Эффективность использования комплексной добавки на основе суперпластификатора и пластификатора


Применение в технологии бетона комплексных химических добавок, получаемых путем совмещения в одном модификаторе веществ, относящихся к различным группам химических добавок - наиболее перспективное направление повышения их эффективности. Такой подход позволяет нейтрализовать негативные дополнительные эффекты действия добавок, присущие многим модификаторам в индивидуальном виде. Так, для снижения эффекта замедления твердения цемента в начальные сроки при использовании добавок пластифицирующей группы они применяются в комплексе с ускорителями твердения. Для предотвращения быстрой потери подвижности бетонной смеси при использовании ускорителей твердения они могут применяться совместно с замедлителями схватывания.

Одним из примеров высокой эффективности комплексных добавок являются свойства суперпластификатора С-3, который считается индивидуальной добавкой пластифицирующего или водоредуцирующего действия. В его состав входят в основном продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, оказывающие на цементное тесто сильное пластифицирующее действие [1]. Использование этих продуктов позволяет получать в бетонах пластифицирующие и водоредуцирующие эффекты, значительно превышающие эти эффекты при использования добавок на основе лигносульфонатов и других пластифицирующих добавок. Однако, несмотря на высокие пластифицирующие эффекты, эти добавки не находили применения в технологии бетона, что было связано с быстрой потерей подвижности смесей, а также снижением прочности бетона в начальные сроки твердения. Решение этих проблем было достигнуто за счет введения в состав товарного суперпластификатора менее эффективной, чем продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, пластифицирующей добавки на основе технического лигносульфоната. Использование этого компонента позволяет повысить сохраняемость подвижности бетонной смеси. Кроме того щелочь и сульфат натрия, содержащиеся в составе добавки С-3, не только ускоряют твердение цемента, но и обеспечивают более продолжительный пластифицирующий эффект [2].

Совершенствование суперпластификаторов может развиваться не только за счет введения в их состав добавок ускоряющего, стабилизирующего или другого назначения. Как показывает опыт разработки добавки С-3 совместное использование суперпластифицирующей основы с пластифицирующей добавкой - один из оптимальных способов повышения эффективности комплексной добавки.

Адсорбция СП различной химической природы на продуктах гидратации цемента может существенно различаться, соответственно, различаются пластифицирующие и водоредуцирующие эффекты СП на цементах различных производителей с отличающимся минеральным составом [1]. В связи с этим комплексное использование двух и более добавок пластифицирующей группы способно дать положительный эффект в виде снижения их расхода или увеличения пластифицирующего действия [3].

В настоящем работе была исследована эффективность модифицирования суперпластификатора С-3 двумя отходами биохимического производства ОАО "Биосинтез" (г. Пенза). Первый отход, отработанный нативный раствор производства олеандомицина (ОНРО), и второй - маточный раствор тетрациклина (МРТ) обладают слабым пластифицирующим эффектом [4]. Эти отходы представляют собой поверхностно-активные белковосодержащие растворы концентрацией 1-3 %.

Исследования проводились на цементно-песчаном растворе состава 1:3. Удобоукладываемость смеси оценивалась по расплыву конуса на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4-81. Для приготовления раствора использовался цемент марки ПЦ 400 Д0 и песок сурского месторождения с Мк = 1,5.

Для исследования влияния добавок на свойства растворной составляющей бетона применялось математическое планирование эксперимента, а для обработки результатов эксперимента использовались статистические методы. По полученным данным находились математические модели полиномного вида.

Результаты исследования свойств раствора в зависимости от дозировки добавок приводятся на рисунке и в таблице.

влияние дозировки с-3 и онро на консистенцию раствора (а) и его прочность через 1 (б), 7(в) и 28 (г) сут

Рисунок - Влияние дозировки С-3 и ОНРО на консистенцию раствора (а) и его прочность через 1 (б), 7(в) и 28 (г) сут

Таблица - Влияние комплексной добавки на основе С-3 и МРТ на свойства цементно-песчаного раствора

Добавка

В/Т

Диаметр расплыва, мм

Прочность, МПа, через

1 сут

3 сут

28 сут

Rи

Rсж

Rи

Rсж

Rи

Rсж

-

0,5

111

1,90

7,0

4,7

21,8

6,1

41,0

МРТ - 0,15 %

0,46

108

2,23

9,1

4,4

25,1

62,1

44,1

МРТ - 0,3 %

0,46

110

2,15

7,5

3,7

23,0

62,2

44,3

МРТ - 0,15 %С-3 - 0,3 %

0,44

111

2,17

6,3

4,3

22,8

72,2

46,3

МРТ - 0,3 %С-3 - 0,6 %

0,42

110

3,87

4,9

4,6

23,4

63,7

47,9

МРТ - 0,45 %

0,46

111

-

6,8

4,4

24,0

61,9

44,0

С-3 - 0,6 %

0,42

114

1,16

3,1

3,8

20,1

65,1

48,7

Как видно из графиков на рисунке при совместном использовании С-3 и ОНРО наблюдается синергизм их действия. За счет повышения пластифицирующего эффекта при совместном использовании добавок возможно снижение на 30 % расхода суперпластификатора С-3 без потери характеристик смеси. Снижение прочности при использовании отмечается только в ранние сроки. Через 28 суток дозировка С-3 и ОНРО на прочность раствора практически не влияет.

Использование в качестве компонента комплексной добавки МРТ менее эффективно (см. таблицу).

С экономической точки зрения особый интерес представляет получение добавки на основе СП и слабых пластификаторов, являющихся отходами производства, например С-3 и ОНРО. Применение отхода производства, стоимость которого в десятки раз ниже цены специально произведенного СП, позволит на 1/3 снизить стоимость комплексной добавки без потери ее качества.

Библиографический список

Химический добавка бетон суперпластификатор

    1. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. М.: Технопроект, 1998. 768 с. 2. Kim B. G., Jiang S. P., Aitcin P.-C. Slump improvement mechanism of alkalies in PNS superplasticized cement pastes // Materials and Structures. - 2000. - Vol. 33, N. 6. - P. 363-369. 3. Коровкин М. О. Эффективность суперпластификаторов и методология ее оценки: монография / М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина - Пенза: ПГУАС, 2012. - 144 с. 4. Иванов И. А., Калашников В. И., Кузнецов Ю. С., Ишева Н. И. Применение отходов производства антибиотиков в качестве пластифицирующих добавок для бетонов / Бетон и железобетон, №1, 1985. С. 38-39.

Похожие статьи




Эффективность использования комплексной добавки на основе суперпластификатора и пластификатора

Предыдущая | Следующая