Разработка наномодифицированных быстротвердеющих клинкероэффективных бетонов на основе композиционных портландцементов

Показано, что существенное снижение углеродного следа в технологии строительства может быть достигнуто за счет производства клинкероэффективных бетонов на основе композиционных портландцементов. Исследования показали, что неравномерное распределение фракций заполнителя и увеличение их удельной поверхности приводят к повышенному водопотреблению, расслоению, водоотделению бетонной смеси и снижению прочности бетона. Для достижения более высокой плотности упаковки зерен заполнителя был реализован подход, основанный на оптимизации гранулометрического состава компонентов бетонной смеси. Установлено, что повышение ранней прочности бетонов на основе низкоэмиссионных композиционных цементов достигается за счет применения поликарбоксилатных (PCE) суперпластификаторов и щелочно-сульфатной активации. Для установления взаимосвязи между экологическими и техническими свойствами бетона была определена клинкерная эффективность. Повышение прочности модифицированного бетона на основе композиционного портландцемента CEM II/B-M 32.5 R (коэффициент клинкера 0,65) позволяет значительно снизить удельный расход клинкера на единицу прочности — до 4,5–3,0 кг/(м³ МПа), при соответствующей интенсивности выбросов CO₂ 3,9–2,6 кг CO₂/(м³ МПа). Существенная интенсификация процессов раннего структурообразования в наномодифицированных клинкероэффективных бетонах обеспечивается комплексным подходом, включающим оптимизацию состава компонентов и введение PCE-суперпластификатора и наномодификаторов. С помощью метода лазерной дифракции доказано, что основной вклад в развитие удельной поверхности наномодифицированной цементирующей матрицы вносят ультратонкие частицы нано-SiO₂ (Kisa = 761,2 мкм⁻¹ об.%). Установлено, что синергетическое сочетание минеральных добавок в композиционном портландцементе и комплексного наномодификатора нано-SiO₂ + C–S–H–PCE обеспечивает повышенную раннюю прочность (R c = 6,4 МПа через 12 ч) и получение быстротвердеющего бетона класса прочности C50/60 (fcm2/fcm28 = 0,51). Таким образом, имеются основания утверждать, что это...