CC BY
53
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 691.32
С. В. МАКСИМОВ, Р. А. КУДРЯШОВА, В. Ю. РЯБЦЕВ
ПРИМЕНЕНИЕ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРА «ПОЛИПЛАСТ СП-3»
В КОНСТРУКЦИОННОМ КЕРАМЗИТОБЕТОНЕ
%
Рассмотрены вопросы по использования нового суперпластификатора в конструкционном керам-зитобетоне с целью повышения удобоукладываемости бетонной смеси и снижения расхода цемента при неизменной её подвижности.
Приводятся результаты эксперимента, показывающие преимущества использования добавки в лёгкие бетоны.
Ключевые слова: суперпластификатор, удобоукладываемость, керамзитобетон, плотность добавки, расход цемента.
Бетон третьего тысячелетия - это модифицированный бетон. Основными модификаторами бетонов и растворов служат добавки различной природы. Использование добавок определённого качества и в оптимальном количестве позволяет сознательно управлять процессами структурооб-разования и создавать высокофункциональные бетоны. Также композиты обладают высокой прочностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, высокой био- и химической стойкостью [1].
Суперпластификаторы и сильнопластифици-рующие добавки, открытые в 30-е годы прошлого столетия, заняли особое место в модификации бетонных и растворных смесей. Являясь разжи-жителями и высокоэффективными пластификаторами бетонных и растворных смесей, они по-
оогъпаъгънг
ж.
ПГЧТЛ
А 1^X1
ГТГ>ГМ1ТЛЛ'
гчаоит-гу
рииДИЛ/!
ттпоиау
у илииг 1ЛЛ
о и
1 IV
сколько раз повысить подвижность таковых против исходной, не вызывая при этом снижения прочности бетона или раствора при сжатии.
Пластифицирующий эффект определяется также изменением воды сольватных оболочек частиц новообразований цемента. При адсорбции ПАВ на поверхности твёрдой фазы количество воды сольватных оболочек уменьшается, а количество свободной воды возрастает. Это ведёт к улучшению реологических характеристик смеси, но несколько замедляет процессы струк-турообразования и твердения цемента.
Добавки-разжижители, находясь в адсорбированном на зёрнах цемента и новообразованиях
Максимов С. В., Кудряшова Р. А., Рябцев В. К)., 2010
состояний, создают «сферический» эффект отталкивания. Этот эффект, обусловленный формами цепей и характером зарядов на поверхности зёрен цемента и гидратов, является причиной длительного сохранения жизнеспособности бетонных и растворных смесей [2].
Такое механическое действие суперпластификаторов в 3...4 раза повышает подвижность бетонной смеси.
В настоящее время на строительном рынке стали появляться новые виды пластифицирующих добавок, не включённые в действующие нормативные документы [3] и техническую литературу по применению химических добавок в бетонах. Например, добавка для бетонов и строительных растворов суперпластификатор «Полипласт СП-3», выпускаемая ООО «Пол и пласт Новомосковск» г. Новомосковска Тул!
. Л1/Л1 I ЛА ПП 1
иилаиш
в соответствии с ТУ 5870-006-58042865-05.
Внешний вид добавки - микрогранулы коричневого цвета; применяется в виде водного раствора, характеризующегося рН 2.5% водного раствора - 7,0, с массовой долей ионов хлора 0,1%.
В соответствии с паспортом на добавку повышение марки бетонной смеси составляет от 3 до 21 см.
Задачей нашей работы было исследование свойств этой добавки на реологические свойства керамзитобетонной смеси и определение возможности применения суперпластификатора с целью повышения прочности керамзитобетона без изменения подвижности бетонной смеси.
Эксперименты проводились с использованием местных строительных материалов. В качестве вяжущего применялся портландцемент марки 400,
Таблица 1
Составы керамзитобетона и результаты испытаний контрольных образцов
Расчётная марка бетона Номер серии Расходы материалов на 1 м3 бетона -------- Фактическая подвижность О.К.,см Прочность при сжатии, К14сут, кг/см2 фактическая Прочность при Я28 суг, кг/см2 расчетная Средняя плотность р1\ кг/м3
Цемент М 400 1 Керамзит М 800 Песок кварц., кг ц «Ч я « о сс «Полипласт СП - 3» • р = 1,14 г/см3, л
200 200 1 2 313 289 626 580 626 580 278 210 -3,73 1 -2 1 -2 121,5 178,1 153,1 224,4 1675 1662
250 250 1 2 353 375 591 601 585 599 280 228 6,91 1 -2 1 -2 180.5 235.6 148,7 296,9 1785 1801
300 300 1 2 513 575 638 717 490 546 286 242 10,6 1 -2 1 -2 201,2 289,5 253,5 364,8 1879 1989
350 350 1 2 537 629 576 648 325 375 294 274 11,6 1 -2 1 -2 205,8 326,6 259,3 411,5 1725 1938
крупного заполнителя - керамзитовый гравий М 800 с прочностью в цилиндре IV1 = 4,ШПа, определённые в соответствии с ГОСТ 9758 - 86 [4]; мелкого заполнителя - природного кварцевого песка Кучуровского месторождения с модулем крупности Мкр= 1.81, по ГОСТ 8736-93 [5].
Проверка влияния химической добавки проводилась на конструкционном керамзитобетоне марок 200, 250, 300 и 350.
Подбор состава керамзитобетона каждой марки осуществлялся по методике, приведённой в «Руководстве по подбору составов конструкционных лёгких бетонов на пористых заполнителях» [6], принимая во внимание характеристики материалов, приведённых ранее. При этом состав каждой марки рассчитывался для двух серий образцов - первой серии без добавки, а второй серии с добавкой водного раствора суперпластификатора с плотностью р = 1,14 г/см .
В таблице 1 приведены составы керамзитобетона исследуемых марок.
Расход добавки суперпластификаторов в нормативной литературе ограничивается в пределах от 0,3 до 1,0% от массы цемента в пересчёте на сухое вещество.
Нами был принят максимальный расход добавки, равный примерно 1,0% от Ц. Первый эксперимент был проведён с целью проверки изменения удобоукладываемости керамзитобетонной смеси одного состава, отличающегося только наличием исследуемой добавки в количестве 1,0% от массы цемента, который показал изменение марки бетонной смеси в сторону увеличения от 2
до 19 см, что фактически соответствует показателю, указанному в паспорте на добавку.
Удобоукладываемость бетонной смеси фактическая в основном эксперименте принята равной I - 2 см осадки стандартного конуса. Для контроля удобоу кл ад ы ваемость ко нтрол и ро вал ась та кже прибором Красного, измеряемая в процессе уплотнения контрольных образцов, которая соответствовала осадке стандартного конуса во всех составах и находилась в пределах от 10 до 20 секунд. При этом визуально отмечалось заметное улучшение эластичности и связанности бетонной смеси с введением суперпластификатора.
Следует отметить, что фактические составы керамзитобетонов, приведённые в табл. 1, отличаются от расчётных, а также отличаются расходом воды в составах первой и второй серии.
При смешивании компонентов бетонных смесей во второй серии вода затворения вводилась в 2 этапа: сначала половину расчётного количества воды смешивали с расчётным расходом водного раствора добавки, а затем вода добавлялась до обеспечения требуемой подвижности по осадке стандартного конуса. Как видно из таблицы, общий расход воды и добавки в бетоне второй серии значительно отличаются от расхода воды в 1-й серии, при этом наибольшее расхождение наблюдается в составах с меньшим расходом цемента.
Изменение прочности керамзитобетона на сжатие в марочном возрасте Я при введении в состав бетонной смеси исследуемого суперпластификатора наглядно видно на графиках, приведённых на рис. 1. Для всех марок бетона введение
- - ------- — - — —----—----------- — — - —"W - --• — — WW ■ ■ w «W <ш *rv I -WW-» • f
Расход цемента, U, кг/мЗ
Рис.1. Влияние добавки «Полипласт СП - 3» на прочность керамзитобетона при неизменной
удобоукладываемости бетонной смеси, равной 1 - 2 см 1 - без пластификатора; 2 - С «Полипласт СП - 3»
1,0% пластификатора приводит к повышению прочности бетона на 40-50% при одном и том же расходе цемента.
Заключение:
1. Применение в конструкционном керам-зитобетоне суперпластификатора «Полипласт СП-3» максимального количества, соответствующего 1% от массы Ц в пересчёте на сухое вещество, приводит к значительному повышению марки бетонной смеси по удобоукладываемости (от 2 до 19 см).
2. Использование «Полипласта СП-3» воз-
%ЛГ\ЩЛПЗГ\ Т^О ЪГУТГСЬ Л I тл ГТППТ ГГПАТ1МЛЛТ11 ТГСЬ
шилхии V/ ЦЦЧ^О I и!и 1 VI 1 П/1 П IV V
рамзитобетона, которое может достигать 40-50% по сравнению с бетоном без добавки при условии его максимальной дозировки.
3. Для рекомендации к внедрению исследованной химической добавки в производство необходимо провести технико-экономический анализ её применения с учётом стоимости добавки и стоимости сэкономленного расхода цемента.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Касторных, Л. Н. Добавки в бетоны и
строительные растворы : учебно-справочное пособие / Л. Н. Касторых. -Ростов-на Дону : Феникс, 2005-221 с.
2. Ушеров-Маршак, А. В. Методологические аспекты современной технологии бетона /
А. В. Ушеров-Маршак, Бабаевская Т. В. и др. // Бетон и железобетон. - 2002. - № 1. - С. 5-7.
3. ГОСТ 24211-91 Добавки для бетонов. Общие технические требования. Взамен ГОСТ 24211-80. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 17 с.
4. ГОСТ 9758 - 86 Заполнители пористые неорганические для строительных работ. - М. : Изд-во стандартов, 1987. - 60 с.
5. ГОСТ 8736 - 93 Песок для строительных работ. Технические условия. - М. : Изд-во стандартов, 1995. - 12 с.
6. Руководство по подбору составов конструкционных лёгких бетонов на пористых заполнителях. - М. : Стройиздат, 1975. - 60 с.
Максимов Сергей Валентинович, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Строительное производство и материалы» УлГТУ. Имеет монографии, учебник, учебные пособия и статьи, изобретения и патенты в области строительных материалов. Кудрлшова Розалия Алексеевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительное производство и материалы» УлГТУ. Область научных интересов - строительные материалы и технологии га производства. Рябцев Вадим Юрьевич, студент 3 курса УлГТУ} специальность «Промышленное и гражданское строительство».
