Вплив технологічних факторів на властивості реакційних порошкових бетонів на основі шлакопортландцементу, активованого лугами

Анотація

Розробка реактивного порошкового бетону (РПБ) на основі портландцементів, що містять різну кількість гранульованого доменного шлаку та активовані розчинними силікатами натрію, має глобальне значення з точки зору захисту об'єктів критичної інфраструктури.

У статті встановлено фактори впливу на кінетику набору міцності, власні деформації усадки та на ударну міцність реакційно-порошкових бетонів при використанні метасилікату натрію пентагідрату як лужного активатора у різному агрегатному стані (порошок, розчин), а також розчинних силикатів натрію з силікатним модулем Мс = 2…3. Показано, що зміна співвідношення між шлакопортландцементом і піском від 1:3 до 1:1 та використання метасилікату натрію у вигляді порошку забезпечує отримання піщаного бетону з міцністю на стиск 35.7, 63.8, 87.5, 118.1 та 123.9 МПа через 1, 3, 28, 180 та 360 діб відповідно.

Використання метасилікату натрію у вигляді водного розчину значно прискорює кінетику набору міцності і забезпечує міцність 52.3, 85.0, 108.7, 126.1 та 141.1 МПа через 1, 3, 28, 180 та 360 діб відповідно. Використання розчинного скла з Мс = 2.6 дозволило отримати надшвидкотверднучі високоміцні реакційно-порошкові бетони з міцністю на стиск 19…28, 32.1…45.7, 91.1…129.8 та 102.9…144.6 МПа через 3 години, через 1, 28 і 360 діб відповідно. Введення дрібнодисперсного кальциту зменшило усадку при висиханні РПБ, в 1.2...1.6 рази. Зменшення вмісту портландцементу у шлако-цементній суміші з 45 до 5% мас. при силікатному розчинного скла 2.6...2.7 зумовило незначне зниження ранньої межі міцності на стиск надшвидкотверднучого РПБ, проте забезпечило суттєве підвищення межі міцності на стиск з 112.5 МПа до 132.4 МПа через 28 діб. В'язке руйнування через 28 діб підтверджується кращим коефіцієнтом крихкості 5.3...5.9 та на 10.5…28.7% вищою ударною міцністю зразків на метасилікаті натрію та дисилікаті натрію порівняно з аналогом на основі традиційного цементу. Одержано РПБ зі стабільною довготривалою міцністю, високою ударною в'язкістю та зменшеною усадкою при висиханні. Введення відбілювачів у вигляді СаСО₃ та мінеральних пігментів дозволяє отримувати декоративні РПБ. Вказано на можливість отримання виробів екструзією та 3D-друком на основі лужно-активованих РПБ з визначенням основних технологічних параметрів процесу.