Суперпластификаторы для быстросхватывающихся напрягающих бетонов
Напрягающий цемент промышленного производства имеет короткие сроки схватывании, что создает трудности при длительной транспортировке и укладке бетонов на его основе. Достаточная пластификация и замедление сроков схватывания достигаются предварительной частичной гидратацией при замесе бетона или двухстадийным перемешиванием бетонной смеси. Однако в производственных условиях эти простые приемы не всегда приемлемы, так как связаны с технологическими трудностями,
На основании экспериментальных и практических данных было установлено, что использование в качестве суперпластификатора декстрина, вводимого в цемент при помоле или с водой затворе- ния в бетонную смесь, делает возможным пластифицировать смесь и транспортировать ее на большие расстояния. При возведении самонапряженного покрытия в аэропорту Домодедово в 1974 г. впервые в бетонную смесь добавили 0,1% декстрина, что позволило транспортировать бетон на самосвалах и укладывать его при O.K.=7...8 см в летний период. В 1975 г. во время строительства аэродромного покрытия в Самарканде и дороги в Пахтакоре в бетонную смесь ввели 0,15% декстрина, что облегчило транспортировку бетона при сохранении его хорошей удобоукладываемости в условиях Средней Азии.
Комплексные физико-химические исследования напрягающего цемента с добавкой декстрина показали, что в первые часы резко снижаются процессы гидратации и роста прочности цементного камня п-о сравнению с цементным камнем без добавки. Однако уже в первые сутки прочность цементного камня оказывалась выше прочности напрягающего цемента без добавки.
В последние годы появилось много различных добавок— пластификаторов твердения и замедлителей схватывания бетонов. Одна из них--С-3 разработана в НИИЖБ. Пластифицирующее влияние введения добавок в цементно-песчаный раствор состава 1 : 1 (по ТУ 21- 20-18-74) показано в табл. 1. Как видно из табл. 1, метод предварительной частичной гидратации и введение добавок позволяют сохранять пластичность смеси в течение более длительного времени.
В одном из опытов для приготовления бетонной смеси использовали напрягающий цемент Усть-Каменогорского завода, активизированный 3% глиноземистого шлака и 1 % гипса. Бетонная смесь во. всех исследованиях содержала напрягающего цемента 600, песка 600 и щебня фракции 5—15-1000 кг/м3. Количество воды- подбирали по требуемой подвижности бетонной смеси. При ВЩ=0,45 О.К.= 1 .. 3 см. Применение предварительной частичной гидратации позволило получить бетонную смесь с О.К.= 12, с добавкой 0,15% декстрина— 16,5; С-3— 13,5 см. Часть образцов хранили в герметизированных условиях, остальные в камере, где осуществлялся прогрев паром по режиму: подъем температуры до 60°С—1ч, выдерживание при этой температуре—10 ч, охлаждение—1 ч. После прогрева с периодическим поливом образцы были распалублены и увлажнены.
После окончания термообработки прочность образцов составляла соответственно 238, 291 и 264 кгс/см2. Через сутки после изготовления все образцы поместили в воду на 12—16 сут, затем до 3 мес они хранились на воздухе. После этого провели испытания на морозостойкость (табл. 2).
Исследование влияния замораживания и оттаивания напрягающих бетонов нормального твердения показали, что образцы без добавки разрушились после 120 циклов, а с добавками С-3 и декстрина соответственно через 240 и 300 циклов.
Введение суперпластификаторов значительно улучшает механические характеристики самонапряженного бетона повышает его свободную прочность и морозостойкость. Действие декстрина и С-3 проверили на НЦ Усть-Каменогорского завода без активизации цемента. Состав бетона и количество вводимых добавок было прежним, а В/Ц=0,53. Как и в первом эксперименте, бетон без добавок готовили с предварительной гидратацией. Бетонная смесь имела пластичность соответственно 18, 21 и 22 см. Свойства различных бетонов представлены на рисунке, а прочность образцов — в табл. 3.
Бетон того же состава использовали при содержании декстрина в его составе 0,7%- При этом О.К =19... 21 см получалась при ВЩ—0,31. Бетонные образцы необходимую для распалубки прочность за сутки не набрали, поэтому были оставлены в герметизированных условиях еще на сутки. Через 2 сут часть вынутых из форм образцов поместили в воду, остальные подвергли тепловлажностной обработке при температуре 50°С в течение 6 ч, после чего также хранили в воде.
Результаты испытаний физико-механических свойств самонапряженного бетона с добавкой 0,7% декстрина представлены в табл. 4. Как видно из анализа полученных данных, с увеличением содержания декстрина скорость набора прочности и процессов роста само- напряжения и расширения уменьшается. Однако уже через 5 сут прочность бетона превосходит более, чем в 2 раза прочность такого же бетона без добавки или с добавками 0,15% декстрина, так как пластичность 20 см достигается при В/Д=0,31.
Выводы
Применение напрягающего цемента с короткими сроками схватывания возможно с использованием метода предварительной частичной гидратации или двухстадийным перемешиванием бетонной смеси, если это технологически оправдано.
Для замедления сроков схватывания напрягающего цемента и пластификации бетонной смеси рекомендуются Супер- пластификаторы декстрин и С-3, позволяющие не только транспортировать бетонную смесь на большие расстояния без потерн ее подвижности, но и значительно улучшить механические характеристики бетона.