Модификаторы бетона Эмбэлит. Бетон эмбэлит


Модификаторы бетона Эмбэлит

Органо-минеральные модификаторы типа МБ являются новым, необычным видом добавок для бетонов, растворов и сухих смесей. Особенность заключается в том, что это - порошкообразные поликомпонентные продукты, сочетающие в своем составе хорошо растворимые ингредиенты органического происхождения с плохо растворимыми неорганического происхождения.

К первым относятся материалы, идентифицируемые ГОСТом 24211 как химические добавки, в частности пластификторы; ко вторым относятся пуццолановоактивные микронаполнители разной степени дисперсности и химико-минералогического состава. Разработаны группой специалистов ООО «Предприятие Мастер Бетон» и НИИЖБ им. А.А. Гвоздева (НИЦ «Строительство») в 1995г. и не имели тогда аналогов как в России, так и за рубежом.

В зависимости от вида суперпластификатора, составляющего органическую часть, модификаторы обозначаются аббревиатурой МБ с цифровыми индексами или терминами Мабелит и Эмбэлит с такими же индексами. В зависимости от соотношения микрокремнезема и золы-уноса в неорганической части модификаторы подразделяются на пять видов. Примеры их обозначения: МБ-01, МБ-30С, МБ-50С, МБ-75С и МБ-100С.

В зависимости от соотношения микрокремнезема и расширяющей композиции в неорганической части модификаторы подразделяются на три вида. Примеры их обозначения: Эмбэлит-50, Эмбэлит-75 и Эмбэлит-100. Насыпная плотность порошкообразных продуктов – 0,75…0,80 т/м3, размер гранул в порошках – 0,01…0,4 мм (рис.1).

clip_image002_0071.gif

Микрофотографии основных минеральных компонентов модификаторов типа МБ представлены на рис.2.

clip_image004.jpg  clip_image006.jpg  clip_image008.jpg

Микрокремнезем (увеличение в 10 000 раз)                   Метакаолин (увеличение в 2 000 раз)                        Зола уноса (увеличение в 2 000 раз)

Рис.2 Микрофотографии минеральных компонентов модификаторов типа МБ

Каждая гранула представляет собой агрегат из ультрадисперсных частиц микрокремнезема или смеси частиц микрокремнезема и золы-уноса или расширяющей композиции, равномерно покрытых затвердевшей адсорбционной пленкой из молекул суперпластификатора и других органических компонентов модификатора. Затвердевшая адсорбционная пленка «склеивает» частицы микронаполнителя между собой, способствуя формированию прочных и устойчивых в воздушной среде гранул (рис.3), но в то же время, являясь водорастворимой, способствует их быстрой дезагрегации при перемешивании модификатора с водой в процессе приготовления бетонной смеси.

clip_image010.jpg  clip_image012.jpg  clip_image014.jpg

Общий вид порошка (увеличение в 500 раз)              Общий вид гранулы (увеличение в 1 500 раз)           Поверхность гранулы (увеличение в 15 000раз)

Рис.3 Микрофотографии органо-минерального модификатора типа МБ

В настоящее время на основании многолетних комплексных исследований свойств модифицированных бетонов и практики их производства и применения на объектах строительства, нами рекомендуются четыре разновидности органо-минерального модификатора типа МБ, которые приводятся ниже.

Наименование модификатораОсновные технические эффекты в бетонах
МБ-01
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
МБ-С
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
Эмбэлит
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
  • Компенсация усадки, расширение, самонапряжение.
Мабелит
  • Обеспечение сверхвысокой прочности;
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;

Основной функцией всех указанных модификаторов является получение высокопрочных (классы В60-В100) и сверхвысокопрочных (классы от В100 до В150) бетонов из пластичных и самоуплотняющихся смесей. Эта функция может быть использована для получения, так называемых, «малоцементных» бетонов (с сокращенным до 50% расходом цемента) с пониженной экзотермией. В случае применения Эмбэлит дополнительно можно обеспечить компенсацию усадки, расширение или самонапряжение бетонов.

Так как модификаторы являются композиционными материалами полифункционального действия, при их использовании улучшаются и технологические свойства бетонных смесей, для производства которых отпадает необходимость в применении пластифицирующих добавок.  Оптимальная дозировка зависит от требований к бетонам и обычно находится в диапазоне 8-12% от массы цемента. При соответствующей технико-экономической целесообразности возможны повышенные дозировки. Модификаторы бетона типа МБ производятся на основании технических решений, защищенных патентами.

www.masterbeton-mb.ru

Модификаторы бетона Мабелит

Органо-минеральные модификаторы типа МБ являются новым, необычным видом добавок для бетонов, растворов и сухих смесей. Особенность заключается в том, что это - порошкообразные поликомпонентные продукты, сочетающие в своем составе хорошо растворимые ингредиенты органического происхождения с плохо растворимыми неорганического происхождения.

К первым относятся материалы, идентифицируемые ГОСТом 24211 как химические добавки, в частности пластификторы; ко вторым относятся пуццолановоактивные микронаполнители разной степени дисперсности и химико-минералогического состава. Разработаны группой специалистов ООО «Предприятие Мастер Бетон» и НИИЖБ им. А.А. Гвоздева (НИЦ «Строительство») в 1995г. и не имели тогда аналогов как в России, так и за рубежом.

В зависимости от вида суперпластификатора, составляющего органическую часть, модификаторы обозначаются аббревиатурой МБ с цифровыми индексами или терминами Мабелит и Эмбэлит с такими же индексами. В зависимости от соотношения микрокремнезема и золы-уноса в неорганической части модификаторы подразделяются на пять видов. Примеры их обозначения: МБ-01, МБ-30С, МБ-50С, МБ-75С и МБ-100С.

В зависимости от соотношения микрокремнезема и расширяющей композиции в неорганической части модификаторы подразделяются на три вида. Примеры их обозначения: Эмбэлит-50, Эмбэлит-75 и Эмбэлит-100. Насыпная плотность порошкообразных продуктов – 0,75…0,80 т/м3, размер гранул в порошках – 0,01…0,4 мм (рис.1).

clip_image002_0071.gif

Микрофотографии основных минеральных компонентов модификаторов типа МБ представлены на рис.2.

clip_image004.jpg  clip_image006.jpg  clip_image008.jpg

Микрокремнезем (увеличение в 10 000 раз)                   Метакаолин (увеличение в 2 000 раз)                        Зола уноса (увеличение в 2 000 раз)

Рис.2 Микрофотографии минеральных компонентов модификаторов типа МБ

Каждая гранула представляет собой агрегат из ультрадисперсных частиц микрокремнезема или смеси частиц микрокремнезема и золы-уноса или расширяющей композиции, равномерно покрытых затвердевшей адсорбционной пленкой из молекул суперпластификатора и других органических компонентов модификатора. Затвердевшая адсорбционная пленка «склеивает» частицы микронаполнителя между собой, способствуя формированию прочных и устойчивых в воздушной среде гранул (рис.3), но в то же время, являясь водорастворимой, способствует их быстрой дезагрегации при перемешивании модификатора с водой в процессе приготовления бетонной смеси.

clip_image010.jpg  clip_image012.jpg  clip_image014.jpg

Общий вид порошка (увеличение в 500 раз)              Общий вид гранулы (увеличение в 1 500 раз)           Поверхность гранулы (увеличение в 15 000раз)

Рис.3 Микрофотографии органо-минерального модификатора типа МБ

В настоящее время на основании многолетних комплексных исследований свойств модифицированных бетонов и практики их производства и применения на объектах строительства, нами рекомендуются четыре разновидности органо-минерального модификатора типа МБ, которые приводятся ниже.

Наименование модификатораОсновные технические эффекты в бетонах
МБ-01
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
МБ-С
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
Эмбэлит
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
  • Компенсация усадки, расширение, самонапряжение.
Мабелит
  • Обеспечение сверхвысокой прочности;
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;

Основной функцией всех указанных модификаторов является получение высокопрочных (классы В60-В100) и сверхвысокопрочных (классы от В100 до В150) бетонов из пластичных и самоуплотняющихся смесей. Эта функция может быть использована для получения, так называемых, «малоцементных» бетонов (с сокращенным до 50% расходом цемента) с пониженной экзотермией. В случае применения Эмбэлит дополнительно можно обеспечить компенсацию усадки, расширение или самонапряжение бетонов.

Так как модификаторы являются композиционными материалами полифункционального действия, при их использовании улучшаются и технологические свойства бетонных смесей, для производства которых отпадает необходимость в применении пластифицирующих добавок.  Оптимальная дозировка зависит от требований к бетонам и обычно находится в диапазоне 8-12% от массы цемента. При соответствующей технико-экономической целесообразности возможны повышенные дозировки. Модификаторы бетона типа МБ производятся на основании технических решений, защищенных патентами.

www.masterbeton-mb.ru

Модификаторы бетона МБ-С

Органо-минеральные модификаторы типа МБ являются новым, необычным видом добавок для бетонов, растворов и сухих смесей. Особенность заключается в том, что это - порошкообразные поликомпонентные продукты, сочетающие в своем составе хорошо растворимые ингредиенты органического происхождения с плохо растворимыми неорганического происхождения.

К первым относятся материалы, идентифицируемые ГОСТом 24211 как химические добавки, в частности пластификторы; ко вторым относятся пуццолановоактивные микронаполнители разной степени дисперсности и химико-минералогического состава. Разработаны группой специалистов ООО «Предприятие Мастер Бетон» и НИИЖБ им. А.А. Гвоздева (НИЦ «Строительство») в 1995г. и не имели тогда аналогов как в России, так и за рубежом.

В зависимости от вида суперпластификатора, составляющего органическую часть, модификаторы обозначаются аббревиатурой МБ с цифровыми индексами или терминами Мабелит и Эмбэлит с такими же индексами. В зависимости от соотношения микрокремнезема и золы-уноса в неорганической части модификаторы подразделяются на пять видов. Примеры их обозначения: МБ-01, МБ-30С, МБ-50С, МБ-75С и МБ-100С.

В зависимости от соотношения микрокремнезема и расширяющей композиции в неорганической части модификаторы подразделяются на три вида. Примеры их обозначения: Эмбэлит-50, Эмбэлит-75 и Эмбэлит-100. Насыпная плотность порошкообразных продуктов – 0,75…0,80 т/м3, размер гранул в порошках – 0,01…0,4 мм (рис.1).

clip_image002_0071.gif

Микрофотографии основных минеральных компонентов модификаторов типа МБ представлены на рис.2.

clip_image004.jpg  clip_image006.jpg  clip_image008.jpg

Микрокремнезем (увеличение в 10 000 раз)                   Метакаолин (увеличение в 2 000 раз)                        Зола уноса (увеличение в 2 000 раз)

Рис.2 Микрофотографии минеральных компонентов модификаторов типа МБ

Каждая гранула представляет собой агрегат из ультрадисперсных частиц микрокремнезема или смеси частиц микрокремнезема и золы-уноса или расширяющей композиции, равномерно покрытых затвердевшей адсорбционной пленкой из молекул суперпластификатора и других органических компонентов модификатора. Затвердевшая адсорбционная пленка «склеивает» частицы микронаполнителя между собой, способствуя формированию прочных и устойчивых в воздушной среде гранул (рис.3), но в то же время, являясь водорастворимой, способствует их быстрой дезагрегации при перемешивании модификатора с водой в процессе приготовления бетонной смеси.

clip_image010.jpg  clip_image012.jpg  clip_image014.jpg

Общий вид порошка (увеличение в 500 раз)              Общий вид гранулы (увеличение в 1 500 раз)           Поверхность гранулы (увеличение в 15 000раз)

Рис.3 Микрофотографии органо-минерального модификатора типа МБ

В настоящее время на основании многолетних комплексных исследований свойств модифицированных бетонов и практики их производства и применения на объектах строительства, нами рекомендуются четыре разновидности органо-минерального модификатора типа МБ, которые приводятся ниже.

Наименование модификатораОсновные технические эффекты в бетонах
МБ-01
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
МБ-С
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
Эмбэлит
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;
  • Улучшение реологических свойств;
  • Компенсация усадки, расширение, самонапряжение.
Мабелит
  • Обеспечение сверхвысокой прочности;
  • Обеспечение высокой прочности;
  • Снижение проницаемости;

Основной функцией всех указанных модификаторов является получение высокопрочных (классы В60-В100) и сверхвысокопрочных (классы от В100 до В150) бетонов из пластичных и самоуплотняющихся смесей. Эта функция может быть использована для получения, так называемых, «малоцементных» бетонов (с сокращенным до 50% расходом цемента) с пониженной экзотермией. В случае применения Эмбэлит дополнительно можно обеспечить компенсацию усадки, расширение или самонапряжение бетонов.

Так как модификаторы являются композиционными материалами полифункционального действия, при их использовании улучшаются и технологические свойства бетонных смесей, для производства которых отпадает необходимость в применении пластифицирующих добавок.  Оптимальная дозировка зависит от требований к бетонам и обычно находится в диапазоне 8-12% от массы цемента. При соответствующей технико-экономической целесообразности возможны повышенные дозировки. Модификаторы бетона типа МБ производятся на основании технических решений, защищенных патентами.

www.masterbeton-mb.ru

Модифицированные высокопрочные мелкозернистые бетоны с улучшенными деформационными характеристиками

exam-ans.ru

С.С.Каприелов, д-р техн. наук, А.В.Шейнфельд, Г.С.Кардумян, канд. техн. наук, В.Г.Дондуков, инженер. (НИИЖБ)МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ВЫСОКОПРОЧНЫЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ С УЛУЧШЕННЫМИ ДЕФОРМАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИКак известно, практика массового производства высокопрочных бетонов в России связана, в основном, с использованием комплексных органоминеральных модификаторов серии «МБ», содержащих в своем составе микрокремнезем, золу-уноса, суперпластификатор и регулятор твердения в разных соотношениях [1, 2, 3].

Исследования последних лет показали, что с использованием модификаторов МБ-01 и МБ-50С можно получать высокопрочные мелкозернистые бетоны с величинами модуля упругости и меры ползучести, соизмеримыми характеристикам высокопрочного тяжелого бетона на гранитном щебне. Но, при этом, величина усадки мелкозернистого бетона выше, чем у тяжелого бетона [4, 5].

Целью работы являлось получение высокопрочного мелкозернистого бетона, обладающего такими же деформационными характеристиками (модуль упругости, ползучесть и усадка), как тяжелый бетон на гранитном щебне аналогичной прочности на осевое сжатие.

Сравнительно недавно разработан новый органоминеральный модификатор ЭМБЭЛИТ, в состав которого, помимо микрокремнезема, золы-уноса и суперпластификатора С-3, введена расширяющая композиция сульфоалюминатного типа, эффект расширения которой основан на реакции образования эттрингита [6].

Установлено, что, изменением количества расширяющей композиции в минеральной части модификатора, можно регулировать условия и характер кристаллизации эттрингита, что создает предпосылки не только для уменьшения или компенсации усадочных деформаций, но и для расширения цементной системы [6, 7].

Идея эксперимента заключалась в решении двух задач: во-первых, в сравнении бетонов одного класса по прочности на сжатие, которые имели равные объемы цементного камня, но отличались между собой качеством цементного камня; во-вторых, в сравнении бетонов одного класса по прочности, имеющих разные объемы цементного камня, но одинакового качества.

Сравнение проводили по таким параметрам, как прочность, модуль упругости, мера ползучести, расширение-усадка и самонапряжение бетона.

Для решения первой задачи сравнивали образцы высокопрочного мелкозернистого бетона, которые содержали примерно одинаковое количество цемента (615-623 кг/м3) и модификатора (153-156 кг/м3, т.е. 25% массы цемента), имели одинаковое водовяжущее отношение В/(Ц+МБ)=0,28, и, соответственно, одинаковый объем цементного камня, равный 0,48-0,49 м3/м3. Указанные образцы были приготовлены с модификаторами различных марок: МБ 6-50С, ЭМБЭЛИТ 6-50 и ЭМБЭЛИТ 6-100, в минеральной части которых доля расширяющей композиции была разной и составляла 0; 50 и 100%, соответственно, что, если иметь ввиду предыдущие исследования [7], создавало предпосылки для варьирования качеством (фазовым составом) цементного камня. Все бетоны были приготовлены из высокоподвижных смесей с ОК=21-24 см.

Для решения второй задачи сравнивали образцы цементного камня, а также мелкозернистого и тяжелого бетонов, которые содержали разное количество вяжущего (цемент + модификатор) и, соответственно, имели разный объем цементного камня (от 0,39 до 1,00 м3/м3), но одинаковую дозировку модификатора ЭМБЭЛИТ 6-100, равную 25% массы цемента. Во всех смесях истинное водовяжущее отношение, с учетом водопоглощения заполнителей [8], составляло 0,23.

Составы и свойства бетонных смесей приведены в табл.1.

Таблица 1

Марка модификатора бетона Состав бетонной смеси, кг/м3 В/(Ц+МБ) Свойства бетонной смеси
Ц МБ П Щ В ρ0,

кг/м3

Vвв,

%

ОК,

см

1. МБ 6-50С 622 156 1254 - 220 0,28 2252 5,5 21
2. ^ 615 153 1250 - 217 0,28 2235 6,5 24
3. ^ 623 154 1255 - 220 0,28 2252 5,5 22
4. ^ 1373 345 - - 391 0,23 2109 3,7 29
5. ^ 500 125 585 1005 177 0,28 2392 2,3 22

Для приготовления бетонов использовали следующие материалы:

- портландцемент М500 Д0 (минералогический состав: C3S=65%; β-C2S=19%; C3A=6%; C4AF=10%; CaSO42h3O=4%), соответствующий ГОСТ 10178 и ГОСТ 30515;

- модификаторы бетона марок: МБ6-50С, соответствующий ТУ 5743-083-46854090-98, ЭМБЭЛИТ 6-50 и ЭМБЭЛИТ 6-100, соответствующие ТУ 5870-176-46854090-04;

- песок кварцевый (Мкр= 2,5), соответствующий ГОСТ 8736;

- щебень гранитный (фракция 5-20 мм), соответствующий ГОСТ 8267 и ГОСТ 26633;

- вода, соответствующая требованиям ГОСТ 23732.

Подвижность (ОК), среднюю плотность (ρ0) и объем вовлеченного в бетонную смесь воздуха (Vвв) определяли в соответствии с ГОСТ 10181.1 – ГОСТ 10181.3. Кубиковую прочность бетона на сжатие определяли на образцах 100×100×100 мм, а прочность бетона при изгибе и осевом растяжении на образцах 100×100×400 мм в соответствии с ГОСТ 10180. Призменную прочность, модуль упругости и коэффициент Пуассона определяли на образцах бетона 100×100×400 мм в соответствии с ГОСТ 24452. Деформации расширения-усадки и ползучесть (при уровне нагружения 0,3Rbn) определяли на образцах 100×100×400 мм в соответствии с ГОСТ 24544 и ТУ 5743-157-46854090-03. Самонапряжение бетонов определяли по величине деформаций расширения образцов 50×50×200 мм в условиях одноосного упругого ограничения, создаваемого динамометрическими кондукторами в соответствии с ТУ 5743-157-46854090-03.

Все образцы цементного камня и бетона твердели в течение 1 суток в формах под пленкой, далее, после распалубки, 6 суток в воде (относительная влажность 100%), а затем в воздушно-сухих условиях (относительная влажность 60%).

1. Влияние количества расширяющего компонента в составе минеральной части модификатора на структуру цементного камня.

Опубликованные ранее [6, 7] результаты исследований показали, что наличие в составе минеральной части модификаторов ЭМБЭЛИТ расширяющей композиции приводит к изменениям фазового состава цементного камня, которые, в сравнении с образцами камня с МБ-50С, выражаются в повышении в 2 раза содержания эттрингита и в 1,5 раза портландита при незначительном уменьшении количества низкоосновных гидросиликатов кальция (табл.2).

При этом, образовавшийся в цементной системе эттрингит – мелкокристаллический, в форме гелеобразной массы и игольчатых кристаллов, что предопределяет более значительное расширение и способствует устойчивости сульфоалюминатной системы в целом. Изменение качества цементного камня (состава кристаллогидратов) оказывает влияние и на его поровую структуру. Комплексное исследование поровой структуры [7] показало, что введение в состав модификатора расширяющей композиции приводит к повышению общей пористости цементного камня от 31,80% до 37,73% и, как следствие, к изменению баланса между гелевыми (10Å

Анализируя полученные результаты можно заметить, что механизм формирования высокопрочной структуры бетона с модификатором, содержащим расширяющую композицию, преимущественно связан с формами образования эттрингита и особым характером распределения пор.

Таблица 2

Марка модификатора бетона Пористость цементного камня, % Фазовый состав цементного камня
общая дифференциальная степень гидратации цемента (%) содержание Сa(OH)2 (%) кол-во эттрингита (относи-тельные едн.) кол-во CSH(I) (относительные едн.)
гелевая

10Å

капиллярная

50Å

технологическая

20

субмикропоры

50Å

микропоры

0,1 мкм

макропоры
1. МБ 6-50С 31,80 10,50 14,20 1,50 5,60 65 3,1 1,0 1,0
2. ^ 33,55 13,11 16,56 1,38 2,50 60 4,0 1,8 0,9
3. ^ 37,73 15,02 18,46 1,25 3,00 61 5,1 2,4 0,8

2. Влияние количества расширяющего компонента в составе минеральной части модификатора на свойства мелкозернистых бетонных смесей и бетонов.

Изменение количества расширяющей композиции в составе минеральной части модификатора от 0% (МБ 6-50С) до 100% (ЭМБЭЛИТ 6-100) не приводит к существенным изменениям свойств мелкозернистых бетонных смесей при постоянном В/(Ц+МБ): такие параметры, как подвижность (ОК), объем вовлеченного воздуха (Vвв), плотность (ρ0) практически одинаковы (образцы 1, 2, 3, табл.1).

Кинетика твердения бетонов также не зависит от доли расширяющей композиции в минеральной части модификатора: прочность на сжатие кубов и призм разных образцов с добавками МБ-50С и ЭМБЭЛИТ во все сроки твердения не отличаются более, чем на 10%. В менее значительном диапазоне изменяется прочность тех же образцов при изгибе и осевом растяжении (образцы 1, 2, 3, табл.3). Таким образом, по этим показателям все образцы бетонов равнопрочные и могут быть отнесены к одному классу В80.

Таблица 3

по

табл1

Марка модификатора бетона Предел прочности бетона, МПа
при сжатии (кубиковая),

в возрасте… суток

при сжатии (призменная),

в возрасте…

суток

при изгибе,

в возрасте…

суток

при осевом растяжении, в возрасте… суток
1 3 7 28 180 28 180 28 180 28 180
1. МБ 6-50С 41 60 88 99 105 75 80 5,3 7,1 3,0 5,0
2. ^ 40 61 87 98 104 74 82 6,4 8,2 3,6 5,3
3. ^ 41 60 92 102 110 83 91 5,8 7,8 3,7 5,5
4. ^ 72 96 107 116 124 90 98 3,6 5,3 1,1 1,7
5. ^ 44 61 96 105 111 84 93 7,1 9,1 5,0 6,2

Следует обратить внимание на значительную величину прироста прочности бетона в возрасте от 28 до 180 суток, которая составила для прочности: на сжатие - 7-11%, при изгибе - 28-35% и при осевом растяжении - 47-67% (табл.3, составы 1-3). Можно предположить, что увеличение прочности в поздние сроки твердения связано с процессами дальнейшей гидратации цемента и уплотнения структуры мелкозернистых бетонов, тем не менее, надо признать, что столь разные значения прироста прочности при разном нагружении требуют более детального анализа.

Изменение количества расширяющей композиции в составе минеральной части модификатора от 0 до 100% практически не влияет на модуль упругости (38…42 ГПа), коэффициент Пуассона (0,18…0,19) и меру ползучести (26,410-6...36,910-6 МПа-1) высокопрочного мелкозернистого бетона, но существенно отражается на усадочных деформациях: во всех образцах с модификаторами ЭМБЭЛИТ выявлены остаточные деформации расширения вместо усадки после твердения в воздушно-сухих условиях (табл.4).

Таблица 4

по

табл1

Марка модификатора бетона Деформационные характеристики
модуль

упругости, ГПа

коэфф.

Пуас-сона

расширение-усадка*), %

в возрасте… суток

мера ползучести,

МПа-1

×106

самонапряжение, МПа

в возрасте… суток

7 28 120 7 28 120
1. МБ 6-50С 39 0,18 +0,012 -0,031 -0,039 26,4 - - -
2. ^ 38 0,18 +0,051 +0,007 +0,001 30,3 0,9 0,3 0,2
3. ^ 42 0,19 +0,102 +0,061 +0,060 36,9 2,1 1,1 1,0
4. ^ 26 0,23 +0,177 +0,089 +0,085 43,1 1,8 1,0 0,8
5. ^ 46 0,20 +0,102 +0,075 +0,075 16,0 1,3 0,7 0,6
-----------------------------------------------------

*) (-) – усадка; (+) – расширение При исследованиях деформаций расширения-усадки были обнаружены следующие тенденции: после помещения образцов в воздушно-сухие условия (W=60%) у всех бетонов наблюдали усадочные деформации, которые частично компенсировали деформации расширения и самонапряжения, достигнутые при водном хранении (W=100%). Но, отметим, что проявившиеся деформации расширения-усадки, в основном, стабилизировались после 30 суток твердения (рис.1 и 2).

В мелкозернистом бетоне с модификатором МБ6-50С (содержание расширяющей композиции 0%) после 6 суток твердения в воде отмечено незначительное набухание, которое в воздушно-сухой среде, полностью компенсировалось деформациями усадки, достигшими уровня -0,039% в возрасте 120 суток (рис.1 и 3).

В отличие от этого, в бетонах с модификаторами ЭМБЭЛИТ 6-50 (содержание расширяющей композиции 50%) и ЭМБЭЛИТ 6-100 (содержание расширяющей композиции 100%) после 6 суток твердения в воде проявились деформации расширения, которые составили 0,05% и 0,1%, соответственно. После твердения в воздушно-сухих условиях остаточные деформации расширения в возрасте 120 суток составили 0,001% и 0,060%, соответственно, что позволяет отнести их к бетонам с компенсированной усадкой и расширяющим (рис.1 и 3 ).

Величина самонапряжения образцов высокопрочных мелкозернистых бетонов с модификаторами ЭМБЭЛИТ 6-50 и ЭМБЭЛИТ 6-100 после 6 суток водного хранения составила 0,9 МПа и 2,1 МПа, соответственно. Исследования остаточного самонапряжения образцов мелкозернистого бетона с модификаторами ЭМБЭЛИТ показали, что их хранение в воздушно-сухих условиях (W=60%) после 6 суток водного выдерживания (W=100%) приводит лишь к частичной потере самонапряжения и его быстрой стабилизации к 30 суточному возрасту на уровне 0,3МПа и 1,0 МПа, соответственно (рис.2 и 3).

Анализируя результаты данной серии экспериментов, можно заключить, что высокие прочности мелкозернистых бетонов с модификаторами ЭМБЭЛИТ в ранние сроки твердения (до 40 МПа в возрасте 1 суток и до 90 МПа в возрасте 7 суток) не препятствуют развитию процессов расширения и самонапряжения. Варьирование количеством расширяющей композиции в составе минеральной части модификатора ЭМБЭЛИТ позволяет управлять деформациями расширения-усадки и самонапряжения при практически неизменных свойствах бетонных смесей, а также прочностных и деформационных характеристиках мелкозернистых бетонов.

3. Влияние объема цементного камня с модификатором ЭМБЭЛИТ на свойства смесей и бетонов.

Замена части цементного камня на мелкий и крупный заполнитель при постоянном истинном водовяжущем отношении приводит к снижению подвижности и повышению средней плотности бетонных смесей (табл.1, составы 3, 4 и 5).

Все образцы цементных систем – цементного камня, мелкозернистого и тяжелого бетона - обладали примерно равной призменной и кубиковой прочностью на сжатие в возрасте 28 и 180 суток и по этому показателю могут быть отнесены к одному классу - В80 (табл.3, составы 3, 4 и 5). Тем не менее, обратим внимание, что с увеличением содержания крупного заполнителя повышается прочность бетона при изгибе и при осевом растяжении (табл.1 и 3, составы 3, 4 и 5).

Сравнение мелкозернистого и тяжелого бетонов с модификатором ЭМБЭЛИТ 6-100 показывает, что при практически неизменных значениях модуля упругости (42…46 ГПа), коэффициента Пуассона (0,19…0,20) и остаточных деформациях линейного расширения (0,060…0,075%), введение крупного заполнителя приводит к уменьшению и меры ползучести, и самонапряжения бетона (табл.4, составы 3 и 5). Данное обстоятельство можно связать только с заменой значительного объема сравнительно деформативного цементного камня инертным заполнителем в составе тяжелого бетона.

Анализ полученных результатов на данном этапе исследований показывает, что использование модификатора ЭМБЭЛИТ позволяет получать высокопрочный мелкозернистый бетон, обладающий такими же деформационными характеристиками, как тяжелый бетон на гранитном щебне с аналогичной прочностью на сжатие. Полученные высокопрочные мелкозернистые бетоны имеют остаточный, после усадки, уровень деформаций линейного расширения и самонапряжения, позволяющий квалифицировать их как расширяющие или напрягающие.Выводы

1. Механизм формирования высокопрочной структуры цементного камня с модификатором ЭМБЭЛИТ, содержащим расширяющую композицию, преимущественно, связан с формами образования эттрингита и особым характером распределения пор.

Эттрингит здесь представлен, преимущественно, гелеобразными и мелкокристаллическими новообразованиями, дисперсная форма которых является одним из факторов стабильности цементной системы. А пористость характеризуется снижением объема макропор и соответствующим увеличением пор геля и субмикропор.

2. Варьирование количеством расширяющей композиции в составе минеральной части модификатора ЭМБЭЛИТ позволяет управлять деформациями расширения-усадки и получать высокопрочные мелкозернистые бетоны из высокоподвижных смесей с улучшенными деформационными свойствами – повышенным модулем упругости и пониженной ползучестью, с компенсированной усадкой или расширением.

3. Используя комплексные органоминеральные модификаторы ЭМБЭЛИТ можно получать высокопрочные мелкозернистые бетоны, обладающие такими же деформационными характеристиками, как тяжелый бетон на гранитном щебне с аналогичной прочностью на сжатие. Список литературы

1. В.А.Ильичев, С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, В.Г.Лернер, С.Р.Гильштейн. Монолитно-прессованная обделка из высокопрочного бетона. // Подземное пространство мира, № 2-3, 1999, с.37-41.

2. С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, А.Г.Ферджулян, А.В.Пахомов, М.Я.Лившин Опыт применения высокопрочных бетонов. // Монтажные и специальные работы в строительстве, № 8, 2002, с.33-37.

3. Р.К.Житкевич, Л.Л.Лазопуло, А.В.Шейнфельд, А.Г.Ферджулян, О.В.Приго-женко. Опыт применения высокопрочных модифицированных бетонов на объектах ЗАО «Моспромстрой». // Бетон и железобетон, № 2, 2005, с.2-8.

4. С.С.Каприелов, Н.И.Карпенко, А.В.Шейнфельд, Е.Н.Кузнецов. Влияние органоминерального модификатора МБ-50С на структуру и деформативность цементного камня и высокопрочного бетона. // Бетон и железобетон, № 3, 2003, с.2-7.

5. С.С.Каприелов, Н.И.Карпенко, А.В.Шейнфельд, Е.Н.Кузнецов. О регулировании модуля упругости и ползучести высокопрочных бетонов с модификатором МБ-50С. // Бетон и железобетон, № 6, 2003, с.8-12.

6. Г.С.Кардумян, С.С.Каприелов. Новый органоминеральный модификатор серии «МБ» – Эмбэлит для производства высококачественных бетонов. // Строительные материалы, № 8, 2005, с.12-15.

7. С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, Г.С.Кардумян, В.Г.Дондуков.Структура и свойства высокопрочных бетонов, содержащих комплексный органоминеральный модификатор «Эмбэлит». II Всероссийская Международная конференция по бетону и железобетону «Бетон и железобетон – пути развития», 5-9 сентября 2005, Москва, том 3, с.657-671.

8. И.Н.Ахвердов. Основы физики бетона. М., Стройиздат, 1981, с.464.


Смотрите также