Исследование процессов твердения тяжелого бетона в условиях попеременного замораживания и оттаивания при зимнем бетонировании

Применение монолитного бетона является одним из самых распространенных и востребованных для массового капитального строительства. Технология производства бетона и бетонных работ достаточно изучена, однако нередко возникают проблемы с недобором прочности бетона готовых конструкций, укладка бетона в которых проводится в условиях отрицательной температуры. Задача выявления причин недобора прочности и поиска решений для устранения данной проблемы в настоящее время для строительных объектов Российской Федерации является очень актуальной. В работе рассмотрены процессы деструкции цементных бетонов при попеременном замораживании и оттаивании. Проанализировано влияние различных структурно-технологических факторов на разных стадиях – приготовление, укладка бетонной смеси, твердение монолитных бетонных и железобетонных конструкций – на формирование их прочностных и эксплуатационных свойств. Приводятся результаты проведенного рентгенофазового анализа образцов проб, отобранных из нескольких монолитных железобетонных конструкций с различными модификаторами и противоморозными добавками с разных строительных объектов, в том числе из промороженных конструкций с недобором прочности. Проведенные исследования показали существенное отличие в количественном и качественном содержании продуктов гидратации и структурообразования цементного камня. Проанализированы результаты рентгенофазового анализа по содержанию отдельных фаз и оценено их влияние на процессы структурообразования. Полученные данные и их анализ расширяют область познаний в технологии зимнего бетонирования, могут быть использованы при оценке технического состояния дефектных железобетонных конструкций и возможности их восстановления и самозалечивания.

Р.Р. САХИБГАРЕЕВ, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.Н. ЛОМАКИНА, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ром.Р. САХИБГАРЕЕВ, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Д.А. СИНИЦИН, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.А. ИБРАЕВ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1)

1. Чернышов Е.М. Морозная деструкция бетонов. Ч. 1. Механизм, критериальные условия управления // Строительные материалы. 2017. № 9. С. 40–46.
2. Подвальный А.М. О концепции обеспечения морозостойкости бетона в конструкциях зданий и сооружений // Строительные материалы. 2004. № 6. С. 4–6.
3. Величко Е.Г. Морозостойкость бетона с оптимизированным дисперсным составом // Строитель-ные материалы. 2012. № 2. С. 81–83.
4. Klemm A.J., Klemm P. Ice formation in pores in polymer modified concrete: II. The influence of the admixtures on the water to ice transition in the cementitious composites subjected to freezing/thawing cycles. Building and Environment: the International Journal of Building Science and its Applications. 1997. Vol. 32 (3), pp. 199–202. https://doi.org/10.1016/S0360-1323(96)00054-6
5. Сахибгареев Р.Р. Управление структурой при применении модифицированных бетонов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2008. № 4 (12). С. 132–150.
6. Крамар Л.Я., Черных Т.Н., Шулдяков К.В. Современные суперпластификаторы для бетонов, особенности их применения и эффективность // Строительные материалы. 2016. № 11. С. 21–25.
7. Корчунов И.В., Перепелицына С.Е., Потапова Е.Н. Влияние отрицательных температур на фазовый состав цементной матрицы // Успехи в химии и химической технологии. Т. XXXIII. 2019. № 4. С. 101–103.
8. Vesa Penttala, Fahim Al-Neshawy. Stress and strain state of concrete during freezing and thawing cycles. Cement and Concrete Research. 2002. Vol. 32. Iss. 9, pp. 1407–1420. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00785-8
9. Ярмаковский В.Н., Кадиев Д.З. Физико-химические основы стойкости бетонов к воздействию низких отрицательных температур // Строительство и реконструкция. 2020. № 4 (90). С. 122–136.
10. Syeda Rahman, Zachary Grasley, A poromechanical model of freezing concrete to elucidate damage mechanisms associated with substandard aggregates. Cement and Concrete Research. 2014. Vol. 55, pp. 88–101. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.10.001
11. Королев Е.В. Особенности структуры цементного камня и бетона // Инновации и инвестиции. 2017. № 8. С. 150–156.
12. Подмазова С.А. Обеспечение качества бетона монолитных конструкций // Строительные материалы. 2004. № 6. С. 8–10.
13. Полак А.Ф., Бабков В.В., Андреева Е.П. Твердение минеральных вяжущих веществ. Уфа: Башкирское книжное изд-во, 1990. 216 с.
14. Вербецкий Г.П. Прочность и долговечность бетона в водной среде. М.: Стройиздат, 1976. 128 с.
15. Бабков В.В., Сахибгареев Р.Р., Сахибгареев Ром.Р., Чуйкин А.Е., Кабанец В.В. Роль аморфного микрокремнезема в процессах структурообразования и упрочнения бетонов // Строительные материалы. 2010. № 6. С. 44–46.
16. Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Савин В.И. и др; Состав, структура и свойства цементных бетонов / Под ред. Г.И. Горчакова. М.: Стройиздат, 1976. 145 с.
17. Бабков В.В., Мохов В.Н., Капитонов С.М., Комохов П.Г. Структурообразование и разрушение цементных бетонов. Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2002. 376 с.
18. Невилль А.М., Парфенов В.Д., Якуб Т.Ю. Свойства бетона. М.: Книга по Требованию, 2021. 344 с.
19. Brzhanov R.T., Pikus G.A., Traykova M. Methods of increasing the initial strength of winter concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 451. International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety (ICCATS 2018). 26–28 September 2018. DOI 10.1088/1757-899X/451/1/012083
20. Усов Б.А. Бетонирование монолитных конструкций из литых смесей в зимних условиях // Системные технологии. 2016. № 21. С. 5–17.
21. Гранковский И.Г. Структурообразование в минеральных вяжущих системах. Киев: Наукова думка, 1984. 300 с.
22. Агзамов Ф.А., Ломакина Л.Н., Гафурова Э.А., Бикмеева Н.Б. Исследование процессов структурообразования бетона в условиях зимнего бетонирования // Нефтегазовое дело. 2013. № 6. С. 384–400.
23. Добавки в бетон: Справ. пособие / В.С. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др.; Под ред. В.С. Рамачандрана; Пер. с англ. Т.И. Розенберг и С.А. Болдырева; Под ред. А.С. Болдырева и В.Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1988. 575 с.
24. Физико-химические основы формирования структуры цементного камня / Под ред. Л.Г. Шпыновой. Львов: Вища школа. Изд-во при Львовском университете, 1981. 160 с.