М.В. Корниенко студентка, Г.В. Гакштетер магистр,

К.Т. Саканов, П.В. Корниенко канд. техн. наук, профессора.

Павлодарский государственный университетим.С. Торайгырова, Казахстан)

БЕТОНЫ НА МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В СОВРЕМЕННЫХ ОБЪЕКТАХ

На сегодняшний день наиболее предпочтительным является введение в бетонную смесь либо комплексной добавки, либо комплекса модификаторов, совокупное действие которых не только оптимизирует технологические и реологические свойства бетонной смеси, но и позволит обоснованно сократить сроки бетонирования и набора необходимой распалубочной прочности.

Модифицирование бетонных смесей в Павлодаре носит хотя и обширный характер, но основывается, в основном, на неполных данных о добавке и ее принципе действия.

Целью настоящей работы явилось обоснование технологии производства ЖБИ из бетона, модифицированного комплексом добавок. Были проведены исследования по подбору состава бетонной смеси, модифицированной комплексом добавок, с учетом местных заполнителей.

Задание на подбор состава заключалось в получении «холодной» (на непрогретых компонентах) бетонной смеси с подвижностью П3, согласно ГОСТ 7473-2010, с началом твердения не позднее 1,5 ч, распалубочной прочностью после 16 ч прогрева двумя электропушками мощностью 30 кВт не менее 70 % от проектной. Подобранная смесь предназначалась для изготовления плит ограждений ПО 40-20 на одном из полигонов ЖБИ Павлодарской области, а также возможности выпуска других групп изделий.

Изучали влияние на контрольные составы бетонных смесей комплекса пластифицирующе-водоредуцирующей добавки и добавки ускорителя твердения. Выбор комплекса модификаторов бетонной смеси, состоящего из суперпластификатора (СП) и ускорителя твердения сообразуется с рекомендациями известных авторов [1] и предварительными исследованиями авторов настоящей работы [2, 3].

С этой целью были реализованы эксперименты в соответствии с планом ПФЭ 2³ и условиями их планирования, приведенными в таблице 1.

Таблица 1 – Матрица планирования эксперимента

Факторы		Уровни варьирования			Интервал варьирования
Натуральный вид	Кодированный вид	-1	0	+1
Расход вяжущего, кг	Х1	220	305	390	85
Ц/В	Х2	1,3	1,6	1,9	0,3
Расход СП, % от массы цемента	Х3	0,4	1,2	2,0	0,8

В качестве компонентов применяли: вяжущее – портландцемент ЦЕМ 32,5 Н (г. Семей), активностью 33 МПа, нормальной густотой 29,6 %; мелкий заполнитель - песок с Мк 1,7 и водопотребностью 6,6 % по массе; крупный заполнитель - щебень фр. 5-20 из отходов цветной металлургии.

В качестве модификаторов бетонов выбрали суперпластификатор Glеnium АСЕ 40 и ускоритель твердения Х-SЕЕD 100.

Представленные компоненты бетонной смеси доступны всем предприятиям г. Павлодара.

В качестве параметра оптимизации y выступает прочность на сжатие в возрасте 28 суток и значение марки по удобоукладываемости смеси выраженная в см от осадки стандартного конуса у_ОК. Указанные показатели наиболее важны для изготовителя бетонных изделий.

Полученные экспериментальные данные после соответствующей обработки приведены в качестве экспериментально статистических моделей.

Указанные модели позволили рассчитать состава бетона задаваясь удобоукладываемостью смеси при определенном Ц/В (Х₂) и расходе СП (Х₃), находим примерный расход воды, а затем находим необходимое Ц/В для получения заданной прочности в возрасте 28 суток.

Расход цемента находим по формуле

Далее, зная объем цементного теста, находим расход заполнителей и их массовое соотношение по ГОСТ 27006-86.

Один из рассчитанных по данной методике составов бетонной смеси был рекомендован к промышленному апробированию для производства опытной партии плит ограждений ПО 40-2. Для сравнения приведен контрольный состав завода ЖБИ.

В таблице 2 представлены результаты средних значений прочности образцов-кубов контрольного и модифицированного состава. В таблице 3 – физико-механические характеристики образцов обоих составов.

Таблица 2 - Сравнительные данные по бетонным смесям

Состав	Расход добавки, % от массы цемента	Бетонная смесь, 1м^3				Прочность бетона на сжатие, МПа в возрасте, сутки
		расход цемента, кг	плотность, кг/м^3	Ц/В	ОК	1	28
Контрольный (М 300)	—	412	2427	2,5	12	6,7	29,5
Модифицирован-ный Glеnium АСЕ 40 Х-SЕЕD 100	1,0 1,0	412	2451	3,3	17	13,0	48,5

Анализ полученных результатов для марки бетона М300. при применение комплекса модификаторов позволило сократить расход цемента на 17% при той же удобоукладываемости бетонной смеси. При этом стоимость количества

Таблица 3 - Физико-механические характеристики бетона

Показатель	Контрольный состав	Модифицированный состав
Марка по прочности	МЗ00	М450
Плотность, кг/м^3	2427	2451
Марка по водопроницаемости	W6	W14
Марка по морозостойкости «в солях» (ГОСТ 10060.2-95)	F100	F 400
Водопоглощение, % по массе	4,0	2,3

вводимых модификаторов оказалась ниже стоимости «сэкономленного» цемента.

Зависимости модели позволяют рассчитывать составы бетонов с заданными показателями свойств при различных значениях варьируемых факторов. Зная цену компонентов бетонной смеси, есть возможность управлять не только технологией производства, но и просчитывать экономическую составляющую производства ЖБИ из модифицированных бетонных смесей.

Применение комплекса модификаторов, включающего пластифицирующе-

-водоредуцирующую добавку и ускоритель твердения, позволило существенно удешевить себестоимость изделий, упростить технологию их изготовления, уменьшить трудозатраты рабочих завода.

Возможность получения модифицированных бетонов на местных материалах с значительно низкой стоимостью классов по прочности В30….В35, как в нашем случае, намного расширяет область их применения.

Из таких модифицированных тяжелых бетонов можно проектировать различные плиты (ребристые размером 3_˟6, 3_˟12 и пустотные – для промышленных зданий), ригеля, балки покрытий, фермы и сильно нагруженные колонны.

Как известно железобетонные плиты перекрытий и покрытий, ригеля, колонны, балки, фермы, являются основными элементами каркасов одноэтажных и многоэтажных гражданских и промышленных зданий и составляют значительную часть их стоимости.

Поэтому применение модифицированных бетонов с высокими прочностными показателями, хорошей подвижностью и высокой водонепроницаемостью, а также относительно низкой стоимостью по сравнению с обычным тяжелым бетоном выгодно для проектирования железобетонных элементов.

Литература:

1. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны/Научное издание. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. – 368с.

2. Корниенко П.В., Гакштетер Г.В. Местные ресурсы и отходы промышленности при производстве строительных материалов // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки». Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество». 2011. Часть 1. С. 41–42.

3. Корниенко П.В., Гакштетер Г.В. Экономическое обоснование производства модифицированных бетонов // сборник статей. София: Изд-во «Бял ГРАД-БГ» ООД, Том 31, 2012, «Найновите научни постижения», с. 87-92