Структуроутворення в бетонах підрейкових основ
Loading...
Date
2016
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета. Робота передбачає виявлення залежності структурних та механічних властивостей бетону від складу застосованих добавок-модифікаторів, характеру змін структурних та механічних властивостей в залежності від строку твердіння бетону контрольних і модифікованих зразків. Методика. Застосовані мікроструктурний, фрактографічний, мікрорентгеноспектральний аналізи та фізико-механічні випробування дозволили виявити необхідні залежності. Результати. Мікроструктура цементного каменю при рівних умовах підбору бетонних сумішей залежить від складу застосованих сировинних матеріалів та технології виробництва. В роботі досліджуються структурні перебудови під час тужавіння бетонів на жорстких сумішах та вплив складових частин комплексної добавки-модифікатора ПЛКП (виробництва ПП «Логія», м. Дніпропетровськ) на морфологію, дисперсність та хімічний склад цементного каменю. Визначається також механічні характеристики бетону для підрейкових основ. Дослідження структурних та фізикомеханічних характеристик контрольних зразків та модифікованих бетонів на різних стадіях тужавіння показали, що застосування гіперпластифікаторів ПЛКП українського виробництва сприяє формуванню наноструктурованого бетону. Додавання у склад добавки на основі суперпластифікаторів прискорювачів твердіння сприяє зменшенню діаметру пучків ниткоподібних кристалів, що збільшує структурну однорідність, стабільність та підвищує комплекс механічних характеристик бетону. Застосування нових полікарбоксилатних добавок ПЛКП у виробництві бетонних сумішей для підрейкових основ дозволяє виключити пропарювання з технології виробництва підрейкових основ. Відсутність сольової складової у добавці сприяє підвищенню довговічності бетону. Наукова новизна. В роботі виявлено, що модифікація бетону комплексною добавкою ПЛКП сприяє формуванню найбільш однорідної структури цементного каменю, яка складається з компактних кристалів, оточених ниткоподібними кристалами, які щільно переплетені в поровому просторі. Така структура сприяє максимальним характеристикам міцності бетону при стисненні. При цьому пропарювання за традиційною технологією сприяє збільшенню розмірів первинних етрингітних кристалів, що мають схильність до реструктуризації у процесі експлуатації залізобетонних виробів при температурах близько 20° С. Практична значимість. . Регулювання технологічних параметрів виробництва підрейкових основ, а саме – зниження температури пропарювання, або вилучення цієї операції із технологічного циклу виготовлення залізобетонних шпал, при використанні добавки ПЛКП дозволяє підвищити структурну однорідність і стабільність, збільшити щільність бетону та в результаті позитивно впливати на його довговічність.
RU: Цель. Работа предполагает выявление зависимости структурных и механических свойств бетона от состава применяемых добавок-модификаторов, характера изменений структурных и механических свойств в зависимости от срока твердения бетона контрольных и модифицированных образцов. Методика. Примененные микроструктурные, фрактографические, микрорентгеноспектральные анализы и физико-механические испытания позволили выявить необходимые зависимости. Результаты. Микроструктура цементного камня при равных условиях подбора бетонных смесей зависит от состава применяемых сырьевых материалов и технологии производства. В работе исследуются структурные перестройки во время схватывания бетонов на жестких смесях и влияние составных частей комплексной добавки-модификатора ПЛКП (производства ООО «Логия», г. Днепропетровск) на морфологию, дисперсность и химический состав цементного камня, а также механические характеристики бетона для подрельсовых оснований. Исследование структурных и физико-механических характеристик контрольных образцов и модифицированных бетонов на различных стадиях твердения показали, что применение гиперпластификатора ПЛКП украинского производства способствует формированию наноструктурированного бетона. Добавление в состав добавки на основе суперпластификаторов ускорителей твердения способствует уменьшению диаметра пучков нитевидных кристаллов, увеличивает структурную однородность, стабильность и повышает комплекс механических характеристик бетона. Применение новых поликарбонат-боксилатных добавок ПЛКП в производстве бетонных смесей для подрельсовых оснований позволяет исключить пропаривание из технологии производства подрельсовых оснований. Отсутствие солевой составляющей в добавке способствует повышению долговечности бетона. Научная новизна. В работе выявлено, что модификация бетона комплексной добавкой ПЛКП способствует формированию наиболее однородной структуры цементного камня, которая состоит из компактных кристаллов, окруженных нитевидными кристаллами, которые плотно переплетены в поровом пространстве. Такая структура способствует максимальной характеристике прочности бетона при сжатии. Причем пропаривание по традиционной технологии способствуют увеличению размеров первичных этрингитных кристаллов, имеющих склонность к реструктуризации в процессе эксплуатации железобетонных изделий при температурах около 20° С. Практическая значимость. Регулирования технологических параметров производства подрельсовых оснований, а именно – снижение температуры пропаривания или изъятия этой операции с технологического цикла изготовления железобетонных шпал, при использовании добавки ПЛКП позволяет повысить структурную однородность и стабильность, увеличить плотность бетона и в результате положительно влиять на его долговечность.
EN: Purpose. The work involves identifying the dependence of structural and mechanical properties of the concrete on the composition of used modifier additives, the nature of changes of structural and mechanical properties depending on the period of concrete hardening of test and modified samples. Methodology. The applied microstructural, fractographic, microprobe analyses and physico-mechanical tests revealed the required dependencies. Findings. The microstructure of the cement stone under equal conditions of concrete mix selection depends on the composition of used raw materials and production technology. This paper investigates the structural changes in the setting time of hard mixture concrete and effect of component parts of the complex modifier additive PLKP (produced by «Logia», Dnepropetrovsk) on morphology, dispersion and chemical composition of the cement stone, as well as the mechanical characteristics of concrete for the foundation slab. The study of the structural and physical-mechanical characteristics of the test samples and modified concrete at various hardening stages showed that the use Ukrainian hyperplasticizer PLKP contributes to the formation of nano-structured concrete. The addition of hardening accelerators to the super-plasticizer additive reduces the diameter of crystal whiskers, increases the structural homogeneity and stability and improves the complex of the concrete mechanical characteristics. Application of new PLKP polycarboxylate additives in the production of concrete mixtures for the foundation slab allows eliminating the steaming from the foundation slab production technology. The absence of salt component in the additive improves the concrete durability. Originality. The paper showed that modification of the concrete with complex additive PLKP facilitates the formation of the most homogeneous structure of cement stone, which consists of compact crystals surrounded by fibrous crystals that are tightly intertwined in the pore space. This structure contributes to the maximum characteristics of the concrete compressive strength. Herewith the steaming by traditional technology helps to increase the size of the primary ettringite crystals having a tendency to restructure during the operation of concrete products at temperatures of around 200°C. Practical value. Adjustment of foundation slab production parameters, namely – steaming temperature reduction or elimination of this operation from the concrete sleeper production cycle, using PLKP additives, can improve the structural homogeneity and stability, increase the density of the concrete and result in positive effect on its durability.
RU: Цель. Работа предполагает выявление зависимости структурных и механических свойств бетона от состава применяемых добавок-модификаторов, характера изменений структурных и механических свойств в зависимости от срока твердения бетона контрольных и модифицированных образцов. Методика. Примененные микроструктурные, фрактографические, микрорентгеноспектральные анализы и физико-механические испытания позволили выявить необходимые зависимости. Результаты. Микроструктура цементного камня при равных условиях подбора бетонных смесей зависит от состава применяемых сырьевых материалов и технологии производства. В работе исследуются структурные перестройки во время схватывания бетонов на жестких смесях и влияние составных частей комплексной добавки-модификатора ПЛКП (производства ООО «Логия», г. Днепропетровск) на морфологию, дисперсность и химический состав цементного камня, а также механические характеристики бетона для подрельсовых оснований. Исследование структурных и физико-механических характеристик контрольных образцов и модифицированных бетонов на различных стадиях твердения показали, что применение гиперпластификатора ПЛКП украинского производства способствует формированию наноструктурированного бетона. Добавление в состав добавки на основе суперпластификаторов ускорителей твердения способствует уменьшению диаметра пучков нитевидных кристаллов, увеличивает структурную однородность, стабильность и повышает комплекс механических характеристик бетона. Применение новых поликарбонат-боксилатных добавок ПЛКП в производстве бетонных смесей для подрельсовых оснований позволяет исключить пропаривание из технологии производства подрельсовых оснований. Отсутствие солевой составляющей в добавке способствует повышению долговечности бетона. Научная новизна. В работе выявлено, что модификация бетона комплексной добавкой ПЛКП способствует формированию наиболее однородной структуры цементного камня, которая состоит из компактных кристаллов, окруженных нитевидными кристаллами, которые плотно переплетены в поровом пространстве. Такая структура способствует максимальной характеристике прочности бетона при сжатии. Причем пропаривание по традиционной технологии способствуют увеличению размеров первичных этрингитных кристаллов, имеющих склонность к реструктуризации в процессе эксплуатации железобетонных изделий при температурах около 20° С. Практическая значимость. Регулирования технологических параметров производства подрельсовых оснований, а именно – снижение температуры пропаривания или изъятия этой операции с технологического цикла изготовления железобетонных шпал, при использовании добавки ПЛКП позволяет повысить структурную однородность и стабильность, увеличить плотность бетона и в результате положительно влиять на его долговечность.
EN: Purpose. The work involves identifying the dependence of structural and mechanical properties of the concrete on the composition of used modifier additives, the nature of changes of structural and mechanical properties depending on the period of concrete hardening of test and modified samples. Methodology. The applied microstructural, fractographic, microprobe analyses and physico-mechanical tests revealed the required dependencies. Findings. The microstructure of the cement stone under equal conditions of concrete mix selection depends on the composition of used raw materials and production technology. This paper investigates the structural changes in the setting time of hard mixture concrete and effect of component parts of the complex modifier additive PLKP (produced by «Logia», Dnepropetrovsk) on morphology, dispersion and chemical composition of the cement stone, as well as the mechanical characteristics of concrete for the foundation slab. The study of the structural and physical-mechanical characteristics of the test samples and modified concrete at various hardening stages showed that the use Ukrainian hyperplasticizer PLKP contributes to the formation of nano-structured concrete. The addition of hardening accelerators to the super-plasticizer additive reduces the diameter of crystal whiskers, increases the structural homogeneity and stability and improves the complex of the concrete mechanical characteristics. Application of new PLKP polycarboxylate additives in the production of concrete mixtures for the foundation slab allows eliminating the steaming from the foundation slab production technology. The absence of salt component in the additive improves the concrete durability. Originality. The paper showed that modification of the concrete with complex additive PLKP facilitates the formation of the most homogeneous structure of cement stone, which consists of compact crystals surrounded by fibrous crystals that are tightly intertwined in the pore space. This structure contributes to the maximum characteristics of the concrete compressive strength. Herewith the steaming by traditional technology helps to increase the size of the primary ettringite crystals having a tendency to restructure during the operation of concrete products at temperatures of around 200°C. Practical value. Adjustment of foundation slab production parameters, namely – steaming temperature reduction or elimination of this operation from the concrete sleeper production cycle, using PLKP additives, can improve the structural homogeneity and stability, increase the density of the concrete and result in positive effect on its durability.
Description
В. Коваленко: ORCID 0000-0002-1196-7730; Ю. Заяць: ORCID 0000-0002-9213-1790; П. Пшінько: ORCID 0000-0003-4187-5340
Keywords
бетон, мікроструктура цементного каменю, ниткоподібні кристали, строки тужавіння, пропарювання, пластифікатор бетонної суміші, прискорювач тужавіння, підрейкові основи, микроструктура цементного камня, нитевидные кристаллы, сроки схватывания, пропаривание, пластификатор бетонной смеси, ускоритель схватывания, подрельсовые основания, concrete, cement stone microstructure, fibrous crystals, setting time, steaming, concrete plasticizer, setting accelerator, foundation slab, КБЖД, КБВ
Citation
Коваленко В. В., Заяць Ю. Л., Пшінько П. О., Коваленко С. В. Структуроутворення в бетонах підрейкових основ. Наука та прогрес транспорту. 2016. № 2 (62). С. 174–189. doi: 10.15802/stp2016/67353.