| 3. ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ЖЕСТКОСТЬ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Отличительной особенностью производства железобетонных изделий из жестких бетонных смесей является необходимость применения особо эффективных методов уплотнения бетонной смеси при формовании изделий. Так как решение задачи уплотнения бетонной смеси определяет возможности применения жестких смесей, всякое средство, улучшающее способность смеси укладываться в форму при неизменном водосодержании, должно быть весьма эффективным. Представляется целесообразным для уменьшения жесткости бетонной смеси и снижения водопотребности использовать добавки-пластификаторы.
Добавки-пластификаторы, улучшая подвижность бетонной смеси, позволяют снизить ее водопотребность и тем самым уменьшить расход цемента в бетоне или повысить его прочность. Они значительно улучшают морозостойкость, долговечность бетона, его деформативную способность и другие важнейшие свойства.
Наиболее распространенным и изученным пластификатором является сульфитно-спиртовая барда (с.с.б.) —отход целлюлозно-бумажной промышленности.
Исследованиями установлено, что эффект действия с.с.б. во многом зависит от минералогического состава и тонкости помола цемента. Наилучшие результаты дает введение пластификаторов в цементы с высоким содержанием C3S (более 49%) и низким содержанием С3А (менее 6%). При увеличении удельной поверхности цемента с 3000 до 5 000 см2/г эффект действия пластификатора также возрастет.
Оптимальное количество с.с.б. зависит от свойств цемента; большинство данных указывает на то, что добавка с.с.б. не должна превышать 0,2% от веса цемента. При оптимальной добавке сульфитно-спиртовой барды скорость твердения цемента замедляется, однако к 28-дневному возрасту наблюдается устойчивый прирост прочности даже при неизменном водоцементном отношении и, следовательно, большей подвижности пластифицированной бетонной смеси. Вопрос о целесообразности и возможности введения с.с.б. в случае, если бетон подвергается тепловлажностной обработке, остается спорным. Есть указания, что пластифицированные бетоны требуют более продолжительного и мягкого режима пропаривания, а также предварительного выдерживания изделий при обычной температуре. При надлежащем режиме пропаривания применение с.с.б. не снижает прочности бетона, способствует экономии цемента и придает бетону более высокую морозостойкость, а также другие необходимые свойства.
В опубликованной литературе по этим вопросам уделено мало внимания влиянию состава бетона, его жесткости, подвижности, величины водоцементного отношения на пластифицирующий эффект с.с.б. и других добавок. Имеются указания, что добавка с.с.б. является нецелесообразной для тощих смесей (1:5) ввиду незначительного снижения водопотребности и заметного понижения прочности даже в 28-дневном возрасте.
В опытах по проверке пластифицирующего действия сульфитно-спиртовой барды жесткие смеси изготовлялись на цементе № 5, тучковском песке и гравии 20 мм. Цемент характеризовался следующим минералогическим составом (в %): C3S—54, C2S—23, С3А—8, C4AF—13. Удельная поверхность цемента составляла 3500 см2/г. Было проведено четыре серии опытов с бетонной смесью различного состава, но со строго постоянными для каждой серии значениями В/Ц: 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6. Во всех сериях производилось определение жесткости обычной и пластифицированной бетонных смесей. Сульфитно-спиртовая барда в количестве 0,2% от веса цемента вводилась с водой затворения при приготовлении бетонной смеси.
Результаты опытов приведены на рис. 14. Во всех случаях введение сульфитно-спиртовой барды уменьшило жесткость смеси.
Однако пластифицирующий эффект (табл. 11) по мере увеличения водоцементного отношения и жесткости смеси понижается. Это и понятно, так как в жестких и тощих смесях с небольшим количеством цементною теста его пластификация оказывает меньшее влияние на жесткость бетонной смеси.
Приведенные в табл. 11 данные подтверждают, что в жестких бетонных смесях, получаемых при В/Ц=0,5 и больше, добавка с. с. б. не может привести к существенному эффекту, так как вызываемое ею уменьшение водопотребности незначительно. Для окончательного суждения о целесообразности введения добавки с. с. б. в жесткие бетонные смеси необходимо было сравнить расходы цемента, требуемые для получения равнопрочных бетонов из равножестких бетонных смесей при введении добавки и без таковой.
В поставленных с этой целью опытах использовались цемент № 4, гравий и москворецкий песок. Для исследований были выбраны смеси со «Средней» жесткостью—100 сек. Результаты опытов, приведенные в табл. 12, показывают, что при пропариваний по короткому и жесткому режиму, а также при твердении в нормальных условиях в течение 1 Дня добавка с.с.б. при одинаковой жесткости смеси и расходе цемента снижает прочность бетона на 15—20%.
При пропаривании по более мягкому и продолжительному режиму прочность бетона снижается в гораздо меньшей степени. При твердении в нормальных условиях в возрасте от 3 до 28 дней прочности пластифицированного и обычного бетона оказываются примерно одинаковыми. Лишь при низком значении В/Ц (0,28—0,3) добавка с.с.б. даже при пропаривании и суточном нормальном хранении повысила прочность бетона на 5—10%.
Проведенные опыты показали практически незначительный эффект от введения с.с.б. в жесткие смеси. Возможно, что использование других добавок («детергент», БС и др.), не вызывающих понижения прочности бетона, может дать больший положительный эффект. Однако, учитывая чрезвычайно слабую способность жестких смесей к пластификации, вряд ли можно ожидать, что этот эффект будет достаточно большим.
Таким образом, проведенные опыты выявили еще одну особенность жестких бетонных смесей: они обладают меньшей способностью к пластификации, чем смеси малоподвижные и пластичные.
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона
д-р техн. наук В.И.Сорокер, инж. В.Г.Довжик
Москва 1958
|
