УДК 666.9.015.42
Юмагулов Р.А., Бабков В.В.
ОАО «Мелеузовский завод ЖБК»
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Известно, что добавка суперпластификатора в бетонную смесь снижает количество воды затворения на 15-25 %, не изменяя её удобоукладываемости. При этом улучшаются технические свойства бетона, такие как: прочность, морозостойкость, водонепроницаемость. Добавка суперпластификатора в бетонную смесь способствует повышению плотности и прочности бетона, снижению общей пористости и водопоглощения.
Эффективность использования пластифицирующих добавок определяется не только величиной их водоредуцирующего действия в бетонной смеси и улучшением физико-механических свойств бетона, но и влиянием данных добавок на кинетику твердения бетона, особенно в ранние сроки. Основные факторы, влияющие на пластифицирующее действие суперпластификаторов в бетоне, в настоящее время установлены, но влияние этих добавок на кинетику твердения цемента изучены еще недостаточно. В связи с этим представляет практический и научный интерес исследование влияния суперпластификаторов на кинетику набора прочности и твердения портландцемента в зависимости от количества вводимой добавки.
На Мелеузовском заводе ЖБК были исследованы водоредуцирующий эффект суперпластификатора С3 и пластифицирующей добавки ФОК-М, и влияние дозировок данных добавок на кинетику твердения портландцемента производства ОАО «Сода» (г. Стерлитамак). Пластифицирующая добавка ФОК-М представляет собой водный раствор смеси натриевых солей продуктов сульфирования кубовых отходов производства фенола и самоэмульгирующегося продукта 139-282 на основе кремнийорганических соединений. Добавка производится на ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» (г. Салават) по ТУ 2601-156-00284807-96 (с изм. 1.2) и соответствует требованиям ГОСТ 24211-91 для пластифицирующих добавок 1-ой группы.
Техническая характеристика используемого портландцемента марки ПЦ500-Д0 представлена в таблице 1.
Исследования проводились на цементно-песчаных смесях при соотношении вяжущего и заполнителя 1/3. Водоредуцирующий эффект при введении в смеси добавки оценивался по показателю водоредуцирования ВР, который рассчитывался по формуле (1).
ВР = ((В/Цн – В/Цп)/ В/Цн)*100% (1)
где В/Цн и В/Цп – соответственно, водоцементное отношение непластифицированной и пластифицированной смеси при их одинаковой подвижности.
Результаты определения водоредуцирующего эффекта добавок С3 и ФОК-М при использовании портландцемента ПЦ500-Д0 производства ОАО «СОДА» представлены в таблице 2.
Из результатов таблицы 2 видно, что водоредуцирующий эффект суперпластификатора С3 несколько выше, чем добавки ФОК-М.
Далее было исследовано влияние данных добавок С3 и ФОК-М на сроки схватывания портландцемента марки ПЦ500-Д0 производства ОАО «СОДА». Результаты определения сроков схватывания портландцемента при различных дозировках добавок (0,3 — 1,5 %) представлены в таблице 3.
Результаты экспериментов по определению влияния данных добавок на сроки схватывания портландцемента марки ПЦ500-Д0 производства ОАО «СОДА» выявили замедление начала процесса схватывания цементного теста с некоторым сокращением его продолжительности.
Полученные значения удовлетворяют требованиям ГОСТ 10178-85 по срокам схватывания портландцемента ОАО «СОДА» на данных добавках во всём диапазоне дозировок. При введении суперпластификатора С3 и добавки ФОК-М в цементное тесто в количестве 0,3 – 1,5 % от массы цемента начало схватывания наступает по времени на 1…2 часа позже по сравнению с цементным тестом без добавки, но продолжительность схватывания уменьшается по времени приблизительно в 2 раза. В связи с этим в производстве железобетонных изделий с использованием суперпластификаторов необходим несколько продолжительный период предварительной выдержки изделий и период подъёма температуры.
Далее были проведены исследования влияния добавки суперпластификаторов на кинетику набора прочности и твердения портландцемента. Из цементно-песчаного раствора состава 1/3 (Ц/П) изготавливали образцы-балочки размером 40*40*160 мм. В качестве песка использовался стандартный вольский песок. Добавку суперпластификатора вводили в количествах 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,5 % от массы цемента. Подвижность составов контролировали на встряхивающем столике. Количество вводимой воды затворения определялось расплывом конуса, который для всех составов поддерживался одинаковым и равным 160 – 170 мм. После формования образцы твердели в нормальных условиях. Половинки образцов-балочек, составы которых отличались между собой количеством введенной добавки, подвергались испытанию на прочность при сжатии в возрасте 1, 2, 3, 7, 28 суток нормального твердения.
Результаты проведённых экспериментов на добавках С3 и ФОК-М представлены в таблицах 4 и 5 соответственно. На рисунках 1 и 2 по данным таблиц 4 и 5 построены кривые кинетики набора прочности портландцемента при использовании данных добавок.
Анализируя результаты испытаний, установили, что повышение дозировки добавок С3 и ФОК-М до 1,5 % от массы цемента не замедляет процесс твердения и набора прочности в ранние сроки. Результаты испытаний показали, что снижение В/Ц отношения за счёт введения добавок в количестве от 0,3 до 1,5 % обеспечивает ожидаемое повышение прочности во все сроки твердения. В первые сутки твердения, за счёт введения суперпластификатора С3 или добавки ФОК-М наблюдался значительный прирост прочности и ускорения твердения портландцемента ОАО «СОДА». Предположения о замедлении и блокировки твердения в ранние сроки для данного портландцемента в ранние сроки при повышенных дозировках добавок С3 и ФОК-М (более 1,0 %) в бетонную смесь не подтвердились. Значительный прирост прочности и ускорения твердения портландцемента ОАО «СОДА» в ранние сроки позволит снизить время тепловлажностной обработки или изменить режим пропаривания с целью снижения расхода тепловой энергии.
