Paramonov, S. S. Zvýšení mobility betonové směsi pomocí syntetických povrchově aktivních látek: laboratorní testy / S. S. Paramonov. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. – 2019. – č. 4 (242). — S. 62-65. — URL: https://moluch.ru/archive/242/55949/ (datum přístupu: 20.11.2023. listopadu XNUMX).
В Článek pojednává o možnosti použití aniontové látky laurylsulfát sodný jako změkčovadla. Byly provedeny laboratorní testy.
Klíčová slova: upravený beton, změkčovadlo, superplastifikátor, pohyblivost, syntetické povrchově aktivní látky, laurylsulfát sodný.
Úprava betonu, zejména hledání a vývoj nových účinných přísad do betonových směsí, je stále naléhavým úkolem ve stavebnictví. Syntetická povrchově aktivní látka laurylsulfát sodný bude považována za plastifikační přísadu a budou provedeny laboratorní testy.
Syntetické povrchově aktivní látky (tenzidy) jsou velkou skupinou chemických sloučenin, které snižují povrchové napětí na rozhraní.
Laurylsulfát sodný je sodná sůl kyseliny laurylsírové, aniontové povrchově aktivní látky. [3, str. 31] Tato látka se získává syntézou ropných produktů. Důležitou vlastností je velmi nízká cena.
Účelem laboratorního testování je vyhodnotit plastifikační vlastnosti syntetické povrchově aktivní látky laurylsulfát sodný v betonové směsi a pevnostní charakteristiky finálního betonu. Experiment byl proveden v laboratoři NOCIT USPTU. Pro mobilitu byly uvažovány 4 kompozice:
– Složení č. 1 (bez přísad):
Písek (1.25) = 3,8 kg
Drcený kámen (20) = 7,4 kg
– Složení č. 2 (s použitím změkčovadla Cemmix „CemPlast“):
Písek (1.25) = 3,8 kg
Drcený kámen (20) = 7,4 kg
Plastifikátor (1 %) = 20 ml
– Složení č. 3 (s použitím syntetických povrchově aktivních látek v množství 0.25 %):
Písek (1.25) = 3,8 kg
Drcený kámen (20) = 7,4 kg
Povrchově aktivní látka (0,25 %) = 5 ml
– Složení č. 4 (s použitím syntetických povrchově aktivních látek v množství 0.5 %):
Písek (1.25) = 3,8 kg
Drcený kámen (20) = 7,4 kg
Povrchově aktivní látka (0,5 %) = 10 ml
Pohyblivost betonové směsi se posuzuje podle sedání kužele. Pro stanovení sedání kužele betonové směsi s kamenivem (drceným kamenem) do 20 mm byl použit normální kužel s horním průměrem d=100 mm a spodním průměrem D=200 mm. [1, str. 3]
Výsledky usazení kužele
Struktura
Kuželový tah, cm
Značka mobility
Jak je patrné z tabulky 1, kompozice se syntetickou povrchově aktivní látkou laurylsulfát sodný v množství 0,5 % hmotn. cementu má kuželové sedání 18 cm, což odpovídá stupni mobility P4. Použitím této přísady se tedy mění pohyblivost betonové směsi z P1 na P4, což je srovnatelné s použitím superplastifikátoru.
Laurylsulfát sodný se vyrovná s úkolem plastifikace, zbývá zkontrolovat, zda tato látka snižuje konečnou pevnost betonu. K tomu je nutné otestovat vzorek betonu s touto přísadou na pevnost v tlaku.
Betonová směs se plní do forem o rozměrech 10x10x10 (cm) a vibruje na vibrační plošině.
Poté se vzorky ve formách umístí na jeden den do univerzální napařovací komory KUP-1, poté se kostky vyjmou z forem a umístí do normální skladovací komory KNKH-1 s teplotou 20±2ºС a relativní vlhkost alespoň 90 % pro získání pevnosti.
Vzorky staré 28 dní se testují na hydraulickém lisu. Výsledky kompresních testů jsou uvedeny v tabulce 2 a na obrázcích 1,2,3,4.
Výsledky kompresního testu
Struktura
Stáří vzorků, dny.
Vzorové rozměry, cm
Plocha průřezu, cm 2
Zlomová zátěž
Konečná pevnost v tlaku, kgf/cm 2
Korekční faktor pro rozměry vzorku
Pevnost v tlaku vzorků 15x15x15 cm
Korekční faktor pro zkušební období
Průměrná pevnost v tahu vvěk 28 dní, kgf/cm 2
Pohyblivost betonové směsi je „technologickým“ ukazatelem konkrétní betonové směsi. Jedná se o normalizovanou schopnost materiálu šířit se po povrchu a dobře vyplňovat dutiny. Pohyblivost betonu je určena empiricky a je označena písmenem „P“ a čísly od 1 do 5.
Co určuje pohyblivost betonové směsi?
Hlavním účelem „mobility“ je snadné použití a kvalita instalace (vyplnění všech dutin v bednění a hustota návrhu tělesa konstrukce). Použití betonu s vysokou mírou mobility navíc výrazně snižuje technologickou dobu lití a energetické náklady na vibrační hutnění.
Kromě toho je lití konstrukcí pomocí betonových čerpadel možné pouze se stupněm plasticity alespoň P4-P5. Mobilita betonové směsi závisí zejména na následujících hlavních faktorech:
- Množství startéru – vody. Zvýšením množství vody můžete výrazně zvýšit pohyblivost. Musíme však pamatovat na to, že zvýšením obsahu míchačky nad normu snížíte pevnost betonu a také si beton v určitém okamžiku „vybere“ svou schopnost zadržovat vodu a začne se delaminovat;
- Zvýšením obsahu „cementové pasty“ a snížením množství plniva lze dosáhnout výrazného zvýšení pohyblivosti při prakticky nezměněné pevnosti. Mechanismus této metody je následující. Pokud je množství „cementové pasty“ dostatečné pouze k vyplnění mezer mezi kamenivem, betonová směs bude neaktivní. Aby se tento indikátor zvýšil, je nutné „oddálit“ prvky plniva pomocí „vrstvy“ cementové pasty. Platí tedy pravidlo – čím silnější „vrstva“, tím vyšší mobilita;
- Dobré pohyblivosti lze dosáhnout použitím hrubého kameniva. Technologický význam metody je následující. Vzhledem k tomu, že se zvětšením velikosti prvků výplně a odpovídajícím snížením celkové plochy povrchu vyžadující mazání, vrstva „cementové pasty“ houstne, zvyšuje se pohyblivost. V souladu s tím se se zmenšením velikosti prvků a nadměrným zvýšením množství plniva (zejména písku) zvyšuje celková mazací plocha – pohyblivost betonu prudce klesá;
- Mobilita betonu připraveného na bázi hladkého a „kulatého“ kameniva (drceného štěrku) je vyšší. Vzhledem k tomu, že drcený štěrk má menší přilnavost k „cementové pastě“, bude pevnost konečného produktu nižší než při použití žulového drceného kamene;
- Mobilitu betonové směsi lze výrazně zvýšit zavedením změkčovadel do betonu. K dnešnímu dni je to nejúčinnější způsob regulace tohoto ukazatele. Plastifikátor navíc výrazně snižuje spotřebu tmelu a také zvyšuje pevnost a mrazuvzdornost lité konstrukce. V soukromé výstavbě lze jako změkčovadlo použít: tekuté mýdlo, prací prášek nebo přípravek na mytí nádobí Fairy.
Jak určit pohyblivost betonové směsi?
Jak vidíme, pohyblivost betonové směsi závisí na mnoha faktorech, které nelze systematizovat a vypočítat pomocí matematických vzorců. Proto je tato hodnota stanovena empiricky tak či onak, v každém konkrétním případě, pro každou konkrétní směs.
Nejrychlejší, nejjednodušší a nejspolehlivější metoda je metoda „Frustum of a Cone“. Metodu lze implementovat doma pomocí následující technologie:
- Vezmeme jakoukoli vhodnou nádobu ve formě komolého kužele: dětský kbelík nebo plastovou sklenici;
- Nádobu naplníme zkoušeným betonem ve třech krocích. Po každé porci minimálně 25x „bajonetujeme“ kouskem výztuže;
- Otočte nádobu na rovný povrch a pomalu, pomalu nádobu zvedněte, přičemž uvolněte obsah;
- Betonová směs se začne šířit po povrchu. Výška se odpovídajícím způsobem snižuje;
- Měříme rozdíl ve výšce nádoby a výšce betonového „kuželu“ (Slump of the Cone). Stupeň mobility určujeme podle níže uvedených údajů.
Stupně pohyblivosti betonové směsi:
- Tah kužele od 10 do 40 mm: P1;
- Tah kužele od 50 do 90 mm: P2;
- Kuželový tah od 100 do 150 mm: P3 (univerzální transportbeton);
- Tah kužele od 160 do 200 mm: P4;
- Tah kužele od 200 do 240 mm: P5.
Užitečné tipy
Kvalitu betonu bez zkoušení lze posoudit podle jeho vzhledu. Vysoce kvalitní směs má jednotnou konzistenci a barvu a prvky kameniva jsou zcela pokryty vrstvou „cementové pasty“. V tomto případě se směs, která má dostatečnou plasticitu, nedelaminuje a je dobře zhutněna bajonetem. Nízkoplastický beton je podobný vlhké půdě a prakticky nelze bajonet.
Pro posouzení plasticity proveďte „lopatový“ test – udeřte plochou lopaty na povrch betonu a prohlédněte si výsledný otisk. Pokud se mezi prvky plniva objeví mezery, směs obsahuje nedostatečné množství „cementové pasty“, při nalévání struktury se mohou tvořit skořápky. Velmi hluboký otisk ukazuje, že v betonu je hodně „cementové pasty“. To povede k nadměrné pórovitosti struktury.
