Использование комплексных добавок является эффективным средством ре­гулирования свойств бетонной смеси и бетона. Вводимые в небольших количе­ствах, они улучшают удобоукладыва - емость, снижают водопотребность или В/Ц, замедляют или ускоряют процесс гидратации и т. д. В зависимости от вида и содержания компонентов ком­плексной добавки можно целенаправлен­но регулировать свойства бетона.

Комплексные добавки широко ис­пользуют в бетонах на портландцементе, однако оии не нашли применения в на­прягающих бетонах. Между тем особен­ности смесей на напрягающем цементе (НЦ): в ряде случаев короткие сроки схватывания и ускоренная потеря под­вижности во времени — являются пред­посылкой к использованию комплекс­ных добавок. Благодаря полифункци­ональности их действия они влияют как на свойства бетонной смеси, так и на структуру и свойства бетона.

В настоящее время в бетонах на НЦ в качестве добавок используют лишь дек­стрин и супер пластификатор С-3 [1].

Эти добавки, оказывая пластифициру­ющее действие, улучшают удобоуклады - ваемость и несколько повышают сроки схватывания, но'темпы потери подвиж­ности смеси с этими добавками остают­ся высокими. Это осложняет укладку монолитного бетона, особенно при повы­шенных температурах среды.

Рекомендованный Техническими ус­ловиями на НЦ технологический при­ем предварительной частичной гидра­тации несколько замедляет сроки схва­тывания, увеличивая сохраняемость сме­си, но незначительно.

Известны различные добавки — за­медлители схватывания [2, 3]. Из них наиболее эффективны комплексные, ко­торые наряду с повышением сохраня­емости улучшают удобоукладываемость, нерасслаиваемость, обеспечивают воз - духововлечение и другие свойства смеси.

В Рекомендациях [3] перечислены виды и примерные дозировки добавок, повышающих подвижность бетонной смеси на портлаидцемеитах, даны крат­кие характеристики добавок.

Ранее предложено [4] использовать в бетонах на НЦ добавку замедлитель — нитрилотриметиленфосфоновую кисло­ту (ЗНК) и комплексную ЗНК с супер­пластификатором С-3. В [3] эта же до­бавка, предложенная для приготовления бетонных смесей на портландцементе, обозначена НТФ — нитрилотриметилен - фосфоновая кислота. Использованная в в экспериментах добавка ЗНК выпу­щена по ТУ 6-4919-80.

Влияние ЗНК и комплексной добавки на ее основе отражает результаты ис­пытаний бетонных смесей и бетонов. Свойства растворной смеси состава 1:1 исследовали по ТУ 21-20-18-80 (НЦ с малой энергией самонапряжения). В/Ц во всех составах одинаково и равно 0,32. В качестве вяжущего в экспериментах использовали НЦ Усть-Камеиогорского завода, заполнителем служил мелкий кварцевый песок, добавки вводили вме­сте с водой затворения. На рис. 1 вид­но, что С-3 улучшает удобоукладыва­емость смеси иа НЦ, а ЗНК, ие оказы­вая пластифицирующего действия, по­вышает подвижность смеси. Смесь иа НЦ без добавки теряет подвижность и

Через 1 ч с момента затворения стано­вится неудобоукладываемой. Смеси с добавкой ЗНК способны сохранять удобоукладываемость в течение не­скольких часов. Замедляющий эффект действия ЗНК, вероятно, связан с обра­зованием на поверхности зерен цемента и гидратных новообразований адсорбци­онного слоя.

Комплексная добавка ЗНК+С-З позво­ляет получить удобоукладываемые смеси повышенной сохраняемости, сте­пень которой зависит от дозы ЗНК в комплексной добавке, а уровень пласти­фикации — от С-3.

Таким образом, сочетание пластифи­катора С-3 и замедлителя ЗНК обеспе­чивает суммирование эффектов от каж­дой добавки. Использование этих до­бавок по отдельности не дает таких показателей, более того, введение только ЗНК в количестве 0,01% массы цемента снижает прочность бетона. Введение комплексной добавки ЗНК+С-З ликви­дирует это нежелательное действие.

На рис. 1 видно также, что располо­жение точки перелома кривой и начало участка интенсивного роста галастиче - ской прочности зависят от вида и коли­чества вводимой добавки, причем все упомянутые смеси (за исключением со­става с 0,05% ЗНК) имеют практически одинаковую интенсивность роста пла­стической прочности на заключительном участке пластограммы.

Результаты испытаний равноподвиж­ных бетонных смесей состава 1:1 даны

Из таблицы следует, что свойства бетона существенно зависят от В/Ц, ви­да и количества используемых добавок. Применение комплексной добавки 0,01% ЗНК+0,05% С-3 позволяет снизить во-

Допотрсбность смеси на 20% и за счет этого увеличить на 15...20% прочность бетона и самонапряжение. Механизм действия добавок, повышающих само­напряжение, возможно, связан с полу­чением более плотной структуры цемент­ного камня.

Замедляющий эффект действия до­бавки ЗНК и комплексной ЗНК+С-З на процесс структурообразования бе­тона подтверждают результаты изуче­ния кинетики тепловыделения, опре­деляемого термосным калориметром. Са­мописец автоматического калориметра на диаграммной ленте вычерчивал тем­пературную кривую гидратацию, ко­торая затем была использована для рас­чета тепловыделения.

Сравнивали тепловыделение порт­ландцемента и НЦ, а также тепловыде­ление цементного камня на НЦ с добав­ками. В/Ц цементного теста на порт­ландцементе равно 0,28, а на НЦ — 0,3. При получении состава на НЦ без до­бавки использовали технологический прием предварительной частичной гид­ратации.

На рис. 2 показана кинетика измене­ния температурных кривых гидратации, тепловыделения и скорости тепловы­деления исследуемых составов цемент­ного камня. Анализируя представлен­ные данные, можно отметить различия в величине и характере тепловыделения составов на НЦ и портландцементе. НЦ свойственно интенсивное тепловы­деление в первые часы с момента затво - рения; в составе на портландцементе процесс тепловыделения проходит менее интенсивно.

Добавка С-3, хотя и снижает тепло­выделение, но в первые часы гидратации практически не влияет на кинетику этого процесса. Добавки ЗНК и ЗНК+С-З в зависимости ог дозировок оказывают различное действие на процесс гидра­тации. Введение 0,01% ЗНК удлиняет индукционный период гидратации НЦ до 3,5 ч, что в 3 раза больше по срав­нению с составом без добавок. Введение 0,02 и 0,05% ЗНК увеличивает длитель­ность индукционного периода до 5 н 10 ч соответственно. Комплексные добавки

0,01% знк+о, з% С-3 и 0,02% ЗНК+

+0,3% С-3 удлиняют индукционный пе­риод гидратации соответственно до 4,5 и 6 ч.

Результаты определения тепловыде­ления цементного камня на НЦ с ис­следованными добавками согласуются с данными, полученнькми при изучении кинетики роста пластической прочности (см. рис. 1). У всех составов можно от­метить наличие двух экзотермических скачков на кривых скорости тепловы­деления, что свидетельствует о ступен­чатом характере гидратации цементного камня. Представленные на рис. 2 резуль­таты подтверждают также интенсивный характер тепловыделения составов с комплексной добавкой после индукци­онного периода. Это позволяет предпо - дожить возможность использования ком­плексной добавки ЗНК+С-З в бетонах, подвергаемых тепловой обработке. Про­верка этого предположения и разработ­ка оптимальных режимов ТВО бетонов и а нЪ с комплексной добавкой ЗНК+ С-3 требует специальных экспериментов.

Проведенные калориметрические ис­следования дают характеристику про­цесса структурообразования цемент­ного камня на НЦ и показывают влия­ние на этот процесс пластификатора С-3, замедлителя ЗНК и комплексной добав­ки на их основе ЗНК+С-З.

Вывод

ЗНК и комплексную добавку на ее ос­нове ЗНК+С-З можно рекомендовать для использования в бетонных смесях на НЦ. Варьирование дозы ЗНК (0,01... ...0,5% массы цемента) и С-3 (0,3...0,7%) позволяет целенаправленно изменять свойства бетонной смеси на НЦ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Михайлов В. В., Бейлина М, И., Васильев

Ю. Б. Суперпластификаторы для быстрб - схватывающихся напрягающих бетонов // Бетон и железобетон. — 1980. — № 1. ~~ С. 19—20.

2. Руководство по применению химических добавок в бетоне. — М.: Стройиздат, 1980.

—53 с.

3. Рекомендации по приготовлению бетонных смесей повышенной сохраняемости с хими­ческими добавками. — М.: НИИЖБ, 1983.

—27 с.

4. Третьяков О. Е„ Эффективность применения добавок поверхностно-активных веществ для регулирования свойств бетона на напря­гающем цементе // Архитектура и строи­тельство Узбекистана. — 4982. — № 8,- — С. 9—11.

На ВДНХ СССР