Article Title

DURABILITY AND FROST RESISTANCE OF CONCRETE COMPOSITION WITH COMPLEX CHEMICAL ADDITIVE KJ-3

Authors

Abstract

Основными задачами современного материаловедения являются разработка способов направленного формирования высоко долговечной структуры композитных материалов, получение бетонов с заданными эксплуатационными свойствами при максимальной простоте технологии производства и экономии сырьевых ресурсов. При этом создание энергосберегающей технологии бетонов на основе местного сырья и вторичных ресурсов занимает особое место.

Основными направлениями совершенствования эксплуатационных характеристик бетонов является улучшение технологичности, повышение прочности и долговечности. Для решения данной задачи большое внимание отдается разработке новых комплексных химических добавок, позволяющих одновременно, целенаправленно регулировать сразу несколько свойств бетонов на основе гидравлических вяжущих веществ.

В настоящее время в Узбекистане и за рубежом бетоны практически всех составов разрабатываются и производятся с химическими добавками. Химические добавки, применяемые в бетоне производятся как в нашей стране, так и за рубежом. Однако комплексные химические добавки созданные ученными Республики Узбекистан внедряются в технологии бетона в весьма ограниченном количестве. Следует отметить, что комплексные химические добавки являются многофункциональными, одновременно могут снизить содержание воды при заданной удобоукладываемости бетонной смеси, ускорить схватывание бетонной смеси, повысить прочность бетона в раннем возрасте, обеспечить противоморозный эффект и др [1, 2].

Введение комплексных химических добавок в состав бетонных смесей существенно изменяет их свойства, комплексные химические добавки увеличивают подвижность, уменьшают водопотребность бетонной смеси, что приводит к повышению прочности и одновременно положительно влияет на повышение морозостойкости, долговечности и на другие эксплуатационные свойства бетона.

Для выявления оптимального состава мелкозернистого бетона с добавкой КДж-3 использованы 4 состава бетона, с содержанием добавок в количестве 0,5;1,0;1,5 и 2% от массы цемента. Наилучшие показатели получены при содержании добавки КДж-3 в количестве 2%. Образцами для проведения экспериментов служили балочки размерами 4х4х16 см и кубы 10х10х10 см. По программе выявлений влияния добавки КДж-3 на изменение подвижности бетонной смеси, ускорения твердения в ранние сроки и обеспечение противоморозного эффекта изготовлены 5 серий образцов. Первая серия-контрольные образцы без добавки, вторая с добавкой КДж-3 с содержанием 2%, хранившиеся в нормальных температурных условиях, третья, четвертая и пятая серии образцов хранившиеся в морозильной камере в течении 4 часов при температурах -5°С; -10°С; -15°С соответственно. Все серии образцов подвергались испытаниям по определению физико-механических свойств. Сроки испытания 1,3,7,14 и 28 суток после твердения. Результаты испытаний представлены в таблице и рисунках 1 и 2.Для проведения экспериментальных исследований по выявлению влияние комплексных химических добавок на физико-механические свойства бетона использовали портландцемент заводов «Ахангаранцемент» и «Бекабадцемент» Республика Узбекистан марок ПЦ-400 Д0 и ПЦ-400 Д20, состав бетона заводской СП ООО «Binokor temir-beton servis» город Ташкент; марка мелкозернистого бетона М-200 с крупным заполнителем фракции 5-10 мм, подвижность бетонной смеси 4-5 см. В качестве комплексной химической добавки была исследована КДж-3, созданная ученными Республики Узбекистан.

Таблица

№

Наименование образцов

Содержание добавки в % от массы цемента

Нормальная густота цементного теста, %

Сроки схватывания цем. теста в час, мин.

Средняя плотность, кг/м³

Прочность бетона при сжатии и изгибе (МПа) в возрасте, сут

1

3

7

14

28

начало

конец

R_сж

R_изг

R_сж

R_изг

R_сж

R_изг

R_сж

R_изг

R_сж

R_изг

1

Контрольные

0

26

2-30

4-25

2340

0,2

0,9

3,5

4,8

5,4

2

Твердение в нормальных температурных

условиях

2

22

2-01

3-03

2480

0,4

1,5

4,0

5,1

5,7

3

Твердение после 4-х часов хранения в морозильной камере при температуре

-5°С

2

22

-

-

2478

0,3

1,3

3,7

4,6

5,4

4

Тоже при температуре

-10°С

2

22

-

-

2475

0,3

1,5

3,6

4,6

5,1

5

Тоже при температуре

-15°С

2

22

-

-

2465

0

1,0

3,5

4,7

4,8

Влияние комплексной добавки КДж-3 на физико-механические свойства

мелкозернистого бетона

Примечание: Над чертой приведено среднее значение показателя прочности, под чертой относительное значение показателя в % от контрольного.

Рис. 1. Влияние комплексной добавки КДж-3 на прочность при сжатие бетона:

1 – прочность бетона без добавки; 2 – прочность бетона с добавкой 2% от массы цемента твердевший при нормальных температурных условиях; 3, 4, 5 – бетон твердевший при температурах – 5⁰С, – 10⁰С, – 15⁰С соответственно.

Прочность при изгибе, Мпа

Время, сутки

Рис. 2. Влияние комплексной добавки КДж-3 на прочность при изгибе бетона:

1 - прочность бетона без добавки; 2 – прочность бетона с добавкой КДж-3 в количестве 2% от массы цемента твердевший при нормальных температурных условиях; 3, 4, 5 – бетон твердевший при температурах – 5⁰С, – 10⁰С, – 15⁰С соответственно.

Введение комплексной химической добавки КДж-3 в бетонную смесь приводит к снижению ее водопотребности на 18-20%, что приводит к повышению прочности бетона при сжатии и при изгибе (рис. 1 и 2).Анализами экспериментальных исследований реологических свойств цементного раствора и бетонной смеси установлено, что нормальная густота цементного теста без добавки составляет 26%, с добавкой КДж-3-22%, что показывает эффект пластификации цементного теста (табл.). Аналогичная картина наблюдается при изучении сроков схватывания цементного теста без добавки и с добавкой КДж-3, где начало и конец схватывания ускоряется на 30 и на85 мин., соответственно, что свидетельствует об эффекте ускорителя твердения комплексной добавки. Результатами исследования установлено, что плотность мелкозернистого бетона с введением комплексной добавки КДж-3 увеличивается на 8-10% (табл.). Введение в состав мелкозернистого бетона комплексной химической добавки КДж-3 повышает прочность бетона во все сроки твердения. Следует отметить, что наибольший прирост прочности наблюдается в ранние сроки твердения. Прирост прочности наблюдается в возрасте 7 суток на 125%; в возрасте 14 суток на 137% и в возрасте 28 суток на 157% по сравнению с проектной прочностью бетона (рис. 1).

Анализ проведенных экспериментальных исследований влияния отрицательных температур на протекание процесса гидратации цемента в составе мелкозернистого бетона выявлено, что при температурах -5°С; -10°С; -15°С в контрольных образах вода замерзает и практически останавливаются процессы гидратации цемента, в тоже время в образцах с добавкой КДж-3 наблюдается продолжение процесса гидратации цемента, что свидетельствует о высоком противоморозном эффекте комплексной добавки КДж-3 [3, 4].

Выводы:

1. Разработка и применение многофункциональных комплексных химических добавок является актуальным направлением развития современной технологии бетонов для получения высококачественных и долговечных цементных систем;
2. При проведении экспериментальных исследований с применением комплексной химической добавки КДж-3 установлены высокая подвижность и удобоукладываемость, высокая плотность и прочность мелкозернистого бетона;
3. Введение в состав мелкозернистого бетона комплексной химической добавки КДж-3 приводит к увеличению прочности в ранней стадии твердения, что приводит к упрощению технологии изготовления бетона и уменьшению расхода энергетических затрат.

First Page

70

Last Page

73

References

1. Roy D., Daymon M., Asaga K. Vliyanie dobavok na elektrokineticheskie yavleniya pri gidratatsii C₃S i S_zA i sementa. Material XII Mejdunarodnogo kongress po ximii sementa. – Parij, 1980.

2. Saviskaya T.A., Pevar T.P., Grinshpan D.D. Vliyanie vodorastvorimыx polimerov na ustoychivost i reologicheskie svoystva suspenziy voloknistogo aktivirovannogo uglya. Kolloidnыy jurnal. – 2006. – T. 68. №1. – s. 93-99.

3. Karimov M.U., Djalilov A.T., Samigov N.A. Issledovanie fiziko-ximicheskix i fiziko–mexanicheskix svoystv sementnыx kompozitsiy s dobavleniem superplastifikatora. // Jurnal «Yestestvennыe i texnicheskie nauki» №2, 2015, – s. 255-260.

4. Karimov M.U., Djalilov A.T., Samigov N.A. Study of the IR spectra obtained hyperplasticizer and its influence on the physico-chemical and physico-mechanical properties of the cement compositions. // Journal “European applied science” №7, 2015, – p. 26-30.

Recommended Citation

(2018) "DURABILITY AND FROST RESISTANCE OF CONCRETE COMPOSITION WITH COMPLEX CHEMICAL ADDITIVE KJ-3," The Scientific-Practice Journal of Architecture, Construction and Design: Vol. 1 : Iss. 1 , Article 3.
Available at: https://uzjournals.edu.uz/taqi/vol1/iss1/3