2. Свойства бетонных смесей и бетонов, модифицированных суперпластификаторами

Использование пластификаторов в составе бетонных смесей приводит к существенному изменению их технологических свойств: подвижности и водопотребности, удобоукладываемости и водоотделения, расслаиваемости и сохраняемости, набора прочности и др.

Эффект изменения подвижности и водопотребности особенно проявляется в подвижных смесях, в которых объем воды в пространстве между частицами достаточно велик. В жестких смесях с низким В/Ц основной объем воды адсорбирован на поверхности частиц цемента и новообразований, и введение небольшого количества воды незначительно увеличивает объем дисперсной среды, не устраняет силы сцепления между частицами, что и приводит к меньшей эффективности суперпластификаторов в жестких смесях.

Удобоукладываемость смеси, модифицированной суперпластификаторами, улучшается с повышением расхода цемента и воды (объема цементного теста в бетонной смеси), т.е. текучесть бетонной смеси напрямую зависит от объема и пластичности цементного теста.

Снижение водосодержания при введении суперпластификаторов в количестве 0,2 – 1% от массы цемента зависит от дозировки суперпластификатора и достигает в зависимости от вида и свойств цемента 25 – 30%.

Рис. 3.2.1 - Схема влияния суперпластификаторов на свойства бетонной смеси и бетона: 1 — бездобавочный бетон; 2 — бетон с добавкой СП; 3 — разжижающий эффект; 4 — водоредуцирующий эффект; 5 —комбинированный эффект

Введение суперпластификатора до 1,5% в цементное тесто снижает его вязкость в 100 раз, однако дальнейшее повышение дозировки суперпластификатора не приводит к снижению вязкости цементных систем. То есть дозировки, превышающие 1% суперпластификаторов, вряд ли приведут к дальнейшему снижению В/Ц в смеси. Но такое снижение расхода воды уже приводит к повышению прочностных характеристик бетона и к получению высокопрочных бетонов.

Рис.3.2.2 - Зависимость подвижности бетонных смесей от содержания суперпластификатора: 1, 2 — при подвижности бездобавочной смеси 4—6 см; 3, 4 —то же, 0—2 см; }, 3 — при расходе цемента 350 кг/м, 2, 4 —то же, 400 кг/м3

3. Виды суперпластификаторов

От широко известных пластифицирующих добавок суперпластификаторы отличаются постоянством своего химического состава, поскольку являются в основном продуктами органического синтеза и имеют строго регламентированные технические требования, изложенные в соответствующих технических условиях.

Таблица 3.3.1. - Основные виды суперпластификаторов для приготовления бетонных смесей

Наименование	Условное обозначение	Дозировка, % от массы
Сульфированные меламиноформальдегидные смолы	10-03 МФАС С-3 MELMENT	0,3 – 0,9 0,3 – 0,9 0,4 – 1 1 – 2,5
Поликарбоксилаты	Melflux PP 100 F Melflux 1641 F Melflux 2651 F Murfplast FK 63 Murfplast FK 69	0,05 – 0,5 0,05 – 0,5 0,05 – 0,5 0,2 – 2,5 0,2 – 2,5
Модифицированные лигносульфонаты	МЛС МТС-1 КОД-С BETOFLUID	0,4 – 0,5 0,3 – 0,6 0,2 – 0,3 0,3 – 0,5
Сульфированные нафталиноформальдегидные смолы	Полипласт СП-1 Полипласт СП-1 ВП 30-03 40-03	0,4 – 0,8 0,4 – 0,8 0,4 – 0,8 0,4 – 0,8

1. С-3

Добавка С-3 представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы. Добавка производится двух типов: с ненормируемым воздухововлечением и при добавлении воздухоподавляющего компонента – с пониженным (нормируемым) воздухововлечением (тип ВП).

Добавку С-3 рекомендуется применять при производстве:

1. Обычного бетона и предварительно напряженных конструкций из тяжелого бетона классов В15-В40 и высокопрочного тяжелого бетона классов В45 и выше

2. Конструкций из легкого бетона на пористых заполнителях классов В7,5 и выше

3. Конструкций из мелкозернистого бетона классов В10 и выше

4. При необходимости использования нестандартных заполнителей (мелкие пески)

А также:

1. При возведении монолитных конструкций с применением напрягающего цемента

2. При изготовлении как монолитных, так и сборных конструкций из жаростойкого бетона на портландцементе, шлакопортландцементе и глиноземистом цементе

3. Высокопрочных бетонов, изготовляемых из высокоподвижных и литых смесей

При применении тепловой обработки сборных железобетонных конструкций, изготовленных из бетона с добавкой С-3, рекомендуется изотермический прогрев выполнять при температуре не выше 0°C. Дальнейшее повышение температуры ТВО может привести к потере прочности изделия.

 Применение суперпластификатора позволяет достичь следующих показателей:

• увеличить подвижность смеси от П1 до П5;

• снизить водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20 - 25%;

• увеличить конечные прочностные характеристики на 25% и более (в равноподвижных смесях);

• в 1.5 - 1.6 раза увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями;

• получить бетоны с повышенной влагонепроницаемостью, трещиностойкостью, морозостойкостью (350 циклов);

• снизить расход цемента до 25 %.

Таблица 3.3.1.1. - Технологическая и экономическая эффективность применения суперпластификатора в бетонных смесях при производстве сборных железобетонных конструкций.

Наименование показателей	Изменение показателей по сравнению с составом без добавки
	При В/Ц = const	ОК = const
Сокращение времени и интенсивности вибрации (либо сокращение числа вибраторов, в отдельных случаях отказ от вибрации)	в 3 - 5 раз	в 1.3 - 1.5 раза
Сокращение продолжительности формования изделий, конструкций	в 2.5 - 3 раза	в 1.2 - 1.3 раза
Экономия электроэнергии при приготовлении, транспортировании и укладке бетонной смеси	в 2.5 - 3.5 раза	в 1.1 - 1.3 раза
Снижение трудозатрат при изготовлении изделий	в 2 - 3 раза	в 1.2 - 1.4 раза
Увеличение срока службы вибраторов, форм, сокращение затрат на их ремонт	в 1.5 - 2 раза	в 1.1 - 1.3 раза
Улучшение поверхности изделий, уменьшение количества пор (при горизонтальном формовании)	в 1.1 - 1.3 раза	в 1.05 - 1.15 раза
Сокращение режима ТВО	---	на 2 - 4 часа
Снижение температуры изотермического прогрева	на 10 - 15 .С	на 15 - 20 .С
Снижение температуры изотермического прогрева	15 - 20%	15 - 20%
Увеличение производительности труда (выпуска продукции)	на 10 - 20%	на 20 - 30%

Рекомендуемая дозировка суперпластификатора составляет 0.3 - 1.5% от массы вяжущего в пересчете на сухое вещество. Введение суперпластификатора в состав бетонной смеси рекомендуется производить одновременно с первыми порциями воды затворения. При производстве бетона следует обеспечивать равномерность распределения добавки в соответствии нормативными требованиями.

Суперпластификатор в виде водного раствора следует хранить в емкостях, защищенных от попадания осадков, при положительной температуре. Сухой продукт следует хранить в сухом помещении при температуре не выше 35.С.