ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. ЭКОЛОГИЯ

Транспортным сооружениям, в частности мостам, в связи с прогрессирующим в текущее время развитием инфраструктуры на территории Российской Федерации уделяется большое внимание. Конструкциям мостов, особенно железобетонным, приходится работать в крайне неблагоприятных условиях. В первую очередь влияют различного рода агрессивные воздействия окружающей среды (хлоридное воздействие, карбонизация, перепады температуры, воздействие микроорганизмов, противогололёдных реагентов и т. д.). Также не стоит забывать о статических и динамических нагрузках и воздействиях, оказывающих влияние на мостовые сооружения в процессе их эксплуатации, часто интенсифицирующих процесс коррозионного износа конструктивных элементов транспортных сооружений. Для решения проблемы коррозии железобетонных сооружений было решено применить комплексный подход - использовать совместно базальтовую фибру и комплексную пластифицирующе-гидрофобизирующую добавку. Целью является повышение прочностных характеристик, а также показателей долговечности железобетонных конструкций, работающих в агрессивных условиях северной части Российской Федерации. Посредством эксперимента были определены эффекты применения базальтового дисперсно-армирующего компонента совместно с комплексной пластифицирующе-гидрофобизирующей добавкой Basf MasterCast 414. В качестве основного объекта исследования выступают физико-механические показатели цементного камня с добавлением комплексной пластифицирующей и гидрофобизирующей добавки и базальтового дисперсно-армирующего компонента (базальтовой фибры). К методам, применяемым для проведения эксперимента, относятся: аналитический метод с вариативностью выбора компонентов, сравнительный метод с соотношением показателей полученных данных, лабораторный эксперимент с применением специального оборудования в соответствии с нормативными документами. Основными результатами исследования являются выводы о возможности комплексного использования базальтовой фибры и комплексной пластифицирующей и гидрофобизирующей добавки, показатели прочности на сжатие и прочности на растяжение при изгибе, а также рассчитываемый коэффициент трещиностойкости образцов кубиков и балок.

Большое количество регионов РФ испытывают дефицит качественных каменных материалов, что определяет их высокую стоимость и, как следствие, увеличение стоимости дорожного строительства. Снизить стоимость строительства конструктивных слоев дорожной одежды автомобильных дорог возможно за счет использования в качестве конструктивного слоя укрепленных грунтов из местных материалов. Такой подход позволяет не только снизить стоимость строительства, а также и повысить эксплуатационные качества автомобильной дороги в целом. Показано, что замещение части слоев дорожной одежды укрепленными грунтами приводит к снижению стоимости строительства автомобильных дорог на 15-25 %. Рассмотрено использование минеральных и органических вяжущих для консолидации частиц грунта, особенности возникающих при этом связей. Показано, что с увеличением объемов промышленного производства, расширением номенклатуры крупнотоннажных отходов появилась возможность вовлечения различных отходов (шлаки металлургии и химического производства, золы от сжигания топлива, шламы химических производств и т. п.) в дорожное строительство, при этом возможно эффективно влиять на структурообразование в грунтобетонах. Проведенные предварительные аналитические исследования на кафедре «Автомобильные дороги и мосты» Пермского национального исследовательского политехнического университета показали, что для этих целей можно использовать отходы АО «Березниковский содовый завод», АО «Минерально-химическая компания ЕвроХим», АО «СИБУР-Химпром, ПАО «МЕТАФРАКС»: в мелкодисперсном состоянии отходы данных предприятий можно применять для повышения несущей способности грунта за счет управления химических, физических и механических процессов взаимодействия отходов и грунта. Предварительно проведенные исследования по использованию высокоосновных отходов показали хорошие результаты при укреплении суглинков Березниковского района Пермского края.

Использование активных минеральных добавок совместно с суперпластификаторами является необходимым для достижения высоких физико-механических характеристик бетона. Использование побочных продуктов, получаемых в различных отраслях промышленности, способствуют развитию устойчивого строительства за счет сокращения отходов. Приведен литературный обзор исследований, посвященных влиянию техногенных минеральных добавок совместно с пластификатором, на свойства бетона, обеспечивающие долговечность материала. Каждая минеральная добавка обладает определенными свойствами и по-разному влияет на реологию, гидратацию, микроструктуру и, как следствие, на физико-механические свойства бетона. Долговечность бетона можно прогнозировать путем задания его определенного состава, включающего регулирование компонентов состава бетонной смеси, ее реологии, а также задания определённых характеристик затвердевшего бетона, включающего показатели прочности, морозостойкости, коррозионной стойкости, карбонизации и других свойств. Прогнозирование долговечности особенно актуально для транспортных бетонных конструкций и сооружений, зачастую подвергающихся суровым условиям эксплуатации. Активные минеральные добавки в небольших пропорциях, как правило, положительно влияют на структуру и прочность цементного камня бетона, а также на такие эксплуатационные свойства, как стойкость к проникновению хлоридов ионов, предотвращение щелочно-кремнеземной реакции между щёлочью и заполнителем. Зола-уноса и гранулированный доменный шлак обладают пуццолановыми свойствами и меняют кинетику гидратации цемента, действуя как инертные частицы на ранних стадиях гидратации. Микрокремнезем, побочный продукт производства кремниевых сплавов, является высокоэффективной пуццолановой добавкой в бетоне благодаря небольшому размеру частиц и высокому содержанию кремнезема, что приводит к увеличению прочности и снижению проницаемости. Однако его эффективность зависит от дозировки: оптимальный диапазон составляет 15-20 % от массы цемента для высокопрочных бетонов.