Разработка безусадочных сухих строительных смесей различного назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка безусадочных сухих строительных смесей различного назначения

И.Н. Медведева, доцент, к.т.н., Харитонова Ю.М., магистр

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)

Для ряда сухих строительных смесей, таких как составы для ремонтных, гидроизоляционных работ, для устройства полов, важнейшей характеристикой, обеспечивающей стабильность свойств в процессе твердения и последующей эксплуатации, является отсутствие деформаций. Цементный камень в процессе твердения на воздухе испытывает усадочные деформации [1], что приводит к появлению усадочных трещин, нарушает монолитность конструкции, делает их более проницаемыми для воды. Наиболее эффективным способом компенсации усадочных деформаций является применение расширяющихся добавок в составе сухих строительных смесей, что позволяет регулировать уровень деформаций в процессе твердения материалов различного назначения. Расширяющиеся добавки по механизму расширения делятся на две группы [2]:

1 - расширение реализуется вследствие образования гидросульфоалюмината кальция (эттрингита).

2 - расширение обеспечивается за счет реакции гидратации молотой негашеной извести СаО в процессе твердения цементов. Добавки второй группы применяются, например, для разработки ремонтных сухих смесей компании Эмако [3]. Стабильность расширяющей способности СаО зависит от качества обжига, тонкости измельчения, длительности хранения.

Реализация расширения при твердении портландцемента обеспечивается введением сульфоалюминатов кальция, гидрокарбоалюминатов кальция, либо за счет введения в состав алюминатного цемента совместно с дополнительным количеством сульфатного компонента.

В работе исследовалось влияние расширяющихся добавок различного состава на твердение портландцемента. В качестве расширяющихся добавок использовались РД (Цемдекор, Подольск), Denka SC1, Denka CSA 20 (Япония). Фазовый состав добавок представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Состав расширяющихся добавок

Добавки РД и Denka SC1 обеспечивают расширение за счет дополнительного образования эттрингита. Добавка Denka CSA 20 обеспечивает расширении одновременно по двум механизмам - как за счет образования эттрингита, так и за счет гидратации СаО. Исследование проводились с использованием 2-х видов цементов ПЦ 500-ДО (Новоросцемент) и CEM I 52,5R (Швеция). Контроль деформаций при твердении цементного теста с добавками проводились с использованием колец Ле-Шателье, а также индикаторным методом на образцах-балочках. Испытание проводились на образцах, изготовленных из цементного теста (ПЦ :кв.песок = 1:0) и цементного раствора с соотношением ПЦ:кв.песок = 1:1,5 и 1:3. Полученные данные представлены на рис.1 и 2.

Рисунок 1 - Влияние концентрации добавки РД на расширение цементного камня (ПЦ 500-ДО:кв.песок = 1:0).

Рисунок 2 - Влияние добавки РД на деформации при твердении образцов в смешанных условиях, изготовленных из цементного раствора (ПЦ 500-ДО : кв.песок=1:3).

По результатам контроля деформаций при твердении цементного камня с расширяющимися добавками РД можно сделать вывод о том, что 15% (от массы цемента) добавки РД в составе цементного раствора (ПЦ:кв.песок=1:3) обеспечивает безусадочность раствора в смешанных условиях твердения. Добавка Denka SC1 (рис.3 и 4) не компенсирует деформации при твердении, однако обеспечивает повышение прочности в начальные сроки твердения на ?40%, проявляет свойства ускорителя твердения.

Рисунок 3 - Влияние концентрации добавки Denka SC1 на расширение цементного камня (ПЦ:кв.песок = 1:0) (ПЦ 500-ДО).

Рисунок 4 - Влияние добавки Denka SC1 на деформации при твердении образцов в смешанных условиях, изготовленных из цементных растворов (ПЦ 500-ДО : П=1:3).

Добавка Denka CSA 20, полученная обжигом сырьевой смеси соответствующего состава, характеризуется переменным составом, так содержание ангидрита в добавке разных партий различается в 2 раза, содержание СаОсв. в 1,5 раза. Наличие Са(ОН)2 в составе добавки свидетельствует о степени гидратации добавки в процессе хранения. Влияние добавки Denka CSA 20 на деформации при твердении цементного камня представлено на рис. 5.

I партия

II партия

III партия

IV партия

Рисунок 5 - Влияние концентрации Denka CSA 20 различных партий на расширение цементного камня (CEM I 52,5 R : кв.песок = 1:0).

В зависимости от фазового состава добавки Denka CSA 20 различных партий расширение цементного камня различается в 2-5 раз. С повышением содержания СаО и ангидрита в составе добавки, увеличивается расширяющая способность добавки при гидратации совместно с ПЦ. Оптимальная концентрация добавки Denka CSA 20, обеспечивающая безусадочность цементного камня (ПЦ:кв.песок=1:0), составляет 5-10%.

Состав цемента и его дисперсность также оказывают влияние на величину расширения при твердении совместно с Denka CSA 20. Так, расширение цементного камня (ПЦ:кв.песок = 1:0) с одинаковым содержанием добавки в составе выше при использовании наиболее тонкомолотого портландского цемента.

Исследование влияния добавки Denka CSA 20 различных партий на деформации при твердении цементных растворов с соотношением ПЦ:кв.песок = 1:1,5 и 1:3 показало, что в зависимости от фазового состава добавки, для обеспечения безусадочности цементного раствора требуется от 5 до 10% добавки от массы ПЦ в составе. Причем, введение добавки в состав растворов обеспечивает повышение прочности при твердении. По результатам изучения влияния различных партий добавки Denka CSA 20 на твердение цементного камня (ПЦ:кв.песок = 1:0) и цементных растворов (ПЦ:кв.песок = 1:1,5 и 1:3) разработана методика оценки необходимого количества добавки для компенсации усадочных деформаций сухих смесей различного назначения.

Составы сухих строительных безусадочных смесей различного назначения, наряду с расширяющейся добавкой, могут содержать модифицирующие добавки - суперпластификаторы, редиспергирующие полимерные порошки, микрокремнезем (МК) и т.п.

Исследование с применением ИК-спектроскопии показало, что при одновременном присутствии в составе сухой смеси добавок Denka CSA 20 и МК, обе добавки конкурируют в реакции взаимодействии с портландитом, при этом наблюдается замедление связывания МК в гидросиликат кальция.

В докладе рассмотрены вопросы, связанные с выбором эффективного состава и концентрации расширяющихся добавок для разработки безусадочных составов на основе портландцемента.

усадочный деформация портландцемент расширяющийся

Литература

1. Специальные цементы / Т.В. Кузнецова, М.М. Сычев, А.П. Осокин и др.- СПб.: Стройиздат, 1997.- 314 с.

2. Баженов, М.Ю. Технология бетона. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2003. - 500 с.

3. Опыт применения ремонтных смесей Эмако / Л.Тойхерт, И.Л.Сиденко// 4-я международная конференция Baltimix «Сухие строительные смеси для XXI века: Технология и бизнес». - СПб., 2004. - С.19-20.

Приложение

Таблица - Фазовый состав расширяющейся добавки Denka CSA 20 различных партий

Рисунок - Влияние концентрации добавки РД на расширение цементного камня (ПЦ 500-ДО:кв.песок = 1:0).

Рисунок - Влияние добавки РД на деформации при твердении образцов, изготовленных из цементных растворов (ПЦ 500-ДО:кв.песок = 1:3) (смешанные условия твердения).

Рисунок - Влияние концентрации добавки РД на прочность образцов при сжатии, изготовленных из цементных растворов (ПЦ 500-ДО:кв.песок= 1:3).

Рисунок - Влияние концентрации добавки Denka SC1 на расширение цементного камня (ПЦ:кв.песок = 1:0) (ПЦ 500-ДО).

Рисунок - Влияние добавки Denka SC1 на деформации при твердении образцов, изготовленных из цементных растворов (ПЦ 500-ДО : кв.песок = 1:3) (смешанные условия твердения).

Рисунок - Влияние добавки Denka SC1 на прочность образцов при сжатии, изготовленных из цементных растворов (ПЦ 500-ДО:кв.песок = 1:3).

I партия

II партия

III партия

IV партия

Рисунок - Влияние концентрации Denka CSA 20 различных партий на расширение цементного камня (CEM I 52,5 R : кв.песок = 1:0).

Рисунок - Влияние концентрации Denka CSA 20 (I партия) на деформации при твердении образцов, изготовленных из цементных растворов (CEM I 52,5R : кв.песок = 1:1,5) ( смешанные условия твердения).

Рисунок - Влияние концентрации Denka CSA 20 (III партия) на деформации при твердении образцов, изготовленных из цементных растворов (CEM I 52,5R : кв.песок=1:1,5) (смешанные условия твердения).

Рисунок - Влияние концентрации Denka CSA 20 (IV партия) на деформации при твердении образцов, изготовленных из цементных растворов (CEM I 52,5R : кв.песок = 1:1,5) (смешанные условия твердения).

1- I партия; 2 - III партия; 3 - IV партия

Рисунок - Влияние концентрации Denka CSA 20 различных партий на прочность образцов при сжатии (CEM I 52,5R:кв.песок = 1:1,5).

Размещено на Allbest.ru