Модификаторы в строительной технологии (стр. 22 )

В связи с этим изучали массообмен (влагопотери с поверхности) свежеуплотненного цементного раствора с гидрофобизирующей добавкой КОД-С в условиях сухого и жаркого климата в сравнении с массообменом цементного раствора без добавки [9].

Для определения массообмена с окружающей средой готовили образцы в цилиндрических пластмассовых формах диаметром 6 см и высотой 1,5 см. Эксперименты проводили на цементно-песчаных растворах с добавкой КОД-С и без нее. Дозировка добавки в опытах была принята 0,20; 0,35; 0,50; 0,65% от массы цемента. После формирования образцы взвешивали и определяли первоначальную массу, затем подвергали климатическому воздействию, соответствующему параметрам сухого жаркого климата. Контроль массы форм с твердеющим раствором производили через 1, 3, 6, 24, 48 ч и далее через 3, 16, 14, 28 сут. Потеря массы характеризовала массообмен с окружающей средой через поверхность, свободную от опалубки. Результаты исследований приведены в таблицах 18 и 19.

Результаты эксперимента показывают, что добавка КОД-С уменьшает потерю влаги с поверхности растворной смеси под воздействием сухого жаркого климата: с увеличением добавки до 0,65 масс. % влагопотери уменьшились на 20%. Основная масса влаги испаряется в течение первых 24 часов, затем процесс начинает замедляться и к концу недели практически прекращается.

Уменьшение влагопотери из раствора с гидрофобизирующей добавкой в раннем возрасте объясняется затрудненным перемещением влаги из объема растворной смеси к поверхности вследствие объемной гидрофобизации. В результате адсорбции добавки на цементных зернах в межпоровой структуре твердеющего раствора образуются "вкрапленники", которые придают межпоровым мембранам гидрофобные свойства, что препятствуют перемещению влаги в верхние слои цементного раствора даже при высоком градиенте влажности. Особо следует отметить, что применение добавки КОД-С способствует образованию преимущественно закрытых пор, снижающих испарение влаги в цементных материалах.

Таблица 18 – Влияние добавки КОД-С на массообмен цементно-песчанного раствора при различных В/Ц

Дозировка добавки, %	В/Ц	Влагопотери, % через
1 ч	7 ч	24 ч	48 ч	3 сут	7 сут	14 сут	28 сут
–	0,4	0,93	3,73	7,53	7,90	8,03	8,06	8,19	8,19
9
0,20	0,4	0,85	3,59	7,37	7,74	7,91	7,99	8,15	8,13
7
0,35	0,4	0,75	3,47	7,27	7,63	7,77	7,79	7,88	7,89
6
0,50	0,4	0,70	3,36	7,00	7,40	7,54	7,57	7,65	7,65
4
0,65	0,4	0,63	3,23	6,72	7,25	7,41	7,43	7,55	7,55
3

Таблица 19 – Влияние добавки КОД-С на массообмен цементно-песчаного раствора при постоянном В/Ц

Дозировка добавки, %	В/Ц	Влагопотери, % через
2 ч	6 ч	12 ч	24 ч	48 ч
–	0,5	1,55	2,55	4,51	7,5	8,46
0,35	0,5	1,29	2,50	4,55	7,47	8,52
0,65	0,5	1,11	2,23	4,30	7,41	8,55

4. 3. 3 Водосодержание цементных систем и ее влияние на удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона

Поверхностно-активные добавки уменьшают поверхностное натяжение воды и улучшают ее смачивающую способность. При этом создается возможность уменьшить водосодержание бетонной смеси (водоцементного отношения) без ухудшения ее удобоукладываемости и улучшить свойства отвердевшего бетона: плотность, прочность, морозостойкость и другие.

В наших опытах изучалось влияние водосодержания на прочность затвердевшего бетона, удобоукладываемость и плотность бетонной смеси. Расход портландцемента для приготовления смесей был принят равным 268 кг/м3. Влияние гидрофобизирующих добавок рассмотрено на примере добавки ОМД. Результаты опытов приведены в таблице 20 и показаны на рисунках 15, 16 и 17.

Таблица 20 – Влияние добавки ОМД на удобоукладываемость и объемную массу бетонной смеси

Вид добавки	Расход воды, л	Удобоукладываемость, см	Объемная масса, кг/м3
Без добавки	145	0-0,5	2390
ОМД	131	0-0,5	2468
ГПД	131	0-0,5	2460
ННХК	145	0-0,5	2405
ОМД	145	3-4	2400
ОМД	147	12-14	2390

Согласно данным таблицы 20, добавка ОМД позволяет снизить количество воды затворения смеси на 8-10%.

Существенной особенностью добавки ОМД, как видно из рисунка 15, является то, что с увеличением водосодержания бетонная смесь приобретает свойство текучести при сохранении однородности. В то же время смесь без добавки при расходе воды затворения 206 л не сохраняет однородность: цементный клей стекает с зерен заполнителя, т. е. смесь быстро расслаивается. К тому же прочность бетона без добавки с увеличением воды затворения снижается (рисунок 15 кривая 1).

1 – бетон без добавки; 2 – бетон с 3,8 ОМД; 3 – бетон с 0,2 СДБ плюс 2% ННХК

Рисунок 15 – Влияние водосодержания на прочность пропаренного бетона

Снижение прочности бетона с добавкой ОМД и увеличением воды затворения, как видно на рисунок 15 (кривая 2), не имеет резкого характера. Этот факт нам позволяет сделать вывод, что прочность бетонов с добавкой ОМД не связана жесткой зависимостью с количеством воды затворения (до определенного момента), как это имеет место у цементных материалов без добавки, на что указано в работах и др.

Следует отметить, что операцию снижения воды затворения для бетонной смеси с добавкой ОМД необходимо производить осторожно, так как при недостатке воды прочность бетона резко снижается.

Таким образом, в результате проведенной работы были получены следующие практические выводы:

– прочность бетонов с добавкой ОМД при увеличении воды затворения не характеризуется жесткой зависимостью, как это имеет место при ее уменьшении;

– добавку ОМД следует применять в бетонных смесях с удобоукладываемостью, начиная с 3 см и более;

– из рисунков 16 и 17 видно, что бетонная смесь с добавкой ОМД быстрее теряет свою удобоукладываемость, чем смесь без добавки, однако жизнеспособность смеси с добавкой остается достаточной для применения в заводских условиях.

1 – бетон без добавки; 2 – 3,3% ОМД; 3 – 0,2 СДБ плюс 2% ННХК. Пунктирной линией показано начало расслоения бетонной смеси

Рисунок 16 – Влияние расхода воды затворения на удобоукладываемость бетонной смеси

Предложены составы гидрофобизирующих добавок, у которых возможность регулирования удобоукладываемости бетонной смеси во времени шире, чем у добавки ОМД, например КОД-С и КОМД-С () [12], С-ЗТС (совместная разработка с гранулированные добавки) [67].

1 – бетон без добавки; 2 – бетон с 3,3% ОМД

Рисунок 17 – Изменение удобоукладываемости бетонной смеси во времени

Исследовалось влияние продолжительности транспортирования бетонной смеси с добавками на ее подвижность (рисунок 18).

Состав бетонной смеси, кг/м3: цемент – 410, песок – 860, щебень – 940, вода – до осадки конуса контрольного состава без добавок 5-6 см.

Из полученных данных видно (рисунок 18), что гидрофобизирующие добавки увеличивают время сохранения подвижности в 2-3 раза, что положительно влияет на укладку и уплотнение бетонной смеси. Наибольшее время сохранения подвижности обеспечивают добавки КОД-С и С-3СА (рисунок 18, кривая 1). У бетонной смеси с добавкой С-3ТС время сохранения подвижности меньше на 0,5 ч, чем у бетонных смесей с добавками КОД-С и С-3СА (кривые 1 и 5). При этом следует отметить, что добавка С-3ТС обеспечивает подвижность в течение 1,5 ч, что является достаточным для транспортирования и укладки бетонной смеси в конструкцию. Сокращение времени сохранения удобоукладываемости связано не с интенсивным испарением воды из бетонной смеси, а с действием на гидратирующееся вяжущее тиосульфата натрия, который вызывает ускоренное твердение бетонной смеси.