Исследование прочности и долговечности мелкозернистого бетона с использованием вторичного минерального сырья

<jats:p>Замещение природного песка и части клинкерного вяжущего вторичным минеральным сырьём меняет структуру мелкозернистого бетона неодинаково по разным критериям долговечности, и это расхождение остаётся вне поля зрения при проектировании составов. Прочность и морозостойкость реагируют на введение золошлаковой смеси, отсева дробления бетонного лома и молотого кирпичного боя противоположно карбонизационной стойкости, из-за чего оценка по одному показателю завышает ресурс материала. Цель работы – количественно связать вид и долю вторичного компонента с прочностью, морозостойкостью и прогнозным сроком службы мелкозернистого бетона по критерию карбонизации. Построена авторская модель прочности с факторным разложением методом цепных подстановок, выполнен расчёт морозостойкости по ГОСТ 10060-2012 и прогноз глубины карбонизации для шести составов. Замещение 20% песка золошлаковой смесью повышает остаточную прочность после 200 циклов замораживания и оттаивания с 90,9 до 93,7%, одновременно сокращая прогнозный срок службы при защитном слое 20 мм с 85 до 59 лет. Расхождение показывает, что вторичное сырьё смещает лимитирующий механизм деградации к карбонизации, а требуемая толщина защитного слоя становится функцией доли замещения.</jats:p> <jats:p>The replacement of natural sand and part of the clinker binder with secondary mineral raw materials alters the structure of sand concrete unevenly across durability criteria, and this divergence stays outside the field of view in mix design. Strength and frost resistance respond to ash-slag mixture, crushed concrete screenings and ground ceramic brick in a manner opposite to carbonation resistance, so an assessment based on one indicator overstates the service potential of the material. The aim is to relate the type and proportion of the secondary component to the strength, frost resistance and predicted service life of sand concrete under the carbonation criterion. An author's strength model with factor decomposition by chain substitutions has been built, frost resistance calculated against GOST 10060-2012, and carbonation depth predicted for six mixes. Replacing 20% of the sand with ash-slag mixture raises the residual strength after 200 freezing and thawing cycles from 90.9 to 93.7%, while reducing the predicted service life at a 20 mm cover from 85 to 59 years. The divergence shows that secondary raw materials shift the limiting degradation mechanism towards carbonation, and the required cover thickness becomes a function of the replacement ratio.</jats:p>