Исследование эффективности введения суперпластификатора при домоле цемента

Приведены результаты исследования эффективности введения суперпластификатора в цемент при их совместном помоле. Показано, что такой способ совмещения добавки с вяжущим более эффективен, чем введение порошкового суперпластификатора в смесь.

Ключевые слова:суперпластификатор, способ введения, совместный помол, глиноземистый цемент.

Химические добавки в сухих строительных смесях относятся к числу компонентов, определяющих функциональные свойства сухих строительных смесей (ССС) и их себестоимость. В связи с этим выбор вида добавки, оптимизация ее расхода и технологии приготовления смеси является наиболее перспективным путем совершенствования ССС. Одним из наиболее эффективных способов совмещения вяжущего и суперпластификатора (СП) является их совместных помол [1]. Эта технология позволяет получать вяжущие низкой водопотребности (ВНВ).

Для сравнительной оценки двух способов введения добавки — в виде порошка и при раздельном домоле глиноземистого цемента и портландцемента был исследован водоредуцирующий эффект в цементно-водных суспензиях. Реологические характеристики смесей оценивали по растекаемости смеси на стекле [2]. В эксперименте подбиралось водоцементное отношение суспензий для получения равных расплывов. Эффективность добавок оценивалась по водоредуцирующему эффекту.

Цементы с добавками и без добавок доизмельчались в течение 15 мин в лабораторной шаровой мельнице. Масса измельчаемого цемента в каждом опыте составляла 0,5 кг, а масса мелющих тел — 1,2 кг.

В эксперименте использовался портландцемент ПЦ 500 Д0 производства ОАО «Мордовцемент» и высокоглиноземистый цемент LaFarge Sikar 51 французского производства. В качестве добавок были исследованы суперпластификаторы нового поколения, разработанные для ССС — Melflux PP100 F и Melflux 1641 F. Первая добавка предназначена преимущественно для смесей на основе глиноземистого цемента, в которых обычные СП быстро теряют пластифицирующий эффект [3, 4]. Вторая — для смесей на основе портландцемента.

На первом этапе эксперимента были проведены исследования эффективности способов введения добавок на каждом виде цемента индивидуально (табл. 1).

Таблица 1

Влияние способа введения СП и их дозировки на эффективность добавок

Данные в табл. 1 показывают, что в высокоглиноземистом цементе более эффективен СП Melflux PP100 F, а в портландцементе — Melflux 1641 F. При сравнении эффективности способов введения добавок видно, что введение СП при домоле цемента позволяет получить более высокий водоредуцирующий эффект. Эффективность этого способа выше в составах с большим расходом СП. При дозировке СП 0,5 % повышение водоредуцирующего эффекта в сравнении с традиционным способом может достигать 7–8 %. Это повышение водоредуцирующего эффекта позволяет снизить расход добавок с 0,5 % до 0,4 % для получения равноподвижных смесей (рис 1).

На втором этапе исследовали эффективность введения СП при домоле смешанного вяжущего. Дозировка добавок составляла 0,3 и 0,5 % от массы цемента. Для исследования готовили смешанный цемент, включающий 20 % высокоглиноземистого цемента и 80 % портландцемента. Цементы смешивались после индивидуального измельчения. По первому способу добавки вводились в цемент перед измельчением, по второму — после приготовления смешанного цемента. При помоле в высокоглиноземистый цемент вводилась добавка СП Melflux PP100 F, а в портландцемент — СП Melflux 1641 F. Перемешивание цементов производилось в мельнице с резиновыми пробками в течение 5 мин.

Рис. 1. Влияние дозировки СП Melflux PP100 F (1) и Melflux 1641 F (2) на водоредуцирующий эффект для различных способов введения добавки: при домоле цемента (а, в) и при перемешивании цемента с добавкой (б, г) в высокоглиноземистом (а, б) и портландцементе (в, г)

Таблица 2

Влияние способа введения добавок и их дозировки на эффективность в смешанном цементе

Рис. 2. Влияние дозировки СП на водоредуцирующий эффект для различных способов введения добавки в смешанном цементе: при домоле цемента (1) и при перемешивании цемента с добавкой (2)

Как видно из табл.1 и рис. 2 в смешанном цементе введение СП при помоле более эффективно, т. к. позволяет снизить расход добавок при равном водоредуцирующем эффекте на 30 %.

Проведенные исследования показали, что введение СП при домоле цемента эффективнее, чем совмещение добавки с вяжущим после его измельчения. Совместное измельчение цемента и СП позволит снизить расход последнего и уменьшить себестоимость ССС за счет сокращения расхода дорогостоящего компонента.

Литература:

1.         Коровкин М. О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки / М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина. — Пенза: ПГУАС, 2012. 144 с.

2.         Калашников В. И., Коровкин М. О. Методы исследования свойств вяжущих материалов: учеб. пособие. Пенза: ПГУАС, 2013. 100 с.

3.         Коровкин М. О., Ерошкина Н. А. Исследование водоредуцирующего эффекта суперпластификаторов в глиноземистых цементах // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2011. № 22. С. 79–82.

4.         Замчалин М. Н. Влияние способа введения суперпластификатора С-3 на водоредуцирующий эффект и прочность растворной составляющей бетона / М. Н. Замчалин, М. О. Коровкин, Н. А. Ерошкина // Молодой ученый. 2015. № 4. С. 187–192.