К сухим смесям для самонивелирующихся полов предъявляется широкая номенклатура требований. Одной из определяющей характеристикой подобных материалов является величина усадочных деформаций. Для снижения усадочных деформаций цементного камня наиболее эффективно введение глиноземистого компонента, который определяет образование расширяющихся гидросульфоалюминатых фаз [1]. Эти фазы полностью или частично компенсируют усадку цементного камня. Другим способом снижения усадки, получающим все более широкое распространение, в последние годы – применение химических добавок [2].

Целью данной работы является исследование эффективности применения некоторых химических добавок для снижения усадки цементного камня.

Для исследований использовались противусадочные добавки Metolat P860, Metolat Р861 и Metolat Р871 производства немецкой фирмы Munzing Chemie GmbH. Эти добавки представляют собой органические соединения в виде гликолей или диолов, в результате чего не происходит адсорбции воды, расширения системы, а также снижения прочности и ухудшения реологических характеристик [3]. Дозировка добавки составляла 0,5, 1, 2 и 5% от веса вяжущего.

Исследования проводилась на цементно-песчаном растворе 1:1 при В/Ц=0,35, приготовленном на Сурском речном песке, просеянным через сито 0,63. Принятое значение В/Ц было подобрано таким образом, чтобы цементное тесто обладало такой пластичностью, которая могла бы обеспечить его укладку в форму без применения механического воздействия; при этом в смеси не должно появляться расслоения. Для эксперимента в качестве вяжущего был использован портландцемент ПЦ 500 ДО производства ОАО «Осколцемент» с S_yд=280 м²/кг.

Влияние добавок на консистенцию смеси производилось по ее расплыву на встряхивающем столике. Для сокращения объемов смеси применялся уменьшенный конус высотой 33 мм, диаметром нижней и верхней части 63 и 47 мм соответственно [4].

Для определения усадки были заформованы образцы-призмы размерами 2×2×10 см, а для оценки прочности – образцы-кубики размерами 2×2×2 см. Хранение образцов осуществлялось в эксикаторе над слоем воды. Оценка эффективности действия добавки производилась по расплыву конуса, прочности и усадке. Испытания для определения прочности при сжатии проводились через 1, 3, 7 и 28 суток.

Измерения усадочных деформаций начинали проводиться через несколько минут после укладки смеси и продолжались после распалубливания образцов до стабилизации усадочных деформаций. Измерение усадки образца до извлечения его из формы производилось на компараторе оптического типа, позволяющем определять изменение расстояния с погрешностью 0,001 мм между двумя реперными точками в образце. После извлечения образцов из форм для измерения их линейных размеров применялся индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм. Результаты проведенных исследований представлены на рис.1, 2 и 3.

Рисунок 1 – Влияние дозировок добавок Metolat P860, Metolat Р861и Metolat Р871

на подвижность растворной смеси

Рисунок 2 – Влияние вида и дозировки добавки на деформации усадки – набухания:

а) Metolat P861, б) Metolat Р860, в) Metolat Р871

Применение добавок приводит к небольшому изменению подвижности растворной смеси. При использовании добавки Metolat Р860 с увеличением дозировки подвижность растворной смеси равномерно возрастает (рис. 1). Большую подвижность позволяет получить небольшая концентрация добавки Metolat Р861 (0,5%). Добавка Metolat Р871 улучшает консистенцию смеси при всех дозировках.

Анализ данных рис. 2 показывает существенное влияние вида и дозировки добавки на деформации усадки-набухания. С целью регулирования усадочных деформаций может применяться любая из трех типов противоусадочных добавок в определенной дозировке. Например, для добавки Metolat Р861 и Metolat Р871 оптимальной считается дозировка 0,5 %. В результате введения подобных добавок в указанной дозировке величина усадки составляет в среднем от 0,16 до 0,35 % во все сроки твердения. Стабилизация усадочных деформаций происходит на 2-е сутки с небольшими колебаниями при последующем твердении в указанных пределах. Существенного расширения позволяет добиться добавка Metolat Р861 в дозировке 1% и добавка Metolat Р860 в дозировке 2%.

а)
б)
в)

Рисунок 3 – Влияние вида и дозировки добавки на кинетику набора прочности: а) Metolat P861, б) Metolat Р860, в) Metolat Р871

Зависимости на рис. 3 показывают, что наибольшей эффективностью по прочности при сжатии обладает добавка Metolat P861. Наибольшая прочность в возрасте 28 суток получена при ее дозировке, составляющей 1%, которая даже превысила прочность контрольного состава на 7 МПа. Прирост прочности при дозировке 0,5 % добавки Metolat P861 в таком же возрасте составляет чуть больше 6 МПа. Отрицательным свойством, обнаруженным при введении всех указанных добавок, является замедление сроков схватывания на всех этапах твердения, за исключением случая с добавкой Metolat P861 в возрасте 28 суток. Кроме того, при введении добавок P860 и Р871 не зависимо от их дозировки было установлено снижение прочности по сравнению с контрольным составом.

Проведенные исследования показали, что исследованные противоусадочные добавки позволяют значительно снизить деформации усадки, а при повышенных дозировках – добиться эффекта расширения. Эффективной химической противоусадочной добавкой с позиций формирования прочности и подвижности является добавка Metolat Р861 при дозировке 0,5%. Добавка Metolat Р861 в количестве 1% может привести к расширению системы без снижения прочности.

1. Тейлор, Х. Химия цемента. – М. Мир, 1996. – 560 с.
2. Хльмберг, Л. Влияние добавок, снижающих усадку в бетоне и строительном растворе. Новая технология измерения усадки / Сборник докладов конференции // MixBUILD – 2004
3. Химические добавки для сухих строительных смесей. Проспект фирмы Евро-хим-1. М.: 2006. 40 с.
4. Коровкин М.О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки: монография / 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.

Все статьи автора «Коровкин Марк Олимпиевич»