Надшвидке отримання передаточної міцності бетону залізобетонних шпал за допомогою комплексних добавок
DOI:
https://doi.org/10.18664/1994-7852.197.2021.248243Ключові слова:
залізобетонна шпала, бетон, рання міцність, хімічні та мінеральні добавкиАнотація
Досліджено вплив добавок суперпластифікаторів-полікарбоксилатів та їх
комплексних добавок з прискорювачами – електролітами та дисперсією гідросилікатів
кальцію на ранню міцність бетону залізобетонних шпал. Встановлено, що застосування
суперпластифікаторів-полікарбоксилатів дає змогу підвищити ранню міцність бетону після
тепловологісної обробки, проте кожну добавку необхідно перевіряти на сумісність із
застосованим цементом. Їх комплексні з прискорювачами добавки в умовах природного
твердіння забезпечують підвищення ранньої міцності бетону, проте деякі з них, що
прискорюють природне твердіння, можуть знизити міцність після ТВО і мають перед
застосуванням перевірятись. Проведено електронно-мікроскопічні дослідження структури
цементного каменю з добавками, встановлено, що добавка лише полікарбоксилату майже не
змінює структуру продуктів гідратації. Комплексні добавки призводять до утворення
додаткової кількості кристалогідратів AFm- та/або AFt-фаз. Розроблено схему розвитку
процесу тужавлення і початкової стадії твердіння цементу без добавок або з добавками, за
допомогою яких встановлений експериментальними дослідженнями найбільший
прискорюючий ефект комплексної добавки полікарбоксилату та дисперсії гідросилікатів
кальцію пояснено тим, що частинки дисперсії збільшують площу поверхонь, на яких
відбувається кристалізація (конденсація) продуктів гідратації цементу, та забезпечують
більш швидке заповнення ними прошарків між частинками цементу (мінеральних добавок,
заповнювачів) з утворенням ланцюжків з електрогетерогенними контактами. В результаті
потенціодинамічних та мікроскопічних досліджень встановлено, що добавки у досліджених
дозуваннях не спричиняють корозійного впливу на сталеву арматуру. Досягнуто величини
передаточної міцності 32 МПа для шпал через 24 год твердіння за малопрогрівним режимом і через 2 доби природного твердіння. Запропоновано формулу економічної ефективності використання добавок для зниження енергоємності виробництва залізобетонних шпал.
Посилання
Железобетонные шпалы (Вопросы изготовления и эксплуатации. Проблемы
надежности и долговечности) / под ред. О. П. Мчедлова-Петросяна. Труды ХИИТа. 1971.
№ 122. 64 с.
Мчедлов-Петросян О. П., Ушеров-Маршак А. В., Колесниченко Л. К. Основы и
методы ускорения твердения бетона. Труды ХИИТа. 1966. № 86. С. 18–30.
Гасан Ю. Г., Кутах А. П. Комплексные добавки – интенсификаторы твердения бетона.
Интенсификация производства сборного железобетона: межвуз. сб. научн. тр. ХИИТ. 1986. С. 28–30.
Ратинов В. Б., Розенберг Т. И. Добавки в бетон. Москва: Стройиздат, 1989. 188 с.
Ramachandran V. S., Feldman R. F. Concrete admixture standbook. Properties, Science, and
Technology. Noyes Publication. USA, 1984.
Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. Москва, 1998. 768 с.
Рыльцева Т. Н. Повышение трещиностойкости защитного слоя струнобетона в зоне
передачи напряжений: автореф. дис. … к. т. н.: 05.23.05/ ХАДИ. Харьков, 1986. 20 с.
Плугин А. А. Повышение качества опор контактной сети на основе применения
статистических методов. Интенсификация производства сборного железобетона: межвуз. сб. научн. тр. ХИИТ. 1990. № 13. С. 51–57.
Систематизація пошкоджень залізобетонних плит безбаластного полотна залізничних
мостів / А. А. Плугін, О. А. Забіяка, С. В. Мірошніченко, Г. О. Линник, А. І. Бабенко. Зб. наук. праць УкрДАЗТ. 2009. № 109. С. 120–131.
Плугин А. Н., Калинин О. А., Либенко Ю. П. Особенности структурных
характеристик бетона и . Интенсификация производства сборного железобетона: межвуз. сб. научн. тр. ХИИТ. 1990. № 13. С. 62–71.
Калинин О. А. Совершенствование состава и структуры бетона для повышения
трещиностойкости железобетонных изделий: автореф. дисс. … канд. техн. наук: 05.23.05 / ХДТУБА. Харків, 1996. 20 с.
Пат. 62613 UA Спосіб визначення складу високоміцного, тріщиностійкого і
водонепроникного бетону. А. М. Плугін, О. А. Калінін, С. В. Мірошніченко, А. А. Плугін,
С. М. Кудренко, В. А. Лютий, А. В. Никитинський, І. В. Подтележнікова, Г. О. Линник,
М. Д. Костюк, В. О. Яковлєв. УкрДАЗТ. Заявл. 15.04.2003, № 2003043396. Опубл. 15.06.2005,
Бюл. № 6.
Плугін А. А., Романенко О. В., Яковлєв В. О. Обґрунтування скорочення
енерговитрат при тепловологісній обробці залізобетонних шпал. Зб. наук. праць УкрДАЗТ. 2009. № 109. С. 38–56.
Романенко О. В., Плугін А. А., Яковлєв В. О. Уточнення оптимальної витрати
добавки суперпластифікатора при виробництві залізобетонних шпал без тепловологісної обробки. Зб. наук. праць УкрДАЗТ. 2010. № 115. С. 97–103.
Развитие теоретических представлений о ранней прочности цементного камня и
бетона и механизме формирования их первичной структуры / А. В. Романенко, А. А. Плугин, А. Н. Плугин, О. А. Калинин, Ал. А. Плугин. Eastern-European Journal of Enterprise
Technologies. 2012. 59 (5/10). С. 28−32.
Вплив добавок суперпластифікаторів і прискорювачів твердіння на кінетику набору
міцності цементним каменем / А. А. Плугін, О. В. Романенко, О. А. Калінін, О. А. Плугін,
О. В. Афанасьєв. Вісник НТУ «ХПІ». 2015. 1130 (21). С. 1422.
Reducing of energy intensity of concrete sleepers production using superplasticizer sand
hardening accelerators / A. A. Plugin, A. N. Plugin, O. A. Plugin, O. V. Romanenko, O. A. Kalinin,
S. V. Miroshnichenko, A. I. Babii, N. M. Partala. 19 Ibausil, Weimar, 2, 2015. 11251133.
Пат. 99426 UA Особливошвидкотверднучий безпропарювальний бетон. Плугін А. А.,
Плугін А. М., Романенко О. В., Плугін О. А., Калінін О. А., Плугін Д. А., Мірошніченко С. В.;
УкрДАЗТ. Заявл. 14.12.2011. Заявка № а 2011 14838. Опубл.10.08.2012. Бюл. № 15.
Склади бетону з добавками суперпластифікаторами і прискорювачами твердіння для
виробництва залізобетонних шпал без пропарювання / А. А. Плугін, О. В. Романенко,
А. І. Бабій, О. А. Калінін, О. А. Плугін. Зб. наук. праць УкрДУЗТ. 2015. 155. С. 62−72.
Plugin A. A., Runova R. F. Bonding Calcium Chloride and Calcium Nitrate into Stable
Hydration Portland Cement Products: Stability Conditions of Calcium Hydrochloraluminates and Calcium Hydronitroaluminates. International Journal of Engineering Research in Africa. 36, 201869-73. DOI:10.4028/www.scientific.net/JERA.36.69.
Серенко А. Ф., Петрова Т. М. Беспропарочная технология производства подрельсовых конструкций / Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте. Москва, 2012. 136 с.
Sanytsky M., Kropyvnytska T., Kruts T., Horpynko O., Geviuk I. Design of rapid hardening
quaternary zeolite-containing Portland-composite cements. Key Engineering Materials. 761 (2018). Р. 193-196. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.761.193.
Маrushchak U., Sanytsky M., Mazurak T., Olevych Y. Research of nanomodified Portland
cement compositions with high early age strength. Eastern-European Journal of Enterprise
Technologies. 2016. 84 (6/6), Р. 50–57.
Дворкін Л. Й., Лушнікова Н. В., Рунова Р. Ф., Троян В. В. Метакаолін в будівельних
розчинах і бетонах. Київ: КНУБА, 2007. 216 с.
Кривобородов Ю. Р., Еленова А. А. Применение микродисперсных добавок для
ускорения твердения цемента. Строительные материалы. 2016. № 9. С. 65–67.
Marushchak U., Sanytsky M., Mazurak T., Olevych Y. Nanomodified Portland cement
compositions with alkaline activation. Budownictwo o zoptymalizovanym potenciale energetycznym: Praca zbiorova. 2016. 2(18). С. 119–128.
Kropyvnytska T., Sanytsky M., Rucinska T., Rykhlitska О. Development of nanomodified
rapid hardening clicker-efficient concretes based on Portland-composite cements. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. 100 (4/6). Р. 38–48.
Досвід експлуатації залізобетонних шпал з пружними рейковими скріпленнями,
розробленими в УкрДАЗТ / А. М. Плугін, А. А. Плугін, Ю. Л. Тулей, С. В. Мірошніченко та
ін. Зб. наук. праць УкрДАЗТ. 2014. 148 (2). С. 92–103.
Plugin A. A., Miroshnichenko S. V., Lobiak O. V., Kalinin O. A., Plugin D. A. Crack
resistance of reinforced-concrete sleepers with elastic rail fastening systems without base-plate. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1002 (1) (2020) 012010. DOI: 10.1088/1757-899X/1002/1/012010.
Вплив корозії бетону від взаємодії лугів цементу з реакційно здатними
заповнювачами на пошкодження залізобетонних шпал у колії / А. А. Плугін, О. П. Крикун,
В. В. Зінченко, О. С. Борзяк, О. А. Дудін. Зб. наук. праць УкрДУЗТ. 2021. № 196. С. 43–57.
Аналіз складів бетону для виготовлення залізобетонних шпал на заводах ЗБШ
України / О. В. Романенко, О. А. Калінін, О. А. Плугін, А. А. Плугін, А. І. Бабій. Науковий
вісник будівництва.2015. 80 (2). С. 144147.
Методика визначення оптимального складу високоміцного, тріщиностійкого та
водонепроникного бетону для конструкцій і споруд залізничного транспорту. ЦП-0224
Рекомендації із забезпечення тріщиностійкості плит безбаластного мостового полотна.
УкрДАЗТ, ЦП УЗ.
СТ СЭВ 4421-83. Защита от коррозии в строительстве. Защитные свойства бетона по
отношению к стальной арматуре. Электрохимический метод испытаний.
ДСТУ Б В.2.7-171:2008 (EN 934-2:2001, NEQ) Добавки для бетонів і будівельних
розчинів. Загальні технічні умови.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
