Влияние добавки пластификатора и полифракционного щебня на прочность бетона

В статье рассказывается о применении в бетонную смесь добавки последнего поколения ГиперПласт 120. Описываются испытания образцов на физико-механические характеристики. Приведены основные достоинства и недостатки введения добавки в бетонную смесь.

Ключевые слова : тяжелый бетон, добавка-пластификатор, физико-механические характеристики.

На сегодняшний день возведение зданий и сооружений из монолитного бетона становится все популярнее, благодаря таким преимуществам как многообразие архитектурных проектных решений, универсальность, возможность возведения уникальных пространственных конструкций, а также повышение надежности зданий и сооружений, увеличение теплофизических свойств, снижение сроков строительства.

Применение в современном монолитном строительстве супер- и гиперпластификаторов позволяет:

— снизить водопотребности при затворении вяжущего вещества на 25–30 %;

— увеличить подвижность бетонной смеси;

— получить бетон с повышенной трещиностойкостью, морозостойкостью и влагонепроницаемостью;

— снизить расход цемента до 20 %;

— получить до 90 % отпускной прочности уже в возрасте до 5 суток, что позволяет увеличивать темпы строительства, особенно при возведении высотных зданий и сооружений различного назначения [1–3];

— увеличить сцепляемость с арматурой в 1,5 раза;

В работе использованы следующие материалы. Их основные характеристики приведены ниже по тексту.

Цемент класса ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б АО «Искитимцемент» (Новосибирская область). Минералогический состав, % по массе: C ₃ S–62, C ₂ S–15, C ₃ A–7 и C ₄ AF– 13. Химический состав, % по массе: SiO _2– 21,35, Al ₂ O _3– 5,43, Fe ₂ O _3– 4,27, CaO — 65,74, MgO — 1,62, SO _3– 0,26, п.п.п. — 0,22. Щебень полифракционный — диабаз Буготакского месторождения (сопка 30) (фракция 4–8, 8–16, а также 5–20 мм) в соотношении 50:50 и 70:30 АО «Новосибирское карьероуправление». Истинная плотность — 2670 кг/м ³ , насыпная плотность соответственно 1490 кг/м ³ . Марка по дробимости 1400. Кварцевый песок мелкий (Мк — 1,8) с содержанием пылевидных, илистых и глинистых частиц 0,5 % ОАО «Камнереченский каменный карьер», г. Новосибирск. Истинная плотность — 2630 кг/м ³ , насыпная плотность соответственно 1520 кг/м ³ . Добавка компании ССТ «ГиперПласт 120» вводилась в количестве 0,6 % от массы цемента.

Класс бетона на который был произведен расчет и подбор состава В20. Расход материалов на 1 м ³ : Ц = 292 кг, Щ = 1105 кг, П = 877 кг, В = 175 л, Д = 1,75 л.

Плотность бетонной смеси варьировалась в интервале от 2390 до 2440 кг/м ³ в зависимости от процентного соотношения при использовании полифракционного щебня. Также для бетонной смеси определялся такой показатель как диаметр расплыва стандартного конуса, он составлял от 30 до 35 см, что соответствует марке Р1-Р2.

Прочность образцов определялась после формования образцов кубов с ребром 10 см после 28 суток твердения в нормальных условиях.

Наилучшие результаты по прочностным показателям были выявлены у бетонов с содержанием щебня разной фракции в соотношении 50:50. Фракции 4–8 и 8–16 мм соответственно.

Согласно требованию ГОСТ минимальное значение прочности для класса В20 составляет 25,9 МПа. В результате проведенных испытаний минимальное значение прочности составило 26,0 МПа при использовании щебня фракции 5–20 мм, 29,0 МПа при использовании щебня фракции 4–8 и 8–16 мм в соотношении 70:30, наиболее высокие показатели были получены при использовании щебня фракции 4–8 и 8–16 мм в соотношении 50:50 и они составили 40,8 МПа, что более чем в 1,5 раза превышает требования ГОСТа.

Использование добавки позволяет снизить расход цемента на 10–15 %, а содержание воды в смеси уменьшить на 15–20 %.

Полученные результаты по прочности могут говорить о том, что при данном расходе материалов на 1 м ³ бетона мы можем получать классы по прочности от В25 и выше.

Литература:

1. Жилкибаева, А. М. Научные аспекты управления реологическими характеристиками бетонной смеси / А. М. Жилкибаева, А. С. Естемесова. — Текст: непосредственный // Вестник Ошского государственного университета. — 2020. — № 1–1. — С. 1–4.
2. Ушер-Маршак, А. В. Добавки в бетон: прогресс и проблемы / А. В. Ушер-Маршак. — Текст: электронный // Весь Бетон: [сайт]. — URL: https://allbeton.ru/upload/iblock/ef9/dobavki-v-beton-progress-i-problemmi-husherov-marshakx.pdf (дата обращения: 10.06.2021).
3. Смирнов, А. О. Композиционный бетона с высокодисперсным наполнителем / А. О. Смирнов. — Текст: непосредственный // Интеллектуальная собственность и современные техника и технологии для развития экономики. Материалы II республиканской молодежной научно-практической конференции. — Йошкар-Ола: 2015. — С. 51–55.
4. Калашников В. И. Как превратить бетоны старого поколения в высокоэффективные бетоны нового поколения // Бетон и железобетон. № 1. 2012. С. 82–89.
5. Химические добавки для модификации бетона: монография / В. С. Изотов, Ю. А. Соколова: Казанский Государственный архитектурно-строительный университет: Издательство «Палеотип», 2006. С. 244.
6. Калашников В. И. Терминология науки о бетонах нового поколения // Строительные материалы. № 3. 2011. С. 103–106.
7. Изотов В. С. Сравнение эффективности отечественных гиперпластификаторов в тяжелом бетоне. — М.: Издательство «Ладья», 2010. — С. 3–6.