Гидрофизические и механические свойства мелкозернистого бетона на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Наиболее важными показателями мелкозернистого бетона на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего, позволяющими расширить возможности его применения в несущих строительных конструкциях зданий, являются прочностные и гидрофизические свойства. Особенно это актуально для конструкций, которые эксплуатируются в условиях жаркого тропического климата Йеменской Республики и будут находиться в сложном напряженно-деформированном состоянии. С другой стороны, низкая способность гипсоцементно-пуццоланового бетона выдерживать воздействие влаги, проникающей в тело бетона вместе с агрессивными веществами из окружающей среды, очевидно, будет приводить к потере его первоначальных свойств.Материалы и методы. Для приготовления гипсоцементно-пуццоланового вяжущего использовали гипсовое вяжущее марки Г-5 и цементное вяжущее марки ЦЕМ I 42,5Н, а также два вида пуццолановых добавок: природный цеолит и микрокремнезем. В качестве волокнистого материала применяли базальтовую фибру, в качестве химических модификаторов — суперпластификатор марки Master Glenium 112 и гидрофобизатор кристаллизационного действия марки Flocrete WP Crystal. Для приготовления гипсоцементно-пуццоланового бетона в качестве мелкого заполнителя использовали нефракционированный природный кварцевый песок и два вида песка, рассеянного по фракциям. Методом глубинного проникновения воды под давлением исследована водопроницаемость гипсоцементно-пуццоланового бетона. Подвижность определяли по диаметру расплыва гипсоцементно-пуццолановой смеси по ГОСТ 23789–2018 с использованием прибора Суттарда; прочность на сжатие оценивали после 28 суток твердения в соответствии с ГОСТ 10180–2012; водопоглощение — по методике ГОСТ 23789–2018; водостойкость оценивали по коэффициенту размягчения.Результаты. В результате проведенных экспериментов получен оптимальный состав гипсоцементно-пуццоланового бетона с высокими прочностными и гидрофизическими свойствами за счет оптимального гранулометрического состава мелкого заполнителя, армирования фибровым волокном и применения различных комплексных химических добавок.Выводы. Получены следующие показатели: прочность при сжатии 60 МПа, водопоглощение 2,8 %, коэффициент размягчения 1,17, водонепроницаемость W10.

Об авторах

Х. А. Кайс

Университет Саны

Email: hamza.qais@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-2805-7760
SPIN-код: 9386-8763

Н. Н. Морозова

Казанский государственный архитектурно-строительный университет (КГАСУ)

Email: ninamor@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7867-4203

Список литературы

  1. Хантимиров А.Г., Сулейманов А.М., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К., Хохряков О.В. Влияние модификации на долговечность поливинил-хлоридных древесно-полимерных композитов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. № 3 (65). C. 26–35. doi: 10.52409/20731523_2023_3_26. EDN CMSMHV.
  2. Альтдинова А.И., Хамидуллина Н.Р., Кузнецова Г.В. Влияние вида песка на долговечность и свойства силикатных изделий автоклавного твердения // Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2023. № 1 (11). С. 30–39. EDN JEDODO.
  3. Вдовин Е.А., Буланов П.Е., Строганов В.Ф. Повышение характеристик дорожных цементогрунтов кремнийорганическими соединениями // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. № 4 (66). С. 301–309. doi: 10.52409/20731523_2023_4_301. EDN JZUJND.
  4. Хозин В.Г., Морозова Н.Н., Матеюнас А., Захарова Н.А., Акимова Э.П. Исследование внутренней коррозии модифицированных монолитных бетонов на основе местных заполнителей РТ // Технологии бетонов. 2008. № 3. С. 58.
  5. Беляков А.Ю., Хохряков О.В., Хозин В.Г. Функционализированный минеральный наполнитель — эффективный модификатор цементных бетонов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. № 3 (65). С. 45–56. doi: 10.52409/20731523_2023_3_45. EDN FCPOKY.
  6. Хабибуллина В.С., Аюпов Д.А. Прогноз старения модифицированных битумов // Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2024. № 1 (12). С. 154–156. EDN GJTGMN.
  7. Антонян А.А. Водонепроницаемость бетона с суперпластификаторами // Технологии бетонов. 2017. № 3–4 (128–129). С. 36–39. EDN ZBMNUX.
  8. Ферронская А.В., Коровяков В.Ф. Гипсовые вяжущие в ресурсосберегающих системах малоэтажного строительства // Сухие строительные смеси. 2005. № 3. С. 56–57.
  9. Гончаров Ю.А., Бурьянов А.Ф. Ключевые факторы успешного развития отрасли гипсовых материалов // Строительные материалы. 2013. № 2. С. 70–72. EDN PXESTF.
  10. Ферронская А.В. и др. Гипс в малоэтажном строительстве. М. : Изд-во АСВ, 2008. EDN QNNSHH.
  11. Бабков В.В., Латыпов В.М., Ломакина Л.Н., Шигапов Р.И. Модифицированные гипсовые вяжущие повышенной водостойкости и гипсокерамзито-бетонные стеновые блоки для малоэтажного жилищного строительства на их основе // Строительные материалы. 2012. № 7. С. 4–8. EDN PFTJZL.
  12. Пуценко К.Н., Балабанов В.Б. Перспективы развития и применения сухих строительных смесей на основе гипса // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 7 (102). С. 148–154. EDN UBLONF.
  13. Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Исследование влияния активных минеральных добавок на реологические и физико-механические свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Строительные материалы. 2015. № 5. С. 20–23. EDN TUHVEN.
  14. Чернышева Н.В. Водостойкие гипсовые композиционные материалы с применением техногенного сырья : автореф. дис. … д-ра техн. наук. Белгород, 2014. 22 с. EDN ZPPRAH.
  15. Аунг Ч.Н., Потапова Е.Н. Влияние вида пуццолановой добавки на состав и свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36. № 3 (252). С. 7–9. EDN BXMIEA.
  16. Кайс Х.А., Богданов Р.Р., Морозова Н.Н., Мавлюбердинов А.Р., Сулейманова Л.А. Влияние суперпластифицирующих добавок на основе эфира поликарбоксилата на технологические и физико-технические свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2024. № 8. С. 20–28. doi: 10.34031/2071-7318-2024-9-8-20-28. EDN RXUQHT.
  17. Кайс Х.А., Морозова Н.Н. Влияние пластифицирующих добавок на свойства комплексного гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (опыт Республики Йемен) // Известия вузов. Строительство. Известия высших учебных заведений. Строительство. 2024. № 8 (788). С. 57–70. doi: 10.32683/0536-1052-2024-788-8-57-70. EDN OGSNHC.
  18. Нуриев М.И., Халиуллин М.И., Рахимов Р.З., Гайфуллин А.Р., Хайрварина А.М., Стоянов О.В. Влияние пластифицирующих добавок на свойства гипсо-цементно-пуццоланового вяжущего // Вестник Технологического университета. 2015. Т. 18. № 6. С. 119–122. EDN RTPNGF.
  19. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р., Лукманова Л.В. Влияния пластифицирующих добавок на основные свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего на основе низкомарочного и техногенного сырья // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 4 (38). C. 382–387. EDN XAKONT.
  20. Галаутдинов А.Р., Мухаметрахимов Р.Х. Повышение водостойкости гипсоцементно-пуццоланового вяжущего на основе низкомарочного гипса // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 4 (38). С. 333–343. EDN XAKOLB.
  21. Кайс Х.А., Морозова Н.Н., Хохряков О.В. Сравнительная эффективность добавок гидрофобизирующего и кристаллизационного действия на свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего и бетона на его основе // Строительные материалы. 2024. № 11. С. 63–72. doi: 10.31659/0585-430X-2024-830-11-63-72. EDN CBGAYY.
  22. Mukhametrakhimov R., Galautdinov A., Gorbunova P., Gorbunova T. Water-resistant fiberreinforced gypsum cement-pozzolanic composites // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 138. P. 01011. doi: 10.1051/e3sconf/201913801011
  23. Курдюмова С.Е., Потапова Е.Н. Влияние полипропиленовых волокон на свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31. № 3 (184). С. 55–57. EDN ZRTOSV.
  24. Potapova E., Manushina A., Urbanov A. Effect of fibers on the properties of gypsum-cement-pozzolanic binder // ZKG International. 2017. Vol. 70. Issue 11. Pp. 42–50. EDN XXLPXV.
  25. Лесовик В.С., Урханова Л.А., Федюк Р.С. Вопросы повышения непроницаемости фибробетонов на композиционном вяжущем // Вестник ВСГУТУ. 2016. № 1 (58). С. 5–10. EDN VQECDN.
  26. Кожухова М.И., Чулкова И.Л., Хархардин А.Н., Соболев К.Г. Оценка эффективности применения гидрофобных водных эмульсий с содержанием нано- и микроразмерных частиц для модификации мелкозернистого бетона // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 92–97. EDN YQGAPD.
  27. Залипаева О.А. Морозостойкость и проницаемость бетона на смеси пористых и плотных заполнителей // Вестник Череповецкого государственного университета. 2012. № 3–2 (41). С. 7–10. EDN PCEDSR.
  28. Soongswang P., Tia M., Bloomquist D. Factors affecting the strength and permeability of concrete made with porous limestone // ACI Materials Journal. 1991. Vol. 88. Issue 4. doi: 10.14359/1915
  29. Ahmad S., Azad A.K., Loughlin K.F. Effect of the Key Mixture Parameters on Tortuosity and Permeability of Concrete // Journal of Advanced Concrete Technology. 2012. Vol. 10. Issue 3. Рp. 86–94. doi: 10.3151/jact.10.86
  30. Winslow D.N., Cohen M.D., Bentz D.P., Snyder K.A., Garboczi E.J. Percolation and pore structure in mortars and concrete // Cement and Concrete Research. 1994. Vol. 24. Issue 1. Рp. 25–37. doi: 10.1016/0008-8846(94)90079-5
  31. Halamickova P., Detwiler R.J., Bentz D.P., Garboczi E.J. Water permeability and chloride ion diffusion in portland cement mortars: Relationship to sand content and critical pore diameter // Cement and Concrete Research. 1995. Vol. 25. Issue 4. Рp. 790–802. doi: 10.1016/0008-8846(95)00069-o
  32. Warda B.A., Munaz A.N. Effects of Aggregate Gradation on Water Permeability of Concrete // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 488–489. Рp. 248–252. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/amr.488-489.248' target='_blank'>www.scientific.net/amr.488-489.248
  33. Ванькова Н.Р., Фомина А.Е. Cравнительный эксперимент по определению водонепроницаемости бетона методами «мокрого пятна» и «по воздухопроницаемости» // Construction and Geotechnics. 2022. Т. 13. № 1. С. 96–105. doi: 10.15593/2224-9826/2022.1.08. EDN CFZRYX.
  34. Закоршменный А.И. Сравнение результатов водонепроницаемости бетона подземных сооружений в натурных условиях, получаемых с использованием прямых и косвенных методов испытаний // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 4. С. 282–294. EDN KVOEEL.
  35. Антонян А.А. О некоторых особенностях современных методов определения водонепроницаемости бетона // Технологии бетонов. 2017. № 9–10 (134–135). С. 29–33. EDN YMQQFZ.
  36. Семененко С.Я., Арьков Д.П., Марченко С.С. Экспресс-метод диагностирования водонепроницаемости бетона конструкций гидротехнических сооружений // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2016. № 3 (43). С. 213–220. EDN WWHGHF.
  37. Патент RU № 2558824. Способ определения водонепроницаемости строительных материалов / Кесарийский А.Г., Кондращенко В.И., Кондращенко Е.В., Кендюк А.В., Гусева А.Ю.; заявл. № 2014116874/15 от 28.04.2014; опубл. 10.08.2015. 9 с.
  38. Патент RU № 2795491. Гидроизоляционное сооружение / Смирнов Э.В., Зданович М.Я., Урминский Д.Г., Скопинов М.В., Русаков М.И., Носов О.А., Елькин А.А.; заявл. № 2022125751/22 от 29.09.2022; опубл. 04.05.2023. 7 с.
  39. Kassim M.M. The water permeability properties of re-vibrated lightweight concrete // Journal of Metals, Materials and Minerals. 2020. Vol. 30. Issue 1. doi: 10.55713/jmmm.v30i1.575
  40. Saif Allah S.J., Kassim M.M., Salman G.A. Concrete Mix Strength and Permeability with Various Supplementary Cementitious Materials // E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 427. P. 02005. doi: 10.1051/e3sconf/202342702005
  41. Hung V.V., Seo S.Y., Kim H.W., Lee G.C. Permeability and strength of pervious concrete according to aggregate size and blocking material // Sustainability. 2021. Vol. 13. Issue 1. P. 426. doi: 10.3390/su13010426
  42. Кайс Х.А., Морозова Н.Н., Богданов А.Н. Влияние вида и зернового состава песка на свойства мелко-зернистого бетона на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (опыт Республики Йемен) // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2024. № 9 (789). С. 65–76. doi: 10.32683/0536-1052-2024-789-9-65-76. EDN ZFDWKE.
  43. Morozova N., Kais K., Gilfanov R., Morozov V. Influence of the fractional composition of the aggregate on the technological and strength properties of HCPV concrete // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2487. P. 020009. doi: 10.1063/5.0091723
  44. Антонян А.А. Сравнительная оценка методов определения водонепроницаемости бетонов на примере исследования влияния содержания цемента // Бетон и железобетон. 2015. № 2. C. 44–47.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».