Научная статья на тему 'Влияние дозировки редиспергируемых порошков на свойства мелкозернистого бетона после многократного замораживания-оттаивания'

Влияние дозировки редиспергируемых порошков на свойства мелкозернистого бетона после многократного замораживания-оттаивания Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
400
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ / РЕДИСПЕРГИРУЕМЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПОРОШКИ / СЦЕПЛЕНИЕ С ОСНОВАНИЕМ / МОДУЛЬ УПРУГОСТИ / ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ / ЦИКЛЫ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ / DRY BUILDING MIXES / REDISPERSIBLE POLYMER POWDERS / ADHESION TO THE BASE / ELASTIC MODULUS / TENSILE STRENGTH / FREEZING AND THAWING CYCLES

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Несветаев Г. В., Долгова А. В.

Введение РПП до 3% от массы сухой бетонной смеси сопровождается снижением предела прочности мелкозернистого бетона на сжатие в возрасте 28 суток до 37%, а после 75 циклов замораживания и оттаивания до 46%. Снижение предела прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток составило до 25%, после 75 циклов до 23%. Зависимость начального модуля упругости бетона от предела прочности на сжатие практически не изменяется после 75 циклов замораживания-оттаивания. Максимальное повышение сцепления с бетонным основанием после 28 суток твердения в НУ и после 75 циклов замораживания-оттаивания составило 26%. Повышение дозировки РПП до 3% приводит к снижению начального модуля упругости МЗБ до 26% после 28 суток твердения в НУ и до 32% после 75 циклов замораживания-оттаивания.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Несветаев Г. В., Долгова А. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The effect of dosage of redispersible powders on the properties of fine-grained concrete after repeated freezing-thawing

The introduction of RPP to 3% by weight of the dry concrete mixture is accompanied by a decrease in the compressive strength of fine-grained concrete aged from 28 days to 37%, and after 75 cycles of freezing and thawing up to 46%. The decrease in tensile strength in bending at the age of 28 days was 25%, after 75 cycles up to 23%. The dependence of the initial modulus of elasticity of concrete on the compressive strength remains virtually unchanged after 75 cycles of freezing and thawing. The dependence of the adhesion of MZB to the concrete base with increasing dosage of RPP is ambiguous. The maximum increase in adhesion to the concrete base after 28 days of curing in NU and after 75 cycles of freezing and thawing was 26%. An increase in RPP dosage to 3% leads to a decrease in the initial elastic modulus of MZB to 26% after 28 days of curing in NU and to 32% after 75 cycles of freezing and thawing.

Текст научной работы на тему «Влияние дозировки редиспергируемых порошков на свойства мелкозернистого бетона после многократного замораживания-оттаивания»

Влияние дозировки редиспергируемых порошков на свойства мелкозернистого бетона после многократного замораживания-

оттаивания

1 2 Г.В. Несветаев , А.В. Долгова

2

2

1 Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону

Аннотация: Введение РПП до 3% от массы сухой бетонной смеси сопровождается снижением предела прочности мелкозернистого бетона на сжатие в возрасте 28 суток до 37%, а после 75 циклов замораживания и оттаивания до 46%. Снижение предела прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток составило до 25%, после 75 циклов - до 23%. Зависимость начального модуля упругости бетона от предела прочности на сжатие практически не изменяется после 75 циклов замораживания-оттаивания. Зависимость сцепления МЗБ с бетонным основанием с ростом дозировки РПП неоднозначная. Максимальное повышение сцепления с бетонным основанием после 28 суток твердения в НУ и после 75 циклов замораживания-оттаивания составило 26%. Повышение дозировки РПП до 3% приводит к снижению начального модуля упругости МЗБ до 26% после 28 суток твердения в НУ и до 32% после 75 циклов замораживания-оттаивания.

Ключевые слова: сухие строительные смеси, редиспергируемые полимерные порошки, сцепление с основанием, модуль упругости, предел прочности, циклы замораживания и оттаивания.

Широко применяемые при производстве строительных работ для получения строительных растворов различного назначения сухие строительные смеси (ССС) как правило, содержат в составе редиспергируемый полимерный порошок (РПП), который, по декларации производителей, улучшает свойства строительных растворов [1-6]. Изучено влияние дозировки РПП на свойства строительного раствора (мелкозернистого бетона - МЗБ) после 28 суток твердения в нормальных

условиях (НУ) и после 75 циклов замораживания-оттаивания по первому методу ГОСТ 10060 (Приложение Ж СП28.13330).

Оценка влияния вида цемента и модифицирующих добавок на свойства МЗБ после 75 циклов замораживания-оттаивания произведена с использованием следующих материалов:

- ЦЕМ I 42,5 Н ЗАО «Подгоренский цементник» (ПЦ-1), ЦЕМ I 52,5 Н ЗАО «Осколцемент» (ПЦ-2), ЦЕМ I 42,5 Н СС АО «Подольск-Цемент» (ПЦ-3);

- водоудерживающая добавка - Яи110се11е 75 ЯТ 50000 (ВУ) в количестве 0,25% от массы ССС;

- редиспергируемый порошок УтауП 06 Р (РП-3), УтауП БЬ 11 Р (РП-4), УтпараБ 4042 Н (РП-5) в количестве до 3% от массы ССС.

Таблица № 1

Результаты определения строительно-технических свойств МЗБ

Строительно-технические свойства МЗБ, МПа

Дозировка РПП, % и к ° /

ПЦ-1 + РП-3 ПЦ-2 + РП-4 ПЦ-3+РП-5

¡л « к Я Яг Е0 Я сц Я75/ Я28 Я Яг Е0 Я сц Я75/ Я28 Я Яг Е0 Ясц Я75/ Я28

0 28 с 4,29 11975 1,06 21 5,43 13810 т 4,12 11530 0,87

75 ц 0 4 2

15,9 5,01 3 3 1,24 1,18 21,6 5,32 3 3 1,24 ,2 4,35 0 ^ 2 0,98 1,12

1 28 с 10,5 3,74 10010 17,2 4,64 12553 6!'! 3 4,06 11096 т

75 ц 0 7 3

12,0 4,27 3 ^ 0 1,07 0,91 00~ 4,64 9 ил 2 1,29 1,09 13,7 4, 4 о 1,27

2 28 с 12,7 4,28 10320 0,64 13,4 4,17 10382 3 4, 10097 1,12

75 ц 9 9 9903

11,6 4,15 3 ю 0 1,14 1,78 14,0 4,41 3 0 1,29 0,92 12,0 о 4, 0,96 0,85

3 28 с 10,9 3,59 8885 0,59 3 4, 10270 1,22 3 9475 1,16

75 ц 8932 4 9773

го о" 3,87 1,15 1,95 11,7 4,09 3 о 0,58 0,48 11,5 4,26 1,12 0,97

Во всех составах соотношение Ц: П принято 35:65. Изучено влияние дозировки РПП на такие свойства МЗБ, как предел прочности на сжатие Я по ГОСТ 310.4, предел прочности на изгиб по ГОСТ 310.4, начальный модуль упругости Е0 посредством измерения динамического модуля упругости ультразвуковым методом с последующим пересчетом [7], сцепление с бетонным основанием Ясц по ГОСТ 31356. Результаты испытаний представлены в табл.1.

На рис. 1 представлена зависимость предела прочности на растяжение при изгибе от предела прочности на сжатие = Г (Я).

Рис. 1. - Зависимость предела прочности МЗБ на растяжение при изгибе от предела прочности на сжатие НУ - в возрасте 28 суток; Б после 75 циклов замораживания-оттаивания

Из представленных в табл. 1 и на рис. 1 данных очевидно:

- зависимость = Г (Я) после 75 циклов замораживания-оттаивания несколько отличается от начальной после 28 сут твердения в НУ и характеризуется более низким значением показателя Я (0,77 против 0,91); -

- как известно, величина (1 - Я ) характеризует процент дисперсии, который

нельзя объяснить регрессией, после 28 сут твердения в НУ это значение составляет менее 10%, в связи с чем можно утверждать, что предел прочности на изгиб практически однозначно определяется пределом прочности МЗБ на сжатие;

- после 75 циклов замораживания-оттаивания величина (1 - R2) составила более 20%, что свидетельствует о влиянии некоторых других факторов, помимо предела прочности на сжатие, на зависимость Rf = Г после 75 циклов замораживания-оттаивания. Анализ зависимостей, представленных на рис. 1 показал их хорошее соответствие аналогичным зависимостям для МЗБ [8 - 10].

На рис. 2 и 3 представлены зависимости изменения предела прочности модифицированных МЗБ от дозировки РПП после 75 циклов замораживания-оттаивания. За относительную прочность принято отношение предела прочности после 75 циклов замораживания-оттаивания к пределу прочности после 28 сут твердения в НУ.

о

£ 0,85

0,8 -\-1-1-1-1-1-1-1

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

Доза РПП, %

Рис. 2. - Влияние дозировки РПП на изменение предела прочности на изгиб МЗБ после 75 циклов замораживания-оттаивания ПЦ-1; ПЦ-2; ПЦ-3 - цементы

Рис. 3. - Влияние дозировки РПП на изменение предела прочности на сжатие МЗБ после 75 циклов замораживания-оттаивания ПЦ-1; ПЦ-2; ПЦ-3 -цементы; Lim - допустимое снижение прочности по ГОСТ 10060

Из представленных на рис. 2 и 3 данных следует:

- характер изменения предела прочности на изгиб и сжатие с увеличением дозировки РПП у ПЦ-1 и ПЦ-3 похожий, у ПЦ-2 качественно отличается;

- общей тенденцией является снижение предела прочности МЗБ на сжатие при увеличении дозировки РПП после 75 циклов замораживания и оттаивания, причем предельная дозировка РПП, при которой происходит снижение предела прочности на сжатие ниже 95%, зависит от вида цемента;

- изменение предела прочности на изгиб на базе 75 циклов испытаний позволяет утверждать, что значительного развития деструктивных процессов не наблюдается;

- дозировка РПП до 2,5 % независимо от вида ПЦ практически не ухудшает прочностные показатели МЗБ после 75 циклов замораживания-оттаивания. Анализ результатов, представленных на рис. 2,3 показал, что известные закономерности изменения свойств бетонов, в т.ч. мелкозернистых, в т.ч.

полученных из ССС, в т.ч. с применением различных модификаторов [11 -13, 16,17], в принципе сохраняются и для исследованных МЗБ.

На рис. 4 представлено изменение величины начального модуля упругости МЗБ от предела прочности на сжатие после 28 сут твердения в НУ и после 75 циклов замораживания-оттаивания.

Рис. 4. - Зависимость начального модуля упругости МЗБ от предела прочности на сжатие НУ - после твердения 28 сут в НУ;

Б - после 75 циклов замораживания-оттаивания

Из представленных на рис. 4 данных очевидно, что 75 циклов замораживания-оттаивания практически не повлияли на характер зависимости модуля упругости МЗБ от предела прочности на сжатие, что подтверждает высказанное выше положение о том, что 75 циклов замораживания-оттаивания практически не нарушили структуру исследованных МЗБ. Анализ зависимости начального модуля упругости от предела прочности на сжатие исследованных МЗБ показал полное соответствие полученным ранее данным о количественном изменении начального модуля упругости МЗБ с модифицирующими добавками, в т.ч. РПП [14,15].

На рис. 5 представлена зависимость сцепления МЗБ с бетонным основанием от предела прочности бетона на растяжение при изгибе.

1,8 1,6

1,4

01

I 1 01

0,8 0,6 0,4

у = 0,2855х0'9119

№ = 0,1435

О

■ ■ о " -_---*

9- —-—---- О

о у = 0,4612х°'5адб № = 0,0485

о

о ■ 1111111

О НУ ■ Р

3,5 4 4,5 5 5,5 б

Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа

6,5

Рис. 5. - Зависимость сцепления МЗБ с бетонным основанием от предела

прочности на растяжение при изгибе

Из представленных на рис. 5 данных следует:

- отсутствует четкая зависимость между пределом прочности МЗБ на растяжение при изгибе и сцеплением с бетонным основанием;

- отмечается увеличение сцепления с бетонным основанием после 75 циклов по сравнению со значением сцепления в возрасте 28 суток в зависимости от вида цемента и дозировки РПП от 8 до 49%.

На рис. 6,7 представлена зависимость сцепления МЗБ с бетонным основанием от дозировки РПП.

Из представленных на рис. 6,7 данных следует:

- все испытанные составы независимо от вида цемента, дозировки РПП и условий выдерживания соответствуют классу С-1;

- составы на ПЦ-1 и ПЦ-3 соответствуют классу С-2 после 75 циклов замораживания-оттаивания;

1,6

1.4

1,2

0,8

0,6

0,4

п

\ □

• :

т ^ \ д \

О \ \ V.

11111

О НУ-ПЦ-1 - • - ПЦ-1 □ НУ-ПЦ-2

Д НУ-ПЦ-3

■С-1

■ С-2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,5

1,5

Доза РПП, %

2,5

Рис. 6. - Зависимость сцепления МЗБ с бетонным основанием от дозировки РПП С-1; С-2 - соответственно сцепление с основанием 0,5 и 1 МПа

Рис. 7. - Зависимость относительного сцепления МЗБ с бетонным основанием от дозировки РПП

- циклическое замораживание-оттаивание на базе 75 циклов практически не оказало негативного влияния на величину сцепления с основанием, за исключением ПЦ-2 при дозировке РПП 3%;

- резкое повышение относительного сцепления составов на ПЦ-1 связано не с повышением сцепления после замораживания-оттаивания, а с понижением сцепления с ростом дозы РПП после 28 сут твердения в НУ;

- повышение дозы РПП до 2-3 % в зависимости от вида цемента не влияет негативно на величину сцепления МЗБ с основанием после 75 циклов замораживания-оттаивания.

Выводы.

1. При введении РПП до 3% от массы сухой бетонной смеси МЗБ выявлено снижение предела прочности на сжатие в возрасте 28 суток до 37%, после 75 циклов до 46%, снижение прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток до 25%, после 75 циклов - до 23%;

2. Увеличение дозировки РПП до 3% снижает начальный модуль упругости МЗБ до 26% в возрасте 28 суток, а после 75 циклов замораживания-оттаивания до 32%.

3. 75 циклов циклического замораживания-оттаивания не оказывают негативного влияния на величину сцепления МЗБ с бетонным основанием.

Литература

1. Безбородов В.А., Белан В.И., Мешков П.И., Нерадовский Е.Г. Сухие смеси в современном строительстве - Новосибирск, 1998. - 94 с.

2. Корнеев В.И., Зозуля П.В. Сухие строительные смеси (состав, свойства): учеб. пособие. - М.: РИФ «Стройматериалы», 2010. - 320 с.

3. Шаменская Е.А., Орлова Т.Н. Плиточные сухие клеи и системы // Строительные материалы. 1999. №7-8. С. 14-16.

4. Цюрбригген Р., Дильгер П. Дисперсионные полимерные порошки - особенности поведения в сухих строительных смесях // Строительные материалы. 1999. №3. С. 10-13.

5. Захезин А.Е., Черных Т.Н., Трофимов Б.Я., Крамра Л.Я. Влияние редиспергируемых порошков на свойства цементных строительных растворов // Строительные материалы. 2004. №10. С. 6-8.

6. Голунов С. А. Модификация плиточных клеев редисперсионными полимерными порошками VINNAPAS // Строительные материалы. 2004. №3. С. 47-50.

7. Несветаев Г.В. Бетоны: учебно-справочное пособие. 2-е изд., перераб и доп. Ростов-на-Дону: Феникс, 2013. - 381 с.

8. Несветаев Г.В., Базоев О.К. Новая серия добавок в бетон производства НПП «Ирстройпрогресс» // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии: Материалы 4-й межд. конф. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2006. - С. 319-326.

9. Бычкова О.А. Клей быстрой фиксации на основе гипсоглиноземистого расширяющегося цемента и портландцемента // Инженерный вестник Дона, 2018, №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5102

10. Бычкова О.А. Быстротвердеющие стяжки на основе гипсоглиноземистого расширяющегося цемента и портландцемента // Инженерный вестник Дона, 2018, №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5103

11. Кудяков А.И., Зиновьев А.А., Дворянинова Н.В. Морозостойкие кладочные растворы пониженной плотности с добавками микрокремнезема и омыленного таллового пека // Вестник ТГАСУ. 2008. №4. С. 99-105.

12. Кудяков А.И., Белых С.А., Даминова А.М. Смеси сухие растворные цементные с микрогранулированной воздухововлекающей

добавкой // Строительные материалы. 2010. №1. С. 52-54.

13. Серова Р.Ф., Кожас А.К. Влияние модифицирования на морозо-и коррозиестойкость цементных материалов // Фундаментальные исследования. 2012. №9. С. 690-693.

14. Применение модификаторов с целью управления модулем упругости бетона / Новые научные направления строительного материаловедения: Академические чтения РААСН. - Белгород, 2005. - ч.2. -С. 51-57.

15. Несветаев Г.В., Ужахов М.А. Некоторые вопросы оценки качества клеев для плитки // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси.2007. №1. С. 64-66.

16. Ohama, Y. Handbook of polymer-modified concrete and mortars. Noyes Publications, Japan, 1995. 227 p.

17. Rajgelj, S. Cohesion aspects in rheological behavior of fresh cement mortars // Mater. et constr. 1985. №104. pp. 109-114.

References

1. Bezborodov V.A., Belan V.I., Meshkov P.I., Neradovskij E.G. Suxie smesi v sovremennom stroitel'stve [Dry mixes in modern construction]. Novosibirsk, 1998. 94 p.

2. Korneev V.I., Zozulya P.V. Suxie stroitel'ny'e smesi (sostav, svojstva): ucheb. posobie [Dry mixes (composition, properties): studies. benefit]. M.: RIF «Strojmaterialy'», 2010. 320 p.

3. Shamenskaya E.A., Orlova T.N. Stroitel'ny'e materialy'. 1999. №7-8. pp. 14-16.

4. Czyurbriggen R., Dil'ger P. Stroitel'ny'e materialy'. 1999. №3. pp. 10-13.

5. Zaxezin A.E., Cherny'x T.N., Trofimov B.Ya., Kramra L.Ya. Stroitel'ny'e materialy'. 2004. №10. pp. 6-8.

6. Golunov S.A. Stroitel'ny'e materialy'. 2004. №3. pp. 47-50.

7. Nesvetaev G.V. Betony': uchebno-spravochnoe posobie. 2-e izd., pererab i dop. [Concrete: a training and reference manual] Rostov-na-Donu: Feniks, 2013. 381 p.

8. Nesvetaev G.V., Bazoev O.K. Beton i zhelezobeton v tret'em ty'syacheletii: Materialy' 4-j mezhd. konf. Rostov-na-Donu: RGSU, 2006. pp. 319-326.

9. By'chkova O.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2018, № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5102

10. By'chkova O.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2018, № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5103

11. Kudyakov A.I., Zinov'ev A.A., Dvoryaninova N.V. Vestnik TGASU. 2008. №4. pp. 99-105.

12. Kudyakov A.I., Bely'x S.A., Daminova A.M. Stroitel'ny'e materialy'. 2010. №1. pp. 52-54.

13. Serova R.F., Kozhas A.K. Fundamental'ny'e issledovaniya. 2012. №9. pp. 690-693.

14. Novy'e nauchny'e napravleniya stroitel'nogo materialovedeniya: Akademicheskie chteniya RAASN. Belgorod, 2005. ch.2. pp. 51-57.

15. Nesvetaev G.V., Uzhaxov M.A. ALITinform: Cement. Beton. Suxie smesi. 2007. №1. pp. 64-66.

16. Ohama, Y. Handbook of polymer-modified concrete and mortars. Noyes Publications, Japan, 1995. 227 p.

17. Rajgelj, S. Mater. et constr. 1985. №104. pp. 109-114.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.