23 11 2021 knauf gzhel Строительные материалы 800х85px v1


Изучение эффективности суперабсорбирующей полимерной добавки для уменьшения аутогенной усадки бетона без снижения его прочности

Журнал: №12-2021
Авторы:

Шарафутдинов К.Б.,
Сарайкина К.А.,
Кашеварова Г.Г.,
Ерофеев В.Т.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-798-12-61-68
УДК: 666.972

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Проанализированы результаты экспериментальных исследований влияния разных типов добавки суперабсорбирующих полимеров (САП) на прочность различных видов бетона, осуществленных как отечественными, так и зарубежными авторами. Целью данного исследования являлось изучение эффективности применения нового вида добавки для активизации процессов самозалечивания трещин в бетонных конструкциях без потери затвердевшего бетона. В результате проведения натурных экспериментов выявлена оптимальная дозировка использованной добавки. Установлено, что прочность бетона остается неизменной, если дозировка добавки суперабсорбента (САП) равна 0,5% от массы цемента или менее. Представлены результаты исследования свойств мелкозернистых и тяжелых бетонов, модифицированных суперабсорбирующей полимерной добавкой. Показана возможность применения современных интеллектуальных технологий (искусственных нейронных сетей) для прогнозирования свойств бетонной смеси и готового бетона (расплыв конуса, прочность при изгибе и при сжатии) при заданных значениях входных параметров (дозировки САП и В/Ц), влияющие на характеристики бетона. Это открывает перспективы использования нейросети для создания материалов с заранее заданными свойствами.
К.Б. ШАРАФУТДИНОВ1, инженер (аспирант),
К.А. САРАЙКИНА1, канд. техн. наук;
Г.Г. КАШЕВАРОВА1,2, д-р техн. наук, профессор, член-корр. РААСН,
В.Т. ЕРОФЕЕВ2,3, д-р техн. наук, академик РААСН

1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29)
2 Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
3 Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (430005, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)

1. Achal V. Microbial remediation of defects in building materials and structures: PhD thesis. India:Thapar University, Patiala. 2010. 263 p.
2. Castanier S., Métayer-Levrel G.L., Perthuisot J.P. Bacterial roles in the precipitation of carbonate minerals. In: Riding R.E., Awramik S.M. (eds) Microbial Sediments. 2000, pp. 32–39. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04036-2_5
3. Chun Xiang Qian, Qingfeng Pan, Ruixing Wang. Cementation of sand grains based on carbonate precipitation induced by microorganism. Science China Technological Sciences. 2010. Vol. 53 (8), pp. 2198–2206. DOI: 10.1007/s11431-009-3189-z
4. De Muynckab W., Coxa K., De Beliea N., Verstraeteb W. Bacterial carbonate precipitation as an alternative surface treatment for concrete. Construction and Building Materials. 2008. Vol. 22. Iss. 5, pp. 875–885. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.12.011
5. Jonkers H.M., Schlangen E. Development of a bacteria-based self-healing concrete. Tailor Made Concrete Structures – New Solution for Society. 2008, pp. 425–430. DOI: 10.1201/9781439828410.ch72
6. De Muynck W., De Belie N., Verstraeteb W. Microbial carbonate precipitation in construction materials: A review. Ecological Engineering. 2010. Vol. 36. Iss. 2, pp. 118–136. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2009.02.006
7. Sanchez-Silva M. Microbial mediated deterioration of reinforced concrete structures. International Biodeterioration & Biodegradation. 2010. Vol. 64 (8), pp. 748–754. DOI:  10.1016/j.ibiod.2010.09.001
8. Park J., Park M., Chun W.-Y., Ghim S.-Y. Calcite-forming bacteria for compressive strength improvement in mortar. Journal of Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 20 (4), pp. 782–788.
9. Wang J.Y., Van Tittelboom K., De Belie N., Verstratete W. Use of silica gel or polyurethane immobilized bacteria for self-healing concrete. Construction Building Materials. 2012. Vol. 26. No. 1, pp. 532–540. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.06.054
10. Akimov L., Ilenko N., Mizharev R., Cherkashin A., Vatin N., Chumadova L. Composite concrete modifier CM 02-10 and its impact on the strength characteristics of concrete. MATEC Web of Conferences 53, 01022 (2016). https://doi.org/10.1051/matecconf/20165301022
11. Frolov A., Cherkashin A., Akimov L.,Vatin N., Koltsova T., Nasibulin A., Tolochko O., Chumadova L. An impact of carbon nanostructured additives on the kinetics of cement hydration. Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 725–726, pp. 425–430. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.425
12. Akimov L., Ilenko N., Mizharev R., Cherkashin A. Influence of plasticizing siliceous additives on the strength characteristics of concrete. Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 725–726, pp. 461–468. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.461
13. Lee H.X.D., Wong H.S., Buenfeld N.R. Self-sealing of cracks in concrete using superabsorbent polymers. Cement and Concrete Research. 2016. Vol. 79, pp. 194–208. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.09.008
14. Бруяко М.Г., Григорьева А.И., Голотенко Д.С., Подсевалова А.А. Биомодифицирование строительных материалов бактериями с уреазной активностью // Строительство и реконструкция. 2020. № 2 (88). C. 5–15.
14. Bruyako M.G., Grigorieva A.I., Golotenko D.S., Podsevalova A.A. Biomodification of building materials by bacteria with urease activity. Stroitel’stvo i rekonstruktsiya. 2020. No. 2 (88), pp. 5–15. (In Russian).
15. Ерофеев В.Т., Фомичев В.Т. Химические аспекты процесса устранения трещин бетона с помощью бактерий // Транспортные сооружения: Интернет-журнал. 2018. Т. 5. № 3. С. 12. https://t-s.today/PDF/13SATS318.pdf
15. Erofeev V.T., Fomichev V.T. Chemical aspects of the process of eliminating concrete cracks with the help of bacteria. Transportnyye sooruzheniya: Online Journal. 2018. Vol. 5. No. 3, p. 12. https: //t-s.today/PDF/13SATS318.pdf (In Russian).
16. Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф. Бактерии для получения самовосстанавливающихся бетонов. Транс-портные сооружения: Интернет-журнал. 2018. T. 5. № 4. С. 6. https://t-s.today/PDF/07SATS418.pdf
16. Erofeev V.T., Smirnov V.F. Bacteria for obtaining self-healing concretes. Transportnyye sooruzheniya: Online Journal. 2018. Vol. 5. No. 4, p. 6. https://t-s.today/PDF/07SATS418.pdf (In Russian).
17. Bobrishev A.A., Shafigullin L.N., Erofeev V.T., Treshchev A.A., Study of effects of redispersable latex powders on hardening kinetics of cement-sand composites. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7 (4), pp. 795–802.
18. Erofeev V., Bobryshev A., Lakhno A., Shafigullin L., Khalilov I., Sibgatullin K., Igtisamov R. Theoretical evaluation of rheological state of sand cement composite systems with polyoxyethylene additive using topological dynamics concept. Solid State Phenomena. 2016. Vol. 871, pp. 96–103. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.871.96.
19. Pattharaphon C., Hiroshi Y. Paponpat P. Effect of fly ash and superabsorbent polymer on concrete self-healing ability. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 233. 116975. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116975
20. Byoungsun P., Young C.C. Self-healing capability of cementitious materials with crystalline admixtures and super absorbent polymers (SAPs). Construction and Building Materials. 2018. Vol. 189, pp. 1054–1066. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.061
21. Silva E., Alejandro M.R.M., Lopes A.N.M., Dias R.T.F. Effect of sap on the autogenous shrinkage and compressive strength of high-strength fine-grained concrete. 2020. Conference: International Conference Application of Superabsorbent Polymers and other New Admixtures in Concrete Construction.
22. Meyst L., Kheir J., Roberto J.T.F., Tittelboom K.V. The use of superabsorbent polymers in high performance concrete to mitigate autogenous shrinkage in a large-scale demonstrator. Sustainability. 2020. 12 (Special Issue Crack Prediction and Preventive Repair Methods for the Increasing Sustainability and Safety Requirements of Structures). DOI: 10.3390/su12114741
23. Kang S.H., Hong S.G., Moon J. The effect of superabsorbent polymer on various scale of pore structure in ultra-high performance concrete. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 172, pp. 29–40. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.193
24. Olawuyi B.J., Babafemi A.J., Boshoff W.P. Early-age and long-term strength development of high-performance concrete with SAP. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 267. 121798 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121798
25. Li L., Dabarera A.G.P., Dao V. Time-zero and deformational characteristics of high performance concrete with and without superabsorbent polymers at early ages. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 264. 120262 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120262
26. Tan Y., Lu X., He R., Chen H. Influence of superabsorbent polymers (SAPs) type and particle size on the performance of surrounding cement-based materials. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 270. 121442. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121442
27. Попов Д.Ю., Лесовик В.С., Мещерин В.С. Влияние суперабсорбирующих полимеров на пластическую усадку цементного камня // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 11. С. 6–12.
27. Popov D.Y., Lesovik V.S., Mechtcherine V.S. Influence of superabsorbent polymers on plastic shrinkage of cement stone. Vestnik of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2016. No. 11, pp. 6–12. (In Russian).

Для цитирования: Шарафутдинов К.Б., Сарайкина К.А., Кашеварова Г.Г., Ерофеев В.Т. Изучение эффективности суперабсорбирующей полимерной добавки для уменьшения аутогенной усадки бетона без снижения его прочности // Строительные материалы. 2021. № 12. С. 61–68. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-798-12-61-68


Печать   E-mail