Д.т.н. Соловьев В.И., д.т.н. Ткач Е.В., к.т.н. Рахимов М.А.,

к.т.н. Серова, инженер Рахимова Г.М.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Физико-механические и деформативные свойства

бетона, модифицированного органоминеральными

модификаторами типа ОМД-М

Простым и точным определением прочности, по-нашему мнению, является свойство материала (бетона) сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. Мерой прочности является предел прочности – максимальное напряжение, возникновение которого обусловлено внутренним напряжением разрыва в результате действия внешних сжимающих сил, вследствие чего имеет место разрушение образцов бетона или элементов конструкций, зданий и сооружений [1, 2, 3].

В данной работе проведены исследования физико-механических свойств бетона без добавок и с модификаторами, которые проводились на образцах как нормального твердения, так и прошедших тепловлажностную обработку по оптимальным режимам (таблица 1). В экспериментах использованы три состава бетона: 1 – эталонный, без добавок; 2 – с модификатором 12% ОМД-МС (модифицированная органоминеральная добавка); 3 –0,3% ГПД (гидрофобно-пластифицирующая добавка) плюс 3% ТСН (тиосульфат натрия)% и 4 - 0,4% С-3 (суперпластификатор) плюс 4% ТСН. Исследования деформативных свойств тяжелых бетонов с комплексными гидрофобизирующими модификаторами проведены в соответствии с методическими рекомендациями НИИЖБа. Испытывали по шесть образцов каждой серии (возраст образцов - 90 сут). Ступени нагружения приняты равными 0,1 R_paзp. На каждой ступени делали выдержку, необходимую для снятия отсчетов по приборам. На боковых гранях призм устанавливали искательные головки ультразвукового прибора УКБ-1, с помощью которого фиксировали микроразрушения бетона. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 1 - Лабораторные составы бетонных смесей

№ п\п	Марка модификатора бетона, дозировка модификатора, % масс.цемента	Состав бетонной смеси			В\Ц	Свойства бетонной смеси
		Ц	П	Щ		ρ0, кг\м^3	Vвв, %	ОК, см
1.	Без модификатора	500	730	1100	0,51	2485	2,2	3-4
2.	12% ОМД-МС	500	730	1100	0,38	2580	2,8	3-4
3.	0,3 % ГПД плюс 3% ТСН	500	730	1100	0,48	2570	3,0	3-4
4.	0,4 % С-3 плюс 4 % ТСН	500	730	1100	0,44	2550	3,2	3-4

Таблица 2 – Прочностные и деформативные свойства бетона

Модификатор, % от массы цемента	Прочность, МПа			Деформативные свойства
	кубико-вая	приз-менная	на растяжение при изгибе	модуль упругости Е·10^3 МПа	eус 10^5	eполз 10^5
1. Без модификатора (контрольный)	33,20	28,3	3,7	42,8	40,4	29,3
2. 12% ОМД-МС	61,40	45,2	6,80	50,4	37,3	31,3
3. 0,3 % ГПД плюс 3% ТСН	39,16	33,6	5,30	47,8	39,6	32,3
4. 0,4 % С-3 плюс 4 % ТСН	41,2	35,4	5,46	48,5	38,4	33,1

Далее нами были проведены опыты по определению вязкости разрушения бетона. Результаты определения вязкости разрушения образцов приведены в таблице 2.

Таблица 3 – Значение вязкости разрушения бетонов в возрасте 28 суток

№ п\п состава	Вид добавки, дозировка, %	Прочность, МПа		Вязкость разрушения Нм\м
		Rкуб	Rпр
1.	Без добавок	33,2	28,3	3,52
2.	12% ОМД-МС	61,4	45,2	4,1
3.	0,3 % ГПД плюс 3% ТСН	39,16	33,6	3,8
4.	0,4 % С-3 плюс 4 % ТСН	41,2	35,4	3,9

Затем провели испытания бетона с различными модификаторами на усталостную прочность. Исследования проводились в лаборатории ТОО "Партнеры НИИЖБ»" (г. Москва) на пульсирующем прессе при нагружении в один миллион колебаний, результаты показаны в таблице 3.

Таблица 4 – Усталостная прочность бетона

Материал	Прочность бетона, МПа		Куст.п.
	R28	Rд28
Без добавок	34,3	30,2	0,13
12% ОМД-МС	62,4	59,7	0,05
0,3 % ГПД плюс3% ТСН	39,2	35,4	0,1
0,4 % С-3плюс 4% ТСН	40,5	37,2	0,08
Примечание. Куст.п- коэффициент усталостной прочности, определяемый по формуле: где R28 - предел прочности бетона на сжатие в возрасте 28 суток; RД 28 - то же, после испытания на пульсирующем прессе.

Анализ полученных данных приведенных в таблицах 2- 4 показывает, что прочность бетона с модификатором ОМД-МС выше в 1,7-1,8 раза в сравнении с бетоном без добавок и на 50% выше со сравниваемым бетоном с модификатором С-3 плюс ТСН. Высокая призменная прочность бетона с модификатором ОМД-МС (она превышает более чем в 1,5 раза состав бетона без модификатора) указывает, как следствие, на высокую трещиностойкость.

Улучшены деформативные свойства у бетона с модификатором ОМД-МС, что по сути обеспечивает надежное сцепление цементного камня с компонентами бетона, а значит и железобетона (арматурной сталью). Известно, чтоспособность бетона деформироваться во времени при длительном действии постоянной нагрузки называют ползучестью. Так вот, бетоны с модификатором ОМД-МС также имеют лучший характер развития деформаций ползучести, в сравнении с бетоном без добавок и контрольными образцами. Полученные характеристики деформативных свойств указывают на возможность изготовлять бетонные и железобетонные изделия и конструкции высокой надежности и долговечности, в том числе и эффективные предварительно напряженные изделия (к минимуму сводится потеря напряжения бетона при улучшенных характеристиках деформативности бетона).

Литература

1. Баженов Ю.М. Технология бетона. М., 2003.

2. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Основы бетоноведения, - Санкт-Петербург: Стройбетон, 2006. – с. 511-547.

3. Горчаков Г.И. Специальные строительные материалы для теплоэнергетического строительства. –М.: Стройиздат, 1972.-с. 98-142.