13 67.00.00. СТРОИТЕЛЬСТВО. АРХИТЕКТУРА

Современная наука и практика, №3 (8) Март 2016
_____________________________________________________________________________________________________________
67.00.00. СТРОИТЕЛЬСТВО. АРХИТЕКТУРА
ГРНТИ 67.09.33
ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Пилипенко Кирилл Владимирович, студент
Научный руководитель — Попов Михаил Григорьевич, к.т.н., доцент
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
В данной статье ставится задача рассмотреть эффективность использования в
строительстве пластифицирующих добавок в бетон и растворы — лигносульфоната и
нафталинсульфоната. Определяются зависимости удобоукладываемости цементнопесчаной смеси от процентного содержания пластификаторов. А также исследуется зависимость прочности цементного камня от количества добавки в составе раствора.
Определяются основные предпосылки использования в дальнейшем пластифицирующих добавок.
Ключевые слова: пластифицирующие добавки, цементно-песчаный раствор, бетон, суперпластификатор, лигносульфонат, нафталинсульфонат, строительство.
PLASTICIZERS APPLICATION IN CONSTRUCTION
Pilipenko Kirill Vladimirovich, student
Popov Mikhail Grigorevich, Ph.D., associate professor
National Mineral Resources University
This article seeks to examine the effectiveness of the use in the construction of plasticizing additives in concrete and mortar — lignosulfonate and naphthalene sulfonate. Determined
according to the workability of cement-sand mixture on the percentage of plasticizers. As well
as the dependence of the strength of cement from the amount of additives in the composition
of the solution. Defined basic preconditions future use plasticizers.
Keywords: plasticizers, cement-sand mortar, concrete, superplasticizer, lignosulfonate,
naphthalene, construction.
Бетон один из самых востребованных строительных материалов в наше
время. Сейчас нельзя представить себе
жизнь без монолитного строительства, без
строительства в котором не используется
бетонный камень.
Бетон — это искусственный строительный камень, образованный в процессе
затворения бетонной смеси, состоящей из
вяжущего вещества (цемент или др.), затворителя (вода) и крупного и мелкого
наполнителя. Основной частью бетона является цементно-песчаная смесь, затво-
___________________________________________________________________________
ISSN 2413-2276
13
Современная наука и практика, №3 (8) Март 2016
_____________________________________________________________________________________________________________
ренная водой, и скрепляющая частицы
крупного заполнителя между собой, создавая единый строительный камень.
Пластификаторы — это вещества,
которые вводят в состав бетонных и цементно-песчаных смесей с целью придания или повышения эластичности и пластичности смеси, что благоприятно сказывается на её удобоукладываемости.
Задача эффективного применения
пластифицирующих добавок в строительстве в настоящий момент очень актуальна.
Естественно актуальность применения
пластификаторов обусловлена экономически и технологически.
Пластифицирующие добавки рекомендуется применять в следующих случаях:
 в производстве сборного железобетона;
 в производстве конструкций из
монолитного тяжелого бетона классов по
прочности на сжатие В15 и выше;
 в производстве конструкций из
легкого бетона;
 в производстве густоармированных конструкций, тонкостенных конструкций и конструкций со сложной конфигурацией и другие.
Пластификаторы добавляются в бетонные и цементно-песчаные смеси в виде
водного раствора рабочей концентрации в
количестве 0,4–1% сухого вещества от
массы цемента. Оптимальная дозировка — минимальная дозировка добавки,
позволяющая получать нормируемый
ГОСТ 24211–2008 основной технологический и/или технический эффект без снижения (или с допустимым уровнем снижения) других показателей качества смесей, бетонов и растворов [1].
В качестве пластификаторов и суперпластификаторов наиболее широко
используют лигносульфонаты (LC) и
нафталинсульфонаты (NC) соответственно.
Рассмотрим влияние пластифицирующих добавок на величину растекаемости цементного теста.
Растекаемость — способность растворной смеси выравнивать основание
путем расплыва под действием сил собственного веса или приложенных внешних сил.
Водоцементное отношение (В/Ц) —
отношение массы воды затворения к массе цемента.
Для определения нормальной растекаемости изготавливают цементное тесто.
Добавляем в 3000,5 г цемента 1350,5 г
воды (В/Ц = 0,45). Готовую массу наливаем в установленный на основании соосно
с рисками конус АзНИИ, схематично
представленный на рисунке 1. После этого медленно поднимаем конус, и раствор
под действием силы тяжести расплывается по основанию на вибростолике. Величина растекаемости рассчитывается путем
отсчета по шкале диаметра расплыва в
двух направлениях, соответствующих
наибольшему и наименьшему его диаметру. Из этих двух значений находим среднее.
Делаем новый замес с добавлением
0,6% пластификатора (LC) от сухой массы
цемента и проводим испытание еще раз.
Аналогичные действия производим
с добавлением 0,7%, 0,8%, 1,0% и 1,2%
пластификатора (LC) в цементное тесто.
Полученные значения исследования представлены в таблице 1.
___________________________________________________________________________
ISSN 2413-2276
14
Современная наука и практика, №3 (8) Март 2016
_____________________________________________________________________________________________________________
стификатора (NC), а потом с добавлением
0,6%, 0,8%, 0,9% и 1,0% суперпластификатора (NC) в цементное тесто. Полученные значения исследования представлены
в таблице 2.
Сравним данные, полученные при
использовании пластификатора и супепластификатора. Зависимость представлена
графически на рисунке 2.
Рис.1. Конус АзНИИ: 1 — конус, 2 — основание, 3 — контргайки, 4 и 6 — неподвижная
и регулируемая ножки, 5 — шкала
Исследуем влияние суперпластификатора (NC) на расплыв конуса. Добавляем в 3000,5 г цемента 1200,5 г воды
(В/Ц = 0,4). Производим измерение расплыва конуса без добавления суперпла-
Рис.2. Зависимость расплыва конуса от
количества пластифицирующих добавок
Таблица 1
Значения зависимости расплыва конуса от содержания пластификатора
Содержание пластификатора
(LC), % к массе цемента
0%
0,60%
0,70%
0,80%
1,0%
1,20%
Расплыв конуса, мм
75
129
147
155
176
191
Таблица 2
Значения зависимости расплыва конуса от содержания суперпластификатора
Содержание суперпластификатора (NC), % к массе цемента
0%
0,60%
0,80%
0,90%
1,0%
Расплыв конуса, мм
70
158
195
225
230
___________________________________________________________________________
ISSN 2413-2276
15
Современная наука и практика, №3 (8) Март 2016
_____________________________________________________________________________________________________________
Рассмотрим влияние пластифицирующих добавок на прочность цементнопесчаного раствора.
Определение прочности бетона производится по ГОСТ 10180–90. Бетоны.
Методы определения прочности по контрольным образцам [2]. Состоит это исследование в измерении минимальных
усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы-балочки
при их статическом нагружении с постоянной скоростью нарастания нагрузки, и
последующем вычислении напряжений
при этих усилиях. Образцы-балочки изготавливаются посредством твердения в течение 28 суток бетонной смеси, находящейся в специальных формах (рис. 3).
ным содержанием пластифицирующей
добавки в составе и прочностью цементного камня (рис. 4). Анализируя графики,
можно сделать вывод, что прочность цементного камня растет с повышением содержания лигносульфоната в составе смеси до 0,6%, после чего дальнейшее увеличение процентного содержания пластифицирующей добавки приводит к уменьшению прочности строительного камня.
Рис.4. Зависимость прочности цементнопесчаного камея от процентного содержания пластификатора (LC):
0%; 0,6%; 0,7%; 1,0%
Рис.3. Форма для создания контрольных
образцов-балочек
Измерение прочности на растяжение
происходит с помощью трехточечного изгиба балочек из цементно-песчаного раствора. Прочность на сжатие определяют
сжатием половинок образцов-балочек, которые получились в процессе трехточечного изгиба.
В ходе данного исследования была
определена зависимость между процент-
Пластифицирующая добавка увеличивает прочность цементного камня, при
неизменном количестве цемента и уменьшенном количестве воды, замещенной
добавкой.
Экономическая обоснованность использования пластификаторов.
Использование пластификатора (LC)
уменьшает В/Ц и одновременно с этим
количество сухого портландцемента на
10%, увеличивает удобоукладываемость
смеси на 115%.
Использование суперпластификатора (NC) уменьшает В/Ц и количество вя-
___________________________________________________________________________
ISSN 2413-2276
16
Современная наука и практика, №3 (8) Март 2016
_____________________________________________________________________________________________________________
жущего вещества на 25%, увеличивает
удобоукладываемость смеси на 170%;
Сопоставляя стоимость работ и производства при использовании 0,8% двух
различных пластифицирующих добавок
на текущий момент, можем утверждать,
что применение суперпластификатора
(NC) в 2,5 раза выгоднее применения пластификатора (LC). Делаем вывод, что
применение пластифицирующих добавок
в цементных растворах улучшает экономические показатели в среднем на 13,5%,
а механические показатели в среднем на
143%.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 24211–2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие
технические условия.
2. ГОСТ 10180–90. Бетоны. Методы
определения прочности по контрольным
образцам
3. Баженов Ю.М. Технология бетона /
Москва, 2003, 500 с.
4. URL: http://spektrstroy.ru/materials.
___________________________________________________________________________
ISSN 2413-2276
17