Подбор состава бетона с пластифицирующими добавками

а) особенности пластифицирующих и пластифицирующе - воздухововлекающих добавок

При введении в состав бетонной смеси пластифи­цирующей добавки (ЛСТ и её модификаций) поверхностно-актив­ные вещества, входящие в состав добавки, адсорбируясь на поверхности клинкерных зерен цемента, уст­раняют слипание и уменьшают трение между ними, вследствие чего смесь становится более пластичной (те­кучей).

Пластифицирующий эффект добавки увеличи­вается с повышением тонкости помола цемен-та, его расхода в бетоне, исходной подвижности бетонной сме­си и больше для цементов свеже-го помола (нележалых). При применении шлако- или пуццолановых портландцементов, мелких песков, смесей с умеренным содер­жанием цемента добавки ЛСТ способствуют вовлечению в бетонную смесь заметного количества воздуха (до 2%), что приводит к увеличению ее связ­нос-ти и улучшению удобоукладываемости.

Однако пленки из поверхностно-активных веществ, образующихся на клинкерных зернах цемента, замедляют их гидратацию, вследствие чего бетоны характеризуются замедленным темпом твердения в раннем возрасте. Меньше всего это отрицательное действие пластифи-каторов проявляется на быстротвердеющих и высокоалюминатных портландцементах, подвер-гающихся тепловой обработке. Для бетонов, подвергающихся прогреву или обогреву, на низко-алюминатных портландцементах, шлако- и пуццолановых портландцементах введение добавок ЛСТ целесообразно, когда бетон до тепловой обработки выдерживается не менее 2 ч, а ско-рость подьема температуры не превышает 20°С в час. Если предварительное выдерживание меньше указанного, то введение пластифицирующих добавок возможно при скоростях подъ-ема температуры не более 15°С в час.

В указанных выше случаях применение добавок ЛСТ позволяет сократить расход портланд-це­мента. Однако превышение оптимальной дозировки до­бавки может привести к значительно-му замедлению твердения бетона, к получению пониженной прочности бетона как сразу после тепловой обработки, так и в более отдаленные сроки твердения.

Эффективность применения пластифицирующих и пластифицирующе-воздухововлекающих добавок, как правило, возрастает с увеличением расхода цемента в бе­тоне (свыше 350 кг/м³).

При уменьшения расхода цемента с пластифицирующей, пластифицирующе-воздухововлекаю-щей или воздухововлекающей добавкой коррек­тировка состава бетона осушествляется сле­дующим образом:

а) производится пересчет подобранного исходного состава бетона при уменьшенном расходе цемента, но не­изменной доле песка в смеси заполнителей для тяжелого бетона или неизменной объемной массе для конструктив­ного легкого бетона;

б) из рассчитанных бетонных смесей приготовляются замесы с введением добавки, количество которой назна­чается по табл. 9 или 10, причем за счет корректировки расхода воды подби-раемые бетонные смеси, исходя из требуемой подвижности смеси без добавки и вида вводи­мой добавки должны соответствовать данным табл. 12;

в) из бетонных смесей, соответствующих по осадке конуса данным табл. 12, а по жесткости –смеси без добавок, но содержащих не более 5% воздуха, формуют образцы, которые затем под-вергаются тепловой обработ­ке или выдерживаются в естественных условиях и испы­тываются на прочность при сжатии; по результатам ис­пытаний устанавливается оптимальный состав с мини­мальным расходом цемента. Пластифицирующие добавки не изменяют прочнос­ти сцеп-ления бетона с арматурой, не вызывают корро­зии арматуры и приводят к получению бетона с пони­женными усадочными деформациями, несколько повы­шенной трещиностойкостью и морозостойкостью, осо­бенно когда при изготовлении смеси вовлекается замет­ное количество воздуха.

Пример.1 Необходимо подобрать состав бетона с добавкой ЛСТ при условии, что расход ма- териалов на 1м³ бетона марки 400 без добавки составляет: среднеалюминатного портландце-мента марки 500-425кг, песка -625кг, щебня-1159кг, воды- 191л. Подвижность бетонной смеси составляет 4см по стандартному конусу, а проч­ность бетона через 4 ч после тепловой об-работки по ре­жиму 2+3+6+2 ч - около 28 МПа.

По табл. 14 находим, что в дан­ном случае расход цемента можно уменьшить на 8%. При этом количество добавки должно находиться в пределах 0,15-0,25% (см. табл. 11).

Корректировка состава бетона с пластифи­цирующей добавкой производится при неиз­менной доле песка в смеси заполнителей (625 : 1784 = 0,35). Тогда расход материалов при уменьшенном на 8% расходе цемента составит:

цемента.............425- 425 × 0,08 = 391кг

воды.................391× 0,45 = 176л

песка ............... 625+ (34+ 15) 0,35 = 642кг

щебня...............1159+(34+15) 0,65 = 1191кг

ЛСТ (сухого)….391× 0,0015 = 0,59кг

В 1л имеющегося 5%-ного раствора ЛСТ с плот­ностью 1,021 г/см³ содержится 0,051кг сухого вещест­ва (см. табл. приложения 2). Для введения в бетон найденного выше количества ЛСТ в виде 5%-ного раствора на 1м³ его потребуется …………0,59: 0,051 =11,5 л,

С учетом воды, содержащейся в 5%-ном растворе ЛСТ, для затворения бетонной смеси всего воды потре­буется………………………………………….176 - (11,5×1,021 - 0,59) = 164,8л.

Аналогичным образом производятся расчеты соста­вов бетона с дозировками ЛСТ 0,2 и 0,25%. Результаты этих расчетов представлены в табл. 19.

Таблица 19 Расчетные составы бетона с добавкой ЛСТ

Из рассчитанных составов бетона приготовляются контрольные замесы, причем за счет кор-ректировки рас­хода воды добиваются получения смесей, по подвижно­сти удовлетворяющих рекомендациям табл. 12 (в дан­ном случае 3см). Из подобранных смесей формуются образцы, которые прогреваются по действующему ре­жиму и испытываются на прочность. Полученные опыт­ные данные приведены в табл. 20.

Таблица 20

Показатели бетонной смеси и затвердевшего бетона с добавкой ЛСТ

По прочностным показателям образцов можно сде­лать вывод, что для производства следует принять бе­тон состава 3.

Для этого состава определяется фактический расход материалов в связи с изменением плот-ности сме­си1. Тогда расход материалов составит:

цемента ...... 391 × 2400 : 2390 = 389кг

песка ....... 642 × 2400:2390 = 638кг

щебня ...... .1191 × 2400:2390 =1188кг

воды ...... .161,1 - 2400:2390 =160л

5%-ного раствора …….СДБ-15,3 × 2400 : 2390=15,2 л.

Исходя из найденных значений, производится кор­ректировка расхода материалов с естест-венной влаж­ностью.

3.2.1. Подбор состава с пластификатором ЛСТМ-2 с учётом коэффициента исполь-зования цемента (Кц) (по рекомендациям подбора состава бетона к ГОСТ 27006-86)