Разработка лабораторных составов бетона на основе определенной сырьевой базы и ограничений при строительстве атомной электростанции «АККУЮ»

Введение. Бетон является одним из наиболее часто применяемых материалов в строительстве, поэтому технологии его изготовления постоянно совершенствуются. В нашей статье мы разработаем лабораторные составы бетона на основе определенной сырьевой базы и ограничений, существующих на площадке при строительстве одной из АЭС в Турецкой Республике. Одним из результатов разработки технологии проектирования бетона является самоуплотняющийся бетон, который повышает устойчивость строительства из-за значительного сокращения потребляемой энергии. Самоуплотняющийся бетон – это разновидность бетона, который может полностью заполнить опалубку только самотеком, без необходимости вибрационного уплотнения. Его высокая текучесть и заполняющая способность – вот что дает ему преимущество перед обычным бетоном. Самоуплотняющийся бетон обладает высокой текучестью, высокой водоудерживающей способностью, хорошей прочностью. Задачей исследования являлось получение лабораторных составов бетона на основе определенной сырьевой базы и ограничений, существующих на строительной площадке.

Материалы и методы. Определен перечень сырья, потенциально отвечающего требованиям проектной документации. Подобраны составы бетонов с применением различных заполнителей, определено минимальное количество цемента, в том числе, с целью повышения коррозионной стойкости.

Результаты исследования. На основании имеющихся ограничений на строительной площадке и по итогам анализа сырьевых материалов с определением их оксидного состава было разработано 5 составов для каждой конструкции АЭС.

Обсуждение и заключения. В исследовании выполнены все поставленные задачи, основными из которых являются: анализ рынка сырьевых материалов, проведение лабораторных исследований сырьевых материалов, определение их фактических физико-механических характеристик, определение компонентов, отвечающих нормам и требованиям, получение лабораторных составов бетонных смесей с классификацией по их назначению. Указаны перспективы дальнейших исследований.

1. An intelligent model for the prediction of the compressive strength of cementitious composites with ground granulated blast furnace slag based on ultrasonic pulse velocity measurements/ S. Czarnecki, M. Shariq, M. Nikoo, Ł. Sadowski // Measurement. — 2021. — Vol. 172, No. 108951. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108951

2. End-of-Life Materials Used as Supplementary Cementitious Materials in the Concrete Industry/ A.I. Nicoara, A.E. Stoica, M. Vrabec [и др.] // Materials. – 2020. – Vol. 13, No 1954. https://doi.org/10.3390/ma13081954

3. Predicting the compressive strength of concrete with fly ash admixture using machine learning algorithms/ H. Song, A. Ahmad, F. Farooq [и др.]// Construction and Building Materials. — 2021. — Vol. 308, No. 125021. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125021

4. Recycling Aggregates for Self-Compacting Concrete Production: A Feasible Option / R. Martínez-García, M.I. Guerra-Romero, J.M. Morán-del Pozo [и др.] // Materials. — 2020. — Vol. 13, No. 868. https://doi.org/10.3390/ma13040868

5. Microstructure and Fresh Properties of Self-compacting Concrete with Recycled Sand / D. Carro-López, B. González- Fonteboa, F. Martínez-Abella [и др.] // Procedia Engineering. — 2017. — Vol. 171. — P. 645–657. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.01.401

6. Mechanical Performance Evaluation of Self-Compacting Concrete with Fine and Coarse Recycled Aggregates from the Precast Industry / S.A. Santos, P.R. Da Silva, J. De Brito // Materials. — 2017. — Vol. 10, No. 904. https://doi.org/10.3390/ma10080904

7. Durability of self-compacting concrete made with recovery filler from hot-mix asphalt plants / A.R. Esquinas, J.I. Álvarez, J.R. Jiménez [и др.] // Construction and Building Materials. — 2018. — Vol. 161. — P. 407–419. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.142

8. Effect of red mud (bauxite residue) as cement replacement on the properties of self-compacting concrete incorporating various fillers / M. Ghalehnovi, N. Roshan, E. Hakak ets. // Journal of Cleaner Production. — 2019. — Vol. 240, No. 118213. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118213

9. Flexural strengthening of damaged RC T-beams using self-compacting concrete jacketing under different sustaining load / X. Zhang, Y. Luo, L. Wang [и др.] // Construction and Building Materials. — 2018. — Vol. 172. — P. 185–195. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.245

10. Rehabilitation of Shear-Damaged Reinforced Concrete Beams Using Self-Compacting Concrete Jacketing / C. E. Chalioris, C. N. Pourzitidis // ISRN Civil Engineering. — 2012. — Vol. 2012. https://doi.org/10.5402/2012/816107

11. Numerical Modelling and Bearing Capacity of Reinforced Concrete Beams / O. Sucharda, J. Brozovsky, D. Mikolášek // Key Engineering Materials. — 2013. — Vol. 577–578. — P. 281-284. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.577-578.281

12. An intelligent model for the prediction of the compressive strength of cementitious composites with ground granulated blast furnace slag based on ultrasonic pulse velocity measurements / S. Czarnecki, M. Shariq, M. Nikoo, Ł. Sadowski // Measurement. — 2021. — Vol. 172, No. 108951. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108951

13. Mechanical properties of reactive powder concrete containing high volumes of ground granulated blast furnace slag / H. Yazıcı, M. Y. Yardımcı, H. Yiğiter [и др.] // Cement and Concrete Composites. — 2010. — Vol. 32, No. 8. — P. 639–648. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.07.005

14. Properties of concrete containing ground granulated blast furnace slag (GGBFS) at elevated temperatures / R. Siddique, D. Kaur // Journal of Advanced Research. — 2012. Vol. 3, No 1. — P. 45–51. https://doi.org/10.1016/j.jare.2011.03.004

15. Experimental analysis of properties of recycled coarse aggregate (RCA) concrete with mineral additives / Ö. Çakır // Construction and Building Materials. — 2014. — Vol. 68. — P. 17–25. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.032

16. Experimental study on the engineering properties of alkali-activated GGBFS/FA concrete and constitutive models for performance prediction / X. Cong, W. Zhou, M. Elchalakani // Construction and Building Materials. — 2020. — Vol. 240, No 117977. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117977

17. Creep and drying shrinkage of concrete containing GGBFS / M. Shariq, J. Prasad, H. Abbas // Cement and Concrete Composites. — 2016. — Vol. 68. — P. 35–45. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2016.02.004

18. Несветаев, Г. В. Самоуплотняющиеся бетоны: прочность и проектирование состава / Г. В. Несветаев, А. Н. Давидюк // Строительные материалы. — 2009. — № 5. — С. 54–57.

19. Баженов, Ю. М. Современная технология бетона / Ю. М. Баженов // Технологии бетонов. — 2005. — № 1. — С. 6–8.