автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Высокопрочные бетоны с применением комплексных органоминеральных модификаторов, содержащих золу рисовой шелухи, золу-уноса и суперпластификатор

005012481

НГУЕН ДИНЬ чинь

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ БЕТОНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЗОЛУ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ, ЗОЛУ-УНОСА И СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 НДР 2012

Москва-2012

005012481

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет»

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

Баженов Юрий Михайлович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Магдеев Усман Хасанович

- кандидат технических наук

Бессонов Игорь Вячеславович

Ведущая организация: - Государственное унитарное предприятие

«Научно-исследовательский институт московского строительства»

Защита состоится "20" марта 2012 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.02 в ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, дом 26 в аудитории 420 УЛК.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан "10" февраля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Алимов Л.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

Много лет высокопрочный бетон (ВПБ) использовался для сооружения колонн многоэтажных зданий. В последние годы, ВПБ также стал использоваться для возведения мостов, для которых прочность и долговечность являются основными эксплуатационными показателями. Основная причина применения именно ВПБ для этих целей состоит в том, чтобы получать более экономичные изделия и конструкции с более высокими эксплуатационными показателями.

В начале XXI века одним из наиболее перспективных направлений в области строительного материаловедения является создание материалов с принципиально новыми характеристиками, приближающими их к металлу, керамике и полимерам. Представляется, что эту серьезную задачу можно решить, привлекая комплексные органоминеральные модификаторы специального назначения, с использованием которых окажется возможным получить многокомпонентные вяжущие вещества. Такие новые строительные материалы должны характеризоваться также высокими прочностными показателями при изгибе и растяжении, а также высокой плотностью и прочностью при сжатии.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ «ФГБОУ МГСУ» и планом НИР Министерства строительства Вьетнама.

Цель и задачи работы.

Основной целью данной работы является получение высокопрочного бетона с применением комплексных органоминеральных модификаторов на основе золы рисовой шелухи (ЗРШ), золы-уноса (ЗУ) и суперпластификатора.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать возможность использования ЗРШ в качестве активной кремнеземной добавки для получения ВПБ.

2. Разработать составы новых комплексных органоминеральных модификаторов бетона, которые будут отличаться эффективностью действия и расширенной сырьевой базой.

3. Исследовать влияние разработанных модификаторов на параметры структуры цементного камня.

4. Из числа разработанных модификаторов выбрать наиболее эффективные.

5. Исследовать эксплуатационные характеристики высокопрочных бетонов, содержащих разработанные модификаторы.

6. Осуществить внедрение разработанных высокопрочных бетонов и провести оценку технико-экономической эффективности их применения.

Научная новизна.

Высокие физико-технические свойства бетонов в значительной степени предопределяются структурой цементного камня, направленное регулирование свойств которой осуществляется с помощью органоминеральных модификаторов (МБ). Высокопрочная структура цементного камня может быть получена за счет изменения его фазового состава, то есть баланса между кристаллогидратами, из которых сформирован скелет цементного камня, а также за счет снижения В/Ц и уменьшения капиллярной пористости.

Фазовый состав и капиллярная пористость цементного камня зависят как от состава неорганической части модификатора бетона, так и от природы его органической составляющей. Химико-минералогический состав неорганической части модификатора, в частности, содержание в нем 8Ю2, А1203, СаО, а также степень его дисперсности являются основными факторами, предопределяющими качество скелета цементного камня.

Известно, что, благодаря присутствию в тоберморитовом геле, образующемся при гидратации цемента, рентгено-аморфмных минералов, состоящих из оксидов кремния и алюминия, в гидратных цементных новообразованиях преобладают низкоосновные гидросиликаты кальция типа С8Н(1), отличающиеся повышенной прочностью.

В случае, когда неорганическая часть МБ состоит из микрокремнезема или его смеси с кислой зола-уноса, то в ходе гидратации цемента доминирует пуц-цолановый процесс. В свою очередь, если неорганическая часть представлена ЗРШ или её смесью с ЗУ, то в процессе гидратации пуццолановый процесс выражен не так ярко, но в такой системе возможно возникновение других гидросиликатов кальция, отличных от С8Н(1).

В свою очередь, основным фактором, влияющим на пористость цементного камня, является степень эффективности действия водоредуцирующего компонента — суперпластификатора, представляющего органическую часть модификатора бетона.

В неорганической части разработанного нового модификатора самый дорогостоящий и наиболее активный, благодаря повышенному содержанию аморфного 5Ю2 и высокой степени его дисперсности, компонент - микрокремнезем (МК) заменен на более дешевую ЗРШ и неорганические техногенные продукты с более низкой пуццолановой активностью (золу-уноса), а органическая часть состоит из более эффективной по сравнению с сульфированным нафталиноформальдегидом С-3 пластифицирующе-водоредуцирующей добавки на основе поликарбоксилатов.

Снижение пуццолановой активности из-за уменьшения содержания 8Юг при замене МК на ЗРШ в составе разработанных модификаторов бетона, а также недостаточно высокая степень дисперсности ЗРШ, приводящая, соответственно, к не столь значительному изменению баланса между кристаллогидратами в сторону преобладания более прочных гидросиликатов кальция типа СБН (I), компенсируется эффектом от использования более активного водоредуцирующего агента-суперпластификатора, который выражается в значительном снижении капиллярной пористости, повышении плотности и прочности структуры цементного камня.

Эффект повышения плотности и прочности цементного камня при использовании водоредуцирующего агента на основе поликарбоксилатов при опти-

мальном соотношении компонентов модификатора и его вещественном составе должен привести к следующим результатам:

- увеличению эффективности действия разработанных органоминеральных модификаторов бетона в цементной системе;

- улучшению их физических и технических характеристик (насыпной плотности, сыпучести и др.).

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- разработана технология получения золы рисовой шелухи с высоким содержанием аморфного диоксида кремния;

- получены комплексные органоминеральные модификаторы на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора;

- с помощью разработанных модификаторов получены высокопрочные бетоны с прочностью на сжатие 60 МПа и высокой водонепроницаемостью;

Внедрение результатов.

Основные результаты исследований использованы при разработке "Рекомендаций по повышению эксплуатационных свойств тяжелых бетонов в условиях Вьетнама". Производственное опробование «Рекомендаций», проведенное в Ханойском институте строительных наук и технологий, показало эффективность применения разработанных комплексных органоминеральных добавок на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора, приведшего к значительному повышению прочностных характеристик и водопроницаемости бетона, а также экономическую эффективность за счет замены импортного микрокремнезем на местные золу рисовой шелухи и золу-уноса.

Апробация

Основные положения работы были опубликованы в научно-техническом журнале «Вестник МГСУ» № 1 за 2012г. и доложены на Одиннадцатой Международной научно-практических конференциях молодых учёных, аспирантов и докторантов МГСУ "Строительство-формирование среды жизнедеятельности" в 2008г.

На защиту выносятся:

- Обоснование возможности получения высокопрочных бетонов путём использования комплексных органоминеральных модификаторов на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора;

- состав и технология получения комплексных органоминеральных модификаторов для улучшения технологических свойств бетонных смесей и эксплуатационных свойств бетонов;

- Обоснование возможности совместного помола портландцемента и комплексных органоминеральных модификаторов с целью получения композиционного вяжущего;

- технология приготовления композиционного вяжущего с использованием комплексных органоминеральных модификаторов;

- результаты изучения влияния комплексных органоминеральных модификаторов на свойства цементного теста, бетонной смеси и бетона;

- Основные эксплуатационные характеристики бетона с использованием комплексных органоминеральных модификаторов на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора;

- способы получения золы рисовой шелухи с высоким содержанием аморфного диоксида кремния;

- экономический эффект применения разработанных комплексных органоминеральных модификаторов бетона на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературой из 125 наименования, и приложений. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков и 34 таблицы.

Содержание работы.

Технология ВПБ основывается на управлении структурообразованием бетона на всех этапах его производства. Для этого используются высококачественный портландцемент или композиционные вяжущие, комплексы химических модификаторов структуры и свойств бетонов, активные дисперсные минеральные компоненты и наполнители, расширяющие добавки. При производстве бетона используется интенсивная технология, обеспечивающая точность дозирования, тщательное перемешивание и гомогенизацию смеси, ее качественное уплотнение и твердение. При необходимости используется механо-химическая активация смеси.

Повышение строительно-технических свойств бетона - прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, а также получения бетонов со специфическими особенностями, которые удовлетворяли бы техническим требованиям, предъявляемым в процессе строительства и эксплуатации заданий и сооружений, является одной из важнейших задач современной строительной индустрии. ВПБ является одним из таких современных бетонов. Он представляет собой искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения многокомпонентной сырьевой смеси, состоящей из 5-10 различных материалов, включающих в первую очередь микрокремнезем или другие активные, тонкодисперсные кремнеземистые добавки техногенного происхождения.

Однако получение ВПБ во Вьетнаме связано с использованием дорогостоящих импортных кремнеземистых добавок, поскольку вьетнамская металлургическая промышленность не производит ферросилицивые сплавы, побочным продуктом производства которых является микрокремнезём. Это приводит к тому, что себестоимость на 1 м3 бетона с использованием МК весьма высока.

Снижение стоимости ВПБ в условиях Вьетнама возможно путём использования золы рисовой шелухи с высоким содержанием активного кремнезема, которая является результатом сжигания многотонажных сельскохозяйственных отходов.

Исследования были проведены на сырьевых материалах, используемых во Вьетнаме для производства тяжелого бетона. Комплексные модифицирующие добавки состоят из ЗРШ, ЗУ и порошкообразного суперпластификатора С-3 и суперпластификатора 8Иса У1зсоСге1е 5-пе\у (БУС5М).

Для подтверждения правильности разработанных теоретических предположений были проведены экспериментальные исследования.

При проведении исследований применяли стандартные методики в соответствии с действующими российскими и вьетнамскими ГОСТ.

В качестве сырьевых материалов в работе были использованы:

- портландцемент М400 Мальцовский;

- песок из карьера у села Пенезевичи;

- щебень из Сычёвского карьера (фракции 5-20мм);

- микрокремнезём (табл. 1);

- зола-унос кислая Рефтинской ГРЭС (табл. 1);

- зола вьетнамской рисовой шелухи (табл. 1);

- суперпластификатор С-3 (табл. 2);

- суперпластификатор БУСбИ (табл. 3).

Физико-химические характеристики активных компонентов минеральной части комплексных модифицирующих добавок приведены в табл. 1.

Таблица 1

Физико-химические характеристики компонентов минеральной

части добавок.

Физико-химические характеристики Микрокремнезем ЗРШ Зола-уноса кислая

1 2 3 4

Истинная плотность, г/см' 2,20 2,20 2,20

Удельная поверхность, м2/г 15 10 0,3

Средний размер частиц, мкм 0,20 0,3 11,40

1 2 3 4

Химический состав:

БЮг 89,9 87,6 57,4

А1203 1,0 2,45 28,46

СаО 0,48 1,52 2,06

Ре203 1,0 0,95 7,1

МеО - 0,8 -

БОз 0,92 - 0,1

Ыа20 1,58 1,2 1,06

к2о 2,12 2,14 1,42

п.п.п. 3 3,34 2,4

Таблица 2.

Физико-химические характеристики суперпластификатора С-3

Наименование показателей Норма для суперпластификатора С-3

Внешний вид Порошок светло-коричневого цвета

Массовая доля активного вещества в пересчёте на сухой продукт, %, не менее 69

Массовая доля воды, %, не более 10

Массовая доля золы в пересчёте на сухой продукт. %, не более 38

Показатель активности водородных ионов (рН) водного раствора с массовой долей вещества 2,5% при 20°С 7. ..9

Химический состав Сульфированный нафтали-ноформальдегид

Таблица З

Физико-химические характеристики суперпластификатора SVC5N

Наименование показателей Норма для суперпластификаторов БУСЗИ

Внешний вид Мутная жидкость

Плотность, кг/л 1.1

Показатель активности водородных ионов (рН) водного раствора с массовой долей вещества 0,2%-0,6% при 20°С 7±0,5

Химический состав поликарбоксилаты

Введение ЗРШ в цементное тесто увеличивает водопотребность смеси цемента и золы, однако не удлиняет сроки схватывания.

Результаты проведённых исследований показывают, что водопотребность цементно-зольной смеси повышается вместе с увеличением содержания в ней золы. Поэтому, для того, чтобы снизить нормальную густоту цементно-зольного теста, необходимо использовать суперпластификатор.

ЗРШ является тонкодисперсным материалом с удельной поверхностью 10 м2/г, что во много раз больше, чем удельная поверхность цемента (0,25-0,32 м2/г). Это позволяет ЗРШ заполнить пространство между частицами цемента и золы-уноса, что уплотняет матрицу цементного камня.

Механизм снижения водоотделения и расслоения бетонной смеси, содержащей тонкодисперсные активные минеральные материалы иллюстрируется рис. 1.

Рис. 1 - Механизм снижения водоотделения и расслаиваемое микронаполнителем ЗРШ

Зерна МК или ЗРШ с высокой степенью дисперсности, рассредоточенные равномерно в бетонной смеси, заполняют пустоты между частицами цемента и адсорбируют на своей поверхности молекулы воды, тем самым, препятствуя её сепарации.

Результаты проведённых исследований показывают, что бетонные смеси с ЗРШ обладают пониженной склонностью к водоотделению. Они почти не выделяют воду при ОК от 5 до 14 см, при ОК = 14 см значение водоотделения составляет только 0,03%. В то же время, у обычной бетонной смеси при ОК = 14с:м это значение составляет 5,58%.

Из табл. 1 видно, что химический состав ЗРШ и МК весьма близок и содержание аморфного диоксида кремния в них почти одинаково. Таким образом, можно предложить, что при получении бетонов с высокими эксплуатационными показателями, модифицированных комплексными органоминеральными добавками, более дорогой МК может быть заменён на ЗРШ.

Результаты испытаний разработанных высокопрочных бетонов, содержащих комплексные органоминеральные добавки, приведенные в табл. 4 и 5 показывают, что если неорганическая часть модификатора бетона состоит из смеси

ЗРШ с кислой золой-уноса, то физико-технические свойства таких бетонов почти не уступают бетонам, содержащим смесь ЗУ и МК.

Таблица 4

Составы высокопрочных бетонов, модифицированных разработанных

комплексными органоминеральными добавками.

№ п Фактический состав бетонной смеси, кг Характеристики бетонной смеси

/п ц Щ П ЗУ МК ЗРШ С-3 Б1КА В ОК, см у, кг/м3 В/Ц

1 450 949 759 20 20 0 4 - 167 26 2369 0,37

2 443 935 748 20 - 20 4 - 169 22 2338 0,38

3 443 934 747 39 - 39 8 - 159 25 2371 0,35

4 455 961 768 23 - 23 0 3,5 160 24 2393 0,43

5 446 941 753 45 - 45 0 7 157 27 2393 0,43

Примечание: Ц - цемент; П - песок; Щ - щебень; 3-У - зола-унос; МК -

микрокремнезем; ЗРШ - зола рисовой шелухи; В - вода; С-3 - суперпластификатор; БПСА - суперпластификатора Б1ка Х^бсоСгйс 5-пе\у

При замене МК на ЗРШ снижение пуццолановой активности новых модификаторов бетона из-за более низкой степени дисперсности золы рисовой шелухи по сравнению с микрокремнезёмом, приводящей к не столь значительному изменению баланса между кристаллогидратами новообразований в сторону преобладания более прочных гидросиликатов кальция типа С8Н (I), компенсируется эффектом использования более активного водоредуцирующего агента — поликарбоксилатного суперпластификатора 5УС5Ы по сравнению с сульфированным нафталиноформальдегидом С-3, который выражается в значительном снижении капиллярной пористости, повышении плотности структуры цементного камня и прочности самого бетона.

На основе разработанных составов ВПБ были выполнены исследования по изучению влияния комплексных органоминеральных добавок на свойства бетонных смесей, а также на свойства и параметры структуры самых бетонов. Ре- 13-

зультаты исследований приведены ниже.

На рис. 2 и в табл. 7 приведены экспериментальные данные, характеризующие влияние разработанных комплексных органоминеральных модификаторов на кинетику твердения высокопрочных бетонов.

Кинетику твердения бетонов исследовали на образцах-кубах с размером ребра 100мм и образцах-призмах размером 100x100x400мм в соответствии с ГОСТ 10180. Уплотнение образцов проводили на лабораторном вибростоле. Условия твердения всех образцов были одинаковы: в течение 1 суток - на воздухе в формах под пленкой при температуре 20±2°С, затем - в распалубленном состоянии 6 суток в воде при той же температуре, далее до достижения возраста 28 суток - в камере нормального твердения при температуре 20±2°С и относительной влажности 95%, а после этого, до достижения возраста 90 суток - в камере с температурой 20±2°С и относительной влажностью воздуха 60%. Результаты определения прочности бетонов представлены на рис. 2 и в табл. 5.

Таблица

Составы н прочности при сжатии бетонов с разными органомннеральнымн модификаторами

-\о п/п Вид модификатора Фактический состав, кг/м5 Прочность при сжатии. МПа.

сутки

Ц П ЗУ МК ЗРШ сз В 1 3 П 28 90

1 IV® 10-50 С (10%) 450 949 759 20 20 0 4 0 167 ЗОД 45,9 53,7 62,8 64.5

2 МБЗ 10-50 С (10%) 443 935 748 20 0 20 4 0 169 282 40.4 47.6 60,8 63,6

3 МБЗ 10-50 С (20%) 443 934 747 39 0 39 8 0 159 32.1 46.5 54.1 64,3 67.4

4 МБЗ 2.5-50 3 (10%) 455 961 768 23 0 23 0 3,5 160 332 533 623 67,3 69.7

5 МБЗ 2.5-50 3 (20%) 446 941 753 45 0 45 0 7 157 35.0 582 68.1 74,1 763

Примечание: МБ - модификатор с МК; МБЗ - модификатор с ЗРШ; 10 и 2,5 - количество суперпла-стификатора в составе модификатора, %: 50 - соотношение да массе между МК (или ЗРШ) и ЗУ в составе модификатора, %; С - модификатор с С-3. 3 - модификатор с 5\ТС5М, (10%,20%) - содержание модификатора, % от массы цемента.

—■—МБЗ 10-50С ;10"/с) МБЗ 10-50 С [20%)

МЬ*2,Ь-!>0Ь (¿0%)

20 'Ю ьо ЙЮ хии

Времятвердения, сутки

ис. 2 Кинетика твердения бетонов, содержащих разработанные модификаторы

В табл. 6 показано влияние разработанных комплексных органоминераль-ных модификаторов на водонепроницаемость бетона. Испытания проводили после достижения бетоном возраста 90 суток.

Таблице 6

Влияние комплексных органоминеральных модификаторов на водонепро-

ницаемость бетона.

№ Составы Марка по водонепроницаемости

1 МБ 10-50 С (10%) У/16

2 МБЗ 10-50 С (10%) 6

3 МБЗ 10-50 С (20%) АУ16

4 МБЗ 2,5-50 3 (10%]_ \У16

5 МБЗ 2,5-50 3 (20%) \У16

Результаты, приведенные в табл. 6, показывают, что независимо от типа модификатора, водонепроницаемость образцов исследованных бетонов высокая и соответствует марке \V16-

Таблица 7

Прочность и плотность высокопрочных бетонов, модифицированных

комплексными органоминеральными добавками

№ п/п Кубиковая прочность при сжатии, МПа Призменная прочность, при сжатии, МПа Прочность на растяжение при изгибе, МПа Плотность, кг/м3

7 суток 28 суток 28 суток 28 суток 7 суток 28 суток

1 53,7 62,8 52,4 6,8 2322 2326

2 47,6 60,8 50,7 6,7 2344 2405

3 54,1 64,3 55,6 6,9 2312 2311

4 62,3 67,3 57,3 7,0 2348 2343

5 58,1 74,1 62,4 7,5 2378 2354

Результаты, приведенные в табл. 7, показывают, что при прочих равных условиях в результате замены МК на ЗРШ в составе модификатора немного прочностные показатели бетона снижают не значительно. Модификаторы МБЗ 2,5-50 3 (10%) МБЗ 2,5-50 3 (20%), содержащие поликарбосилатный суперпластификатор БУС5М вместо сульфированного нафталиноформальдегида С-3, дают лучшие результаты по всем категориям прочности.

Исследование бетонов, содержащих разработанные комплексные органо-минеральные модификаторы, на диффузионную проницаемость хлорид-ионов проводились с помощью косвенного (электрического) метода по ГОСТ Р 528042007.

С этой целью исследовали изменение в течение длительного времени удельного электрического сопротивления самых бетонов, их водных вытяжек, а также сквозной пористости и диффузионной проницаемости хлорид-ионов. Эти характеристики определяли по истечении 28 суток и 6 месяцев твердения бетонов при повышенной влажности воздуха до 80%. Результаты этих испытаний представлены в табл. 8.

Таблица 8.

Некоторые электрические и диффузионные для хлорид-ионов характеристики бетона, определённые электрическим методом

Составы бетонов Вид модификатора Удельное электрическое сопротивление бетона. Ом. см Удельное электрическое сопротивление водной вытяжки, Ом.см Сквозная пористость бетона,% Эффективный коэффициент диффузии для С1", Ю-8 см2/с

в возрасте 28 суток

1 2 3 4 5 6

1 МБ 10-50 С (10%) 78868 64,1 0,08 1,00

2 МБЗ 10-50 С (10%) 48471 51,2 0,11 1,30

3 МБЗ 10-50 С (20%) 39545 45 0,11 1,40

4 МБЗ 2,5-50 8(10%) 47800 50,5 0,11 1,30

5 МБЗ 2,5-50 Б (20%) 44479 47 0,11 1,30

в возрасте 6 месяцев

1 2 3 4 5 6

1 МБ 10-50 С (10%) 114359 79,5 0,07 0,85

2 МБЗ 10-50 С (10%) 70283 63,5 0,09 1,11

3 МБЗ 10-50 С (20%) 57340 55,8 0,10 1,20

4 МБЗ 2,5-50 8 (10%) 69310 62,6 0,09 1,11

5 МБЗ 2,5-50 5 (20%) 64495 58,3 0,09 1,11

Из результатов, приведенных в табл. 8, видно что, все составы разработанных бетонов достаточно плотные и непроницаемые для хлорид-ионов, причём эффективный коэффициент диффузии для хлорид-ионов уменьшается по по мере твердения бетонов. Самый проницаемый для хлорид-ионов, является бетон, модифицированный МБЗ 10-50С (20%).

На проходившей в Стабуле (Турция) в мае 1992 года IV Международной конференции, посвященной проблемам использования золы-уноса, микрокремнезема и шлаков в качестве пуццолановых добавок в бетон, прозвучали информационные сообщения о двух способах получения химически активной золы рисовой шелухи, позволяющей заменить более дорогой микрокремнезем в качестве тонкодисперсного наполнителя, уплотняющего структуру бетона: способе самосжигания рисовой шелухи и непрерывном способе её двухступенчатого сжигания.

На рис. 3 и 4 изображены внешний вид и разрез установки для для самосжигания рисовой шелухи.

Рис. 3. Вид установки для самосжигания рисовой шелухи

I

Рис. 4. Разрез установки для самосжигания рисовой шелухи.

-20-

Где, 1 - бетонная плита пола; 2 - нижний корпус квадратного сечения высотой 1м; 3 - верхний корпус установки; 4 - вертикальный скользящий затвор; 5 - вход для оператора; б - отверстие диаметром 50см;7 - пола платформы высотой 20-30см; 8 - отверстия диаметром в несколько мм; 9 - дымоход; 10 - зола рисовой шелухи.

На рис. 5.3 изображена установка двухступенчатого сжигания рисовой шелухи непрерывным способом.

Рис. 5. Установка двухступенчатого сжигания рисовой шелухи непрерывным способом.

Где, 1 - Верхняя печь; 2 - Нижняя печь; 3 - разгрузочный бункер; 4 - разгрузочный бункер; 5 - разгрузочное устройство; 6 - разгрузочное устройство.

Технико-экономический эффект от внедрения полученных результатов исследований складывается из:

- повышения прочности бетона;

- снижения расхода цемента за счёт введения в состав высокопрочного бетона комплексных органоминеральных добавок при сохранении его необходимых прочностных показателей и водонепроницаемости, что является важным

фактором, снижающим стоимость строительства, в котором преобладают большие объёмы бетонных работ;

- снижения стоимости комплексных органоминеральных добавок зачет замены более дорогого микрокремнезема на ЗР1П и ЗУ.

1. Экономический эффект от снижения стоимости сырьевых материалов на 1м3 бетона при замене МК на ЗРШ и ЗУ (состав с МБ-01 и с МБЗ 2,5-50 3 (20%)) при одинаковой прочности бетона на сжатии составляет:

Э = 2227953-1936667 = 291286 вьетнамских донгов (430 рублей).

2. Бетоны, содержащие по 10% комплексных органоминеральных модификаторов (составы с МБЗ 10-50С (10%) и МБЗ 2,5-50 3 (10%)) имеют одинаковую стоимость и прочность.

3. Экономический эффект от снижения стоимости сырьевых материалов на 1м3 бетона при замене МК на ЗРШ и ЗУ (состав с МБ 10-50С (10%) и составы с МБЗ 10-50С (10%) и МБЗ 2,5-50 3 (10%)) составляет, соответственно:

Э = 1893780 - 1685549 = 208230 вьетнамских донгов (308 рублей) и

Э = 1893780 - 1686450 = 207330 вьетнамских донгов (306 рублей).

4. Бетон, содержащий 20% МБЗ 10-50 С не позволяет получить экономический эффект, т.к. его прочность при сжатии не существенно отличается от прочности при сжатии бетонов, модифицированных МБЗ 10-5 ОС (10%) и МБЗ 2,5-503 (10%), а стоимость его 1м3 выше:

Э = 1931269 - 1685549 = 245720 вьетнамских донгов (363 рубля) и

Э = 1931269 - 1686450 = 244819 вьетнамских донгов (362 рубля).

В условиях Вьетнама при замене импортного МК на местную ЗРШ и ЗУ в составе комплексных органоминеральных модификаторов бетона, получается существенный экономический эффект порядка 11-13% на 1м3 бетона за счет снижения стоимости сырьевых материалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована возможность применения золы рисовой шелухи в качестве минеральной части комплексных органоминеральных добавок для получения высокопрочных бетонов, так как она обладает высоким содержанием активного кремнезема, который способствует образованию низкоосновные гидросиликатов кальция, снижающих пористость и повышающих эксплуатационные свойства бетонов.

2. Разработана технология получения высокопрочных бетонов путем использования композиционного вяжущего, состоящего из портландцемента, золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора и получаемого механо-химической активацией в помольных агрегатах.

3. Установлено влияние разработанных комплексных органоминеральных добавок на свойства цементного теста (водопотребность, сроки схватывания и т.д.) и на структуру цементного камня.

4. Получены высокопрочные бетоны с прочностью на сжатие 40-М50 МПа и высокой водонепроницаемостью (\У16).

5. Получены высокопрочные бетоны с достаточно плотной структурой, малопроницаемой для хлорид-ионов, причем их эффективный коэффициент диффузии уменьшается со временем.

6. При замене МК на ЗРШ и ЗУ при прочих равных условиях происходит незначительное снижение прочностных показателей бетона. Модификаторы МБЗ 2,5-50 3 (10%) МБЗ 2,5-50 3 (20%), содержащие поликарбосилатный суперпластификатора 8УС5К вместо сульфированного нафталиноформальдегида С-3, дают лучшие результаты по всем категориям прочности.

7. В настоящее время существует два основных способа получения ЗРШ, используемой в качестве кремнезистой добавки в бетон: способ самосжигания рисовой шелухи и непрерывный способ ее двухступенчатого сжигания.

8. В условиях Вьетнама при замене импортного МК на местную ЗРШ и ЗУ в составе комплексных органоминеральных модификаторов бетона, получается

существенный экономический эффект порядка 11-13% на 1м3 бетона за счет снижения стоимости сырьевых материалов.

9. Результаты диссертационной работы были применены при устройстве колонн в здании № 2 больницы К в Ханой - Вьетнам с объемом 400 м3 и при разработке Технологических регламентов для возведения конструкции каркаса башни Многофункционального комплекса на участие № 3 ММДЦ «Москва-Сити».

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Булгаков Б.И., Нгуен Динь Чинь. Многокомпонентные высококачественные бетоны. // Сб. материалов 11-ой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности». МГСУ. Москва 15-24 апреля 2008 г. - с. 541-542.

2. Нгуен Динь Чинь, Нгуен Тхе Винь, Баженов Ю.М. Высокопрочные бетоны с комплексным применением золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификаторов. // Вестник МГСУ. 2012. № 1. С. 77-82.

Лицензия ЛР № 020675 от 09.12.97 Московский государственный строительный университет

Подписано в печать 08.01.2012 Формат 60x84/16 Печать офсетная Объём 1,75 п. л. Тираж 100 Заказ 51

Отпечатано в Типографии МГСУ. 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, корпус 8 Качество печати соответствует качеству предоставленных оригиналов

61 12-5/2630

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

НГУЕН динь чинь

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ БЕТОНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЗОЛУ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ, ЗОЛУ-УНОСА И СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Баженов Ю.М.

Москва-2012

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ......................................................................... 6

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИССЕРТАЦИИ......................................................... 12

1.1. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ................................................ 12

1.2. ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОКРЕМНЕЗЕМА В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОНА ЗА РУБЕЖОМ И ВО ВЬЕТНАМЕ...................................... 22

1.2.1. Применение микрокремнезем в производстве высокопрочных бетонов за рубежом............................................. 22

1.2.2. Применение микрокремнезема в производстве высокопрочных бетонов во Вьетнаме............................................ 26

1.3. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА И ТЕНДЕНЦИЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БУДУЩЕМ...... 28

1.3.1. Преимущества применения высокопрочных бетонов........ 28

1.3.2. Высокопрочный бетон в XXI веке....................................... 28

1.4. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИССЕРТАЦИИ........... 33

1.4.1. Научная гипотеза.................................................................... 33

1.4.2. Цель работы............................................................................. 36

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................ 38

2.1. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ..................... 38

2.2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.................................................. 44

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ И ОБОСНОВАНИЕ

СОСТАВА ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ НА ЕЕ

ОСНОВЕ......................................................................................................... 53

3.1. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ В КАЧЕСТВЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА ВОВЬЕТМАМЕ...................................................................................... 53

3.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЗОЛЫ ВЬЕТНАМСКОЙ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ............................................................................. 57

3.2.1. Химический состав и активность золы рисовой шелухи.... 57

3.2.2. Структура частиц золы рисовой шелухи............................... 61

3.2.3. Тонкость помола золы рисовой шелухи и ее способность заполнять пространство между частицами цемента...................... 63

3.2.4. Влияние золы рисовой шелухи на физические свойства цементного теста................................................................................ 63

3.2.4.1. Влияние концентрации золы рисовой шелухи на водопотребность цементного теста................................................. 63

3.2.4.2. Влияние золы рисовой шелухи на структуру цементного камня.............................................................................. 66

3.2.4.3. Влияние золы рисовой шелухи на сроки схватывания цементного теста................................................................................ 66

3.3. ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВОВ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ НА ОСНОВЕ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ................................................................. 68

3.3.1. Обоснование возможности применения комплексных органоминеральных модификаторов бетона на основе золы рисовой шелухи.................................................................................. 68

3.3.2. Определение индекса активности комплексных органоминеральных модификаторов бетона.................................. 76

3.3.3. Влияние добавление комплексных органоминеральных

модификаторов на водопотребность цементного теста................. 78

3.4. ВЫВОДЫ.......................................................................................... 79

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ, СОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ МОДИФИКАТОРЫ НА ОСНОВЕ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ.................................................................................... 81

4.1. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ТВЕРДЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ, СОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ

МОДИФИКАТОРЫ................................................................................ 81

4.2. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ НА ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ БЕТОНОВ................................................................................................. 85

4.3. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ НА ПРОЧНОСТЬ БЕТОНОВ........................... 88

4.4. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕТОНОВ, СОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ МОДИФИКАТОРЫ, НА ДИФФУЗИОННУЮ

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ХЛОРИД-ИОНОВ.............................................. 91

4.5. ВЫВОДЫ.......................................................................................... 98

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ И РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................... 99

5.1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ........... 99

5.1.1. Описание технологии получения золы рисовой шелухи .... 99

5.1.2. Способ самосжигания рисовой шелухи................................100

5.1.3. Непрерывный способ двухступенчатого сжигания

рисовой шелухи..................................................................................102

5.2. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................................108

5.3. ВЫВОДЫ.........................................................................................112

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ................................................................................113

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................................115

ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................................... 128

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность.

Много лет высокопрочный бетон (ВПБ) использовался для сооружения колонн многоэтажных зданий. В последние годы, ВПБ также стал использоваться для возведения мостов, колонн, для которых прочность и долговечность являются основными эксплуатационными показателями. Основная причина применения именно ВПБ для этих целей состоит в том, чтобы получать более экономичные изделия и конструкции с более высокими эксплуатационными показателями [38].

В начале XXI века одним из наиболее перспективных направлений в области строительного материаловедения является создание материалов с принципиально новыми характеристиками, приближающими их к металлу, керамике и полимерам. Представляется, что эту серьезную задачу можно решить, привлекая комплексные органоминеральные модификаторы специального назначения, с использованием которых окажется возможным получить многокомпонентные вяжущие вещества. Такие новые строительные материалы должны характеризоваться также высокими прочностными показателями при изгибе и растяжении, а также высокой плотностью и прочностью при сжатии.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ «ФГБОУ МГСУ» и планом НИР Министерства строительства Вьетнама.

Цель и задачи работы.

Основной целью данной работы является получение высокопрочного бетона с применением комплексных органоминеральных модификаторов на основе золы рисовой шелухи (ЗРШ), золы-уноса (ЗУ) и суперпластификатора.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать возможность использования ЗРШ в качестве активной кремнеземной добавки для получения ВПБ.

2. Разработать составы новых комплексных органоминеральных модификаторов бетона, которые будут отличаться эффективностью действия и расширенной сырьевой базой.

3. Исследовать влияние разработанных модификаторов на параметры структуры цементного камня.

4. Из числа разработанных модификаторов выбрать наиболее эффективные.

5. Исследовать эксплуатационные характеристики высокопрочных бетонов, содержащих разработанные модификаторы.

6. Осуществить внедрение разработанных высокопрочных бетонов и провести оценку технико-экономической эффективности их применения.

Научная новизна.

Высокие физико-технические свойства бетонов в значительной степени предопределяются структурой цементного камня, направленное регулирование свойств которой осуществляется с помощью органоминеральных модификаторов (МБ). Высокопрочная структура цементного камня может быть получена за счет изменения его фазового состава, то есть баланса между кристаллогидратами, из которых сформирован скелет цементного камня, а также за счет снижения В/Ц и уменьшения капиллярной пористости.

Фазовый состав и капиллярная пористость цементного камня зависят как от состава неорганической части модификатора бетона, так и от природы его органической составляющей. Химико-минералогический состав неорганической части модификатора, в частности, содержание в нем 8Ю2,

А1203, СаО, а также степень его дисперсности являются основными факторами, предопределяющими качество скелета цементного камня.

Известно, что, благодаря присутствию в тоберморитовом геле, образующемся при гидратации цемента, рентгено-аморфмных минералов, состоящих из оксидов кремния и алюминия, в гидратных цементных новообразованиях преобладают низкоосновные гидросиликаты кальция типа С8Н(1), отличающиеся повышенной прочностью.

В случае, когда неорганическая часть МБ состоит из микрокремнезема или его смеси с кислой зола-уноса, то в ходе гидратации цемента доминирует пуццолановый процесс. В свою очередь, если неорганическая часть представлена ЗРШ или ее смесью с ЗУ, то в процессе гидратации пуццолановый процесс выражен не так ярко, но в такой системе возможно возникновение других гидросиликатов кальция, отличных от С8Н(1).

В свою очередь, основным фактором, влияющим на пористость цементного камня, является степень эффективности действия водоредуци-рующего компонента - суперпластификатора, представляющего органическую часть модификатора бетона.

В неорганической части разработанного нового модификатора самый дорогостоящий и наиболее активный, благодаря повышенному содержанию аморфного 8Ю2 и высокой степени его дисперсности, компонент -микрокремнезем (МК) заменен на более дешевую ЗРШ и неорганические техногенные продукты с более низкой пуццолановой активностью (золу-уноса), а органическая часть состоит из более эффективной по сравнению с сульфированным нафталиноформальдегидом С-3 пластифицирующе-водоредуцирующей добавки на основе поликарбоксилатов.

Снижение пуццолановой активности из-за уменьшения содержания 8Ю2 при замене МК на ЗРШ в составе разработанных модификаторов бетона, а также недостаточно высокая степень дисперсности ЗРШ, приводящая, соответственно, к не столь значительному изменению баланса между

8

кристаллогидратами в сторону преобладания более прочных гидросиликатов кальция типа С8Н (I), компенсируется эффектом от использования более активного водоредуцирующего агента-суперпластификатора, который выражается в значительном снижении капиллярной пористости, повышении плотности и прочности структуры цементного камня.

Эффект повышения плотности и прочности цементного камня при использовании водоредуцирующего агента на основе поликарбоксилатов при оптимальном соотношении компонентов модификатора и его вещественном составе должен привести к следующим результатам:

- увеличению эффективности действия разработанных органомине-ральных модификаторов бетона в цементной системе;

- улучшению их физических и технических характеристик (насыпной плотности, сыпучести и др.).

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- разработана технология получения золы рисовой шелухи с высоким содержанием аморфного диоксида кремния;

- получены комплексные органоминеральные модификаторы на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора;

- с помощью разработанных модификаторов получены высокопрочные бетоны с прочностью на сжатие 60 МПа и высокой водонепроницаемостью;

Внедрение результатов.

Основные результаты исследований использованы при разработке "Рекомендаций по повышению эксплуатационных свойств тяжелых бетонов в условиях Вьетнама". Производственное опробование «Рекомендаций», проведенное в Ханойском институте строительных наук и технологий, показало эффективность применения разработанных комплексных ор-ганоминеральных добавок на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора, приведшего к значительному повышению прочно-

9

стных характеристик и водопроницаемости бетона, а также экономическую эффективность за счет замены импортного микрокремнезем на местные золу рисовой шелухи и золу-уноса.

Апробация

Основные положения работы были опубликованы в научно-техническом журнале «Вестник МГСУ» № 1 за 2012г. и доложены на Одиннадцатой Международной научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов МГСУ "Строительство-формирование среды жизнедеятельности" в 2008г.

На защиту выносятся:

- Обоснование возможности получения высокопрочных бетонов путем использования комплексных органоминеральных модификаторов на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора;

- состав и технология получения комплексных органоминеральных модификаторов для улучшения технологических свойств бетонных смесей и эксплуатационных свойств бетонов;

- Обоснование возможности совместного помола портландцемента и комплексных органоминеральных модификаторов с целью получения композиционного вяжущего;

- технология приготовления композиционного вяжущего с использованием комплексных органоминеральных модификаторов;

- результаты изучения влияния комплексных органоминеральных модификаторов на свойства цементного теста, бетонной смеси и бетона;

- Основные эксплуатационные характеристики бетона с использованием комплексных органоминеральных модификаторов на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора;

- способы получения золы рисовой шелухи с высоким содержанием аморфного диоксида кремния;

- экономический эффект применения разработанных комплексных ор-ганоминеральных модификаторов бетона на основе золы рисовой шелухи, золы-уноса и суперпластификатора

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературой из 127 наименования, и приложений. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков и 39 таблиц.

Работа выполнена на кафедре "Технология вяжущих веществ и бетонов" строительно-технологического факультета Московского государственного строительного университета под руководством профессора, доктора технических наук, заведующего кафедрой "Технология вяжущих веществ и бетонов" академика Баженова Ю.М., автор которому глубоко признателен за всестороннее руководство и бесценную помощь при выполнении работы.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н. Булгакову Б.И., декану факультета СТ, за постоянную поддержку в процессе выполнения диссертационной работы и всему коллективу этой кафедры за содействие и большую помощь при выполнении данной работы.

Автор также выражает благодарность д.т.н. Каприелову С.С. и научному коллективу НИИЖБ за принципиальную поддержку и оказанную помощь при выполнении экспериментальной работы.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

1.1. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Бетон имеет специфические свойства или характеристик, которые могут быть подразделены на 3 общие категории: (1) особенности, приносящие пользу процессу строительства; (2) увеличивающие механические свойства; (3) увеличивающие немеханические свойства, например, долговечность и т.д. Для затвердевшего бетона прочность и долговечность - две наиболее важные характеристики [4].

Повышение строительно-технических свойств бетона - прочности, водонепроницаемости и морозостойкости - одна из важнейших задач современной строительной индустрии, которой является получения бетонов, обладающих свойствами, удовлетворяющими техническим требованиям, предъявляемым в процессе строительства и эксплуатации заданий и сооружений. Высокопрочный бетон является одним из таких видов современных бетонов. ВПБ - многокомпонентный искусственный каменный материал, состоящий из 5-10 различных сырьевых компонентов, который сравнительно недавно стал широко применяться в современном строительстве. Взаимодействие между этими сырьевыми компонентами может привести к значительным изменениям в удобоукладываемости бетонной смеси и других свойств бетона.

ВПБ считается бетон, обладающий следующими свойствами [123]:

1. Бетон должен иметь одну из прочностных характеристик:

- после 4 часов твердения - прочность на сжатие > 17,5 МПа;

- после 24 часов твердения - прочность на сжатие >35 МПа;

- в возрасте 28 суток нормального твердения - прочность на сжатие > 70 МПа;

2. Бетон должен иметь фактор долговечности > 80 % после 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

3. Бетон должен иметь водовяжущее отношение <0,35.

По данным [77], ВПБ - бетон с особыми свойствами, которы�