УДК 691.5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК В ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ РАСТВОРАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОДОЦЕМЕНТНОГО ОТНОШЕНИЯ

Махамбетова Камажай Нурабуллаевна1, Булгаков Андрей Валерьевич2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Данная статья посвящена исследованию эффективности гидрофобизирующих добавок в цементно-песчаных растворах в зависимости от водоцементного отношения. Консистенцию растворной смеси определяли при водоцементном отношении от 0,45 до 0,7. Проведенное исследование показывает, что при увеличении водоцементного отношения более 0,55 кремнийорганическая жидкость (ГКЖ-94) несколько загущает растворную смесь, а стеарат цинка сохраняет расплыв конуса, практически, на прежнем уровне. Установлено, что стеарат цинка обладает более высокой гидрофобизирующей эффективностью, чем гидрофобизатор ГКЖ-94, не снижая при этом прочности при сжатии цементно-песчаного раствора. С увеличением водоцементного отношения с 0,45 до 0,7 прочность при сжатии цементно-песчаного раствора через 28 суток твердения со стеаратом цинка равна 42,8 и 25,9 МПа, соответственно, а с ГКЖ-94 равна 32,5 и 18,0 МПа, соответственно.

Ключевые слова: водопоглощение, водоцементное отношение, гидрофобизирующие добавки, консистенция растворной смеси, прочность при сжатии, цементно-песчаные растворы


THE RESEARCH OF THE EFFECTIVENESS OF HYDROPHOBIC ADDITIVES IN CEMENT-SANDY SOLUTIONS DEPENDING ON WATER-CEMENT RATIO

Makhambetova Kamagay Nurabullaevna1, Bulgakov Andrey Valeryevich2
1Penza state University of architecture and construction, Candidate of technical Sciences
2Penza state University of architecture and construction, Student

Abstract
This article is dedicated to the effectiveness of hydrophobic additives in cement-sand solutions depending on water-cement ratio. The consistency of the solution was determined with water-cement ratio from 0,45 to 0,7. The research shows that with increasing water-cement ratio of more than 0,55 siliconorganic liquid (NGL-94) thickens the mixture of the solution, and zinc stearate saves the blurring of the cone, almost at the same level. Found that zinc stearate has a higher water repellence efficiency than the repellent NGL-94, without reducing the compressive strength of cement-sand solution. With increasing water-cement ratio from 0,45 to 0,7 compressive strength of cement-sand solution after 28 days of hardening with zinc stearate equal to 42,8 and 25,9 MPa, respectively, and NGL-94 equal to 32,5 and 18,0 MPa, respectively.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Махамбетова К.Н., Булгаков А.В. Исследование эффективности гидрофобизирующих добавок в цементно-песчаных растворах в зависимости от водоцементного отношения // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 5. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/05/53208 (дата обращения: 02.06.2017).

Важнейшей технико-экономической характеристикой штукатурных покрытий является их долговечность. Разрушение штукатурок определяется, в основном, двумя факторами – попеременным насыщением водой и высушиванием и морозным воздействием. Разрушение происходит в результате накопления повреждений, возникающих под воздействием напряжений в материале при объемных изменениях воды в порах цементного камня при попеременном замораживании и оттаивании, а также напряжений, возникающих от неравномерных деформаций усадки и набухания при попеременном воздействии воды и сухого воздуха. В обоих случаях важной характеристикой материала, определяющей в значительной степени его долговечность, является водопоглощение.

Из обзора литературных данных известно, что одним из способов снижения водопоглощения и, соответственно, повышения долговечности строительных материалов на основе портландцемента является использование гидрофобизирующих добавок – кремнийорганических жидкостей [1,2,7]. В последние годы на российском рынке химических добавок появилась новая группа современных гидрофобизирующих добавок – стеараты цинка, кальция, магния, марганца, алюминия и олеат натрия. Для улучшения водоотталкивающих свойств, рекомендуется в цементно-песчаные растворные смеси добавлять  эффективные гидрофобизирующие добавки, в соответствии с работами [5,6], позволяющие улучшить гидрофобные свойства цементно-песчаных растворов. В связи с этим, для проведения исследований по определению сравнительной эффективности гидрофобизирующих добавок нами была изучена два гидрофобизатора различной химической природы: стеарат цинка (C17H35COO)2Zn и  кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94.

Исследования проводились на строительных растворах с использованием цемента «Вольскцемент» ПЦ500Д0 и песка Сурского месторождения с Мкр =1,5 состава цемент:песок=1:3.
Дозировка гидрофобизирующей добавки стеарата цинка составляла 1 %, а кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 – 0,15% от массы цемента. Консистенцию растворной смеси определяли на встряхивающем столике по ГОСТ [4] при водоцементном отношении от 0,45 до 0,7. Показана зависимость консистенции цементно-песчаной растворной смеси от водоцементного отношения (В/Ц) с гидрофобизирующими добавками (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость консистенции цементно-песчаного раствора от водоцементного отношения (В/Ц) с гидрофобизирующими добавками

Как видно на рис. 1, при увеличении водоцементного отношения более 0,55 кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94 несколько загущает растворную смесь, а стеарат цинка сохраняет расплыв конуса, практически, на прежнем уровне. Однако, учитывая незначительное изменение консистенции смеси, эти эффекты можно не принимать во внимание. С увеличением дозировки стеарата загущение возрастает.
Результаты определения прочности при сжатии цементно-песчаного раствора с гидрофобизирующими добавками в различные сроки приводится в таблице 1, а зависимость водопоглощения от водоцементного отношения для этих составов на рис. 2.

Таблица 1. Прочность при сжатии цементно-песчаного раствора с гидрофобизирующими добавками в различные сроки твердения

Влияние добавок на прочность при сжатии также незначительно и,  на наш взгляд, не превышает обычную экспериментальную погрешность для такого рода исследований (табл. 1).

Следует отметить положительное влияние стеарата цинка на прочностные показатели цементно-песчаного раствора при В/Ц = 0,55 и В/Ц=0,6. Гидрофобизирующая добавка не только не снижает прочностные показатели, как в начальные сроки твердения, так и в нормативные сроки при этих водоцементных отношениях, а показывает превышение таковых значений. Так, прочность на осевое сжатие образцов со стеаратом цинка при водоцементных отношениях В/Ц=0,55 и В/Ц=0,6 через 3 суток испытания превышает таковые значения контрольных составов на 28,3-17,7%, соответственно. В нормативные сроки твердения гидрофобизированных образцов при В/Ц=0,55 прочность на сжатие выше контрольного состава в 1,32 раза. С увеличением водоцементного отношения с 0,45 до 0,7 прочность при сжатии цементно-песчаного раствора через 28 суток твердения со стеаратом цинка, равна 42,8 и 25,9 МПа, соответственно, а с ГКЖ-94 равна  32,5 и 18,0 МПа, соответственно.

Гидрофобизирующую эффективность добавок оценивали по уменьшению водопоглощения цементно-песчаного раствора по ГОСТ 12730.3-78 [3]:

Пw =  Wк/Wг

где Wк и Wг  – водопоглощение образцов контрольного и гидрофобизированного составов, соответственно.
Зависимость показателя уменьшения водопоглощения от времени насыщения водой для всех исследованных составов приводится на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость показателя водопоглощения от водоцементного отношения (В/Ц) цементно-песчаного раствора с гидрофобными добавками для различной продолжительности насыщения водой:
а) ГКЖ-94;            б) стеарат цинка.

Как видно из рис. 2, для образцов со стеаратом цинка показатель Пw в первый час насыщения составляет 2,6-2,9, для ГКЖ-94 – 1,35-1,55 раз, соответственно. За 9-11 часов насыщения показатель уменьшения водопоглощения интенсивно снижается до 1,6-1,7 для стеарата цинка и до 1,16-1,33 для ГКЖ-94. Через 6 часов во всех составах со стеаратом цинка, кроме состава с водоцементным отношением В/Ц=0,7 показатель уменьшения водопоглощения мало зависит от водоцементного отношения. С увеличением дозировки кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 до 1% прочностные показатели снижаются в 2-3 раза в первые трое суток твердения.

 Проведенные исследования показали, что стеарат цинка обладает более высокой гидрофобизирующей эффективностью, чем гидрофобизатор ГКЖ-94, не снижая при этом прочности при сжатии цементно-песчаного раствора.


Библиографический список
  1. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. [Текст] / В.Г. Батраков. – Москва: Изд-во «Технопроект», 1998. – 768с.
  2. Батраков В.Г. Стойкость бетонов с водорастворимыми кремнийорганическими полимерами в растворах солей высоких концентраций. Стойкость бетона и железобетонных конструкций в агрессивных средах. [Текст] / В.Г. Батраков, Э.И. Гусейнов // Науч. тр. НИИЖБ, Вып. 23. М., 1977. – С. 12-18.
  3. ГОСТ 12730.3-78 Бетоны. Метод определения водопоглощения.
  4. ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.
  5. Демьянова В.С., Василик П.Г., Махамбетова К.Н. Гидрофобизаторы сухих строительных смесей // Пластические массы. 2003. № 7. С. 42.
  6. Калашников В.И., Махамбетова К.Н., Мороз М.Н. Гидрофобизированные сухие смеси для строительных растворов со стеаратами металлов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2008. № 2. С. 44-50.
  7. Москвин В.М. Долговечность бетона с добавками кремнийорганических соединений [Текст] / В.М. Москвин, В.Г. Батраков // Бетон и железобетон. 1964. №2. С. 52-56.


Все статьи автора «Махамбетова Камажай Нурабуллаевна»


© 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: