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
|
Наименование |
На 1 м3,кг |
V на 1 м3, л |
В/Т |
ρвл, кг/м3 |
РК Хегер-манна |
Прочность, МПа, через, сут |
|||||||||
|
1 |
7 |
28 |
|||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||||||
|
Ц-4 |
Цемент Вольский ПЦ 500 Д0 |
1700 |
550,5 |
0,26 |
2159 |
НГ |
Rизг= 6,3 |
Rизг= 12,4 |
Rизг= 13,8 |
||||||
|
Вода |
450,5 |
450,5 |
СV=0,55 |
Rсж= 40,8 |
Rсж= 106 |
Rсж= 113 |
|||||||||
|
ЦДС-21 |
Цемент Вольский ПЦ 500 Д0 |
2090 |
674 |
0,15 |
2418 |
28,5 см |
Rизг= 6,3 |
Rизг= 17,5 |
Rизг= 19 |
||||||
|
Melflux 5581F (0,9 % от Ц) |
18,8 |
18,8 |
Rсж= 88 |
Rсж= 140 |
Rсж= 152 |
||||||||||
|
Вода |
313 |
313 |
СV=0,67 |
||||||||||||
|
ЦДС-20 |
Цемент Вольский ПЦ 500 Д0 |
2058 |
663 |
0,17 |
2382 |
31,3 см |
Rизг= 9,2 |
Rизг= 14,4 |
Rизг= 18,2 |
||||||
|
Хидетал 9γ ГП (0,9 %)от Ц
|
18,5 |
18,8 |
Rсж= 107 |
Rсж= 124 |
Rсж= 134,8 |
||||||||||
|
Вода |
341 |
341 |
СV=0,66 |
||||||||||||
|
ЦДС-1 |
Цемент Красноярский ПЦ 500 Д0 |
1952 |
635 |
0,185 |
2328 |
38 см |
Rизг= 7,7 |
Rизг= 8,9 |
Rизг= 12,2 |
||||||
|
Melflux 5581F (0,9 % от Ц) |
17,7 |
17,7 |
|
|
СV=0,63 |
Rсж= 82 |
Rсж= 124 |
Rсж= 147,6 |
|||||||
|
Вода |
364,5 |
364,5 |
|
||||||||||||
|
Ц-5 |
Цемент Красноярский ПЦ 500 Д0 |
1744 |
563 |
0,26 |
2093 |
НГ |
Rизг= 4,7 |
Rизг= 5,6 |
Rизг= 9,6 |
||||||
|
Вода |
453 |
454 |
|
|
СV=0,56 |
Rсж= 59,6 |
Rсж= 86,2 |
Rсж= 90,4 |
|||||||
|
ЦДС-17 |
Цемент Красноярский ПЦ 500 Д0 |
1949 |
629 |
0,18 |
2370 |
37,5 |
Rизг= 6,0 |
Rизг= — |
Rизг= 23,4 |
||||||
|
Sika ViscoCrete-20GOLD (0,9 % от Ц) |
17,5 |
17,5 |
|
|
|
Rсж= 79,6 |
Rсж= 129 |
Rсж= 144,8 |
|||||||
|
Вода |
351 |
351 |
|
|
СV=0,63 |
|
|||||||||
|
ЦДС-22 |
Цемент Красноярский ПЦ 500 Д0 |
2083 |
672 |
0,18 |
2360 |
34 см |
Rизг= 4,7 |
Rизг= 122,3 |
Rизг= 19,9 |
||||||
|
Хидетал 9γ ГП (0,9 %)от Ц |
18,8 |
18,8 |
Rсж= 94 |
Rсж= 123 |
Rсж= 136 |
||||||||||
|
Вода |
375 |
375 |
СV=0,63 |
||||||||||||
|
Ц-3 |
Цемент Жигулевский ПЦ 500 Д0 |
1717 |
554 |
0,26 |
2178 |
НГ |
Rизг= 3,7 |
Rизг= 4,6 |
Rизг= 8,9 |
||||||
|
Вода |
446,5 |
446,5 |
|
|
СV=55 |
Rсж= 42,7 |
Rсж= 56 |
Rсж= 80,8 |
|||||||
|
ЦДС-5 |
Цемент Жигулевский ПЦ 500 Д0 |
1954 |
630,3 |
0,18 |
2343 |
28,7 см |
Rизг= 6,0 |
Rизг= 10,2 |
Rизг= 12,3 |
||||||
|
Sika ViscoCrete-20GOLD (0,9 % от Ц) |
15,6 |
15,6 |
Rсж= 76,2 |
Rсж= 118 |
Rсж= 142 |
||||||||||
|
Вода |
352 |
352 |
СV=0,63 |
||||||||||||
|
ЦДС-24 |
Цемент Новотроицкий ПЦ 500 Д0 |
2040 |
658 |
0,18 |
2360 |
31,5 см |
– |
– |
Rизг= 18,75 |
||||||
|
Melflux 5581F (0,9 % от Ц) |
18,3 |
18,3 |
|
|
СV=0,65 |
– |
– |
Rсж= 151,2 |
|||||||
|
Вода |
367 |
367 |
|
|
|||||||||||
|
ЦДС-25 |
Цемент Новотроицкий ПЦ 500 Д0 |
1841 |
594 |
0,22 |
2255 |
23,5 см |
– |
– |
Rизг= 12,4 |
||||||
|
Хидетал 9γ ГП (0,9 % от Ц) |
16,5 |
16,5 |
|
|
СV=0,6 |
– |
– |
Rсж= 136,4 |
|||||||
|
Вода |
400,4 |
400,4 |
|
|
|||||||||||
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.
