Касторных Любовь Ивановна, доцент кафедры «Технологический инжиниринг и экспертиза в стройиндустрии», кандидат технических наук
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Lyubov I. Kastornykh, Associate Professor of the Department “Technological Engineering and Expertise in the Construction Industry”, PhD. (Tech.)
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Гикало Максим Алексеевич, магистрант кафедры «Технологический инжиниринг и экспертиза в стройиндустрии»
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Maxim A. Gikalo, Master's student of the Department “Technological Engineering and Expertise in the Construction Industry”
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Каклюгин Александр Викторович, доцент кафедры «Строительные материалы», кандидат технических наук
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Alexander V. Kaklyugin, Associate Professor of the Department “Building Materials”, PhD. (Tech.)
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Серебряная Ирина Анатольевна, доцент кафедры «Технологический инжиниринг и экспертиза в стройиндустрии», кандидат технических наук
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Irina A. Serebryanaya, Associate Professor of the Department “Technological Engineering and Expertise in the Construction Industry”, PhD. (Tech.)
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Введение. Внедрение инновационных технологий и материалов в строительной отрасли сдерживается по ряду причин, связанных с недостаточной изученностью технологических процессов и повышенной стоимостью высокоэффективных инновационных материалов. Поэтому исследования в области технологии монолитного бетона, отражающие особенности бетонирования конструкций из самоуплотняющихся смесей и направленные на снижение их себестоимости за счет применения строительных отходов, являются актуальными. Целью настоящей работы является экспериментально-статистическое моделирование реологических характеристик мелкозернистых самоуплотняющихся бетонных смесей и физико-механических свойств бетонов в зависимости от влияния двух рецептурных факторов — расхода суперпластифицирующей добавки и гранулометрического состава заполнителя, включающего строительные отходы.
Материал и методы. Для приготовления мелкозернистых самоуплотняющихся бетонных смесей использовали портландцемент ЦЕМ 0 52,5Н, песок природный кварцевый и песок из дроблёного бетона смеси трех фракций 0,63–5,0 мм и химическую добавку — суперпластификатор на основе эфиров поликарбоксилатов Полипласт ПК. Технологические характеристики мелкозернистых самоуплотняющихся смесей (удобоукладываемость, вязкость, текучесть) определяли по стандартным методикам. Предельные напряжения сдвига смесей устанавливали с помощью прибора, включающего цилиндр с насадкой и стеклянное основание с разметкой окружностей. Моделирование реологических и физико-механических свойств мелкозернистых самоуплотняющихся бетонов осуществлялось с применением двухфакторного симплекс-суммированного плана на шестиугольнике, вписанном в окружность, являющегося одним из наиболее удобных для решения технологических задач строительного материаловедения.
Результаты исследования. Получены экспериментально-статистические модели реологических характеристик мелкозернистых самоуплотняющихся смесей и прочностных свойств бетона, адекватно описывающие экспериментальные данные.
Обсуждение и заключение. Применение методов математического планирования эксперимента позволило комплексно оценить влияние двух наиболее значимых рецептурных факторов на технологические процессы бетонирования монолитных железобетонных конструкций из мелкозернистых самоуплотняющихся смесей с использованием заполнителя из строительных отходов. Установлено, что оптимальное содержание зерен из дробленого бетона в природном песке составляет 30–35 %, а дозировка суперпластификатора Полипласт ПК — 1,2–1,25 % массы вяжущего.
Introduction. Implementation of the innovative technologies and materials into construction industry is constrained due to a number of reasons related to the insufficiently well studied production processes of the highly efficient innovative materials and their high cost. Therefore, studying the production process of the monolithic concrete structures, which is bearing the features of concreting the structures made of the self-compacting mixes and is targeting the prime cost reduction by using the construction waste, is relevant. The research aims at experimental and statistical modeling the dependence of the rheological properties of the fine-grained self-compacting concrete mixes and physical and mechanical properties of concretes on two recipe factors — consumption of superplastifying additive and grain-size composition of an aggregate containing the construction waste.
Materials and Methods. To prepare the fine-grained self-compacting concrete mixes, the Portland cement CEM 0 52,5N, natural quartz sand, crushed concrete sand mixed of three fractions 0.63–5.0 mm and a chemical additive — an ester-based polycarboxylate superplasticizer Polyplast PK, were used. The technological properties of the fine-grained self-compacting mixes (workability, viscosity, fluidity) were determined using the standard methods. The shear yield stress for the mixes was determined by means of an instrument consisting of a cylinder with a mouth and a glass base with marked circumferences. Modeling the rheological and physical-mechanical properties of the fine-grained self-compacting concretes was carried out based on the two-factor simplex sum mathematical planning visualised in a hexagon figure inscribed in a circle, which is one of the most appropriate methods of solving the technological problems in the construction materials science.
Results. The experimental-statistical models of the rheological properties of the fine-grained self-compacting mixes and strength properties of concrete were obtained, providing the adequate description of the experiment data.
Discussion and Conclusion. The mathematical planning used in the experiment made it possible to comprehensively assess the influence of two most significant recipe factors on the process of concreting the monolithic reinforced concrete structures made of fine-grained self-compacting mixes using the aggregate from the construction waste. It was determined that the optimal content of the crushed concrete grains in natural sand was 30–35 %, and proportion of the superplasticizer Polyplast PK was 1.2–1.25 % to the weight of binder.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.