Особенности влияния нанодобавок на свойства быстротвердеющих бетонов

Abstract

Показано, что одним из инновационных направлений получения быстротвердеющих бетонов является применение технологических приемов модифицирования их структуры путем введения нанодисперсных добавок (наночастицы гидросиликатов кальция в сочетании с поликарбоксилатным суперпластификатором). Разработаны эффективные составы быстротвердеющих бетонов, модифицированных комплексной нанодобавкой с различным расходом портландцемента. Установлено, что введение комплексного наномодификатора обеспечивает получение высокоподвижных стабильных бетонных смесей марки подвижности Р5 при обеспечении водоредуцирующего эффекта DВ/Ц = 42,6…49,1%. При исследовании кинетики твердения бетонов, модифицированных нанодобавками, установлено, что они характеризуются интенсивным набором ранней прочности (fст2 / fст28 = 0,63…0,72), а за показателем проектной прочности относятся к высокопрочным (С50/60–С55/67). Механизм обеспечения повышенной прочности быстротвердеющих бетонов, модифицированных нанодобавками, достигается уплотнением междузернового простора цементной матрицы за счет высокого водоредуцирующего и дефлокуляционного эффектов добавки поликарбоксилатов, а также внедрения дополнительных центров кристаллизации в поровом пространстве при введении наночастиц гидросиликатов кальция. Использование нанодобавок комплексного действия повышает эффективность использования модифицированного портландцемента в бетонах от 4,1… 4,8 кг/МПа.= It is demonstrated that the application of processing methods for the modification of their structures is one of the most innovative ways of the fast hardening concrete obtainment. It is determined that the exploitation of a complex nanomodifier on the basis of polycarboxylate superplasticizer and an innovatory hardening accelerator based on calcium silicate hydrate colloidal particles guarantees the high flowability and durability of fresh concretes. Flow characteristics of nanomodified fresh concrete determined by slump test is 210 mm with the providance of a water-reducing effect DW/C=42.6…49.1%. The stability indices (water and mortar liberation) of concrete mixtures, modified by complex nanoadmixture, are advanced compared to control concrete mixture. The concretes nanomodified by calcium silicate hydrate colloidal particles and polycarboxylate superplasticizer are featured with significant acceleration of the early strength kinetics. It is proved that nanomodified concrete can be distinguish by high early strength (specific strength (fcm2 / fcm28 = 0.63…0.72) and high strength after 28 days (85…92 MPa). The enhanced performance of fast hardening concretes is ensured by the filling up the empty space inside cementitious matrix, seeding effect whereby the C-S-H additive provides new nucleation sites within the pore space between the cement particles, high water reducing effect connected with an efficient dispersion effect of polycarboxylates. Designed nanomodified concretes are Rapid hardening high strength ones. The application of a complex nanomodifier enlarges the effectivenes of Portland cement usage in concrete (specific expenditure of Portland cement is 4.1…4.8 kg/Mpa).