Строительство и архитектура / 4. Современные строительные материалы

Инж. Н.А. Даленова, д.т.н. Ж.А. Шашпан

ТОО «НИИСТРОМПРОЕКТ»

О долговечности серных композиционных

материалов

Западный Казахстан испытывает существенный дефицит в вяжущих материалах и изделиях на их основе. С другой стороны, этот край республики имеет возможность покрыть дефицит, используя сырьевые материалы местного значения, используя при этом достижения ученых Республики Казахстан и стран содружества.

В последние годы все больше проявляется интерес к новой разновидности химически стойких строительных материалов – серным бетонам, которые представляют собой искусственные композиционные материалы, изготавливаемые путем перемешивания расплава серы, модифицирующей добавки, минеральных наполнителей и заполнителей.

Новые материалы и технология изготовления строительных конструкций на их основе должны обеспечить повышение их долговечности, снижение материалоемкости, материальных, трудовых и энергетических затрат. Решение этих задач возможно путем получения материалов, способных конкурировать с бетонами в ряде конструкций и, в особенности, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред [1-4].

Исходя из конкретных условий эксплуатации конструкций рассчитывали экономически целесообразный срок их службы – N лет. Принимали, что при воздействии агрессивной среды в течение этого срока допустимое снижение химической стойкости серного бетона и конструкции должно соответствовать величине С. Для принятого периода эксплуатации химическая стойкость конструкции обеспечивается при условии

К _хс ≥ 1-С, (1)

где К _хс – коэффициент химической стойкости.

Изменение коэффициента химической стойкости К _хс в зависимости от времени воздействия среды в логарифмической системе координат носит устойчиво-линейный характер и описывается уравнением:

lg K_xc = a + в lg τ (2)

где lg K_xc и lg τ – логарифмы коэффициента химической стойкости и принятого срока эксплуатации;

а и в - коэффициенты, постоянные для данного вида бетона и данной среды, которые рассчитываются по результатам испытаний по следующим формулам:

а = lg K_xc - в lg τ (3)

(4)

Средние значения lg K_xc и lg τ рассчитывают по формулам:

lg , (5)

lg τ = , (6)

где lg K_xci и lg τ_i - логарифмы соответственно коэффициента химической стойкости и времени испытаний; n – число серий испытаний.

Оценку длительной стойкости серных бетонов производили по величине коэффициента химической стойкости по классификации, приведенной в таблице 1, согласно ГОСТ 25881-83 «Бетоны химически стойкие. Методы испытаний».

Таблица 1 – Классификация химической стойкости

Оценка химической стойкости	Коэффициент химической стойкости
Высокостойкие Стойкие Относительно стойкие Нестойкие	>0,8 0,5 ≤ Кхс ≤ 0,8 0,3 ≤ Кхс ≤ 0,5 ≤ 0,3

Прогнозирование долговечности серных бетонов производилось по результатам испытаний в следующих средах: в воде, 10 %-ных растворах NaCl и Na₂SO₄, грунтовых водах и атмосфере, на образцах двух составов.

Для кислой среды прогнозирование не производилось, так как по результатам годовых испытаний образцов была выявлена недостаточная стойкость серных бетонов в этой среде.

Пример расчета по прогнозированию долговечности серных бетонов покажем для условий эксплуатации в воде.

При испытании серных бетонной на известняковой муке в воде были получены следующие средние величины коэффициентов химической стойкости в принятые сроки испытаний (таблица 2).

Таблица 2 – Средние величины коэффициентов химической стойкости

Сроки испытаний, сут, серного бетона	30	90
Коэффициент химической стойкости	0,69	0,66

Таким образом, прогнозирование долговечности разработанных серных бетонов показало, что они могут эксплуатироваться при постоянном, длительном (10 лет) воздействии различных агрессивных сред, за исключением кислых.

Литература:

1 Орловский Ю.И. Особенности технологии производства полимерсеробетонов и изделий на их основе // Бетон и железобетон.-1993.-№4.-С.27-29.

2 Сулейменов Ж.Т., Оспанова М.Ш., Жолдасова Ш.А. Физико-химические свойства серы и композиций на ее основе // Поиск: Алматы, 1996.-С29-31.

3 Шашпан Ж.А. Вяжущие на основе попутной серы Тенгизского нефтегазоперерабатывающего завода // Вестник НИИстромпроекта.- Алматы, 2004.-№4(4).- С.82-86.

4 Шашпан Ж.А. Серные бетоны из техногенного сырья Западного Казахстана // Вестник НИИстромпроекта.- Алматы, 2004.-№4(4).- С.87-91.