41
НАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОВЫШЕНИЯ КОРРОЗИЕСТОЙКОСТИ
ЭФФЕКТИВНЫХ БЕТОНОВ
к.т.н. доцент Н.И.Гончарова, З.А.Абобакирова, М.Мирзакосимов, Б.К.Тухтаназаров
(Ферганский политехнический институт)
Для повышения эффективности цементных коррозиестойких бетонов, используемых для
наземных и подземных конструкций зданий, а также рационального использования цемента
важной задачей является использование местных отходов промышленности.
Научные принципы, обосновывающие эффективность применения в конструкционных
коррозиестойких бетонах отходов теплоэнергетики и металлургии – зол и шлаков, а также
химических добавок – побочных продуктов (или отходов)
химической промышленности, на
наш взгляд следующие:
- введение в портландцементы отходов, как минеральных добавок определенной
дисперсности, способствует улучшению гранулометрии бетонной смеси, увеличению
плотности цементного теста и раствора. Возникающие при этом пространственные структуры
оказывают значительное влияние на реологические свойства бетонных смесей [1];
- включение в состав бетона минеральных добавок (зол, шлаков) с целью увеличения его
коррозионной стойкости и повышения трещиностойкости
предполагает демпфирующее
действие добавок, состоящее в том, что на пути растущей трещины возникает энергетический
гаситель в виде микровключения, не способного отдавать полученную энергию, затраченную
на его деформирование. Тем самым уменьшается энергия роста трещины и происходит
релаксация напряжений в еѐ вершине [2];
- образующиеся в начальный период твердения в цементном камне структуры в
последующем непрерывно упрочняются как за счет дополнительного увеличения объема
дисперсной
твердой фазы, возникающей при гидратации цемента, так и счет возникновения
контактов срастания между частицами. При этом появившиеся в начальной стадии процесса
структурообразования более плотные пространственные структуры, при введении в цемент
некоторого количества высокодисперсных минеральных добавок могут в известной мере
компенсировать их пониженную
физико-химическую активность, обеспечивая в готовых
изделиях прочность бетонов не ниже, чем при применении чистых (бездобавочных)
портландцементов [3] ;
- процессы структурообразования в цементобетонных системах могут быть существенно
модифицированы направленным улучшением свойств бетонной смеси и бетона за счет
использования химических добавок полифункционального действия [2];
- добавки водорастворимых полимеров (гельполимеров), благодаря высокой адгезии к
поверхности гидратных новообразований цементного камня способствуют созданию в
коррозиестойком бетоне плотной мелкокристаллической и мелкопористой структуры,
вследствие чего затрудняется испарение
воды и уменьшается усадка, что в свою очередь
приводит к повышению трещиностойкости эффективных коррозиестойких бетонов для
наземных и подземных конструкций зданий;
- увеличение активности вяжущего за счет модифицирования его свойств посредством
химических добавок (и минеральных) приводит к сокращению расхода вяжущего в бетоне, а
также улучшению прочностных, деформационных и других свойств эффективных
коррозиестойких бетонов [2];
- на
формирование
оптимальной
структуры
конструкционных
эффективных
коррозиестойких бетонов оказывают влияние многочисленные факторы: водотвердое
отношение, плотность смеси наполнителей (заполнителей),
температура бетонной смеси,
размеры распределения пор в объѐме смеси, скорость нарастания структурной прочности,
качество контактной зоны и т.п.
Вышеприведенные научные положения излагались с позиции физико-химической теории
дисперсных систем, рассматривающих твердеющие цементные, растворные и бетонные смеси
как двухфазные системы, состоящие из твердой дисперсной фазы и жидкой дисперсной среды,
между
которыми
возникают
связи-контакты,
приводящие
к
самопроизвольному
возникновению пространственных структур при общем стремлении системы к
термодинамическому равновесию.
Дефицит цемента, как основного материала в строительстве предопределяет поиск
местных эффективных вяжущих для коррозиестойких бетонов в частности для подземных
конструкций.
К таким эффективным вяжущим следует отнести цементно-зольные вяжущие,
проектируемые на основе зол ТЭС и выделяемая из группы
пуццолановых цементов в
42
самостоятельное вяжущее, сходное по свойствам с шлакопортландцементом [2],
рекомендуемым для производства подземных конструкций.
Оно выгодно отличается от пуццолановых низкой нормальной густотой, значительной
активизацией при тепловлажностной обработке, меньшим расходом цемента в бетоне и
достаточно высокой морозостойкостью (коррозиестойкостью) [2].
Однако на практике цементно-зольные вяжущие используются не в достаточной мере.
Расширить их применение позволит модификация структуры цементно-зольного камня с
использованием комплексных добавок полифункционального действия [2]. Они обеспечивают
снижение водопотребности цементно-зольного камня, более эффективное, чем при применении
поверхностно-активных веществ, объѐмную гидрофобизацию и получение цементного камня с
более плотной структурой и высокой стойкостью к коррозии кристаллизации.
Среди комплексных добавок в настоящее время наиболее перспективны дисперсии
поливинилацетата и его сополимеров, полиакрилатов, гельполимеров.
Исследованиями ученых установлено, что вследствие активно протекающих в цементно-
зольном камне гидратационных процессов концентрация полимерной дисперсии возрастает, и
на ее основе формируются полимерные пленки, в том числе – на поверхности камня. В
результате блокируется испарение воды и тем самым создаются условия для наиболее полной
гидратации цемента, снижения усадки.
Пространственная система полимерных пленок (мембран),
которая образуется внутри
цементного камня, увеличивает его прочность при растяжении и служит микродемпфирующим
элементом, повышающим износостойкость и облегчающим релаксационные процессы в
твердеющей системе. Однако эффективное их применение требует учета фактических свойств
исходных материалов и рационального метода проектирования их оптимального состава.
Таким образом, показано, что для повышения эффективности цементных
коррозиестойких бетонов, используемых для наземных и подземных конструкций зданий, а
также рационального использования цемента целесообразно применение местных отходов
промышленности – зол, шлаков в производстве эффективных цементных вяжущих. При этом
разработку оптимальных
составов таких вяжущих, имеющих в отвердевшем состоянии
микроконгломератный тип структуры, следует проводить с позиций теории ИСК с
использованием общего метода проектирования оптимального состава.
Литература:
1. Ходаков Т.С. Физика измельчения. М.Наука, 1972 г.
2. Гончарова Н.И. Проектирование составов бетонов с учетом активности цемента.
Материалы 22-ой ежегодной международной научно-технической конференции. Ялта, 2002 г.
3. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества, М.Стройиздат,1986 г.
Do'stlaringiz bilan baham: 
