Сравнительная эффективность добавок гидрофобизирующего и кристаллизационного действия на свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего и бетона на его основе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Водостойкость бетонов на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ) играет важнейшую роль в обеспечении долговечности изделий и конструкций, поэтому поиск новых способов ее повышения является одной из ключевых задач для этих материалов. Сегодня наибольшее распространение получил способ модификации ГЦПВ-бетона химическими добавками, которые относятся к классу гидрофобизирующих по ГОСТ 24211–2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия», придающие ему водоотталкивающие свойства. Однако в последнее время, особенно за рубежом, становятся востребованными так называемые гидрофильные кристаллические добавки, которые применяют для повышения марки по водонепроницаемости бетона. Оно достигается кольматацией его микроструктуры игольчатыми новообразованиями, образующимися при химическом взаимодействии компонентов добавки с продуктами гидратации клинкерных минералов цементного вяжущего. В работе проведена сравнительная оценка эффективности шести видов зарубежных химических добавок, относящихся к классу гидрофобных и гидрофильных, на такие свойства ГЦПВ-бетона как прочность, плотность, водопоглощение, водостойкость по коэффициенту размягчения. Установлено, что наибольшую эффективность для ГЦПВ-бетона показала гидрофильная кристаллическая добавка «Flocrete WP Crystal», которая при дозировке 2% от массы вяжущего существенно повысила коэффициент размягчения (1,09) и снизила водопоглощение (3,2%) в сравнении с бездобавочным ГЦПВ-бетоном (0,89 и 7,2%, соответственно). Очевидно, это позволит повысить долговечность ГЦПВ-бетона и открыть для него новые возможности практического применения в строительстве.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Хамза Абдулмалек Кайс

Университет Саны

Автор, ответственный за переписку.
Email: hamza.qais@mail.ru

исследователь 

Йемен, 13064, г. Сана

Н. Н. Морозова

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Email: hamza.qais@mail.ru

канд. техн. наук

Россия, 420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1

О. В. Хохряков

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Email: hamza.qais@mail.ru

д-р техн. наук

Россия, 420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1

Список литературы

  1. Хозин В.Г. Перспективы развития отрасли строительных материалов в свете использования вторичных ресурсов // Полимеры в строительстве: научный интернет-журнал. 2023. № 1 (11). С. 22–29. EDN: NEVNVS
  2. Коновалов Н.В., Вдовин Е.А. Дорожные модифицированные минеральные материалы, укрепленные портландцементом // Автомобильные дороги и транспортная инфраструктура. 2023. № 4 (4). С. 14–22. EDN: QOIDGD
  3. Lim S., Kawashima S. Mechanisms underlying crystalline waterproofing through microstructural and phase characterization. Journal of Materials in Civil Engineering. 2019. Vol. 31. 04019175. https:// doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002752
  4. Chakraborty S., Mandal R., Chakraborty S., Guadagnini M., Pilakoutas K. Chemical attack and corrosion resistance of concrete prepared with electrolyzed water. Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 11, pp. 1193–1205. https:// doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.101
  5. Smitha M.P., Suji D., Shanthi M., Adesina A. Application of bacterial biomass in biocementation process to enhance the mechanical and durability properties of concrete. Cleaner Materials. 2022. Vol. 3. 100050. https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100050
  6. Ферронская А.В., Коровяков В.Ф., Баранов И.М., Бурьянов А.Ф., Лосев Ю.Г., Поплавский В.В., Шишин А.В. Гипс в малоэтажном строительстве. М.: АСВ. 2008. 240 с.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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. 20–24.
  10. Чернышева Н.В. Водостойкие гипсовые композиционные материалы с применением техногенного сырья: Дис. … канд. техн. наук. Белгород. 2014. 434 с.
  11. Сагдатуллин Д.Г., Морозова Н.Н., Хозин В.Г. Реологические характеристики водных суспензий композиционного гипсового вяжущего и его компонентов // Известия КГАСУ. 2009. № 2 (12). С. 263–268. EDN: KZHGWT
  12. Ибрагимов Р.А., Потапова Л.И., Королев Е.В. Исследование структурообразования активированного наномодифицированного цементного камня методом ИК-спектроскопия // Известия КГАСУ. 2021. № 3 (57). С. 41–49. EDN: XHUPYY. https://doi.org/10.52409/20731523_2021_3_41
  13. Халиуллин М.И., Нуриев М.И., Рахимов Р.З., Гайфуллин А.Р. Влияние пластифицирующих добавок на свойства гипсоцементнопуццоланового вяжущего // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 6. С. 119–122.
  14. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р. Влияния пластифицирующих добавок на основные свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего на основе низкомарочного и техногенного сырья // Известия КГАСУ. 2016. № 4 (38). C. 382–387.
  15. Ермилова Е.Ю., Камалова З.А. Композиционные портландцементы с комплексными минеральными добавками как решение проблемы утилизации техногенных отходов промышленности // Строительные конструкции, здания и сооружения. 2023. № 2 (3). С. 4–10. EDN: KANWFM
  16. Мухаметрахимов Р.Х., Галаутдинов А.Р., Потапова Л.И., Гарафиев А.М. Исследование структурообразования модифицированного шунгитсодержащего цементного камня методом ИК-спектроскопии // Известия КГАСУ. 2021. № 4 (58). С. 70–81. EDN: NXFXLA. https://doi.org/10.52409/20731523_2021_4_70
  17. Потапова Л.И., Хамза Абдулмалек Кайс, Галиев Т.Ф. Влияние добавок поликарбоксилатного типа на технологические свойства ГЦПВ // Влияние науки на инновационное развитие. 2016. № 6. С. 134–137.
  18. Sideris K.K., Chatzopoulos A., Tassos C., Manita P. Durability of concretes prepared with crystalline admixtures. MATEC Web of Conferences. 2019. Vol. 289. 09003. https://doi.org/10.1051/matecconf/201928909003
  19. Cuenca E., Messene A., Ferrara L. Synergy between crystalline admixtures and nano-constituents in enhancing autogenous healing capacity of cementitious composites under cracking and healing cycles in aggressive waters. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 266. 121447. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121447.
  20. Pazderka J., Hájková E. The speed of the crystalline admixture’s waterproofing effect in concrete. Key Engineering Materials. 2016. Vol. 722, pp. 108–112. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.722.108
  21. Смирнов Д.С., Мавлиев Л.Ф., Хузиахметова К.Р., Мотыгуллин И.Р. Влияние минеральной добавки на основе молотого доменного шлака на свойства бетона и бетонных смесей // Известия КГАСУ. 2022. № 4 (62). C. 61–69. EDN: KQDLZR. https://doi.org/10.52409/20731523_2022_4_61
  22. Reiterman P., Pazderka, J. Crystalline coating and its influence on the water transport in concrete. Advances in Civil Engineering. 2016. Vol. 11–12. 2513514. https://doi.org/10.1155/2016/2513514
  23. Ferrara L., Krelani V., Moretti F. On the use of crystalline admixtures in cement based construction materials: from porosity reducers to promoters of self-healing. Smart Materials and Structures. 2016. Vol. 25. No. 8. 084002. http://dx.doi.org/10.1088/0964-1726/25/8/084002
  24. Yildirim M.,. Özhan H.B. Effect of permeability-reducing admixtures on concrete properties at different cement dosages. Journal of Innovative Science and Engineering (JISE). 2023. No. 7 (1), рр. 48–59. https://doi.org/10.38088/jise.1174927
  25. Hassani M.E., Vessalas K., Sirivivatnanon V., Baweja D. Influence of permeability-reducing admixtures on water penetration in concrete. ACI Materials Journal. 2017. No. 114 (6), рр. 911–922. https:// doi.org/10.1016/j.cement.2021.100016
  26. Кожухова М.И., Чулкова И.Л., Хархардин А.Н., Соболев К.Г. Оценка эффективности применения гидрофобных водных эмуль- сий с содержанием нано- и микроразмерных частиц для модификации мелкозернистого бетона // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 92–97. https:// doi.org/10.31659/0585-430X-2017-748-5-92-97
  27. Вдовин Е.А., Строганов В.Ф., Мавлиев Л.Ф., Буланов П.Е. Исследование влияния кремнийорганических соединений на показатели стандартного уплотнения и физико-механические свойства цементогрунта // Известия КГАСУ. 2014. № 4 (30). С. 255–261.
  28. Khatib J.M, Clay R.M. Absorption characteristics of metakaolin concrete. Cement and Concrete Research. 2004. Vol. 34, pp. 19–29. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(03)00188-1
  29. García Calvo J.L., Moreno M.S., Carballosa P., Pedrosa F., Tavares F. Improvement of the concrete permeability by using hydrophilic blended additive. Materials (Basel). 2019. Vol. 12. No. 15. 2384. https://doi.org/10.3390/ma12152384
  30. Al-Kheetan M.J., Rahman M.M., Chamberlain D.A. A novel approach of introducing crystalline protection material and curing agent in fresh concrete for enhancing hydrophobicity. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 160, pp. 644–652. https:// doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.108
  31. Leemann A., Shi Z., Wyrzykowski M, Winnefeld F. Moisture stability of crystalline alkali-silica reaction products formed in concrete exposed to natural environment. Materials&Design. 2020. Vol. 195. 109066 (26 p). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109066
  32. Zheng K., Yang X., Chen R.; Xu L. Application of capillary crystalline material to enhance cement grout for sealing tunnel leakage. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 214, pp. 497–505. https:// doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.095
  33. Zhang Y., Du X., Li Y.,Yang F., and Li Z. Research on cementitious capillary crystalline waterproofing coating for underground concrete works. Advanced Materials Research. 2012. Vol. 450–451, pp. 286–290. http://dx.doi.org/10.4028/scientific5/AMR.450-451.286
  34. Pazderka J. Crystalline coating or crystalline admixture? Concrete. 2014. No. 48 (3), pp. 20–21. https://doi.org/10.14311/AP.2016.56.0306
  35. Wang K., Hu T., Xu S. Influence of permeated crystalline waterproof materials on impermeability of concrete. Advanced Materials Research. 2012. Vol. 446–449, pp. 954–960. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.446-449.954
  36. Кожухова М.И., Строкова В.В., Соболев К.С. Особенности гидрофобизации мелкозернистых бетонных поверхностей // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014. № 4. С. 33–35.
  37. Массалимов И.А. и др. Гидрофобизация плотного и мелкозернистого бетонов полисульфидными растворами // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2016. Т. 8. № 5. С. 85–99.
  38. Соловьев В.Г., Швецова В.А. Объемная гидрофобизация растворных смесей. Актуальные проблемы строительной отрасли и образования – 2021: Cборник докладов II Национальной научной конференции. Москва. 2022. С. 313–317.
  39. Huo J., Wang Z., Guo H., Wei Y. Hydrophobicity improvement of cement-based materials incorporated with ionic paraffin emulsions (IPEs). Journal Materials. 2020. No. 13. 3230. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123951
  40. Oliveira A., Gomes O., Ferrara L., Fairbairn E., Filho R. An overview of a twofold effect of crystalline admixtures in cement-based materials: From permeability-reducers to self-healing stimulators. Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 41. 102400. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102400
  41. Talero R., Pedrajas C., Gonz M.,´ Alez Aramburo C., Blazquez A., ´ Rahhal V. Role of the filler on Portland cement hydration at very early ages: rheological behaviour of their fresh cement pastes. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 151, pp. 939–949. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.06.006
  42. Teng L.W., Lin W.T., Chen J., and Cheng A., Hsu H.M. The component analysis of penetration sealer materials. Advanced Materials Research. 2013. Vol. 842, pp. 74–77. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.842.74
  43. de Belie N., Gruyaert E., Al-Tabbaa A., Antonaci P., Baera C., Bajare D., Darquennes A., Davies R., Ferrara L., Jefferson T., et al. A review of self-healing concrete for damage management of structures. Advanced Materials Interfaces. 2018. No. 5 (17). 1800074. https://doi.org/10.1002/admi.201800074
  44. Хамза Абдулмалек Кайс, Морозова Н.Н. Влияние пластифицирущих добавок различного состава на свойства комплексного гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2024. № 8–24. С. 35–43.
  45. Morozova N., Kais K., Gilfanov R. Influence of the fractional composition of the aggregate on the technological and strength properties of HCPV concrete. AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 32434. Iss. 1. https://doi.org/10.1063/5.0091723

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема объемной гидрофобизации [39]

Скачать (597KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Механизм работы кристаллической добавки при объемном введении в ГЦПВ [40]

Скачать (447KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема объемной гидрофилизации кристаллическими добавками [41]

Скачать (416KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Прочность при изгибе ГЦПВ-бетона с различными добавками

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Прочность при сжатии ГЦПВ-бетона с различными добавками

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Коэффициент размягчения ГЦПВ-бетона с различными добавками

Скачать (470KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Водопоглощение ГЦПВ-бетона с различными добавками

Скачать (290KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2024