Доктор технических наук, профессор
Аспирант
Кандидат экономических наук, доцент
Магистрант
В Беларуси для строительства сооружений используется бетон прочностью не более 60 МПа. В то же время во всех индустриально развитых странах широко применяется высокопрочный бетон прочностью на сжатие выше 60 МПа. В Евросоюзе высокопрочный бетон включен в нормативные документы, что заложило прочную основу для его применения. Высокопрочный бетон получают с использованием высокодисперсных кремнеземистых добавок, например микрокремнезема и пластификаторов (суперпластификаторов), при этом водоцементное отношение должно быть не более 0,4.
Рассмотрены теоретические аспекты создания высокопрочных бетонов для мостовых конструкций. Показано положительное влияние высокодисперсных добавок на структуру и физико-механические характеристики цементных композиций, а именно: снижение общей пористости цементного камня в бетоне при увеличении объемной концентрации и дисперсности наполнителя; связывание гидроксида кальция аморфизированным микрокремнеземом; повышение активности минеральных добавок при их тонком измельчении; ускорение начальной стадии химического твердения цементных систем с высокодисперсными частицами добавок, служащими центрами кристаллизации; образование кластеров «вяжущее - добавка» за счет высокой поверхностной энергии частиц высокодисперсных добавок; упрочнение контактной зоны между цементным камнем и заполнителями в бетоне; высокопрочные бетоны значительно быстрее набирают прочность, чем традиционные.
Разработана технология приготовления высокопрочного бетона с использованием высокодисперсных минеральных добавок и суперпластификатора. Применение такого бетона обеспечит более высокую плотность, водо- и газонепроницаемость, повышенную стойкость к агрессивной окружающей среде, сокращение расхода бетона и арматуры и соответственно транспортировочной и монтажной массы, более высокую начальную прочность, раннюю распалубку и предварительное обжатие, увеличение длины пролетов мостовых конструкций, уменьшение поперечного сечения конструкций при сохранении их несущей способности, работающих прежде всего на изгиб. Повышение долговечности мостовых конструкций позволяет увеличить межремонтный период мостовых сооружений, что приведет к значительной экономии материальных и трудовых ресурсов. В ближайшем будущем произойдет постепенное замещение обычных традиционных бетонов многокомпонентными.
In Belarus concrete with strength up to 60 MPA is used for construction. At the same time high strength concrete with compressive strength above 60 MPA is widely used in all industrially developed countries. High- strength concrete is included in regulatory documents of the European Union and that fact has laid a solid foundation for its application. High strength concrete is produced using highly dispersed silica additives, such as micro-silica and plasticizers (super-plasticizers) with a water/cement (w/c) ratio not greater than 0.4.
Theoretical aspects of high-strength concrete for bridge structures have been studied in the paper. The paper shows a positive impact of highly dispersed additives on structure and physico-mechanical properties of cement compositions, namely: reduction of total porosity of a cement stone in concrete while increasing volumetric concentration and dispersion of a filler; binding of calcium hydroxide with the help of amorphised micro-silica; increased activity of mineral additives during their thin shredding; acceleration of the initial stage of chemical hardening of cement compositions with highly dispersed particle additives that serve as centers of crystallization; “binder-additive” cluster formation due to high surface energy of highly dispersed additive particles; hardening of surface area between a cement stone and aggregates in concrete; high-strength concretes are gaining strength much faster than conventional concretes.
Technology of preparation and composition of high-strength concrete using highly dispersed mineral additives and super-plasticizer has been developed in the paper. This concrete will ensure a higher density, wa- ter-and gas tightness, increased resistance to aggressive environment, reduced consumption of concrete and reinforcement, reduced transport and installation weight, increased initial strength, early easing of shutters and preliminary compression, increased length of bridge spans, reduced cross-section of constructions while preserving construction bearing capacity, taking bending moment primarily. Improvement of bridge structure durability makes it possible to increase a period between maintenance that will lead to significant savings in material and labor resources. In the near future there will be a gradual replacement of the conventional traditional concretes with multicomponent concretes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.