Реологические свойства самоуплотняющихся легких бетонных смесей на полых микросферах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. В современном строительстве активно применяются технологии самоуплотняющегося бетона, развивающиеся в направлении технологии легких самоуплотняющихся бетонов (ЛСУБ). Основное преимущество ЛСУБ — уменьшение веса бетонных и железобетонных конструкций при сохранении структурной целостности, несущей способности и высокой подвижности. Цель исследования — оценка реологии течения исследуемых смесей в зависимости от варьируемых факторов В/Ц и концентрации пластификатора Сд и соотношения заполнителя (фракционированного песка и кварцевой муки).Материалы и методы. Объектом исследования являются бетонные смеси на полых микросферах. Проектная средняя плотностью бетона 1400 кг/м3. Представлен следующий состав: портландцемент, керамические микросферы, комплексная кремнеземистая добавка, фракционный песок, кварцевая мука, гиперпластификатор и вода. Получены результаты исследования реологических характеристик ЛСУБ. Ключевыми реологическими параметрами приняты напряжение сдвига и вязкость.Результаты. Снижение В/Ц отношения увеличивает вязкость и напряжение сдвига бетонной смеси вне зависимости от Сд. Похожая зависимость наблюдается у составов с варьируемой Сд, увеличение которой снижает густоту смеси, уменьшая вязкость и напряжение сдвига. Отмечено предельное значение Сд, при преодолении которого реологические показатели смесей стремятся к нулю по мере увеличения объема добавки. Оценка реологии смесей по уравнению Оствальда – Вейля показывает наибольшую значимость В/Ц отношения на густоту и возможность изменения характера течения смесей с псевдопластического на дилатантный при варьировании исследуемых факторов. Замена доли фракционированного песка мукой со 100 до 0 % увеличивает густоту смеси почти в 3 раза.Выводы. Представлены результаты, определяющие возможность изменения реологического характера течения ЛСУБ на полых микросферах при варьировании исследуемых факторов. Выполнен сравнительный анализ полученных реологических кривых с использованием уравнения Оствальда – Вейля для тяжелых и легких бетонов с полыми микросферами смесей. Рассмотрена роль дисперсности заполнителя в управлении реологическими свойствами исследуемых ЛСУБ.

Об авторах

С. Д. Епихин

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)

Email: sergep97@mail.ru

А. С. Иноземцев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)

Email: InozemcevAS@mgsu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7807-688X
SPIN-код: 2444-1204

Список литературы

  1. Adhikary S.K., Ashish D.K., Sharma H., Patel J., Rudzionis Z., Al-Ajamee M. et al. Lightweight self-compacting concrete : a review // Resources, Conservation & Recycling Advances. 2022. Vol. 15. P. 200107. doi: 10.1016/j.rcradv.2022.200107
  2. Mandal R., Panda S.K., Nayak S. Rheology of concrete: critical review, recent advancements, and future prospectives // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 392. P. 132007. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2023.132007
  3. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Высокопрочные легкие бетоны : монография. СПб. : СПбГАСУ, 2022. 192 с. EDN UCJRAZ.
  4. Федюк Р.С., Мочалов А.В., Лесовик В.С., Гридчин А.М., Фишер Х.Б. Композиционные вяжущие и самоуплотняющиеся фибробетоны для защитных сооружений // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 7. С. 77–85. doi: 10.12737/article_5b4f02bf93df52.30110991. EDN XVLQJV.
  5. Мозгалев К.М., Головнев С.Г. Самоуплотняющиеся бетоны: возможности применения и свойства // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2011. № 4. С. 55–60. EDN ONJNAZ.
  6. Сумин А.С. Легкие самоуплотняющиеся бетоны и их перспективы // Новое слово в науке: стратегии развития : сб. мат. V Междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 10–14. EDN OUYFSS.
  7. Сумин А.С. Легкий самоуплотняющийся бетон — будущее монолитного домостроения // Наука, образование, общество: тенденции и перспективы развития : сб. мат. VI Междунар. науч.-практ. конф. 2017. С. 354–358. EDN YZEBVJ.
  8. Бычков М.В., Удодов С.А. Легкий самоуплотняющийся бетон как эффективный конструкционный материал // Интернет-журнал «Науковедение». 2013. № 4 (17). С. 41. EDN RSHDSB.
  9. Adhikary S.K., Ashish D.K., Rudžionis Ž. Expanded glass as light-weight aggregate in concrete — a review // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 313. P. 127848. doi: 10.1016/j.jclepro.2021.127848
  10. Lee S.H., Kim H.J., Sakai E., Daimon M. Effect of particle size distribution of fly ash–cement system on the fluidity of cement pastes // Cement and Concrete Research. 2003. Vol. 33. Issue 5. Pp. 763–768. doi: 10.1016/S0008-8846(02)01054-2
  11. Chen J.J., Kwan A.K.H. Superfine cement for improving packing density, rheology and strength of cement paste // Cement and Concrete Composites. 2012. Vol. 34. Issue 1. Pp. 1–10. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2011.09.006
  12. Zhang X., Han J. The effect of ultra-fine admixture on the rheological property of cement paste // Cement and Concrete Research. 2000. Vol. 30. Issue 5. Pp. 827–830. DOI: 10.1016 /S0008-8846(00)00236-2
  13. Karim Md.R., Zain Muhammad F.M., Jamil M., Lai Fook C., Islam Md.N. Use of wastes in construction industries as an energy saving approach // Energy Procedia. 2011. Vol. 12. Pp. 915–919. doi: 10.1016/j.egypro.2011.10.120
  14. Rafeet A., Vinai R., Soutsos M., Sha W. Effects of slag substitution on physical and mechanical properties of fly ash-based alkali activated binders (AABs) // Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 122. Pp. 118–135. doi: 10.1016/j.cemconres.2019.05.003
  15. Zeyad A.M., Almalki A. Influence of mixing time and superplasticizer dosage on self-consolidating concrete properties // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. Issue 3. Pp. 6101–6115. doi: 10.1016/j.jmrt.2020.04.013
  16. Иноземцев А.С., Королёв Е.В., Доунг Т.К. Структурная модель течения пластифицированных цементно-минеральных смесей // Строительные материалы. 2020. № 4–5. С. 90–96. doi: 10.31659/0585-430X-2020-780-4-5-90-96. EDN CVBCCH.
  17. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Условия проявления аномалии течения пластифицированных цементно-минеральных смесей // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 12. С. 23–30. doi: 10.33622/0869-7019.2021.12.23-30. EDN GMURMO.
  18. Nemocón S.A.G., Marriaga J.M.L., Suárez J.D.P. Rheological and hardened properties of self-compacting concrete using hollow glass microspheres as a partial replacement of cement // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 342. P. 128012. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.128012
  19. Патент RU № 2548303. Высокопрочный легкий фибробетон / Королев Е.В., Иноземцев А.С.; заявл. № 2014114357/03 от 11.04.2014. Опубл. 20.04.2015. EDN ZFGSHZ
  20. Inozemtsev A.S., Epikhin S.D. Conditions for the preparation of self-compacting lightweight concrete with hollow microspheres // Materials. 2023. Vol. 16. Issue 23. P. 7288. doi: 10.3390/ma16237288

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».