Влияние технического углерода и микрокремнезема на свойства самоуплотняющегося бетона

В ходе исследования проведены эксперименты по модификации СУБ смеси микрокремнеземом в сочетании с дисперсией технического углерода. Целью работы являлось изучение технологических параметров модифицированных смесей и физико-механических показателей смесей в затвердевшем состоянии. На основе оценки технологических параметров исследуемых СУБ смесей был установлен оптимальный состав, содержащий 0,25% технического углерода и 5% микрокремнезема от массы цемента. Для данной смеси были установлены следующие параметры: расплыв нормального конуса, равный 680 мм; t₅₀₀=3,1 c; раствороотделение 11,46%; визуальный индекс стабильности смеси – VSI0; отсутствие водоотделения; сохраняемость свойств в течение 120 мин от начала перемешивания смеси (расплыв конуса изменялся с 680 до 510 мм). Для образца, модифицированного микрокремнеземом и техническим углеродом в количестве 5 и 0,25% от массы цемента, соответственно также был установлен прирост прочности при сжатии на 17,1% на 28-е сут твердения по сравнению с контрольным образцом, что обусловлено уплотнением структуры бетона за счет введения тонкодисперсных частиц и проявления пуццоланового эффекта микрокремнезема.

Е.А. КАРПОВА¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.И. ЯКОВЛЕВ¹, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.К. АВЕРКИЕВ², магистр (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
М.А. ВОЛКОВ¹, магистр (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Н.В. КУЗЬМИНА¹, магистр (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
C.А. КНЯЗЕВА¹, магистр (аспирант) (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова (426000, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7)
² Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН (426000, г. Ижевск, ул. Кирова, 132)

1. Okamura Hajime, Ouchi Masahiro. Self-compacting concrete. Journal of advanced concrete technology. 2003. No. 1 (1), pp. 5–15. https://doi.org/10.1002/pse.2260010406
2. Фаликман В.Р., Денискин В.В., Калашников О.О., Сорокин В.Ю. Отечественный опыт производства и применения самоуплотняющегося бетона // Национальная ассоциация ученых. 2015. № 2–3 (7). С. 68–73.
2. Falikman V.R., Deniskin V.V., Kalashnikov O.O., Sorokin V.Yu. Domestic experience in the production and use of self-compacting concrete. Nacional’naya associaciya uchenyh. 2015. No. 2–3 (7), pp. 68–73. (In Russian).
3. Комаринский М.В., Смирнов С.И., Бурцева Д.Е. Литые и самоуплотняющиеся бетонные смеси // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 11 (38). С. 106–118.
3. Komarinskiy M.V., Smirnov S.I., Burceva D.E. Cast and self-compacting concrete mixes. Stroitel’stvo unikal’nyh zdanij i sooruzhenij. 2015. No. 11 (38), pp. 106–118. (In Russian).
4. Adeyemi Adesina, Paul Awoyera. Overview of trends in the application of waste materials in self-compacting concrete production. SN Applied Sciences. 2019. No. 1, p. 962.
5. Nikita Gupta, Rafat Siddique, Rafik Belarbi. Sustainable and greener self-compacting concrete incorporating industrial by-products: a review. Journal of Cleaner Production. 2021. No. 284.124803. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124803
6. Ha Thanh Le, Matthias Müller, Karsten Siewert, Horst-Michael Ludwig. The mix design for self-compacting high performance concrete containing various mineral admixtures. Materials & Design. 2015. Vol. 72, pp. 51–62. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.01.006
7. Harvinder Singh, Rafat Siddique. Utilization of crushed recycled glass and metakaolin for development of self-compacting concrete. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 348. 128659. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128659
8. Abhishek Jain, Sandeep Chaudhary, Rajesh Gupta. Mechanical and microstructural characterization of fly ash blended self-compacting concrete containing granite waste. Construction and Building Materials. Part A. 2022. Vol. 314. 125480. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125480
9. Abhishek P., Ramachandra P., Niranjan P.S. Use of recycled concrete aggregate and granulated blast furnace slag in self-compacting concrete. Materials Today Proceedings. 2021. No. 42 (2), pp. 479–486. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.239
10. Alyhya W.S.S., Alameer S.A.A., Mahmmod L.M.R. Experimental investigation on self-compacting concrete with waste carbon black. International Journal of Engineering & Technology. 2018. No. 7 (4.20), pp. 414–419. DOI:10.14419/ijet.v7i4.20.26233
11. Wajde Shober Saheb Alyhya, Sara Alaa Abed Alameer, Laith Mohammed Ridha Mahmmod. Experimental investigation on self-compacting concrete with waste car-bon black. International Journal of Engineering&Technology. 2018. No. 7 (4.20), pp. 414–419.
12. Жданок С.А., Полонина Е.Н., Леонович С.Н., Хрусталев Б.М., Коледа Е.А. Влияние пластифицирующей добавки, содержащей углеродный наноматериал, на свойства самоуплотняющегося бетона // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 6. С. 76–85.
12. Zhdanok S.A., Polonina E.N., Leonovich S.N., Hrustalev B.M., Koleda E.A. Effect of plasticizing additive containing carbon nanomaterial on the properties of self-compacting concrete. Vestnik grazhdanskih inzhenerov. 2018. No. 6, pp. 76–85. (In Russian).
13. Javier Puentes, Gonzalo Barluenga, Irene Palomar. Effects of nano-components on early age cracking of self-compacting concretes. Construction and Building Materials. 2014. Vol. 73, pp. 89–96. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.09.061
14. Mansour Ghalehnovi, Elyas Asadi Shamsabadi, Ali Khodabakhshian, Farbod Sourmeh, Jorge de Brito. Self-compacting architectural concrete production using red mud. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 226, pp. 418–427. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.248
15. Соловьев А.К., Соловьев К.А., Стекольников Н.В. Самоуплотняющийся бетон в архитектурных конструкциях // Architecture and Modern Information Technologies. 2018. № 2 (43). С. 171–184.
15. Solov’ev A.K., Solov’ev K.A., Stekol’nikov N.V. Self-compacting concrete in architectural structures. Architecture and Modern Information Technologies. 2018. No. 2 (43), pp. 171–184.
16. López A., Tobes J.M., Giaccio G., Zerbino R. Advantages of mortar-based de-sign for coloured self-compacting concrete. Cement & Concrete Composites. 2009. Vol. 31 (10), pp. 754–761. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2009.07.005
17. Фаликман В.Р., Соболев К.Г. Простор за пределом, или Как нанотехнологии могут изменить мир бетона. Ч. 1 // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2010. № 2 (6). С. 17–31.
17. Falikman V.R., Sobolev K.G. Space beyond the limit, or how nanotechnology can change the world of concrete. Part 1. Nanotekhnologii v stroitel’stve: nauchniy internet-zhurnal. 2010. No. 2 (6), pp. 17–31. (In Russian).
18. TrezzaM.A. Hydration study of ordinary Portland cement in the presence of zinc ions. Materials Research. 2007. No. 10 (4), pp. 331–334. https://doi.org/10.1590/S1516-14392007000400002
19. Shi T., Gao Y., Corr D.J., Shah S.P. FTIR study on early-age hydration of carbon nanotubes-modified cement-based materials. Advances in Cement Research. 2019. Vol. 31 (8), pp. 353–361. DOI: 10.1680/jadcr.16.00167
20. Parveen S., Rana S., Fanqueiro R., Paiva M.C. Microstructure and mechanical properties of carbon nanotube reinforced cementitious composites developed using a novel dispersion technique. Cement and Concrete Research. 2015. No. 73, pp. 215–227. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.03.006