УДК 691.535

ВЛИЯНИЕ МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ВОДОРЕДУЦИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРА

Коровкин Марк Олимпиевич1, Ерошкина Надежда Александровна2, Замчалин Михаил Николаевич3
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
Рассмотрено влияние соотношения мелкого заполнителя и цемента на водоредуцирующий эффект суперпластификатора. Показано, что количество песка в растворной составляющей бетона оказывает значительное влияние на эффективность добавки.

Ключевые слова: бетон, водоредуцирующий эффект, мелкий заполнитель, растворная составляющая бетона, суперпластификатор


INFLUENCE OF FINE AGGREGATE ON THE WATER-REDUCING EFFECT OF SUPERPLASTICIZER

Korovkin Mark Olimpievich1, Eroshkina Nadezda Alexandrovna2, Zamchalin Mikhail Nikolaevich3
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
The article considers the data about influence of fine aggregate to cement on the water-reducing effect of superplasticizer. It is shown that the amount of sand in the mortar component of concrete has a significant impact on the efficiency of additive.

Keywords: concrete, fine aggregate, mortar component of concrete, superplasticizer, water-reducing effect


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Коровкин М.О., Ерошкина Н.А., Замчалин М.Н. Влияние мелкого заполнителя на водоредуцирующий эффект суперпластификатора // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51909 (дата обращения: 05.06.2017).

Суперпластификаторы (СП) следует считать наиболее эффективной группой химических добавок в бетоны. Внедрение их в технологию бетона позволило принципиально повысить технологические и эксплуатационные свойства портландцементных бетонов. Понимание всех возможностей СП позволило создать новые высокотехнологичные разновидности бетонов, к которым относят высокопрочные, высококачественные, ультравысококачественные и самоуплотняющиеся бетоны.

Пластифицирующий эффект при введении в бетонные и растворные смеси добавок пластифицирующей группы определяется в основном изменением реологических свойств цементного теста. Однако на его величину может оказывать значительное влияние соотношение объемов цементного теста и заполнителя. При увеличении доли заполнителя происходит контактное взаимодействие его зерен, в связи с чем снижаются водоредуцирующий и пластифицирующий эффекты, при этом наблюдается снижение эффективности СП. С учетом этого фактора осуществляется проектирование состава самоуплотняющегося бетона.

В строительных композициях, применяемых в практике, соотношение мелкого заполнителя и цемента (n) может принимать различные значения. В таблице приводятся типичные значения n для бетонов и растворов различного назначения. Из-за высокой стоимости СП они традиционно используются для получения бетонов высших классов или высокоподвижных бетонных смесей, однако в некоторых случаях СП могут применяться для решения технологических задач при производстве и применении бетонов и строительных растворов.

Таблица – Значения коэффициента n для бетонов и растворов различного назначения


п/п

Вид строительной композиции

n

В/Ц-отношение

Прочность композита, МПа

1

Растворная составляющая высокопрочных бетонов

0,8…1,5

0,22…0,4

более 60

2

Растворная составляющая обычных бетонов

1,5…3

0,4…0,8

10…60

3

Конструкционные мелкозернистые бетоны

2,5…4,5

0,5…0,8

10…30

4

Кладочные и штукатурные растворы

3…5

0,55…0,8

2,5…10

5

Дорожные подготовки

8…12

Обоснования расширения области применения суперпластификаторов возможно только после установления экспериментальных закономерностей действия этих добавок на реологические свойства цементно-песчаных растворов.

Для выявления степени влияния n на эффективность суперпластификатора С-3 было исследовано его водоредуцирующее действие в растворных смесях с различной подвижностью.

Для определения водоредуцирующего эффекта СП определялся расплыв растворной смеси на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4-81. В эксперименте оценивалась консистенция смеси без добавки и с добавкой пластификатора при 4–5 значениях водоцементного отношения, обеспечивающих расплывы смесей от 110 до 200 мм. [1]. По этим результатам для расчета В/Ц-отношения, необходимого для получения заданной консистенции смеси методом наименьших квадратов, были найдены коэффициенты эмпирического уравнения

В/Ц = a + b•РК,

где а и b – коэффициенты уравнения; РК – расплыв конуса.

Подставляя в приведенное выше уравнение заданные значения распыва смеси рассчитывались В/Ц пластифицированного и непластифицированного составов. По полученным значениям определялся водоредуцирующий эффект по формуле

ВР = 100 (В/Рн – В/Рп )/ В/Рн,

где В/Рн и В/Рп – водоцементное отношение непластифицированной и пластифицированной смеси, соответственно.

В связи с линейным характером зависимостей показателей консистенции смеси от расхода воды и незначительными отклонениями этих показателей от расчетных значений (рис. 1), определение водоредуцирующего эффекта для пластичных и жестких смесей может быть произведено с высокой достоверностью. [1].

Рисунок 1 – Зависимость расплыва конуса на встряхивающем столике смесей с различным расходом СП от водоцементного отношения

Использование методики определения водоредуцирующего эффекта для смесей с различным соотношением вяжущего и песка позволило выявить немонотонный характер изменения водоредуцирующего эффекта при увеличении доли мелкого заполнителя в смеси. В области значений n от 1 до 2,5 отмечено значительное отклонение от монотонного характера изменения функции водоредуцирования (рис. 2). Такой эффект объясняется тем, что в этом интервале изменяется характер зависимости В/Ц от доли заполнителя, причем для пластифицированных и непластифицированных смесей этот переход происходит при разных значениях n (рис. 3). Подобные изменения характера зависимости водопотребности от доли песка были описаны в [2], однако авторы не продолжили это исследование и не выявили характера изменения водоредуцирующего эффекта при изменении доли песка.


Рисунок 2 – Влияние отношения мелкого заполнителя к цементу (n) на водоредуцирующий эффект СП


Рисунок 3 – Зависимость В/Ц пластифицированной (◙) и непластифицированной (●) растворной смеси от содержания заполнителя (n) при РК =100 мм

В ходе этого эксперимента было установлено также, что до значений n менее 3,5 водоредуцирующий эффект выше в пластичных смесях, а при более высоких значениях n – в жестких смесях. Такое изменение связано с тем, что при расходе песка более 3,5 цементного теста не хватает для заполнения пространства между частицами цемента и характер его реологического поведения меняется.

Выявленные закономерности подтвердились при проведении эксперимента, в котором цемент был заменен на доломитовую муку для исключения фактора различной скорости потери подвижности цементного теста без добавки и с добавкой СП.

Немонотонный характер изменения водоредуцирующего эффекта при увеличении доли заполнителя в смеси может оказывать значительное влияние на оценку эффективности СП и должен учитываться при проектировании составов бетона и раствора.


Библиографический список
  1. Коровкин М.О., Калашников В.И., Ерошкина Н.А. Эффективность суперпластификаторов и методология её оценки: моногр.  – Пенза: ПГУАС, 2012. – 144 с.
  2. Бабаев Ш.Т. Энергосберегающая технология железобетонных конструкций из высокопрочного бетона с химическими добавками / Ш.Т. Бабаев, А.А. Комар. – М.: Стройиздат, 1987. – 240 с.


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: