы с улучшенными физико-техническими показателями. На втором этапе исследовались традиционные бетоны с прочностью от 15 до 50 МПа, которые используются преимущественно для оснований дорожных покрытий, ограждающих конструкций зданий и сооружений, эксплуатационные условия которых характеризуются воздействием биологических агрессивных сред. Поэтому исследования были направлены на получение материалов с пониженной пористостью и повышенным биологическим сопротивлением. Установлено, что уменьшение пористости и повышение физико-механических показателей бетонов достигаются при введении в составы микрокремнезема и золы в сочетании с суперпластификатором. Биологическое сопротивление увеличивается за счет включения в составы биоцидных препаратов, в качестве которых предложены: медьсодержащая и цинксодержащая добавки, полигексаметиленгуанидин, «Тефлекс», «Rosima» в количествах от 0,5 до 2,5% от массы вяжущего. При их введении также достигается улучшение процессов структурообразования, повышение физико-механических свойств и биостойкости цементного камня и бетона. Более высокую эффективность продемонстрировали добавки, содержащие полигексаметиленгуанидин. На третьем этапе исследований показана перспективность использования порошково-активированных бетонов с прочностью 100 МПа и более.
Для цитирования:
Ерофеев В.Т., Самченко С.В., Тараканов О.В., Максимова И.Н., Стенечкина К.С., Ерофеева И.В. От традиционных бетонов к бетонам нового поколения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 12. С. 83-95. DOI: 10.6060/ivkkt.20256812.7199.
Литература
Stenechkina K. The use of superplasticizers in multicomponent concrete mixtures. В сборнике: E3S Web of Conferences. Ural Environmental Science Forum “Sustainable Development of Industrial Region” (UESF-2023). Chelyabinsk. 2023. P. 01032. DOI: 10.1051/e3sconf/202338901032.
Zheng S., Zhang Y., Huang Y., Guan Y., Zheng J. Experimental study on seismic behaviors of reinforced con-crete frame beams in simulated acid environment. Jianzhu Jiegou Xuebao J. Build. Struct. 2017. V. 38. P. 20-27. DOI: 10.14006/j.jzjgxb.2017.09.003.
Fiertak M., Stanaszek-Tomal E., Kozak A. The growth of fungi and their effect on the behaviour of cementpol-ymer composites. Adv. Cement Res. 2015. V. 27. N 6. P. 340-351. DOI: 10.1680/adcr.14.00005.
Bulgakow A., Emelianov S., Bock T., Sayfeddine D., Erofeev V. Inspection of flyover bridges using quadrotor. 32nd International Symposium on Automation and Robotics in Construction and Mining: Connected to the Fu-ture, Proceedings. 2015. P. 43758–43762. DOI: 10.22260/ISARC2015/0060.
Shafigullin L.N., Treschev A.A., Telichko V.G., Erofeev V.T. Calculation of reinforced concrete shell of positive Gaussian curvature, given different resistantance of concrete and cracking. Astra Salvensis. 2017. P. 77-91. DOI: 10.22630/PNIKS.2018.27.4.46.
Mahmoodian M., Alani A.M. Effect of temperature and acidity of sulfuric acid on concrete properties. J. Mater. Civil Eng. 2017. V. 29. N 10. 04017154. DOI: 10.1061/ (ASCE)MT.1943-5533.0002002.
Soleimani S., Ormeci B., Isgor O.B. Evaluation of E. Coli biofilm as a protective barrier against microbiologi-cally influenced deterioration of concrete (MICD) under mesophilic temperatures. Water Sci. Technol. 2013. V. 68. N 2. P. 303-310. DOI: 10.2166/wst.2013.252.
Trofimovich Y.V., Petrovich F.A., Ignatyevich N.P., Dmitrievich B.A., Stanislavovich L.V., Ivanovich R.V. Density of structure and extent of saturation by water of composites as a factor of change of their durability when freezing and thawing. Internat. J. Appl. Eng. Res. 2015. V. 10. N 10. P. 25711–25720.
Bobrishev A.A., Shafigullin L.N., Erofeev V.T., Treshchev A.A., Sotnikov M.I., Vyacheslav A. Study of effects of redispersable latex powders on hardening kinetics of cement-sand composites. Res. J. Pharm., Biolog. Chem. Sci. 2016. V. 7. N 4. P. 795–802.
Erofeev V., Rodin A., Rodina N., Kalashnikov V., Irina E. Biocidal Binders for the Concretes of Underground Constructions. Proc. Eng. 2016. V. 165. P. 1448–1454. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.878.
Marquez-Peñaranda J.F., Sanchez-Silva M., Husserl J., Bastidas-Arteaga E. Effects of biodeterioration on the mechanical properties of concrete. Mater. Struct. 2016. V. 49. N 10. P. 4085-4099. DOI: 10.1617/s11527-015-0774-4.
Fan Y., Hu Z., Luan H., Wang D., Chen A. A study of deterioration of reinforced concrete beams under various forms of simulated acid rain attack in the laboratory. Struct. Eng. Mechanics. 2014. V. 52. N 1. P. 35-49. DOI: 10.12989/sem.2014.52.1.035.
Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Krasilnikov I.V., Krasilnikova I.A. Research of Physical and Chemical Processes in the System "Cement Concrete – Liquid Aggressive Environment". ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 61-70 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6606.
Noeiaghaei T., Dhami N., Mukherjee A. Nanoparticles surface treatment on cemented materials for inhibition of bacterial growth. Constr. Build. Mater. 2017. V. 150. P. 880-891. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.06.046.
Rumyantseva V.E., Konovalova V.S., Goglev I.N., Kasyanenko N.S. Inhibition of Concrete Composite Corrosion by a Combined Additive of Sodium Nitrite and Sodium Silicate. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 8. P. 57-62 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216408.6366.
Kalashnikov V.I., Yerofeev V.T., Tarakanov O.V. Suspension-filled concrete mixtures for powder-activated concretes of a new generation - (Building materials and products). Izv. vuzov. Stroitelstvo. 2016. N 4. P. 30-36 (in Russian).
Erofeev V. Gladkin S., Rodin A., Karpushin S., Erofeeva I., Sanyagina Ya., Klyuev S., Klyuev A., Liseitsev Yu., Fediuk R. Сhemical, physical, fresh and mechanical properties of modified biocidal cements. Structures. 2024. V. 64. P. 106649. DOI: 10.1016/j.istruc.2024.106649.
Wong V., Kwan A.K.H. A 3-parameter model for packing density prediction of ternary mixes of spherical particles. Powder Technol. 2014. V. 268. P. 357-367. DOI: 10.1016/j.powtec.2014.08.036.
Ramezanianpour A.A., Zolfagharnasab A., Zadeh F.B., Estahbanati S.H., Boushehri R., Pourebrahimi M.R., Ramezanianpour A.M. Effect of supplementary cementing materials on concrete resistance against sulfuric acid attack (Conference Paper). High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet - Proceedings of the 2017 fib Symposium. 2017. P. 2290-2298. DOI: 10.1007/978-3-319-59471-2_261.
Ipek M., Yilmaz K., Uysal M. The effect of presetting pressure applied flexural strength and fracture toughness of reactive powder concrete during the setting phase. Constr. Build. Mater. 2012. 26 (1). P. 459–465. DOI: 10.1016/ j. conbuildmat.2011.06.045.
Vishwakarma V., Sudha U., Ramachandran D., Anandkumar B., George R.P., Kumari K., Preetha R., Kamachi Mudali U., Pillai C.S. Enhancing antimicrobial properties of fly ash mortars specimens through nanophase modification(Conference Paper). Mater. Today: Proceed. 2016. V. 3. N 6. P. 1389-1397. DOI: 10.1016/j.matpr.2016.04.020.
Dyer T. Influence of cement type on resistance to organic acids. Mag. Concr Res. 2017. V. 69. N 4. P. 175-200. DOI: 10.1680/jmacr.16.00271.
Cwalina B. 11 – Biodeterioration of concrete, brick and other mineral-based building materials. In: Understanding Biocorrosion: Fundamentals and Applications. 2014. P. 281-312. DOI: 10.1533/9781782421252.3.281.
Tokach Y.E., Rubanov Y.K., Vasilenko M.I., Goncha-rova E.N., Evtushenko E.I., Kazaryan S.A. Design of new approaches and technological solutions of obtaining biocidal compositions to protect industrial and civil build-ings and constructions against biodeterioration. Res. J. Appl. Sci. 2014. V. 9. N 11. P. 774-778. DOI: 10.3923/rjasci.2014.774.778.
