Влияние содержания воды, вида суперпластификатора и гиперпластификатора на растекаемость суспензий и прочностные свойства цементного камня

Порошково-активированные бетоны нового поколения — это пластифицированные бетоны с повышенным содержанием суспензионной составляющей. Основной суспензионной составляющей в бетонах является пластифицированная, высококонцентрированная цементная суспензия. Поэтому тестирование цемента по отношению к суперпластификаторам (СП), является первым важным этапом в производстве бетонов. Изучено влияние В/Ц-отношения вида цемента, супер- и гиперпластификатора (ГП) на кинетику набора прочности цементного камня. В качестве исходных материалов применялись цемент Красноярский, цемент Вольский, Жигулевский, Новотроицкий. На этих цементах были изготовлены образцы-балки размерами 4×4×16 см из непластифицированного теста нормальной густоты и из пластифицированных суспензий с различным содержанием воды. Использовались два вида зарубежных пластификатора и один отечественный. Расплыв суспензии определялся из конуса Хегерманна. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние вида цемента, СП и ГП на прочностные свойства цементного камня

Анализируя данные таблицы 1 можно сделать вывод, что наиболее эффективными ГП на всех видах цементов являются пластификаторы на поликарбоксилатной основе. Самые высокие значения прочности были получены на Вольском ПЦ с ГП Melflux. Это конечно связано прежде всего с самыми низкими значениями В/Ц при достаточно высокой текучести цементных суспензий из конуса Хегерманна (28,5 см). Наибольшая прочность (151–152 МПа) цементной матрицы получена на Вольском и Новотроицком цементах. При замене ГП Melflux на отечественный ГП Хидетал 9γ водоцементное отношение существенно увеличилось, что привело к более низкой плотности цементного камня и потери прочности на 10 %.

Прочность цементного камня с суперпластификаторами из саморастекающихся суспензий в 1,35–1,6 раза выше, чем цементного камня из теста нормальной густоты с более высокой пористостью.

В связи с тем, что усадочные деформации являются функцией плотности (пористости) цементного камня была определена усадка пластифицированных цементных камней. Результаты экспериментов представлены на рисунке 1.

Как видно из данных рисунка 1 самые высокие значения усадки отмечены у состава цементного камня из теста НГ (Ц-5). Они в 2 раза выше, чем у цемента с добавкой СП Sika ViscoCrete 20 Gold (ЦДС-17), что конечно обусловлено более высоким содержанием воды. Для пластифицированных цементных камней с низким содержанием воды (от 0,17 до 0,18) значение усадки находилось в пределах 0,818–1,04 мм/м; для цементного камня из теста нормальной густоты — 1,4–2,0 мм/м.

Рис. 1. –Усадочные деформации цементных камней: 1 — Ц-5; 2 — Ц-3; 3 — ЦДС-22; 4 — ЦДС-20; 5 — ЦДС-17; 6 — ЦДС-5

А. В. Волженским [1] показано, что усадка цементного камня в зависимости от свойств исходных цементов и водоцементного фактора колеблется обычно в пределах 3–5мм/м, а показатели усадки тяжелых бетонов, изготовленных из этих цементов, в 6–10 раз меньше, чем цементного камня.

В наших опытах усадка сверхплотного камня, полученного из литой суспензии, находится в пределах 0,8–1,2 мм/м.

Исходя из этого, бетоны, полученные с использованием эффективных СП и ГП, обладают сверхнизкими значениями усадки, не превышающими 0,2–0,4 мм/м [2].

Литература:

1.                       Волженский А. В. Минеральные вяжущие вещества. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1986–464с.

2.                       Калашников В. И. Капиллярная усадка высокопрочных реакционно-порошковые бетоны и влияние на нее масштабного фактора // Строительные материалы. 2010. — № 5. С. 52–53.