THE INFLUENCE OF QUARTZ POWDER AND MINERAL ADDITIVES ON THE PROPERTIES OF HIGH STRENGTH CONCRETE
Authors: Александрова О.В. , Нгуен Д.В.К. , Булгаков Б.И. , Петропавловская В.Б. 
Published: July 2024

Настоящая работа посвящена исследованию влияния на механические свойства бетона материалов, доступных на местных рынках Вьетнама, а именно: тонкомолотого кварцевого песка (кварцевая мука-Км), суперпластификатора (СП) и промышленных отходов, таких как зола-унос (ЗУ) и микрокремнезём (МК). Основной целью исследования было получение высокоэффективного бетона с использованием преимущественно местных материалов для достижения предела прочности при сжатии более 80 МПа. Материалы и методы. В исследованиях использовались следующие материалы: сульфатостойкий портландцемент PC40 (тип V) компании Luks Cement Limited (Вьетнам); ультрадисперсный микрокремнезем (МК) фирмы Sikacrete® PP1 - Sika Limited (Вьетнам); золаунос (ЗУ) тепловой электростанции PhaLai (Вьетнам); крупный и мелкий заполнители. В ходе работы реализованы методы, с помощью которых были определены прочность бетона на сжатие, прочность на осевое растяжение и прочность на растяжение при изгибе. Результаты. Для получения бетонов более плотной и однородной структуры с высокой прочностью оптимальные дозировки минеральных добавок, частично замещающих цемент в бетонной смеси, составляют 30 % золы-уноса и 10 % микрокремнезема, а также 20 % кварцевой муки вместо части мелкого заполнителя. Выводы. На основе результатов исследований был сделан вывод, что высокопрочный бетон, содержащий в своём составе минеральные добавки – микрокремнезём и золууноса, а также тонкомолотый кварцевый порошок и суперпластификатор, обладает высокой прочностью за счёт снижения пористости цементного камня и улучшения сцепления между ним и заполнителем. Полученные высокопрочные бетоны могут быть использованы при строительстве высотных зданий, мостов, транспортных туннелей и других подземных сооружений благодаря достижению высокой ранней прочности и обеспечению требуемой долговечности в условиях воздействия агрессивных сред, а также из-за сокращения стоимости и сроков строительства.

The research examines the effect of the construction materials available on the Vietnamese market on the mechanical characteristics of concrete. The research particularly focuses on fineground quartz sand (quartz flour-Km), superplasticizing agent (SA) and industrial waste such as furnace dust (FD) and silica fume (SF). The main research objective was to obtain high-efficiency concrete using mainly local materials to achieve compression strength of more than 80 mPa. Materials and methods. The following materials were used in the research: sulphate-resisting portland cement PC40 (type V) by Luks Cement Limited (Vietnam); ultra-disperse silica fume (CF) by Sikacrete® PP1; Sika Limited (Vietnam); furnace dust (FD) by PhaLai thermal electric power station (Vietnam); coarse and fine aggregate. As part of the research, the relevant methods were used to determine the compression strength of concrete, direct tensile strength and bending tensile strength. Results. In order to produce a denser and more homogeneous structure with a high strength, the optimum dosing of mineral additives that partially replace cement in a concrete mixture was used: 30 % of furnace dust and 10 % of silica fume, as well as 20 % quartz flour instead of fine aggregate. Findings. Based on the results of the research, it was concluded that high-performance concrete with mineral additives such as silica fume and furnace dust; and fine quartz powder and superplasticizing agent, has high strength by reducing the porosity of the cement stone and improving the adhesion between the aggregate. The obtained high-strength concrete can be used in constructing high-rise buildings, bridges, transport tunnels and other underground installations by achieving high early strength and the required durability under the influence of corrosive environment, as well as due to the cost and construction period reduction.