Статья: Анализ химической стойкости цементных композитов с герметиком Акватрон-6

Анализ химической стойкости цементных композитов с герметиком «Акватрон-6»

В последние годы для защиты железобетонных конструкций от воздействия воды и водных растворов кислот все чаще используют различные интегрально-капиллярные системы. Наиболее широкое распространение получили такие герметизирующие составы, как «Акватрон», «Пенетрон», «Кальматрон», «Стримсмесь», «Лахта», «Гидротэкс - В» и т.д. Интегрально-капиллярные системы используют как в виде пропиточных составов, так и в качестве добавки в бетоны и цементные растворы.

Однако, как уже было отмечено в предыдущих работах [2 - 4], анализ документации по применению подобных герметиков показал, что конкретных рекомендаций по количеству вводимых герметиков в состав цементных растворов и бетонов нет. Проведенные ранее исследования [1 - 5] свидетельствуют, что герметик проникающего действия «Акватрон-6» действительно обладает положительным эффектом и может использоваться для повышения свойств цементных композитов. Однако для наиболее эффективного применения данного герметика в качестве добавки в ЦК необходимо придерживаться оптимальных песчано-цементного и водоцементного отношений. Результаты экспериментальных исследований показали, что введение от 5 до 25% от массы цемента герметика «Акватрон-6» позволяет достигнуть увеличения предела прочности при сжатии до 58% и снижения водопоглощения по массе до 38%.

Для выявления химической стойкости цементных композитов с добавкой герметика «Акватрон-6» были проведены экспериментальные исследования изменения прочностных и сорбционных характеристик при экспонировании в 2% растворах серной и соляной кислот. В ходе эксперимента исследовалось изменение массы и пределов прочности при сжатии и на растяжение при изгибе через 7, 14, 21, 28, 42 и 56 суток для 9 составов. Варьируемыми факторами служили: количественное содержание герметика «Акватрон-6» и отношение количества воды к сумме «Акватрон-6» + цемент. Песчано-цементное отношение для всех составов принималось постоянным, равным 3. Уровни варьирования переменных факторов приведены в таблице. Параллельно с данным экспериментом исследовались цементные композиции без добавки герметика «Акватрон-6».

железобетонный цементный герметик композит

Уровни варьирования переменных факторов

Анализ проведенных исследований показал, что применение интегрально-капиллярных систем в составе цементно-песчаных композитов при оптимальном соотношении исследуемых параметров оказывает положительное воздействие на их химическую стойкость в условиях воздействия 2% растворов серной и соляной кислот (рис. 1 - 8). Способность материала сопротивляться действию химически агрессивных сред, тесным образом связана с его плотностью, пористостью и, как следствие, сорбционными характеристиками. Как показали результаты экспериментальных исследований, для композитов с В/(Ц+А)=0.65 наименьший сорбционной проницаемостью обладают составы с 5 и 15%-ной добавкой герметика «Акватрон-6» (рис. 1, 2). При повышении доли герметика до 25% наименьший прирост массы наблюдается для композитов с В/(Ц+А)=0.70.75, что подтверждается ранее сделанными выводами при анализе плотности и пористости исследуемых составов [1 - 5]. Характер сорбционных кривых существенно зависит от вида агрессивной среды. Если при экспонировании в растворах серной кислоты для всех составов наблюдается прирост массы, то для ЦК с содержанием герметика 5 и 25%, работающих в условиях действия соляной кислоты, на начальном этапе наблюдается временное незначительное падение.

Как показал проведенный анализ, под действием агрессивных сред происходит изменение прочностных характеристик цементных композитов. При этом уровень изменения свойств существенно зависит от водоцементного отношения и процентного содержания герметика «Акватрон-6». При экспонировании композитов в 2% растворе на начальном временном интервале наблюдается повышение предела прочности при сжатии, причем если для составов с В/(Ц+А)=0.650.7 и 5%-ным содержанием интегрально-капиллярной системы пик прочности наблюдается на 42 сутки, то при В/(Ц+А)=0.75 - на 21 сутки (рис. 3). Первоначальное повышение прочности при экспонировании в растворе серной кислоты наблюдается и для составов без герметика, в то время как для композитов, работающих в условиях действия соляной кислоты, происходит снижение характеристики уже в первые сутки (рис. 3 - 6).

Наибольшим пределом прочности при сжатии после 56 суток экспонирования в 2%-ных растворах серной и соляной кислот обладают составы, в которых доля герметика составляет 5% при водоцементном отношении 0.65, а также составы с 25%-ным содержанием герметика при В/(Ц+А)=0,70,75 (рис. 4 - 6), что объясняется образованием наиболее плотных, малопористых композитов и подтверждается ранее сделанными выводами [1-5]. Выдерживание указанных выше соотношений исследуемых параметров позволяет добиваться снижения полной пористости цементных композитов до 30%.

Анализ результатов показал, что при введении в состав песчано-цементных композитов интегрально-капиллярных систем необходимо строго контролировать расход воды. Увеличение водоцементного отношения с 0.65 (рис. 5) до 0.75 (рис. 6) при одинаковом расходе герметика «Акватрон-6» приводит к уменьшению периода «позитивной» коррозии с 42 до 18 - 25 суток.

Графики изменения предела прочности на растяжение при изгибе (рис. 7 - 8) свидетельствуют о монотонном снижении характеристики под действием растворов кислот. При этом наиболее агрессивное воздействие оказывает раствор соляной кислоты. К 56 суткам экспонирования значения предела прочности на растяжение при изгибе для композитов, экспонированных в 2% растворе , выше аналогичных, выдержанных в растворе , на 15 - 40%.

Проведенный анализ показал, что применение интегрально-капиллярных систем в качестве добавки в состав цементных композитов позволяет существенно повысить их химическую стойкость и долговечность. Однако, при несоблюдении разработанной для конкретных изделий рецептуры, введение в состав цементных композитов, даже в значительных объемах, интегрально-капиллярных систем не позволит добиться высоких результатов.

Список литературы

железобетонный цементный герметик композит

1. Селяев В.П., Низина Т.А., Бажанов С.Г. и др. Анализ влияния интегрально-капиллярных систем на свойства цементных композиций // Современные технологии строительных материалов и конструкций. / Материалы Всерос. науч.-техн. конф. // Саранск. Изд-во Мордов. ун-та, 2003. С. 99-103.

2. Селяев В.П., Низина Т.А., Бажанов С.Г. Анализ области применения интегрально-капиллярных систем Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова / Материалы Междун. конгресса. Ч. I, №5 // Белгород, 2003. С. 370-373.

3. Селяев В.П., Низина Т.А., Бажанов С.Г. Экспериментальные исследования влияния интегрально-капиллярной системы «Акватрон-6» на упруго-прочностные характеристики цементных композиций // Актуальные вопросы строительства: материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2004. С. 288 - 293.

4. Селяев В.П., Низина Т.А., Бажанов С.Г. Повышение долговечности и надежности бетонных изделий путем применения интегрально-капиллярных систем // Наука и инновации в Республике Мордовия / Матер. III респ. науч.-практ. конф. «Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса региона»: В 3 ч. Ч. 1. Техн. науки - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2004. С. 179-184.

5. Селяев В.П., Низина Т.А., Бажанов С.Г. Изменение кинетики твердения наполненных цементных композитов при введении интегрально-капиллярной системы «Акватрон-6» // Актуальные проблемы современного строительства. Строительные материалы и конструкции: Материалы международной научно-технической конференции. - Пенза: ПГУАС, 2005. С. 221 - 224.