ВЛИЯНИЕ ТОНКОСТИ ПОМОЛА И КАЧЕСТВА КВАРЦЕВОГО ПЕСКА НА ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ПОРОШКОВОГО БЕТОНА
С.В. Ананьев кандидат технических наук , В.И. Калашников Заслуженный Деятель науки РФ, заведующий кафедрой, доктор технических наук, профессор, О.В. Суздальцев аспирант Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (Пенза), Россия , Р.А. Дрянин аспирант Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (Пенза), Россия
Аннотация. В статье приведены научные результаты по влиянию тонкости помола и качества кварцевого песка на основные физико-технические свойства порошкового бетона нового поколения. Установлено, что оптимальная дисперсность кварцевого наполнителя находится в пределах 2800–4000 см2 /г. Показано, что для получения эффективных бетонов необходимо использовать чистые кварцевые пески.
Ключевые слова: порошковый бетон, суперпластификаторы, каменная мука, дисперсность, прочность.
При наполнении высокопрочных бетонов нового поколения молотыми горными породами важным является дисперсность каменной муки. В порошковых бетонах молотый кварцевый песок или микрокварц являются реологически-активной добавкой в смеси с пластифицированной цементной суспензией. Но она обладает реакционной активностью с Са(ОН)2 при длительных сроках твердения.
Естественно, что микрокварц с очень высокой удельной поверхностью со временем будет интенсивнее реализовывать свою реакционную активность, чем грубомолотый. Но для самоуплотняющихся порошковых бетонов (ПБ) и реакционно-порошковых бетонов (РПБ) важно, прежде всего, сохранение текучести при высоком водоредуцирующем эффекте, позволяющем реализовать высокую плотность в прочность [1–3]. Для экспериментов использовали молотый Ртищевский песок с тремя удельными поверхностями 1420, 3200 и 7300 см2 /г. Все остальные компоненты были одни и те же и вводились в равных количествах. В табл. 1, 2, 3 представлены результаты исследований. Как следует из таблиц, прочностные показатели оказались примерно одинаковы. Но в составе ПБ-58 (табл. 3) существенно снизился расплыв смеси из конуса Хагерманна, уменьшилась плотность бетона до 2257 кг/м3 за счет повышенного содержания воздуха (до 3,8 %). В составе с низкой удельной поверхностью песка Sуд = 1420 см2 /г, напротив, увеличилась растекаемость за счет снижения дисперсности и было отмечено водоотделение смеси.
Таблица 1 ПБ-56 Влияние дисперсности молотого песка на реотехнологические свойства смеси и порошкового бетона
С.В. Ананьев кандидат технических наук , В.И. Калашников Заслуженный Деятель науки РФ, заведующий кафедрой, доктор технических наук, профессор, О.В. Суздальцев аспирант Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (Пенза), Россия , Р.А. Дрянин аспирант Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (Пенза), Россия
Аннотация. В статье приведены научные результаты по влиянию тонкости помола и качества кварцевого песка на основные физико-технические свойства порошкового бетона нового поколения. Установлено, что оптимальная дисперсность кварцевого наполнителя находится в пределах 2800–4000 см2 /г. Показано, что для получения эффективных бетонов необходимо использовать чистые кварцевые пески.
Ключевые слова: порошковый бетон, суперпластификаторы, каменная мука, дисперсность, прочность.
При наполнении высокопрочных бетонов нового поколения молотыми горными породами важным является дисперсность каменной муки. В порошковых бетонах молотый кварцевый песок или микрокварц являются реологически-активной добавкой в смеси с пластифицированной цементной суспензией. Но она обладает реакционной активностью с Са(ОН)2 при длительных сроках твердения.
Естественно, что микрокварц с очень высокой удельной поверхностью со временем будет интенсивнее реализовывать свою реакционную активность, чем грубомолотый. Но для самоуплотняющихся порошковых бетонов (ПБ) и реакционно-порошковых бетонов (РПБ) важно, прежде всего, сохранение текучести при высоком водоредуцирующем эффекте, позволяющем реализовать высокую плотность в прочность [1–3]. Для экспериментов использовали молотый Ртищевский песок с тремя удельными поверхностями 1420, 3200 и 7300 см2 /г. Все остальные компоненты были одни и те же и вводились в равных количествах. В табл. 1, 2, 3 представлены результаты исследований. Как следует из таблиц, прочностные показатели оказались примерно одинаковы. Но в составе ПБ-58 (табл. 3) существенно снизился расплыв смеси из конуса Хагерманна, уменьшилась плотность бетона до 2257 кг/м3 за счет повышенного содержания воздуха (до 3,8 %). В составе с низкой удельной поверхностью песка Sуд = 1420 см2 /г, напротив, увеличилась растекаемость за счет снижения дисперсности и было отмечено водоотделение смеси.
Таблица 1 ПБ-56 Влияние дисперсности молотого песка на реотехнологические свойства смеси и порошкового бетона
Таблица 2 ПБ-57 Влияние дисперсности молотого песка на реотехнологические свойства смеси и порошкового бетона
Таблица 3 ПБ-58 Влияние дисперсности молотого песка на реотехнологические свойства смеси и порошкового бетона
Таблица 4 РПБ-102 Состав, реотехнологические показатели бетонной смеси и физико-технические свойства реакционно-порошкового бетона
Таким образом, оптимальная дисперсность кварцевого наполнителя находится в пределах 2800–4000 см2 /г, что подтверждено в других составах бетонов.
Существенное значение на свойства РПБ оказывает качество песка – содержание SiO2 и глинистых примесей. Для выявления влияния глинистых примесей использовали Красноярский кварцевый песок Дзержинского карьера с содержанием SiO2 = 95,2 %. Особенностью месторождения этого песка является наличие чистого каолина в количестве 4,1 %. Песок имел матовый охристый цвет. Использовали фракцию песка 0–0,63 мм. Молотый песок был получен помолом исходного песка до удельной поверхности 2800 см2 /г. Результаты экспериментов, показывают, что присутствие каолина приводит к полной потере текучести. Бетонная смесь характеризуется глиноподобной пластичностью и, практически, не растекается при 30 ударах на встряхивающем столике. Прочность бетона уменьшилась за счет сильного воздухововлечения (до 6 %), прочность была очень низкой (75,6 МПа). Состав на отмытом тонком и молотом песке (табл. 4) обладал высокой текучестью и имел прочность на сжатие в 1,7 раза выше, на растяжение при изгибе – в 1,36 раза. Удельный расход цемента понизился в 1,7 раза. Таким образом, для получения бетонов нового поколения необходимы чистые кварцевые пески.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калашников, В. И. Как превратить бетоны старого поколения в высокоэффективные бетоны нового поколения / В. И. Калашников // Бетон и железобетон. – 2012. – № 1. – С. 82.
2. Калашников, В. И. Основные принципы создания высокопрочных и особовысокопрочных бетонов / В. И. Калашников // Популярное бетоноведение. – 2008. – № 3. – С. 102.
3. Калашников, В. И. Бетоны нового поколения на основе сухих тонкозернисто-порошковых смесей / В. И. Калашников, О. В. Тараканов, Ю. С. Кузнецов, и др. // Инженерно-строительный журнал. – 2012. – № 8 (34). – С. 47–53.
Существенное значение на свойства РПБ оказывает качество песка – содержание SiO2 и глинистых примесей. Для выявления влияния глинистых примесей использовали Красноярский кварцевый песок Дзержинского карьера с содержанием SiO2 = 95,2 %. Особенностью месторождения этого песка является наличие чистого каолина в количестве 4,1 %. Песок имел матовый охристый цвет. Использовали фракцию песка 0–0,63 мм. Молотый песок был получен помолом исходного песка до удельной поверхности 2800 см2 /г. Результаты экспериментов, показывают, что присутствие каолина приводит к полной потере текучести. Бетонная смесь характеризуется глиноподобной пластичностью и, практически, не растекается при 30 ударах на встряхивающем столике. Прочность бетона уменьшилась за счет сильного воздухововлечения (до 6 %), прочность была очень низкой (75,6 МПа). Состав на отмытом тонком и молотом песке (табл. 4) обладал высокой текучестью и имел прочность на сжатие в 1,7 раза выше, на растяжение при изгибе – в 1,36 раза. Удельный расход цемента понизился в 1,7 раза. Таким образом, для получения бетонов нового поколения необходимы чистые кварцевые пески.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калашников, В. И. Как превратить бетоны старого поколения в высокоэффективные бетоны нового поколения / В. И. Калашников // Бетон и железобетон. – 2012. – № 1. – С. 82.
2. Калашников, В. И. Основные принципы создания высокопрочных и особовысокопрочных бетонов / В. И. Калашников // Популярное бетоноведение. – 2008. – № 3. – С. 102.
3. Калашников, В. И. Бетоны нового поколения на основе сухих тонкозернисто-порошковых смесей / В. И. Калашников, О. В. Тараканов, Ю. С. Кузнецов, и др. // Инженерно-строительный журнал. – 2012. – № 8 (34). – С. 47–53.
