02.04.12 23:10

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДИФИКАТОРА ПМФ-НЛК В БЕТОН ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОЛИМПИЙСКИХ ОБЪЕКТОВ В Г. СОЧИ.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БЕТОНОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ

Сегодня сложно представить себе бетон, к которому предъявляются высокие требования по морозостойкости и водонепроницаемости, без применения модифицирующих добавок.

Они позволяют решить одну из самых главных задач - долговечность, обеспечивая длительную устойчивость бетона конструкций к воздействию воды, хлоридов и углекислого газа, что особенно актуально для зданий и сооружений, строящихся в прибрежной зоне олимпийского Сочи. Долговечность бетона, как известно, характеризуется его способностью длительное время сохранять свои эксплуатационные свойства.

Современный строительный рынок предлагает большое количество отечественных и зарубежных композиций в качестве добавок в бетоны целевого назначения. Однако нельзя не отметить, что любое масштабное и ответственное строительство требует повышенного внимания к выбору той единственной и неповторимой добавки, что способна не только пройти всестороннюю опытную проверку с положительными результатами, но и обеспечить наиболее рациональный баланс  в формуле: цена-качество.

Известно, что коррозионная стойкость бетона зависит от проницаемости цементного камня и бетона жидкими и газообразными агентами, а также реакционной способности цементного камня, т.е. от дифференциальной пористости. Кроме того, определена связь морозостойкости с другими параметрами структуры: объемом и размером условно замкнутых пор и фактором расстояния между ними.

Воздействуя на процессы формирования структуры бетонной смеси, модификаторы изменяют реологические свойства цементной системы, способствуют сокращению ее водопотребности, что в дальнейшем отражается на параметрах кристаллизационной структуры и, как следствие, на долговечности бетона.

Одним из направлений деятельности ЮСЛ является подбор составов бетонов для коммерческих бетонно-растворных узлов (БРУ), выпускающих бетонные смеси с заданными свойствами по морозостойкости и водонепроницаемости для строительства олимпийских сооружений. Наиболее востребованными в этой связи явились составы бетонной смеси для классов В25: подвижностью 18-20 см, с морозостойкостью не менее 200 циклов, водонепроницаемостью от W6 до W12 и для классов В35: также подвижностью 18-20 см с требованиями по морозостойкости F200 и водонепроницаемости  от W6 до W12.

Для получения заданных проектных свойств составы бетонных смесей подбирались с модификатором «ПФМ-НЛК» производства компании ПОЛИПЛАСТ.

По своим потребительским свойствам «ПФМ-НЛК» соответствует ГОСТ 24211-2003 для пластифицирующих – водоредуцирующих (класс суперпластификаторов) и повышающих морозостойкость добавок и представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы с добавлением воздухововлекающего и гидрофобизирующего компонента ГКЖ 11. Наличие этих компонентов позволяет получать бетоны с высокими результатами по морозостойкости и водонепроницаемости.

Согласно техническим условиям добавка «ПФМ-НЛК» предназначена для использования в тяжелых бетонах с целью получения бетона высокой морозостойкости из подвижных или литых смесей. Добавку рекомендуется применять при производстве ненапрягаемых и предварительно напряженных сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций в зданиях и сооружениях различного назначения: промышленных, гражданских, гидротехнических, мостовых, дорожных и аэродромных, эксплуатирующихся в сложных условиях внешней среды (цикличные увлажнение и высушивание, замораживание и оттаивание и т.п.).

Модификатор «ПФМ-НЛК» разрешено применять также в бетонах для транспортных сооружений (Заключение ЦНИИС по применению добавки «ПФМ-НЛК» для конструкций транспортного строительства) и в производстве дорожных бетонов (Заключение ФГУП РОСДОРНИИ по применению добавки «ПФМ-НЛК» в дорожных бетонах).

Добавка «ПФМ-НЛК» не нарушает пассивного состояния стальной арматуры в бетоне (Заключение НИИЖБ о влиянии добавки «ПФМ-НЛК» на защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре).

Данные по подбору составов бетонных смесей В25 и В35 приведены в таблицах 1-4.

В таблице №1 рассматривается эффективность работы добавок, наиболее распространенных на рынке Олимпийского строительства, с точки зрения сохраняемости подвижности бетонной смеси.

В таблице представлены следующие добавки:

- ПФМ-НЛК – компании «Полипласт»;

- Viscocrete 3300 – компании «Sika»;

- Centrament P-40 – компании «МС».


Таблица №1

Наименование добавки

Расход цемента кг/м3

Дозировка добавки, %ж

Расход воды,

кг

В\Ц

О.К.,

см

Средняя плотность бетонной смеси

кг/м3

Сохраняемость

30 мин.

60 мин.

90 мин.

120 мин.

1

ПФМ-НЛК

360

1,43

180

0,5

20

2412

19,5

18

17

14,5

2

ПФМ-НЛК

450

1,43

182

0,4

20

2446

20

18

17

15,5

3

Viscocret 3300

360

0,7

178

0,49

20

2390

20

19,5

19

16

4

Viscocret 3300

450

0,7

181

0,4

20

2399

21

20

19,5

17,5

5

Centroment P-40

360

0,8

185

0,51

19,5

2367

18,5

18

17,5

14

6

Centroment P-40

450

0,8

188

0,42

20

2383

19

17,5

16

15


Отметим, что при одинаковом расходе цемента и одинаковой пластичности бетонной смеси, добавки обеспечивают сравнительно одинаковую сохраняемость подвижности бетонной смеси.

В таблице №2 приведены характеристики прочности бетона, полученные при использовании вышеперечисленных добавок.


Таблица №2

Наименование добавки

Расход цемента кг/м3

Дозировка добавки, %ж

Расход воды,

кг

В\Ц

О.К.,

см

Средняя плотность бетонной смеси

кг/м3

Прочность в возрасте МПа

Набор прочности за 7 сут., %от проектн.

Набор прочности за 28 сут., %от проектн.

7 сут.

28 сут.

1

ПФМ-НЛК

360

1,43

180

0,5

20

2412

33,9

46,4

103,7

141,9

2

ПФМ-НЛК

450

1,43

182

0,4

20

2446

42,2

54,3

92,1

118,6

3

Viscocret 3300

360

0,7

178

0,49

20

2390

34,5

45,4

105,5

138,8

4

Viscocret 3300

450

0,7

181

0,4

20

2399

41,6

50,7

90,8

110,7

5

Centroment P-40

360

0,8

185

0,51

19,5

2367

27,5

33,6

84,0

102,8

6

Centroment P-40

450

0,8

188

0,42

20

2383

38,4

48,1

83,8

105,0


Из данных, приведенных в таблице 2 можно сделать вывод, что при использовании добавок ПФМ-НЛК и VC3300 в одинаковом возрасте бетон имеет сравнительную прочность.

В таблице №3 приведены характеристики бетонных смесей, произведенных на добавке - полифункциональном модификаторе ПФМ-НЛК с цементами различных заводов производителей.

Показатели, приведенные в таблице №3, позволяют сделать вывод о том, что на цементах марки 500 и СЕМ I 42,5R с добавкой ПФМ-НЛК можно успешно получать бетоны требуемых классов с прогнозируемой сохраняемостью подвижности бетонной смеси.


Таблица №3

Производитель цемента

Истинный расход цемента

Дозировка добавки, %сух

Вода,

кг

В/Ц

О.К.,

см

Средняя плотность бетонной смеси

кг/м3

Сохраняемость

30 мин

60 мин

90 мин

120 мин

1

Пролетарий ПЦ500 Д0

360

0,45

177

0,49

20

2423

19

18

16,5

14

2

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

360

0,5

180

0,5

20

2412

19,5

18

17

14,5

3

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

360

0,7

186

0,52

20

2386

18,5

18

16,5

13

4

Пролетарий

ПЦ500 Д0

450

0,45

182

0,4

19,5

2446

19

18,5

17

14

5

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

450

0,5

180

0,4

20

2450

20

18

17

15,5

6

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

450

0,7

190

0,42

20

2391

19

17,5

16

12

7

Осколцемент

ПЦ500Д0

360

0,35

175

0,49

20

2390

18

16,5

15

10

8

Турецкий

Cem I 42,5 R

360

0,5

192

0,53

20

2386

19

18

16,5

12

9

Болгарский

Cem I 42,5 R

360

0,5

185

0,51

20

2406

19

18

17

14,5

10

Волгоградский

ПЦ500Д0

360

0,5

173

0,48

20

2431

20

19

18,5

16


В таблице №4 приведены результаты испытаний бетонных образцов на прочность, морозостойкость, водонепроницаемость – характеристик, влияющих на долговечность бетона в конструкциях.


Таблица №4

Производитель цемента

Истинный расход цемента

Вода,

кг

Дозировка добавки, %сух

В/Ц

О.К.,

см

Средняя плотность бетонной смеси

кг/м3

Прочность

МПа

Морозо-стойкость,

циклы

Водоне-

прониц.

(мокрое

пятно)

Водоне-

прониц.

в конст-

рукции

(по воз-духопро-ницае-мости)

7 сут.

28

сут.

1

Пролетарий ПЦ500 Д0

360

177

0,45

0,49

20

2423

34,1

42,6

200

10

12

2

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

360

180

0,5

0,5

20

2412

33,9

46,4

200

12

16

3

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

360

186

0,7

0,52

20

2386

28,6

37,2

200

12

12

4

Пролетарий

ПЦ500 Д0

450

182

0,45

0,4

19,5

2446

43,9

56,6

300

16

16

5

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

450

180

0,5

0,4

20

2450

42,2

54,3

300

18

20

6

Пролетарий

ПЦ500 Д0-Н

450

190

0,7

0,42

20

2391

37,9

46,7

300

18

18

7

Осколцемент

ПЦ500Д0

360

175

0,35

0,49

20

2390

32,2

38,3

200

10

-

8

Турецкий

Cem I 42,5 R

360

192

0,5

0,53

20

2386

35,6

39,1

200

10

10

9

Болгарский

Cem I 42,5 R

360

185

0,5

0,51

20

2406

35,5

40,1

200

12

12

10

Волгоградский

ПЦ500Д0

360

173

0,5

0,48

20

2431

37,4

46,2

200

16

-


Необходимо отметить, что испытание на водонепроницаемость определялось на образцах по методу мокрого пятна на установке УВБ-МГ4.01, в конструкциях прибором «АГАМА» согласно ГОСТ 12730.5. Морозостойкость бетона, в виду сжатых сроков подборов составов, испытывалась в морозильной камере при -50о С по третьему ускоренному методу согласно ГОСТ 10060.20.

В дальнейшем была подтверждена марка по водонепроницаемости непосредственно на объекте по достижению бетоном возраста 28 суток на всех используемых цементах.

Таким образом, можно сделать вывод, что применяя добавку ПФМ-НЛК компании ПОЛИПЛАСТ, требования проекта по прочности на сжатие бетона В25 и В35, марки по морозостойкости F200 и F300, марки по водонепроницаемости от W6 до W12 возможно полностью обеспечить.

Повышенные показатели прочности на сжатие бетона и марки по водонепроницаемости, полученные непосредственно на объекте, свидетельствуют нам о надежности возведенных конструкций и их долговечности.

Стоит отметить, что данный пример подбора составов бетонной смеси является рядовым. Факт получения более высоких характеристик бетона, относительно требуемых проектом, наблюдается практически на каждом объекте, при условии строгого соблюдения норм расходов материалов при приготовлении бетонной смеси на БРУ, а также своевременном предоставлении инженерам, обслуживающим БРУ, информации о смене применяемых инертных материалов и цементов.


В заключение хотелось бы представить читателям основной перечень сооружений, предназначенных для проведения и обслуживания олимпийских игр 2014 года, основная часть железобетонных конструкций которых, возведенных к настоящему времени из бетонной смеси с применением полифункционального модификатора «ПФМ-НЛК»:


  1. Ледовый дворец спорта для фигурного катания;
  2. Санно-бобслейная трасса;
  3. Центральный стадион;
  4. Малая ледовая арена;
  5. Ледовая арена для керлинга;
  6. Крытый конькобежный центр – Совмещенный комплекс для соревнований по лыжным гонкам и биатлону;
  7. Комплекс трамплинов;
  8. СТК «Горная карусель»;
  9. ГТЦ ОАО «Газпром»;
  10. ГЛК «Роза-Хутор»;
  11. Развязка на пересечении ул. Гагарина и ул. Донская;
  12. Развязка в районе Краснодарского кольца;
  13. Дублер Курортного проспекта;
  14. Дорога от ГКК «Альпика-Сервис» до ГЛК «Роза-Хутор»;
  15. Грузовой район морского порта Сочи в устье реки Мзымта;
  16. Федеральная автодороги М-27 «Джубга-Сочи».


Авторы доклада: И.И. Демченко

С.С. Пронин

Подготовил к публикации: А.Н. Смирнов