УДК 691.542

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРА И ПЛАСТИФИКАТОРА

Коровкин Марк Олимпиевич1, Замчалин Михаил Николаевич2, Ерошкина Надежда Александровна3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., инженер-исследователь

Аннотация
Исследована эффективность совместного использования суперпластификатора С-3 и белковосодержащих отходов производства. Установлено, что использование комплексной добавки позволяет повысить пластифицирующий эффект в сравнении с индивидуальным применением каждой из добавок или снизить стоимость пластификатора за счет частичного замещения дорогостоящего суперпластификатора отходом производства.

Ключевые слова: водоредуцирующий эффект, комплексная добавка, пластификатор, суперпластификатор


APPLICATION EFFICIENCY OF COMPLEX ADDITIVE BASED ON SUPERPLASTICIZERS AND PLASTICIZERS

Korovkin Mark Olimpievich1, Zamchalin Mikhail Nikolaevich2, Eroshkina Nadezda Alexandrovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
2Penza State University of Architecture and Construction, Student
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Engineer-researcher

Abstract
In this paper, the effectiveness of the combined use of superplasticizer S-3 and protein-containing waste was studied. It was found that the use of complex additive allows to increase effect of plasticizer in comparison with the individual application of each of the additives or reduce the cost of plasticizer due to the partial substitution of expensive superplasticizer by waste.

Keywords: complex additive, plasticizer, superplasticizer, water-reducing effect


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Коровкин М.О., Замчалин М.Н., Ерошкина Н.А. Эффективность использования комплексной добавки на основе суперпластификатора и пластификатора // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51968 (дата обращения: 30.09.2017).

Применение в технологии бетона комплексных химических добавок, получаемых путем совмещения в одном модификаторе веществ, относящихся к различным группам химических добавок – наиболее перспективное направление повышения их эффективности. Такой подход позволяет нейтрализовать негативные дополнительные эффекты действия добавок, присущие многим модификаторам в индивидуальном виде. Так, для снижения эффекта замедления твердения цемента в начальные сроки при использовании добавок пластифицирующей группы они применяются в комплексе с ускорителями твердения. Для предотвращения быстрой потери подвижности бетонной смеси при использовании ускорителей твердения они могут применяться совместно с замедлителями схватывания.

Одним из примеров высокой эффективности комплексных добавок являются свойства суперпластификатора С-3, который считается индивидуальной добавкой пластифицирующего или водоредуцирующего действия. В его состав входят в основном продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, оказывающие на цементное тесто сильное пластифицирующее действие [1]. Использование этих продуктов позволяет получать в бетонах пластифицирующие и водоредуцирующие эффекты, значительно превышающие эти эффекты при использования добавок на основе лигносульфонатов и других пластифицирующих добавок. Однако, несмотря на высокие пластифицирующие эффекты, эти добавки не находили применения в технологии бетона, что было связано с быстрой потерей подвижности смесей, а также снижением прочности бетона в начальные сроки твердения. Решение этих проблем было достигнуто за счет введения в состав товарного суперпластификатора менее эффективной, чем продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, пластифицирующей добавки на основе технического лигносульфоната. Использование этого компонента позволяет повысить сохраняемость подвижности бетонной смеси. Кроме того щелочь и сульфат натрия, содержащиеся в составе добавки С-3, не только ускоряют твердение цемента, но и обеспечивают более продолжительный пластифицирующий эффект [2].

Совершенствование суперпластификаторов может развиваться не только за счет введения в их состав добавок ускоряющего, стабилизирующего или другого назначения. Как показывает опыт разработки добавки С-3 совместное использование суперпластифицирующей основы с пластифицирующей добавкой – один из оптимальных способов повышения эффективности комплексной добавки.

Адсорбция СП различной химической природы на продуктах гидратации цемента может существенно различаться, соответственно, различаются пластифицирующие и водоредуцирующие эффекты СП на цементах различных производителей с отличающимся минеральным составом [1]. В связи с этим комплексное использование двух и более добавок пластифицирующей группы способно дать положительный эффект в виде снижения их расхода или увеличения пластифицирующего действия [3].

В настоящем работе была исследована эффективность модифицирования суперпластификатора С-3 двумя отходами биохимического производства ОАО «Биосинтез» (г. Пенза). Первый отход, отработанный нативный раствор производства олеандомицина (ОНРО), и второй – маточный раствор тетрациклина (МРТ) обладают слабым пластифицирующим эффектом [4]. Эти отходы представляют собой поверхностно-активные белковосодержащие растворы концентрацией 1-3 %.

Исследования проводились на цементно-песчаном растворе состава 1:3. Удобоукладываемость смеси оценивалась по расплыву конуса на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4-81. Для приготовления раствора использовался цемент марки ПЦ 400 Д0 и песок сурского месторождения с Мк = 1,5.

Для исследования влияния добавок на свойства растворной составляющей бетона применялось математическое планирование эксперимента, а для обработки результатов эксперимента использовались статистические методы. По полученным данным находились математические модели полиномного вида.

Результаты исследования свойств раствора в зависимости от дозировки добавок приводятся на рисунке и в таблице.

Рисунок – Влияние дозировки С-3 и ОНРО на консистенцию раствора (а)
и его прочность через 1 (б), 7(в) и 28 (г) сут

Таблица – Влияние комплексной добавки на основе С-3 и МРТ на свойства цементно-песчаного раствора

Добавка

В/Т

Диаметр расплыва, мм

Прочность, МПа, через

1 сут

3 сут

28 сут

Rи

Rсж

Rи

Rсж

Rи

Rсж

0,5

111

1,90

7,0

4,7

21,8

6,1

41,0

МРТ – 0,15 %

0,46

108

2,23

9,1

4,4

25,1

62,1

44,1

МРТ – 0,3 %

0,46

110

2,15

7,5

3,7

23,0

62,2

44,3

МРТ – 0,15 %
С-3 – 0,3 %

0,44

111

2,17

6,3

4,3

22,8

72,2

46,3

МРТ – 0,3 %
С-3 – 0,6 %

0,42

110

3,87

4,9

4,6

23,4

63,7

47,9

МРТ – 0,45 %

0,46

111

6,8

4,4

24,0

61,9

44,0

С-3 – 0,6 %

0,42

114

1,16

3,1

3,8

20,1

65,1

48,7

Как видно из графиков на рисунке при совместном использовании С-3 и ОНРО наблюдается синергизм их действия. За счет повышения пластифицирующего эффекта при совместном использовании добавок возможно снижение на 30 % расхода суперпластификатора С-3 без потери характеристик смеси. Снижение прочности при использовании отмечается только в ранние сроки. Через 28 суток дозировка С-3 и ОНРО на прочность раствора практически не влияет.

Использование в качестве компонента комплексной добавки МРТ менее эффективно (см. таблицу).

С экономической точки зрения особый интерес представляет получение добавки на основе СП и слабых пластификаторов, являющихся отходами производства, например С-3 и ОНРО. Применение отхода производства, стоимость которого в десятки раз ниже цены специально произведенного СП, позволит на 1/3 снизить стоимость комплексной добавки без потери ее качества.


Библиографический список
  1. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. М.: Технопроект, 1998. 768 с.
  2. Kim B.G., Jiang S.P., Aitcin P.-C. Slump improvement mechanism of alkalies in PNS superplasticized cement pastes // Materials and Structures. – 2000. – Vol. 33, N. 6. – P. 363–369.
  3. Коровкин М.О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки: монография / М.О. Коровкин, В.И. Калашников, Н.А. Ерошкина – Пенза: ПГУАС, 2012. – 144 с.
  4. Иванов И.А., Калашников В.И., Кузнецов Ю.С., Ишева Н.И. Применение отходов производства антибиотиков в качестве пластифицирующих добавок для бетонов / Бетон и железобетон, №1, 1985. С. 38-39.


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: