Оптимизация составов многокомпонентных мелкозернистых фибробетонов, модифицированных на различных масштабных уровнях
Автор: Низина Татьяна Анатольевна, Селяев Владимир Павлович, Балыков Артемий Сергеевич, Володин Владимир Владимирович, Коровкин Дмитрий Игоревич
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Результаты исследований ученых и специалистов
Статья в выпуске: 2 т.9, 2017 года.
Бесплатный доступ
В статье изложены перспективы модифицирования цементных композитов на разных масштабных уровнях (нано-, микро-, макро-). Представлены основные виды микро- и наномодификаторов, используемых в современной технологии бетонов. Показаны преимущества применения фуллереноподоб- ных частиц для наномодифицирования цементных бетонов. Предложено использование комплексных модификаторов на основе дисперсных волокон, минеральных добавок и наночастиц. В качестве основных компонентов дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов использовались: цемент класса ЦЕМ I 42,5Б производства ОАО «Мордовцемент», речной песок Новостепановского карьера (п. Смольный Ичалковского района Республики Мордовия), микрокремнезем конденсированный уплотненный (МКУ-85) производства ОАО «Кузнецкие ферросплавы» (г. Новокузнецк), высокоактивный метакаолин белый производства ООО «Мета-Д» (г. Днепродзержинск), гидроизоляционная добавка в бетонную смесь «Пенетрон Адмикс» производства ООО «Завод гидроизоляционных материалов «Пенетрон» (г. Екатеринбург), поликарбоксилатный суперпластификатор Melflux 1641 F (BASF Construction Polymers, Германия). Дисперсное армирование бетонов обеспечивалось введением трех видов фибр: полипропиленовое мультифиламентное волокно с длиной резки 12 мм, полиакрилонитрильное синтетическое волокно FibARM Fiber WВ с длиной резки 12 мм, модифицированная астраленами базальтовая микрофибра «Астрофлекс-МБМ» длиной 100500 мкм. Анализ результатов исследования насыщенного D-оптимального плана осуществлялся по полиномиальным моделям типа «смесь I, смесь II, технология - свойства», учитывающим влияние 6 варьируемых факторов. С помощью метода экспериментально-статистического моделирования выявлены оптимальные области варьирования компонентов модифицированных мелкозернистых дисперсно-армированных бетонов. Построены полигоны распределения уровней факторов модифицированных цементных дисперсноармированных бетонов, что позволило проследить изменение полей предела прочности при сжатии и на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток в зависимости от требуемой характеристики и варьируемых параметров.
Оптимизация, наномодификатор, дисперсное волокно, минеральная добавка, мелкозернистый бетон, предел прочности на растяжение при изгибе, предел прочности при сжатии
Короткий адрес: https://sciup.org/14265813
IDR: 14265813 | DOI: 10.15828/2075-8545-2017-9-2-43-65
Список литературы Оптимизация составов многокомпонентных мелкозернистых фибробетонов, модифицированных на различных масштабных уровнях
- Артамонова О.В., Сергуткина О.Р. Строительные наноматериалы: тенденции развития и перспективы//Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. -2013. -Вып. 6. -С. 13-23.
- Селяев В.П., Осипов А.К., Писарева А.С. Наночастицы, порошки, структуры, технологии: аналитический обзор. -Саранск, 2010. -84 с.
- Баженов Ю.М., Фаликман В.Р., Булгаков Б.И. Наноматериалы и нанотехнологии в современной технологии бетонов//Вестник МГСУ. -2012. -№ 12. -С. 125-133.
- Войтович ВА. Нанонаука. Нанотехнология. Нанобетоны//Экспозиция. Бетоны & Сухие смеси. -2009. -2/Б (85). -С. 5-7.
- Фиговский О.Л., Бейлин ДА, Пономарев А.Н. Успехи применения нанотехнологий в строительных материалах//Нанотехнологии в строительстве. -2012. -Том 4, № 3. -С. 6-21. -URL: http://nanobuild.ru/ru_RU/(дата обращения: 12.01.17).
- Войтович ВА. Строительные наноматериалы//Руководитель строительной организации. -2011. -№ 2. -С. 49.
- Гусев Б.В., Фаликман В.Р. Бетон и железобетон в эпоху устойчивого развития//Промышленное и гражданское строительство. -2016. -№ 2. -С. 30-38.
- Калашников В.И. Эволюция развития составов и изменение прочности бетонов. Бетоны настоящего и будущего. Часть 1. Изменение составов и прочности бетонов//Строительные материалы. -2016. -№ 1-2. -С. 96-103.
- Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. -М.: Издательство Ассоциации строительных вузов. -2006. -368 с.
- Ушеров-Маршак А.В. Бетоны нового поколения -бетоны с добавками//Бетон и железобетон. -2011. -№ 1. -С. 78-81.
- Ушеров-Маршак А.В. Химические и минеральные добавки в бетон. -Харьков: Колорит, 2005. -280 с.
- Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны. -М.: Типография «Парадиз», 2010. -258 с.
- Forster S.W. High-Performance Concrete -Stretching the Paradigm//Concrete International. -October 1994. -Vol. 16. -No. 10. -pp. 33-34.
- Aitcin P.-C. High Performance Concrete//London and New York: E&FN Spon, 2004. -591 p.
- Richard P, Cheyrezy M. Composition of Reactive Powder Concrete. Scientific Division Bouygues//Cement and Concrete Research. -1995. -Vol. 25. -No. 7. -pp. 1501-1511.
- Селяев В.П., Низина ТА., Балбалин А.В. Многофункциональные модификаторы цементных композитов на основе минеральных добавок и поликарбоксилатных пластификаторов//Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. -2013. -Вып. 31 (50), Ч. 2. -С.156-163.
- Низина ТА, Балыков А.С. Анализ комплексного влияния модифицирующих добавок и дисперсного армирования на физико-механические характеристики мелкозернистых бетонов//Региональная архитектура и строительство. -2015. -№ 4. -С. 25-32.
- Низина ТА, Балыков А.С., Сарайкин А.С. Экспериментальные исследования дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов с полифункциональными модификаторами//УРАЛНИИПРОЕКТ РААСН. -2015. -№ 4. -С. 91-96.
- Технологический регламент на проектирование и выполнение работ по гидроизоляции и антикоррозионной защите монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. -2-е изд., перераб. и доп. -М., СРО «РСПППГ», 2008. -64 с.
- Фаликман В.Р. Поликарбоксилатные гиперпластификаторы: вчера, сегодня, завтра//Популярное бетоноведение. -2009. -№ 2 (28). -С. 86-90.
- Ушеров-Маршак А.В., Бабаевская Т.В., Марек Циак. Методологические аспекты современной технологии бетона//Бетон и железобетон. -2002. -№ 1. -С. 6-7.
- Василик П.Г., Голубев И.В. Особенности применения поликарбоксилатных гиперпластификаторов Melflux®//Строительные материалы. -2003. -№ 9. -С. 24-26.
- Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции: Монография. -M.: Издательство ACB, 2004. -560 с.
- Низина ТА., Пономарев А.Н., Балыков А.С. Мелкозернистые дисперсно-армированные бетоны на основе комплексных модифицирующих добавок//Строительные материалы. -2016. -№ 7. -С. 68-72.
- Рабинович Ф.Н. Об уровнях дисперсного армирования бетонов//Известия Вузов. Строительство. -1981. -№ 11. -С. 30-36.
- Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Повышение трещиностойкости цементного бетона при многоуровневом дисперсном армировании его структуры//Современные проблемы строительного материаловедения: Седьмые академические чтения РААСН. -Белгород, 2001. -С. 587-598.
- Гурьева ВА., Белова Т.К. Свойства цементных растворов, дисперсно армированных модифицированным микроволокном//Вестник Оренбургского государственного университета. -2015. -№ 13. -С. 124-127.
- Пономарев А.Н. Высококачественные бетоны. Анализ возможностей и практика использования методов нанотехнологии//Инженерно-строительный журнал. -2009. -№ 6. -С. 25-33.
- Гарькина И.А., Данилов А.М., Королев Е.В., Смирнов В.А. Преодоление неопределенностей целей в задаче многокритериальной оптимизации на примере разработки сверхтяжелых бетонов для защиты от радиации//Строительные материалы. -2006. -№ 8. -С. 23-26.
- Вознесенский ВА, Ляшенко Т.В., Довгань А.Д. Компромиссная многофакторная оптимизация гарантированного качества шлакощелочных вяжущих (повышение прочности и морозостойкости, минимизация расхода ресурсов)//Современное промышленное и гражданское строительство. -T. 3, № 1. -2007. -С. 5-15.
- Ляшенко Т.В. Области допустимых технологических решений в полном и локальных полях свойств композитов//Вник Одес. ДАБА. Одеса: Мто майстрiв. -2001. -Вип. 5. -C. 75-80.
- Вознесенский ВА, Ляшенко Т.В., Иванов Я.П., Николов И.И. ЭВМ и оптимизация композиционных материалов. -Киев: Будивэльнык, 1989. -240 с.
- Вознесенский В. А., Ляшенко Т.В. ЭС-модели в компьютерном строительном материаловедении. -Одесса: Астропринт, 2006. -116 с.
- Низина ТА, Кисляков ПА. Оптимизация свойств эпоксидных композитов, модифицированных наночастицами//Строительные материалы. -2009. -№ 9. -С. 78-80.
- Низина ТА., Балыков А.С., Макарова Л.В. Применение моделей «состав -свойство» для исследования свойств модифицированных дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов//Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. -2016. -№ 12. -С. 15-21.
- Низина ТА, Балыков А.С. Экспериментально-статистические модели свойств модифицированных дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов//Инженерностроительный журнал. -2016. -№ 2. -С. 13-25.
- Ляшенко Т.В. Оптимизация наполнителей полиэфирных связующих на основе моделей нового класса: дис... канд. техн. наук. -Одесса, 1984. -236 с.
