Cementitious systems for high-performance concretes with improved corrosion resistance

Abstract

Наведено результати дослідження цементуючих систем “портландцемент ПЦ І-500 Р-Н – активні мінеральні добавки – мікронаповнювачі – суперпластифікатор – прискорювачі тверднення” для одержання високофункціональних бетонів підвищеної корозійної стійкості. Досліджено стійкість цементуючих систем до корозії, спричиненої впливом хімічних речовин – сульфатної корозії (клас ХА), що об’єднує процеси утворення та накопичення малорозчинних солей та зумовлює збільшення об’єму із переходом у тверду фазу з утворенням кристалів і супроводжується внутрішніми напруженнями та деструктивними явищами у бетоні. Корозійну стійкість цементуючих систем визначали згідно з ДСТУ Б 27677:2011 за зміною міцності зразків після шести місяців їх зберігання у середовищі натрію сульфату (концентрація [SO4 2-]=10 г/л). Значення коефіцієнта КС6=1,1 для високофункціональних бетонів на основі цементуючих систем свідчить про підвищення його стійкості до агресивних середовищ. Корозійну стійкість також визначали згідно з прискореною методикою за коефіцієнтом міцності при згині, що дорівнює відношенню міцності на згин зразків після витримування вісім тижнів у сульфатному середовищі (концентрація [SO4 2-] = 30 г/л) до міцності на згин зразків, що тверднули вісім тижнів у воді. Зростання корозійної стійкості зразків на основі цементуючих систем на 2–12 % пояснюється створенням щільної та дрібнопористої мікроструктури. Високодисперсні добавки пуцоланової дії забезпечують зв’язування портландиту в C-S-H фази, що сприяє кольматації пор із віком тверднення та забезпечує підвищення корозійної стійкості цементного каменю у бетоні. Застосування цементуючих систем для високофункціональних бетонів із підвищеною корозійною стійкістю сприятиме будівництву споруд, що перебувають під впливом агресивних середовищ, зокрема підземних та промислових стічних вод, які містять хлориди та сульфати.

The article presents the results of research on cementitious systems "Portland cement CEM I 42,5 R - active mineral additives - microfillers - superplasticizer - hardening accelerators" for high-performance concrete with improved corrosion resistance. The resistance of concrete to corrosion caused by the influence of chemical substances was investigated - sulfate corrosion (class XA), which combines the processes of formation and accumulation of sparingly soluble salts in concrete, which are accompanied by internal stresses and destructive phenomena in concrete. The increase in corrosion resistance of high-performance concretes based on modified cementitious systems is explained mainly by the creation of a fine-crystalline microstructure with the formation of C-S-H phases, which contribute to the pores colmatation with age of hardening.