СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ С ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ «МАКРОМЕР П11»

СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ С ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ «МАКРОМЕР П11»

Добшиц Л.М., профессор, Варвянский Р.И.,, Московский государственный университет путей сообщения.

Современные бетоны представляют собой многокомпонентные композиционные составы, модифицированные специальными добавками. Добавки, влияющие на реологические характеристики, получили название — пластифицирующие добавки.

Этот класс модификаторов активно применяется для повышения удобоукладываемости (пластичности) растворных и бетонных смесей с целью получения литых, самоуплотняющихся бетонов при сохранении обычных значений водоцементного отношения (В/Ц). Другая решаемая задача при использовании пластифицирующих добавок — снижение-величины В/Ц при сохранении требуемой удобоукладываемости (пластичности) растворных и бетонных смесей. Это позволяет увеличить прочность бетонов и растворов. В связи с изложенным, поиск и исследование свойств новых добавок пластификаторов и их влияния на растворные и бетонные смеси, растворы и бетоны является актуальной задачей, которой посвящена данная работа.

В последние годы прошлого столетия был разработан новый тип пластифицирующих добавок — модифицированные поликарбоксилатные суперпластификаторы (ИКС). ПКС — «гребневидные» сополимеры, имеющие основную цепь на основе ненасыщенных карбоновых кислот, спиртов и их олигооксиалкиленгликолевых эфиров. Одной из таких добавок является новая пластифицирующая добавка «Макромер П11».

«Макромер П11» — это гиперпластификатор, произведённый на основе олигомерного сырья фирмой «Макромер», и представляет собой 25% водный раствор плотностью 1,07-1,09 г/см3, имеющий рН = 6,5 — 7,0 и кинематическую вязкость в диапазоне 25. .40 мм2/с.

Принцип действия данного типа добавок основан на комбинированном диспергировании цементных частиц по двум механизмам: электростатическому и стерическому. Электростатический принцип основан на сильном смещении ζ — потенциала частиц цемента в отрицательную область и как следствие электростатического отталкивания зерен вяжущего друг от друга. Стерический принцип основан на физическом отталкивании частиц вяжущего за счет длинных оксиалкильных ответвлений. По эффективности стерический фактор превышает эффективность электростатического.

Для исследования влияния добавки «Макромер П11» па свойства растворных смесей использовали следующие материалы. Песок производства ООО «Цемценд» (г. Подольск) стандартный монофракционпый, имеющий следующие характеристики: содержание SiО2 — 98%, влажность — 0,1% прямая потеря массы при прокаливании — 0,3%, содержание илистых и глинистых примесей — 0,3%, фракционный состав: 0,9мм — 0,1%; 0,5мм -96,8%. Цемент производства ЗАО «Оскол цемент», с активностью Rц — 408 кг/см2 имел следующие свойства: рнасьп — 1,180 кг/л, НГ = 26%, начало схватывания — 2,0 ч, конец схватывания 4ч 26 минут.

Вначале исследовалось влияние добавки на изменение нормальной густоты цементного теста. Полученные результаты приведены в табл. 1. и на рис. 1.

Таблица 1. Влияние количества вводимой добавки на определение нормальной густоты

 

Количество вводимой добавки, % массы цемента

Нормальная густота, %

0

26,00

0,4

17,75

0,5

17,25

0,6

16,00

Как видно из полученных результатов, введение добавки в количестве 0,4…0,6% массы цемента резко снижает величину нормальной густоты цементного теста, незначительно снижая её при дальнейшем увеличении дозировки добавки. При проведении экспериментов было также установлено, что цементное тесто с добавкой со временем становится пластичнее.

После определения НГ, определялись сроки схватывания цементного теста. Полученные результаты приведены на рис. 2. Как видно из полученных результатов, полученная зависимость носит экстремальный характер с пиком при дозировке 0,4…0,5% добавки. Дальнейшее увеличение количества вводимой добавки до 0,6…0,7% резко сокращает сроки схватывания (до технологически нецелесообразных величин). Последующее увеличение количества добавки до 0,8% повышает сроки схватывания до значений бездобавочных составов.

После исследования влияния добавки на изменение реологических свойств цементного теста, исследования были продолжены на цементно-песчаных растворах. Вначале определялось влияние добавки на расплыв конуса цементно-песчаной смеси с помощью встряхивающего столика и формы-конуса (табл. 2.). Из результатов, приведённых в табл. 2., следует, что вводимая добавка снижает водоцементное соотношение от 0,35 до 0,224 для получения нормальной консистенции растворной смеси.

Таблица 2. Влияние количества вводимой добавки на водоцементное соотношение

 

Количество вводимой

добавки, %

Водоцементное соотношение (В/Ц) для получения нормальной консистенции растворной смеси

б/д

0,35

0,4

0,248

0,5

0,24

0,6

0,234

0,8

0,224

 

Изучение влияния добавки на прочностные свойства проводилось на образцах — балочках, размером 4x4x16 см., изготовленных из цементно-песчаного раствора нормальной консистенции. После изготовления образцы помещали в камеру нормального твердения (КИТ), где они находились до испытаний.

Образцы испытывали на сжатие и изгиб. Полученные результаты приведены на рисунках (рис. 3. и 4.). Было установлено, что образны с 0,5% и 0,6% добавки показали наилучшие и примерно равные результаты на сжатие (рис. 3.). Однако при проверке в 3 и в 7 суток результаты были другими. После 28 суток наименьшую прочность имел образец с добавлением (),8% добавки. Кинетика роста прочности растворов с добавками на сжатие приведена на рис. 5.

 

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.

Зависимость прочности цементно-песчаных растворов на сжатие от количества вводимой добавки «Макромер П11» носит экстремальный характер с пиком максимальных значений при 0,4…0,6% добавки. Дальнейшее увеличение количества добавки приводит к резкому снижению прочности во все сроки твердения (от 3-х до 28-ми суток). Наибольший эффект прироста прочности составляет 20%. Прочность цементно-песчаных растворов при изгибе к 28 суткам твердения становится примерно равной при всех исследованных дозировок добавок.

 

Таким образом, проведёнными экспериментальными исследованиями установлено:

  1. Добавка «Макромер ПИ» является эффективным средством для повышения пластичности (на 42%) и увеличения прочности растворов и бетонов (на 20%).
  2. Количество вводимой добавки для получения технологичных (по срокам загустевания) составов растворных и бетонных смесей не должно превышать 0,5% массы цемента.
  3. Наибольший эффект достигается при введении добавки в количестве 0,4…0,5% массы цемента.

Для получения быстросхватывающихся высокопрочных растворов и бетонов количество вводимой добавки должно составлять 0,6…0,7% массы цемента.