Эффективность добавок для бетона повышенной трещиностойкости

В настоящее время известно большое количество добавок, которые способствуют повышению прочности бетона при сжатии, но при этом прочность при изгибе повышается в меньшей степени и, следовательно, известные добавки недостаточно эффективно в целом повышают трещиностойкость бетона. В работе были исследованы добавки на основе солей Mg, которые по мнению научной школы кафедры «Инженерная химия и защита окружающей среды» ПГУПС должны увеличивать прочность при сжатии и при изгибе.

На первом этапе эффективность действия добавок оценивалась на цементных пастах, из которых изготавливались образцы размером 2х2х2 см и подвергались тепловлажностной обработке, (ТВО), по режиму 3–3–6–3 часа при t=80±5° С. После ТВО образцы испытывались на прочность при сжатии. В опытах был использован портландцемент ПЦ 400 Д–20 Пикалевского объединения «Глинозем». Результаты испытаний и используемые добавки представлены в таблице 1.

Анализ полученных данных показывает, что прирост прочности свыше 30% наблюдается при использовании комплексных добавок, включающих доломитизированный известняк.

Причем, надо отметить, что самостоятельно доломитизированный известняк не повышает прочности при сжатии, но даже имеет более низкое значение, чем у контрольного образца, но в сочетании с суперпластификатором С-3 прочность повышается на 32%; при использовании комплексной добавки состоящей из МК и доломитизированного известняка прочность камня повышается на 40%. При создании комплексной добавки (МК + доломитизированный известняк), количество МК составляет всего 1%, при оптимальном количестве МК = 10–15 мас. % Сочетание С-3 + доломитизированный известняк и МК + доломитизированный известняк обеспечивает получение сверхсуммарного эффекта, обеспечивающего повышение прочности при сжатии в пределах 32–45%.

По-видимому, доломитизированный известняк в сочетании с С-3 и МК проявляет новое свойство, оказывая высокоэффективное каталитическое действие на гидратационные процессы цемента.

С целью дальнейшего повышения эффективности добавок рассмотренные комплексные добавки модифицировали суперпластификатором С-3 и разработанной на кафедре добавкой «ДЭЯ-М». Установлено, что комплексные модифицированные добавки способствуют дополнительному повышению прочности камня, причем эффективность С-3 и добавки ДЭЯ-М в данном случае одинаковая.

Использование в качестве добавки ВНВ (вяжущего низкой водопотребности) приводит к повышению прочности до 58% по отношению к прочности контрольного образца.

Полученные данные положены в основу дальнейших исследований, которые заключались в изготовлении бетона и оценки его трещиностойкости.

Для этого изготавливались образцы-балочки размером 4х4х16 см из бетона класса В30 (М400).

Бетон подвергался тепловлажностной обработке и после этого определялась прочность при сжатии, при изгибе и, соответственно, коэффициент трещиностойкости К_тр = R_изг/R_сж.

Полученные результаты представлены в таблице 2.

Данные, представленные в таблице 2 показывают, что рассмотренные комплексные добавки способствуют повышению прочности при сжатии и при изгибе, но прирост прочности при изгибе выше чем при сжатии и составляет 60% при использовании добавки, содержащей доломитизированный известняк, достигая значения = 7,78 МПа, и при использовании ВНВ прочность при изгибе повышается на 71% достигая значения равного R_изг = 8,32 МПа, при одновременном повышении прочности при сжатии.

Полученные результаты по прочности и трещиностойкости являются основанием предполагать, что рассмотренные добавки содержащие доломитизированный известняк должны повысить надежность всей конструкции и, по-видимому, могут быть основанием для снижения металлоемкости изделий.

С целью повышения параметров качества бетона таких как прочность при сжатии, при изгибе, трещиностойкость и долговечность, целесообразно для промышленного применения рекомендовать добавку, содержащую доломитизированный известняк в сочетании с С-3 или МК, а также ВНВ (вяжущее низкой водопотребности), используемое в качестве высокоэффективной добавки.