Суперпластификаторы в производстве железобетонных конструкций
За последние годы с СССР и зарубежом интенсивно развиваются исследовании и расширяется практическое использование новых весьма эффективных веществ — суперпластификаторов. Работы по их созданию и внедрению в нашей стране ведутся в НИИЖБ, НИЛ ФХММ и ТП, а также в ряде узой (МХТИ, МИСИ, МАДИ и др.).
НИИЖБ совместно с НИОПиК разработал суперпластификатор, названный Разжижитель С-3, получаемый на базе продуктов поликонденсации нафталинстирофокислот и формальдегида. Он разжижает смеси подвижностью от 2 — 4 до 20 — 22 см без снижения прочности бетона, а также может быть использован для уменьшения расхода воды в составе бетона и соответственно 1 повышения его прочности.
Испытания в лабораторных условиях показали высокую его эффективность: при дозировке 0,5 — I % добавки от массы цемента подвижность по осадке конуса увеличивается с 2 — 4 до 20 — 22 см; при одинаковой подвижности в возрасте 7 сут достигается повышение прочности на 45 — 80%, в 28 сут — на 30 — 50% Введение С-3 позволяет получить бетоны аналогичной или несколько повышенной плотности при неизменном составе бетонов или значительно повыснть плотность равноподвижных смесей. Так, по данным НИИЖБ, бетон без добавки из смеси подвижностью 2 — 4 см имел марку по водонепроницаемости В-4. Аналогичный по составу бетой после введения СП «мел подвижность смеси 18 — 20 см, марку по водонепроницаемости В-6, а бетой с СП. в котором за счет пластификации было сокращено количество воды и подвижность смеси была равна подвижности контрольного состава, показал марку по водонепроницаемости более Б-14. Это. позволило получить бетоны повышенной коррозионной стойкости, в том числе в условиях капиллярного испарения растворов солей.
При неизменном составе бетона и упличенни подвижности смеси от 4 — до — 18 См морозостойкость оста- Р1ея практически без изменений или даже несколько повышается, что может быть объяснено незначительным возду- ховонлеченнем в бетонах с СП.
Существенное плЛяннс на эффективность применения суперпластифнкаторов оказывает минералогический и вещественный состав цемента. Как показали исследования, механизм действия С-3 тесно связан с адсорбцией добавки на межфазовон поверхности гидратирующегося цемента и стабилизацией последнего. Наибольшей адсорбционной способностью обладают алюмннатные составляющие цементного клинкера. Повышение содержания С3А, активной минеральной добавки осадочного происхождения и гипса приводит к увеличению адсорбции С-3. Адсорбция носит необратимый характер, не зависит от температуры, значительно увеличивается с Появлением продуктов гидратации портландцемента. Сопоставление результатов измерения подвижности бетонной смеси в зависимости от дозировки Добавки и величии адсорбции С-3 на различных вяжущих показало, что при высокой адсорбционной способности цемента для получения высокой подвижности смеси требуются повышенные дозировки С-3.
Ниже приведены некоторые данные о суперпластификаторах на основании сведений, представленных в тезисах докладов на конференции по добавкам, состоявшейся в Вильнюсе в апреле 1981 г.
Усадочные деформации равноподвижного (со сниженным на 25—30% количеством воды) состава с С-3 не превышают, а в ряде случаев меньше деформаций эталонного состава. Усадка бетонов из литых смесей несколько больше, чем для эталонных составов. Эксперименты показывают, что правильным регулированием дозировки С-3 можно добиться высоких показателей по прочности и деформативности по сравнению с бетонами без добавки.
Введение суперпластифнкаторов позволяет применить рядовые портландцемента взамен цемента марки 600 для получения высокопрочных бетонов марок М600 и выше. В ПКТБ Минпромстроя БССР (Минск) обобщен
опыт применения С-3 на предприятиях министерства с 1978 г. Применялся С-3 для производства высокопрочных бетонов, для сборных. II монолитных конструкций, широкое распространение которых до настоящего времени сдерживалось дефицитность цементов, трудоемкостью формования из малоподвижных смесей. На предприятиях министерства изготовлены опытные партии конструкций различного назначения, в том числе внутренних стен и перекрытий на Светлогорском ДСК, объемные блок-комнаты из аглопоритобетона на Минском ДСК-3, колонны серии ИИ-04 на Барановичском комбинате ЖБК, напорные трубы на Минском КПД-2 и др.
Аналогичные данные получены Оргтехстросм Главдальстроя на основании опыта предприятий Хабаровского края.
Для решения вопроса о возможности применения бетонов с С-3 для мостовых конструкций в ЛИИЖТ были проведены специальные исследования. Установлено, что при расходе цемента 450 кг/м3 прочность бетона с 0,6% С-3 в возрасте 28 сут на 33% выше прочности бетона без добавки (64 МПА без добавки; 82,1 МПА с С-3) п на 73,5% в возрасте 3 сут. При расходе цемента 310 кг/м3 наблюдается прирост прочности соответственно на 38,1 и 71%, т. е. отмечается интенсификация твердения бетона на ранних стадиях.