Калюжна О. В. Підвищення ранньої міцності бетону залізобетонних шпал комплексними добавками

Досліджено вплив добавок суперпластифікаторів-полікарбоксилатів та їх комплексних добавок з прискорювачами – електролітами та дисперсією гідросилікатів кальцію на ранню міцність бетону залізобетонних шпал. Встановлено, що застосування суперпластифікаторів-полікарбоксилатів дає змогу підвищити ранню міцність бетону після тепловологісної обробки, проте кожну добавку необхідно перевіряти на сумісність із застосованим цементом. Їх комплексні з прискорювачами добавки в умовах природного твердіння забезпечують підвищення ранньої міцності бетону, проте деякі з них, що прискорюють природне твердіння, можуть знизити міцність після ТВО і мають перед застосуванням перевірятись. Проведено електронно-мікроскопічні дослідження структури цементного каменю з добавками, встановлено, що добавка лише полікарбоксилату майже не змінює структуру продуктів гідратації. Комплексні добавки призводять до утворення додаткової кількості кристалогідратів AFm- та/або AFt-фаз. Розроблено схему розвитку процесу тужавлення і початкової стадії твердіння цементу без добавок або з добавками, за допомогою яких встановлений експериментальними дослідженнями найбільший прискорюючий ефект комплексної добавки полікарбоксилату та дисперсії гідросилікатів кальцію пояснено тим, що частинки дисперсії збільшують площу поверхонь, на яких відбувається кристалізація (конденсація) продуктів гідратації цементу, та забезпечують більш швидке заповнення ними прошарків між частинками цементу (мінеральних добавок, заповнювачів) з утворенням ланцюжків з електрогетерогенними контактами. В результаті потенціодинамічних та мікроскопічних досліджень встановлено, що добавки у досліджених дозуваннях не спричиняють корозійного впливу на сталеву арматуру. Досягнуто величини передаточної міцності 32 МПа для шпал через 24 год твердіння за малопрогрівним режимом 45 і через 2 доби природного твердіння. Запропоновано формулу економічної ефективності використання добавок для зниження енергоємності виробництва залізобетонних шпал.