Содержание С3А,% Количество, % от массы цемента Нормальная густота, % Количество, % от массы цемента

4 0.48 0.7 24 0.6 1.0

6 0.8 1.07 26 0.74 1.2

8 1.02 1.4 28 0.9 1.4

Аналитическое выражение этих зависимостей следующие:

Д = 0.129 С3 А + 0.172

Д = 0.1 НГ – 1.41

Из рекомендуемых значений в случае их несовпадения выбирается большее.

Установление расхода воды для обеспечения заданной подвижности бетонной смеси с добавкой определяли по формуле В = Вт К, где Вт- табличное значение расхода воды той же подвижности без добавки, К – коэффициент, учитывающий влияние оптимального количества добавки-суперпластификатора на подвижность бетонной смеси с учетом ориентировочного расхода цемента в бетоне без добавки, который имеет те же технологические и эксплуатационные характеристики: при расходе цемента: менее 300 кг/м3 значение К = 0.75; менее 400 кг/м3 - К = 0.7; менее 500 кг/м3 - К = 0.65; более 500 кг/м3 - К = 0.6.

Введение гиперпластификаторов не только уменьшает водопотребность бетонной смеси, но и смещает верхний предел в сторону больших расходов цемента, т.е. закон постоянства водопотребности бетонных смесей сохраняется до расхода цемента 600 кг/м3 и более.

Определение расхода цемента производили по зависимости прочности бетона от цементно-водного отношения с учетом применения гиперпластификатора. Введение пластификатора несколько изменяет положение зависимости кривой прочности от Ц/В, расширяя область прямолинейного участка этой кривой. Для бетонов с гиперпластификаторами прямолинейная зависимость наступает при В/Ц более 4. Это влияние добавки на прочность бетона при высоких значениях Ц/В позволяет использовать при расчете расхода цемента в высококачественных бетонах формулы:

Ц/В = Rб / ( К2АRц + 0.5), Ц = В Ц/В,

Коэффициент К2 учитывает влияние добавки на изменение прочности за счет воздухововлечения или наоборот уплотнения.

На основании полученных зависимостей были подобраны составы высококачественных самоуплотняющихся бетонов классов по прочности В30 – В70, представленные в табл.6.

Составы и свойства самоуплотняющихся бетонов заданной прочности

Класс Ц/В Ц1 кг/м3 С1 Н кг/м3 Ц кг/м3 А

зап Щ кг/м3 П кг/м3 Rб

В30 1.92 383 0.33 112 271 664 868 868 38.6 13.7

В35 2.14 428 0.36 102 326 651 851 851 44.9 13.5

В40 2.39 478 0.39 94 384 636 832 832 51.4 13.4

В45 2.64 529 0.42 77 452 621 812 812 58.8 13.0

В50 2.83 565 0.44 73 492 609 796 796 64.3 12.8

В60 3.3 660 0.5 32 628 584 763 763 77.1 12.2

В70 3.77 754 0.55 0 754 557 728 728 90 11.2

Из данных табл.6 следует, что в качестве высококачественных бетонов могут быть рассмотрены исследуемые бетоны на данных исходных материалах классов по прочности свыше В40.

Анализ структуры бетонов составов 3,4,5 и 6 (табл.6) были подвергнуты ускоренным испытаниям: на капиллярный подсос с целью определения капиллярной пористости как функции морозостойкости и определению температурно-влажностных деформаций с целью установления зависимости морозостойкости от «приведенного удлинения» в процессе замораживания и оттаивания.

Результаты исследований значений прочности бетонов, общей пористости, величины константы всасывания за 4 мин водопоглощения, и значения «приведенного удлинения» представлены в табл.7.

Таблица 7

Свойства бетонов

№составов из табл.6 Прочность бетона

R,МПа Общая пористость,

По,% Константа всасывания. «приведенное удлинение»

?пр 10-5 см

3 51.4 13.4 9.92 10,2

4 58.8 13.2 9 10,5

5 64.3 12.8 8.41 10,4

6 77.1 12.2 7.84 9,6

Таким образом, из данных табл.7 можно сделать вывод, что испытанные бетоны, удовлетворяющие требованиям по прочности и удобоукладываемости, не соответствуют требованиям к высококачественным бетонам по морозостойкости (менее 400 циклов).

Для повышения всех изучаемых показателей свойств исследуемых бетонов был применен метод предварительной обработкой заполнителя комплексной добавкой. В качестве такой добавки был использовался порошкообразный микрокремнезем (МК) совместно с гиперпластификатором «Полипласт СП СУБ» следующим образом. Часть воды затворения, содержащей микрокремнеземом и добавку «Полипласт СП СУБ», в бетономешалке предварительно перемешивали с заполнителями, а затем добавляли цемент и остальную воду.

На образцах бетонов на необработанном и обработанном заполнителе после 28 суток нормального хранения были проведены исследования особенностей структуры и свойств их контактных зон. Для этого образцы раскалывали и исследовали контактную зону в виде порошков, соскобленных с поверхности цементного камня и заполнителя, которые изучали с помощью методов РФА и ДТА. Степень гидратации цемента определяли, исходя из степени гидратации C3S. Рентгенофазовый анализ показал, что степень гидратации проб из бетона на обработанном заполнителе составила 84%, в то время как бетона на необработанном заполнителе - 73%. В бетоне на необработанном заполнителе (рис.1) количество и степень окристаллизованности гидроксида кальция находится в прямой зависимости от степени гидратации C3S. В бетоне на обработанном заполнителе (рис.2) о количестве гидроксида кальция можно судить по интенсивности пика d= 4.902 A, т.к. он принадлежит только гидроксиду кальция. При сравнении дифрактограмм видно, что в бетоне на обработанном заполнителе количество гидроксида кальция меньше и имеются образования низкоосновных гидросиликатов кальция. В контактной зоне бетона с обработанным заполнителем наблюдаются образования карбоната кальция линии (d=3.03; 2.492; 2.283; 2.094; 1.909; 1.874; 1.628; 1.604; 1.525; 1.485 A).