Библиографическое описание:

Морозов Н. М., Мугинов Х. Г., Красиникова Н. М., Гайфуллин Н. Э. Мелкозернистые бетоны с комплексными упрочняющими добавками [Текст] // Технические науки: теория и практика: материалы Междунар. науч. конф. (г. Чита, апрель 2012 г.). — Чита: Издательство Молодой ученый, 2012. — С. 108-111.

Современные бетоны отличаются не только высокими показателями прочности, но и повышенными технологическими и эксплуатационными характеристиками. Такие бетоны находят применение в монолитном домостроении, где помимо прочности необходима высокая подвижность и однородность бетонных смесей [1]. Применение комплексных добавок на основе суперпластификаторов позволяет достичь требуемых свойств. В настоящее время наиболее предпочтительно использовать в качестве пластифицирующего компонента добавки на основе эфиров поликарбоксилатов [2], так как их отличает высокая пластифицирующая способность, при этом они дополнительно увеличивают сохраняемость бетонных смесей, что немаловажно при монолитном строительстве. В мелкозернистых бетонах из смесей высокой подвижности применение суперпластификаторов особенно эффективно, так как позволяют получить высокую прочность и низкую проницаемость [3,4]. Одним из путей увеличения эффективности бетонов является применение минеральных наполнителей в сочетании с суперпластификаторами. Поэтому целью нашей работы явилось исследование влияния комплексных добавок на основе эфиров поликарбоксилатов и наполнителей на прочность и пористость мелкозернистого бетона.

Материалы и методы.

В качестве вяжущего применяли портландцемент марки ПЦ 500 Д0-Н ГОСТ 10178-87 ОАО «Мордовцемент». В качестве заполнителя для приготовления мелкозернистого бетона использовали фракционированный песок с модулем крупности 2,6. Суперпластифицирующие добавки: добавки «ПОЛИПЛАСТ СП-1» (С-3), «MELFLUX 2651 F» и Glenium ACE 430F. В качестве минеральных наполнителей использовали молотый кварцевый песок с удельной поверхностью 150 кг/м2 и микрокремнезем марки МК-85. Состав мелкозернистого бетона Ц:П=1:3. Суперпластификаторы вводились в количестве 0,5% от массы цемента. Марка по подвижности бетонной смеси – П4.

Методы определения технологических свойств:

  • определение марки по подвижности бетонной смеси ГОСТ 10181-2000.

Методы определения физико-механических свойств:

- прочность на сжатие образцов-кубов 10х10х10 см, изготовленных из тяжелого бетона, по ГОСТ 10180-90;

- водопоглощение на образцах 7,07х7,07х7,07 см по ГОСТ 12730.3-78;

- пористость по кинетике водопоглощения образцов 7,07х7,07х7,07 см по ГОСТ12730.4-78.

Бетонную смесь перемешивали в лабораторном смесителе принудительного действия ЛС-ЦБ-10.

Результаты и обсуждения результатов.

В настоящее время для получения бетона с высокими технологическими свойствами необходимо использовать химические добавки-пластификаторы. Известно, что для уменьшения расслоения и водоотделения можно использовать мелкодисперсный наполнитель [5].

В данной работе была исследована совместная работа гиперпластификаторов и мелкодисперсного наполнителя. Подвижность во всех составах была постоянной. Показано, что совместное использование молотого кварцевого песка в количестве 5% от массы цемента с пластификаторами Melflux 2651F, Glenium ACE 430 и С-3 приводит к значительному увеличению прочности мелкозернистого бетона (рис.1).

Рис. 1 Кинетика твердения мелкозернистого бетона с молотым кварцевым песком (Sуд = 150 м2/кг) и суперпластификаторами

Из рис. 1видно, что при введении любого из использованных пластификаторов, прочность на всех сроках твердения повышается. Наименьший прирост прочности наблюдается на С-3, а наибольший при использовании пластификатора Melflux 2651F. При совместном использовании молотого кварцевого песка и добавки Melflux 2651F прочность мелкозернистого бетона на 1 сутки повышается на 208%, а в возрасте 14 сут – на 89%.

Более эффективным минеральным наполнителем считается микрокремнезем [6]. Положительное влияние МК на структуру и физико-механические характеристики бетона обусловлено двумя причинами: пуццоланической активностью МК, а также высокой дисперсностью его частиц. Кремнезем вступает в реакцию с гидроксидом кальция, высвобождаемым в процессе гидратации силикатных фаз цемента, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция. Высокая удельная поверхность микрокремнезема (13000-25000 м2/кг) интенсифицирует образование продуктов гидратации. Следовательно, совместное использование микрокремнезема в количестве 5% от массы цемента с пластификаторами Melflux 2651F, Glenium ACE 430 и С-3 должно увеличивать прочность мелкозернистого бетона.


Рис. 2 Кинетика твердения мелкозернистого бетона с микрокремнезем МК-85 и суперпластификаторами


Из рис. 2 видно, что пластификаторы Melflux 2651F и Glenium ACE 430F, показывают близкие значения прироста прочности бетона как в раннем, так и в более поздний период твердения. В возрасте 1 суток при использовании добавки Glenium ACE 430F прочность бетона возросла на 309 %, а при введении добавки Melflux 2651F на 338%, в возрасте 14 суток прирост прочности составил 88 и 90 % соответственно. Таким образом, лучше всего микрокремнезем работает с добавкой Glenium ACE 430F, так как по сравнению с молотым кварцевым песком прочность увеличилась более чем на 50%. Увеличение прочности песчаного бетона при введении добавок Glenium ACE 430F и Melflux 2651, обусловлено повышением прочности цементного камня и зоны его контакта с заполнителем, за счет снижения водоцементного отношения. Введение микрокремнезема в значительной степени снижает капиллярную пористость контактной зоны за счет резкого уменьшения общего содержания Сa(OH)2. В то же время рост содержания CSH(1) в непосредственной близости от поверхности заполнителя положительно сказывается на свойствах контактной зоны.

Таким образом, использование пластифицирующих добавок не только увеличивает прочность мелкозернистого бетона, но и должно влиять на пористость, так как снижается водоцементное отношение, изменяется воздухововлечение смесей и контракция цементного камня. Оценку пористости мелкозернистого бетона с добавками суперпластификаторов, молотого кварцевого песка и микрокремнезема определяли по кинетике водопоглощения. Составы бетона соответствовали использованным ранее для оценки кинетики твердения. Результаты расчета показателей пористости представлены на рис.3. Введение суперпластификаторов совместно с наполнителями значительно снижает водопоглощение мелкозернистого бетона вследствие изменения характера порового пространства.

Рис. 3 Показатели пористости мелкозернистого бетона


Наименьший размер пор и капилляров наблюдается у составов мелкозернистого бетона с поликарбоксилатными суперпластификаторами и микрокремнеземом. При использовании добавки Melflux 2651F и микрокремнезема, средний радиус пор снизился в 4 раза, что позволит значительно снизить проницаемость бетона и увеличить его долговечность.

Выводы.

В результате проведенных исследований показана высокая эффективность совместного использования суперпластификаторов на основе поликарбоксилатов и минеральных добавок. Применение добавки Melflux 2651F в сочетании как с микрокремнеземом, так и с молотым кварцевым песком позволяет увеличить прочность мелкозернистого бетона почти в два раза. При этом водопоглощение снижается в 2,5-3 раза, а средний радиус пор в 4 раза. Аналогичные результаты достигаются при применении добавки Glenium ACE 430F с микрокремнеземом.


Литература:

1. Чернышев Е.М., Коротких Д.Н. Высокотехнологичные высокопрочные бетоны: вопросы управления их структурой //Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве SIB-2008», Том 1: Современные проблемы строительного материаловедения и технологии., Воронеж, 2008. – С. 616-620.

2. Морозов Н.М., Боровских И.В., Хозин В.Г., Авксентьев В.И., Мугинов Х.Г. Влияние компонентов песчаного бетона на воздухововлечение при его приготовлении // Известия КазГАСУ, 2011, №3. – С.129-133.

3. Львович К.И. Песчаный бетон и его применение в строительстве. – СПб.: Строй-бетон, 2007. – 320 с.

4. Мелкозернистые бетоны: Учебное пособие / Ю.М. Баженов, У.Х. Магдеев, Л.А. Алимов, В.В. Воронин, Л.Б. Гольденберг; Моск. Гос. Строит. Ун-т. М., 1998. – 148 с.

5. Дворкин Л.Н., Дворкин О. Л. Основы бетоноведения. – СПб.: Строй-бетон, 2006. – 691 с.

6. Морозов Н.М., Морозова Н.Н., Хозин В.Г. Дорожный песчаный бетон с активными минеральными добавками // Достижения, проблемы и направления развития теории и практики строительного материаловедения: Материалы Х академических чтений РААСН. – Пенза-Казань: КГАСУ, 2006. -С.299-301.

Основные термины (генерируются автоматически): мелкозернистого бетона, Glenium ACE, Glenium ACE 430F, прочность мелкозернистого бетона, твердения мелкозернистого бетона, пористости мелкозернистого бетона, молотым кварцевым песком, молотого кварцевого песка, Мелкозернистые бетоны, песчаного бетона, прочности мелкозернистого бетона, добавки glenium ace, пористость мелкозернистого бетона, прочности песчаного бетона, 430F прочность бетона, прироста прочности бетона, массы цемента, Кинетика твердения мелкозернистого, МК-85.Состав мелкозернистого бетона, приготовления мелкозернистого бетона.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос