Исследование влияния комплексной добавки суперпластификатора и микрокремнезема на свойства цементных композитов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Значительный прогресс в современной технологии бетона достигнут за счет появления и широкого внедрения в производство различных высокоэффективных химических и минеральных добавок в бетон [1]. Из химических добавок наибольшее распространение получили суперпластификаторы, позволяющие существенно снизить водопотребность бетонной смеси, значительно повысить прочность бетона, получать литые самоуплотняющиеся бетонные смеси.

Доказано, что наиболее эффективно применение суперпластификаторов в сочетании с дисперсными минеральными добавками [1-5], которые представляют собой порошки различной минеральной природы, получаемые из природного или техногенного сырья. В зависимости от дисперсности минеральные добавки подразделяют на: добавки-разбавители цемента, близкие по своему гранулометрическому составу к цементу; добавки-уплотнители, например, микрокремнезем, которые имеют размер частиц примерно в 100 раз меньше зерен цемента (Sуд=20-30 м2/г).

Добавки-уплотнители являются наиболее эффективной минеральной добавкой, так как, заполняя пустоты между зернами цемента, они способствуют уплотнению структуры бетона. При этом увеличивается тонкость новообразований цемента, значительно уменьшаются размеры воздушных пор, повышается реакционная способность смеси цемента с наполнителем. Все это обеспечивает значительное повышение прочности и непроницаемости структуры цементного бетона [1].

Высокодисперсные минеральные добавки-уплотнители обладают высокой удельной поверхностью и соответственно высокой водопотребностью, что требует значительного увеличения воды в равноподвижных бетонных смесях, поэтому их, как правило, применяют совместно с суперпластификаторами. Такие смеси получили название органоминеральных добавок и все шире используются при производстве цементного бетона [1].

Данная работа нацелена на исследование влияния комплексной органоминеральной добавки на свойства цементобетонной смеси и бетона. В качестве объекта исследования выбран портландцемент ЦЕМ I 32,5 Н. Комплексная добавка включает активный минеральный компонент - тонкоизмельченный микрокремнезем (МК), а также суперпластификатор - Muraplast-FK-19. Для изготовления цементно-песчаных образцов в качестве заполнителя использован речной кварцевый песок с модулем крупности Мк=1,5. дисперсный бетонный минеральный суперпластификатор

Рекомендуемая производителем дозировка добавки Muraplast-FK-19 составляет от 0,2 до 1,5 % от массы цемента, поэтому для экспериментальных исследований выбран этот диапазон дозировок добавки.

На первом этапе исследовались водопотребность пластифицированных добавкой Muraplast-FK-19 портландцементного теста и цементно-песчаного раствора состава 1:3, а также изменение подвижности раствора при фиксированном водоцементном соотношении для каждой экспериментальной дозировки добавки. Полученные данные представлены на рис. 1, 2.

Рис. 1

Известно [1], что добавки-пластификаторы считаются эффективными, если они обеспечивают снижение нормальной густоты цементного теста не менее чем на 3 % или увеличение расплыва конуса из цементно-песчаного раствора не менее чем на 15 %. Основываясь на полученных экспериментальных данных, можно говорить о достаточной эффективности исследуемого пластификатора.

Параллельно для каждого состава изготавливались стандартные образцы-балочки 4х4х16 см для определения влияния концентрации пластификатора на прочность раствора. Образцы испытывались на 7-е сутки твердения, результаты испытаний приведены на рис. 3.

Рис. 3

На следующем этапе исследований оценивалось влияние добавки микрокремнезема (МК) и комплексной органоминеральной добавки МК+ Muraplast-FK-19 на водопотребность и прочность растворных образцов. Пластифицирующая добавка вводилась в воду затворения в установленной выше концентрации - 1 % от массы цемента. Минеральная добавка МК предварительно перетиралась с цементом, содержание добавки МК составляло от 5 до 15 % по массе в составе цемента.

Полученные данные приведены на рис. 4, 5.

Рис. 4

1. Пластифицирующая добавка Muraplast-FK-19 эффективно снижает водопотребность цемента и цементно-песчаного раствора на мелком песке при концентрации ее порядка 1 % от массы цемента.

2. Минеральная добавка МК существенно повышает водопотребность цементных композиций, что вызывает снижение прочности цементного камня по сравнению с бездобавочным.

3. Комплексная добавка МК+ Muraplast-FK-19 позволяет получить пластифицирующий эффект с некоторым увеличением прочности цементно-песчаных образцов на мелком песке в 7-суточном возрасте.

Литература

1. Баженов Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - 500 с.

2. Каприелов С.С. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива / С.С. Каприелов, В.Г. Батраков, А.В. Шейнфельд По ссылке: http://www.master-concrete.com/papers/reality.htm.

3. Ушеров-Маршак А.В. Бетоны нового поколения - бетоны с добавками / А.В. Ушеров-Маршак // Бетон и железобетон. - 2011. - №1. - С. 78-81.

4. Гамалий Е.А. Структура и свойства цементного камня с добавками микрокремнезема и поликарбоксилатного пластификатора/ Е.А. Гамалий, Б.Я. Трофимов, Л.Я. Крамар // Вестник ЮурГУ. - 2009. - №16. - С. 29-35.

5. Опыт внедрения мелкозернистых бетонов при производстве дорожных плит / Н.М. Красиникова, Н.М. Морозов, И.В. Боровских, В.Г. Хозин // Инженерно-строительный журнал. - 2014. - №7. - С. 46-53.

Размещено на Allbest.ru