АннотацияОб авторахСписок литературы
Одной из тенденций современного строительства является использование высокодисперсных добавок с целью получения бетона со сверхвысокими эксплуатационными характеристиками (Ultra-High Performance Concrete) как по прочности, так и по долговечности, в особенности для объектов высотного строительства. Долговечность бетона определяется двумя основными параметрами – реакционной способностью компонентов цементного камня по отношению к агрессивной среде и проницаемостью для агрессивной среды. В статье рассмотрено применение тонкодисперсного карбоната кальция как добавки, повышающей долговечность бетона в целом и сульфатостойкость в частности. Механизм действия карбоната кальция основан на сочетании эффекта микронаполнителя и химического взаимодействия с минералами портландцемента. Карбонат кальция взаимодействует с продуктами гидратации трехкальциевого алюмината, уменьшая количество C3A, доступного для взаимодействия с гипсом с последующим образованием основного деструктора при воздействии сульфатов – эттрингита. Карбонат кальция при больших дозировках снижает прочность бетона. Для устранения этого негативного эффекта предложено использовать наноразмерный карбонат кальция наряду с уже достаточно широко применяющимся микроразмерным СаСО3. Применение наноразмерного карбоната кальция повышает суммарную реакционную емкость вводимой добавки, позволяя при этом уменьшить ее общее количество и таким образом не допустить снижения прочности бетона при существенном повышении его сульфатостойкости. Наноразмерный карбонат кальция уплотняет зону межфазного взаимодействия на границе «цементная матрица – заполнитель», образуя с мономинералами цемента комплексные соединения, что подтверждается данными физико-химических исследований. Для большего повышения долговечности бетона предложено совместное применение тонкодисперсного карбоната кальция с микрокремнеземом с целью связывания свободной извести в низкоосновные гидросиликаты кальция.
К.Д. НАФИКОВ, инженер, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Т.В. ЛАТЫПОВА, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. ЛУЦЫК, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
П.А. ФЕДОРОВ, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.В. ЛУЦЫК, бакалавр (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.М. ЛАТЫПОВ, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Т.В. ЛАТЫПОВА, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. ЛУЦЫК, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
П.А. ФЕДОРОВ, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.В. ЛУЦЫК, бакалавр (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.М. ЛАТЫПОВ, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Уфимский государственный нефтяной технический университет (450064, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1)
1. Батяновский Э.И., Гуриненко Н.С., Корсун А.М. Структура, непроницаемость и долговечность цементного бетона // Наука и техника. 2022. Т. 21. № 1. С. 19–27. EDN: WLFFAP.
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-1-19-27
2. Blikharskyy Y., Selejdak J., Kopiika N., Vashkevych R. Study of concrete under combined action of aggressive environment and long-term loading. Materials. 2021. Vol. 14. No. 21. 6612. EDN: OVZRNP.
https://doi.org/10.3390/ma14216612
3. Чернышов Е.М., Федосов С.В., Румянцева В.Е. Развитие методов прогнозирования долговечности строительных конструкций на основе разработки теории и моделей коррозии бетонов с учетом явлений тепломассопереноса и формирования градиентных состояний // Academia. Архитектура и строительство. 2023. № 1. С. 89–100. EDN: LUOBRF. https://doi.org/10.22337/2077-9038-2023-1-89-100
4. Степанова В.Ф., Розенталь Н.К., Чехний Г.В., Баев С.М. Определение коррозионной стойкости торкрет-бетона как защитного покрытия бетонных и железобетонных конструкций // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 69–73. EDN: UZLDLW. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-69-72
5. Bezgodov I.M., Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V. Relationship between strength and deformation characteristics of high-strength self-compacting concrete. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. Vol. 18. No. 2, pp. 175–183. EDN: AVEAKR.
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-175-183
6. Лам Н.З.Т., Самченко С.В., Швецова В.А., Булгаков Б.И. Влияние комплексных добавок на прочность цементного камня в раннем возрасте // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 5. С. 52–59. EDN: PFYHXG.
https://doi.org/10.33622/0869-7019.2023.05.52-59
7. Романенко И.И., Фадин А.И., Петровнина И.Н., Еличев К.А. Бетоны быстрого набора прочности для монолитного строительства // Региональная архитектура и строительство. 2023. № 4 (57). С. 66–73. EDN: SKOJPF.
https://doi.org/10.54734/20722958_2023_4_66
8. Самченко С.В., Каприелов С.С., Дыкин И.В. Оптимизация структуры и свойств порошково-активированного бетона путем применения портландцементов различной дисперсности // Техника и технология силикатов. 2022. Т. 29. № 1. С. 64–74. EDN: VCWLHT
9. Вереницин А.И., Кириллова С.А., Альмяшев В.И. Влияние наноразмерной добавки на основе системы CaO–SiO2 на прочностные свойства портландцементного камня // Химическая технология. 2020. Т. 21. № 7. С. 309–316. EDN: LDDOFM. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-7-309-316
10. Krivoborodov Yu.R., Burlov I.Y., Myint T.N. Corrosion-resistant cements. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 335, pp. 195–200. EDN: BDMPZO. https://doi.org/10.4028/p-e3x8g2
11. Ерофеев В.Т., Федорцов А.П., Федорцов В.А. Повышение коррозионной стойкости цементных композитов активными добавками // Строительство и реконструкция. 2020. № 2 (88). С. 51–60. EDN: YWSDFP.
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-88-2-51-60
12. Луцык Е.В. Разработка методов обеспечения долговечности железобетона при воздействии углекислого газа воздуха: Дис. ... канд. техн. наук: Уфа, 2005. 160 c. EDN: NNHLOB
13. Куршпель А.В., Куршпель В.Х. О механизме разрушения защитного слоя бетона от коррозии арматуры // Строительные материалы. 2021. № 12. С. 55–60. EDN: GTRAML.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-798-12-55-60
14. Молодин В.B., Леонович С.Н. Сцепление бетона восстановления с коррозионно-деструктурированной железобетонной конструкцией // Наука и техника. 2022. Т. 21. № 1. С. 36–41. EDN: OGZJFD. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-1-36-41
15. Терехов И.А. Критерии оценки технического состояния железобетонных плит при коррозии арматуры // Строительство и реконструкция. 2022. № 6 (104). С. 128–139. EDN: YGOOMW.
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-104-6-128-139
16. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М. Повышение коррозионной стойкости бетонов путем рационального выбора вяжущего и заполнителей. Белгород: Изд-во БГТУ, 2015. 322 с. EDN: WJRENJ
17. Jamal A. Abdalla, Blessen Skariah Thomas, Rami A. Hawileh, Jian Yang, Bharat Bhushan Jindal, Erandi Ariyachandra. Influence of nano-TiO2, nano-Fe2O3, nanoclay and nano-CaCO3 on the properties of cement/geopolymer concrete. Cleaner Materials. Vol. 4. 2022. 100061. https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100061
18. Zhang M., Ma D., He J., Han Y. Sulfate corrosion resistance of foundation сoncrete with nano-particles. Magazine of Civil Engineering. 2023. 119 (3). 11901. EDN: NLKDWE. https://doi.org/10.34910/MCE.119.1
19. Hu Y., Chonggen P., Qu S., Li Q., Han S. Research progress in mechanisms and properties of nano-modified interface transition zone of Marine concrete. European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2024. Vol. 28 (15), pp. 3517–3541. https://doi.org/10.1080/19648189.2024.2349916
20. Ghabban A.A., Al Zubaidi A.B., Jafar M., Fakhri Z. Effect of nano SiO2 and nano CaCO3 on the mechanical properties, durability and flowability of concrete. International Conference on Materials Engineering and Science. 2018. Vol. 454. 012016. https://doi.org/10.1088/1757-899X/454/1/012016
21. Sato T., Beaudoin J.J. The effect of nano-sized CaCO3 addition on the hydration of cement paste containing high volumes of fly ash. Proceedings of the 12th International Congress on the Chemistry of Cement. 2007, pp. 1–12. https://doi.org/10.1617/2351580028.077
22. Lukpanov R., Dyussembinov D., Altynbekova A., Zhantlesova Z. Research on the effect of microsilica on the properties of the cement-sand mixture. Technobius. 2022. Vol. 2. No. 4. EDN: EOMVIQ. https://doi.org/10.54355/tbus/2.4.2022.0027
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-1-19-27
2. Blikharskyy Y., Selejdak J., Kopiika N., Vashkevych R. Study of concrete under combined action of aggressive environment and long-term loading. Materials. 2021. Vol. 14. No. 21. 6612. EDN: OVZRNP.
https://doi.org/10.3390/ma14216612
3. Чернышов Е.М., Федосов С.В., Румянцева В.Е. Развитие методов прогнозирования долговечности строительных конструкций на основе разработки теории и моделей коррозии бетонов с учетом явлений тепломассопереноса и формирования градиентных состояний // Academia. Архитектура и строительство. 2023. № 1. С. 89–100. EDN: LUOBRF. https://doi.org/10.22337/2077-9038-2023-1-89-100
4. Степанова В.Ф., Розенталь Н.К., Чехний Г.В., Баев С.М. Определение коррозионной стойкости торкрет-бетона как защитного покрытия бетонных и железобетонных конструкций // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 69–73. EDN: UZLDLW. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-69-72
5. Bezgodov I.M., Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V. Relationship between strength and deformation characteristics of high-strength self-compacting concrete. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. Vol. 18. No. 2, pp. 175–183. EDN: AVEAKR.
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-175-183
6. Лам Н.З.Т., Самченко С.В., Швецова В.А., Булгаков Б.И. Влияние комплексных добавок на прочность цементного камня в раннем возрасте // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 5. С. 52–59. EDN: PFYHXG.
https://doi.org/10.33622/0869-7019.2023.05.52-59
7. Романенко И.И., Фадин А.И., Петровнина И.Н., Еличев К.А. Бетоны быстрого набора прочности для монолитного строительства // Региональная архитектура и строительство. 2023. № 4 (57). С. 66–73. EDN: SKOJPF.
https://doi.org/10.54734/20722958_2023_4_66
8. Самченко С.В., Каприелов С.С., Дыкин И.В. Оптимизация структуры и свойств порошково-активированного бетона путем применения портландцементов различной дисперсности // Техника и технология силикатов. 2022. Т. 29. № 1. С. 64–74. EDN: VCWLHT
9. Вереницин А.И., Кириллова С.А., Альмяшев В.И. Влияние наноразмерной добавки на основе системы CaO–SiO2 на прочностные свойства портландцементного камня // Химическая технология. 2020. Т. 21. № 7. С. 309–316. EDN: LDDOFM. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-7-309-316
10. Krivoborodov Yu.R., Burlov I.Y., Myint T.N. Corrosion-resistant cements. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 335, pp. 195–200. EDN: BDMPZO. https://doi.org/10.4028/p-e3x8g2
11. Ерофеев В.Т., Федорцов А.П., Федорцов В.А. Повышение коррозионной стойкости цементных композитов активными добавками // Строительство и реконструкция. 2020. № 2 (88). С. 51–60. EDN: YWSDFP.
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-88-2-51-60
12. Луцык Е.В. Разработка методов обеспечения долговечности железобетона при воздействии углекислого газа воздуха: Дис. ... канд. техн. наук: Уфа, 2005. 160 c. EDN: NNHLOB
13. Куршпель А.В., Куршпель В.Х. О механизме разрушения защитного слоя бетона от коррозии арматуры // Строительные материалы. 2021. № 12. С. 55–60. EDN: GTRAML.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-798-12-55-60
14. Молодин В.B., Леонович С.Н. Сцепление бетона восстановления с коррозионно-деструктурированной железобетонной конструкцией // Наука и техника. 2022. Т. 21. № 1. С. 36–41. EDN: OGZJFD. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-1-36-41
15. Терехов И.А. Критерии оценки технического состояния железобетонных плит при коррозии арматуры // Строительство и реконструкция. 2022. № 6 (104). С. 128–139. EDN: YGOOMW.
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-104-6-128-139
16. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М. Повышение коррозионной стойкости бетонов путем рационального выбора вяжущего и заполнителей. Белгород: Изд-во БГТУ, 2015. 322 с. EDN: WJRENJ
17. Jamal A. Abdalla, Blessen Skariah Thomas, Rami A. Hawileh, Jian Yang, Bharat Bhushan Jindal, Erandi Ariyachandra. Influence of nano-TiO2, nano-Fe2O3, nanoclay and nano-CaCO3 on the properties of cement/geopolymer concrete. Cleaner Materials. Vol. 4. 2022. 100061. https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100061
18. Zhang M., Ma D., He J., Han Y. Sulfate corrosion resistance of foundation сoncrete with nano-particles. Magazine of Civil Engineering. 2023. 119 (3). 11901. EDN: NLKDWE. https://doi.org/10.34910/MCE.119.1
19. Hu Y., Chonggen P., Qu S., Li Q., Han S. Research progress in mechanisms and properties of nano-modified interface transition zone of Marine concrete. European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2024. Vol. 28 (15), pp. 3517–3541. https://doi.org/10.1080/19648189.2024.2349916
20. Ghabban A.A., Al Zubaidi A.B., Jafar M., Fakhri Z. Effect of nano SiO2 and nano CaCO3 on the mechanical properties, durability and flowability of concrete. International Conference on Materials Engineering and Science. 2018. Vol. 454. 012016. https://doi.org/10.1088/1757-899X/454/1/012016
21. Sato T., Beaudoin J.J. The effect of nano-sized CaCO3 addition on the hydration of cement paste containing high volumes of fly ash. Proceedings of the 12th International Congress on the Chemistry of Cement. 2007, pp. 1–12. https://doi.org/10.1617/2351580028.077
22. Lukpanov R., Dyussembinov D., Altynbekova A., Zhantlesova Z. Research on the effect of microsilica on the properties of the cement-sand mixture. Technobius. 2022. Vol. 2. No. 4. EDN: EOMVIQ. https://doi.org/10.54355/tbus/2.4.2022.0027
Для цитирования: Нафиков К.Д, Латыпова Т.В., Луцык Е.В., Федоров П.А., Луцык И.В., Латыпов В.М. О механизме повышения сульфатостойкости бетона при добавке тонкодисперсного карбоната кальция // Строительные материалы. 2025. № 1–2. С. 33–38. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-832-1-2-33-38