Ткач Е.В., Рахимов М.А., Иманов М.О.

Карагандинский государственный технический университет

ТЕХНОЛОГИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО БЕТОНА ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Перспективным направлением в технологии эффективных бетонов является формирование их благоприятной структуры, позволяющей значительно улучшить комплекс физико-технических свойств и повысить их долговечность с помощью различных модификаторов, которые будучи введенными в малых количествах, существенно влияют на физико-механические процессы структурообразования материалов.

В настоящее время в основном модификаторы завозятся из-за рубежа, так как их производство в республике не организовано. Поэтому в Казахстане применение эффективных модификаторов сдерживается из-за их дефицитности и высокой стоимости. Строительная химия в республике практически не развивается, хотя есть определенные предпосылки: имеются потребность и богатейшая сырьевая база, в частности побочные продукты нефтехимической, химической, масложировой и других отраслей промышленности.

В связи с этим актуальными являются решения задач улучшения технологических свойств бетонной смеси и строительно-технических свойств бетона. Главенствующей основой в решении данных задач, как показывает практика, является применение модификаторов гидрофобизирующего действия.

Для приготовления гидрофобизирующих комплексных модификаторов использовали следующие компоненты:

В качестве пластифицирующего ингредиента - технические лигносульфонаты (ЛСТ) которые представляют собой продукты переработки отходов целлюлозно-бумажной промышленности. В качестве гидрофобизатора в состав гидрофобизирующего модификатора использовался жировой гудрон, который получают путем перегонки жирных кислот при расщеплении твердых жиров.

В качестве трегера использовали золы-унос ТЭС от сжигания углей Карагандинского и Экибастузского бассейнов являющихся продуктами термохимических и фазовых превращений неорганических компонентов топлива, состоящих в основном из минералов горных пород. В качестве ускорителя твердения использовали соли неорганических кислот, в частности нитрит натрия.

В качестве микропористого ингредиента применяли смолу древесную омыленную (СДО). Для производства СДО используют наиболее ценные компоненты смол, получающиеся в процессе пиролиза древесины, которые подвергаются омылению щелочью. В качестве наполнителя в разрабатываемых гидрофобизирующих комплексных модификаторах применяли волластонит (месторождения Акмолинской области). Составы гидрофобизирующих модификаторов типа МЖС в жидкой и твердой отпускной форме представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Составы гидрофобизирующих модификаторов типа МЖС

Наименование компонентов	Содержание компонентов, масс., %
	МЖС	МЖС-А
Жировой гудрон	0,5-0,8	5-6,2
Технические лигносульфонаты	0,8-1,2	3,0-5,0
Нитрит натрия	20-25	36-45
Зола-унос	-	37-45
Смола древесная омыленная	0,2-0,6	-
Вода	Остальное до 100%

Внедрение разработанных модифицированных строительных цементных материалов, изделий и конструкций, в частности, для гидромелиоративного строительства проведены в соответствии с отраслевой программой развития промышленности строительных материалов, изделий и конструкций в Республике Казахстан на 2005-2014годы.

Промышленный выпуск железобетонных изделий включал два этапа:

а) изготовление гидрофобизирующего модификатора типа МЖС;

б) выпуск железобетонных изделий (сборные железобетонные каналы) из бетона модифицированного МЖС.

Для приготовления бетонной смеси использовали сырьевые материалы, которые использует завод ЖБИ в своей производственной деятельности: портландцемент марки 400, песок с модулем крупности М_кр »2 и щебень фракции 5-10 и 10-20 мм. Сырьевые материалы соответствовали нормативным требованиям. Производственные составы для приготовления сборных железобетонных каналов из лотковых элементов Л 3-15 приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Производственные составы для приготовления сборных железобетонных каналов из лотковых элементов Л 3-15

Добавка МЖС, % от массы цемента	Расход материалов на 1 м бетонной смеси, кг				В/Ц	Подвижность бетонной смеси по осадке конуса, см
	Ц	П	Щ	В
Без добавки	470	642	1070	244	0,52	9
0,4	450	580	1210	193	0,43	7

Опытная партия бетона с модификатором объёмом 300м³ была использована для формования лотковых элементов Л 3-15. Результаты испытаний бетона представлены в таблицах 3 и 4.

Для ускорения твердения бетона была применена тепловая обработка изделий в пропарочных камерах по режиму 2+3+6+2 ч при температуре изотермического прогрева 60° C.

Таблица 3 – Результаты физико-механических испытаний бетона

Добавка МЖС, % от массы цемента	Плотность бетона, кг/м^3	Предел прочности при сжатии, МПа		Водопогло-щение %
		после ТВО	28 сут нор-мального твердения
Без добавки	2426	28,9	31,4	6,2
0,4	2433	30,1	33,5	3,5

Из производственных замесов были отобраны пробы и изготовлены образцы-кубы с длиной ребра 15 см, которые подвергали тепловой обработке совместно с отформованными железобетонными изделиями. Часть образцов хранили в нормальных условиях (срок хранения 28 суток).

Таблица 4 – Результаты испытания модифицированных бетонов на морозостойкость

Добавка МЖС, % от массы цемента	Потери в массе, %, после циклов					Кмрз после циклов
	100	150	200	250	300	100	150	200	300
Без добавки	2,10	3,51	4,92	–	–	0,83	0,79	0,82	-
0,4	нет	нет	2,17	2,22	2,8	0,97	0,99	1,0	0,85

Испытания на морозостойкость показывают, что предлагаемые модификаторы существенно повышают морозостойкость бетона и могут быть рекомендованы в качестве средства, обеспечивающего высокие физико-технические свойства гидротехнического бетона.. Таким образом, результаты испытаний свидетельствуют о соответствии бетонов с модификатором МЖС требованиям, предъявляемым стандартами Республики Казахстан к бетонам для работы а агрессивных средах.