ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТВЕРДЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННОГО КОНГЛОМЕРАТА МЕТОДОМ ИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Полный текст:


Аннотация

Одним из перспективных направлений в обеспечении сохранности и увеличения сроков службы дорожных одежд является строительство автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями. Современные тенденции обеспечения качества дорожного строительства предусматривают необходимость контроля и управления процессами твердения и последующего разрушения материала при формировании и эксплуатации цементобетонного конгломерата, составляющего основу дорожного покрытия. Актуальность мониторинга процессов формирования и разрушения цементобетонных материалов показывает и многолетняя практика эксплуатации автомобильных дорог на их основе. В качестве инструмента для решения данной задачи предложен и опробован метод импедансной спектроскопии.

Для проведения испытаний изготавливали экспериментальные образцы цементобетона, в которых в качестве мелкого заполнителя использовали фракционированный кварцевый песок и гранитный отсев с размерами частиц от 0,63 до 2,5 мм. Изучены зависимости сопротивления (импеданса) от частоты переменного тока для образцов различной природы и гранулометрического состава. Комплексную величину импеданса измеряли с использованием потенциостата Gamry G300, а анализ спектров и расчет параметров эквивалентной схемы проводили с использованием программы EIS Spectrum Analyzer.

Сравнение спектров импеданса изготовленных образцов цементобетона позволило выявить тенденции изменения параметров спектра при твердении и последующем контакте с влагой для образцов каждого типа. Установлена эквивалентная электрическая схема, характеризующая физико-химические процессы, сопровождающиеся переносом заряда в цементобетонном конгломерате. Показана возможность использования импедансной спектроскопии для решения ряда актуальных задач в области технологии цементобетона, в частности связанных с использованием техногенных отходов (гранитных отсевов в качестве мелкого заполнителя), а также оптимизации минерального и гранулометрического состава цементобетонной смеси для дорожных покрытий. Развитие подхода к исследованию свойств цементобетонных материалов на основе анализа спектров импеданса позволит количественно характеризовать протекающие в них процессы, в частности твердение и коррозию бетона.


Об авторах

С. Н. Бондаренко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат химических наук


П. В. Чулкин
Белорусский государственный университет
Беларусь
Аспирант


Г. А. Рагойша
НИИ физико-химических проблем БГУ, Минск
Беларусь
Кандидат химических наук


А. О. Коликов
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Студент


А. С. Бондаренко
Мюнхенский технический университет
Германия
Кандидат химических наук


Список литературы

1. Сычев, М. М. Твердение вяжущих веществ / М. М. Сычев. – Л.: Стройиздат (Ленинградское отд-е), 1987. – 80 с.

2. Ковалев, Я. Н. Физико-химические основы технологии строительных материалов / Я. Н. Ковалев. – Минск: Новое знание ; М.: ИНФРА-М, 2012. – 285 с.

3. Сычев, М. М. Твердение цементов / М. М. Сычев. – Л.: ЛТИ, 1981. – 65 с.

4. Сычев, М. М. Современные представления о механизме гидратации цементов / М. М. Сычев. – М. : ВНИИЭСМ, 1984 – 51 с. – (Обзорная информация. Сер. I: Цементная промышленность; Вып.3).

5. Розенталь, О. М. Радиочастотная диэлькометрия цементных паст. Использование результатов для микроструктурного анализа / О. М. Розенталь, Е. И. Федингин, И. Ф. Ефремов // Коллоидный журнал – 1978. – № 5. – С. 891–897.

6. Жуковский, В. М. Импедансная спектроскопия твердых электролитических материалов: метод. пособие / В. М. Жуковский, О. В. Бушкова. – Екатеринбург: Уральский госуд. ун-т, 2000. – 35 с.

7. Ragoisha, G. A. Potentiodynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy for Solid State Chemistry / G. A. Ragoisha, A. S. Bondarenko // Solid State Phenomena. – 2003. – Vol. 90–91. – P. 103–108.

8. Разработка электрохимических методов мониторинга процессов твердения и коррозии в цементобетонных материалах / С. Н. Бондаренко [и др.] // Переработка минерального сырья. Инновационные технологии и оборудование - материалы 5-й Междунар. науч.-техн. конф. Минск, 24–25 сент. 2014 г. – Минск: НПО «Центр», 2014. – С. 114.

9. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В. М. Москвин [и др.]. – М.: Стройиздат, 1980. – 536 с.

10. Coupling Between Leaching and Creep of Concrete / J. M. Torrenti [et al.] // Cement and Concrete Research. – 2008. – Vol. 38, №6. – P. 816–821.

11. Song, H. W. Corrosion Monitoring of Reinforced Concrete Structures / H. W. Song, V. Saraswathy // International Journal of Electrochemical Science. – 2007. – Vol. 2, №1. – P. 1–28.

12. Impedance Spectroscopy of Hydrating Cement-Based Materials: Measurement, Interpretation and Application / B. J. Christensen [et al.] // Journal of the American Ceramic Society – 1994. – Vol.77, №11. – P. 2789–2804.

13. Impedance Measurements on Cement Paste / M. Keddam [et al.] // Cement and Concrete Research. – 1997. – Vol. 27. – P. 1191–1201.

14. Comparative Study of an Experimental Portland Cement and ProRoot MTA by Electrochemical Impedance Spectroscopy / K. P. Seong [et al.] // Ceramics International. – 2014. – Vol. 40, №1. – P. 1741–1746.

15. Ragoisha, G. A. Potentiodynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy / G. A. Ragoisha // Electrochemical Dictionary / A.J. Bard, G. Inzelt, F. Scholz. - Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. – 991 p.

16. Ragoisha, G. A. Potentiodynamic electrochemical impedance spectroscopy / G. A. Ragoisha, A. S. Bondarenko // Electrochimica Acta. – 2005. – Vol. 50. – P. 1553–1563.

17. Barsoukov, E. Impedance Spectroscopy: Theory Experiment, and Applications / E. Barsoukov, J. R. Macdonald. - 2nd Edition. - Wiley, 2005. – 616 p.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Бондаренко С.Н., Чулкин П.В., Рагойша Г.А., Коликов А.О., Бондаренко А.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТВЕРДЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННОГО КОНГЛОМЕРАТА МЕТОДОМ ИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2015;(6):54-62.

For citation: Bandarenka S.N., Chulkin P.V., Ragoisha G.A., Kolikov A.O., Bandarenka A.S. INVESTIGATION OF CEMENT CONCRETE CONGLOMERATE SOLIDIFICATION PROCESS BY IMPEDANCE SPECTROSCOPY METHOD. Science & Technique. 2015;(6):54-62. (In Russ.)

Просмотров: 336

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)