Батталова Сабина Сериковна,
магистрант
кафедры «Технология промышленного и гражданского строительства»,
Дюсембинов Д.С.
– научный руководитель, к.т.н, старший преподаватель
кафедры «Технология промышленного и гражданского строительства»
Евразийский
Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан.
Особенности производства бетона с улучшенными
гидрофобными свойствами на основе добавок модификаторов.
В
настоящее время
ввиду роста промышленности в Казахстане все
устремления направлены на привлесчение иностранных инвестров и выход на рынок
других стран. Основной
показатель качественной работы любого производства, это условия на которых была произведена продукция.
Ввиду резкоконтинентального климата на территории РК
основной показатель качества конструкций и изделий из бетона является
морозостойкость, для решения данного аспекта необходимо производство бетона с
улучшенными гидрофобными свойствами.
Бетон
и железобетон и в XXI веке остаются массовыми строительными материалами, во
многом определяющими уровень развития цивилизации [1]. Статистика случаев
экстремального воздействия на железобетонные конструкции дает возможность
наглядно убедится в высоких строительно-технических свойствах бетона и
железобетона [2].
Последние
десятилетия ознаменовались значительными достижениями в теории и технологии
бетона [3]. Процесс изучения и создания новых видов бетона продолжается, и
этому способствуют научные исследования и разработки институтов Российской
Федерации (НИИЖБ, ГНЦ "Строительство", ВНИИжелезобетон, МГСУ,
НИИцемент, МАДИ, МХТИ, ВНИИГ им. В.В. Веденеева, НИЛ ФХММ и ТП),
Казахстана, КазГАСА, Таразский государственный университет, Карагандинский
государственный технический университет.
На
современном этапе развития технологии строительства, проблема повышения
качества и долговечности бетона и железобетона во многих практически важных
случаях может быть успешно решена путем использования новых химических
материалов.
Одним
из наиболее перспективных и эффективных направлений химизации в современном строительстве
является широкое использование различных органических и неорганических веществ
в качестве добавок к бетону. Вводимые в десятых и сотых долях процента от массы
цемента, они существенно влияют на химические и физико-химические процессы при
твердении цемента и создание благоприятной, с точки зрения стойкости, структуры
бетона. Такие вещества называют модификаторами бетонной смеси и бетона [3].
Еще за
много столетий до нашего времени древними мастерами практиковалось применение
различных добавок, в том числе гидрофобных органических веществ для повышения
водостойкости воздушной извести [4, 5, 6].
Жиры,
масла и некоторые другие органические соединения, обладающие гидрофобными
свойствами, широко распространены в животном и растительном мире. Повседневно
встречая такие вещества в окружающей природе, человек с давних пор применял их
не только для питания, но также для различных бытовых и производственных
надобностей, в том числе в строительной технике. Так, например, в Древнем Риме
к извести добавляли свиное сало и свернувшуюся кровь животных, а в древней Руси
– творог, льняную сечку вместе с льняным семенем, отвар еловой коры и другие
вещества [7,8].
Анализ
литературных данных [9] показывает, что в процессе применения химических
добавок специалисты стремятся найти удобные и эффективные способы их
приготовления и введения в цементные бетоны и растворы. Наибольшее
распространение получил способ применения химических добавок путем
предварительного приготовления водного раствора модификатора и дальнейшего его
введения в бетонную смесь с водой затворения. Практика показывает, что таким
способом применяются практически все химические добавки, за исключением
гидрофобных [6].
При
разработки добавок модификаторов нами в работе были рассмотрены необходимые характеристики
бетона его основные свойства определяющие улучшение устойчивости к
попеременному замораживанию и оттаиванию.
Для приготовления
комплексных модификатора применяли:
- послеспиртовую
барду, отвечающую требованиям ТУ1110 РК 00393896 ОАО 01-2003;
- гидрофобизирующий
ингредиент - кубовые остатки
синтетических жирных кислот (КОСЖК);
- отсев камнедробления гранита с кислотостойкостью ~ 95-96 %.
- золу-унос, г. Астана, ГОСТ
ТУ 25818.
- ускоритель NaСl
Выбор ингредиентов осуществлялся на основе изучения опыта работы
передовых предприятий ближнего и дальнего зарубежья с учетом требований к
добавкам-модификаторам по действующим нормативным документам, в частности по
ГОСТу 24211-2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие
технические требования».
Повышение
технологичности производства при одновременном улучшении гидрофильных и
гидрофобных характеристик бетона может быть достигнуто путем комплексной гидрофильно-гидрофобной добавкой.
Эффективность добавок в производстве бетона зависит от их поверхностной
активности и гидрофобной способности.
Для получения
модифицированной добавки совмещаются КОСЖК и послеспиртовая
барда в роторно-пульсационный аппарат (РПА). Полученную массу совмещают с
водой. Затем раствор модифицированной добавки совмещают с цементом.
При перемешивании с
добавкой цемент гидратируется гораздо быстрее, тем
самым, усиливая действие добавок за счет повышения их концентрации в жидкой
фазе смеси. На рисунке 1 показан процесс совмещения с цементом добавки С 3.
1 – область совмещения
гидрофобной добавки с цементом
2 – область совмещения
гидрофильной добавки с цементом
3 – часть цементного
клинкера, не вступившего в контакт с цементом.
Рисунок 6 –
Схема совмещения цемента с добавками: а) введение модифицированной добавки
совмещаются КОСЖК и послеспиртовая барда; б) введение
добавки модификатора С-3
Введение
модифицированной гидрофильно-гидрофобной
добавкой интенсифицирует переход цемента
в активную фазу.
Таким образом, при
использовании комплексных модифицированных добавок достигается улучшение
пластифицирующих и гидрофобных свойств бетона, которые впоследствии увеличивают
прочность и морозостойкость готового бетона.
Литература
1. Баженов Ю.М. Технология бетона.
–М.: Издательство АСВ, 2002. –49с.
2. Строительный вестник Казахстана.
СВК. Железобетон и безопасность среды обитания. №34 (51). 20 сентября
3. Ресин В.И. Железобетон в Московском
строительстве //В книге: Бетон на рубеже третьего тысячелетия // Материалы 1-ой
Всеросс. конф. по проблемам бетона и железобетона. –Москва, 9-14 сентября
2001.- Кн. 1.- С.39-43.
4. Батраков В.Г. Основы
модифицирования цементных систем и получения бетонов заданных
строительно-технических свойств: автореф. … докт. техн. наук: 05.23.05. –М.,
1984. –42 с.
5. Хигерович М.И., Байер В.Е.
Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цемента, растворов и бетонов. –М.,
1979. –С.124-141.
6. Хигерович М.И. Гидрофобный цемент.
–М., 1957. –С.7-10.
7. Ратинов В.Б. Классификация добавок
по механизму их действия на цемент //Шестой междунар. конгресс по химии цемента
в Москве. 1974. –М.: Стройиздат, 1976. –Т.2.–С.18-21.
8. Соловьев В.И. Бетоны с
гидрофобизирующими добавками. –Алма-Ата: Наука, 1990. –112с.
9. Кулибаев А.А. О проблемах в
строительной химии //Кабарлары Вестник, Бишкек.- 2001.- Вып. 1. –С.81-84.