Бетоны с добавками гиперпластификаторов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

может происходить как на микроскопические, так и на макроскопические расстояния в пределах образца. Если же диэлектрик содержит полярные молекулы, то они будут повернуты электрическим полем. Всю эту группу явлений обычно называют диэлектрической поляризацией. С другой стороны, в реальных диэлектриках небольшое количество зарядов способных не только перемещаться на дальние расстояния в электрическом поле, но и разряжаться, доходя до электродов, или переходить в металлические электроды. Эту группу явлений называют электропроводностью.

Первый процесс характеризуется диэлектрической проницаемостью вещества, а второй - электропроводностью. Обе эти характеристики зависят от свойств вещества. Различие ме^ду электропроводностью и поляризацией может быть установлено лишь в постоянном электрическом поле. В переменном электрическом поле эти процессы смешиваются, и различие ме^ду ними становится условным. Как явление поляризации жидких диэлектриков, так и явление их электропроводности тесно связаны со строением молекул жидкости. Кроме того, на характер протекания данных процессов значительное влияние оказывает частота приложенного напряжения.

Таким образом, измерение импеданса на различных частотах позволяет производить контроль состава компонентов трансформаторного масла и делать выводы о наличии или отсутствии повреждений в трансформаторе.

Список литературы:

1. Методические указания по обнаружению повреждений в силовых трансформаторах с помощью анализа растворенных в масле газов. - М.: СПО «Союзтехэнерго», 1979.

2. Цирель Я.А., Поляков B.C. Эксплуатация силовых трансформаторов на электростанциях и в электросетях. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Ляпиков Ю.С. Физико-химические методы анализа. - М.: Химия, 1984.

4. Львов М.Ю., Кутлер П.П. Физико-химические методы в практике оценки состояния силовых трансформаторов в условиях эксплуатации: учеб.-метод. пособ. - М.: ИУЭ ГУУ, ВИПК-энерго, ИПК госслужбы, 2003.

БЕТОНЫ С ДОБАВКАМИ ГИПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ © Изотов B.C.*, Ибрагимов P.A.4

Казанский государственный архитектурно-строительный университет,

г. Казань

Представлены результаты исследований влияния комплексных модификаторов на основе поликарбоксилатных гиперпластификаторов на

* Заведующий кафедрой «Технологии, организации и механизации строительства», доктор технических наук, профессор.

* Преподаватель.

свойства цементного теста, цементно-песчаного раствора и тяжелого бетона. Дана сравнительная оценка эффективности отечественных и зарубежных гиперпластификаторов.

В последнее время широкое внимание уделяется новому поколению пластификаторов - гиперпластификаторов на основе эфиров поликарбок-силатов и полиакрилатов [1, 2].

Настоящая работа посвящена изучению особенностей влияния гиперпластификаторов на основе эфиров поликарбоксилатов на свойства цементного камня, раствора и бетона.

Нами проведены испытания следующих широкораспространнех пластифицирующих добавок: Мобет марки 2, Sika® ViskoCrete®-20 HE и Sika® ViskoCrete®-5 Neu, Антигидрон марки 5, Одолит-Т, Одолит-К, Одо-лит-KW, Remicrete SP10. Произведена оценка их эффективности в сравнении с добавкой отечественного суперпластификатора С-3.

Добавка Мобет марки 2 (далее Мобет-2) произведена на ООО «Бийск-химстройматериалы» по ТУ 2600-003-54575429-2008. Данная добавка представляет собой жидкость темно-коричневого цвета. Плотность - 1.058 кг/дм3.

Добавка Sika® ViskoCrete®-20 HE (далее Sika 20НЕ) и Sika® Visko-Crete®-5 Neu (далее Sika 5Neu) представляют собой желтоватую жидкость, плотность 1.085 кг/л, значение pH 4.7 + 1.0. Отвечают требованиям к водоредуцирующим добавкам и гиперпластификаторам EN 934-2, а также требованиям ТУ 2493-002-13613997-2007. Основа - водный раствор модифицированного поликарбоксилата.

Антигидрон марки 5 «Жидкий гиперконцентрат» (далее Антигидрон-5) -жидкая добавка для бетона и цементно-песчаных смесей уплотняющего и пластифицирующее-водоредуцирующего действия, дополнительно содержащая высококачественный импортный гиперпластификатор. Полностью растворима в воде. Отсутствие хлора позволяет использовать добавку для армированных бетонов. Рекомендуемый расход добавки 1-1,5 % от массы цемента.

Гиперпластификаторы Одолит-К, Одолит-Т и Одолит-KW представляют собой высокоэффективный концентрат пластификатора 1-ой группы с ускоряющим и самоуплотняющим действием на основе специальных карбоксилатов, без содержания солей. Рекомендуемая дозировка добавки Одолит-К - 1 %, Одолит-Т - 1-2 %, Одолит-KW - 0.8-1.2 % по жидкому веществу от массы цемента.

Добавка Remicrete SP10 (далее SP10) представляет собой бесцветную жидкость, плотностью 1.07 кг/л. Рекомендуемая дозировка - 0.3-2.9 % по жидкому веществу от массы цемента. Основа - водный раствор модифицированного поликарбоксилата, а также полиакрилового эфира.

Добавка С-3 производства Владимирского завода ЖБК представляет собой порошок светло-коричневого цвета со специфически выраженным запахом, насыпной вес колеблется от 650 до 750 кг/м3 в зависимости от

полидисперсности. Производится по ТУ 5870-002-58042865-05. Химический состав - полинафталинметиленсульфонат или метиленбис (нафталин-сульфонат) натрия.

Для установления общих закономерностей влияния гиперпластификаторов на свойства цементных композиций в работе использовали портландцемент ПЦ400-Д20 Вольского завода, и портландцемент ПЦ400-Д20 Ульяновского завода, состав которых приведен в табл. 1.

Таблица 1

Процентное содержание главных окислов Содержание основных минералов Содержание добавок, %

8102 М2О3 Ре203 СаО С3$ С2$ С3А С4АБ Опока 803

22.55 4.75 4.7 65.04 57 21 4.6 14 8 2.2

Результаты исследований влияния добавок на нормальную густоту цементного теста и сроки схватывания по ГОСТ 310.3-76 [3] приведены в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п Содержание добавок, % Нормальная густота цементного теста, % Сроки схватывания, мин

Мобет-2 81ка 20НЕ 81ка 5№и Антигидрон-5 Одолит-К, Одо-лит-К^ Одолит-Т 8Р10 С- 3 начало конец

1 - - - - - - - - 0.26* 0.27 155* 135 295* 285

2 0.8 - - - - - - - 0.21 0.22 248 234 392 378

3 1 - - - - - - - 02 0.213 256 242 403 387

4 1.2 - - - - - - - 0.1925 0.2075 269 258 415 400

5 1.4 - - - - - - - 0.1875 0.1998 291 274 433 408

6 - 0.6 - - - - - - 0.205 0.22 245 231 348 322

7 - 0.8 - - - - - - 0.1975 0.213 262 246 382 365

8 - 1 - - - - - - 0.19 0.205 289 272 419 396

9 - - 0.8 - - - - - 0.1975 0.2106 269 254 374 356

10 - - 1 - - - - - 0.1925 0.205 291 276 403 391

11 - - 1.2 - - - - - 0.19 0.202 326 304 428 407

12 - - - 0.8 - - - - 0.2275 0.2403 228 212 342 328

13 - - - 1 - - - - 0.2225 0.2322 244 228 368 352

Продолжение табл. 2

№ п/п Содержание добавок, % Нормальная густота цементного теста, % Сроки схватывания, мин

Мобет-2 81ка 20НЕ 81ка 5№и Антигидрон-5 Одолит-К, Одо-лит-^ Одолит-Т 8Р10 С- 3 начало конец

14 - - - 1.2 - - - - 0.22 0.229 258 239 390 374

15 - - - 1.4 - - - - 0.2175 0.225 276 261 405 395

16 - - - - 0.8 - - - 0.21 0.22 245 231 395 384

17 - - - - 1 - - - 02 0.215 259 232 409 384

18 - - - - 1.2 - - - 0.1925 0.2081 266 246 417 402

19 - - - - 1.4 - - - 0.1875 0.2011 290 268 435 407

20 - - - - - 1 - - 0.2225 85.6 % 248 231 371 335

21 - - - - - 1.2 - - 0.22 0.23 262 246 395 354

22 - - - - - 1.3 - - 0.2185 0.2273 281 263 413 386

23 - - - - - - 0.6 - 0.217 0.226 240 219 387 372

24 - - - - - - 0.8 - 0.21 0.218 254 230 409 392

25 - - - - - - 1 - 0.1975 0.205 269 251 434 406

26 - - - - - - - 0.8 0.205 0.216 159 132 284 257

Примечание: * - над чертой приведены показатели для портландцемента Вольского завода; под чертой - портландцемента Ульяновского завода.

Из данных табл. 2 видно, что наибольшим водоредуцирующим действие обладают добавки Мобет-2, Одолит-К и Oдoлит-KW при дозировке 1.4 % от массы цемента. Наименьшим водоредуцирующим свойством обладает добавка С-3.

Все добавки замедляют процесс начала и конца схватывания цементного теста, при этом наибольшим влиянием на начало схватывания обладает добавка Мобет-2 при дозировке 1.4 %, а на конец схватывания - добавка Одолит-К и Oдoлит-KW при дозировке 1.4 % от массы цемента.

Для определения влияния добавок Одолит-К, С-3, 81ка 20НЕ, 81ка 5№и на водопотребность растворной смеси и физико-механические свойства растворов выполнены испытания цементно-песчаного раствора по ГОСТ 310.4-81 [4].

Применялся песок обогащенный с модулем крупности Мкр = 2. Приготавливались растворные смеси равной консистенции состава 1:3 при рас-плыве конуса 110 мм. Добавки вводилась в растворную смесь с водой за-творения. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Таблица 3

Содержание добавок, % Прочность цементно-песчаного раство-

Ср. плотность раствора, кг/м3 ра (МПа) в возрасте, сут

№ Одолит- С- 81ка 81ка В/Ц 7 28

К 3 20НЕ 5№и при изгибе при сжатии при изгибе при сжатии

1 2330* 0.42* 4.05* 23.56* 4.96* 29.54*

2330 0.425 3.98 23.26 4.98 28.94

2 0.8 2340 0.332 4.65 29.04 5.16 39.42

2340 0.344 4.58 28.76 5.01 39.04

3 1 2370 0.318 5.74 36.3 6.21 47.2

2370 0.323 5.52 35.9 6.09 46.8

4 1 2370 0.334 5.82 39.42 5.84 43.2

2370 0.344 5.64 38.85 5.79 43.4

5 1.2 2370 0.32 6.54 51.8 7.05 54.2

2370 0.318 6.48 51.3 6.93 54.1

6 1.4 2370 0.312 6.11 46.6 6.39 49.7

2370 0.323 6.05 46.2 6.28 49.4

7 0.8 2370 0.35 5.62 34.7 5.6 38.3

2370 0.353 5.48 34.3 5.4 38.1

8 1 2370 0.316 5.81 37.2 6.32 48.1

2370 0.319 5.74 36.9 6.28 48.2

9 1.2 2370 0.313 4.84 29.46 5.25 39.9

2370 0.315 4.75 29.34 5.21 37.6

Примечание: * - над чертой приведены показатели для портландцемента Вольского завода; под чертой - портландцемента Ульяновского завода.

Из данных, приведенных в табл. 3 видно, что при введении исследуемых добавок снижается водоцементное отношение растворной смеси на 20-25.7 %. При этом наибольшее снижение водоцементного отношения достигается при введении добавки Одолит-К в количестве 1.4 % от массы цемента (на 25.7 %) на Вольском портландцементе, в то время как при введении добавки С-3 водопотребность снижается только на 17 %.

Снижение водопотребности растворной смеси приводит и к повышению прочности раствора в возрасте 7 суток. При этом прочность при изгибе раствора нормального твердения в возрасте 7 суток с добавками значительно выше, чем без них. При этом прочность при изгибе с добавкой Одолит-К увеличивается на 44-51 %, с добавкой С-3 - на 39 %, ас добавками 81ка 20НЕ и 81ка 5№и - на 15-42 % и 19-43 % соответственно.

Прочность при сжатии с добавкой Одолит-К увеличивается на 67-98 %, с добавкой С-3 - на 47 %, а с добавками 81ка 20НЕ и 81ка 5№и - на 2354 % и 25-58 % соответственно.

Прочность при изгибе и сжатии раствора нормального твердения в возрасте 28 суток, также как и в возрасте 7 суток, значительно выше с добавками, чем без них. При этом прочность при изгибе с добавкой Одолит-Кувеличивается на 18-29 %, с добавкой С-3 - на 13 %, ас добавками 81ка 20НЕ и 81ка 5№и - на 4-25 % и 6-27 % соответственно.

Прочность при сжатии раствора с добавкой Одолит-К увеличивается на 46-68 %, с добавкой С-3 - на 30 %, а с добавками 81ка 20НЕ и 81ка 5№и - на 33-60 % и 35-63 % соответственно.

Наилучшие показатели как по водоредуцирующему эффекту, так и по повышению прочности раствора нормального твердения достигаются при содержании добавки Одолит-К в количестве 1.2 % от массы цемента.

Изучено влияние добавок на физико-механические свойства тяжелого бетона нормального твердения в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток. Для эксперимента принят производственный состав бетонной смеси марки М350 с осадкой конуса 8-9 см (Ц = 450 кг/м3, П = 595 кг/м3, Щ = 1140 кг/м3). Заполнителями служили обогащенный песок Камского месторождения с модулем крупности 2.7, щебень из гравия Камского месторождения фракции 5-20мм. Вода добавлялась в бетонную смесь до достижения равной подвижности по ГОСТ 7473-94 [5].

Содержание добавок в бетонных смесях составило: «Одолит-К^> - 1 %, «Одолит-Т» - 1.3 %, «С-3» - 0.8 %, «81ка 20НЕ», «81ка 5№и», «8Р 10» - 1 % от массы цемента. Добавки вводились в растворную смесь с водой за-творения. Водоцементное отношение состава без добавки составило 0.46, с добавкой «Oдoлит-KW» - 0.33, с добавкой «Одолит-Т» - 0.35, с добавками «81ка 20НЕ», «81ка 5№и», «8Р 10» - 0.34, а с добавкой «С-3» - 0.39. Контрольные образцы - кубы с размерами 10 х 10 х 10 см сразу после изготовления помещались в камеру нормального хранения и испытывались через 1, 3, 7, 28 суток. Результаты испытаний приведены в табл. 4.

Таблица 4

№ п/п Содержание добавок, % Ср. плотность бет. смеси, кг/м3 Прочность при сжатии (МПа) бетона в возрасте, сут.

Одолит-Т с- 3 81ка 20НЕ 81ка 5№и Одолит- 8Р 10 1 3 7 28

1 - - - - - - 2370 7.52* 6.65 18.05* 18.50 29.38* 24.70 36.8* 33.45

2 1.3 - - - - - 2475 10.83 9.64 25.27 26.09 40.25 35.3 48.57 44.86

3 - 0.8 - - - - 2460 9.78 8.65 23.15 23.68 37.4 31.62 46.4 42.82

4 - - 1 - - - 2475 10.9 9.64 25.7 26.09 41.1 34.83 50.2 46.7

5 - - - 1 - - 2475 11.1 9.9 26.0 26.45 41.7 35.32 50.9 46.83

6 - - - - 1 - 2475 12.44 11.04 28.25 28.67 44.51 37.8 54.93 51.4

Продолжение табл. 4

№ Содержание добавок, % Ср. плотность бет. смеси, кг/м3 Прочность при сжатии (МПа) бетона в возрасте, сут.

п/п Одолит-Т С- 3 Sika 20HE Sika 5Neu Одолит-KW SP 10 1 3 7 28

7 - - - - - 1 2475 12.09 10.7 28.08 28.36 42.16 35.57 52.3 47.59

Примечание: * - над чертой приведены показатели для портландцемента Вольского завода; под чертой - портландцемента Ульяновского завода.

Из табл. 4 видно, что все изучаемые добавки повышают прочность бетона во все сроки твердения. Однако наибольший прирост прочности в первые трое суток обеспечивается при введении добавки Одолит-KW (на 56 %). В указанные сроки при введении добавки С-3 прочность бетона повышается на 28 %, с добавкой SP10 - на 55 %, с добавками Sika 20НЕ и Sika 5Neu - на 42 % и 44 % соответственно, а с добавкой Одолит-Т - на 40 %.

В возрасте 28 суток нормального твердения прочность при сжатии с добавками повышается с 36.8 до 54.8 МПа, т.е. на 49 %. При этом наибольшее повышение прочности достигается при введении добавки Одолит-KW в количестве 1 % от массы цемента (на 49 %). При введении добавки С-3 прочность повышается на 26 %, с добавкой SP10 - на 42 %, с добавками Sika 20НЕ и Sika 5Neu - на 36 % и 38 % соответственно, а с добавкой Одолит-Т - на 32 %.

Список литературы:

1. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. - М.: Издательство АСВ, 2006. - 368 с.

2. Изотов B.C., Соколова Ю.А. Химические добавки для модификации бетона. - М.: Издательство «Палеотип», 2006. - 243 с.

3. ГОСТ 310.3-76 (2003). Цементы. Методы определения нормальной густоты и сроков схватывания и равномерности изменения объема.

4. ГОСТ 310.4-81 (2003). Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.

5. ГОСТ 7473-94. Смеси бетонные. Технические условия.

МОДЕЛЬ АКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА МАССИВ ЛИПКОЙ ПОРОДЫ

© Козбагаров Р.А.*

Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, Республика Казахстан, г. Алматы

* Доцент кафедры «Автомобили, дорожная техника и стандартизация», кандидат технических наук, доцент.