В статье рассмотрена возможность использования анионоактивного вещества лаурилсульфата натрия в качестве пластификатора. Проведены лабораторные испытания.
Ключевые слова: модифицированный бетон, пластификатор, суперпластификатор, подвижность, синтетические поверхностно-активные вещества, лаурилсульфат натрия.
Модификация бетона, а именно поиск и разработка новых эффективных добавок для бетонной смеси до сих пор является актуальной задачей в строительстве. В качестве пластифицирующей добавки будет рассмотрено синтетическое поверхностно-активное вещество лаурилсульфат натрия и проведены лабораторные испытания.
Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) — большая группа химических соединений, понижающая поверхностное натяжение на границе раздела фаз.
Лаурилсульфат натрия — натриевая соль лаурилсерной кислоты, анионоактивное поверхностно-активное вещество. [3, c. 31] Получают данное вещество путем синтеза продуктов нефтепереработки. Важной особенностью является очень низкая стоимость.
Задачей лабораторных испытаний является оценка пластифицирующих свойств синтетического поверхностно-активного вещества лаурилсульфата натрия в составе бетонной смеси и прочностных характеристик конечного бетона. Опыт проводился в лаборатории НОЦИТ УГНТУ. На подвижность рассмотрено 4 состава:
– Состав № 1 (без добавок):
Цемент = 2 кг
Вода = 1 л
Песок (1.25) = 3,8 кг
Щебень (20) = 7,4 кг
– Состав № 2 (с использованием пластификтора Cemmix «CemPlast»):
Цемент = 2 кг
Вода = 1 л
Песок (1.25) = 3,8 кг
Щебень (20) = 7,4 кг
Пластификатор (1 %) = 20 мл
– Состав № 3 (с использованием синтетических ПАВ в количестве 0.25 %):
Цемент = 2 кг
Вода = 1 л
Песок (1.25) = 3,8 кг
Щебень (20) = 7,4 кг
СПАВ (0,25 %) = 5 мл
– Состав № 4 (с использованием синтетических ПАВ в количестве 0.5 %):
Цемент = 2 кг
Вода = 1 л
Песок (1.25) = 3,8 кг
Щебень (20) = 7,4 кг
СПАВ (0,5 %) = 10 мл
Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке конуса. Для определения осадки конуса бетонной смеси с заполнителем (щебнем) до 20мм использовался нормальный конус с верхним диаметром d=100 мм и нижним диаметром D=200мм. [1, с. 3]
Результаты опыта по определению подвижности бетонной смеси приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты по осадке конуса
|
Состав |
Осадка конуса, см |
Марка по подвижности |
|
Без добавок |
3 |
П1 |
|
Пластификатор 1 % |
20 |
П4 |
|
СПАВ 0,25 % |
11 |
П3 |
|
СПАВ 0,5 % |
18 |
П4 |
Как видно из таблицы 1, состав с синтетическим поверхностно-активным веществом лаурилсульфат натрия в количестве 0,5 % от массы цемента имеет осадку конуса 18 см, что соответствует марке по подвижности П4. Таким образом, использование данной добавки изменяет подвижность бетонной смеси с П1 до П4, что сопоставимо с использованием суперпластификатора.
С задачей пластификации лаурилсульфат натрия справляется, остается проверить не уменьшает ли это вещество конечную прочность бетона. Для этого необходимо испытать образец бетона с данной добавкой на предел прочности на сжатие.
Бетонная смесь заполняется в формы с размерами 10х10х10 (см) и вибрируется на виброплощадке.
Далее образцы в формах помещаются в камеру пропарочную универсальную КУП-1 на сутки, после чего кубы извлекаются из форм и помещаются в камеру нормального хранения КНХ-1 с температурой 20±2ºС и относительной влажностью не менее 90 % для набора прочности.
Образцы в возрасте 28 суток испытываются на гидравлическом прессе. Результаты испытаний на сжатие приведены в таблице 2 и на рисунках 1,2,3,4.
Таблица 2
Результаты испытаний на сжатие
|
Состав |
Возраст образцов, сут. |
Размеры образца, см |
Площадь поперечного сечения, см2 |
Разрушающая нагрузка |
Предел прочности на сжатие, кгс/см2 |
Поправочный коэффициент на размеры образца |
Предел прочности при сжатии образцов 15х15х15 см |
Поправочный коэффициент на сроки испытания |
Средний предел прочности ввозрасте 28 суток, кгс/см2 | |
|
Отдельных образцов |
Средний | |||||||||
|
1 |
28 |
10х10х10 |
100 |
2239 |
223,9 |
0,95 |
212,7 |
216,8 |
1 |
216,8 |
|
2355 |
235,5 |
223,7 | ||||||||
|
2263 |
226,3 |
214,0 | ||||||||
|
2 |
3177 |
317,7 |
301,8 |
289,3 |
289,3 | |||||
|
2924 |
294,4 |
279,7 | ||||||||
|
3016 |
301,6 |
286,5 | ||||||||
|
3 |
1599 |
159,9 |
151,9 |
138,8 |
138,8 | |||||
|
1311 |
131,1 |
124,6 | ||||||||
|
1472 |
147,2 |
139,8 | ||||||||
|
4 |
28 |
10х10х10 |
100 |
984 |
98,4 |
0,95 |
93,5 |
94,3 |
1 |
94,3 |
|
1016 |
101,6 |
96,5 | ||||||||
|
971 |
97,7 |
92,8 | ||||||||
Рис. 1. Предел прочности при сжатии куба без добавок (состав № 1)
Рис. 2. Предел прочности при сжатии куба с пластификатором 1 % (состав № 2)
Рис. 3. Предел прочности при сжатии куба со СПАВ 0,25 % (состав № 3)
Рис. 4. Предел прочности при сжатии куба со СПАВ 0,5 % (состав № 4)
Окончательный вывод можно сделать, опираясь на таблицу 2: использование синтетического поверхностно-активного вещества лаурилсульфат натрия в количестве 0,5 % от массы цемента приводит к уменьшению конечной прочности бетона почти в 3 раза. Таким образом, несмотря на хорошие пластифицирующие свойства, использовать данную добавку при производстве бетонной смеси не представляется возможным, по причине сильного снижения прочности готового бетона.
Литература:
- ГОСТ 10181–2014 Смеси бетонные. Методы испытаний — М: НИИЖБ ОАО НИЦ Строительство, 2015. — 24 с.
- Плетнев М. Ю. Поверхностно-активные вещества и композиции. — М: ООО «Фирма Клавель», 2002. — 786 с.
