Тонкозернистый порошковый дисперсноармированный бетон (стр. 5 )

Целью проведенных нами исследований являлась оценка влияния химических добавок, рекомендуемых для повышения строительно-технических характеристик штукатурок [1], на твердения цементно-песчаных растворов и на их водопоглощение.

В настоящей работе в качестве гидрофобизирующей добавки исследован дисперсионный порошок стеарата цинка. Эта добавка имеет более высокий гидрофобизирующий эффект в сравнении со стеаратом кальция и олеатом натрия [2].

В исследованиях были использованы также  винил-версататные латексы Rhoximat PAV-29, Rhoximat PAV-30, метилцеллюлоза марки МЦ-С, используемые в растворных смесях для водоудерживающей способности и усиления адгезии к различным подложкам. Благодаря высокому и равномерному водоудержанию добавки метилцеллюлозы, цемент в течение длительного времени обеспечен водой в количестве, достаточном для полной гидратации.

Для приготовления цементно-песчаных растворов применялся портландцемент марки ПЦ-500 Д0 производства ПО «Вольскцемент» с удельной поверхностью Sуд=350 м2/кг, активностью 51,0 МПа и кварцевый речной песок Сурского месторождения с Мкр=1,54. Соотношение цемента и заполнителя (Ц:П) составляло 1:3 при В/Ц=0,72. Дозировка добавки составляла: стеарат цинка – 2%, МЦ-С – 0,2%, Rhoximat PAV-29 – 1%, Rhoximat PAV-30 – 1% от массы цемента. Была исследована также комплексная добавка, включающая в свой состав: стеарат цинка – 2 %; МЦ-С – 0,2 %; PAV-29 – 1%; PAV-30 – 1%.

Для проведения исследования были изготовлены образцы при водоцементном отношении равном 0,55 и 0,6 с размерами 20 х 20 х 20 мм и 160 х 40 х 40 мм из цементно-песчаного раствора. Образцы твердели в естественно-влажных условиях, а затем подвергались испытанию на прочность при сжатии в различные сроки твердения, а так же на водопоглощение [3] и на водопоглощение при капиллярном подсосе. [4].

Для определения водопоглощения при капиллярном подсосе нами была использована методика Европейского стандарта[4]. Коэффициент капиллярного водопоглощения в кг/(м2 мин0,5) рассчитывался по формуле С = 0,1 (M2 – M1), где M1  и M2 – масса образца после насыщения водой при времени погружения 10 и 90 мин, соответственно.

Водонасыщение цементно-песчаных образцов проводилось после 28 суток твердения в естественно-влажностных условиях и высушивания в сушильном шкафу при температуре 105 °С с последующим хранением в воде и определением массы образцов в течение 28 суток. Схема испытания на капиллярное водопоглощение приводится на рис. 1.

Рис 1. Схема испытания образца на капиллярное водопоглощение.
Обозначения: 1 – испытуемый образец; 2 – ванна с водой.

Результаты определения прочности растворов с добавками в различные сроки представлены в таблице.

Таблица

Влияние добавок  на кинетику твердения цементно-песчаного раствора

№ п/п	Наименование добавки	Прочность при сжатии в возрасте, МПа
3сут	7сут	14сут	28сут
1	Без добавки	2,66	4,83	8,75	12,33
2	Стеарат цинка	3,75	6,66	10,25	11,50
3	МЦ-С	1,25	3,50	5,25	9,75
4	PAV-29	3,00	7,50	10,29	11,83
5	PAV-30	1,66	5,62	9,00	11,08
6	Комплексная добавка	–	2,50	3,83	4,33

Как следует из данных, приведенных в таблице, исследованные добавки по разному влияют на формирование ранней и нормативной прочности цементно-песчаного раствора. Наиболее сильное замедляющее действие на твердение оказывают комплексная добавка и метилцеллюлоза. Добавка МЦ-С в различные сроки снижает прочность на 20-40 % по сравнению с контрольным составом. Более значительное снижение прочности – на 50-65 % вызывает комплексная добавка на всех этапах твердения раствора. Это свидетельствует о блокирующем синергетическом  эффекте компонентов комплексной добавки.

Значительно ускоряют набор прочности стеарат цинка и PAV-29, однако через 28 суток прочность всех составов оказалась ниже прочности контрольного бездобавочного состава.

Водонасыщение цементно-песчаных образцов проводилось после 28 суток твердения в естественно-влажностных условиях и высушивания в сушильном шкафу при температуре 105 °С с последующим хранением в воде и определением водопоглощения в течение 28 суток. Влияние добавок на кинетику водопоглощения цементно-песчаного раствора представлено на рис. 1

Исследование кинетики водопоглощения цементно-песчаных образцов с добавками показало, что наибольшим гидрофобизирующим действием, как видно из данных на рис. 2, обладают стеарат цинка и комплексная добавка. Однако после 1 суток насыщения гидрофобизирующее действие комплексной добавки постепенно снижается, и через 28 суток водопоглощение раствора с этой добавкой, как видно на рис. 2,  почти достигает величины водопоглощения контрольного состава.

Водопоглощение раствора с добавкой PAV-29 и PAV-30 в течение 1 суток значительно ниже контрольного состава, однако в более поздние сроки этот показатель достигает уровня контрольного состава.

Результаты определения  капиллярного водопоглощения приводятся на рис. 3.  Как видно из рис. 3., наибольшее снижение коэффициента водопоглощения отмечается  в интервале дозировки от 0 до 0,5%. При дальнейшем повышении дозировки снижение коэффициента замедляется. Схема испытания на капиллярное водопоглощение приводится на рис. 1.

Рис. 2. Влияние добавок на кинетику водопоглощения	Рис. 3. Влияние дозировки стеарата цинка на коэффициент капиллярного водопоглощения (1 – раствор при В/Ц = 0,6; 2 – В/Ц = 0,55)

Проведенные исследования показали,  что наиболее эффективной добавкой с точки зрения гидрофобизирующего эффекта и кинетики набора прочности раствора  является стеарат цинка. Добавки  Rhoximat PAV-29 и Rhoximat PAV-30 менее эффективны в качестве гидрофобизаторов, кроме того гидрофобизирующий эффект сохраняется только в течение 1 суток.  Однако продолжительность воздействия атмосферных осадков на  штукатурные покрытия редко превышает несколько десятков часов, поэтому продолжительного  гидрофобизирующего эффекта в большинстве  случаев не требуется.

Добавка метилцеллюлозы МЦ-С в количестве 0,2 % значительно снижает прочность цементно-песчаного раствора, кроме того, несколько повышает водопоглощение, в связи, с чем необходимо провести дополнительные исследования эффективности этой добавки при более низкой дозировке.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. Добавки для производства сухих строительных смесей. Проспект фирмы «Еврохим-1» .М.: Еврохим-1, 39 с.

2. , Исследование солей органических кислот в качестве гидрофобизаторов портланцементных растворов / , , и др. // Сборник научных трудов Международной НТК «Композиционные строительные материалы. Теория и практика».: Пенза, 18-19 мая 2004. - С. 111-114.

3. ГОСТ 12730.3-78 Бетоны. Методы определения водопоглощения.

4. EN 1015-15 Methods of test for mortar for masonry - Part 18: Determination of water absorption coefficient due to capillary action of hardened mortar

УДК 691. 217: 661.3

, д-р техн. наук, профессор, , канд. техн. наук, доцент,

, аспирант, , канд. техн. наук, профессор, , инженер

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

ВЛИЯНИЕ ВИДА И КОНЦЕНТРАЦИИ ЩЕЛОЧНОГО АКТИВИЗАТОРА

НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ

Важнейшей проблемой в строительном материаловедении является создание новых строительных материалов на основе техногенных отходов промышленности, и, в первую очередь тех, которые производятся в глобальных объемах на Земле и оказывают колоссальное негативное воздействие на литосферу.

К таким отходам можно отнести вскрышные породы, отсевы камнедробления нерудных ископаемых и побочные продукты обогащения рудных ископаемых, которые являются неисчерпаемыми источниками сырьевой базы строительных материалов.

Исследования, проводимые кафедрой технологии бетонов, керамики и вяжущих Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПГУАС), показали, что многие карбонатные, глинистые и кремнеземистые (силицитовые) породы со скрытокристаллической структурой обладают вяжущими свойствами в смеси со шлаком и активизаторами твердения NaOH и KOH при минимальной дозировке их, равной 2-3% от массы минеральношлакового вяжущего, с формированием высокой прочности. Другим, более дешевым активизатором является кальцинированная сода Na2CO3. Перспективным представился вопрос низкотемпературного синтеза алюмосиликатных систем на основе распространенных кремнеземсодержащих горных пород, отверждаемых щелочью NaOH, выделяющейся в теле бетона за счет реакции каустификации соды известью. Именно комбинация соды и извести должна получить статус щелочного активизатора геосинтетических композитов. В этой связи интерес представляло сравнение роли щелочей, карбонатных солей Na2CO3, K2CO3 и их комбинаций со щелочью NaOH как на кинетику нарастания прочности, так и на процессы твердения геосинтетических композиций.

Особенностью технологии геосинтетических вяжущих [2], полученных на кафедре технологии бетонов, керамики и вяжущих ПГУАС, является использование щелочей NaOH, KOH, щелочных солей (Na2CO3, K2CO3), способствующих повышению в поровой жидкости концентрации ионов OH-, которые вызывают поляризацию и разрыв ковалентных –Si-O-Si - связей.