Одним из направлений рационального использования цемента в строительстве является широкое применение смешанных вяжущих, содержащих в своем составе повышенные дозировки активных минеральных добавок. Особое внимание среди минеральных добавок к цементам привлекают цеолитсодержащие породы (ЦСП). Эффективность таковых с высоким содержанием цеолитов показана в ряде работ [1, 2]. Однако возможность применения ЦСП с относительно малой долей цеолитового минерала изучена недостаточно. Отличительной особенностью смешанных вяжущих с использованием ЦСП является повышенная водопотребность, что вызывает необходимость использования пластификаторов [2, З].
В данной статье приводятся результаты экспериментальных исследований влияния добавки суперпластификатора С-3 на структуру и физико-механические свойства керамзитобетона марок 200-300, изготовленного на основе смешанного вяжущего из смесей с осадкой конуса от 5 до 15см. Применение суперпластификаторов, как следует из результатов ранее выполненных исследований [4, 5], особенно эффективно в легких конструкционных бетонах, изготовляемых из пластичных смесей и отличающихся высокими расходами цемента.
В эксперименте использовалось смешанное вяжущее, полученное путем домола портландцемента марки 400 Ульяновского завода совместно с природной минеральной добавкой - цеолитсодержащей породой Татарско-шатрашанского месторождения Республики Татарстан и суперпластификатора С-3 до удельной поверхности 415 м2/кг. Такой способ приготовления вяжущего позволяет активизировать не только клинкерную часть, но и активную минеральную добавку как за счет повышения дисперсности вяжущего с 285 до 415 м2кг, так и за счет аморфизации силикатной фазы цеолитсодержащей породы при совместном измельчении ее с добавкой суперпластификатора.
Активная минеральная добавка содержит в своем составе (мае. %): клиноптилолит - 19; кальцит - 18; кварц - 7; активный кремнезем - 30; глинистые и гидрослюдистые минералы - 26. Химический состав цеолитсодержащей породы, по массе %: SiO2 - 54,58;
MgO -1,12; Na2O - 0,19; K2O - 0,74; P2O5 - 0,04; ппп -19,78. Модуль основности этой породы (Мo) находится в пределах 0,26-0,31, что позволяет отнести ее к группе кислых пуццолановых добавок. Модуль активности (Мa) ЦСП находится в пределах 0,08-0,14, что также свидетельствует о высокой активности добавки. Как показали исследования гидравлической активности ЦСП по определению пуццолановой активности проб методом поглощения CaO из водной вытяжки цемента (ГОСТ 25094-94), ЦСП относится к эффективным минеральным добавкам и активно вступает во взаимодействие с гидроксидом кальция. Несмотря на малое содержание в породе клиноптилолита, ее пуццолановая активность оказалась выше, чем у диатомита. В целом по результатам эксперимента следует, что активными компонентами породы являются не только клиноптилолит и опалкристобалит, но и монтмориллонит.
В качестве заполнителей использовались речной кварцевый песок с модулем крупности 2,7 и керамзитовый гравий фракции 5-20 мм со средней плотностью 500 кг/м3 и прочностью при испытании в цилиндре 2,5 МПа.
Приготовление керамзитобетонной смеси осуществлялась в лабораторном бетоносмесителе. Из керамзитобетонной смеси заданного состава формовались образцы-кубы с ребром 15 см, которые пропаривались при 90?С по режиму 3+2+8+2 ч. Часть образцов испытывалась через 4 ч после окончания пропаривания, остальные через 28 сут последующего нормального хранения. Оптимизация состава керамзитобетона с добавкой суперпластификатора производилась при помощи четырехфакторного почти D-оптимального плана второго порядка. В качестве независимых переменных определен расход вяжущего (X) = 300,450, 600 кг/м3), расход керамзита (Х2 = 600, 750, 900 л/м3), удобоукладываемость керамзитобетонной смеси (Хз = 5, 10, 15 см) и содержание добавки С-3 (Х4 = 0; 0,3; 0,6 % от массы вяжущего).
