STRENGTH OF LOW-SLUMP CONCRETE MIX WITH POLYCARBOXYLATE PLASTICIZERS
Authors: Добшиц Л.М. , Анисимов С.Н. , Смирнов А.О. , Лешканов А.Ю. , Анисимова А.А. 
Published: July 2024

Исследовано влияние пластифицирующей добавки на основе поликарбоксилатного эфира на прочность жестких бетонных смесей. Принцип действия поликарбоксилатов основан на том, что его компоненты адсорбируются преимущественно на гидросульфоалюминатах, но дальнейшее фазообразование приводит к практически полному подавлению пластифицирующего действия за счет перекрывания зон стерических эффектов. При создании молекул суперпластификаторов важно учесть начальные скорости адсорбции и гидратации фазообразования для того, чтобы обеспечить необходимую продолжительность их действия и, следовательно, сохраняемость бетонных смесей. Поэтому современные продукты содержат, как правило, молекулы нескольких типов, действие каждого из которых начинается в строго определенное время. Важной составляющей разработки состава бетона с поликарбоксилатами являются особые требования к гранулометрии заполнителей, выражающиеся в увеличении доли песка для предотвращения расслоения бетонной смеси. Привлекательна возможность применения поликарбоксилатных добавок в массивных бетонных конструкциях, где снижение скорости схватывания может способствовать снижению экзотермии цемента, а уменьшение водопотребности повысит плотность бетона. Однако неизвестно, какое влияние на свойства жестких бетонных смесей оказывает применение поликарбоксилата при изменении доли мелкого заполнителя. Результаты исследований показывают, что превышение содержания добавки на основе поликарбоксилатного эфира Glenium® 51 более 0,5 % от массы цемента может существенно замедлить рост ранней прочности, что необходимо учитывать в производстве сборного и товарного железобетона. Добавка Glenium® 51 способна снизить водопотребность бетонной смеси на 25-28 % с сохранением способности к самоуплотнению после кратковременного вибрирования. Понижение же содержания крупного заполнителя в бетоне с 1200 до 800 кг/м3 приводит к снижению его ранней и конечной прочности. Замещение гравия кварцевым песком для всех дозировок добавки Glenium®51 понижает как раннюю, так и конечную прочность бетона. Применение пластификатора Glenium®51 в жестких бетонных смесях обосновано и целесообразно в условиях необходимости снижения экзотермии цемента в период начальной гидратации.

The paper analyses the influence of polycarboxylate plasticizer on low-slump concrete mix strength. The principle of action of polycarboxylates is based on the fact that its components are adsorbed mainly on hydrosulfoaluminates, but the further phase formation leads to complete suppression of the plasticizing action due to overlapping zones of steric effects. When creating superplasticizer molecules it is important to take into account the initial rates of adsorption and hydration-phase formation in order to ensure the necessary duration of their action and consequently, the preservation of concrete mixtures. Therefore, modern products contain as a rule molecules of several types which start acting individually. An important feature of the development of the composition of concrete with polycarboxylates are special requirements for the granulometry of aggregates, which are expressed as the increased proportion of sand aimed at prevention of delamination of the concrete mixture. The possibility to use polycarboxylate additives in massive concrete structures seems beneficial. In these structures the decrease in the rate of setting can reduce exothermy of cement, and the decrease in water demand will increase the density of concrete. However, it remains unclear what effect on the properties of rigid concrete mixtures is produced by the use of polycarboxylate when changing the proportion of fine aggregate. The results reveal that the excessing the content of the additive by more than 0.5 % of cement weight can significantly slow down the growth of the early strength that must be considered in the precast production and readymix concrete. Additive Glenium® 51 can reduce the water requirement by 25-28 % with preservation of the ability to self-compacting after short-term vibration. The decrease of coarse aggregate content in concrete from 1,200 to 800 kg/m3 leads to the reduction of early and ultimate strength. The substitution of gravel in the sand for all supplements dosages of Glenium®51 lowers both early and final concrete strength. The use of a plasticizer Glenium®51 in the hard concrete mixtures is justified in terms of the need to reduce heat generation cement during the initial hydration.