А. ЕРКИНБЕКОВ, канд. техн. наук, Южно-Казахстанский государственный университет

В статье рассказывается о результатах проведенных экспериментальных исследований по выявлению влияния различных модификаторов на свойства бетона, в частности на снижение водопотребности бетонной смеси, на повышение морозостойкости, а также на увеличение конечных прочностных характеристик.

В современном строительстве монолитный бетон и железобетон широко внедряется для возведения здани й и сооружений. В этих условиях актуальной задачей является получение бетона высокого качества по таким показателям, как удобоукладываемость, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость. В основном эти свойства бетона определяют долговечность, надежность бетонных и железобетонных конструкций.

Существует несколько способов повышения качества бетона. Основным из них является применение химических добавок, модифицирующих капиллярно-пористую структуру бетона, вследствие чего улучшаются ее качественные свойства.

В практике долговечность бетона невозможно обеспечить без применения химических добавок. Прежде всего это относится к морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Бетон с высокими морозостойкостью и водонепроницаемостью можно получить только путем использования структурирующего действия модификаторов, суть которого состоит в изменении структуры порового пространства цементного камня за счет образования системы мелких условно замкнутых пор различной сферической формы.

В настоящее время существует множество производителей модификаторов. Эти модификаторы при одинаковых условиях по-разному влияют на качество бетона. Проведены экспериментальные исследования для выявления влияния различных модификаторов на свойства бетона. В качестве химических добавок в бетон были использованы суперпластификаторы Melment L 10/33 и Pozzolith MR55K с добавкой MicroAir производства компании «Басф К.К.Ц.А» (Турция), а также ПФМ-НЛК, разработанный ЯкутНИИС и произведенный ОАО «Полипласт УралСиб» (Россия).

Согласно классификации ГОСТ 24711 «Добавки для бетонов и строительных растворов и общие технические условия», ПФМ-НЛК относится к виду пластифицирующих водоредуцирующих. Эти свойства ПФМ-НЛК обеспечивают:

- улучшение технологических свойств бетонной смеси - удобоукладываемости, однородности, нерасслаиваемости;

- снижение водопотребности бетонной смеси на 20-25%;

- повышение морозостойкости в 2 раза и более без увеличения расхода цемента;

- увеличение конечных прочностных характеристик на 25% в равноподвижных смесях;

- снижение расхода цемента до 25%, а также ряд других положительных характеристик.

Рекомендуемые дозировки - 0,3÷0,8% от массы цемента в перерасчете на сухое вещество. Для обеспечения требуемого качества бетона длительность перемешивания компонентов бетонной смеси с ПФМ-НЛК должна составлять не менее 5 минут.

Продукция «БасфК.К.Ц.А» - суперпластификатор Melment L 10/33 получен на основе меламина. Согласно техническим данным этот вид добавок:

- значительно уменьшает количество воды при одинаковой подвижности бетона;

- повышает прочность бетона на сжатие и на изгиб на 25%;

- уменьшает срок снятия формы;

- повышает сопротивление морозу и таянию;

- уменьшает потребность в вибрации.

Рекомендуемая дозировка - 0,8÷1,2% от массы цемента .

Pozzolith MR 55 является жидкой бетонной добавкой; согласно техническим характеристикам добавление ее в бетонную смесь:

- уменьшает количество воды;

- увеличивает набор ранней и конечной прочности;

- обеспечивает высокую начальную прочность, если бетон будет содержать летучую золу.

Рекомендуемые дозировки – 0,4÷0,8% от массы цемента.

Для оценки влияния химических добавок на свойства бетона были изготовлены опытные образцы - бетонные кубики размером 100х100х100 мм с добавкой вышеназванных модификаторов и без добавок как контрольные образцы. Учитывая производственные условия подачи бетонной смеси бетононасосом, осадка конуса для всех бетонных смесей назначена 15 см .

Бетонные образцы были изготовлены с применением сульфатостойкого портландцемента марки М400 ДО Шымкентского цемзавода. Песок средней крупности М=2,42 с насыпным весом 1505 кг/м 3. Шебень фракции - 5÷20 мм. Расход на 1 м3 бетона: песка – 720 кг, щебня - 1175 кг, а цемент – 350 кг. Твердение бетона естественное и образцы хранились в лабораторных условиях при температуре 22÷24 0С. Состав бетонной смеси и результаты испытаний на прочность приведены в таблице.

Таблица

Характеристики бетона с различными добавками

Результаты проведенного испытания показывают, что все виды химических добавок значительно снижают водопотребность при одинаковой подвижности бетона. В наших случаях при осадке конуса ОК=15 см водопотребность снизилась для состава бетона с добавкой турецкого производства от 5 до 11%, а с добавкой ПФМ-НЛК - почти на 15% по сравнению с бетоном без добавки.

Без добавок Melment L 10/33 MicroАir Pozzolith MK 55K ПФМ-НЛК

Рис. Влияние различных добавок на свойства бетона.

(прочность - R, морозостойкость - F, водонепроницаемость - W)

Влияние модифицирующих добавок разных видов проявилось по-разному. Повышение прочности бетона с добавкой Melment L 10/33 с MicroАir и Pozzolith MK 55K составило, соответственно, 6,6 и 19,3%, а ПФМ-НЛК - 22,5%. Класс бетона по прочности на сжатие с добавкой ПФМ-НЛК, соответственно, равен В25.

Результаты испытания на прочность, морозостойкость и водонепроницаемость приведены на рисунке. При этом водонепроницаемость была определена на приборе «Агама», а морозостойкость ускоренным методом согласно ГОСТ 10060.0-95. Как видно из рисунка, качественные показатели бетонных образцов с добавкой ПФМ-НЛК на порядок выше, чем бетонных образцов без добавок, а также значительно лучше, чем с добавкой Melment L 10/33 и Pozzolith MK 55K.

Выводы:

Разные химические добавки, модифицирующие структуру бетона, по-разному влияют на качественные свойства бетона. Используя различные модификаторы, можно изменить свойства бетона и получить значительную экономию цемента, а также повысить долговечность бетона и железобетона.