И. ЛИБЕРМАН, инж. (Карагандинский политехнический ин-т), Жаростойкий бетон с добавкой суперпластификатора С-3
Смеси для жаростойких бетонов, как правило, малоподвижны и жестки, поэтому применение добавок суперпластификаторов с целью улучшения реологических, физико-механических и жаростойких свойств таких бетонов является особенно актуальным.
Сложность использования добавок с органической основой объясняется фактом выгорания их при высоких температурах, а также неизученным эффектом воздействия на процессы структурообразования. В целом действие суперпластификатора С-3 в жаростойких бетонах исследовано мало, хотя в настоящее время имеются отдельные результаты оценки его влияния на свойства таких бетонов.
Использование добавки суперпластификатора С-3 в жаростойких шлакобетонах, где в качестве вяжущего использовали шлакопортландцемент, исследовали в работе [1]. Экстремум разжижения составил 0,8% массы цемента. Наилучшим показателям физико-механических и жаростойких свойств такого бетона соответствовал расход добавки 0,2% массы цемента. В «Методических рекомендациях по производству бетонных работ с применением суперпластификаторов и других эффективных добавок» [2] указано, что для улучшения удобоукладываемости при одновременном снижении ВЩ в состав смеси для жаростойких бетонов на шлакопортландцементе рекомендуется вводить суперпластификатор С-3 в количестве 0,3...0,6% массы вяжущего.
Автором была изучена применимость в жаростойких бетонах суперпластификатора С-3 с целью улучшения реологических свойств смеси, физико-механических свойств изделий; уменьшения их усадки, повышения термостойкости, а также остаточной прочности бетона на сжатие после нагрева до 800СС.
В ходе эксперимента диапазон дозировки С-3 был расширен по сравнению с рекомендуемым для обычных бетонов согласно ТУ 6-14-625-80.
Первоначальные исследования, связанные с введением С-3 в цементное тесто на основе глиноземистого и шлакопортландцсмента, позволили с определенной точностью определить удовлетворительные дозировки добавки. Это было сделано при изучении влияния С-3 на структурообразование цементного камня, его фазовые превращения и микроструктуру до и после нагрева, а также на его физико-механические и жаростойкие свойства. В качестве вяжущих для цементного камня и бетона использовали глиноземистый цемент марки 400 Пашийского цементного завода и шлакопортлаидцемент марки 300 Новокарагандинского цементного завода.
Выбор цементного камня в качестве модельной системы был оправдан рядом причин, среди которых наиболее важны следующие. Из множества факторов, влияющих на степень изменения свойств бетона при воздействии высокой температуры, доминирующим является изменение свойств заполнителя, тогда как химические добавки действуют в основном на цементный камень: появляется реальная возможность изучения фазового состава, структуры, усадочных деформаций и прочности в широком диапазоне температур, тем более что усадочные деформации являются одним из критериев термостойкости.
Далее необходимо было подтвердить правильность выбранных дозировок суперпластификагора С-3 применительно к жаростойкому бетону на глиноземистом и шлакопортландцементе для получения изделий, обладающих наибольшей остаточной прочностью после нагрева до 800 и до Ю00°С, высокой термостойкостью и, по возможности, наименьшей усадкой.
Оптимальный контрольный состав жаростойкого бетона на глиноземистом цементе был получен экспериментальным путем. В табл. 1 приведены контрольные составы бетона на глиноземистом и шлакопортландцементе (состав бетона на шлакопортландцементе выбирали с учетом, рекомендаций «Руководства по возведению тепловых агрегатов из жаростойкого бетона»).
В качестве мелкого и крупного заполнителя использовали дробленый шамотный огнеупор.
Суперпластификатор в количестве 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5% массы цемента. Столь высокий процент дозировки связан с высокой водопогребностью заполнителя, а также предварительными результатами всесторонним испытаний цементного камня.
Изготавливали образцы-кубы с ребром 100 мм и испытывали их на прочность при сжатии после сушки при 110С и после нагрева до 800 и до 1000С. У обожженных образцов-кубов с ребром 70,07 мм замеряли усадку и испытывали их на термостойкость. Результаты испытаний жаростойкого бетона на глиноземистом цементе с добавкой супер пластификатора С-3 представлены в тад. 2.
При увеличении расхода данной дсзвки можно говорить о росте подвид сети жаростойкой смеси, при том. что прочностные показатели, показатели термостойкости бетона остаются практически без изменения. По-видимом; оптимальной дозировкой добавки суперпластификатора С-3 следует все же считать 1,5% массы цемента. Такой вызол сделан на основании обобщения результатов испытания цементного теста, камня и жаростойкого бетона с этой дезировкой добавки, дающей смесь высокой подвижности, с удовлетворительными для глиноземистого цемента сроками схватывания, а также обеспечивающей максимальную термостойкость изделий и остаточную прочность после нагрева в пределах контрольной. Дальнейшее увеличение дозировки, очевидно, не имеет смысла вследствие ухудшения показателей жаростойкого бетона.
Изучение влияния добавки на свойства цементного теста и камня на основе шлакопортландцемента указало возможную оптимальную ее дозировку—1,5% массы цемента, дающую некоторый рост подвижности при сокращении сроков схватывания. Поэтому в жаростойкую бетонную смесь на шлакопортландцементе С-З вводили в количестве 0,5; 0,75; 1,5; 2 и 2,5% массы цемента с тем, что прочность после нагрева до 100041 практически выравнивается при всех дозировках добавки.
С увеличением дозировки добавки свыше 1,5% улучшения прочностных и жаростойких свойств бетонных образцов не наблюдается.
Применение подвижных смесей с добавкой С-З для жаростойких бетонов позволит свести к минимуму продолжительность вибрирования при укладке и уплотнении, уменьшить износ форм и виброоборудования, снизить расход энергии, улучшить условия труда.
Результаты проделанных автором исследований нашли отражение в «Рекомендациях по применению добавок суперпластификаторов в производстве сборного и монолитного железобетона» [3].
Бетон и железобетон, 1988