Бетон является основным строительным материалом. Однако этот, казалось бы, незаменимый материал не всегда в состоянии удовлетворять неизмеримо возросшие требования. Это объясняется его недостатками: появлениям трещин (особенно под нагрузкой), малым пределом прочности при изгибе и растяжении, низкой химической стойкостью обычных бетонов, их недостаточной водонепроницаемостью и морозостойкостью, что затрудняет обеспечение требуемой долговечности возводимых сооружений.
Известно, что существенные достижения двух последних десятилетий в технологии бетона обусловлены значительным ростом эффективности добавок различной природы. Добавки — материалы (кроме вяжущего, воды и заполнителей), которые применяются в качестве компонентов бетона и вводимые в замес до или во время перемешивания. Основные проблемы, успешно решаемые с помощью добавок, — обеспечение заданных свойств и ресурсосбережение. Абсолютно возможным стало регулирование составов, структуры и свойств бетонной смеси и бетона с учетом влияния технологических, климатических и эксплуатационных факторов. Изучая влияние добавок последних генераций, исследователи установили новые закономерности в бетоноведении, а практики с их помощью осуществляют новые строительные технологии.
1. Теоретическая часть
1.1 Классификация добавок для бетона
Введение добавок — один из наиболее эффективных факторов, повышающих долговечность бетона. Действие различных типов добавок (пластифицирующих, воздухововлекающих, комплексных) достаточно хорошо изучено.
Добавки для бетонов — природные или искусственные химические продукты, вводимые в составы бетонов при их изготовлении с целью улучшения технологических свойств бетонных смесей, физико-химических свойств бетонов, снижения их стоимости.
ГОСТ 24211-91 (Добавки для бетонов. Общие технические требования) классифицирует все добавки для бетонов. В зависимости от назначения (основного эффекта действия) добавки для бетонов подразделяют на виды.
1. Регулирующие свойства бетонных смесей:
ь пластифицирующие:
- пластифицирующие I группы (суперпластификаторы),
- пластифицирующие II группы (сильнопластифицирующис),
- пластифицирующие III группы (среднепластифицирующие),
- пластифицирующие IV группы (слабопластифицирующие),
ь стабилизирующие;
Производство бетона (2)
... заполнителей [1] . Широко используют в технологии бетона пластифицирующие, воздухововлекающие и противоморозные добавки. 2. Определение состава бетона. Одной из основных технологических задач является проектирование ... режимах, характерных для принятого или предполагаемого производства бетона и изготовления бетонных изделий. При проектировании состава бетона общим методом можно достаточно точно ...
- ь водоудерживающие;
- ь улучшающие перекачиваемость;
- ь регулирующие сохраняемость бетонных смесей;
- замедляющие схватывание
- ускоряющие схватывание;
ь поризующие (для легких бетонов):
- воздухововлекающие,
- пенообразующие,
ь газообразующие
2. Регулирующие твердение бетона:
- ь замедляющие твердение;
- ь ускоряющие твердение.
3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
- ь водоредуцирующие I, II, III и IV групп;
- ь кольматирующие;
- ь газообразующие;
- ь воздухововлекающие;
- ь повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).
4. Придающие бетону специальные свойства:
- ь противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
- ь гидрофобизирующие I, II и III групп.
1.2 Лигносульфонат — замедлитель схватывания
Лигносульфонат широко применяют в качестве связующего и пластификатора в черной и цветной металлургии (при производстве чугуна, стали, агломерации руды, кислотном травлении и закалке металла и т.п.).
Его также используют в цементной промышленности и производстве огнеупоров, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности (для регулирования вязкости буровых растворов и в качестве компонентов гелеобразующих систем для регулировки фильтрационных потоков и ограничения водопритока в процессах, повышающих нефтеотдачу).
Кроме того, он используется в химической промышленности (как диспергатор и стабилизатор суспензий в производстве химических средств защиты растений) и др.
Лигносульфонат применяются для замедления схватывания и твердения бетона (пластификации бетонной смеси).
При соблюдении дозировки лигносульфонат обеспечивает подвижность бетонной смеси с дальнейшим увеличением прочности массивных бетонных конструкций. Различия в цементах влияют на количество добавки, поэтому для достижения требуемых реологических свойств рекомендуется проводить лабораторные испытания. КССБ, ФХЛС применяются для понижения вязкости глинистых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин.
Лигносульфонат технический жидкий марки «А», ТУ 13-0281036-029-94 (взамен ТУ 13-0281036-05-89, ОСТ 13-183-83, ОСТ 81-04-546-79 — концентраты сульфитно-дрожжевой бражки, концентраты бардяные жидкие), однородная густая жидкость темно-коричневого цвета. Лигносульфонат технический порошкообразный «ТУ 2455-002-00281039-00» (взамен ТУ 81-04-225-79 и ТУ 13-0281036-15-90), порошок от светло-коричневого цвета до темно-коричневого. Лигносульфонат жидкий модифицированный ТУ 2455-001-00281039-01 обладает улучшенными связующими свойствами.
Все сухие добавки лучше растворять в теплой воде, только сыпать нужно медленно маленькими порциями и быстро мешать, проверено на опыте, а насчет безопасности можно сказать, что лигносульфонат модифицированный гранулированный относится к 3 классу опасности (группа опасные), ПДК в рабочей зоне 2 мг/м 3, особенности действия на организм: аллерген.
Различают следующие виды лигносульфонатов:
- ь ЛСТМ-2 (лигносульфонаты технические модифицированные) и МЛСТ (модифицированные лигносульфонаты) относятся к сильнопластифицирующим (2 группа пластифицирующих добавок);
- ь ЛСТ (лигносульфонаты технические) среднепластифицирующие — 3 группа пластифицирующих добавок.
Вязкая жидкость 50 %-ной концентрации (ЛСТ марок от А до Б) или твердая масса (ЛСТ марки Т), хорошо растворимая в воде. В бетонах преимущественно применяют ЛСТ марки Б — лингосульфонаты технические общего назначения. добавка бетонная лигносульфонат исследование
Рекомендуемая дозировка — 0,1…0,2 % массы цемента в расчете на сухое вещество, для монолитного бетона — до 0,6 %.
При введении пластифицирующих добавок 2 и 3 групп в бетон, выдерживаемый в естественных условиях нужно учитывать замедление времени твердения, особенно в ранние сроки и при пониженных температурах (при Т ниже 10 ?С, необходимо вводить ускорители твердения).
Жидкий технический лигносульфонат получают путём растворения порошкообразного лигносульфоната в воде в весовом соотношении 1,1-1,2:1 при механическом перемешивании в течение нескольких минут при температуре воды 20-700 ?С до полного растворения порошка, причём повышение температуры воды повышает растворимость.
При рабочей концентрации лигносульфоната 10 % — плотность раствора добавки должна быть 1043 кг/м 3 (замеряется ареометром общего назначения АОН-1 с диапазоном измерений от 1000 до 1060 кг/м3 ).
Растворять лучше в теплой воде, при работе использовать резиновые перчатки и респиратор.
2. Исследовательская часть
2.1 Используемые материалы
В нашей исследовательской работе мы использовали материалы:
- Песок амурский Мк=2,89.
- Цемент Спасский М 500.
- Щебень Корфовский фракциями 10-20мм.
- Вода.
2.2 Методы исследования
В проделанной работе мы изучали влияние добавок, регулирующих свойства и структуру бетона. Была использована добавка Центрамент Н-10 (аналог лигносульфоната).
Основными характеристиками, позволяющими нам судить о влиянии добавки, являются прочность, водопоглощение и водопроницаемость.
Для эксперимента было выполнено 4 замеса: первый с использованием (образцы №5), второй с использованием (образцы №6), третий с использованием (образец 7), четвертый с использованием (образец 8).
В итоге были изготовлены кубики размером 10х10х10 см, кубики 7х7х7см и балочки 5х5×25см, которые затем были помещены в сушильный шкаф.
Большие кубики были испытаны на прочность в лабораторных условиях.
Балочки необходимо поместить в воду так, что бы только одна грань соприкасалась с водой, во избежание намокания остальных граней, мы их смазали парафином. Замеры производили в течение 10 дней, с полученными 8 измерениями.
Малые кубики мы поместили в воду и производили замеры их массы через 15 минут, через 60 минут, через 7 суток на воздухе и в воде, используя гидростатические весы.
2.3 Результаты исследования
Таб.1 — Прочность кубиков (10x10x10), кг/см 3
|
Образец |
В/Ц |
8 часов |
24 часа |
2 суток |
3 суток |
7 суток |
28 суток |
|
|
5 |
0,5 |
35 |
85 |
212 |
212 |
— |
349 |
|
|
6 |
0,4 |
0 |
8 |
212 |
304 |
— |
594 |
|
|
7 |
0,4 |
0 |
20 |
293 |
417 |
600 |
675 |
|
|
8 |
04 |
26 |
100 |
327 |
448 |
603 |
727 |
|
Табл. 2 — Масса балочек (5x5x25), г
|
Образец |
mc |
m пар |
m1 |
m2 |
m3 |
m4 |
m6 |
m7 |
m8 |
m9 |
m10 |
|
|
5.1 |
1190 |
1203,3 |
1224,6 |
1226 |
1228,3 |
1228,4 |
1230 |
1231 |
1231,1 |
1231,1 |
1231,2 |
|
|
5.2 |
1167,2 |
1177,8 |
1202,4 |
1205,2 |
1207,8 |
1208,4 |
1210 |
1211 |
1211 |
1211,1 |
1211,3 |
|
|
5.3 |
1097,7 |
1107,8 |
1127,3 |
1128,4 |
1131 |
1131,7 |
1133,7 |
1134,8 |
1134,8 |
1135 |
1135 |
|
|
6.1 |
1158,3 |
1168,7 |
1172,2 |
1174,6 |
1175,4 |
1176 |
1176,2 |
1176,6 |
1176,6 |
1176,6 |
1176,7 |
|
|
6.2 |
1203,4 |
1216,1 |
1218,3 |
1219,2 |
1220,2 |
1220,3 |
1220,4 |
1221,9 |
1221,9 |
1221,9 |
1221,9 |
|
|
6.3 |
1298,8 |
1313,9 |
1314,9 |
1317,7 |
1318,3 |
1318,5 |
1318,5 |
1320 |
1320 |
1320 |
1320,1 |
|
|
7.1 |
1237,8 |
1250 |
1252,8 |
1254,6 |
1255,4 |
1255,6 |
1255,6 |
1256,9 |
1256,9 |
1257 |
1257,1 |
|
|
7.2 |
1164,1 |
1172,9 |
1173,5 |
1174,3 |
1174,7 |
1174,9 |
1176,1 |
1177,2 |
1177,2 |
1177,2 |
1177,3 |
|
|
7.3 |
1254,5 |
1269,5 |
1271 |
1272 |
1273,4 |
1273,6 |
1273,9 |
1275,4 |
1275,5 |
1275,5 |
1275,5 |
|
|
8.1 |
1188,4 |
1204,7 |
1205,9 |
1206,3 |
1207,5 |
1207,6 |
1207,7 |
1209 |
1209 |
1209,1 |
1209,1 |
|
|
8.2 |
1199 |
1209,9 |
1211,2 |
1212,9 |
1213,4 |
1213,5 |
1214,6 |
1215,9 |
1216 |
1216 |
1216,2 |
|
|
8.3 |
1182,7 |
1193,1 |
1194,7 |
1196,2 |
1197 |
1197,2 |
1198 |
1199,6 |
1199,7 |
1200 |
1200 |
|
m c -масса сухого образца, mпар — масса образца, смазанного парафином.
Табл.3 — Масса кубиков (7x7x7), г
|
Образец |
mc |
m15 |
m60 |
mнеделя |
mв воде |
|
|
5.1 |
847,6 |
888 |
900 |
901,8 |
592 |
|
|
5.2 |
864,5 |
900,8 |
911,7 |
920,8 |
622 |
|
|
5.3 |
840,3 |
873,3 |
887,6 |
893,8 |
582 |
|
|
6.1 |
858,4 |
874,7 |
876,5 |
912 |
604 |
|
|
6.2 |
848,4 |
865,3 |
869,4 |
888,9 |
602 |
|
|
6.3 |
875,7 |
891,3 |
894 |
897,1 |
617 |
|
|
7.1 |
848,8 |
863,8 |
869 |
890,1 |
585 |
|
|
7.2 |
834,9 |
852 |
856,8 |
877,8 |
580 |
|
|
7.3 |
853,5 |
871,4 |
875,8 |
893,7 |
587 |
|
|
8.1 |
878,2 |
897,3 |
901,2 |
902 |
600 |
|
|
8.2 |
843,9 |
861,9 |
866,6 |
884,5 |
580 |
|
|
8.3 |
850,3 |
868,3 |
872,6 |
888 |
585 |
|
Расчет водопоглощения ведем по формуле:
где m — масса образца на определённый момент времени;
m пар — масса образца, смазанного парафином
m c — масса сухого образца.
Расчёт показателей пористости бетона по кинетике их водопоглощения.
Кривые водопоглощения выражаются уравнением:
где — водопоглощение образца за время t , % по массе;
- водопоглощение образца;
е — основание натурального логарифма, равное 2,718;
t — время водопоглощения, ч;
- показатель среднего размера открытых капиллярных пор, определяемый по номограммам из ГОСТ 1.2730.3.
- показатель однородности размеров открытых капиллярных пор, определяемый по номограммам из ГОСТ 1.2730.3.
Табл. 4 — Водопоглощение балочек
|
Образец |
w1 |
w2 |
w3 |
w4 |
w6 |
w7 |
w8 |
w9 |
w10 |
|
|
5.1 |
1,789916 |
1,907563 |
2,10084 |
2,109244 |
2,243697 |
2,327731 |
2,336134 |
2,336134 |
2,344538 |
|
|
5.2 |
2,107608 |
2,347498 |
2,570254 |
2,621659 |
2,758739 |
2,844414 |
2,844414 |
2,852981 |
2,870117 |
|
|
5.3 |
1,776442 |
1,876651 |
2,11351 |
2,17728 |
2,359479 |
2,459688 |
2,459688 |
2,477908 |
2,477908 |
|
|
6.1 |
0,302167 |
0,509367 |
0,578434 |
0,630234 |
0,647501 |
0,682034 |
0,682034 |
0,682034 |
0,690667 |
|
|
6.2 |
0,182815 |
0,257603 |
0,340701 |
0,349011 |
0,357321 |
0,481968 |
0,481968 |
0,481968 |
0,481968 |
|
|
6.3 |
0,076994 |
0,292578 |
0,338774 |
0,354173 |
0,354173 |
0,469664 |
0,469664 |
0,469664 |
0,477364 |
|
|
7.1 |
0,226208 |
0,371627 |
0,436258 |
0,452416 |
0,452416 |
0,557441 |
0,557441 |
0,565519 |
0,573598 |
|
|
7.2 |
0,051542 |
0,120265 |
0,154626 |
0,171807 |
0,27489 |
0,369384 |
0,369384 |
0,369384 |
0,377974 |
|
|
7.3 |
0,11957 |
0,199283 |
0,310881 |
0,326823 |
0,350737 |
0,470307 |
0,478278 |
0,478278 |
0,478278 |
|
|
8.1 |
0,100976 |
0,134635 |
0,235611 |
0,244026 |
0,25244 |
0,361831 |
0,361831 |
0,370246 |
0,265626 |
|
|
8.2 |
0,108424 |
0,250209 |
0,29191 |
0,30025 |
0,391993 |
0,500417 |
0,508757 |
0,508757 |
0,525438 |
|
|
8.3 |
0,135284 |
0,262112 |
0,329754 |
0,346664 |
0,414306 |
0,54959 |
0,558045 |
0,583411 |
0,583411 |
|
Табл.5 — Среднее значение водопоглощения балочек для четырех замесов
|
Образец |
w1 |
w2 |
w3 |
w4 |
w6 |
w7 |
w8 |
w9 |
w10 |
|
|
5 |
1,891322 |
2,043904 |
2,261535 |
2,302727 |
2,453972 |
2,543945 |
2,546746 |
2,555675 |
2,564188 |
|
|
6 |
0,187325 |
0,353183 |
0,419303 |
0,444473 |
0,452998 |
0,544555 |
0,544555 |
0,544555 |
0,55 |
|
|
7 |
0,13244 |
0,230391 |
0,300588 |
0,317015 |
0,359348 |
0,465711 |
0,468368 |
0,471061 |
0,476617 |
|
|
8 |
0,114894 |
0,215652 |
0,285758 |
0,29698 |
0,352913 |
0,470613 |
0,476211 |
0,487471 |
0,458158 |
|
Табл. 6 — Водопоглощение кубиков
|
образец |
W 0,25 |
W 1 |
W 3 |
W 5 |
W 7 |
W 9 |
W 11 |
W 13 |
|
|
5.1 |
4,455978 |
6,120417 |
6,387375 |
6,394141 |
6,394497 |
6,394523 |
6,394525 |
6,394526 |
|
|
5.2 |
4,196086 |
5,435736 |
6,113644 |
6,300719 |
6,383198 |
6,427055 |
6,453001 |
6,469474 |
|
|
5.3 |
3,869129 |
5,62498 |
6,266997 |
6,344299 |
6,360419 |
6,36471 |
6,366035 |
6,36649 |
|
|
6.1 |
1,835982 |
2,058406 |
2,248366 |
2,340766 |
2,403017 |
2,450223 |
2,488346 |
2,520371 |
|
|
6.2 |
1,965125 |
2,402974 |
2,777585 |
2,956287 |
3,074444 |
3,162554 |
3,232646 |
3,290722 |
|
|
6.3 |
1,768629 |
2,096005 |
2,281318 |
2,340076 |
2,369637 |
2,387387 |
2,399143 |
2,40744 |
|
|
7.1 |
1,696701 |
2,325407 |
2,894675 |
3,168643 |
3,348265 |
3,480595 |
3,584478 |
3,669397 |
|
|
7.2 |
1,813779 |
2,4824 |
3,085615 |
3,375004 |
3,564354 |
3,703631 |
3,812826 |
3,901987 |
|
|
7.3 |
1,931429 |
2,593495 |
3,161194 |
3,421747 |
3,587461 |
3,706706 |
3,798503 |
3,872282 |
|
|
8.1 |
2,022107 |
2,593918 |
2,703943 |
2,709397 |
2,70998 |
2,710068 |
2,710084 |
2,710088 |
|
|
8.2 |
2,010037 |
2,691901 |
3,27235 |
3,53707 |
3,704754 |
3,825038 |
3,917393 |
3,991454 |
|
|
8.3 |
1,985111 |
2,630941 |
3,164994 |
3,402449 |
3,55044 |
3,655273 |
3,734929 |
3,798231 |
|
Табл. 7 Водопоглощение кубиков (среднее значение для четырех замесов)
|
Образец |
W 0,25 |
W 1 |
W 3 |
W 5 |
W 7 |
W 9 |
W 11 |
W 13 |
|
|
5 |
4,17373 |
5,727044 |
6,256005 |
6,346386 |
6,379371 |
6,395429 |
6,404521 |
6,410163 |
|
|
6 |
1,85658 |
2,185795 |
2,435756 |
2,54571 |
2,615699 |
2,666721 |
2,706712 |
2,739511 |
|
|
7 |
1,81397 |
2,467101 |
3,047161 |
3,321798 |
3,500027 |
3,63031 |
3,731935 |
3,814555 |
|
|
8 |
2,00575 |
2,63892 |
3,047095 |
3,216305 |
3,321725 |
3,396793 |
3,454135 |
3,499924 |
|
Список используемых источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/uskorenie-stroitelstva/
1. А.Е. Шейкин «Строительные материалы.
2. Ф. Вавржин «Химические добавки в строительстве».
3. http://ru.wikipedia.org/wiki.
4. М.И. Хигерович «Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цемента, растворов и бетонов».
5. www.idei.by.ru/relaksol.
6. ГОСТ 24211-91 Добавки для бетонов. Общие технические требования.
7. ГОСТ 12730.3-78 Бетоны. Метод определения водопоглащения.
8. www.itcr.ru/Russian/additions.
9. http://www.uspm.ru/ligno.html .
