Исследование возможности повышения качества бетона введением модифицирующих добавок

В данной статье были проведены исследования по бетону класса В25 c различными модифицирующими добавками. Были приведены 3 вида модифицирующих добавок отечественного производителя и влияние на основные характеристики бетона, не отклоняясь от стандартов, указанных в ГОСТ РК.

Ключевые слова: бетон, тяжелый бетон, бетон класса В25, модифицирующие добавки, пластификаторы, бетон марки М350.

Бетоны с классом прочности В25 с модифицирующими добавками применяется для сооружения крупных объектов в частном домостроительстве, так и в промышленном. Данный класс относится к тяжелым бетонам. В качестве вяжущего применяется портландцемент ПЦ400-Д0. Изготовитель ТОО «Кокше-цемент» РК. В качестве. В качестве модификаторов были выбраны Polymix Plast, SikaPlast 17 и Stachement 99 в разных концентрациях (0,5 %, 1 %, 1,5 %)

Выбор данного класса и марки бетона в качестве объекта для исследования обусловлен широкой потребностью в строительных отраслях страны.

В каждой строительной площадке тяжелый бетон является незаменимым и самым популярным, несмотря на новые открытие строительных материлов [2]. Технические характеристики такие, как прочность и плотность, удобоукладываемость и другие стандарты данных бетонов показывет, что эти классы и марка бетонов универсальны для строительства конструкции разных типов и уровней сложности [3]. Настоящее исследование посвящено в моделировании более оптимальных условий твердения бетонных смесей в естественной среде для улучшения прочностных храктеристик широко используемых бетонов класса В25 c модифицирующими добавками и цемента марки М400.

Наиболее эффективно эту задачу можно решить путем выбора добавок из числа предлагаемых. Необходимы корректные сравнительные испытания в бетонах с использованием местной сырьевой базы. Значительную ценность при этом представляет информация, касающаяся кинетики твердения модифицированных бетонов, влияющие на качества бетонирования и темпы строительства. Для достижения желемого результата при исследовнии образцов бетонных смесей должны выполнятся все требовния по контролю качества бетонов [5].

Постановка настоящего эксперимента является сравнительный анализ кинетики набора прочности тяжелого бетона, модифицированного различными отечественных пластифицирующих добавок.

Для приготовления бетонов М350 в качестве заполнителя использовался:

1. Гранитный щебень для строительных работ фракций от 5 до 10 мм ГОСТ 30108–94
2. Песок природный для строительных работ средней крупности. ГОСТ 30108–94

3. Портландцемент ПЦ400-Д0 ГОСТ 10178–85

Изготовитель ТОО «Кокше-цемент» РК, Акмолинская область, район Биржан сал, село Заозерное, улица Школьная № 56.

Образцы класса В25 заливали в железные и пластиковые формы 150х150х150, соответствующие стандарту. В соответствии с требованиями ГОСТ 10181–2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний» производят оценку подвижности бетонной смеси. «Готовую бетонную смесь для определения ее подвижности загружаем в стандартный конус, установленный на металлический поддон. Перед испытанием конус и все приспособления очищаем и протираем влажной тканью. Загрузку бетонной смесью производим в три слоя, штыкуя каждый слой 25 раз. Конус во время наполнения должен быть плотно прижат к поддону. После уплотняем бетонную смесь, ее избыток срезаем вровень с верхним краем конуса» [3].

Далее конус плавно снимаем с бетонной смеси и ставят рядом с ней.

Приготовить бетонную смесь модифицированного состава в таблице 1.

Таблица 1

Для определения подвижности бетона от вида пластификатора были изготовлены бетонные образцы партий 1–3, 4–6 и 7–9. В бетонах партий 1–3, в качестве модификатора использовался Polymix Plast (0.5 %, 1 % и 1,5 %)от массы цемента. Составы бетонных партий 4–6 использовался SikaPlast 17 (0.5 %, 1 % и 1,5 %) и соответственно партий 7–9 модификатор Stachement 99 (0.5 %, 1 % и 1,5 %). и измерили расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси.

Осадка конуса из бетонной смеси показало следующие результаты (таблица 2):

Таблица 2

Влияние модификаторов на характеристики бетонов класса В25 сразными концентрациями(таблица 3)

Анализ результатов показывает, что присутствие пластификаторов в бетоне позволяет снизить водопотребность смеси на 7,8–17,6 % в сравнении с бездобавочным составом при условии сохранения равноподвижности. Установлено, что наибольшим водоредуцирующим эффектом обладает добавка «Stachement 99» (составы № 7, 8, 9)

В результате проведенных экспериментов было проведено сравнительные работы по ГОСТ РК. Приведено влияние суперпластификатора Polymix Plast на кинетику роста прочности бетона. Данный вид модификатора представляет собой комплексную добавку полимеркарбокситалэфриных полимеров. Исследования показали, что применение добавки Polymix Plast значительно повышает прочность бетона. Наблюдается увеличение прочности составов с содержанием добавки Polymix Plast 1 % в сравнении с контрольным составом без модификаторов на 7-е сутки, на 37 % и на 25 % на 28-е сутки. В возрасте 28 суток бетон этого состава показал прочность 32,74 мПа, что соответствует классу бетона Б25. Дальнейшее увеличение дозировки Polymix Plast ведет к снижению проектной прочности и к замедлению кинетики роста прочности.

Зависимости прочности бетона при использовании суперпластификатора SikaPlast 17. Установлено, что его введение в бетонную смесь увеличивает прочностные характеристики тяжелого бетона. Показатели прочности бетона при расходе добавки SikaPlast 17 0,5–1 % практически не отличаются друг от друга и ведут к увеличению проектной прочности до 22 % (составы № 4, 5).

Исследования показали, что введение в состав бетона в количестве 0.5 %и 1,5 % от массы цемента (составы № 7 и 9) увеличивает прочность бетона в среднем на 20 %. В то же время при содержании в бетоне добавки Stachement 99 в количестве 1 % (состав № 8) был получен бетон, который показал в возрасте 28 суток прочность при сжатии 40.74 МПа, что больше на 47 % в сравнении с бездобавочным составом.

Выводы

1. Исследованиями установлено, что при сохранении подвижности бетонной смеси (П3) модификаторы снижают водопотребность тяжелого бетона в среднем на 17 %.
2. Добавка Polymix Plast проявила себя как ускоряющая твердение бетона. В возрасте 3 дней добавка Polymix Plast увеличила прочность контрольных составов на 35,5 %.
3. Прочность бетона под влиянием добавки SikaPlast 17 в возрасте 3 дней практически не изменилась. В процессе дальнейшего твердения наблюдается интенсивный рост прочности всех составов модифицированных бетонов в сравнении с контрольными составами.
4. Установлены рациональные дозировки суперпластификаторов для получения максимальных значений ранней и проектной прочности бетонов.

Литература:

1. Ахметов, Д. А., Роот Е. Н. Опыт применения самоуплотняющихся бетонов в строительной индустрии Республики Казахстан // Молодой ученый. — 2017. — № 48 (182). — С. 11–14.
2. Khalaf M.A.; Ban C.C.; Ramli M. The constituents, properties and application of heavyweight concrete: A review// Construction and building materials. −2019. — Vol. 215. –P. 73–89. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.04.146
3. ГОСТ 26633–2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
4. Bauchkar S. D., Chore H. S. Effect of PCE superplasticizers on rheological and strength properties of high strength self-consolidating concrete //Journal Citation Reports: Advances in concrete construction. — 2018. –Vol. 6, № 6. –P. 561–583. DOI: 10.12989/acc.2018.6.6.561
5. Бербеков, Ж. В. Неразрушающие методы контроля прочности бетона // Молодой ученый. — 2012. — № 11 (46). — С. 20–23.
6. Сленьков В. А., Минаков Ю. А., Кононова О. В., Анисимов С. Н., Смирнов А. О., Лешканов А. Ю. Эффективность применения пластифицирующих добавок в производстве тяжелого бетона // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 2–1.;