к.т.н., Рахимова Г.М.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

магистрант Тоимбаева Б.М.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

магистр Хан М.А.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

докторант Рахимов А.М.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Удобоукладываемость, расслаиваемость и водоотделение бетонной смеси

На современном этапе развития технологии строительства проблема повышения качества и долговечности бетона и железобетона во многих практически важных случаях может быть успешно решена применением химических добавок.

В промышленно развитых странах объем бетона с добавками составляет 25-90%. При этом непрерывно ведутся работы в области создания новых химических добавок, все более отвечающие требованиям современного строительства и позволяющие получать конкурентоспособную продукцию.

В связи с этим, для соблюдения основных требований, предъявляемых к железобетонным лестничным пролетам: длительная безопасная эксплуатация и надежность, способность выдерживать большие нагрузки, необходимо улучшать их физико-деформативные свойства. Исследования свойств бетонной смеси и бетона проводились со следующим составом, материалов на 1 м3: цемент - 300 кг, песок - 689 кг, щебень - 1205 кг, осадка конуса контрольного состава бетона (без добавок) ОК = 3-4 см.

В связи с этим исследовано влияние предлагаемых добавок на подвижность бетонных смесей по уменьшению В/Ц и расхода воды затворения при постоянной подвижности смесей равной 3-4 см по осадке стандартного конуса для всех составов [1]. Результаты исследования приведены в таблице 1.

Из данных таблицы 1 видно, что предлагаемая добавка МСМ позволяет уменьшить водоцементное отношение на 16 % за счет уменьшения количества воды затворения на 30 кг/м3 в сравнении с бетонной смесью без добавок.

Следует отметить, что контрольные добавки С-3 и КОД-С уменьшают количество воды затворения соответственно на 39 и 33 кг/м3 и В/Ц на 20 и 17 % в сравнении с бетонной смесью без добавок.

Таблица 1 – Влияние предлагаемых добавок

на количество воды затворения

№ ПП	Наименование добавки	Количество добавки от массы цементов, %	В/Ц	ОК, см	Кол-во воды на затворение, кг/м³	Уменьшение расхода воды, кг/м³
1	Без добавки (контрольный)	-		3-4	192	-
2	С-3	0,60		3-4	153	39
3	КОД-С (контрольный)	0,40		3-4	159	33
4	МСИ	0,40		3-4	162	30
5	ТМСИ	1,90		3-4	156	36

Уменьшение В/Ц с гидрофобизирующей добавкой МСМ объясняется адсорбцией гидрофобизатора на поверхности зерен частиц твердой фазы и возникновением адсорбционных слоев, которые понижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз, обеспечивают гидродинамическую смазку между частицами цемента и уменьшают трение и сцепление. Это способствует дефлокуляции частиц, вызывает перераспределение воды и, как правило, увеличивает текучесть цементно-бетонной смеси.

Также исследована зависимость подвижности бетонной смеси от времени её выдерживания до укладки в условиях сухого жаркого климата при температуре 40 °С в присутствии предлагаемых добавок. Результаты исследования при постоянном водоцементном отношении (В/Ц =0,64), а также при постоянной подвижности смеси по осадке конуса (ОК - 16 см) представлены на рисунке 1, (а, б).

Исследование этой зависимости (рисунок 1) позволило установить, что применение предлагаемой добавки МСМ увеличивает время регулирования подвижности смеси при постоянном В/Ц= 0,64 в 2,5-3,0 раза, а также при постоянной подвижности смеси 0К=16 см (рисунок 1, б) в 1,8-2,0 раза больше, чем с бетонной смесью без добавок, что положительно влияет на их транспортирование, укладку и уплотнению в изделиях при воздействии условий сухого жаркого климата.

Наибольшее время сохранения подвижности обеспечивает добавка МСМ по сравнению с добавкой С-3 (рисунок 1, кривая 2 и 3), а также сохраняет такую подвижность в течение 70 мин, в то время как контрольная добавка С-3 сохраняет эту подвижность в течение – 50 мин, что является достаточным для времени транспортирования и укладки бетонной смеси в конструкцию. Увеличение времени сохранения подвижности бетонной смеси с гидрофобизирующими добавками объясняется уменьшением массообмена (влагопотери) из бетонной смеси в присутствии этих добавок, которые препятствуют перемещению влаги из бетонной смеси к поверхности свежеуложенного бетона в условиях сухого жаркого климата.

Повышению сплошности и устойчивости бетонной смеси к расслоению способствует наличие в составах предлагаемой добавки алкильных дефильного строения углеводородных молекул жирных кислот и их солей.

а)
б)

а) при постоянном водоцементном отношении В/Ц = 0,7;

б) при постоянной подвижности смеси (0К=16 см) 1- без добавки;

2 - с добавкой МСМ 0,4 % от массы цемента; 3 - тоже КОД-С 0,3 %;

4 - тоже С-3 0,6 %

Рисунок 1 – Зависимость подвижности бетонной смеси от времени её выдерживания до формирования изделий

Как определял В. И. Соловьев [2], наличие эффекта сцепления "щетка" между этими молекулами позволяет перемещаться компонентам смеси в направлении, параллельном сцеплению волокон и практически не позволяет перемещаться перпендикулярно направлению волокон. Это позволяет увеличить высоту бетонируемого слоя и уменьшить боковое давление на опалубку.

При этом предлагаемая добавка позволяет регулировать вязкопластические свойства бетонных смесей, что должно способствовать получению требуемого качества отвердевших бетонов для изделий с высокими деформативными свойствами.

Литература

1. Рахимов М.А., Рахимова Г.М., Хан М.А., Тоимбаева Б.М. Разработка состава комплексной добавки полифункционального действия СС-3-ТН. Фундаментальные исследования. 2017. № 1. С. 112-116.

2. Соловьев В.И. Бетоны с гидрофобизирующими добавками. – Алма-Ата: Наука, 1990.