Торкрет-бетон с добавками для облицовки оросительных каналов

Автор: Молдамуратов Жангазы Нуржанович, Игликов Алтайы Аманкулович, Сенников Михаил Николаевич, Мадалиева Эльмира Бегалиевна, Туралина Майра Туралиевна

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Технологии производства строительных материалов и изделий

Статья в выпуске: 3 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Из всех известных разновидностей бетонных облицовок наиболее экономичной и достаточно полно механизированной в изготовлении является торкретная облицовка. Строительная практика гидротехнических сооружений накопила многочисленные примеры использования в облицовках самые различные строительные материалы - от камня до современных пленок из синтетических смол. Несмотря на очень активные поиски более подходящих материалов, бетонные облицовки еще надолго останутся основными. Это требует дальнейших усовершенствований их, повышения долговечности и снижения стоимости. Методы и материалы. Исследовования проводились методом сравнения лабораторных испытаний торкрет-бетона с наноструктурированными добавками поверхностно-активных веществ. В виде наноструктурированных добавок использовались ССБ (сульфитно-спиртовая барда), СНВ (смола нейтрализованная воздухововлекающая), хлопковое мыло и битум в различных консистенциях. Испытания проводились на прочностные свойства, усадку, деформируемость при растяжении, силу сцепления с арматурой и водонепроницаемость. Структурные изменения свойств изучались методом электронно-микроскопического анализа. Результаты и обсуждение. Установлено, что оптимальной добавкой ССБ в торкрет с водой затворения при условии набрызгивания является 0,5% от веса цемента. Оптимума добавки СНВ не наблюдается. При введении в торкрет хлопкового мыла с водой затворения содержание воды в уложенном торкрете по мере увеличения количества вводимой добавки увеличивается, оптимальное содержание цемента в торкрете наблюдается при введении 0,3% хлопкового мыла от веса цемента, «отскок» уменьшается при увеличении количества вводимой добавки. При введении 0,3% ССБ от веса цемента в торкрет-состав сухой смеси 1:4 повышается прочность его при сжатии на 16%, при изгибе на 1% и при разрыве на 20%. Заключение и выводы. Все наноструктурированные добавки поверхностно-активных веществ повышают усадку торкрета. Наименьшее повышение ее дает торкрет с ССБ, а наибольшее - с битумной эмульсией. Добавки в торкрет значительно повышают его деформируемость при растяжении, а также в широких пределах понижают значения модулей мгновенной упругости торкрета, т.е. повышают его пластические свойства. Поверхностно-активные вещества и битумные эмульсии понижают силу сцепления арматуры с торкретом, однако она остается на более высоком уровне, чем у обычных бетонов.

Еще

Наноструктурированные добавки, торкрет-бетон, поверхностно-активные вещества, битум, смола нейтрализованная воздухововлекающая, сульфитно-спиртовая барда

Короткий адрес: https://sciup.org/142234154

IDR: 142234154

Список литературы Торкрет-бетон с добавками для облицовки оросительных каналов

  • Jakiyayev B.D., Moldamuratov Z.N., Bayaliyeva G.M., Ussenbayev B.U., Yeskermessov Z.E. Study of local erosion and development of effective structures of transverse bank protection structures. Periodicals of Engineering and Natural Sciences (PEN). 2021. 9(3): 457. Available from: https://doi.org/10.21533/pen.v9i3.2191
  • Sennikov M.N., Omarova G.E., Moldamuratov Z.N. Study of the development of soil in the formation of channels hydraulic and static stability of cross-sectional shapes. World Applied Sciences Journal. 2014. 30(1): 99–104. Available from: https://doi.org/10.5829/idosi.wasj.2014.30.01.14008
  • Hammer A.L., Thewes M., Galler R. Empirical forecasting model to determine the strength development of shotcrete. Geomechanik Und Tunnelbau. 2019. 12(6): 730–738. Available from: https://doi.org/10.1002/geot.201900054
  • Çakıroğlu M.A., Kaplan A.N., Süzen A.A. Experimental and DBN-Based neural network extraction of radiation attenuation coefficient of dry mixture shotcrete produced using different additives. Radiation Physics and Chemistry. 2021. 188. Available from: https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109636
  • Kloft H., Krauss H.W., Hack N., Herrmann E., Neudecker S., Varady P.A., Lowke D. Influence of process parameters on the interlayer bond strength of concrete elements additive manufactured by Shotcrete 3D Printing (SC3DP). Cement and Concrete Research. 2020. 134. Available from: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106078
  • Armengaud J., Casaux-Ginestet G., Cyr., Husson B., Jolin M. Characterization of fresh dry-mix shotcrete and correlation to rebound. Construction and Building Materials. 2017. 135: 225–232. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.12.220
  • Bekbasarov I., Nikitenko M., Shanshabayev N., Atenov Y., Moldamuratov Z. Tapered-prismatic pile: driving energy consumption and bearing capacity. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. 2021. 6(450): 53–63. Available from: https://doi.org/10.32014/2021.2518-170X.119
  • Wang J., Niu D., Wang Y., Wang B. Durability performance of brine-exposed shotcrete in salt lake environment. Construction and Building Materials. 2018. 188: 520–536. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.139
  • Shen Y., Wang Y., Yang Y., Sun Q., Luo T., Zhang H. Influence of surface roughness and hydrophilicity on bonding strength of concrete-rock interface. Construction and Building Materials. 2019. 213: 156–166. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.078
  • Watanabe T., Hosomi M., Yuno K. Hashimoto C. Quality evaluation of shotcrete by acoustic emission. Construction and Building Materials. 2010. 24(12): 2358–2362. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.05.007
  • Wang J., Niu D., He H. Frost durability and stress–strain relationship of lining shotcrete in cold environment. Construction and Building Materials. 2019. 198: 58–69. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.264
  • Chen L., Ma G. Liu G., Liu Z. Effect of pumping and spraying processes on the rheological properties and air content of wet-mix shotcrete with various admixtures. Construction and Building Materials. 2019. 225: 311–323. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.104
  • Armengaud J., Cyr M., Casaux-Ginestet G. Husson B. Durability of dry-mix shotcrete using supplementary cementitious materials. Construction and Building Materials. 2018. 190: 1–12. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.107
  • Cui S., Liu P., Cui E., Su J., Huang B. Experimental study on mechanical property and pore structure of concrete for shotcrete use in a hot-dry environment of high geothermal tunnels. Construction and Building Materials. 2018. 173: 124–135. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.191
  • Khooshechin M., Tanzadeh J. Experimental and mechanical performance of shotcrete made with nanomaterials and fiber reinforcement. Construction and Building Materials. 2018. 165: 199–205. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.12.199
  • Trujillo P.B., Jolin M., Massicotte B., Bissonnette B. Bond strength of reinforcing bars encased with shotcrete. Construction and Building Materials. 2018. 169: 678–688. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.02.218
  • Liu P., Cui S., Li Z., Xu X., Guo C. Influence of surrounding rock temperature on mechanical property and pore structure of concrete for shotcrete use in a hot-dry environment of high-temperature geothermal tunnel. Construction and Building Materials. 2019. 207: 329–337. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.125
  • Kaufmann J., Loser R., Winnefeld F., Leemann A. Sulfate resistance testing of shotcrete – Sample preparation in the field and under laboratory conditions. Construction and Building Materials. 2021. 276. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122233
  • Pan G., Li P., Chen L., Liu G. A study of the effect of rheological properties of fresh concrete on shotcreterebound based on different additive components. Construction and Building Materials. 2019. 224: 1069–1080. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.060
  • Duarte G., Bravo M., de Brito J., Nobre J. Mechanical performance of shotcrete produced with recycled coarse aggregates from concrete. Construction and Building Materials. 2019. 210: 696–708. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.156
  • Liu G., Zhao J., Zhang Z., Wang C., & Xu Q. Mechanical properties and microstructure of shotcrete under high temperature. Applied Sciences (Switzerland). MDPI. 2021. Available from: https://doi.org/10.3390/app11199043
  • Zhu C., Zhou N., Guo Y., Li M., & Cheng Q. Effect of doped glass fibers on tensile and shear strengths and microstructure of the modified shotcrete material: An experimental study and a simplified 2D model. Minerals. 2021. 11(10). Available from: https://doi.org/10.3390/min11101053
  • Liu M., Liu D., Qiao P., & Sun L. Characterization of microstructural damage evolution of freeze-thawed shotcrete by an integrative micro-CT and nanoindentation statistical approach. Cement and Concrete Composites. 2021. 117. Available from: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103909
  • Wang Y., Shi C., Ma Y., Xiao Y., & Liu Y. Accelerators for shotcrete – Chemical composition and their effects on hydration, microstructure and properties of cement-based materials. Construction and Building Materials. Elsevier Ltd. 2021. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122557
  • Xu Y., He T., Ma X., & Yang R. The research on mechanism of C–S–H nanocrystal improving early properties of shotcrete at low temperature by thermodynamic modeling. Construction and Building Materials. 2022. 325. Available from: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126738
  • Shang Y., Guo Y., Zhang W., Zhao W., & Tan Y. Influence of new compound admixture on shotcrete performance. Journal Wuhan University of Technology, Materials Science Edition. 2017. 32(6): 1392–1396. Available from: https://doi.org/10.1007/s11595-017-1758-8
  • Zaki Saaid I. Application of ultra cellulose fiber for the enhancement of the durability and shrinkage of cement pastes exposed to normal and aggressive curing conditions. Nanotechnologies in Construction. 2015. (7)4: 121–142. Available from: https://doi.org/10.15828/2075-8545-2015-7-4-121-142
Еще
Статья научная