Казанский государственный архитектурно-строительный университет Институт строительных технологий и инженерно-экологических систем Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций Высокопрочный мелкозернистый бетон с использованием цеолита Синайского полуострова Египта Аспирант кафедры ТСМИК Кайс Хамза А.М. Научный руководитель доцент кафедры ТСМИК, к.т.н. Н.Н. Морозова Казань, 2017

Востребованность высокопрочного бетона В ысокопрочный бетон использовали для элементов тоннеля под улицей Большая Дмитровка и тюбингов Лефортовского тоннеля в Москве, а также на ряде других объектов транспортного и промышленного строительства. П рименяется в сборных железобетонных конструкциях заводского или построечного изготовления Ш ироко применяется при возведении современных высотных зданий, для конструкций сложной геометрии, которые собираются из нескольких элементов, для изготовления мостовых пролетов большой длины (уменьшает количество балок, поддерживающие плиты). В высотных конструкциях для увеличения площади пола, уменьшить размеры колонн и балок. В ысокая прочность бетона выгодно экономически, так как количество площади для аренды, в основном на нижних этажах, увеличивает пространство, занимаемое колоннами. В ысокопрочные бетоны используют для гидротехнического, морского строительства при сооружении нефтяных платформ в море; коррозионностойких полов; контейнеров для радиоактивных отходов; труб, которые работают под давлением; износостойких материалов. Самое высокое здание (Чикаго) Мост из ВПБ В Испании Высотные здания в Токио Нефтегазовая морская платформа из ВПБ

Основные определения и объект исследования В России По прочности бетоны подразделяют на бетоны: - средней прочности (класс прочности при сжатии до В50); - высокопрочные (класс прочности при сжатии В55 М700). М елкозернистый бетон – бетон на цементном вяжущем с плотным мелким заполнителем. П есок – природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм М елкий заполнитель для бетонов – это природный песок с плотностью от 2000 до 2800 кг/м 3 ГОСТ Бетоны. Классификация и общие технические требования. ГОСТ Бетоны тяжелый и мелкозернистые. Технические условие. ГОСТ Песок для строительных песок. Технические условие. 3 За рубежом Высокопрочным бетоном следует считать бетон с классом по прочности при сжатии В50 и более (В соответствии с. Американский код ACI 363R-2010 )

Для высокой прочности необходимо создать особо плотную, прочную и монолитную структуру бетона. Это достигается при: 1)применением высокопрочных цементов и заполнителей; 2)предельно низким В/Ц; 3)большим, но предельно допустимым расходом цемента; 4)наличием активной минеральной добавки 5)применением суперпластификаторов и комплексных добавок; 6)особо тщательным перемешиванием и уплотнением бетонной смеси, 7)созданием благоприятных условий твердения бетона. Условие получение высокопрочного бетона

Цеолиты- это каркасные алюмосиликаты, в структуре которых имеются сообщающиеся между собой полости, занятые катионами различных элементов (чаще щелочных и щелочноземельных) и молекулами воды, способными свободно удаляться и поглошться структурной, благодаря чему происходит ионный обмен и обратимая дегидратация без разрушения структуры. Структура цеолитов с окнами, каналами и полостями на уровне кристаллической решетки обусловливает уникальность их свойств: молекулярно-ситовой эффект, высокую ионообменную, сорбционную и каталитическую способности. Природный цеолит Синайского полуострова 5

Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Sr 2+, Ba 2+ и др [SiO 4 ] 4- [AlO 4 ] 5- 6

Результаты исследований

Водопотребность материалов Изменение предельного напряжения сдвига минеральноводных паст 8

Изменения рН среды цементных суспензий с добавкой цеолита во времени 9 Оценка pH-среды гидратирующихся цементных суспензий

В/Ц=cost Изменения прочности цементного камня с цеолитом из Египта 10 Изменение В/Т отношения от вида и количества химического модификатора микрокремнезем

Расход материалов, кг/м 3 В/Ц Прочность при изгибе, МПа, после Прочность на сжатии, МПа, после цемент песок фракционированный 2 цеолит Melflux % от вяжущего ТВО 28 сут н.тв. ТВО 28 сут н.тв , , , , , Наименование Насыпная плотность, кг/м 3 Пустотность, % Содержание, % Фр Фр. 1,25-0, Фр. 0,315-0, Мкр= 2,61 Таблица 1 - Состав и свойства модифицированного мелкозернистого бетона добавками Melflux и природным цеолитом Получение высокопрочного мелкозернистого бетона с использованием природного цеолита из Египта Таблица 2- Характеристики фракций песка 11

Изменение прочности на сжатие модифицированного мелкозернистого бетона в возрасте 28 сут. нормального твердения 12

Выводы по работе Природный цеолит из Египта с удельной поверхностью 990 кг/м 2 характеризуется практически одинаковой фото потребностью в сравнении с цементом, что делает его эффективным материалом для цементных композиций. Введение природного цеолита в количестве 5% в замен цемента совместно с модификатором Melflux приводит к росту прочности мелкозернистого бетона на 15% после ТВО и на 22% при твердении в нормальных условиях. При введение 10% природного цеолита прочность на сжатие возрастает лишь на 3- 5%. Полученные значения рH среды цеолитового цемента не ниже 12,0, что гарантирует сохранность металлической арматуры в бетонах с применением вяжущего на основе портландцемента и цеолита из Египта. В результате разработаны составы мелкозернистого высокопрочного бетона с классом по прочности при сжатии В55, В60 и В65. 13

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! «Высокопрочный мелкозернистый бетон с использованием цеолита Синайского полуострова Египта» магистрант гр. 4СМ-207 Кайс Хамза А.М. 14