Опытные данные

Страница 5

Во все составы вводилась комплексная добавка "Пенетрон А" + С-3. Все смеси имели равную подвижность от 16 до 18 см. Введение полимерной фибры увеличивало водопотребность и, соответственно, снижало В/Ц смеси, что влияло на все свойства материала. Анализ изменения показателей качества модифицированного бетона за счет варьирования факторов показал, что введение наполнителя (молотого песка) положительно сказывается на прочностных характеристиках. За счет введения 8 % молотого песка величина прочности при сжатии увеличивается на 6–12 МПа, а растяжения при изгибе — на 1–1,5 МПа, как для бетонов с фиброй Fibermesh, так и для бетонов с фиброй Baucon. Наполнитель увеличивает сплошность среды, уменьшая межзерновое расстояние в бетоне; кроме того, частицы наполнителя могут выполнять роль центров кристаллизации [4].

Введение до 1,2 кг волокон фибры (как Fibermesh, так и Baucon) на 1 м3 бетона несколько повышает прочность бетона на растяжение при изгибе и мало влияет на прочность при сжатии.

Влияние отношения Щ/П, а также количества наполнителя и фибры на водонепроницаемость как один из основных показателей, определяющих долговечность бетона в водной среде, показано на рис. 2. Благодаря введению комплексной добавки уровень W всех составов весьма высок (от W10–12 до W20). Наибольшую водонепроницаемость показали составы с максимальным количеством наполнителя и Щ/П около 2,2.

Рис. 2. Влияние отношения Щ/П, количества молотого песка и фибры на водонепроницаемость бетона: а — составы с фиброй Fibermesh, б — составы с фиброй Baucon)

За счет введения наполнителя водонепроницаемость бетона возрастает, что объясняется улучшением капиллярно-поровой структуры композита. Фибра снижает уровень W, что объясняется формированием направленных капилляров вдоль ее волокон. Однако следует отметить, что при применении до 1,2 кг/м3 фибры водонепроницаемость снижается не более чем на одну марку, что позволяет использовать ее в тонкостенных ГТС, повергаемых динамическим воздействиям.

Изучение структуры модифицированного бетона проводилось, в частности, рентгеноструктурным и дериватографическим анализом. Установлено, что составляющие "Пенетрона A" взаимодействуют с минералами цемента: часть негашеной извести и растворимые силикаты, аморфный кремнезем алюмината и ферриты вместе с водой проникают в поры композита. В порах бетона проходит реакция взаимодействия соединений "Пенетрона" между собой и с соединениями цемента, в частности с ионными комплексами кальция и алюминия, различными оксидами и солями металлов. Образовываются нерастворимые силикаты, алюминаты и ферриты кальция, которые кольматируют поры, формируя кристаллические образования в виде игловидных, хаотично расположенных кристаллов. Если бетон без модификатора является среднепористым, то применение С-3 делает его мелкопористым, а применение комплексного модификатора — микропористым [2].

Результаты исследований прошли промышленную проверку. Разработанные составы модифицированных бетонов использовались при производстве и восстановлении тонкостенных конструкций гидротехнических сооружений мелиорации и плавучих доков. Разработаны и утверждены "Регламент по технологии изготовления и применения бетонов с добавками системы "Пенетрон" и С-3 для изготовления и восстановления гидромелиоративных железобетонных сооружений" и "Регламент по технологии приготовления и применения модифицированного бетона для гидротехнических сооружений мелиорации, водопропускных сооружений и автодорог с применением полимерной фибры". Разработаны рекомендации по технологии приготовления и применения тяжелого судостроительного бетона при постройке морских плавучих железобетонных и композитных сооружений.

В целом можно сделать следующие выводы:

1. Проанализированы действия модификаторов на структуру бетонов. Показано, что основные изменения качественных показателей и долговечности бетона обуславливаются возможностью регулирования его капиллярно-пористой структуры и проницаемости. Применение комплексных модификаторов и наполнителя позволяет снизить открытую пористость и уменьшить размеры пор.

2. Получены и внедрены бетоны повышенной водонепроницаемости и морозостойкости для тонкостенных гидротехнических сооружений с новой комплексной добавкой "Пенетрон А" + С-3, которая повышает водонепроницаемость в 1,5–2 раза, а морозостойкость — на 100–150 циклов.