UDK 691.32 Artamonov Denis Alexandrovič Federální státní vzdělávací instituce vysokoškolského odborného vzdělávání „Mordovská státní univerzita N. P. Ogareva“ Rusko, Saransk Postgraduální student katedry „Stavební konstrukce“ E-mail: denartam@gmail.com

Výsledky přirozených zkoušek směsí jemnozrnného betonu

Nizina Tatjana Anatoljevna
Federální státní vzdělávací instituce vysokoškolského odborného vzdělávání „Mordovská státní univerzita N. P. Ogareva“
Rusko, Saransk
Poradkyně RAASN, doktor technických věd
Profesor katedry „Stavební konstrukce“
E-mail: [email protected]

Korovkin Dmitrij Igorevič
Federální státní vzdělávací instituce vysokoškolského odborného vzdělávání „Mordovská státní univerzita N. P. Ogareva“
Rusko, Saransk
Magistrant

E-mail: [email protected]

Andronyčev Daniil Olegovič
Federální státní vzdělávací instituce vysokoškolského odborného vzdělávání „Mordovská státní univerzita N. P. Ogareva“
Rusko, Saransk
Magistrant
E-mail: [email protected]

VÝSLEDKY PŘIROZENÝCH ZKOUŠEK SMĚSÍ JEMNOZRNNÉHO BETONU

Jsou uvedeny výsledky přirozených zkoušek směsí jemnozrnného betonu. Bylo zkoumáno působení délky expozice v přirozených podmínkách na změnu pružnostních a pevnostních charakteristik jemnozrnného betonu.
Klíčová slova: klimatické faktory, jemnozrnný beton, mez pevnosti v tlaku a při ohybu.

RESULTS OF FIELD TESTS WITH FINE-GRAINED CONCRETE COMPOSITIONS
Jsou uvedeny výsledky polních zkoušek směsí jemnozrnného betonu. Bylo zkoumáno působení doby expozice v přirozených podmínkách na změnu pružnostních a pevnostních vlastností jemnozrnného betonu.
Klíčová slova: klimatické faktory, jemnozrnný beton, pevnost v tlaku a pevnost v ohybu.

Otázka předpovídání životnosti železobetonových konstrukcí provozovaných v podmínkách klimatických vlivů je velmi složitá a často nemůže být jednoznačně vyřešena pro různé podmínky interakce prostředí a betonu.
V současné době se při navrhování železobetonových konstrukcí jejich trvanlivost určuje odhadem stupně agresivity vnějšího prostředí podle klimatických a chemických charakteristik v souladu s ukazateli přijatými v normách SNiP.

Pro stanovení změn vlastností stavebních kompozitů v podmínkách působení agresivních faktorů se obvykle provádí expozice vzorků v laboratorních podmínkách pomocí modelových prostředí.

V reálných klimatických podmínkách jsou stavební výrobky a konstrukce vystaveny nepřetržitému působení mnoha agresivních faktorů (kolísání teploty, slunečního záření, pronikavé radiace, vlhkosti, kyslíku) a jejich kombinací. Proto má studium změn vlastností stavebních materiálů, výrobků a konstrukcí v podmínkách přirozených klimatických vlivů zvláštní význam.

Ve studii [1] bylo zjištěno, že během přirozené expozice betonových vzorků dochází k ohřevu povrchu v závislosti na teplotě okolního vzduchu a intenzitě slunečního záření. V měsících s nízkou průměrnou denní teplotou (méně než 5 °C) je rozdíl mezi teplotou vzduchu a povrchu vzorku minimální. S rostoucí teplotou vzduchu se rozptyl hodnot zvyšuje; v letních měsících může tento parametr dosahovat 20–30 °C; největší ohřev povrchu vzorků nastává zpravidla mezi 10:00 a 16:00, tedy v době nejvyššího slunečního záření.

Pro zjištění změn, ke kterým dochází ve struktuře jemnozrnného betonu během přirozené expozice, byly vyrobeny vzorky-proužky o rozměrech 40×40×160 mm.
Plán experimentálního výzkumu a úrovně proměnných faktorů jsou uvedeny v tabulkách 1–2.

Použité materiály: portlandský cement třídy CEM I 42,5B (výroba OAO „Mordovcement“); vysoce aktivní metakaolin – VMK; říční písek (Republika Mordovie, okres Ičalkovskij, osada Smolnyj); polykarboxylátový plastifikátor Melflux 1641 F [1].
U řady směsí (4–9) byla provedena mechanická aktivace směsí v bubnovém kulovém mlýně (rychlost otáčení 73 ot./min) podle režimu: cement + MF 1641 + VMK (15 min.); + písek (15 min.).

Tabulka 1. Plán experimentálního výzkumu složení jemnozrnného betonu vystaveného přirozeným klimatickým vlivům

Číslo směsi	VMK	písek	Melflux 1641 F	režim mletí
1	-1	0	-1	-1
2	-1	+1	-1	-1
3	-1	-1	-1	-1
4	0	0	0	+1
5	0	+1	0	+1
6	0	-1	0	+1
7	+1	0	+1	+1
8	+1	+1	+1	+1
9	+1	-1	+1	+1

Tabulka 2. Úrovně proměnných faktorů

Faktory	Úrovně proměnných
	-1
Vysoce aktivní metakaolin (VMK), % hmotnosti cementu	0
Písek, % hmotnosti tuhé fáze	55
Superplastifikátor Melflux 1641 F, % hmotnosti pojiva	0
Režim mletí	bez mletí

Expozice vzorků v přirozených klimatických podmínkách probíhala na speciálních zkušebních stendech umístěných v ekologicko-meteorologické laboratoři Mordovské státní univerzity N. P. Ogareva [2].

U kontrolních směsí a po 60 a 210 dnech expozice byly zaznamenány následující pružnostní a pevnostní charakteristiky: hustota, mez pevnosti v tlaku a při ohybu, modul pružnosti a maximální deformace při tlaku.

Experimentálně bylo zjištěno, že během 210denní expozice došlo obecně ke zvýšení meze pevnosti v tlaku (tab. 3, obr. 1), což souvisí především s pokračující hydratací. Největší nárůst (až 73 a 100 % po 210 dnech) byl pozorován u směsí 2 a 8 s maximálním obsahem písku (75 % hmotnosti tuhé fáze). Pro kontrolní vzorky těchto směsí byly zaznamenány nejnižší hodnoty pevnosti v tlaku – pouze 30 a 22 MPa.

Tabulka 3. Výsledky klimatických zkoušek složení jemnozrnného betonu vystaveného přirozeným klimatickým vlivům

Číslo směsi	Doba expozice, dny	Mez pevnosti v tlaku, MPa	Mez pevnosti v tahu při ohybu, MPa
1	0	43,21	7,26
	60	61,62	8,29
	210	63,99	6,48
2	0	29,96	4,74
	60	32,42	5,77
	210	51,89	5,41
3	0	55,49	5,20
	60	62,75	7,60
	210	70,38	4,79
4	0	52,44	5,85
	60	64,17	7,61
	210	56,72	4,86
5	0	40,25	5,96
	60	38,83	6,99
	210	51,42	4,58
6	0	62,71	5,91
	60	67,82	7,43
	210	73,58	5,34
7	0	49,93	6,49
	60	51,07	7,65
	210	65,37	5,60
8	0	22,28	4,78
	60	38,52	7,35
	210	44,55	4,65
9	0	56,48	6,13
	60	59,23	7,81
	210	68,76	4,93

Mez pevnosti v tahu při ohybu je kvantitativním kritériem, podle kterého lze posoudit změnu vlastností povrchových vrstev zkoumaných kompozitů [3].
Z analýzy údajů na obr. 1 bylo zjištěno, že po 60 dnech u všech zkoumaných směsí došlo ke zvýšení o 14–54 % oproti počáteční pevnosti. Následná expozice do 210 dnů však vedla ke snížení meze pevnosti v tahu při ohybu o 3–23 % oproti kontrolním vzorkům, což svědčí o počátku akumulace poškození v povrchových vrstvách vzorků.

a) b)
Obr. 1. Diagramy změn relativních mezí pevnosti v tlaku (a) a v tahu při ohybu (b) směsí jemnozrnného betonu v závislosti na době klimatického působení

Shromažďování a analýza parametrů charakterizujících agresivní působení přirozených klimatických faktorů umožní určit stupeň vlivu každého z nich na provozní vlastnosti jemnozrnných betonů. Optimalizace směsí umožní racionální výběr stavebních materiálů se zvýšenou odolností vůči agresivním vlivům přirozených klimatických faktorů.

LITERATURA

Výsledky zkoušek složení jemnozrnného betonu vystaveného působení klimatických faktorů / V. P. Seljajev, T. A. Nizina, D. A. Artamonov [aj.] // Stavebnictví a rekonstrukce. – 2015. – č. 3. – s. 158–165.
Nizina T. A. Materiální základna univerzity jako inovační zdroj rozvoje národní výzkumné univerzity / T. A. Nizina, V. P. Seljajev // Trvanlivost stavebních materiálů, výrobků a konstrukcí: materiály celostátní vědecko-technické konference. – Saransk: Vydavatelství Mordovské univerzity, 2014. – s. 115–121.
Seljajev V. P. Chemická odolnost a trvanlivost stavebních materiálů, výrobků, konstrukcí: učební pomůcka / V. P. Seljajev, T. A. Nizina, V. N. Utkina. – Saransk: Vydavatelství Mordovské univerzity, 2003. – 48 s.

Průzkum

Napište svůj názor na tuto otázku. Zajímavé komentáře zveřejňujeme na webu.

Číslo směsi	VMK	písek	Melflux 1641 F	režim mletí
1	-1	0	-1	-1
2	-1	+1	-1	-1
3	-1	-1	-1	-1
4	0	0	0	+1
5	0	+1	0	+1
6	0	-1	0	+1
7	+1	0	+1	+1
8	+1	+1	+1	+1
9	+1	-1	+1	+1

Číslo směsi	VMK	písek	Melflux 1641 F	režim mletí
1	-1	0	-1	-1
2	-1	+1	-1	-1
3	-1	-1	-1	-1
4	0	0	0	+1
5	0	+1	0	+1
6	0	-1	0	+1
7	+1	0	+1	+1
8	+1	+1	+1	+1
9	+1	-1	+1	+1

UDK 691.32 Artamonov Denis Alexandrovič Federální státní vzdělávací instituce vysokoškolského odborného vzdělávání „Mordovská státní univerzita N. P. Ogareva“ Rusko, Saransk Postgraduální student katedry „Stavební konstrukce“ E-mail: [email protected]

Výsledky přirozených zkoušek směsí jemnozrnného betonu

Číslo směsi	VMK	písek	Melflux 1641 F	režim mletí
1	-1	0	-1	-1
2	-1	+1	-1	-1
3	-1	-1	-1	-1
4	0	0	0	+1
5	0	+1	0	+1
6	0	-1	0	+1
7	+1	0	+1	+1
8	+1	+1	+1	+1
9	+1	-1	+1	+1