Пенобетонные смеси с ускоренными сроками схватывания Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Рахимбаев Ш. М., д-р техн. наук, проф., Аниканова Т. В. канд. техн. наук, ст. преп.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова

ПЕНОБЕТОННЫЕ СМЕСИ С УСКОРЕННЫМИ СРОКАМИ СХВАТЫВАНИЯ

pogrom7@yandex.ru

Установлено, что введение добавок позволяет сократить время начала схватывания и конца схватывания, введение добавки поташ - М в небольшом количестве позволит ускорить процесс изготовления пенобетонных изделий. При практически одинаковой стоимости поташ - Млучше влияет на пенобетонную систему, чем поташ.

Ключевые слова: начало схватывания, конец схватывания, пенобетонные смеси, средняя плотность, прочность._

В настоящее время известно много ускорителей схватывания. Все они достаточно хорошо исследованы и широко применяются в производстве строительных материалов, в частности бетонов [4, 5]. Однако, при использовании известных добавок в производстве пенобетонных изделий они ведут себя иначе. Пенообразователь при добавлении в систему, содержащую другие химические добавки может оказать на свойства цементных систем иное влияние, чем когда второй добавки нет.

ГОСТ 25489-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» [1] рекомендует ряд добавок для регулирования структурообразования, нарастания пластической прочности, ускорения твердения и пластифицирующие добавки. Од-

ной из таких добавок является калий углекислый (поташ).

Добавки модифицированный поташ (далее - поташ М) и калий углекислый (поташ) в цементных системах проявляют себя, как ускорители процессов схватывания и структурообразо-вания. В пеноцементных системах в качестве пенообразователя используются различные ПАВ.

Прежде чем вводить эти добавки в пеноце-ментную смесь, проверялось их влияние на стойкость и кратность пены. В качестве пенообразователя использовался товарный синтетический пенообразователь, выпускаемый СПО «Щит» г. Шебекино - «Пеностром». Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние добавок поташ - М и поташ на стойкость и кратность пены

Конц. поташ - М, %

ПО, 0 0,1 0,3 0,5

% Ст. Кр. Ст. Кр. Ст. Кр. Ст. Кр..

2-00 9,87 1-50 8,49 2-00 8,81 2-00 8,98

0,10 поташ, %

2-00 9,87 2-00 8,82 2-10 9,45 2-00 9,66

Как видно из приведенных экспериментальных данных добавки поташ - М и поташ не оказывают существенного действия на стойкость и кратность пены. Из таблицы 1 видно, что при введении добавок стойкость пены практически не изменяется и составляет около двух часов. Этого времени достаточно, чтобы в пено-цементной системе начался процесс схватывания. Это позволит устранить причину усадки свежеприготовленной низкоплотной пенобетон-ной массы, которая обусловлена избытком межпленочной жидкости, так как не весь ее объем равномерно заполняется твердой вяжущей фазой.

Влияние добавок на водопотребность и сроки схватывания пеноцементной системы определялись в соответствии с требованиями

ГОСТ 310.3 - 76 «Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема» [2] и представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Влияние добавок поташ - М и поташ

на водопотребность пеноцементной смеси

Состав Нормальная густота, %

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО 25,63

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,1% поташ - М 24,33

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,3% поташ - М 25,13

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,5% поташ - М 25,75

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,1% поташ 23,83

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,3% поташ 25,0

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,5% поташ 25,75

Таблица 3

Влияние добавок поташ - М и поташ на сроки схватывания пеноцементной смеси_

Состав Начало схватывания, Конец

ч - мин. схватывания, ч - мин.

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО 1 - 40 4 - 20

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,1% поташ - М 0 - 40 3 - 05

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,3% поташ - М 0 - 16 2 - 05

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,5% поташ - М 0 - 14 1 - 05

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,1% поташ 0 - 10 3 - 15

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,3% поташ 0 - 10 0 - 42

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,5% поташ 0 - 10 0 - 25

Как видно из таблиц 2 и 3, обе добавки ускоряют схватывание. Следует отметить, что сокращается не только время начала схватывания, но и его конец. Поташ оказывает грубое действие на систему, т.е. при увеличении дозировки резко сокращает процесс схватывания. Поташ - М действует более мягко. Это связано с наличием в составе поташ - М иона водорода.

Рассмотрим влияние этих добавок на плотность и прочность пенобетонных изделий. Результаты исследований представлены на рисунках 1, 2 и в таблице 4. На рис. 1 и 2 видно, что при увеличении дозировки поташ - М с 0,1% до 0,4% плотность образцов снизилась до 335 кг/м3, при содержании добавки 0,5%, снижение плотности составило 6,4%. Введение в систему поташа в количестве 0,1; 0,3% снизило плотность образцов до 330 кг/ м3, то есть на 7,8%. А увеличение содержания добавки до 0,5% привело к росту плотности образцов. Видно, что поташ снижает плотность пенобетонных образцов сильнее, чем поташ - М, при дозировке 0,1, 0,3%. Средняя плотность образцов определялась в соответствии с требованиями ГОСТ [1], предел прочности при сжатии и изгибе определялась в соответствии с требованиями ГОСТ [3].

Результаты исследований стандартных образцов на прочность при сжатии показали, что при увеличении дозировки поташ с 0,1% до 0,5% прочность при сжатии в возрасте 28 суток резко снижается. Так при введении 0,5% добавки прочность в возрасте 28 суток лишь на 5% больше прочности в возрасте 3 суток. При увеличении поташ - М с 0,1% до 0,5% прочность при сжатии в возрасте 28 суток практически не изменяется и составляет 0,57 МПа. Это представляет практический интерес, так как прочность при введении добавки не изменяется, а плотность снижается на 6,4%.

Введение добавок позволяет сократить время начала схватывания и конца схватывания. Это представляет практический интерес, так как введение добавки поташ - М в небольшом количестве позволит ускорить процесс изготовления пенобетонных изделий. При практически одина-

ковой стоимости поташ - М лучше влияет на пенобетонную систему, чем поташ.

365

360

355

350

345

340

335

330

358___ 360

""" <.359

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Содержание добавки поташ - М,%

0,6

Рис. 1. Влияние добавки поташ - М на плотность пенобетона

365

360 355

"г

* 350

н о

0 и

ё 345

к

с

1 340

и &

О

335 330 325

363

•• 358

330 330 /

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Содержание добавки поташ, %

Рис. 2. Влияние добавки поташ на плотность пенобетона

0,6

0

Таблица 4

Влияние добавок на прочность п

}и сжатии: а) поташ - М, б) поташ

Состав Прочность при сжатии серии из трех образцов, МПа (в возрасте, сут.)

3 7 28

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО 0,48 0,52 0,57

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,1% поташ - М 0,44 0,48 0,52

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,3% поташ - М 0,44 0,48 0,57

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,5% поташ - М 0,39 0,44 0,52

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,1% поташ 0,39 0,413 0,41

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,3% поташ 0,35 0,43 0,412

ПЦ 500Д0 + 0,1 ПО + 0,5% поташ 0,36 0,39 0,38

Достоинство поташа - М перед поташом состоит также в том, что первая соль содержит вдвое меньше щелочного элемента, способствующего высолообразованию, чем поташ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 25485 - 89 Бетоны ячеистые. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1989.- 15 с.

2. ГОСТ 310.3 - 76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. -М.: Изд-во стандартов, 1978.- 7 с.

3. ГОСТ 310.4 - 81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. - М.: Изд-во стандартов, 1983.- 11 с.

4. Меркин А.П. Ячеистые бетоны: научные и практические предпосылки дальнейшего развития / А.П. Меркин // Строительные материалы. - 1995. - № 2. - С.11-15.

5. Синица М.С. Влияние структуры пори-зованного бетона на его деформации и прочность / М.С. Синица, А.А. Лаукайтис, А.В. Ду-дик // Строительные материалы. - 2002. - № 11. - С. 32-34.