CC BY
58
УДК 691.32
Р. А. Ибрагимов, Р. Р. Богданов, А. А. Мустафин
ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА
Ключевые слова: гидрофобизаторы, модификация, мелкозернистый бетон.
В статье приведены результаты экспериментальных исследований водорастворимых и водонерастворимых гидрофобизаторов на физико-механические свойства мелкозернистого бетона. Исследовано влияние гидрофо-бизаторов (ГФ) ФЭС-50, ГКЖ11К, Типром С, а также совместное введение ГФ ФЭС-50 и Типром С на прочность при сжатии и изгибе мелкозернистого бетона, также приведены данные испытаний модифицированного бетона на кинетику водопоглощения и морозостойкости. По результатам исследований установлено, что изучаемые добавки увеличивают морозостойкость на 100-250 циклов, особенно при высоких дозировках. Наибольшее влияние на увеличение марки по морозостойкости оказывает гидрофобизатор Типром С.
Keywords: hydrophobizator, modification, fine grained concrete.
The research data of the water-soluble and water-insoluble organosilicon compoundson themechanical-and-physical properties of the fine-grained concrete are listed in the article. The influence of the such hydrophobisators as PHES-50, GKZH11K, Tiprom C, and coadministration of the PHES-50 and Tiprom C on the compressive strength and bending resistance are listed, there also the test codes of modified concrete on the absorption of waterkinetics and freeze-thaw resistance are given. Based on the research findings there was revealed that the compounds increase the freeze-thaw resistance by 100-300 cycles, especially in a high gauging. The hydrophobisatorTiprom Chas the greatest influence on the increasing of the concrete's freeze-thaw resistance grade.
Введение
Одной из важных эксплуатационных характеристик, влияющих на срок службы конструкций зданий и сооружений из бетона, являетсяморозостой-кость. Введение кремнийорганических соединений в бетонные или растворные смеси совместно с водой затворения является эффективным способом повышения морозостойкости. При этом отмечается, что введение силиконатов натрия повышает трещино-стойкость бетона, при этом прочность при сжатии и изгибе не значительно отличается от контрольных составов [1-4].
В качестве гидрофобизаторов в экспериментальной части использованы кремнийорганические соединения водонерастворимое (ФЭС-50) и водорастворимые (Типром С и ГКЖ 11 К). Также, было исследовано влияние на свойства мелкозернистого бетона при совместном введениидобавок ФЭС-50 и Типром С в соотношении 1:1.
Для изучения влияния модификаторов на физико-механические свойствамелкозернистого бетона-использовался портландцемент марки ЦЕМ 11/А-К (Ш-П) 32,5Б ГОСТ 31108-2003 ЗАО «Ульяновскце-мент». Испытания проводили на цементном растворе согласно ГОСТ 310.4. В качестве гидрофобизато-ров нами использованы:
- модификатор кремнийорганический «ФЭС-50» (фенилэтоксисилоксан 113-63) - прозрачная жидкость коричневого цвета без механических примесей, производится ОАО «Химпром» г. Новочебок-сарск согласно ТУ 2257-441-05763441-2005;
- модификатор кремнийорганический «Типром С» - жидкость светло-серого цвета, рекомендуемая дозировка 0,1-0,2 % от массы цемента, производится ООО «Производственное объединение «САЗИ» согласно ТУ 2229-069-32478306-2003;
- модификатор кремнийорганический «ГКЖ 11К» - жидкость от бесцветного до темно-
коричневого цвета, производится ОАО «Химпром» г. Новочебоксарск согласно
ТУ 2229-512-05763441-2007.
Результаты исследований влияния гидрофобиза-торов напрочность мелкозернистого бетона приведены в таблице 1.
Изучая результаты, приведенные в таблице 1, можно заметить, что при введении модификатора «ФЭС-50» прочность мелкозернистого бетона снижается, а при введении добавки «Типром С» увеличивается, особенно в ранние сроки твердения, а в возрасте 28 суток приближается к прочности контрольного состава.
Прочность при изгибе и сжатии с модификатором «ГКЖ 11К» в возрасте 7 суток практически не отличается от контрольного состава, а в марочном возрасте увеличивается на 9-20% при изгибе и на 10-15% при сжатии. При введении добавки«ФЭС-50» в количестве 0,2 %прочность при сжатии в возрасте 28 суток понижается на 14 %. Введение добавки «Типром С» дает прирост прочности в возрасте 7 суток при изгибе на 24-36 %, при сжатии на 36%. А в марочном возрасте увеличение прочности при изгибе и сжатии, наблюдается при введении добавки «Типром С» в количестве 0.2%.
Также проведены испытания бетона с добавками на кинетику водопоглощения в соответствии с ГОСТ 12730.4-78. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Согласно экспериментальным данным, приведенным в таблице 2, наименьшее водопоглощение наблюдается в составе, модифицированном добавкой ФЭС-50 и при совместном введениидобавок ФЭС-50 и Типром С в дозировке 0.1 % от массы цемента (в возрасте 3 суток на 22-25 % и на 36% соответственно).
Таблица 1
Наименование Содержание,%о Прочность, МПа
при изгибе Кизг при сжатии Ясж
7 сут 28 сут 7 сут 28 сут
- - 4,18 (100%)* 6,38 (100%)* 24,72 (100%)* 46,1 (100%)*
ГКЖ 11К 0,1 4,53 (108%) 7,37 (116%) 26,7 (108%) 50,9 (110%)
0,15 4,17 (99,8%) 6,95 (109%) 27,2 (110%) 48,04 (104%)
0,2 41 (98%) 7,64 (120%) 26,2 (106%) 52,84 (115%)
Типром С 0,1 5,24 (125%) 6,62 (104%) 33,4 (135%) 42,9 (93%)
0,15 52 (124%) 6,95 (109%) 33,6 (136%) 47,6 (103%)
0,2 5,68 (136%) 7,78 (122%) 33,7 (136%) 54,3 (118%)
ФЭС-50 0,1 4,44 (106%) 6,92 (109%) 28,9 (117%) 49,2 (107%)
0,15 4,28 (102%) 6,39 (100,2%) 26,2 (116,5%) 46,2 (100,2%).
0,2 4,19 (100,2%) 6,37 (99,8%) 28,8 (106,5%) 39,84 (86%)
Типром С + ФЭС-50 0,1 5,06 (121%) 63 (99%) 29,5 (119%) 32,44 (70%)
0,15 4,76 (114%) 6,05 (95%) 32,0 (130%) 31,6 (69%)
0,2 4,25 (102%) 6,21 (97%) 31,9 (129%) 38,98 (85%)
Примечание*: над чертой - среднее значение показателя; под чертой - относительное значение показателя в % от контрольного
Таблица 2
Наименование Содержание,% Водопоглощение, % за
5 мин 15 мин 30 мин 1 ч 1 сут 3 сут
- - 4,15 5,99 6,79 6,99 7,58 7,58
ГКЖ 11К 0,1 1,72 3,17 3,78 4,98 6,53 6,72
0,15 2,12 2,94 3,75 4,55 6,29 6,48
0,2 1,51 2,56 3,18 3,79 6,16 6,16
Типром С 0,1 1,76 3,04 3,87 5,10 6,48 6,68
0,15 1,32 2,60 3,43 4,05 6,44 6,44
0,2 1,09 2,37 2,78 3,61 6,39 6,39
ФЭС-50 0,1 2,61 3,87 4,49 5,10 5,70 5,70
0,15 2,39 3,64 4,46 5,27 5,86 5,86
0,2 2,61 3,66 4,27 4,88 5,68 5,68
Типром С + ФЭС-50 0,1 2,35 3,39 4,00 4,60 4,79 4,79
0,15 2,15 3,40 4,21 4,61 5,21 5,21
0,2 2,34 3,57 4,37 5,16 5,16 5,16
Проведены испытания модифицированного мелкозернистого бетона на морозостойкость при помощи прибора «Бетон-Фрост» в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012. Согласно результатам эксперимента, все добавки повышают морозостойкость бетона. Так, добавка «ГКЖ 11 К» повышает морозостойкость на 50-150 циклов, «ФЭС-50» повышает морозостойкость на 50-150 циклов, добавка «Типром С» повышает морозостойкость на 150-250 циклов.
Выводы
Таким образом по результатам экспериментальных исследований установлено, что изучаемые гид-рофобизирующие добавки увеличивают морозостойкость и снижают водопоглощение мелкозернистого бетона, особенно при высоких дозиров-ках.Наибольшее влияние на увеличение морозостойкости бетона оказывает гидрофобизатор «Ти-пром С», в дозировке 0.2 % от массы цемента. Морозостойкость при этом увеличивается на 250 циклов по сравнению с контрольным образцом. Наименьшее водопоглощение наблюдается при совместном введении добавок «Типром С» и «ФЭС-50» в дозировке 0.1% от массы цемента. При этом проч-
ность при сжатии и изгибе мелкозернистого бетона в возрасте 7 суток увеличивается в составах с добавками «Типром С» и при совместном введении добавок «Типром С» и «ФЭС-50»,при этом марочная прочность мелкозернистого бетонамало отличается от контрольного состава.
Литература
1. Использование сульфатно-содовой смеси в качестве ускорителя твердения в технологии тяжелого бетона Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т 18, №9. С. 167-170Изотов В.С., Хузиахметов Р.Х. Ибрагимов Р.А.
2. Микроструктура цементного камня, модифицированного углеродными нанотрубками.Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т 18, №5. С. 71-73. Ибрагимов Р.А., Киямова Л.И.
3. Изотов В.С., Ибрагимов Р.А. Новые комплексные добавки на основе эфиров поликарбоксилатов. Строительные материалы. 2012. № 3-4. С. 34.
4. Вдовин Е.А., Строганов В.Ф., Мавлиев Л.Ф., Буланов П.Е.Исследование влияния кремнийорганических соединений на показатели стандартного уплотнения и физико-механические свойства цементогрунта. Известия КазГАСУ: г. Казань, №4(30) 2014г, - с.255-261.
© Р. А. Ибрагимов - канд. техн. наук, доцент каф. технологии, организации и механизации строительства КГАСУ, rusmag007@yandex.ru; Р. Р. Богданов - асс. той же кафедры, bogdanov.r.r@yandex.ru; А. А. Мустафин - магистрант КГАСУ, mustafinaydar@mail.ru.
© R. A. Ibragimov- candidate tehn. sciences, docent,Department of technology, organization and mechanization of construction KGASU, imaykindg@mail.ru; R. R. Bogdanov - assistantDepartment of technology, organization and mechanization of construction KGASU, bogdanov.r.r@yandex.ru; А. А. Mustafin - student KSUA, mustafinaydar@mail.ru.
