СТРОЙЭКСПЕРТ
СТРОЙЭКСПЕРТ
Сегодня 30 мая

АРХИВ


МОДИФИЦИРОВАНИЕ ЖЕСТКИХ И МАЛОПОДВИЖНЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

В последние годы заметно вырос интерес отечественных производителей бетона к малоподвижным и жестким смесям, способным в технологии производства сборного железобетона решить несколько важнейших проблем в комплексе.

Одним из основных направлений применения такого рода смесей является изготовление плит перекрытий, особенность которых состоит в наличии повышенной пустотности, а также производство широкой номенклатуры мелкоштучных изделий методом вибропрессования.
Обладая особенно низким значением водоцементного отношения, жесткие бетонные смеси позволяют существенно сократить продолжительность твердения изделий до получения требуемой прочности. Свойство пониженного водосодержания положительно способствует экономии материальных и энергоресурсов. Кроме этого, жесткие и малоподвижные смеси покрывают злободневную потребность в бетонах высоких классов по прочности, необходимых для создания наиболее эффективных и экономичных решений.
В то же время производство таких бетонных смесей сопровождается рядом технологических затруднений, связанных, в основном, с необходимостью наличия специального усовершенствованного оборудования и с тщательным количественным и качественным подбором всех компонентов смеси. Неудобства вызваны, главным образом, тем, что жесткие бетонные смеси обладают затруднительной удобоукладываемостью и плохой формуемостью. Такого рода эксплуатационные недостатки, в свою очередь, не позволяют достигнуть высоких категорий поверхности, которые, вне зависимости от вида изделий, оказываются всегда востребованными. При отдельном рассмотрении процесса непрерывного формования на длинных стендах, очевидно, что указанный недостаток резко снижает производительность изготовления, сопровождаясь замедленной скоростью движения формующей машины.
Определенной проблемой производства изделий из малоподвижных и жестких смесей может быть и излишняя пластичность, отсутствие которой необходимо обеспечить при строгом ограничении дозирования воды затворения. Такие смеси не пригодны для эксплуатации по причине нестойкости к вибропрессованию и, кроме того, возможности налипания на поверхность и формы. Указанные особенности создают немалые «головные боли» производителям бетонных изделий. С учетом специфики изготовления последних возникла необходимость в модифицировании смесей материалами строительной химии с целью повышения качественных характеристик при снижении материальных и трудовых затрат.
Рассмотрим основные потребительские предпочтения при выборе модификатора. Очевидно, добавка для бетонов должна обладать комплексным действием, одновременно регулируя проблемные показатели производства, но при этом очень важно, чтобы побочные свойства модификатора не препятствовали проявлению основных. Необходимость повышения формовочных свойств, высокие требования к прочностным показателям диктуют целесообразность применения пластифицирующе-водоредуцирующих добавок. С другой стороны, далеко не каждый пластификатор способен улучшить геометрические параметры формуемого изделия, связность и однородность смеси.
Научно-техническим центром ООО «Полипласт-УралСиб» были изучены основные модифицирующие комплексы, имеющие различные типы основ, с целью дальнейшей оценки полноты соответствия потребительским требованиям.
Традиционным оказалось применение в качестве модификатора комплекса, состоящего из лигносульфоната натрия технического (ЛСТ), выполняющего роль пластификатора, и водорастворимых реагентов на основе целлюлозы (КМЦ), ускоряющих процесс формования и улучшающих качество поверхности изделий. Поразительно, но до сих пор в производстве используются добавки на основе отходов различного рода химического синтеза, представленные в том числе хлорсодержащими солями.
В свою очередь, повсеместное применение при изготовлении бетонных смесей нашли специально синтезированные добавки, среди которых особое место принадлежит суперпластификаторам на основе нафталинсульфоната натрия (НСФ) и карбоксилатных эфиров (РСЕ), представленными на отечественном рынке зарубежными производителями. Например – комплексная пластифицирующая добавка для бетонов «Полипласт-Вибро», которая по целевому назначению определена производителем как суперпластификатор для жестких и малоподвижных бетонных смесей. В качестве эффективного ускорителя набора прочности применяется суперпластификатор «Реламикс».
Выбранные добавки в количестве, рекомендованном изготовителями, были испытаны в лабораторных и промышленных условиях на соответствие рассмотренным выше потребительским предпочтениям. Данные, представленные на Рис. 1, позволяют оценить эффект ускорения набора прочности от введения модифицирующих комплексов при стандартном режиме ТВО. Очевидно, наибольшая прочность достигнута образцами бетона, содержащими в своем составе «Реламикс». Повышение класса на порядок обеспечила и добавка «Полипласт-Вибро», проявив себя как эффективный ускоритель твердения.

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Прочность бетона с исследуемыми добавками
при тепловлажностной обработке 
(Расход цемента 350 кг,
марка по удобоукладываемости П1.)

В качестве дальнейшего этапа исследований была произведена оценка формовочных свойств бетонных смесей с применением добавок в условиях реального производства. В первую очередь, следует отметить, что введение материалов строительной химии с высокой пластифицирующей способностью оказывается затруднительным по причине возможного перерасхода воды затворения, при котором даже незначительное превышение В/Ц приводит к резкому увеличению пластичности смеси. Причин такого явления, зачастую не устранимых, несколько, но среди них выделим основные: изменчивую естественную влажность материалов, неточность дозирующих устройств, визуальный контроль удобоукладываемости. В связи с этим, в ряде случаев применение суперпластификаторов эффективно только при высокой культуре производства, а снижение рабочей дозировки не позволит обеспечить требуемую прочность изделий. К таким добавкам относятся «классические» ускорители на основе РСЕ и НСФ.
В результате промышленных испытаний выяснилось, что наилучшим образом на качестве формования и поверхности изделий сказывается применение комплексов «ЛСТ+КМЦ» и «Полипласт-Вибро», но прочностные показатели в первом случае заметно ниже. Применение указанных добавок целесообразно при безопалубочном формовании плит пустотного настила за счет придания смесям высоких когезионных свойств. При этом очевидно повышение пластичности с одновременным сохранением заданных формовочной машиной геометрических параметров изделий.
Комплексная оценка результатов проведенных исследований подтверждает возможности использования добавки для бетонов «Полипласт-Вибро» с целью снижения расхода материальных ресурсов, в частности, за счет компенсации значительного запаса по прочности сокращением расхода вяжущего либо периода тепловой обработки изделий (см. Табл. 2).

Таблица 1. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБАВОК
В СОСТАВЕ МАЛОПОДВИЖНЫХ И ЖЕСТКИХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.
Исходные материалы: ПЦ500Д0 (ОАО «Сухоложскцемент»),
щебень фр. 5-20, песок природный Мкр.-2.6.

Наименование пробы добавки

Расход цемента, кг/м3

Кол-во добавки, %

Свойства бетонной смеси

Показатели эффективности

В/Ц

Подвижность, см

Марка по водонепроницаемости, W

Марка по морозостойкости, F

1

Полипласт-Вибро

350

0,5

0,53

3

10

200

2

Реламикс

350

0,8

0,53

2

10

200

3

Реламикс-М

350

1,0

0,54

2

8

150

4

ЛСТ+КМЦ

350

0,6 по натуре

0,55

2

6

150

5

ЛСТ

350

0,2

0,54

2

6

150

6

Эфир карбоксилата (РСЕ)

350

0,50 по натуре

0,53

3

10

200

7

Полипласт-Вибро

480

0,5

0,3

26

12

200

8

Реламикс

480

0,8

0,29

28

12

200

9

Реламикс-М

480

1,0

0,31

25

10

200

10

ЛСТ+КМЦ

480

0,6 по натуре

0,31

28

8

200

11

ЛСТ

480

0,2

0,31

27

8

200

12

Эфир карбоксилата (РСЕ)

480

0,50 по натуре

0,3

29

12

200

Таблица 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ФОРМОВОЧНЫХ СВОЙСТВ,
ПРОВЕДЕННЫХ НА ЖЗБИ (УДМУРТИЯ).
Исходные материалы: портландцемент ПЦ 400Д20 (ОАО «Горнозаводскцемент»),
песок природный для строительных работ Мкр.-1.88 и гравий из плотных горных пород
для строительных работ фр. 3-20 (ОАО «Волковский карьер»).
Цикл пропаривания: выдержка 1 ч. + подъем 3 ч. до t=700 °С + изотермический прогрев
при t=700 °С.

Марка изделия

Расчетный расход материалов, кг/м3

Добавка

Свойства бетонной смеси

Свойства бетона

Цемент

Гравий

Песок

Вода

Наименование

%

В/Ц

Подвижность

Пл-ть, г/см3

Прочность, кгс/см2

% от марки

ПК-60

240

1450

640

104

-

-

0,37

Ж2

2400

143

73

ПК-60

216

1450

660

50

Полипласт-Вибро

0,4

0,23

Ж2

2339

145

74

Таблица 3. КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА С ИССЛЕДУЕМЫМИ ДОБАВКАМИ. Исходные материалы: портландцемент ССПЦ400Д20 (ОАО «Волвскцемент»); песок природный для строительных работ Мкр.-2.59 и щебень из плотных горных пород для строительных работ фр. 5-20 (Котловская гравийно-сортировочная фабрика). Цикл тепловой обработки: 4 ч. изотермического прогревания продуктами сжигания природного газа при t=450 °С + 1 ч. остывание.


состава

Добавка

Дозировка, %

Расход цемента, кг/м3

Свойства бетонной смеси

Rсж, % от В15

Обеспеченный класс по прочности

Категория поверхности
по ГОСТ 13015

В/Ц

Марка по удобо-укладываемости

1

Полипласт-Вибро

0,4

280

0,33

Ж2

129

В20

А1

2

0,60

280

0,33

Ж2

139

В20

3

РСЕ

0,60

280

0,38

Ж2

115

В15

Возможность применения комплексных добавок для улучшения качественных характеристик изделий и одновременного снижения трудозатрат изучена на одном из заводов ЖБИиК в Татарстане в типовом производстве пустотных плит перекрытий по конвейерной технологии с использованием съемной опалубки. Стандартный процесс формования, являясь достаточно трудоемким, выглядит следующим образом: на очищенный поддон укладывается подстилающий слой строительного раствора или подвижной бетонной смеси, а после вибропрессования уже верхняя поверхность сформованного изделия подвергается затирке для устранения неровностей и даже провалов смеси в каналы плиты.
Исходя из технологических особенностей производства для испытаний выбраны добавки «Полипласт-Вибро» и применяемый суперпластификатор на основе РСЕ с эффектом ускорения набора прочности бетона. Обеспечить наглядность испытаний решено путем отказа от применения подстилающего слоя при формовании смесей с экспериментальной добавкой. Результаты физико-механических показателей представлены в Табл. 3.
Данные, полученные в ходе проведенных экспериментов, в очередной раз подтверждают необходимость направленного модифицирования бетонов. При всей сложности и специфичности изготовления изделий из жестких и малоподвижных смесей существуют возможности для улучшения качества их производства с помощью полифункциональных добавок, каждый из компонентов которых максимально точно выполняет назначенную функцию. Такой модифицирующей добавкой является «Полипласт-Вибро», регулирующая несколько функциональных направлений: снижение водосодержания при производстве, эффективные пластические и когезионные свойства при формовании, ускоренный набор прочности при твердении и качественные эстетические свойства, заявленные требованиями по эксплуатации изделий.

АВТОР:
Александр ШАТОВ, начальник отдела технической поддержки Наталья НЕВЕЛЕВА, начальник строительной лаборатории, ООО «Полипласт-УралСиб»

 

Добавить комментарий
Автор  
Сообщение  
 
  Опубликованные сообщения являются частными мнениями лиц, их написавших. Редакция сайта за размещенные сообщения ответственности не несет.

 
ОПРОС
Каков Ваш статус в строительном бизнесе?
   
руководитель, топ-менеджер
специалист, менеджер среднего звена
индивидуальный предприниматель
не имею отношения к строительному бизнесу

СТРОЙЭКСПЕРТ

Адрес редакции: г. Челябинск, Свердловский пр. 2, офис 213
Телефон: 247-70-46
Cоздание сайта: «Экспресс Дизайн Групп»


Разное