ПРИМЕНЕНИЕ ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ НЕФЕЛИНСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД В БЕТОНАХ ПОВЫШЕННОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ

Введение. Диффузия агрессивных компонентов внешней среды вглубь бетона наиболее интенсивно протекает по контактным поверхностям между заполнителем и цементной матрицей. Для снижения проводимости контактных поверхностей целесообразно использовать активные заполнители, которые взаимодействуют с цементной матрицей по тем или иным механизмам, что приводит к росту долговечности изделий.

Материалы и методы. Для проведения сравнительных исследований коррозионной стойкости бетонов на активном заполнителе (уртите) и неактивном (кварцевом песке) использовали методы механических испытаний, рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии.

Результаты. Установлено, что уртитовый заполнитель значительно повышает прочность и коррозионную стойкость бетона по сравнению с традиционным заполнителем на кварцевом песке. Исследование контактной зоны цементный камень–заполнитель с применением РЭМ показало, что в зоне контакта уртита с цементной матрицей продукты коррозии отсутствуют, при этом контактная зона кварцевого песка и его поверхность обрастают продуктами коррозии, представленными в основном гипсом.

Обсуждение и заключение. Повышение коррозионной стойкости мелкозернистого бетона путем применения активного заполнителя на основе уртита обусловлено снижением проводимости контактных поверхностей между цементной матрицей и заполнителем благодаря химическому сродству породообразующего минерала нефелина к гидроксиду кальция. Дополнительным фактором, усиливающим самоторможение кислотной коррозии, является образование на поверхности нефелина гелеобразного слоя кремнекислоты, который тормозит продвижение ионов гидроксония благодаря протеканию элетроповерхностных процессов. Нефелинсодержащие заполнители целесообразно применять для бетонов, используемых в условиях химической агрессии высокой интенсивности.

1. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В. М.Москвин, Ф. М. Иванов, Е. А. Гузеев. Под общей редакцией В. М. Москвина. М.: Стройиздат, 1980. 536 с.

2. Штарк И., Вихт Б. Долговечность бетона // Пер. с нем. А.Тулганова, под ред. П.Кривенко. Киев: Оранта, 2004. 301 с.

3. Мюллауэр В., Бедду Р.Е., Хайнц Д. Механизмы воздействия сульфатов на бетон: факторы химической и физической устойчивости // Цемент и его применение, 2013. № 9. С. 34–43.

4. Cohen M., Olek J. Differentiatihg seawater and Concrete Composites, 2006, 36. no 12. pp. 2132–2137.

5. Алексеев С.Н., Розенталь Н.К. Коррозионная стойкость конструкций в агрессивной промышленной среде. М.: Стройиздат, 1976. 205 с.

6. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Толыпин Д.А. Сравнительная стойкость бетонов с заполнителем различных размеров и без него // Вестник БГТУ. 2017. №11. С. 43–47.

7. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М. Повышение коррозионной стойкости бетонов путем рационального выбора вяжущего и заполнителей: монография / Белгород: Изд-во БГТУ, 2015. 321 с.

8. Толыпина Н.М. К вопросу о взаимодействии цементной матрицы с заполнителями // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 6. Ч. 1. С. 81–85.

9. Крашенинников О.Н., Белогурова Т.П., Полякова А.М, Фурсов С.Г. Вскрышные нефелинсодержащие породы и их применение // Автомобильные дороги. 1990. № 5. С. 16–17.

10. Крашенинников О.Н., Белогурова Т.П., Цветкова Т.В. Влияние минерального состава уртитового заполнителя и условий твердения бетона на формирование контактной зоны // Комплексное использование минерального сырья в строительных и технических материалах. Апатиты: Изд. КНЦ АН СССР, 1989. С. 22–25.

11. Рахимбаев И.Ш., Толыпина Н.М. Термодинамический расчет активности в щелочной среде минералов, входящих в состав заполнителей бетонов // Вестник Центрального Регионального отделения: материалы Академических науч. чтений «Науч. и инженер. пробл. строит.-технол. утилизации техногенных отходов». Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2014. Вып.13. С. 174–178.

12. Яковлев В.В. Кинетика коррозии портландцементного бетона в растворах кислот // Строительные материалы. 2003. № 10. С. 32–34.

13. Bertron A., Escadeillas G. Duchesne Cement pasters alteration by liquid manure organic acids: chemical and mineralogical characterization. Cement and Concrete Composites, 2004, no.10. т. 34. pp. 1823–1835.

14. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М. Кислотостойкий бетон с эффективным активным заполнителем // Бетон и железобетон. 2011. № 4. С. 24–26.

15. Less S.T., Moon H.Y., Swamy R.N. Resistance of concrete in salt solutions exposure to extreme intensity. Cement and Concrete Composites, 2005, no. 1. pp. 65–76.

16. Xiao Jie, Qu Wenjun, Li Wengue, Zhu Peng. Investigaition on effect of aggregate on three nondestuctive testing properties of concrete subject to sulfuric acid attack. Concr. and Build. Mater. 2016, no 115. pp .486–495.

17. Kolio Ario, Honkanen Mari, Lahdensivu Jakka, Vippola Minnamari et al. Corrosion products of carbonation induced corrosion in existing reinforced concrete facades. Cem. and Concr. Res. 2015, no 78. pp. 200–207.

18. Peng Jian, Zhange Censheng, Peng Tongf, Zi Yanke et al. Experimental study on mechanical properties of concrete corroded by ammonium sulfate. Univ.Scr. and Technol. 2015, 36. no 5. pp.34–40.

19. Рахимбаев Ш.М, Толыпина Н.М. Методы оценки коррозионной стойкости цементных композитов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2012. № 3. С. 23–24.

20. Рахимбаев Ш.М. Кинетика процессов кольматации при химической коррозии цементных систем // Бетон и железобетон. 2012. № 6. С. 16–17.

21. Карпачева Е.Н., Рахимбаев Ш. М., Толыпина Н.М. Коррозия мелкозернистых бетонов в агрессивных средах сложного состава: монография // Germany: Saarbrucken: LAB LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co.KG, 2012. 90 с.

22. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов / О.П. Мчедлов-Петросян. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1988. 304 с.

23. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термодинамика силикатов; под ред О.П. Мчедлов-Петросяна, 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1986. 406 с.