Е.С.СИЛИНА, А.В.ШЕЙНФЕЛЬД, кандидаты техн. наук, Н. Ф.ЖИГУЛЕВ, инж. (НИИЖБ); С.Т.БОРЫГИН, инж. (Мосинжбетон), Свойства бетонных смесей с модификатором бетона МБ-01

В связи со значительной переориентацией строительной промышленности в последнее десятилетие в сбласть монолитного бетона существенно возросли требования к качеству бетонных смесей, которые, как правило, доставляются с бетонносмесительных узлов на стройплощадку в автобетоносмесителях и подаются к месту укладки бетононасосами.

Основными требованиями, которым должны удовлетворять бетонные смеси, являются их высокая подвижность (марка по удобоукладываемости П4-П5), длительная сохраняемость во времени, нерасслаиваемость. К полученным из таких бетонных смесей бетонам часто предъявляются требования высокой прочности, морозостойкости, коррозионной стойкости, низкой проницаемости. Проведенные исследования и имеющийся опыт работы показали, что именно такими свойствами обладают бетонные смеси и бетоны, в состав которых введен модификатор МБ-01. Он представляет собой порошкообразный гродукт на органо-минеральной основе, содержащий в своем составе микрокремнезем конденсированный, суперпластификатор С-3 и регулятор твердения.

Результаты исследований, описанные в настоящей публикации, относятся к бетонным смесям, имеющим осадку конуса 18-22 см. Высокая подвижность бетонных смесей с МБ-01 (при невысоком водотвердом отношении, равном 0.28-0,34) достигается за счет наличия в составе модификатора суперпластификатора С-3; степень разжижения, кроме величины В/Т, определяется маркой применяемого модификатора (количеством СП С-3, входящего в его состав) и дозировкой модификатора в составе бетона.

Высокая степень сохраняемости бетонной смеси с модификатором МБ-01, транспортируемой в автобетоносмесителе, особенно в сравнении с бетонной смесью, изготовленной на обычном портландцементе с СП С-3, показана на рис.1.

Высокоподвижные и литые бетонные смеси с модификатором МБ-01 обладают более высокой связностью по сравнению с бетонной смесью с СП С-3 и практически не расслаиваются и не отделяют воды, давая возможность получать однородный бетон вне зависимости от высоты бетонируемой конструкции. Подтверждением этому служат данные, полученные при исследовании однородности бетона, изготовленного с модификатором МБ 10-01 и уложенного в тело буронабивной сваи (высотой 24 м) при строительстве путепровода на пересечении МКАД с Савеловским направлением Московской железной дороги. Бетонирование производилось методом свободного сброса. Однородность бетона определяли по показателям прочности при сжатии и плотности кернов, выбуренных по всей высоте сваи. Полученные результаты, представленные на рис.2. свидетельствуют о высокой однородности бетона.


Приведенный результат подтверждают данные по определению количества воды, не связанной в процессе ранней стадии гидратации цемента. Эксперимент был поставлен следующим образом. Готовились цементные пасты с различным количеством модификатора МБ 10-01. а также с СП С-3 в качестве эталона Расход вяжущего (цемент + МБ) и водотвердое отношение, равное 0,33, во всех случаях оставались постоянными. Перемешивание производилось в течение 5 мин. Для каждой из приготовленных паст определяли расплыв с помощью металлического кольца диаметром 70 мм, а также посредством центрифугирования в течение 5 мин при скорости, выбранной экспериментальным путем и равной 3 тыс. об/мин; затем отжимали несвязанную воду и замеряли ее количество. Параллельно вели визуальное наблюдение за процессом водоотделения


Несмотря на высокую вязкость бетонных смесей с модификатором, их воздухововлечение достаточно интенсивно растет по мере увеличения дозировки добавки (рис.4). Поэтому при изготовлении модифицированных бетонных смесей следует тщательно соблюдать выбранную для данной технологии производства бетона дозировку СНВ, обеспечивающую требуемую величину воздухосо- держания. Незначительный разброс. имеющий место при трех замерах для каждой дозировки добавки, свидетельствует о высокой однородности бетонных смесей, изготовленных с модификатором МБ-01 и воздухововлекающей добавкой СНВ

Интересный, в том числе с точки зрения практического использования, результат получен при изучении воздухосодержания бетонных смесей, изготовленных с различными дозировками модификатора МБ 10-01 и добавки СНВ (рис.5). Оказалось, что увеличение дозировки модификатора от 10 до 15% значительно, на 1,2-1,8%, снижает воздухосодержание бетонной смеси. Это может быть объясненс более высокой вязкостью смеси с 15% МБ, следствием чего является затруднение процесса захвата воздуха при перемешивании. Этот эффект должен учитываться в практике применения модификатора для каждой дозировки МБ-01 оптимальная величина воздухосодержания бетонной смеси достигается за счет применения соответствующей дозировки СНВ. Количество последней следует увеличивать по мере роста содержания модификатора МБ- 01 в составе бетонной смеси.



Доставка бетонных смесей настройки в автобетоносмесителях, а также введение в смеси добавки СНВ непосредственно на месте бетонирования привели к необходимости оценки их однородности (с точки зрения воздухосодержания) во времени в процессе перемешивания. Результаты эксперимента, представленные на рис.6, свидетельствуют о том, что бетонные смеси, изготовленные с модификатором МБ 10-01 и воздухововлекающей добавкой СНВ, становятся практически однородными через 15 мин после начала перемешивания в автобетоносмесителе

Из всех известных в настоящее время структурообразующих добавок наиболее эффективной с точки зрения повышения морозостойкости бетона является газообразующая добавка кремнийорганической жидкости 136-41 (бывш. ГКЖ- 94). Эксперименты были проведены на бетонных смесях с расходом цемента от 310 до 490 кг/м3, расход модификатора МБ 10-01 составлял 10 и 15% массы цемента. Проведенными ранее исследованиями установлено, что оптимальным количеством КОЖ 136-41, обеспечивающим высокую морозостойкость бетона, является 250 г/м3.

При изучении газосодержания модифицированных бетонных смесей с различным расходом цемента получены результаты, аналогичные результатам для бетонных смесей, изготовленных на чистом портландцементе: расход цемента не влияет на количество выделившегося водорода (рис.7).

Незначительный разброс в величине газосодержания бетонных смесей (от 3,2 до 4%) свидетельствует об их стабильном качестве.

Результаты, аналогичные приведенным выше для воздухововлекающей добавки СНВ, получены при изучении влияния дозировки модификатора МБ 10-01 на величину газосодержания бетонных смесей с добавкой КОЖ 136-41: с увеличением количества модификатора от 10 до 15% газосодержание бетонных смесей несколько снижается (рис.8). Этот эффект объясняется тем, что замеряемая величина “газосодержания” складывается из двух составляющих: количества выделившегося газа (водорода) и воздуха, всегда вовлекаемого в бетонную смесь при ее перемешивании. С увеличением “жирности” бетонной смеси (при 15% МБ 10-01) объем вовлеченного воздуха несколько снижается.



Результаты исследования кинетики газовыделения в бетонной смеси, перемешиваемой в автобетоносмесителе, представлены на рис.9. Они показывают, что в условиях проведенного эксперимента газосодержание достигает максимальной величины через 30 мин после начала перемешивания. При дальнейшем перемешивании (вплоть до 1,5 ч) оно остается на постоянном уровне. Следует отметить, однако, что скорость этого процесса зависит от температуры бетонной смеси.

Выводы

1. Модификатор МБ-01 дает возможность получать нерасслаивающиеся высокоподвижные и литые бетонные смеси (с маркой по удобоукладываемости П4-П5) высокой степени сохраняемости.

2. Высокая степень связности бетонных смесей, изготовленных с модификатором МБ-01, подтверждена результатами исследования однородности бетона, выбуренного из тела буронабивной сваи высотой 24 м, а также снижением количества отжатой (несвязанной) воды, определенного методом центрифугирования модифицированных цементных паст, по сравнению с цементной пастой, изготовленной с СП С-3.

3. Бетонные смеси, модифицированные МБ-01, в том числе с воздухововлекающими или газообразующими добавками в своем составе, обладают высокой степенью однородности.

4. При изготовлении высокоморозостойких бетонов с модификатором МБ-01 в состав бетонных смесей следует вводить добавки структурообразующего действия, оптимальная дозировка которых зависит от расхода модификатора и растет с увеличением количества последнего.

Бетон и железобетон, 2000 №1