|
Целям повышения эксплуатационных свойств и долговечности искусственных сооружений могут служить и новые вяжущие вещества, такие как, например, разработанные в 60-х годах XX века шлакощелочные вяжущие (ШЩВ). Сырьем для их изготовления служат размолотые до удельной поверхности портландцемента попутные продукты металлургического производства – шлаки и щелочные компоненты – растворимые стекла, сода, поташ, едкие щелочи, твердые и жидкие щелочные отходы промышленности.
Рис. 4 Кинетика поглощения органонефтяной среды
На основе бесцементного шлакощелочного вяжущего могут быть получены бетоны (ШЩБ) с прочностью на сжатие до 140 МПа, морозостойкостью до F1300 (при испытаниях при температуре − 200°C) и до F140 (при испытаниях при температуре − 50°C), обладающие высокой коррозионной стойкостью, в том числе в органо-нефтяной среде (рис.4), трещиностойкостью, регулируемой деформативностью, повышенной выносливостью при динамических воздействиях.
Это подтверждено исследованиями кафедры и наблюдением за работой опытных конструкций в натурных условиях в течение 12 лет.
Отличительной особенностью бетонов на основе ШЩВ является возможность применения менее качественного заполнителя с суммарным содержанием пылевидных и глинистых частиц до 25% и возможность снижения температуры тепловлажностной обработки сборных железобетонных конструкций или полный отказ от нее.
В таблице 1 приведены результаты сравнительных испытаний на водонепроницаемость ШЩБ и бетона на основе портландцемента для мостовых опор.
| Вид вяжущего |
ЩЩВ |
ПЦ |
| Состав бетона, вид щелочного компонента |
1:0,6:2,37 P.C.Mc= 1,0 |
1:0,6:2,37 |
| Р/Ш (В/Ц) |
0,4 |
0,4 |
| Нормально-влажные условия твердения, сутки |
28 |
B19 |
B9 |
| 180 |
B20 |
B10 |
| 360 |
B21 |
B12 |
| 540 |
B25 |
B12 |
| Водные условия, сутки |
28 |
B20 |
B12 |
| 180 |
B24 |
B14 |
| 360 |
B28 |
B15 |
| 540 |
B30 |
B18 |
|
Таблица 1. Изменение водонепроницаемости шлакощелочного бетона и бетона на основе портландцемента в зависимости от условий твердения.
На основе ШЩБ получены керамзитобетоны, обладающие прочностью 50–55 МПа со средней плотностью 1800–1900 кг/м3 на низкопрочном керамзите, что дает возможность выпуска прочных и более легких мостовых конструкций.
Себестоимость бесцементного ШЩБ по сравнению с традиционным бетоном на основе портландцемента ниже в 1,7–2,9 раза, расход удельного топлива на его производство уменьшается в 3–5 раз, а электроэнергии – в 2 раза.
| Показатель, единица измерения |
Вид бетона |
| Портландцементный |
Шлакощелочной |
Алюмосиликатный |
| Прочность при сжатии, МПа |
50–60 |
100–150 |
98–105 |
| Прочность при изгибе, МПа |
5–6 |
10–15 |
7–10 |
| Деформация усадки, мм/м |
до 1,0 |
до 1,0 |
до 0,5 |
| Логарифмический декремент затухания |
0,02–0,03 |
0,03–0,04 |
0,04–0,05 |
| Выносливость, циклы |
106 |
107 |
(2−10)х107 |
|
Таблица 2. Основные характеристики бетонов с демпфирующими свойствами на основе вяжущих разных видов.
Создано комбинированное алюмосиликатное вяжущее, содержащее ШЩВ и метакаолинит. Бетон на его основе обладает повышенными виброгасящими и демпфирующими свойствами за счет образования цеолитоподобных минералов, отличающихся повышенным содержанием воды в порах и выполняющих роль гасителей внутренних напряжений. В таблице 2 приведены основные характеристики бетонов с демпфирующими свойствами в сравнении с традиционным бетоном на основе портландцемента.
|
