Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
  • Влияние водовяжущего отношения и комплексной органоминеральной добавки на свойства бетона для морских гидротехнических сооружений
  • УДК 666.97 DOI: 10.33622/0869-7019.2019.03.11-21
    Танг Ван ЛАМ (Вьетнам), аспирант, e-mail: lamvantang@gmail.com
    Нго Суан ХУНГ (Вьетнам), аспирант, e-mail: xuanhung1610@gmail.com
    Ву Ким ЗИЕН (Вьетнам), аспирант, e-mail: kimdienxdtb@gmail.com
    Нгуен Чонг ЧЫК (Вьетнам), аспирант, e-mail: ntchuc.mta198@gmail.com
    Борис Игоревич БУЛГАКОВ, кандидат технических наук, доцент, e-mail: BulgakovBI@mgsu.ru
    Ольга Юрьевна БАЖЕНОВА, кандидат технических наук, доцент, e-mail: BazhenovaOY@mgsu.ru
    Надежда Алексеевна ГАЛЬЦЕВА, кандидат технических наук, доцент, e-mail: GalsevaNA@mgsu.ru
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Масштабное строительство морских сооружений в прибрежной и шельфовой зонах Вьетнама требует разработки новых составов гидротехнических бетонов и инновационных технологий приготовления бетонных смесей, а также их транспортирования к месту укладки. Был определен предварительный состав тяжелого бетона и проведено исследование его свойств. Также было изучено влияние водовяжущего отношения и эффекта использования разработанной комплексной органоминеральной модифицирующей добавки, состоящей из золы-уноса, микрокремнезема и поликарбоксилатного суперпластификатора, на свойства бетона. Для обработки полученных результатов применялся метод математического планирования эксперимента с построением четырехфакторного плана. В результате исследований были получены регрессионные уравнения первого порядка зависимости целевых функций - подвижности бетонной смеси, прочности бетона при сжатии и относительной деформации бетонных образцов в результате их испытаний в жидкой сульфатной среде от входных факторов. Из полученных уравнений следует, что водовяжущее отношение, а также содержание суперпластификатора и золы-уноса в составе добавки оказывают значительное влияние на подвижность бетонной смеси. При уменьшении водовяжущего отношения и количества золы-уноса, а также с увеличением количества микрокремнезема в составе добавки прочность бетона при сжатии в 28-суточном возрасте возрастает. Особенно сильно сказывается влияние водовяжущего отношения. Также в исследованном диапазоне значений установлено увеличение относительной деформации бетонных образцов в жидкой сульфатной среде в результате увеличения водовяжущего отношения и уменьшения количества микрокремнезема и, главным образом, при увеличении содержания золы-уноса. Можно предположить, что в составе модифицирующей добавки их частицы играли роль своеобразных "подшипников скольжения" между зернами цемента, с помощью которых можно управлять степенью дисперсности твердых частиц в бетонной смеси, а следовательно, и ее подвижностью и сохраняемостью при транспортировке на строительные объекты. Кроме того, аморфный кремнезем связывает свободный гидроксид кальция в менее растворимые низкоосновные гидросиликаты, которые уплотняют структуру бетона и повышают его прочность, что подтверждается результатами проведенных испытаний, в том числе данными рентгенофазового и электронно-микроскопического анализов.
    Ключевые слова: морские гидротехнические сооружения и конструкции, сульфатостойкий портландцемент, зола-уноса, микрокремнезем, удобоукладываемость бетонной смеси, прочность бетона при сжатии, деформация, комплексная органоминеральная добавка.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Ануфриева Е. В. Коррозионностойкий бетон для гидротехнического строительства // Градостроительные аспекты устойчивого развития крупных городов. Харьков: ХНУГХ им. А. Н. Бекетова. 2009. № 93. С. 537-541.
    2. Лесовик В. С., Федюк Р. С. Повышение непроницаемости фибробетонов на композиционном вяжущем. Белгород : БГТУ им. В. Г. Шухова, 2016. 165 с.
    3. Федюк Р. С. Проектирование цементных композитов повышенной непроницаемости // Вестник МГСУ. 2016. № 5. С. 72-81.
    4. Танг Ван Лам, Нгуен Зоан Тунг Лам, Булгаков Б. И. Повышение стойкости бетона к коррозии в морской среде // Сб. материалов XX Междунар. межвуз. науч.-практ. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых (26-28 апреля 2017 г.). М., 2016. C. 896-898.
    5. Hoang Minh Duc, Nguyen Tuan Nam. Improve protection of reinforced concrete in the marine environment by silica fume [Снижение проницаемости бетона и возможность защиты стальной арматуры в морской среде с помощью микрокремнезема]. Scientific Conference on 50th anniversary of the Institute of Science and Technology [50-я научная конференция Института науки и технологии строительства]. Hanoi, 2013, pp. 100-109. (In Vietnam).
    6. Сафаров К. Б., Степанова В. Ф. Регулирование реакционной способности заполнителей и повышение сульфатостойкости бетонов путем совместного применения низкокальциевой золы-уноса и высокоактивного метакаолина // Строительные материалы. 2016. № 5. С. 70-74.
    7. Нго Суан Хунг, Танг Ван Лам, Булгаков Б. И., Александрова О. В., Ларсен О. А., Ха Хоа Ки, Мельникова А. И. Влияние золы рисовой шелухи на свойства гидротехнических бетонов // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 6(117). C. 768-777. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.768-777.
    8. Lam Van Tang, Bulgakov B., Aleksandrova O., Anh Ngoc Pham, Bazhenov Yu. Effect of rice husk ash on hydrotechnical concrete behavior [Влияние золы рисовой шелухи на свойств гидротехнических бетонов]. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. Available at: https://doi:10.1088/1757-899X/365/3/032007 (accessed 5.10.2018).
    9. Сафаров К. Б., Степанова В. Ф., Фаликман В. Р. Влияние механоактивированной низкокальциевой золы-уноса на коррозионную стойкость гидротехнических бетонов Рогунской ГЭС // Строительные материалы. 2017. № 10. С. 20-24.
    10. Сафаров К. Б. Применение реакционноспособных заполнителей для получения бетонов, стойких в агрессивных средах // Строительные материалы. 2015. № 7. С. 17-21.
    11. Pham Huu Hanh, Nguyen Van Tuan. Research and manufacture of high performance concrete building capacity in marine, concrete gravity [Исследование и производство высококачественного бетона, используемого в морских работах]. Seminar "Some new achievements in the study of modern construction materials" [Совместный Междунар. науч. симпозиум "Научные достижения в исследованиях новых современных строительных материалов"]. Hanoi, 2006, pp. 46-63. (In Vietnam).
    12. Pham Huu Hanh, Le Trung Thanh. Concrete for marine structures [Бетон для морских сооружений]. Hanoi, 2015. 216 p. (In Vietnam).
    13. Quy Nhu Nguyen. Studying the effect of additives finely powdered limestone and fly ash thermal power to the properties of the concrete mix pump [Изучение влияния добавок мелкодисперсного известняка и топливной золы-уноса на свойства бетонной смеси, транспортируемой с помощью насоса]. Construction Magazine. Hanoi, 2007, no. 3, pp. 41-44.
    14. Van V. T. A., Roler C., Bui D. D., Ludwig H. M. Rice husk ash as both pozzolanic admixture and internal curing agent in ultra-high performance concrete [Зола рисовой шелухи в качестве пуццолановой добавки и внутреннего цементирующего агента высококачественного бетона]. Cement and Concrete Composites, 2014, vol 53, pp. 270-278.
    15. Si-Huy Ngo, Trong-Phuoc Huynh, Thanh-Tam Thi Le, Ngoc-Hang Thi Mai. Effect of high loss on ignition-fly ash on properties of concrete fully immersed in sulfate solution [Влияние прокаленной золы-уноса на свойства бетона, полностью погруженного в раствор сульфата]. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. DOI:10.1088/1757-899X/371/1/012007.
    16. Sahmaran M., Kasap O., Duru K., Yaman I.O. Effects of mix composition and water-cement ratio on the sulfate resistance of blended cements [Влияние состава смеси и водоцементного соотношения на сульфатную стойкость вяжущих веществ]. Cem. Concr. Compos, 2007, no. 29, pp. 159-167. Available at: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2006.11.007 (accessed 12.10.2018).
    17. Chindaprasirt P., Kanchanda P., Sathonsaowaphak A. Cao H.T. Sulfate resistance of blended cements containing fly ash and rice husk ash [Сульфатостойкость вяжущих веществ, содержащих золу-уноса и золу рисовой шелухи]. Constr. Build. Mater, 2007, no. 21, pp. 1356-1361. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2005.10.005 (accessed 12.10.2018).
    18. Sumer M. Compressive strength and sulfate resistance properties of concretes containing class F and class C fly ashes [Прочность при сжатии и сульфатостойкость бетонов, содержащих золу-уноса классов F и C]. Constr. Build. Mater, 2012, no. 34, pp. 531-536. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.02.023 (accessed 12.10.2018).
    19. Torii K., Taniguchi K., Kawamura M. Sulfate resistance of high fly ash content concrete [Сульфатостойкость бетона с высоким содержанием золы-уноса]. Cem. Concr. Res, 1995, no. 25, pp. 759-768. Available at: https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00066-L (accessed 12.10.2018).
    20. Irassar E. F., Maio A. D., Batic O. R. Sulfate attack on concrete with mineral admixtures [Сульфатное воздействие на бетон с минеральными добавками]. Cem. Concr. Res, 1996, no. 26, pp. 113-123. Available at: https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00195-6 (accessed 12.10.2018).
    21. ACI 211.4R-2008. Guide for selecting proportions for high-strength concrete with portland cement and fly ash [Руководство по подбору составов высокопрочного бетона с портландцементом и золой-уноса]. 2010. 13 p.
    22. Танг Ван Лам, Булгаков Б. И., Александрова О. В. Математическое моделирование влияния сырьевых компонентов на прочность высококачественного мелкозернистого бетона при сжатии // Вестник МГСУ. Т. 12. Вып. 9 (108). C. 999-1009. DOI: 10.22227/1997-0935.2017.9.999-1009.
    23. Tuyen Minh Nguyen. Planning of the experiment [Планирование эксперимента]. Hanoi, Publ. of Science and Technology, 2007. 264 p. (In Vietnam).
    24. Астахова Л. Г. Лекции по дисциплине "Математическая теория планирования эксперимента". Владикавказ, 2013. 96 с.
    25. Абомелик Т. П. Методология планирования эксперимента // Сборник лабораторных работ для студентов специальности 210201.65. Ульяновск, 2006. 37 с.
    26. Yoshitake I., Komure H., Nassif A.Y., Fukumoto S. Tensile properties of high volume fly-ash concrete with limestone aggregate [Прочностные свойства бетона, высоконаполненного золой-уноса, на известняковом заполнителе]. Construction and Building Materials, 2013, no. 49, pp. 101-109.
    27. Tang Van Lam, Bulgakov B., Aleksandrova O., Larsen O., Pham Ngoc Anh. Effect of rice husk ash and fly ash on the compressive strength of high performance concrete [Влияние золы рисовой шелухи и золы-уноса на прочность при сжатии высококачественного бетона]. E3S Web of Conferences 33. Available at: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20183302030 (accessed 12.10.2018).
    28. Большев Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. M.: Наука, 1983. 416 с.
  • Для цитирования: Танг Ван Лам, Нго Суан Хунг, Ву Ким Зиен, Нгуен Чонг Чык, Булгаков Б. И., Баженова О. Ю., Гальцева Н. А. Влияние водовяжущего отношения и комплексной органоминеральной добавки на свойства бетона для морских гидротехнических сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 3. C. 11-21. DOI: 10.33622/0869-7019.2019.03.11-21.


НАЗАД