Сравнительные исследования бетонов с различными комплексными добавками
В современном строительстве широко используются различные добавки, улучшающие технологические и технические свойства бетона. Эффективно применение добавок — регуляторов структуры, например воздухововлекающих. значительно повышающих морозостойкость бетона, а также комплексных пластифицирующе-воздухововлекающих, позволяющих, кроме того, снизить водоцементное отношение и компенсировать уменьшение прочности бетона вследствие вовлечения воздуха.
Наряду с известными добавками СДБ и СНВ в последние годы предложены новые — СПД (синтетическая поверхностно-активная добавка) и ВРП (водорастворимый полимер). Добавка СПД— нейтрализованный оксидат — является отходом нефтехимического синтеза и по основному эффекту относится к воздухововлекающим добавкам .Целесообразно применять се в комплексе с СДБ, причем можно вводить оба раствора через один дозатор.
Добавка ВРП обладает пластифицирующим эффектом при добавлении ее в бетонную смесь в дозах, значительно меньших, чем СДБ. При этом добавка ВРП не тормозит твердения бетона, что имеет важное технологическое значение.
Необходимо сравнить с добавкой СДБ и СНВ комплексные добавки СДБ+СПД, ВРП+СНВ, ВРП+СПД для выявлении механизма их действия и облегчения выбора.
Исследовали равноподвижиые бетонные смеси, имеющие примерно равное воздухосодержакие, расход воды и цемента. Предварительно определили дозировки пластифицирующих добавок СДБ и ВРП, приводящие к одинаковому повышению подвижности (или одинаковому снижению В/Ц при равной подвижности). Для этого в растворные смеси состава вводили различные количества добавок и, изменяя расход воды, добивались одинаковой подвижности смеси. Одновременно определяли содержание воздуха в растворной смеси с помощью воздухомера конструкции ЦНИИС. При минимальных дозировках добавок (до 0,05% от массы цемента) пластифицирующий эффект добавки ВРП выше, нежели СДБ (рис. 1). По мере увеличения содержания добавки этот эффект выравнивается, а при введении добавок более 0,2% пластифицирующее действие СДБ несколько выше. Воздухововлечение в растворной смеси одинаково при введении добавки до 0,1% от массы цемента. По этим графикам определено, что одинаковая подвижность и воздухововлечение могут быть получены при введении добавки СДБ в количестве 0,07% и добавки ВРП —0,01% от массы цемента соответственно. В дальнейшем для определения влияния комплексных добавок на свойства смеси, оставляя неизменным указанные количества пластифицирующих добавок, варьировали введение воздухововлекающей добавки, добавляя ее в воду затворения (от 0,005 до 0,1% от массы цемента). При этом подвижность раствора была постоянной и несколько выше, чем в предыдущих опытах (рис." 2). Комплексные добавки, включающие в качестве воздухововлекающего компонента СНВ, обладают большим пластифицирующим эффектом, чем добавки, имеющие в со ставе СПД.
Воздухосодержание по мере увеличения количества СНВ постоянно повышается, в то время как при введении другой комплексной добавки дозировка СПД свыше 0,06% снижает содержание воздуха.
Для дальнейших исследований использовали образцы из мелкозернистых бетонов размером 4X4X16 см для испытаний на прочность при изгибе и сжатии и размером 7X7X21 см для испытаний на морозостойкость. В качестве материалов применили цемент Белгородского завода марки M.5G0, песок строительный с Мкр—2,4; щебень гранитный фракции 5—10 мм. При изготовлении образцов определяли подвижность бетонной смеси, объемную массу и воздухосодержание. Комплексные добавки в виде водных растворов вводили в воду затворения в количествах, обеспечивающих примерно равное воздухосодержание при одинаковой удобоукладываемости бетонной смеси (табл. 1)
Часть образцов твердела в нормально влажных условиях до 90 сут, а часть была пропарена по режиму 4+5+4++3 ч при максимальной температуре изотермического прогрева 70°С. Через 7, 14, 28 и 90 сут по три образца испытывали на растяжение при изгибе, а их половинки — на прочность при сжатии (табл. 2). Сравнивая результаты испытаний на прочность бетонов с различными комплексными добавками, можно отметить, что в ранние сроки твердения более низкую прочность имеют бетоны, содержащие СДБ. К 28-сут возрасту происходит выравнивать прочности, однако наибольшую прочность в различные сроки испытания ка-, без пропаривания, так и после проигривания (до 14 сут) показал состав бетона № 3, содержащий комплексную добавку ВРП+СНВ.
На морозостойкость испытывали образцы-призмы размером 7X7X21 см, снабженные в торцах металлическими упорами для измерения деформаций расширения. На каждый состав бетона изготовили по 3 образца-близнеца, твердевших во влажных условиях 28 сут. После насыщения в течение трех сут образцы находились 8 ч на воздухе при —60°С, а затем 16 ч в пресной воде при температуре 18—20°С. После оттаивания замеряли деформации расширения образцов (рис. 3). Морозостойкость испытанных составов несколько различалась. Так, при условном уровне морозостойкости, соответствующем относительной деформации 1000Х XI О-6, бетоны с комплексными добавками, содержащими СДБ, показали более высокую морозостойкость (41—45 циклов), нежели бетоны, содержащие ВРП (29—30 циклов). Наиболее высокую морозостойкость имел бетой, содержавший комплексную добавку СДБ+СПД.
Выводы
Сравнительные исследования бетонов с комплексными пластнфицирующе-воздухововлекающими добавками СДБ+ +СНВ, СДБ+СПД, ВРП+СНВ и ВРП+СПД показали, что при оптимальных дозировках бетоны имеют приблизительно одинаковую прочность, хотя несколько более высокую прочность в разные сроки показывают бетоны с добавкой ВРП+СНВ. Наиболее высокой морозостойкостью обладают бетоны с добавками СДБ+СНВ и СДБ+ +СПД. Применение таких добавок для повышения морозостойкости целесообразно прн изготовлении монолитных н сборных конструкций.