ВЛИЯНИЕ АГРЕССИВНЫХ СРЕД НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЛЕГКОГО БЕТОНА

АННОТАЦИЯ

Эта статья посвящена теоретическому и экспериментальному изучению стойкости растворов и бетонов на минеральных вяжущих против воздействия на них различных агрессивных сред.  Для экспериментального изучения образцы помещали в растворы сульфата натрия, сернокислого магния, углекислого натрия и хлористого калия. Анализ полученных данных характеризует, что наиболее агрессивной средой следует считать раствор MgSO₄,  как для чисто портландцементного вяжущего, так и для смешанного.

ABSTRACT

This article focuses on theoretical and experimental study resistance of mortars and concretes on mineral binders against exposure to various aggressive media. For experimental study, the samples were placed in solutions of aggressive salts. Analysis of the data obtained characterizes that the most aggressive medium should be considered a solution of MgSO₄, both for a purely Portland cement binder, and for a mixed one.

Ключевые слова: усадка, напряжения, деформация, влажность, температура, температурное расширение, влажное хранение, солнечная радиация, влагоотдача бетона, сезонное изменение, нормальное условие

Keywords: shrinkage, stresses, deformation, humidity, temperature, thermal expansion, wet storage, solar radiation, moisture loss of concrete, seasonal change, normal condition 

Одним из важных требований  предъявляемых к растворам и бетонам на минеральных вяжущих является их стойкость против воздействия на них различных агрессивных сред. О том что бетонные и железобетонные изделия и конструкции на портландцементном вяжущем не всегда оказываются достаточно долговечными при воздействии на них некоторых природных вод было установлено достаточно давно[1,2,3,4,5].

Согласно теории о коррозии бетона различной три основных вида или типа коррозии. Научными исследованиями и практическими многолетними наблюдениями установлено, что бетоны на портландцементе довольно быстро подвергаются коррозии в водах мягких, кислых и содержащих некоторые минеральные соли.

В изучении процессов коррозии минеральных вяжущих и бетонов на их основе ведущая роль принадлежит известным ученым как стран СНГ, так зарубежным: А.А.Байкову, Н.А.Белелюбскому, П.П.Будникову, Ф.Ли, В.А.Кинду, В.Волженскому,  В.М.Москвину, С.Д.Окорокову, В.В.Стольникову, А.Р.Шуляченко, С.В.Шестоперову, Ле-Шателье, Ляфюма, Торвольсону, П.Трюна и другим.

Работы этих исследователей дали возможность разобраться в причинах коррозии вяжущих и бетонов, а также определить пути уменьшения воздействия их и определить пути повышения долговечности изделий и конструкций.

Установлено, что коррозионные процессы портландцементных растворов и бетонов под воздействием агрессивных сред различного состава вызвана следующими основными факторами :

Физическим растворением в мягкой пресной воде некоторых компонентов затвердевшего цементного камня и, в первую очередь, гидрата окиси кальция ;

Взаимодействием составных частей цементного камня с содержащимися в воде свободными кислотами, щелочами и другими соединениями;

Обменными реакциями междугидратам окиси кальция, другими компонентами цементного камня и солями, содержащимися в минерализованной воде[6,7,8,9,10,11,12].

Известно, что повышение стойкости портландцемента, как основной составляющей растворов и бетонов против воздействия агрессивных сред связано с в ведением в их состав активных гидравлических добавок. Повышение стойкости цемента с активными (пуццолановыми) добавками против действия сульфатов и морской воды уже давно является предметом обсуждения и выдвижением различных гипотез. Однако, до сих пор не существует единого мнения при объяснения причин повышения стойкости цементного камня в бетоне в агрессивной среде при в ведении добавок[13,14,15,16,17,18,19,20].

Значительные исследования по определению коррозионной стойкости и соответственно, долговечности портландцемента с добавкой золы-уноса проведены В.В.Стольниковым, В.В.Киндом, во ВНИИГ им. Б. Е.Веденеева. Ими исследовались стойкость и долговечность этих вяжущих в проточной мягкой воде и сульфатомагнезиальной агрессивной среде. Сделан вывод, о том что добавка к портландцементу 25-30% золы- уноса практически не меняет его стойкость против выщелачивающего действия мягкой воды и сульфато-магнезиальной агрессии, но значительно повышает его стойкость против сульфато-амоминатгипсовой коррозии[21,22,23,24,25,26,27,28,29,30].

Исходя из вышеизложенного нами параллельно исследовалась стойкость чисто клинкерного портландцемента, а также стойкость портландцемента с добавкой мелких фракций золы-унос  Ангренской ГРЭС в растворах различных солей.

Стойкость изучалась на растворных образцах размером 40х40х160мм. После 28 суточного твердения во влажных условиях образцы помещали в растворы сульфата натрия, сернокислого магния, углекислого натрия и хлористого калия.(Na₂ SO₄;MgSO₄; Na₂CO₃; CaCl₂).

Концентрация агрессивных растворов принята согласно указаниям по определению коррозийной стойкости цементов и бетонов, разработанных в лаборатории ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Для сравнения соответствующее количество образцов оставляли твердеть в обычной водопроводной воде.

Таблица 1.

Прочностные характеристики и значения K_c  образцов на цементно-зольном вяжущем

После выдерживания в растворах, в рекомендуемые сроки, образцы испытывали на изгиб, а их половинки на сжатие. Соотношение прочностей при изгибе и на сжатие образцов, находившихся в агрессивной среде и воде течение 6-месяцев или, так называемый коэффициент стойкости K_c, характеризует изменение прочностных характеристик вяжущих во времени. Результаты проведенных испытаний приведены в таблице  2.

Таблица 2.

Значения коэффициента стойкости - K_c

Результаты стойкости портландцемента с добавкой золы-унос в воде и в различных агрессивных средах позволяют предположить, что возможно и бетоны на пористых заполнителях с применением этого вида вяжущего могут обладать определенной стойкостью в вышеуказанных агрессивных средах. Для получения более ясной картины о поведении бетонов на пористых заполнителях на цементно-зольных вяжущих было изготовлены образцы-кубики размером 100х100х100 мм.

Таблица 3.

Значения коэффициента стойкости-K_c в различных агрессивных средах

При соотношениях портландцемента и золы-уноса равной 70:30 и 60:40, а виды агрессивных сред и их концентрация соответствовала испытаниям.

Результаты определения коэффициента стойкости бетонных образцов испытанных в различные сроки приведены в таблице 3.

Анализ полученных данных характеризует, что наиболее агрессивной средой следует считать раствор MgSO₄, как для чисто портландцементного вяжущего, так и для смешанного. Однако в смешанном вяжущем коэффициент стойкости несколько выше .

Наблюдаемое более стабильную величину K_c  в растворе CaCl₂ следует объяснить уменьшением интенсивности обменных реакций между растворимыми солями и Ca(OH)₂ за счет связывания последней золой-унос.

Учитывая выводы сделанные другими исследователями и результаты экспериментов считаем возможным эти явления следующими факторами :

- значительным уплотнением растворной части в результате добавки золы-уноса :

- свойствами самой золы уносы: высокой дисперсностью, большой степенью остеклованности и определенной гидравлической активности;

- изменением водопотребности  растворной части в результате введение золы-унос.

Однако, как отмечают многие исследователи, можно говорить о недостаточной изученности вопроса о причинах вызывающих разрушение растворной составляющей под действием агрессивных сред. Очевидно, кроме физического действия агрессивных сред в растворах имеют место и другие силы. Ряд ученых (В.М.Москвин, А.Е.Шейкин и др.) высказывали мнение о действии на цементный камень сил осмотического давления. Кроме этого необходимо учитывать то, что на растворы и бетоны могут воздействовать одновременно комбинированные системы агрессивных сред, а не отдельно взятые.

В наших экспериментах ставилась задача доказать возможность того, что растворы и бетоны на портландцементе с добавкой золы-уноса более стойки к агрессивным средам, чем на обычном портландцементе.

Список литературы:

1. Ахмедов И.Ғ., Ортиқов И.А., Умаров И.И. Дарё ўзанидаги деформацион жараёнларни баҳолашда инновацион технологиялар // Фарғона политехника институти илмий-техника журнали – Фарғона.–2021– Т.25, №.1. – С. 139-142.
2. Arifjanov A.,Samiyev L.,Akhmedov I.,Ataqulov D. Innovative Technologies In The Assessment Of Accumulation And Erosion Processes In The Channels //Tur-kish Journal of Computer and Mathematics Education–2021–Т.12–№4–С.110-114
3. Akhmedov I.G’., Muxitdinov M., Umarov I., Ibragimova Z. Assessment of the effect of sedibles from sokhsoy river to kokand hydroelectric power station //InterConf. – 2020.
4. Arifjanov A., Akmalov Sh., Akhmedov I., Atakulov D. Evaluation of deformation procedure in waterbed of rivers //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2019. – Т. 403. – №. 1. – С. 012155
5. А Росабоев, А Мамадалиев. Предпосевная обработка опушенных семян хлопчатника защитно-питательной оболочкой, состоящей из композиции макро и микроудобрений.Теоритические и практические вопросы развития научной мысли в современной мире: Сборник статей. Уфа Риц БашГУ.2013 г. 174-176с
6. A.T.Mamadaliyev, I.I. Umarov. Texnikaning rivojlanish tarixi. Pedagogs  international research journal. Volume-2, Issue-1, January–2022  www. pedagoglar. Uz.  30.01.2022 https://doi.org/10.5281/zenodo.5925607 
7. Б.Ш.Ризаев, АТ.Мамадалиев, И.И.Умаров.Деформации усадки бетона в условиях сухого жаркого климата.Экономика и социум 2022 №1(92) С-1-9.
8. B.Sh.Rizaev, A.T.Mamadaliyev , I.I. Umarov. Deformativity of reinforced concrete columns from heavy concrete under conditions   dry hot climate.Universum:// Технические науки:электрон научн. журн. 2022. №1(94),-С.59-64. http://7universum.com/ru/tech/archive/category/194
9. Б.Ш.Ризаев,А.С.Абдурахмонов.Особенности физико-механических свойств теп-лоизоляционных материалов для крыш. Вестник. Науки и творчества. 2018г.41-44с
10. Б.Ш.Ризаев, Т.И.Эгамбердиева. Распределение температуры и влажности в бетоне по сечению железобетонных колонн«Экономика и социум» №6(85) С3-9
11. 11. Б.Ш.Ризаев, Т.И.Эгамбердиева .Анализ влияния сухого жаркого климата на работу железобетонных элементов.«Экономика и социум» 2021№6(85)   С-3-11.
12. БШ Ризаев, РА Мавлонов. Деформативные характеристики тяжелого бетона в условиях сухого жаркого климата. Вестник Науки и Творчества, 2017
13. Б.Ш.Ризаев.,О.Чўлпонов., Ж.Махмудов. Прочностные и деформативные свойство тяжелого бетона в условиях сухого жаркого климата. (ISSN 2658-7998)   № 13 2021 г. -с 760-765
14. BS Rizaev. Strength and Deformation Properties of Eccentrically Compressed Reinforced Concrete Columns in a Dry Hot Climate. Design Engineering, Vol 2021: Issue 09. 7832-7840
15. БШ Ризаев, РА Мавлонов, АШ Мартазаев. Физико-механические свойства бетона в условиях сухого жаркого климата. Инновационная наука, 2015
16. БШ Ризаев, РА Мавлонов,  С. Э.Нуманова.  Деформации усадки и получести бетона в условиях сухого жаркого климата. Символ науки, 2016. С-95-97
17. И.Т Шамшидинов, З Н Мамаджанов, АТ Мамадалиев. Изучение коагули-рующей способности сульфата алюминия полученного из ангренского каолина. Наука xxi века: теория, практика, перспективы. Сборник статей Международной научно-практической конференции  2014г, г.Уфа.-с-48-55.
18. I.T Shamshidinov, AT Mamadaliev, Z N Mamajanov. Optimization of the process of decomposition of aluminosilicate of clays with sulfuric acid. The First International Conference on Eurasian scientific development . «East West» Association for Advanced Studies and Higher Education GmbH, Vienna, Austria. 2014. Pages:  270-275 
19. 19. К.Гафуров, А.Росабоев., А. Мамадалиев. Дражирование опущенных семян хлопчатника с    минеральным удобрением // ФарПИ илмий-техник журнали. – Фарғона, 2007. – № 3. – Б. 55-59.
20. Мамадалиев А.Т.Институт механизации и электрификации сельского хозяй-ства,г.Янгийул, Республика Узбекистан //Редакционная коллегия.–2013.– С.174.
21. Мамадалиев, Адхамжон Тухтамирзаевич. Теоретическое обоснование параметров чашеобразного дражирующего барабана. Universum:// Технические науки:электрон научн. журн. 2021. №6(87),-С.75-78.URL
22. Mamadaliyev Adxamjon Tuxtamirzayevich. Study of Pubescent Seeds Moving in a Stream of Water and Mineral Fertilizers. International Journal on Integrated Education 2020. 3(12), 489-493.
23. МТ.Абдуллаев, АТ.Мамадалиев. Изучение эффективности  дражирования  семян хлопчатника в водном растворе  минеральных удобрений  и композиции микроэлементов.«Экономика и социум» 2022 №1(92)   С-3-8.
24. Mamadaliev Adxamjon Tuxtamirzaevich  – Presowing Treatment of Pubescent Cotton Seeds with a Protective and Nutritious Shell, Consisting of Mineral Fertilizers in an Aqueous Solution and a Composition of Microelements. Design Engineering, Vol 2021: Issue 09. 7046 - 7052
25. Mukhtoralieva Mukhtasar. Improving the methodology of teaching virtual lessons on the basis of modern digital technologies. Journal of Advanced Scientific Research (ISSN: 0976-9595).2021. Vol.1. Issue 1 page 77-83
26. Росабоев, А. Т.,  Мамадалиев, А. Т.(2017). Теоретическое обоснование движения опушенных семян хлопчатника после поступления из распределителяв процессе капсулирования. Science Time, (5), 239-245.
27. Росабоев, А.Т.,Мамадалиев, А.Т.,Тухтамирзаев,А.А.У. (2017). Теоретическое обоснование параметров капсулирующего барабана опушенных семян. Science Time, (5 (41)), 246-249.
28. B.Sharopov; M.Muxtoraliyeva. Pedagogika fanining metodologiyasi. Pedagogs  international research journal. 259-262 (2). Volume-2, Issue-1,  www. pedagoglar. Uz.  30.01.2022 https://doi.org/10.5281/zenodo.5925607 
29. Хамидов А. И., Мухитдинов М. Б., Юсупов Ш. Р. Физико-механические свойства бетона на основе безобжиговых щелочных вяжущих, твердеющих в условиях сухого и жаркого климата. – 2020.  59-67.   
30. RA Mavlonov, SE Numanova, II Umarov - Seismic insulation of the foundation  Journal of Multidisciplinary Research (IJMR)-Peer, 2020