Опытные данные

Страница 4

— на третьем этапе исследовались свойства бетона дисперсно-армированного полимерными фибрами разных видов, а также модифицированного тонкодисперсным наполнителем и разработанной на втором этапе комплексной добавкой (суперпластификатор С-3 + "Пенетрон А").

Максимальную эффективность в уплотнении структуры и повышении водонепроницаемости и морозостойкости бетона показывают современные модификаторы, самыми распространенными из которых в Украине являются "Пенетрон", "Ксайпекс" и "Виатрон", а также суперпластификаторы. Многие системы имеют в своем ассортименте как покрытия для бетонов, так и добавки. Однако в ряде случаев применение первичных мер защиты предпочтительнее вторичной защиты (покрытий). Это объясняется тем, что в отличие от конструкций, на которых применяется только вторичная защита, при механическом повреждении поверхности не возникает фильтрация. Сравнение систем модификаторов показало, что добавки незначительно влияют на прочность бетона, однако более эффективны "Пенетрон Admix" и "Ксайпекс Admix". В наших исследованиях был выбран Пенетрон ввиду его большей технологичности.

На втором этапе исследований было установлено, что за счет введения в состав бетона новой комплексной добавки "Пенетрон А" + С-3 [3] его водонепроницаемость повышается в 1,5–2 раза, достигая для наиболее качественных составов уровня W18. При этом подвижность смесей выдерживалась равной. Морозостойкость материала повышается на 100–150 циклов, достигая для модифицированных мелкозернистых бетонов 550 циклов в морской воде. Прочность композитов, как на сжатие, так и на растяжение при изгибе, за счет модифицирования несущественно увеличивалась. Для большинства показателей качества композита эффективным оказалось введение суперпластификатора С-3 в количестве 0,8 % от массы цемента.

Учитывая реальные условия сырьевой базы юга Украины исследовалось влияние зернового состава песка на свойства бетона с комплексной добавкой "Пенетрон А" + С-3. Варьировались два фактора состава мелкозернистого бетона:

— вид песка: мелкий песок (модуль крупности 0,98), смесь песков или крупный песок (модуль крупности 2,8);

— дозирование добавки "Пенетрон А" от 0 до 3 % от массы цемента.

Мелкозернистые бетоны имели дозировку сульфатостойкого портландцемента 700 кг/м3 и были модифицированы суперпластификатором С-3 в количестве 0,8 %. Было установлено, что введение комплексной добавки повышает водонепроницаемость мелкозернистого бетона в 1,5–2 раза: с 4–5 до 9–10•105 Па для композитов из мелкого песка и с 9–10 до 15–16•105 МПа для композитов из крупного песка или из смеси песков с преобладанием крупного. Для составов с максимальным дозированием "Пенетрона" в меньшей мере ощущается влияние вида песка — уровень W изменяется в зависимости от заполнителя не более чем в 1,5 раза (от W10 до W14–15). Максимальную водонепроницаемость имеют составы бетонов из смеси песков с соотношением мелкого и крупного около 1:6, что позволяет рекомендовать такие составы для работающих при постоянном давлении воды тонкостенных бетонных конструкций гидротехнических сооружений.

Для ответственных тонкостенных конструкций всё чаще применяется дисперсное армирование. Фибра позволяет существенно повысить трещино- и ударостойкость бетона, подвергаемого динамическим воздействиям. Однако, ввиду влажной среды эксплуатации и сложности регулирования защитного слоя, в тонкостенных сооружениях следует применять полимерную фибру, которая не подвержена коррозии.

На третьем этапе исследований изучалось влияния на свойства бетона для тонкостенных гидротехнических конструкций следующих факторов:

— количество сульфатостойкого цемента, от 500 до 700 кг/м3;

— соотношение между крупным и мелким заполнителем (Щ/П) от 1,6 до 2,2. Данный фактор влияет на "защемление" волокон фибры, и, соответственно, на качество совместной работы бетонной матрицы и фибры;

— количество наполнителя (молотого песка), от 0 до 8 % от массы цемента. Применение молотого песка в работе направлено на управление водонепроницаемостью и морозостойкостью бетона, а также качеством сцепления матрицы с фиброй;

— дозировка полипропиленовой фибры двух видов, в одной серии — Fibermesh от 0 до 5 кг/м3 и в другой — Baucon от 0 до 1,2 кг/м3. Волокно Fibermesh имеет диаметр 200 мкм и длину 13 мм, а Baucon — диаметр 18,7 мкм и длину 12 мм.