Исследования влияния различных пластификаторов на подвижность мелкозернистого шлакозолобетона

Пластификаторы - это добавки, прекрасно зарекомендовавшие себя при производстве высококачественного товарного бетона и железобетонных изделий различного назначения; обладают отличными пластифицирующими свойствами и эффективным водоредуцирующим действием.

Пластификаторы - обеспечивают высокую удобоукладываемость и отличную динамику набора прочности бетонной смеси с высокими показателями механической прочности во все сроки твердения.

Цель настоящей работы исследование воздействия различных видов пластификаторов на подвижность мелкозернистого шлакозолобетона.

Для исследований использовали широко применяемые для обычных бетонов добавки – суперпластификаторы С-3 (один из первых пластификаторов бетона на основе продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, с молекулярно-массовым распределением) и дофен; давно известные обычные пластифицирующие добавки ЛСТ (отходы производства целлюлозы) и ЩСПК (щелочные стоки производства капролактама), а также их смеси. Был проведен ряд опытов.

1. При одинаковом расходе цемента, заполнителей и воды менялись виды добавок и их количества (состав бетона из расчета М200 (В16); цемент - 250, зола - 360, шлаковый песок – 1080, вода – 240 кг/м³); все добавки вводились в % от массы цемента 0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 и 0,30. Всего 25 вариантов смесей.

2. Из оптимальных добавок составлялись комплексная и менялось их соотношение. Всего 18 вариантов смесей.

3. Исследовалась зависимость подвижности смеси от количества вводимых пластификаторов при пониженном водосодержании смеси (состав: цемент – 250; зола – 360; шлаковый песок – 1120 и вода – 200 кг/м³; добавки – 0,1; 0,2 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,8 и 2%)

Установлено, что лучшим пластифицирующим эффектом из четырех примененных однокомпонентных добавок в мелкозернистых шлакозолобетонных смесях обладает лигносульфонат технический. Он увеличивает подвижность смеси при одинаковых расходах всех компонентов (цемента, золы, шлакового песка и воды) и незначительном объеме его введения в 3,7 раза (ОК с 6 до 22 см), затем следует ЩСПК (адипинат натрия) в 2,5 раза, дофен в 2 раза и С-3 в 1,4 раза.

Известно, что оптимальный расход суперпластификаторов в бетонах составляет от 0,5-0,6% и выше. Зная об этом, в первой серии опытов была поставлена задача не достижения в разработанном мелкозернистом шлакозолобетоне суперпластифицирующего эффекта, а лишь нахождения способа повышения подвижности смеси. Смеси готовились с осадкой стандартного конуса 6…8 см. Ставилась задача достижения 20…24 см (увеличения подвижности в 3…4 раза), т.е. уровня средней пластификации, что обеспечивает повышение производительности труда при бетонировании, улучшение качества поверхности конструкций, ликвидацию воздействия шума и вибрации на организм человека.

За основу были приняты дешевые, имеющиеся в неограниченном количестве обычные пластификаторы ЛСТ и ЩСПК (отходы производства), которые, как правило, в обычных бетонах применяются в количестве 0,1...0,3%. Использование указанных добавок в мелкозернистых шлакозолобетонах увеличивает подвижность смеси в 2,5...3,7 раза, а комплексная добавка ЩСПК:ЛСТ = 1:2 в 4 раза. Добавки суперпластификаторы С-3 и дофен применялись для сравнения, а не по их назначению.

Во второй серии опытов проверялся пластифицирующий эффект комплексной добавки из двух компонентов ЛСТ+ ЩСПК с различным их соотношением при прочих равных условиях. Применялись три варианта соотношения ЛСТ: ЩСПК, а именно 1:2; 1:1 и 2:1.

Лучший результат по эффекту пластификации (в 4 раза) и прочностным показателям достигнут на соотношении ЛСТ: ЩСПК = 2:1.

В третьей серии опытов было снижено водосодержание смеси с 240 до 200 кг/м³ (В/Ц = 0,8 вместо 0,96). Расход пластификаторов увеличивали, при жесткости смеси в 10 сек до достижения литой консистенции, т.е. до получения осадки конуса свыше 20 см.

При пониженном расходе воды (В/Ц = 0,8 или В/Ц+3 = 0,32, где З. - зола) суперпластифицирующий эффект наблюдался у комплексной добавки (ЛСТ:ЩСПК = 2:1) и ЛСТ с введением их до 0,9%, в то время, как у дофена и ЩСПК, начиная с 0,9 до 1,6% и у С-3 с 1,6 до 2%.

Таким образом, установлено, что совместное использование лигносульфоната технического и адипината натрия позволяет получить стабилизированную дисперсную систему, обладающую в то же время большой подвижностью. Применение адипината натрия повышает плотность заряда частиц вяжущего и микрозаполнителя, отталкивая их друг от друга и раздвигая зерна шлакового песка, а пластифицирующий эффект молекул ЛСТ позволяет сократить расход воды в смеси и ее расслоение (водоотделение). Кроме того, зола сама по себе в определенном соотношении с водой обладает пластифицирующим свойством (шарообразные частицы алюмосиликатного стекла подобны шарикоподшипникам).

Литература:

1. Павленко С.И. Мелкозернистые бетоны из отходов промышленности: Учебное пособие – М.: изд-во АСВ, 1997 – 176 стр. с илл.