Укладка тротуарной плитки в Брянске 8-953-274-57-17Мелкоштучные бетонные изделия получили широкое распространение в 80-ых годах ХХ века в Европе. Новые камнеформовочные машины были изготовлены за рубежом, с лучшими показателями уплотнения бетонных изделий и обеспечивающие полную автоматизацию технологического процесса. Качественно изменился состав бетонной смеси. Из-за различий в качестве используемых материалов у нас и за рубежом, руководителям предприятий пришлось создавать на базе производства лаборатории, выполняющие не только функции контроля качества и технологического сопровождения, но и решающие задачи по оптимизации и подбору новых составов, проведению экспериментальных замесов и предотвращению причин возникающего брака.

Сложность проведения подбора состава бетонных смесей зависит от плана производства, так как выполнить и проверить тот или иной состав представляется адекватным только на технологическом оборудовании, выпускающем продукцию. Лабораторные минипрессы, симулирующие процесс, дороги и доступны лишь Европейским производителям. Проведение эксперимента сопряжено с исследованием не только характеристик используемых материалов, но и характеристик машины, а именно, параметров вибрации. Параметры вибрации и способность жесткой смеси к лучшему уплотнению зависят от применяемой химической добавки.

На российском рынке строительной химии существует ряд крупных компаний, предлагающих добавки для вибропрессованных изделий. Цель данного материала — показать преимущество использования химических добавок в жестких смесях и сравнить их эффективность.

Эффективность применения химических добавок заключается в решении задач, которые ставит перед собой производитель вибропрессованной продукции. ускоренный набор прочности изделия

1. увеличение морозостойкости
2. увеличение прочности в возрасте 28 суток
3. улучшение показателя водопоглощения и истираемости
4. увеличение плотности
5. уменьшение времени такта формовки и т.д.

В вибропрессованных изделиях плотность прямо пропорционально связана с прочностью на сжатие, водопоглощением, истираемостью. Решение основной задачи сводилось к увеличению плотности и прочности на сжатие и сравнению этих показателей при использовании различных добавок.

Прочность бетона на сжатие определяется в РФ по ГОСТ 10180-90, где описываются 2 варианта исполнения измерений. Специалистами лаборатории был выбран вариант испытаний плитки, непосредственно заформованной на машине HESS RH-2000. Определение водопоглощения проводились по ГОСТ 12730.3-78, определение плотности – ГОСТ 10181.2-81, морозостойкости — ГОСТ 10060.2-95.

Выдержка из ГОСТ 10180-90

2.2.7. При производственном контроле формование контрольных образцов, а также контрольных блоков из ячеистых бетонов следует производить по той же технологии, и с теми же параметрами уплотнения, что и конструкции.

2.2.8. Образцы из тяжелого и легкого бетонов при лабораторных исследованиях, а также при производственном контроле в случаях, когда условия пункта 2.2.7 не могут быть выполнены, формуют следующим образом:

формы заполняют бетонной смесью слоями высотой не более 100 мм. Каждый слой укладывают штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм с закругленным концом. Число нажимов стержня рассчитывают из условия, чтобы один нажим приходился на 10 кв.см верхней открытой поверхности образца, штыкование выполняют равномерно по спирали от краев формы к ее середине.

При подвижности бетонной смеси менее 10 см или жесткости менее 11 с форму с уложенной бетонной смесью жестко закрепляют на лабораторной виброплощадке и дополнительно уплотняют, вибрируя до полного уплотнения, характеризуемого прекращением оседания бетонной смеси, выравниванием ее поверхности, появлением на ней тонкого слоя цементного теста и прекращением выделения пузырьков воздуха.

При изготовлении образцов из бетонной смеси жесткостью 11 с и более на форме закрепляют насадку. Форму с насадкой жестко закрепляют на лабораторной виброплощадке и устанавливают на поверхность смеси пригруз, обеспечивающий давление 4±0,5 кПа, и вибрируют до прекращения оседания пригруза плюс дополнительно 5 — 10 с.

После окончания укладки и уплотнения бетонной смеси в форме верхнюю поверхность образца заглаживают мастерком или пластиной.

2.2.9. В случаях применения на производстве способов и режимов уплотнения бетона, приводящих к изменению его состава, способ изготовления контрольных образцов бетона или поправочный коэффициент к прочности образцов должен быть указан в стандартах или технических условиях на сборные конструкции или в рабочих чертежах монолитных конструкций.

В процессе подбора состава бетонной смеси ставилась задача нивелирования факторов, влияющих на достоверность экспериментальных данных, которые возникают при производстве.

1. Процент погрешности дозирования материалов и качество перемешивания бетонной смеси зависит от объема производственного замеса. Оптимальным был выбран замес в количестве 80% от рабочего объема бетоносмесителя.

2. Распределение вибрации по ПТХ происходит неравномерно, соответственно, распределение массы и плотности изделий в разных частях ПТХ различно. На слайде представлены графики распределения массы изделий по технологическому поддону, и процент отклонения от средней массы. Основным фактором, определяющим данное значение, является направление движения трансферкары.

3. Влияние распределения вибрации на результаты испытаний было устранено. Было принято решение нумеровать образцы, расположенные на ПТХ по ходу движения, согласно утвержденной схеме. В ходе эксперимента нумеровался каждый пятый ПТХ. Испытания образцов проводились в промежуточном и 28 суточном возрасте. Таким образом, при сравнении результатов испытаний обеспечивалась достоверность данных.

4. Изменение водоцементного отношения и показателей вибрации влияют на результаты испытаний продукции. На слайде проиллюстрирована зависимость времени вибрации от прочности на сжатие.1-3 составы были выполнены на пескобетоне, 4-6 — на смеси гравия, песка и цемента. Если на бетоне, с использованием гравия 3-10, изменения по прочности на сжатие незначительны, то на пескобетоне — могут отличаться друг от друга на 30-35 %.

Оптимальное водоцементное соотношение могут подобрать только опытные технологи. Проблема нестабильной влажности материала может быть решена за счет установки гидрометра на смеситель и установки зондов влажности в бункерах.

На этом же слайде приведена зависимость прочностных характеристик от В/Ц. При уменьшении В/Ц бетонной смеси увеличивается время вибрации, как следствие — время такта, степень износа формы, а также увеличивается вероятность прилипания смеси к пуансону. Поэтому нами были выбраны граничные значения В/Ц, а именно 0,24 и 0,36, а также промежуточное – 0,3. Отклонение по прочности достигали 20% между составом с В/Ц 0,24 и 0,36. В ходе эксперимента мы постарались стабилизировать показатель водоцементного отношения, одновременно не меняя время вибрации. На некоторых составах увеличивалась или уменьшалась высота изделия, и это служило показателем степени уплотняемости бетонной смеси.

5. Неточность геометрических размеров, непараллельность и неплоскостность сторон образцов устранены применением новой пресс-формы от фирмы Rampf.

В связи с неровностями на ПТХ было решено использовать на время формовки пластиковые поддоны фирмы WASA Pallet.

Для сравнения были использованы химические добавки фирм MC Bauchemie, Sika, Basf, Omnicon, Bang&Boncomer. Из-за отсутствия технического сопровождения добавки от фирмы Basf не участвовали в экспериментальном сравнении.

Производитель химических добавок предлагает 2 вида продукта. Первый — для увеличения плотности изделия, второй – для улучшения эстетического вида (уменьшение высолообразований, стойкость цвета и т.д. ).

В ходе эксперимента были использованы добавки, увеличивающие, по данным производителя, плотность свежеотформованного изделия. Обратимся к составу этих добавок: в таблице приведены основные характеристики продуктов. Все добавки, кроме Solvitose – это жидкости различного цвета, имеющие основу ПАВ. Главная задача добавок на основе ПАВ – уменьшение сопротивлению при формовке, и соответственно, увеличение плотности.

Существует также вариант добавок на основе полимеров. Применение их на производстве затруднено, так как в сезон песок поступает с высокой влажностью, и как следствие, добавление воды в бетонную смесь приводит к влажному замесу. Наша лаборатория провела экспериментальные сравнительные замесы, и сейчас мы ждем результатов исследования.

Каждый экспериментальный состав имеет свой порядковый номер. Испытания проводились на брусчатке с размерами 200х100х80. Часть составов была изготовлена на пескобетоне,(№№ 1-5 и 11-13), а часть – на гравие 3-10 (№№ 6-10). На представленном слайде вы видите базовый состав бездобавочный, и составы с использованием химических добавок. В ходе проведения работы оценивались результаты испытаний по показателям прочности на сжатие, водопоглощения, плотности, морозостойкости.

Результаты испытаний на прочность приведены в данной таблице. Чтобы уменьшить погрешность пресса, параллельно продукция проверялась в двух лабораториях в возрасте 7 и 28 суток. Срок испытаний в возрасте 7 суток совпадает с датой выгрузки продукции из камеры. Наиболее высокие результаты были у брусчатки с №№5 и 13 (пескобетон) и №10(с гравием 3-10). С меньшим результатом — №№3 и 8 соответственно.

Как видно из таблицы, максимальная плотность была достигнута на составе под №№ 2 и 11, минимальная плотность – под №4. На основном слое: под номером 6 большее значение по плотности. В данном эксперименте большое значение отводилось не столько параметру плотности, сколько её изменению в процессе набора прочности. Как видно, из таблицы, 1 позиция указывает на плотность в момент формования, 2 – в возрасте 28 суток. Потеря массы составила меньше всего у состава под номером 4 среди пескобетонных смесей и под номером 7 среди гравийнопесчанных. Возвращаясь к распределению массы на ПТХ, стоит отметить, что при использовании химических добавок происходило уменьшение отклонения от средней массы. На слайде 18 представлен соответствующий график.

Интересна по своим свойствам, добавка на основе крахмала. В процессе формования, было увеличено дозирование воды на 20-25 литров на куб, при этом не наблюдалось проблем с формовкой, также, определяя плотность, свежеотформованное изделие было подвержено небольшому изгибу, после чего изделие снова приобретало свою первоначальную форму. Однако брусчатка показала посредственные результаты по водопоглощению, и не выдержала испытание по морозостойкости, несмотря на хорошую плотность.

На слайде представлены данные по водопоглощению, которые можно рассматривать как косвенные результаты морозостойкости. Наименьшее значение у брусчатки №2 и 4, наибольшее — №13. Для наглядности все лучшие и худшие результаты сведены в таблицу. Проведение испытаний по морозостойкости занимают много времени. Поэтому в ходе эксперимента была попытка планирования результатов по морозостойкости, основываясь на других показателях продукции. Данные по морозостойкости мы получили благодаря коллегам из лаборатории ККМ.

На слайде 20 вы видите результаты испытаний. Составы под номером 1,2,4,7,8,9,11 успешно прошли испытания на морозостойкость. Лучший показатель оказался у состава №4 и№7. Подтверждая избирательность эффективности химических добавок, производитель вибропрессованной продукции должен понимать, что не существует идеальной добавки. Одна из мыльных эмульсий эффективнее на основном слое, другая на пескобетоне, крахмал зарекомендовал себя отлично, как добавка заметно увеличивающая плотность изделия.

Существует предел эффективности добавок на основе ПАВ. Увеличение расхода цемента, химической добавки приводит к улучшению характеристик по водопоглощению и плотности, но значение прочности и морозостойкости не увеличиваются. Поэтому производителю следует проверять эффективность добавок, имеющих другую химическую основу для улучшения существующих характеристик изделия, если в этом есть необходимость. Эффективнее на характеристики изделия влияет увеличение времени вибрации, однако при росте конкуренции и цен на материалы производителю экономически выгоднее использовать продукцию химических компаний.

Экономическая выгода при использовании химических добавок можно рассмотреть на примере: максимальное количество сэкономленного цемента равняется 70 кг. или примерно 203 р., в то же время средние затраты на добавку составляют 54 р. Соответственно, в грубом приближении разница в 150 р. может оказаться 7-9% снижением себестоимости 1 м3 бетонной смеси.

Расширение области применения вибропрессованной продукции привело к увеличению требований по некоторым характеристикам и ассортименту. Лабораторией успешно была изготовлена плитка тротуарная с прочностью на сжатие В40 и морозостойкостью F300 в солях, брусчатка со светоотражающим эффектом, водопроницаемая брусчатка. На данном этапе развития российского рынка такие специальные продукты только начинают появляться, поэтому технологическому отделу уже сейчас следует заниматься разработкой новой продукции. Область применения химических добавок в этой сфере наиболее оправдана.

 Укладка тротуарной плитки в Брянске: 8-953-274-57-17