ЭФФЕКТИВНЫЙ БЕТОН ДЛЯ ТРОТУАРНОЙ ПЛИТКИ
Дуваров В.Б., Хмеленко Т.В. (КузГТУ, г. Кемерово, РФ)
The article describes new road concrete.
В последнее время существенно повысились требования к качеству дорожно-строительных материалов. Правильный выбор составов и технологии дорожных бетонов позволяет снизить расход материалов, повысить эксплуатационные и физико-механические свойства, снизить их себестоимость. Придать художественную выразительность современным проспектам и улицам городов можно, используя тротуарную плитку. Тротуарная плитка широко применяется в настоящее время, однако качество её не всегда удовлетворительно. Используя традиционные рецептуры не удаётся достигнуть требуемых свойств: долговечности, морозостойкости, коррозионной стойкости и водостойкости.
Кафедра Строительного производства и экспертизы недвижимости Кузбасского государственного технического университета занимается модифицированием бетонов для изготовления тротуарной плитки и исследованием свойств полученного материала.
В исследованиях использовали следующие материалы: портландцемент марки М400 Д-20, пески карьеров ЗАО «Кузбасстрой» г. Яя, и ОАО «ТСК» г. Томск, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-93, щебень кемеровского каменного карьера фракций от 3 до 10 мм удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8267-93, железосодержащий шлам – отход производства анилина.
Исследовали влияние железосодержащего шлама на прочность, водопоглощение и пористость цементного камня и бетона на образцах размерами 2×2×2 см, 4×4×16 см и 10×10×10 см. Железосодержащий шлам вводили в количестве от 1 до 6 % от массы цемента. Анализ результатов проведенных экспериментов показал, что введение железосодержащего шлама повышает активность клинкерных вяжущих в цементном тесте и бетоне. Для цементного теста прирост прочности составил 20...25 %, цементно-песчаного раствора 19…23 %, бетона 10…12 %.
Для объяснения увеличения прочности использовали рентгенографический анализ. Сравнение рентгенограмм образцов цементного камня с добавкой железосодержащего шлама показывает уменьшение интенсивности линии d = 2,694; 2,513; 1,692 Ǻ, характерной для оксида железа трехвалентного, возрастание интенсивности линии d = 6,70; 3,45; 2,83; характерной для природных гидратных минералов с замещением AlO6 на FeO6.
Ускорение процесса гидратации в присутствии трёхоксида железа подтверждается и на термограммах увеличением кривых от 673 К до 973 К характерных для процесса дегидратации, что указывает повышенное содержание цеолитной воды в твердеющем цементном камне и большей потерей массы.
Определение параметров пористой структуры цементного камня производили по кинетике водонасыщения. Это дает возможность оценить пористость цементного камня по трем основным показателям: интегральной пористости, т.е. суммарному объему открытых пор, доступных проникновению в них при насыщении воды; показателю среднего размера пор, оценивающему средний размер открытых пор; показателю однородности пор по размерам, который дает возможность оценить вариацию среднего размера открытых пор.
Анализ кинетики водопоглощения показывает, что в образцах без добавки скорость насыщения водой в начальное время значительно выше, при этом однородность размера пор минимальна. Введение добавки железосодержащего шлама снижает скорость водонасыщения. В первые два часа кривая водонасыщения идет более полого. Однородность размера капилляров большая, чем у образцов без добавки. Равновесное водопоглощение, изменяется от нуля до массового поглощения, и характеризует наличие макропор r ≥ 0,1 мкм и микропор r ≤ 0,1 мкм. Его численное значение приближается к массовому водопоглощению, следовательно, в структуре цементного камня с добавкой преобладают микропоры, при этом коэффициент микропористости также увеличивается.
Изучение зависимости интегральной пористости от количества добавки показывает, что при концентрации добавки 3 % наблюдается снижение интегральной пористости до 65–67 %.
Анализ показателей дифференциальной пористости позволяет сказать, что при введении добавки железосодержащего шлама снижается средний размер пор, а однородность размера пор при этом повышается.
Проведённые эксперименты показали, что бетоны с предложенной добавкой позволяют получить изделия с высокими эксплуатационными свойствами, что подтверждено натурными испытаниями.