Улучшение свойств бетона в условиях сухого жаркого климата с помощью пластификаторов
Влияние пластификаторов на свойства бетонов, твердеющих в нормально-влажностных условиях, исследовано достаточно подробно. Нами изучалось влияние пластификаторов П-20 и.НИЛ-ilO та свойства бетона, подвергающегося воздействию агрессивных факторов сухого жаркого климата.
Пластификатор П-20 приготавливается из СДБ путем его очистки от компонентов, замедляющих процессы гидратационного твердения цементов, и представляет собой модифицированный лигиосульфоиат. Сырье (ССБ пли СДБ Ю%-ьой концентрации) и реагент (портландцемент марки М400 и выше) в соотношении 1Л (в пересчете на твердое вещество) перемешиваются I — 2 ч с доведением пульпы до однородного состояния. Затем она сливается в емкость, где происходит се осветление в течение не менее 1 ч. При этом тяжелые частицы пульпы осаждаются на дно емкости в виде пасты (побочный продукт), которая удаляется п другую емкость. Вторая и третья стадии приготовления пластификатора контролируют по его концентрации и величине сухого остатка. Стоимость 1 т сухого пластификатора П-120, по предварительным данным, составляет ТОО р.
При изготовлении исследуемых бетонов (по составу близких гидротехническим, табл. II) применяли портландцемент марки М 400 Ахангаранского цементного комбината; песок Алмалыкского карьера с AlKp=2,88; щебень Куйлюкского завода строительных материалов и изделий фракции 5—20 мм с А1КР=6,92 и вода с pH =7,3. Добавки вводили в бетонную смесь вместе с водой затворения. Образцы формовали на стандартной виброплошадке. Сразу после изготовления образца и открытых формах выдерживали в естественных условиях сухого жаркого климата (на солнце при температуре 40—45°С и относительной влажности 12—18%) для сравнения с образцами нормального твердения.
Установлено также (см. рис. 1), что подвижность бетонной смеси сохраняется в течение il ,5—2 ч. Данные рис. 2 свидетельствуют о том, что в начальные сроки твердения испарение воды из бетона с добавлением (НИЛ-10 и П-20 значительно замедляется. Так, влагопотери образцов бетона, твердеющих в условиях сухого жаркого климата, с добавкой П-20 составили 37%, с добавкой НИЛ-101 — 34%, а у контрольных без добавки — 60%.
С повышением концентрации СДБ увеличивается подвижность бетонной смеси, однако ,в количестве более 0,25% она приводит к значительному замедлению процессов гидратации цемента, особенно в ранние сроки твердения. Бетон с 1%-ной добавкой СДБ не твердеет в течение 12—3 сут. Столь существенное замедление процесса твердения, очевидно, связано с тем, что она образует адсорбционные слон на поверхности зцреп цемента, (препятствуя тем самым развитию (процессов гидратации и структурообразования.
С удлинением сроков твердения при повышении концентрации СДБ увеличиваются влагопотери бетона, особенно в условиях сухого жаркого климата. В результате существенно снижается его прочность (иа 50% и больше), а также повышается деформативность. Как видно на рис. 3, СДБ на всех стадиях твердения (даже и в малых концентрациях) вызывает повышение пластической усадки на 8—10%, в то время как пластификатор П-20 способствует уменьшению ее ма 18—2С% по сравнению с контрольными образцами, что весьма существенно в условиях сухого жаркого климата.
В производственных условиях на высоконапорном (4—5 атм) по трассе (Паркситского канала пропускной способностью Q = 56 м3/с в- Ташкентской области было произведено опытно-производственное внедрение гид-ротехнического бетона с добавкой пластификатора П-120. Выявилось, что добавка оказывает воздействие на бетонные смеси с одновременным эффектом пластики наблюдается резкое увеличение подлинности бетонной смеси {O.K. с 2—3 см до 17—16 см). Это позволю уменьшить расход воды на 19.%, цемента на 16% и увеличить ррочпость бетона на 25% по сравнению бетоном без добавки. Из нее видно, что бетоны плстификаторами НИЛ-Ш и П-20, в условиях сухого жаркого шлака, в начальные сроки твердения падают более высокой прочностью по равнению с бетоном без добавок, в нормальных условиях. Сравнительный анализ свойств исследованных пластификаторов показывает, т0 лишь значительное увеличение подвижности от 2 до 4— б см) без ухудшения прочностных характеристик бетона. Введение пластификаторов НИЛ-10 и П-20 табл. 1) позволяет, при сохранении СХОДНОЙ подвижности, получить экономию цемента на 15—20% при уменьшении расхода воды, способствует увеличению прочности бетона. Пластификаторы П-20 и 1ИЛ-10 значительно увеличивают прочат, (в 28-суточном возрасте на 20— 5% в нормальных условиях твердения на 25—35% в условиях сухого жарим климата) по сравнению с бетоном без добавки. Эти данные показывают, что указанные добавки существенно превосходят СДБ, которая, согласно нормативным документам, позволяет уменьшить расход цемента не более чем ий 6 %.
Наряду с прочностными характеристиками исследовались водонепроницаемость и морозостойкость бетонов с этими добавками повышает плотность бетона благодаря формированию тонкопористой структуры цементного камня, что увеличивает водонепроницаемость с 0,2 до 0,6— 0,8 МПа, а морозостойкость — в 1,5—2 раза.
Таким образом, экспериментальные и производственные данные показали, что в условиях сухого жаркого климата целесообразно применять в бетонах пластификатор П-20. Эта добавка, обладая высокой стойкостью к агрессивным факторам сухого жаркого климата, значительно ускоряет гидратацию цемента в начальные сроки твердения. Кроме того, способ приготовления пластификатора прост, сырье недефицитно, производство может быть организовано на любых заводах ЖБИ. Пластификатор П-20, в отличие от СДБ, характеризуется высокой однородностью. Пластифицированные бетонные смеси обладают хорошей удобоукладываемостью, не расслаиваются при погрузках и выгрузках, во время перевозки в автосамосвалах, а также при укладке в конструкции, имеют хорошую связность.
Применение пластификатора П-20 позволяет примерно вдвое сократить длительность виброуправления, а также снизить расход цемента на 15—20%. Введение в бетонные смеси пластификатора П-20 дает вомзожность получить экономический эффект не менее 1 р. на 1 м3 бетона.