2.2. Исследование влияния различных пластификаторов на
подвижность мелкозернистого щлакозолобетона

Для исследований использовали широко применяемые для обычных бетонов добавки - суперпластификаторы С-3 и дофен и давно известные обычные пластифицирующие добавки ЛОТ (отходы производства целлюлозы) и ЩСПК (щелочные стоки производства капролактама с Кемеровского завода), а также их смеси. Было проведено ряд серий опытов по методике, приведенной в работах [27, 28].

  1. При одинаковом расходе цемента, заполнителей и воды менялись виды добавок и их количества (состав бетона из расчета М200 (В16); цемент - 250, зола - 360, шлаковый песок - 1080, вода - 240 кг/м3); все добавки вводились в % от массы цемента 0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 и 0,30. Всего 25 вариантов смесей.
  2. Из оптимальных добавок составлялась комплексная и менялось их соотношение. Всего 18 вариантов смесей.
  3. Исследовалась зависимость подвижности смеси от количества вводимых пластификаторов при пониженном водосо-держании смеси (состав: цемент - 250; зола - 360; шлаковый песок - 1120 и вода - 200 кг/м3; добавки - 0,1; 0,2; 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,8 и 2%).

Результаты 1-ой серии опытов приведены на рис. 2.2.

 Рис. 2.2. График зависимости подвижности смеси от количества пластификатора
Рис. 2.2. График зависимости подвижности смеси от количества
пластификатора

51

Установлено, что лучшим пластифицирующим эффектом из четырех примененных однокомпонентных добавок в мелкозернистых шлакозолобетонных смесях обладает лигносульфонат технический. Он увеличивает подвижность смеси при одинаковых расходах всех компонентов (цемента, золы, шлакового песка и воды) и незначительном объеме его введения в 3,7 раза (ОК с 6 до 22 см), затем следует ЩСПК (адипинат натрия) в 2,5 раза, дофен в 2 раза и С-3 в 1,4 раза.

Известно, что оптимальный расход суперпластификаторов в бетонах составляет от 0,5-0,6% и выше. Зная об этом, мы в первой серии опытов ставили задачу не достижения в разработанном нами мелкозернистом шлакозолобетоне суперпластифицирующего эффекта, а лишь найти способ повышения подвижности смеси, сохраняя ее составы (в том числе и расход воды), которые уже применялись в начале строительства первого монолитного дома в городе Новокузнецке и на Томь-Усинском ЗЖБК при производстве внутренних стеновых панелей, перекрытий (в кассетах) и сантехкабин крупнопанельного домостроения. Смеси на указанных объектах готовились с осадкой стандартного конуса 6...8 см. Ставилась задача достижения 20...24 см (увеличения подвижности в 3...4 раза), т.е. уровня средней пластификации [29], что обеспечивает повышение производительности труда при бетонировании, улучшение качества поверхности конструкций, ликвидацию воздействия шума и вибрации на организм человека.

За основу были приняты дешевые, имеющиеся в неограниченном количестве в Кузбассе обычные пластификаторы ЛСТ и ЩСПК (отходы производства), которые, как правило, в обычных бетонах применяются в количестве 0,1...0,3%. На предприятиях сборного железобетона Кузбасса, применяющих ЛСТ и ЩСПК (до 0,3%) с использованием портландцементов Топкинского цемзавода, осадка конуса обычной бетонной смеси повышается с 2...3 см до 6...8 (в среднем в 2 раза) и они соответствуют 4^й категории (слабые пластификаторы). В то же время, использование указанных добавок в мелкозернистых шлакозолобетонах увеличивает подвижность смеси в 2,5...3,7 раза (рис. 2.2), а комплексная добавка ЩСПК.ЛСТ = 1:2 в 4 раза (рис. 2.3). Добавки суперпластификаторы С-3 и дофен мы применили для сравнения, а не по их назначению.

Во второй серии опытов проверялся пластифицирующий эффект комплексной добавки из двух компонентов ЛСТ+ЩСПК с различным их соотношением при прочих равных условиях.

52

Применялись три варианта соотношений ЛСТ: ЩСПК, а именно 1:2; 1:1 и 2:1. Результаты эксперимента приведены на рис. 2.3.

Рис. 2.3. График зависимости подвижности смеси от соотношения ЛСТ и ЩСПК в комплексной добавке
Рис. 2.3. График зависимости подвижности смеси от соотношения
ЛСТ и ЩСПК в комплексной добавке

Лучший результат по эффекту пластификации (в 4 раза) и прочностным показателям достигнут на соотношении ЛСТ:ЩСПК = 2:1.

В третьей серии опытов было снижено водосодержание смеси с 240 до 200 кг/м3 (В/Ц = 0,8 вместо 0,96). Расход пластификаторов увеличивали при жесткости смеси в 1-0 сек до достижения литой консистенции, т.е. до получения осадки конуса свыше 20 см. Результаты эксперимента приведены на рис. 2.4.

При пониженном расходе воды (В/Ц = 0,8 или В/Ц+З = 0,32, где З - зола) суперпластифицирующий эффект наблюдался у комплексной добавки (ЛСТ:ЩСПК = 2:1) и ЛСТ с введением их до 0,9%, в то время, как у дофена и ЩСПК, начиная с 0,9 до 1,6% и у С-З с 1,6 до 2%.

Исследованиями установлено, что совместное использование лигносульфоната технического и адипината натрия позволяет получить стабилизированную дисперсную систему, обладающую в то же время большой подвижностью. Применение адипината натрия повышает плотность заряда частиц вяжущего и микрозаполнителя, отталкивая их друг от друга и раздвигая зерна шлакового песка, а пластифицирующий эффект молекул ЛСТ позволяет сократить расход воды в смеси и ее расслоение (водоотделение).

53

Кроме того, зола сама по себе в определенном соотношении с водой обладает пластифицирующим свойством (шарообразные частицы алюмоеиликатного стекла подобны шарикоподшипникам).

Рис. 2.4. График зависимости подвижности смеси от количества вводимых пластификаторов при пониженном водосодержании
Рис. 2.4. График зависимости подвижности смеси от количества
вводимых пластификаторов при пониженном водосодержании

В третьей серии опытов все вышеуказанные добавки (в том числе комплексная) и суперпластификаторы были исследованы на эффект суперпластификации с соответствующим снижением водосодержания смеси на 20% (т.е. по назначению). Разработка защищена патентом № 2008293 "Шлакозолобетонная смесь".

Физико-механические и деформативные характеристики высокоподвижного мелкозернистого шлакозолобетона с добавкой ЛСТ и ЛСТ:ЩСПК - 1:1 в количестве 0,3% от массы цемента приведены в наших работах [20, 26, 30, 31, 32].

Указанные шлакозолобетонные смеси литой консистенции применялись у нас в Кузбассе при строительстве первого монолитного 108-квартирного дома и коттеджей [33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42]. Экономическая эффективность бетонной смеси по данным треста "Сибметаллургмонтаж", возводившего монолитный дом, без учета решения экологических проблем (освобождение земель, загрязнений воздушного и водного бассейна и др.), составила 4-5 рублей на каждый кубометр бетона.

На рисунках 2.5, 2.6 и 2.7 приведены фрагменты применения разработанного мелкозернистого шлакозолобетона литой консистенции.

54

Рис. 2.5. Фрагмент сантехкабины из мелкозернистого шлакозолобетона на ТУ ЗЖБК
Рис. 2.5. Фрагмент сантехкабины из мелкозернистого
шлакозолобетона на ТУ ЗЖБК

Рис.. 2.6. Фрагмент бетонирования 108-кв. 6-ти этажного жилого дома в г. Новокузнецке
Рис.. 2.6. Фрагмент бетонирования 108-кв. 6-ти
этажного жилого дома в г. Новокузнецке

55

Рис. 2.7. Фрагмент введенного в эксплуатацию в 1990 году 108 кв. жилого дома из мелкозернистого шлакозолобетона в г. Новокузнецке
Рис. 2.7. Фрагмент введенного в эксплуатацию в 1990 году 108 кв. жилого
дома из мелкозернистого шлакозолобетона в г. Новокузнецке

56

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.