УДК 666.972.16

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА ВОДОРЕДУЦИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ И ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТА В НАЧАЛЬНЫЕ СРОКИ

Коровкин Марк Олимпиевич1, Ерошкина Надежда Александровна2, Уразова Алина Андреевна3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., инженер-исследователь
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент

Аннотация
Приведены результаты исследования водоредуцирующих эффектов, а также влияния на прочность в начальные сроки нескольких пластифицирующих добавок. Установлены наиболее эффективные добавки при использовании цемента ЦЕМ I 42,5 Н производства ОАО «Мордовцемент».

Ключевые слова: блокирование твердения, водоредуцирующий эффект, пластифицирующая добавка, прочность


COMPARATIVE STUDIES ON THE INFLUENCE OF PLASTICIZERS ON WATER-REDUCING EFFECT AND STRENGTH OF CEMENT IN THE INITIAL TERM

Korovkin Mark Olimpievich1, Eroshkina Nadezda Alexandrovna2, Urazova Alina Andreevnа3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Engineer-researcher
3Penza State University of Architecture and Construction, Student

Abstract
This paper presents results of a research of water-reducing effects, as well as the impact of several plasticizers on the strength in the initial periods. The most effective additive for cement CEM I 42,5 R from production of "Mordovcement" is found.

Keywords: blocking of hardening, plasticizer, strength, water-reducing effect


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Коровкин М.О., Ерошкина Н.А., Уразова А.А. Сравнительные исследования влияния пластифицирующих добавок на водоредуцирующий эффект и прочность цемента в начальные сроки // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51867 (дата обращения: 05.06.2017).

Пластифицирующие добавки – наиболее эффективная и распространенная группа добавок, которая используется для повышения удобоукладываемости, прочности, морозостойкости и водонепроницаемости и экономии цемента. Основной эффект от введения этих добавок это разжижение цементного теста, за счет чего может быть получен водоредуцирующий эффект, который обеспечивает повышение прочности, и других эксплуатационных характеристик. Однако, кроме основного эффекта, при использовании этих добавок могут проявляться дополнительные негативные эффекты, такие как быстрая потеря удобоукладываемости, снижение прочности в начальные сроки твердения, а также повышение расслоения и водоотделения бетонной смеси [1].

Для снижения негативных и усиления положительных эффектов производители добавок вводят в их состав различные компоненты. К числу таких компонентов относятся вещества регулирующие сроки схватывания, ускоряющие твердение, снижающие воздухововлечение.

При оценке эффективности добавок необходимо учитывать как основные, так и дополнительные эффекты, которые могут для цементов различных производителей существенно отличаться. Нами были проведены исследования влияния добавок пластифицирующей группы производства российской фирмы СТК-СТАНДАРТ на цементе ЦЕМ I 42,5 Н производства ОАО «Мордовцемент».

Методы и материалы

Исследования водоредуцирующего, а также замедляющего или ускоряющего эффектов добавок проводились на растворной составляющей бетона при соотношении цемента и песка 1:2. Исследование эффективности пластифицирующих добавок на растворной составляющей бетона апробировано во многих исследованиях [2, 3].

Смеси готовились с применением песка ухтинского месторождения. Модуль крупности песка – 1,53. Для исследований готовились растворные смеси с расплывом на встряхивающем столике 200-210 мм. Водоцементное отношение подбиралось опытным путем.

Были исследованы следующие пластифицирующие и ускоряющие набор прочности добавки: «ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Б», «ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Г», «ХИДЕТАЛ ГП-9 гамма Г», «ХИДЕТАЛ П-5». Кроме того, для исследований были использованы пластифицирующие и сохраняющие подвижность бетонной смеси добавки: «ХИДЕТАЛ ГП-9 бета В» и «ХИДЕТАЛ П-1».

Добавки вводились в смесь с водой затворения. Для каждой добавки исследовалось две дозировки – минимальная и максимальная из рекомендуемых производителем.

После подбора расхода воды для получения установленного расплыва смеси без добавки и с добавкой пластификатора рассчитывался водоредуцирующий эффект (ВР) по формуле


где В/Цн и В/Цп – водоцементное отношение смеси без добавки и с добавкой пластификатора, соответственно.

Расплавы смесей на встряхивающем столике определялись через 5, 15 и 30 мин после начала приготовления смеси для оценки кинетики снижения водоредуцирующего эффекта.

Из полученных смесей были изготовлены образцы кубической формы с размером ребра 20 мм для определения эффекта блокирования или ускорения твердения в ранние сроки. Этот эффект оценивался по изменению прочности раствора с добавкой в сравнении с прочностью контрольного бездобавочного состава (ΔR) по формуле


где Rн и Rп – прочность составов смеси без добавки и с добавкой пластификатора через 1 сутки твердения в нормальных условиях.

Результаты и обсуждение результатов

Результаты определения водоредуцирующих эффектов исследованных добавок при различных сроках испытания смеси приведены в таблице.

Таблица – Водоредуцирующие эффекты добавок

№ п/п Наименование добавки 

Дозировка добавки, %

Водоредуцирующий эффект, %, через

5 мин

15 мин

30 мин

1 ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Б

0,5

22,6

20,5

16,6

1,0

21,0

16,3

14,9

2 ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Г

0,7

13,9

9,2

6,4

1,5

32,0

28,1

19,5

3 ХИДЕТАЛ ГП-9
бета В

0,7

17,5

17,1

14,6

2,0

37,4

34,6

31,5

4 ХИДЕТАЛ ГП-9
гамма Г

0,5

14,1

6,9

8,8

0,6

14,6

9,6

9,9

5 ХИДЕТАЛ П-5

0,7

7,9

11,6

4,8

1,5

23,6

21,2

17,5

6 ХИДЕТАЛ П-4

0,7

22,9

12,9

8,4

1,5

25,0

25,5

24,0

7 ХИДЕТАЛ П-1

0,7

22,3

18,4

14,3

1,5

25,4

20,9

15,8

Влияние добавок на ускорение или замедление твердения цемента в возрасте 1 суток, которые характеризовались относительной прочностью ΔR показано на рисунке.


Рисунок – Ускорение или замедление твердения через 1 сутки. Обозначения: 1 – «ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Б»; «2 – ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Г»; 3 – «ХИДЕТАЛ ГП-9 бета В»; 4 – «ХИДЕТАЛ ГП-9 гамма Г»; 5 – «ХИДЕТАЛ П-5»; 6 – «ХИДЕТАЛ П-4»; 7 – «ХИДЕТАЛ П-1»

Наибольший водоредуцирующий эффект отмечен у суперпластификаторов «ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Б», «ХИДЕТАЛ ГП-9 бета В», «ХИДЕТАЛ П-4», «ХИДЕТАЛ П-1». Добавки ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Г и ХИДЕТАЛ П-5 имеют высокие начальные пластифицирующие эффекты, но через 30 минут эффективность этих добавок сильно снижается.

Анализ данных в таблице и на диаграмме рисунка позволяет сделать вывод о том, что наиболее эффективной добавкой с точки зрения водоредуцирующего эффекта и ускорения набора прочности в начальные сроки твердения является суперпластификатор «ХИДЕТАЛ ГП-9 бета В», который при дозировке 2 % обеспечивает водоредуцирующий эффект более 30% и повышение прочности через 1 сутки на 128 %. Эта добавка, по данным производителя изготавливается на основе эфиров поликарбоксилатов и относится к суперпластификаторам пятого поколения [4]. При дозировке суперпластификатора «ХИДЕТАЛ ГП-9 бета В» 0,7 % эффективность добавки намного ниже. Несмотря на то, что все добавки серии ХИДЕТАЛ ГП-9 по сведениям производителя относятся к суперпластификаторам пятого поколения их эффективность значительно ниже, что можно объяснить индивидуальной несовместимостью исследованных цементов с этими добавками.

Для использования с исследованным цементом могут быть рекомендованы также добавки «ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Б» при дозировке 0,5%, «ХИДЕТАЛ П-1» (0,7%) и «ХИДЕТАЛ П-4» (1,5%), которые при указанных дозировках обеспечивают достаточно высокий водоредуцирующий эффект и ускорение твердения в ранние сроки. Установлено, введение добавок ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Г; ХИДЕТАЛ ГП-9 гамма Г; ХИДЕТАЛ П-5 в максимально рекомендуемых дозировках приводят к снижению прочности в 2 раза. Это должно учитываться при выборе добавок для производства бетонов, к которым предъявляются требования по темпам набора прочности в начальные сроки.

Определение прочности образцов, твердевших в нормальных условиях, в течение 28 суток показало, что блокирующее действие всех добавок в поздние сроки испытания не проявляется и прочность зависит только от водоцементного отношения.

Выводы

Исследования эффективности суперпластификаторов, проведенные на цементе ЦЕМ I 42,5 Н производства ОАО «Мордовцемент», показали, что наиболее эффективными добавками являются «ХИДЕТАЛ ГП-9 альфа Б», «ХИДЕТАЛ П-1», «ХИДЕТАЛ П-4» и «ХИДЕТАЛ ГП-9 бета В», причем последняя обеспечивает значительное ускорение набора прочности в начальные сроки. Низкая эффективность остальных исследованных добавок объясняется их несовместимостью с выбранным для исследования цементом.


Библиографический список
  1. Рамачандран В. С., Фельдман Р. Ф., Коллепарди М. Добавки в бетон: справочное пособие / пер. с англ. – М.: Стройиздат, 1988. 575 с.
  2. Калашников В. И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. Воронеж, 1996. 89 с.
  3. Коровкин М.О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки/М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования “Пензенский гос. ун-т архитектуры и стр-ва”. Пенза, 2012. -144 с.
  4. Техническое описание «Хидетал-ГП-9 бета В» [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://sktstandart.ru/files/tech_docs/hidetal_gp_9_beta_v/ teh_opisanie_ hidetal_gp_9_beta_v.pdf. Дата обращения 16.09.2014.


Все статьи автора «Коровкин Марк Олимпиевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: