Влияние способа введения суперпластификатора С-3 на водоредуцирующий эффект и прочность растворной составляющей бетона | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Замчалин М. Н., Коровкин М. О., Ерошкина Н. А. Влияние способа введения суперпластификатора С-3 на водоредуцирующий эффект и прочность растворной составляющей бетона // Молодой ученый. — 2015. — №4. — С. 187-192. — URL https://moluch.ru/archive/84/15611/ (дата обращения: 19.07.2018).

Приводятся результаты сравнительных исследований различных способов введения суперпластификатора С-3. Установлено, что введение добавки при совместном измельчении с вяжущим при тонкости помола от 300 до 400 м2/кг не имеет преимуществ в сравнении с другими способами совмещения С-3 с цементом.

Ключевые слова: суперпластификатор, способ введения добавки, вяжущее низкой водопотребности (ВНВ), водоредуцирующий эффект, прочность.

 

Введение

По мнению некоторых авторов [1–4], применение суперпластификаторов (СП) для производства вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) — наиболее перспективное направление использования СП. В литературе, за редким исключением [5, 6], почти отсутствуют сведения о применении ВНВ в промышленных масштабах. На основании этого факта можно предположить, что закономерности, определяющие эффективность ВНВ, исследованы недостаточно полно. В некоторых работах отмечается, что совмещение СП с цементом при их совместном помоле позволяет получить более высокий водоредуцирующий эффект, чем при введении добавки с водой затворения только в бетонных смесях с высокой подвижностью [7–9]. В связи с этим были проведены исследования эффективности введения СП в цемент при помоле в сравнении с другими способами совмещения добавки с цементом.

Методы и материалы

Было исследовано влияние тонкости помола цемента, количества СП и способа его введения на эффективность добавки. Изучались три способа введения СП: при помоле (ВНВ), с водой затворения и в виде сухого порошка. При исследованиях эффективности различных способов введения СП определялась зависимость от водоцементного отношения консистенции цементно-песчаного раствора состава 1:2 и темпы набора его прочности.

Для определения консистенции строительного раствора использовалась уменьшенная форма-конус, аналог стандартной по ГОСТ 310.4–81. Размеры уменьшенной формы-конуса: высота — 31 мм, диаметр основания — 63 мм, диаметр верхней части — 47 мм. Такое изменение методики позволило сократить объем материалов для испытаний и снизить трудоемкость эксперимента.

Растворная смесь перемешивалась в течение 4 минут, затем, за 1 минуту она укладывалась в форму-конус и уплотнялась штыкованием. Консистенция (расплыв смеси, мм) определялась через 5, 15 и 30 минут после начала перемешивания. Затем изготавливались образцы размером 20×20×20 мм для определения прочности при сжатии через 1, 3, 7 и 28 суток.

Для каждого состава с одинаковой удельной поверхностью вяжущего, способом введения и дозировкой СП проводилось 4 опыта. В каждом опыте изменялось водоцементное отношение. Анализ зависимостей расплыва смеси на встряхивающем столике и прочности от водоцементного отношения показал, что они достаточно точно аппроксимируются линейным уравнением вида РК = а + b·(В/Ц), где а и b — эмпирические коэффициенты.

Полученные уравнения использовались для расчета водопотребности смесей с равными расплывами на встряхивающем столике. По расчетным значениям вычислялись показатели водоредуцирующего эффекта ВР = 100·((В/Ц)н — (В/Ц)п)/(В/Ц)н, где (В/Ц)н и (В/Ц)п — водоцементные отношения контрольного состава и состава с добавкой СП.

По уравнению РК = а + b·(В/Ц) рассчитывались водоцементные отношения равноподвижных смесей с различным содержанием суперпластификатора. По этим значениям рассчитывали водоредуцирующий эффект от введения С-3.

Влияние добавки на прочность оценивалось по показателю относительной прочности Rот=Rп/Rн, где Rп и Rн — прочность пластифицированного и непластифицированного составов, рассчитанные по формуле R= а + b·(В/Ц) при расчетных значениях В/Ц для равноподвижных смесей.

Цементы для исследования готовились путем помола цементного клинкера производства ОАО «Мордовцемент» и гипсового камня в количестве 4 % от массы вяжущего. Для эксперимента применялся песок Сурского месторождения с Мкр = 1,54.

Результаты эксперимента и их обсуждение

Графики зависимостей водоредуцирующего эффекта и относительной прочности от дозировки СП для различных способов введения добавки приводятся на рис. 1, рис. 2 и рис. 3. Расчеты были проведены для жестких смесей, характеризующихся расплывами смесей, определенными на малой форме-конусе 79 мм, что соответствует расплыву 120–125 мм по ГОСТ 310.4–81.

а)

б)

в)

г)

д)

е)

Рис. 1. Влияние дозировки СП (способ введения — при помоле) на водоредуцирующий эффект (а, в, д) и относительную прочность (б, г, е) в растворах, приготовленных на цементах с удельной поверхностью ~300 м2/кг (а, б), ~400 м2/кг (в, г), ~450 м2/кг (д, е)

 

а)

б)

в)

г)

д)

е)

Рис. 2. Влияние дозировки СП (способ введения — с водой затворения) на водоредуцирующий эффект (а, в, д) и относительную прочность (б, г, е) в растворах, приготовленных на цементах с удельной поверхностью ~300 м2/кг (а, б), ~400 м2/кг (в, г), ~450 м2/кг (д, е)

 

а)

б)

в)

г)

д)

е)

Рис. 3. Влияние дозировки СП (способ введения — в виде порошка) на водоредуцирующий эффект (а, в, д) и относительную прочность (б, г, е) в растворах, приготовленных на цементах с удельной поверхностью ~300 м2/кг (а, б), ~400 м2/кг (в, г), ~450 м2/кг (д, е)

 

Сравнивая графики зависимостей водоредуцирующего эффекта от дозировки С-3 (рис. 1а, рис. 2а и рис. 3а.) можно отметить, что в цементах с удельной поверхностью ~300 м2/кг при дозировке добавки 0,5 % совместный помол С-3 с цементом является более эффективным способом совмещения СП с цементом, чем введение добавки с водой затворения или в виде порошка. При дозировке 1 % такой способ, напротив, дает меньший водоредуцирующий эффект, чем другие способы. При сравнении прочностных показателей в возрасте 28 суток (рис. 1б, рис. 2б и рис. 3б.) видно, что повысить прочность на 15–17 % удается только в составах, приготовленных на ВНВ. Другие способы не дают повышения прочности при дозировке С-3 = 0,5 %, и снижают ее при дозировке 1 %.

При повышении тонкости помола цемента до удельной поверхности ~400 м2/кг происходит повышение водоредуцирующего эффекта до значений 35–40 % при дозировке С-3=1 % для всех способов введения СП. При такой дозировке в составах, приготовленных на ВНВ, происходит снижение прочности во все сроки, включая 28 сутки. При дозировке СП= 0,5 % прочность повышается приблизительно на 140 % при введении СП при помоле и виде порошка, и на 160 % — при введении добавки с водой затворения.

При повышении тонкости помола цемента до удельной поверхности ~450 м2/кг при дозировке СП=1 % происходит снижение водоредуцирующего эффекта в сравнении с цементом удельной поверхностью ~400 м2/кг. Эффективность введения СП в виде порошка выше, чем при помоле. Повышение прочности через 28 суток в сравнении с контрольным бездобавочным составом, достигаемое при использовании 1 % С-3, составило около 20 % для ВНВ и немного меньше 40 % при введении добавки в цемент с водой затворения и в виде порошка.

Выводы

Установлено, что введение СП при помоле цемента имеет небольшое преимущество с точки зрения снижения водопотребности цемента и повышения прочности в сравнении с другими способами только при более низких удельных поверхностях цемента — около 300 м2/кг. При повышении тонкости измельчения цемента до 400–450 м2/кг эффективнее вводить С-3 с водой затворения или в виде порошка.

По результатам, полученным при исследованиях на цементном клинкере только одного завода, нельзя с большой уверенностью сделать вывод об эффективности различных способов введения СП в портландцементные бетоны. Возможно, эффективность ВНВ определяется не исследованным пока влиянием химико-минералогического состава цемента на свойства ВНВ. Результаты настоящего исследования позволяют частично объяснить, почему ВНВ не находит широкого применения в производстве, несмотря на сложившееся в научно-технической литературе мнение о высокой эффективности этого вяжущего.

 

Литература:

 

1.         Баженов, Ю. М. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии / Ю. М. Баженов, В. Р. Фаликман // Материалы 1 Всероссийской конференции. Т. 1 Пленарные доклады. С. 91–101.

2.         Батраков, В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. — М., 1998. 768 с.

3.         Батраков, В. Г. Бетоны на вяжущих с низкой водопотребностью / В. Г. Батраков, Ш. Т. Бабаев, Н. Ф. Башлыков, В. Р. Фаликман // Бетон и железобетон. 1988. № 11. — С. 4–6.

4.         Бабаев, Ш. Т. Основные принципы получения высокоэффективных вяжущих низкой водопотребности / Ш. Т. Бабаев, Н. Ф. Башлыков, В. Н. Сердюк // Промышленность строительных материалов. Сер. 3. Промышленность сборного железобетона. — М: ВНИИЭСМ, 1991. — Вып. 2.

5.         Бабаев, Ш. Т. Аттестация вяжущих низкой водопотребности в США / Ш. Т. Бабаев, Н. Ф. Башлыков, М. Я. Бикбау, В. П. Трамбовецкий // Бетон и железобетон. 1990. № 6. — С. 29–31.

6.         Калашников, В. И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов. Автореферат дисс. …докт. техн. наук. Воронеж — 1996.

7.         Коровкин, М. О. Исследование эффективности суперпластификатора С-3 в вяжущем низкой водопотребности / М. О. Коровкин // Строительство и реконструкция. 2011. № 2. С. 84–88.

8.         Коровкин М. О., Ерошкина Н. А., Саденко Д. С. Влияние способа введения суперпластификатора на его водоредуцирующий эффект // Региональная архитектура и строительство. 2013. № 2. С. 66–70.

9.         Коровкин, М. О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки // М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования «Пензенский гос. ун-т архитектуры и стр-ва». Пенза, 2012. 144 с.

Основные термины (генерируются автоматически): вода затворения, удельная поверхность, вид порошка, введение добавки, относительная прочность, цемент, способ введения, эффект, влияние дозировки СП, повышение прочности.


Ключевые слова

прочность., суперпластификатор, способ введения добавки, вяжущее низкой водопотребности (ВНВ), водоредуцирующий эффект

Похожие статьи

Исследование эффективности введения суперпластификатора...

Влияние способа введения СП и их дозировки на эффективность добавок. Способ введения добавки.

Основные термины (генерируются автоматически): домол цемента, смешанный цемент, цемент, способ введения добавки, введение СП, глиноземистый цемент, эффект...

Исследование влияния комплексных минеральных...

...цемента с водой затворения и добиваться максимальных положительных эффектов были выбраны нанодисперсные порошки

Прочность при сжатии образцов, модифицированных малым количеством добавок (0,01 %-0,5 %) увеличивается в среднем на 35 %.

Улучшение характеристик бетонов путем ввода активной...

Введение в состав бетонов со шлаком химических добавок достигается один или несколько показателей эффективности:  дополнительное снижение расхода цемента до 10 % и повышение прочности бетона в проектном возрасте до 25 %

Самоуплотняющиеся бетонные смеси с раздельным введением...

Например, добавки СП-1, при максимальной концентрации которой О.К. = 4.5см (при введении со 100% воды затворения), а при

Влияние способа введения суперпластификатора С-3 на водоредуцирующий эффект и прочность растворной составляющей бетона.

Исследование влияния расширяющихся добавок на прочность...

Известно, что процесс гидратации расширяющейся добавки на основе СаО начинается с момента ее затворения в воде.

При введении в тампонажный состав ускорителя твердения конечная величина

С повышением прочности структуры процесс расширения замедляется.

Анализ эффективности песчаных бетонов по удельному расходу...

Влияние содержания микрокремнезема на повышение прочности реакционно-порошковых бетонов.

Исследование эффективности введения суперпластификатора при домоле цемента. Эффективные бетоны нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу...

Влияние реакционно-активных добавок на прочностные свойства...

Высокие дозировки МК гарантируют более высокий прирост прочности в поздние сроки и тем выше, чем меньше

Поэтому оптимальная дозировка МК зависит от вида цемента.

Исследование влияния расширяющихся добавок на прочность цементного раствора-камня.

Исследование влияния добавки бентонита на свойства раствора...

Рис.2. Прочность раствора на композиционном цементе после ТВО при 80°C в зависимости от содержания бентонита и В/Ц: а) без добавки СП; б) с 0,5 % добавкой СП.

При введении 12 % добавки прочность снижается и практически не зависит от В/Ц отношения.

Исследование водостойкости геополимерных вяжущих...

Введение.

Влияние добавки и температуры на набор прочности вяжущих на основе горных пород.

По мере увеличения температуры изотермии прочность существенно увеличивается.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование эффективности введения суперпластификатора...

Влияние способа введения СП и их дозировки на эффективность добавок. Способ введения добавки.

Основные термины (генерируются автоматически): домол цемента, смешанный цемент, цемент, способ введения добавки, введение СП, глиноземистый цемент, эффект...

Исследование влияния комплексных минеральных...

...цемента с водой затворения и добиваться максимальных положительных эффектов были выбраны нанодисперсные порошки

Прочность при сжатии образцов, модифицированных малым количеством добавок (0,01 %-0,5 %) увеличивается в среднем на 35 %.

Улучшение характеристик бетонов путем ввода активной...

Введение в состав бетонов со шлаком химических добавок достигается один или несколько показателей эффективности:  дополнительное снижение расхода цемента до 10 % и повышение прочности бетона в проектном возрасте до 25 %

Самоуплотняющиеся бетонные смеси с раздельным введением...

Например, добавки СП-1, при максимальной концентрации которой О.К. = 4.5см (при введении со 100% воды затворения), а при

Влияние способа введения суперпластификатора С-3 на водоредуцирующий эффект и прочность растворной составляющей бетона.

Исследование влияния расширяющихся добавок на прочность...

Известно, что процесс гидратации расширяющейся добавки на основе СаО начинается с момента ее затворения в воде.

При введении в тампонажный состав ускорителя твердения конечная величина

С повышением прочности структуры процесс расширения замедляется.

Анализ эффективности песчаных бетонов по удельному расходу...

Влияние содержания микрокремнезема на повышение прочности реакционно-порошковых бетонов.

Исследование эффективности введения суперпластификатора при домоле цемента. Эффективные бетоны нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу...

Влияние реакционно-активных добавок на прочностные свойства...

Высокие дозировки МК гарантируют более высокий прирост прочности в поздние сроки и тем выше, чем меньше

Поэтому оптимальная дозировка МК зависит от вида цемента.

Исследование влияния расширяющихся добавок на прочность цементного раствора-камня.

Исследование влияния добавки бентонита на свойства раствора...

Рис.2. Прочность раствора на композиционном цементе после ТВО при 80°C в зависимости от содержания бентонита и В/Ц: а) без добавки СП; б) с 0,5 % добавкой СП.

При введении 12 % добавки прочность снижается и практически не зависит от В/Ц отношения.

Исследование водостойкости геополимерных вяжущих...

Введение.

Влияние добавки и температуры на набор прочности вяжущих на основе горных пород.

По мере увеличения температуры изотермии прочность существенно увеличивается.

Задать вопрос