Оцінка хімічної стійкості бетону з добавками на основі гранітного пилу та акрилового латексу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323027Ключові слова:
бетон, гранітний пил, акриловий латекс, хімічна стійкість, міцність на вигинАнотація
Об’єктом дослідження є хімічна стійкість бетону, модифікованого гранітним пилом та акриловим латексом. Матеріалом для дослідження були зразки бетону зі змінним складом компонентів добавок, які в подальшому піддавалися впливу агресивного середовища. Проблемою, на вирішення якої спрямовані дослідження, є схильність бетонних конструкцій до руйнування при тривалому впливі кислотних умов, що значно скорочує термін їх служби. Це дослідження спрямоване на вирішення цієї проблеми шляхом введення модифікуючих добавок, які покращують стійкість бетону до хімічного впливу. Програма експерименту включала випробування бетонних зразків з різною концентрацією гранітного пилу (1–4 % від маси цементу) та акрилового латексу (0,1–0,4 % від маси води) у 10 % розчині сірчаної кислоти протягом до 360 діб. Втрату міцності оцінювали через регулярні проміжки часу, і для оцінки довговічності розраховували коефіцієнти хімічної стійкості. Крім того, довгострокові прогнози деградації були зроблені з використанням логарифмічних моделей. Результати показують, що оптимальний склад – 4 % гранітного пилу та 0,4 % акрилового латексу – значно покращує хімічну стійкість, при цьому зразки зберігають до 49 % своєї початкової міцності після 100 років впливу. Посилення пояснюється ефектом ущільнення гранітного пилу, який зменшує проникність, і гідрофобними властивостями акрилового латексу, які мінімізують проникнення кислоти. У порівнянні з немодифікованим бетоном запропонований склад демонструє меншу втрату міцності та вищу довговічність в агресивних умовах. Запропонований модифікований склад є надійним рішенням для продовження терміну служби залізобетонних конструкцій, що піддаються хімічній деструкції
Посилання
- Paul, S., van Zijl, G., Šavija, B. (2020). Effect of Fibers on Durability of Concrete: A Practical Review. Materials, 13 (20), 4562. https://doi.org/10.3390/ma13204562
- Baloch, W. L., Siad, H., Lachemi, M., Sahmaran, M. (2021). A review on the durability of concrete-to-concrete bond in recent rehabilitated structures. Journal of Building Engineering, 44, 103315. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103315
- Zhang, S. P., Zong, L. (2014). Evaluation of Relationship between Water Absorption and Durability of Concrete Materials. Advances in Materials Science and Engineering, 2014, 1–8. https://doi.org/10.1155/2014/650373
- Zhang, J., Shi, C., Zhang, Z., Ou, Z. (2017). Durability of alkali-activated materials in aggressive environments: A review on recent studies. Construction and Building Materials, 152, 598–613. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.027
- Mendes, D. D., Mari, J. de J., Singer, M., Barros, G. M., Mello, A. F. (2009). Estudo de revisão dos fatores biológicos, sociais e ambientais associados com o comportamento agressivo. Revista Brasileira de Psiquiatria, 31, S77–S85. https://doi.org/10.1590/s1516-44462009000600006
- Gu, L., Bennett, T., Visintin, P. (2019). Sulphuric acid exposure of conventional concrete and alkali-activated concrete: Assessment of test methodologies. Construction and Building Materials, 197, 681–692. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.166
- Zhang, G., Wu, C., Hou, D., Yang, J., Sun, D., Zhang, X. (2021). Effect of environmental pH values on phase composition and microstructure of Portland cement paste under sulfate attack. Composites Part B: Engineering, 216, 108862. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108862
- Teymouri, M., Behfarnia, K., Shabani, A. (2021). Mix Design Effects on the Durability of Alkali-Activated Slag Concrete in a Hydrochloric Acid Environment. Sustainability, 13 (14), 8096. https://doi.org/10.3390/su13148096
- Xie, Y., Lin, X., Ji, T., Liang, Y., Pan, W. (2019). Comparison of corrosion resistance mechanism between ordinary Portland concrete and alkali-activated concrete subjected to biogenic sulfuric acid attack. Construction and Building Materials, 228, 117071. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117071
- Koenig, A., Herrmann, A., Overmann, S., Dehn, F. (2017). Resistance of alkali-activated binders to organic acid attack: Assessment of evaluation criteria and damage mechanisms. Construction and Building Materials, 151, 405–413. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.06.117
- Gado, R. A. (2022). The feasibility of recycling marble & granite sludge in the polymer-modified cementitious mortars Part A: In polymer-modified cementitious adhesive mortar. Process Safety and Environmental Protection, 159, 978–991. https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.01.059
- Chen, K., Wu, D., Xia, L., Cai, Q., Zhang, Z. (2021). Geopolymer concrete durability subjected to aggressive environments – A review of influence factors and comparison with ordinary Portland cement. Construction and Building Materials, 279, 122496. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122496
- Kapeluszna, E., Kotwica, Ł., Pichór, W., Nocuń-Wczelik, W. (2020). Cement-based composites with waste expanded perlite - Structure, mechanical properties and durability in chloride and sulphate environments. Sustainable Materials and Technologies, 24, e00160. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2020.e00160
- Shojaei Baghini, M., Ismail, A., Karim, M. R., Shokri, F., Firoozi, A. A. (2014). Effect of styrene–butadiene copolymer latex on properties and durability of road base stabilized with Portland cement additive. Construction and Building Materials, 68, 740–749. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.061
- Li, X., Chu, H., Yao, N., Long, B., Li, W., Jiang, L. (2025). Experimental study of styrene-acrylic emulsion modified mortar with manufactured sand and its performance exposed to combined chloride-sulfate attack. Construction and Building Materials, 458, 139682. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.139682
- Veloso Moura, H. R. de C., Pedroti, L. G., Salgado Lopes, M. M., Franco de Carvalho, J. M., Lopes Ribeiro, J. C., Bernardes Dias, J. C. (2023). Influence of biocide and dispersant additives on the performance and durability of building paints produced with granite waste. Construction and Building Materials, 409, 134112. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134112
- Interstate Standard GOST P 58896-2020. Chemically resistant concretes. Test methods.
- Interstate Standard GOST Р 58895-2020. Chemically resistant concretes. Specifications.
- Lukpanov, R., Dyussembinov, D., Altynbekova, A., Yenkebayev, S., Awwad, T. (2023). Optimal concentration of post-alcohol bard and microsilica in cement-sand mixtures determination. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo Syrʹâ/Complex Use of Mineral Resources/Mineraldik Shikisattardy Keshendi Paidalanu, 330 (3), 92–103. https://doi.org/10.31643/2024/6445.33
- Lukpanov, R., Dyussembinov, D., Tsygulyov, D., Yenkebayev, S. (2022). Complex modified additive for concrete based on industrial waste. Magazine of Civil Engineering, 115(7), 11507. https://doi.org/10.34910/MCE.115.7
- Altynbekova, A. D., Lukpanov, R. E., Dyussembinov, D. S., Askerbekova, A. M., Gunasekaran, M. (2023). Effect of a complex modified additive based on post-alcohol bard on the strength behavior of concrete. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo Syrʹâ/Complex Use of Mineral Resources/Mineraldik Shikisattardy Keshendi Paidalanu, 327 (4), 5–14. https://doi.org/10.31643/2023/6445.34
- Altynbekova, A., Lukpanov, R., Yenkebayev, S., Tsygulyov, D., Nurbayeva, M. (2022). Complex laboratory studies of modified additive influence on concrete physical and mechanical properties. International Journal of GEOMATE, 23 (100), 26–33. https://doi.org/10.21660/2022.100.3641
- Lukpanov, R., Dyussembinov, D., Zhantlessova, Z., Altynbekova, A., Yenkebayev, S., Orazova, D. (2024). Durability assessment of cellular concrete through strength evaluation under adverse environmental conditions. International Journal of GEOMATE, 27 (124), 16–23. https://doi.org/10.21660/2024.124.4271
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Rauan Lukpanov, Aliya Altynbekova, Serik Yenkebaev, Denis Tsygulyov, Dinara Orazova, Zhumabek Omarov, Kuanysh Makashev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
