CC BY
8ПРОЧНОСТЬ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ КОНТАКТОВ МЕЖДУ ТВЕРДЫМИ СТРУКТУРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ЛЕССОВИДНЫХ ГРУНТОВ В УСЛОВИИ СИНЕРЕЗИСА
Было выявлено, что усилие разрыва изменялось от 125 до 175 г/см2; плотность от 1.5 до 1,59 г/см ; влажность от 18 до 25%. В частности с увеличением влажности усилие разрыва уменьшается, а с увеличением плотности усилие разрыва увеличивается.
ВЫВОД
Таким образом, проанализировав полученные графики было выявлено, что в лессовидных грунтах под влиянием техногенных воздействий в условиях длительной эксплуатации происходит увеличение сцепления между частицами (таблица), что увеличивает удельное сцепление грунта.
Таблица
Номер экспериментальной площадки Количество частиц в единице площади в ненагруженной зоне Количество частиц в единице площади в нагруженной зоне
Площадка №1 7502467 7798633
Площадка №2 3758533 5043033
Усилие разрыва образцов (супеси) подверженных техногенному воздействию в среднем увеличивается на 27% по сравнению с образцами ненарушенной структуры, а у образов (суглинков) подверженных техноген-
ному воздействию усилие разрыва в среднем увеличивается на 44%.
Увеличение прочности индивидуального контакта частиц в массиве грунта под влиянием техногенных воздействий, зависит от закономерного изменения количества частиц и от типа от типа грунта. В суглинках количество частиц на 25% превышают количество частиц в супесях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Грунтоведение. Под ред. Сергеева С.М. - Изд. 3-е. М:. Изд-во МГУ, 1973. - 569 с.
2. Грунтоведение. Под ред. Трофимова В.П. - Изд. 6-е, переработанное и дополненное. - М:. Изд-во МГУ, 2005. - 1024 с.
3. Карелина И.В. Дешифрирование физико-механических свойств грунтов по цифровым изображениям при механическом воздействии на грунтовые основания. Диссертация. - Барнаул: Изд. АлтГТУ, 2005. - 128 с.
4. Корнеев И.А. Комплексные исследования изменений свойств лессовых грунтов в основаниях длительно эксплуатируемых зданий. Диссертация. - Барнаул: Изд. АлтГТУ, 2001. - с. 101-116.
Лебзак В.Н. - аспирант, E-mail: [email protected], Швецов Г.И. - д.г.-м.н., профессор, Тищенко А.И. - д.т.н., профессор, Куликова Л.В. - д.т.н., профессор, Буйко О.В. - к.т.н., доцент, Алтайский государственный технический университет.
УДК 666.9.015.4
ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ОБЪЕМНЫЕ ИЗМЕНИЯ БЕТОНА ПРИ ТВЕРДЕНИИ И СЛУЖБЕ
А.А. Лихошерстов, В.К. Козлова, Е.Ю. Малова, А.В. Вольф
Рассмотрено влияние модифицирующих карбонат содержащих добавок на усадочные деформации при твердении цемента, а также, на объемные деформации при испытании на сульфатостойкость. Показано, что использование таких добавок в композиционных цементах приводит к снижению усадочных деформаций при твердении, к уменьшению объемных деформаций при сульфатой коррозии и общему повышению коррозионной стойкости цементов.
Ключевые слова: относительные деформации, коррозионная стойкость, карбонатные добавки.
ВВЕДЕНИЕ
Процесс твердения цементного камня и процессы, происходящие в нем при взаимодействии с агрессивными факторами окружающей среды, сопровождаются изменениями объема, что приводит к снижению экс-
плуатационного срока службы бетонов и поэтому изучение этих изменений является всегда актуальным. Основными показателями качества бетона, нуждающимися в оптимизации, являются его прочность, усадка и коррозионная стойкость.
ЛИХОШЕРСТОВ А.А., КОЗЛОВА В.К., МАЛОВА Е.Ю., ВОЛЬФ А.В.
В современных публикациях, освещающих возможные пути повышения коррозионной стойкости бетонов, рассматривается, в основном, два направления: использование специальных цементов и изготовление бетонов повышенной плотности со сниженной пористостью. В качестве специальных цементов чаще всего используется сульфатостойкий портландцемент, характеризующийся пониженным содержанием трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката. Снижение содержания указанных минералов с одновременным введением повышенного содержания активных минеральных добавок приводит к заметному снижению прочности. Кроме того, бетоны, изготовленные на основе таких цементов, часто оказываются не стойкими к действию сульфатной и углекислотной коррозии. При выборе способов повышения коррозионной стойкости цементов и бетонов в сульфатосодержащей среде необходимо учитывать, что сульфатная коррозия всегда совмещается с углекислотной.
С целью получения бетонов повышенной плотности используются бетонные смеси, при приготовлении которых осуществляется тщательный подбор гранулометрического состава крупного и мелкого заполнителей, вводятся тонкодисперсные добавки, с целью снижения расхода воды при необходимой удобоукладываемости используются суперпластификаторы. Таким путем удается значительно снизить пористость бетона и его во-допоглощение, однако, это уменьшает, но не предотвращает проникновение воды и растворенных в ней веществ в бетон, находящийся во влажных условиях, а при службе бетона в воздушносухих условиях - проникновение паров воды и молекул агрессивных компонентов воздушной среды.
В работе [1] показано, что одним из путей повышения коррозионной стойкости бетонов является использование композиционных цементов, получаемых на основе обыкновенных портландцементных клинкеров среднестатистического состава с введением комплекса модифицирующих добавок, способных взаимодействовать с гидроксидом кальция, выделяющимся в процессе гидролиза минералов-силикатов. Комплексные модифицирующие добавки, представляющие собой смеси различной тонкодисперсной минеральной основы с химическими добавками, могут использоваться для частичной или полной замены доменного гранулированного шлака в составе портландцемента.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Для композиционных портландцементов с комплексными модифицирующими добавками на карбонатсодержащей основе было выполнено определение усадочных деформаций в процессе твердения цемента, а также, определение линейных деформаций об-разцов-балочек, изготовленных из композиционного портландцемента и песка при испытании на сульфатостойкость.
Композиционный портландцемент изготавливался совместным помолом клинкера ОАО "Цемент" с добавкой гипса и минеральной добавкой, в составе которой доменный гранулированный шлак частично или полностью заменен карбонатсодержащей породой.
Определение сульфатостойкости проводилось по методу, предложенному Б.Г. Скрамтаевым [2]. Образцы-балочки, изготовленные из смеси цемента и песка в соотношении 1:3, твердевшие при нормальных условиях и при пропаривании по режиму 3+6+3 (температура 60°С), попеременно насыщались 5% раствором сульфатного натрия, затем высушивались при температуре 105°С. Испытания проводились до появления трещин.
Образцы контрольного состава изготавливались на основе цемента ПЦ400Д20, добавка - доменный гранулированный шлак.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На рисунке 1 показаны усадочные деформации при твердении цементного теста, изготовленного из цемента ПЦ400Д20.
-о,з
время, сут
—•— ПЦ400Д20(20% шлак), 5% гипса
-■— ПЦ400Д20(15%шлаи 4 5% карбонат), 5% гипса
-*-ПЦ400Д20(10%шлак4 10% карбонат), 2,5% гипса
Рисунок 1 - Усадочные деформации при твердении
В контрольном составе добавка представлена доменным гранулированным шла-
ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ОБЪЕМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ БЕТОНА
ПРИ ТВЕРДЕНИИ И НА СЛУЖБЕ
ком, в двух других составах, добавка шлака заменена на 5% и 10% карбонатной породой. В связи с тем, что карбонатосодержащие добавки обладают способностью замедлять схватывание цементного теста, в составе ПЦ400Д20, содержащем 10% такой добавки, снижено содержание вводимого гипса до 2,5%.
Из приведенных графиков следует, что частичная замена доменного гранулированного шлака карбонатсодержащей породой способствует значительному снижения усадочных деформаций при твердении портландцемента, особенно при одновременном снижении количества вводимого гипса.
В возрасте 28 суток при твердении в нормальных условиях у цемента с комплексной добавкой, состоящей из 10% шлака и 10% карбоната, при сниженном до 2,5% расходе гипса, усадочные деформации при твердении уменьшаются на 30% по сравнению с усадкой, характерной для контрольного состава.
Деформации цементного камня, сопровождающие сульфатную коррозию, показаны на рисунке 2.
0,3
О 5 10 15
Количество циклов
ПЦ400Д20 (20% шлак}, 5% гипса, пропариваиие
■ ПЦ400Д20 (20% шлак), 5% гипса, нормальные условия
ПЦ400Д20 (20% карбонат), 5% гипса, нормальные условия —W— ПЦ400Д20 (10% шлак + 10% карбонат), 2,5%
гипса, пропаривание —• ПЦ400Д20 (10% шлак + 10% карбонат), 2,5% гипса, нормальные условия
Рисунок 2 - Линейные деформации при испытании на сульфатостойкость
Необходимо отметить, что частичная или полная замена активной минеральной добавки на карбонатсодержащую добавку
способствует значительному росту коррозионной стойкости цементов. Так для порт-ландцемиентов контрольного состава, твердевшего в нормальных условиях, сульфатостойкость составляет 17 циклов, при введении от 10% до 20% карбонатсодержащей добавки возрастает до 30-32 циклов. Из приведенных на рис. 2 данных можно сделать вывод, что для цементного камня контрольного состава характерна наибольшая величина деформаций, сопровождающих испытания на сульфатостойкость, причем, у образцов, твердевших при пропаривании деформации значительно больше, чем у образцов, твердевших в нормальных условиях. У образцов, изготовленных из цемента, содержащего смешанную шлаковую карбонатную добавку при сниженном содержании гипса, после 10 циклов испытания на сульфатостойкость величина деформаций в 1,5 раза меньше, чем у образцов контрольного состава.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Использование модифицирующих кар-бонатсодержащих добавок в производстве композиционных цементов приводит к снижению усадочных деформаций при твердении, к уменьшению объемных деформаций при сульфатной коррозии и общему повышению коррозионной стойкости цементов, что может повысить эксплуатационный срок службы бетонов, изготавливаемых на основе этих цементов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федосов С.В., Соколов А.М., Козлова В.К., Ли-хошерстов А.А.. Влияние комплексных добавок на коррозионную стойкость цемента // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: Сб. тр. / МГСУ. Москва, 2011. - 640 с.
2. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. -М.: Высшая школа, 1980. - 473 с.
Лихошерстов А.А. - аспирант, Козлова В.К. - д.т.н., профессор, E-mail: [email protected], Малова Е.Ю. - к.т.н., доцент, Вольф А.В. - к.т.н., доцент, Алтайский государственный технический университет.
