ПОДВИЖНОСТЬ И УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА В ПРИСУТСТВИИ ДОБАВОК Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 666.942.2:691.322 Боровикова С.О., Потапова Е.Н.

ПОДВИЖНОСТЬ И УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА В ПРИСУТСТВИИ ДОБАВОК

Боровикова Светлана Олеговна, студентка 1 курса магистратуры факультета химической технологии вяжущих и композиционных материалов, e-mail: sveta_borovekova@mail.ru;

Потапова Екатерина Николаевна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры химической технологии композиционных и вяжущих материалов;

Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20

Свойства строительных растворов и бетонов в значительной степени определяются характеристиками растворных и бетонных смесей. Определяющими среди них являются подвижность и улобоукладываемость, которые можно регулировать при использовании различных функциональных добавок. Ключевые слова: бетонные смеси, функциональные добавки, подвижность, удобоукладываемость.

MOBILITY AND FORMABILITY OF THE CEMENT PASTE IN THE PRESENCE OF ADDITIVES

Borovikova S.O., Potapova E.N.

D.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia

The properties of mortars and concretes are largely determined by the characteristics of mortar and concrete mixes. Defining among them are mobility and formability, which can be regulated by using various functional additives. Keywords: cement past, functional additives, mobility, formability.

Строительство - одно из ключевых отраслей. И для возведения домов или других сооружений необходимо использовать цемент, как один из основных компонентов бетонной смеси. Из цемента необходимо сделать заготовку - цементное тесто. Оно характеризуется способностью минеральных вяжущих веществ при затворении их водой или водными растворами солей образовывать массы в виде теста. Со временем цементное тесто превращается в цементный камень, который длительное время сохраняет прочность.

Качество свежезатворенного раствора определяется в первую очередь его удобоукладываемостью. Это такая способность раствора укладываться на основание тонким однородным слоем. Различают два вида удобоукладываемого раствора - «мягкий» и «жесткий». Отличие их в том, что «мягкий» раствор заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью, а «жесткий» -соприкасается лишь на отдельных участках [1].

Удобоукладываемость зависит [1]:

• от степени подвижности свежеизготовленного раствора;

• от водоудерживающей способности, предохраняющий раствор от расслоения.

Еще одно свойство цементного раствора - это подвижность. Подвижностью называют способность смеси растекаться только за счет веса материала. Данное свойство ключевое при оценке допуска раствора к использованию на конкретном объекте.

Подвижность имеет установленную

классификацию текучести. Чем более текучий бетон, тем лучше он заполняет объемную и густую арматуру в опалубках сложных конфигураций.

Растворы разделяются на малоподвижные и высокоподвижные. Первые не применяются без вибропрессования и добавления пластификаторов. Малоподвижными считаются композиции, в составе которых меньше упомянутых компонентов [2].

Подвижность смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Эту зависимость можно наблюдать из таблицы 1 [2].

Таблица 1. Подвижность рабочей смеси на основе цемента

Подвижность Усадка конуса, см

П1 1-5

П2 5-10

П3 10-15

П4 15-20

П5 Больше 20

Так, малоподвижные композиции - от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.

Применяются различные методы,

определяющие подвижность бетонной смеси, которые различаются сложностью получения результатов. Осадка конуса - самый быстрый метод. В соответствии с ним определяется, насколько усаживается цементный раствор, предварительно сформированный в конус. Используется конусообразная металлическая форма с высотой 300±2 мм, малым диаметром 100±2 мм и большим -200±2 мм, внутренним объемом 7 л [3].

На рисунке 1 представлена схема проведения данного метода [4].

Рис.1. Схема осадки конуса бетона

Поскольку исследование заключается в разработке рабочей смеси с хорошей удобоукладываемостью и подвижностью, то данный метод необходим для проведения этой работы [5].

Для исследования был взят портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н, наполнитель речной песок Богаевский 1 класса просеянный и следующие добавки: гиперпластификатор МеШих 1641 Б, редиспергируемый полимерный порошок Утпараз 5010 N.

Были составлены три рабочие смеси, для которых определили водопотребность и сроки схватывания. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Свойства рабочей смеси на основе цемента

Состав Содерж ание, % Нормаль ная Сроки схватывания, мин

густота,

% начало конец

ПЦ - 30 20 53

ПЦ+Melflux 1641 F 0,3 26 28 95

ПЦ+Melflux 1641 F+ +Vinnapas 5010 N 0,3 + 0,2 24 37 178

ПЦ+Песок + Melflux 50 + 0,3 15 23 109

1641 F

Данные содержания добавок и наполнителя были выбраны исходя из оптимальных значений по сравнению с другими концентрациями. Таким образом концентрация МеШих 1641 Б - 0,3 %, Утпара8 5010 N -0,2 % и наполнителя - 50 %.

Результаты исследований показали, что введение 0,3 % гиперпластификатора МеШих 1641 Б увеличивает сроки схватывания. При добавлении 0,2 % Утпара8 5010 N наблюдается увеличение начала схватывания от 20 до 37 мин и конца схватывания от 53 до 178 мин.

Водопотребность составов по сравнению с портландцементом уменьшается, особенно у состава с содержанием 50 % речного песка. Добавление песка сокращает расход цемента и воды, что является положительной характеристикой.

На основе этих составов был проведен метод осадки конуса в лабораторных условиях. На рисунке 2 можно наблюдать полученные результаты.

Рис.2. Расплыв конуса цементного теста с добавками: вверху слева - с Melflux 1641 F; вверху справа - с Melflux 1641 F и Vinnapas 5010 N; внизу - Melflux 1641 F и песок На верхней фотографии слева видны незначительные изменения. Усадка конуса составляет 1 см и с течением времени с ним не происходило никаких изменений.

На верхней фотографии справа цементное тесто усело на 4 см (если высота конуса 6 см) и в дальнейшем, примерно через 5 мин, растеклось.

Из нижнего рисунка видно, что рабочая смесь очень подвижная, так как после снятия конуса растеклась мгновенно.

Таким образом можно сделать вывод, что подвижность и удобоукладываемость зависит от вида добавок и введения наполнителя в портландцемент. Из представленных составов наилучшими требованиями обладает рабочая смесь представленная на картинке б. На картинке а состав получился малоподвижным, есть вероятность плохого прохождения, например, через насосы. На картинке в состав является с хорошей удобоукладываемостью, но с высокой подвижностью. Нужно получить такой состав, чтобы усадка была минимальной, но само цементное тесто было удобоукладываемым.

Литература

1. Строительные материалы. Качество, подвижность, удобоукладываемость, водоудерживающая способность строительных растворов [Электронный ресурс] - режим доступа: http://www.advicehouse.ru (дата обращения: 23.04.2018).

2. Баженов Ю.М. Технология бетона: учеб. Пособие для вузов - 2-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 1987. С. 615.

3. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Национальный стандарт РФ. Испытания бетонной смеси. Часть 2. Определение осадки конуса. Москва, Стандартииформ. ГОСТ 57809 2017/EN 12350-2:2009.

4. Рисунок 1. Схема осадки конуса бетона. © Copyright 2014-2018. - режим доступа: http://tolkobeton.ru. (дата обращения: 23.04.2018).

5. Боровикова С. О., Торшин А. О., Потапова Е. Н. Создание пластичного состава на основе цементного вяжущего //Успехи в химии и химической технологии. -2017. - Т. 31. - №>. 3 (184).