Сравнительные исследования влияния различных пластифицирующих добавок на свойства тяжелого бетона Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 666.972.16

Н.Р.Хабибуллина, Н.М.Красиникова, М.Г.Габидуллин

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Суперпластификатор С-3, представляющий собой водный раствор синтетического продукта, содержащего в основном сульфированный нафталинформальдегидный олигомер, некоторое количество карбоциклического сульфированного продукта и сульфата натрия, широко применяется на заводах по производству изделий из тяжелого бетона для увеличения подвижности бетонных смесей, приготовления и укладки высокоподвижных (литых) смесей или для снижения расхода воды с повышением прочности, плотности и коррозионной стойкости бетона [1]. Однако высокая стоимость суперпластифицирующей добавки С-3 (стоимость 1 т С-3 составляет 17,6 тыс.руб.) существенно влияет на стоимость продукции из тяжелого бетона.

ООО "СКТ-Стандарт" (г. Новозыбков, Брянская область) предложена комплексная добавка для бетонов "Универсал-П-2" (стоимость 1 т "Универсал-П-2" составляет 7,95 тыс.руб.). Добавка "Универсал-П-2" является ускорителем твердения бетона и эффективным пластификатором 2 группы с воздухововлекающим действием. В соответствии с "Инструкцией по применению добавки комплексной для бетонов "Универсал-П-2", применение добавки позволяет производить железобетон без пропарки (за 24-36 часов

достижение 70%-ной нормируемой прочности изделия, снижение энергозатрат на 98%), экономить цемент до 20%, повысить морозостойкость и водонепроницаемость на 1-2 марки, уменьшить расслаиваемость бетонной смеси, повысить удобоукладываемость, подвижность, снизить водопотребность и т. д.

С целью изучения эффективности использования комплексной добавки "Универсал-П-2" для производства железобетонных изделий проведены сравнительные исследования прочности цементного камня, цементно-песчаного раствора и тяжелого бетона с разным содержанием "Универсал-П-2" и С-3.

По технологии производства железобетонных изделий на ООО "ЖБК 2МС" особые условия предъявляются к ранней прочности бетона. В связи с этим в работе особое внимание уделено изучению влияния добавок на прочность в 1-суточном возрасте.

Результаты испытаний образцов цементно-песчаного (1:3) раствора в 1-сут возрасте с различным содержанием С-3 и "Универсал-П-2" представлены в табл. 1 и на рис. 1. Для изготовления образцов использовали Вольский цемент М500 с содержанием трехкальциевого алюмината 4-5%.

Таблица 1

Результаты испытаний образцов цементно-песчаного раствора в 1-сут возрасте

(цемент М500 с сод. трехкальциевого алюмината 4-5%)

№ Вид добавки Количество, % от массы цемента Прочность при , 2 сжатии, кг/см Прочность при изгибе, , 2 кг/см

1 - - 42 8,2

2 С-3 0,2 39,2 9,4

3 С-3 0,4 42,3 10

4 С-3 0,7 62,3 11,6

5 У-П-2 0,5 36,3 7,3

6 У-П-2 0,6 41,6 8

7 У-П-2 0,7 44,6 9

50

Количество добавки, %

—♦— С-3 (прочность при изгибе)

—■— С-3 (прочность при сжатии)

—Д—У-П-2 (прочность при изгибе)

—н—У-П-2 (прочность при сжатии)

Рис.1. Изменение прочности при сжатии и изгибе образцов цементно-песчаного раствора (1:3) в 1-сут возрасте в зависимости от содержания добавок "Универсал-П-2" и С-3

Результаты испытаний образцов цементного камня с различным содержанием добавок С-3 и "Универсал-П-2" в 1-сут возрасте представлены в табл.2 и на рис.2.

Для изготовления образцов использовали Ульяновский цемент марки 400 с содержанием трехкальциевого алюмината 8%.

Таблица 2

Результаты испытаний образцов цементного камня в 1-сут возрасте

(цемент марки 400 с сод. трехкальциевого алюмината 8%)

№ Вид добавки Количество, % от массы цемента Прочность при сжатии, кг/см2

1 - - 72,3

2 С-3 0,2 48,3

3 С-3 0,4 58,6

4 С-3 0,7 66,4

5 У-П-2 0,5 78

6 У-П-2 0,6 86

7 У-П-2 0,7 85

—♦- -С-3

■ У-П-2

Рис.2. Изменение прочности при сжатии образцов цементного камня в 1-сут возрасте с различным содержанием добавок С-3 и "Универсал-П-2"

Из данных, представленных на рис. 1 и в табл.1, видно, что прочность образцов цементно-песчаного (1:3) раствора на основе портландцемента М500 с содержанием трехкальциевого алюмината 4-5%, содержащих С-3, превышает прочность образцов, содержащих "Универсал-П-2". Результаты испытаний образцов цементного камня, изготовленных на цементе М400 с содержанием трехкальциевого алюмината 8% (табл.2, рис.2), показывают, что введение добавки "Универсал-П-2" в количестве 0,5, 0,6, 0,7% от массы цемента позволяет повысить прочность при сжатии на 8, 19 и 17%, соответственно, а введение С-3 в количестве 0,2, 0,4 и 0,7% от массы цемента снижает прочность при сжатии на 33, 19 и 9% соответственно. Это связано, вероятно, с тем, что в соответствии с "Инструкцией по применению комплексной добавки для бетонов " Универсал-П-2" максимальный эффект от

применения добавки "Универсал-П-2"достигается при дополнительных требованиях к исходным материалам, в частности, рекомендуется применять цементы с высоким содержанием трехкальциевого алюмината.

Результаты исследования влияния добавок С-3 и "Универсал-П-2" на подвижность бетонной смеси и прочность при сжатии образцов бетона представлены в табл.3. За рабочий был принят состав бетона - БСГ В22,5 П2 Б50 (на 1 м3 бетона: цемент -451 кг, щебень - 896 кг, ПГС - 912 кг, С-3 - 0,7% от массы цемента), используемый ООО "ЖБК-2МС" для производства заборов.

Кинетика нарастания прочности при сжатии образцов бетона с содержанием С-3 и "Универсал-П-2" 0,7% от массы цемента представлены в табл.4 и на рис.3.

Таблица 3

Влияние добавок С-3 и "Универсал-П-2" на подвижность бетонных смесей и прочность

при сжатии образцов бетона

Расход цемента (на 1м3 бетонной смеси) Расход воды (на 1 м3 бетонной смеси) Вид добавки Кол-во добавки (% от массы цемента) В/Ц ОК, см Я1, кг/см2 Я28, кг/см2

451 205 - - 0,45 9 102,9 377

451 162 С-3 0,7 0,36 9 158,7 489

451 162 У-П-2 0,5 0,36 6 150 451

451 162 У-П-2 0,6 0,36 6 161,5 452

451 162 У-П-2 0,7 0,36 7 164,1 456

Таблица 4

Кинетика нарастания прочности на сжатие (кг/см2) образцов бетона с содержанием С-3 и "Универсал-П-2" 0,7% от массы цемента

Вид добавки Время испытаний, ч

10 24 30 36 48 72 672 (28 сут) 425 329

С-3 6,5 88 143,5 190 209 318

У-П-2 3,9 115,6 143 173,2 165,3 312

Рис.3. Кинетика нарастания прочности на сжатие (кг/см2) образцов бетона с содержанием С-3 и "Универсал-П-2" 0,7% от массы цемента

Из данных, приведенных в табл. 3, видно, что при одинаковом водоцементном отношении бетонные смеси с добавкой С-3 имеют большую подвижность, чем с добавкой "Универсал-П-2". Результаты испытаний образцов бетона на прочность при сжатии показали (табл.3,4, рис.3), что прочность образцов с добавкой "Универсал-П-2" в 1-сут возрасте больше, чем с добавкой С-3, а в 28-суточном возрасте - наоборот.

Выводы:

1. Сравнительные исследования влияния добавок С-3 и "Универсал-П-2" на свойства тяжелого бетона показали большую эффективность С-3. Бетонные смеси с добавкой С-3 имеют большую подвижность, а образцы бетона имеют большую прочность при сжатии в 28-суточном возрасте, чем с добавкой "Универсал-П-2". Однако показатели подвижности и прочности при сжатии бетона

с добавкой "Универсал-П-2" находятся в заданных пределах (П2, В22,5). Кроме того, применение добавки "Универсал-П-2" экономически более эффективно по сравнению с С-3 (стоимость "Универсал-П-2" на 55% ниже С-3).

2. В 1-суточном возрасте прочность при сжатии образцов бетона с добавкой "Универсал-П-2" превышает прочность образцов бетона с добавкой С-3.

2. Добавка "Универсал-П-2" может быть рекомендована для увеличения подвижности без снижения прочности тяжелого бетона при производстве железобетонных изделий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: 1987. - 414с.