Порошок поликарбоксилатного суперпластификатора для массивного бетона: контроль теплоты гидратации без ущерба для структурных характеристик.

Массивный бетон определяется не требованиями к прочности, а термическим риском. Любая бетонная конструкция, поперечное сечение которой достаточно велико, чтобы теплота гидратации создавала разницу температур между ядром и поверхностью выше 20–25 °C, подвержена риску термического растрескивания — а термическое растрескивание в фундаменте плотины, толстой передаточной плите или основании ядерной конструкции является структурной проблемой, которую невозможно устранить постфактум.

Для управления этим риском необходимо снизить содержание цемента без снижения структурной целостности конструкции.Порошок поликарбоксилатного суперпластификатораИменно эта добавка делает это возможным, а ее порошковая форма обеспечивает необходимую точность дозирования при укладке массивного бетона, которая часто осуществляется в несколько смен и на нескольких бетоносмесительных заводах.

Проблема массивного бетона, создаваемая портландцементом.

Гидратация цемента генерирует тепло. В стандартном конструктивном элементе с большим отношением площади поверхности к объему это тепло рассеивается достаточно быстро, чтобы разница температур оставалась ниже порога растрескивания. В массивном бетонном элементе — плитном фундаменте толщиной 3 метра, секции гравитационной плотины, опоре моста диаметром 2 метра — тепло накапливается в сердцевине быстрее, чем рассеивается через поверхность.

В результате возникает разница температур, которая генерирует растягивающее напряжение на более холодной поверхности, поскольку горячее ядро ​​расширяется, а поверхность его сдерживает. Когда это растягивающее напряжение превышает прочность бетона на растяжение в раннем возрасте — которая низка в первые 24–72 часа — начинается образование трещин на поверхности. В тяжелых случаях образуются сквозные трещины, которые навсегда нарушают структурную целостность и водонепроницаемость элемента.

Стандартным способом снижения тепловыделения является замена цемента дополнительными цементирующими материалами — золой-уносом, гранулированным шлаком или микрокремнеземом, — которые выделяют меньше тепла на единицу вяжущего. Однако замена цемента на дополнительные цементирующие материалы снижает раннее развитие прочности, что может противоречить графикам демонтажа опалубки и требованиям строительной программы. Добавка порошкообразного цемента в бетон решает эту проблему, позволяя использовать высокие коэффициенты замены цемента на дополнительные цементирующие материалы, сохраняя при этом удобоукладываемость и раннее развитие прочности, необходимые для строительной программы.

Как порошок PCE позволяет создавать бетонные смеси с низким содержанием цемента

При водоцементном соотношении 0,45 — типичном для немодифицированного массивного бетона — содержание цемента ограничено требованиями к удобоукладываемости. Снижение содержания цемента уменьшает объем цементного теста и удобоукладываемость, что вынуждает либо добавлять воду, либо уменьшать количество заменяемых добавок для компенсации. Оба варианта повышают термический риск.

Порошок суперпластификатора на основе поликарбоксилатного эфира (ПХЭ) преодолевает это ограничение. При дозировке от 0,20 до 0,35% по весу от общего количества вяжущего порошок ПХЭ обеспечивает снижение водопотребления на 25–32%, что позволяет снизить содержание цемента на 15–25% при эквивалентной удобоукладываемости. В сочетании с заменой 40–60% гранулированного доменного шлака или золы это позволяет получить состав бетонной смеси с общим тепловыделением вяжущего на 35–45% ниже, чем в стандартной смеси портландцемента — этого достаточно, чтобы снизить перепад температур ниже порога растрескивания в 20°C в большинстве конструкций из массивного бетона без необходимости охлаждения льдом или впрыскивания жидкого азота.

Технические параметры

Эксплуатационные характеристики: порошок ПХЭ в составе массовых бетонных смесей

Снижение пиковой температуры в сердцевине с 70°C до 50°C, достигнутое за счет сочетания снижения содержания цемента с помощью ПХЭ и замены гранулированного шлака доменных печей, позволяет снизить разницу температур ниже порога растрескивания в 20°C без каких-либо дополнительных мер охлаждения. Прочность через 28 дней фактически увеличивается, несмотря на более низкое содержание цемента, поскольку более низкое водоцементное соотношение, обеспечиваемое порошком ПХЭ, более чем компенсирует более медленное развитие прочности вяжущей системы с высоким содержанием гранулированного шлака доменных печей.

Почему порошковая форма — правильный выбор для массивного бетона

Укладка массивного бетона редко осуществляется за один цикл. Для фундаментной плиты толщиной 3 метра высотного здания может потребоваться от 500 до 2000 кубических метров бетона, укладываемого непрерывно в течение 12–36 часов из нескольких бетоносмесительных машин и, иногда, нескольких бетоносмесительных заводов. Концентрация жидкого ПХЭ изменяется в зависимости от температуры хранения — различия в плотности между летними и зимними условиями хранения приводят к колебаниям дозировки, которые накапливаются при большой заливке. При уровнях дозировки, используемых в массивном бетоне, где точный контроль соотношения воды и цемента имеет решающее значение как для тепловых характеристик, так и для долговечности, такие колебания недопустимы.

Порошковый суперпластификатор PCE, используемый в системах контроля теплоты гидратации, выигрывает от равномерности дозирования по весу, обеспечиваемой порошковой формой. Каждая партия получает одинаковое содержание активного полимера независимо от температуры окружающей среды, продолжительности хранения или местоположения бетоносмесительного завода — это требование к однородности, предъявляемое программами обеспечения качества массивного бетона.

Часто задаваемые вопросы

В: В наших технических условиях на монолитный бетон требуется максимальное водоцементное соотношение 0,40 и минимальная прочность через 28 дней 35 МПа при 50% замене шлака гранулированного доменного шлака. Наши опытные смеси достигают требуемой прочности, но осадка конуса падает ниже 100 мм через 60 минут — этого недостаточно для нашего метода укладки. Какая корректировка дозировки ПХЭ необходима?

Потеря подвижности через 60 минут при высокой степени замещения GGBS является известной проблемой — более низкая начальная реакционная способность GGBS означает, что меньше PCE расходуется на адсорбцию на частицах связующего в течение первого часа, но оставшийся свободный PCE постепенно расходуется на вторичную адсорбцию по мере начала гидратации GGBS. Практическое решение — это подход с раздельным дозированием: 70% от общей дозировки порошка PCE добавляется при замешивании, 30% — в качестве добавки на месте через 45 минут. Это позволяет поддерживать удобоукладываемость в течение 90 минут укладки без превышения общей дозировки. По запросу мы предоставляем протоколы дозирования для смесей с высоким содержанием SCM.

В: Мы используем порошок ПХЭ для заливки фундамента плотины в отдаленном районе, где надежность поставок жидких добавок неопределенна. Каковы требования к хранению и максимальный срок годности в условиях строительной площадки?

Порошок поликарбоксилатного суперпластификатораХранится при комнатной температуре в герметичных пакетах в течение 12 месяцев без ухудшения характеристик — при условии, что хранится в сухом месте. Критически важным требованием является исключение влаги: порошок, впитавший атмосферную влагу, будет слипаться и терять свои сыпучие свойства, что затруднит точное дозирование. Для хранения на удаленных объектах мы рекомендуем хранить невскрытые пакеты в закрытом, вентилируемом складе, вдали от прямого контакта с землей. Открытые пакеты следует немедленно закрывать после использования. В этих условиях характеристики сохраняются в течение всего 12-месячного срока годности независимо от колебаний температуры окружающей среды — это значительное практическое преимущество по сравнению с жидким ПХЭ в удаленных строительных зонах, где невозможно обеспечить соблюдение холодовой цепи.

Заключение

Для инженеров-конструкторов и производителей бетона, использующих массивный бетон для фундаментов, плотин и толстых передаточных плит,Порошок поликарбоксилатного суперпластификатораЭто позволяет создавать смеси с низким содержанием цемента и высоким содержанием SCM, необходимые для контроля термического растрескивания, — без компромиссов в отношении удобоукладываемости, прочности или стабильности дозировки, которые ограничивают традиционные подходы к добавлению примесей. Как специализированный поставщик порошкового суперпластификатора PCE, мы обеспечиваем стабильное качество партий с полной документацией COA и поддержкой в ​​разработке массовых бетонных смесей для всех строительных применений.

Свяжитесь с нами, чтобы запросить бесплатный образец, технический паспорт или консультацию по составлению бетонной смеси для применения в массивном бетоне.