Т.А.ЗАТВОРНИЦКАЯ, канд.техн. наук, А.С.МАГИТОН, инж. (НИИЭС), Материалы серии ЭМАКО для ремонта бетонных и железобетонных конструкций
При ремонте цементобетонных покрытий и сооружений особая роль принадлежит изготовлению и использованию сухих смесей, номенклатура которых состоит более чем из ста различных видов, в зависимости от области применения. Российский рынок готовых продуктов и технологий, как и нормативная база ремонтных смесей и материалов, значительно отстает от ремонтных потребностей. Многие предлагаемые импортные материалы нуждаются в экспериментальном обосновании,связанном в том числе и с несовпадением российских и зарубежных методик и нормативных оценок их физико-механических свойств.
Сухие строительные смеси серии ЭМАКО, выпускаемые ЗАО “Ирмаст-Холдинг” по лицензии итальянской фирмы “MAC”, зарекомендовали себя в российской практике ремонта любых цементобетонных конструкций и сооружений гражданского и промышленного назначения как надежный, эффективный и экономичный материал.
Эти смеси характеризуются высокой начальной структурной прочностью, препятствующей оплыванию на вертикальной и потолочной поверхностях (тиксотропи- ей); безусадочностью, или расширением; высокой ранней прочностью при сжатии и растяжении; адгезией к старому бетону и др. Такие свойства обусловлены наличием в составе этих смесей полимерной или металлической фибры, а также специального высокоактивного напрягающего цемента с комплексной добавкой.
По своему составу подобные смеси относятся к категории дисперсно-армированных цементных бетонов с характерными для них показателями растяжимости, тре- щиностойкости и др.
При этом разработчикам смесей ЭМАКО удалось решить задачу обеспечения равномерности распределения фибры путем использования специальных технологических приемов, а также придать смесям низкую водопотреб- ность за счет использования эффективного суперпластификатора.
К настоящему времени основные технические испытания прошли составы: ЭМАКО S88 (тиксотропный тип), ЭМАКО S88 (наливной тип), ЭМАКО SFR (содержащий оцинкованную стальную фибру) и напрягающий цемент МАКФЛОУ. Испытания проводились по стандартам и методам РФ.
Сухая смесь ЭМАКО S88 (тиксотропный тип) представляет собой смесь цемента с пластифицирующими и микрокремнеземистыми добавками, песка средней крупности и полимерной фибры. Она предназначена для ремонта вертикальных стен и внутренних поверхностей сводов и потолочных элементов перекрытий. Основным свойством этой смеси является ее тиксотропия, т.е. способность менять свои реологические свойства под влиянием механического воздействия и восстанавливать их после прекращения этого воздействия.
Затворенная водой сухая смесь ЭМАКО S88 в первые же минуты после перемешивания в состоянии покоя набирает некоторую начальную прочность, структурную вязкость, а затем может разжижаться при повторном механическом воздействии.
При испытании исходная пластичность по эталонному конусу составила 5-7 (марка по удобоукладываемости Пк2); через 15-30 мин в спокойном состоянии наступила полная потеря подвижности, которая восстановилась до Пк2 при штыковании, постукивании мастерком или перемешивании.
Затворенная водой смесь характеризуется связностью, гомогенностью, седиментационной устойчивостью; коэффициент водо- отделения К^О.
Технические характеристики затвердевшего раствора ЭМАКО S88 (тиксотропный тип)
Испытания на изгиб при сцеплении со старым бетоном проводились на образцах-призмах (4x4x16 см), одна половинка которых представляла старый бетон, а другая — материал ЭМАКО, и показали величину прочности шва при изгибе, близкую к прочности на изгиб самого раствора ЭМАКО (см. рисунок).
Смесь ЭМАКО S88 (наливной тип) предназначена для заливки без вибрирования густоармирован- ных или труднодоступных конструкций.
Литьевая смесь, армированная мягкой полимерной фиброй, характеризуется осадкой нормального конуса ОИК 25-27 см, диаметром расплыва 60-70 см, глубиной погружения конуса 9-11 см, что соответствует марке по удобоукладываемости Пк4, а также продолжительностью сохранения литой консистенции более 1 ч без расслоения и водоотделения.
Несмотря на большую подвижность, затвердевший раствор имеет высокую прочность при сжатии в возрасте 1 сут —до 40 МПа. Коэффициенты роста прочности в возрасте 1, 3, 7 сут по отношению к прочности в28-суточном возрасте составляют 40,50, 70% соответственно (см.рисунок). При необходимости получения прочности 4050 МПа уже через 10-12 ч рекомендуется затворять смесь водой, подогретой до 30-50°С.
Прочность при растяжении, определяемая раскалыванием бетонных цилиндров в возрасте 28 сут, достигает 4 МПа, при изгибе призмы — 8 МПа (см.рисунок). Прочность сцепления со старым бетоном при испытании призм (полученных заливкой половинок, со швом в центре) на изгиб составила 3 и 5 МПа в возрасте 1 и 28 сут.
Водопоглощение затвердевшего бетона не превышает 4%; марка по водонепроницаемости W8; марка по морозостойкости не менее F300.
Дисперсно-армированная смесь ЭМАКО SFR содержит, помимо полимерной, оцинкованную стальную фибру. Последняя представляет собой гальванизированные стальные U-образные обрезки проволоки длиной до 2 см, склеенные растворимым клеем в пачки по 15-20 штук, которые распускаются в водно-щелочной среде и равномерно распределяются при перемешивании бетонной смеси. Количество металлической фибры составляет не менее 10% от массы сухой смеси. Следует отметить, что при приготовлении литой смеси ЭМАКО SFR металлическая фибра располагается горизонтально, что весьма способствует получению высоких характеристик при растяжении.
Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о высокой начальной и конечной прочности материала (см.рисунок). Особо следует отметить повышение в 2 раза, по сравнению с неармиро- ванным раствором, прочности при изгибе и растяжении при раскалывании. Затвердевший раствор серии ЭМАКО SFR за счет фибры имеет несколько повышенную среднюю плотность (2500 кг/м3), высокую водонепроницаемость (W10) при водопоглощении 2,9%. Эффективность фиброраствора
ЭМАКО SFR подтверждается сохранением затвердевшим раствором упруго-пластических свойств после трещинообразования, что характерно для армированного бетона.
Основу смесей серии ЭМАКО составляет специальный цемент МАКФЛОУ (Италия). Он представляет собой быстротвердеющий, пластифицированный, расширяющийся продукт, получаемый на основе портландцементного клинкера и комплекса расширяющих и пластифицирующих добавок.
Стандартные испытания цемента подтвердили заявленные в технических условиях свойства.
Технические характеристики цемента МАКФЛОУ
Материал имеет значительное объемное расширение при свободном твердении в условиях пароизоляции.
Для исследования физико-механических свойств бетонной смеси и бетона, приготовленного на рядовых отечественных заполнителях (песке подмосковном средней крупности и гравии фракции 520 мм из аллювиальных отложений р.Днестр), были проведены опытные затворения литьевой смеси с расходом цемента МАКФЛОУ 408 кг/м3 и В/Ц 0,43. Бетонная смесь характеризовалась хорошей связностью и нерасслаива- емостью, сохранением литой консистенции не менее 1 ч. Прочность при сжатии в возрасте 1; 7; 28 сут составила соответственно 19; 43; 63 МПа, при растяжении —2,2; 4,2 и 5,6 МПа. Марка по водонепроницаемости в возрасте 28 сут W10, водопоглощение — 3,3%. Таким образом, данный цемент пригоден для получения высокопрочного безусадочного бетона. При больших объемах бетонирования для сокращения расходов на приобретение импортных смесей предполагается проведение исследований по введению в состав местных заполнителей, не ухудшающих основных свойств бетона.
Бетон и железобетон, 2001 №2