Материалы серии "EMACO" для ремонта бетонных и железобетонных конструкций

  В процессе ремонта 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. Практика строительства и ремонта сооружений с использованием цементобетона показывает, что даже самые незначительные отклонения в составе цементобетонных смесей и нарушения технологии производства работ с их использованием приводят к непрогнозируемому разрушению. Состояние отечественного рынка готовых материалов и технологий, равно как и нормативной базы по ремонтным смесям и материалам, в значительной мере отстает от потребностей ремонтных работ. Многие же 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 EMACO, 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 комплексом заявленных разработчиком свойств: тиксотропией (начальной структурной прочностью, препятствующей их оплыванию на вертикальной и потолочной поверхностях); безусадочностью (или расширением); высокой ранней прочностью при сжатии и растяжении; адгезией к старому бетону и др.
   Такие свойства обусловлены наличием в их составе полимерной или металлической фибры, а также специального высокоактивного, напрягающего цемента с комплексной добавкой.
   По своему составу эти смеси относятся к категории дисперсно-армированных цементных бетонов с характерными для них показателями растяжимости, трещиностойкости и др.
   При этом разработчикам EMACO удалось решить задачу обеспечения равномерности распределения фибры за счет специальных технологических приемов, а также обеспечить низкую водопотребность сухих смесей за счет использования эффективного суперпластификатора.
   К настоящему времени основные испытания прошли сухие смеси: EMACO S88 (тиксотропный тип), EMACO S88 (наливной тип), EMACO SFR (содержащий оцинкованную стальную фибру), а также напрягающий цемент MACFLOW.
   Испытания проводились по стандартам и методам РФ.
   1. Сухая смесь EMACO S88 (тиксотропный тип) представляет собой смесь цемента с пластифицирующими и микрокремнеземистыми добавками, песком средней крупности и полимерной фиброй. Она предназначена для ремонта вертикальных стен и внутренних поверхностей сводов и потолочных элементов перекрытий. Основным свойством этой смеси является ее тиксотропия, то есть способность менять свои реологические свойства под влиянием механического воздействия и восстанавливать их после прекращения воздействия.
   Затворенная водой сухая смесь EMACO S88 является как раз такой структурированной системой, которая в первые же минуты после перемешивания в состоянии покоя набирает некоторую начальную прочность, структурную вязкость, а затем может "разжижиться" при повторном механическом воздействии.
   При испытании исходная пластичность по эталонному конусу составила 5-7 см (марка по удобоукладываемости Пк2); через 15-30 мин. в спокойном состоянии наступила полная потеря подвижности Пк = 0, которая восстановилась до Пк2 при штыковании, постукивании мастерком или перемешивании.
   Затворенная водой смесь характеризуется связностью, гомогенностью, седиментационной устойчивостью. Коэффициент водоотделения Квод= 0.
   Затвердевший раствор характеризуется объемной массой 2,3 т/м3, водопоглощением - 3,6%, высокой ранней прочностью при сжатии и изгибе: в возрасте 1 сут. Rсж= 32-
   35 МПа; Rизг= 4-5 МПа (рис. 1).
   Исследование сцепления со старым бетоном, проведенное испытанием на изгиб призм 4х4х16 см, одна половинка которых представляла старый бетон, а другая выполнена из материала EMACO, показало величину прочности шва при изгибе, близкую к прочности на изгиб самого раствора EMACO (рис.1).
   2. Интересные результаты получены при испытании смеси EMACO S88 (наливной тип), предназначенной для заливки без вибрирования густоармированных или труднодоступных конструкций.
   Предлагаемая дисперсно-армированная мягкой полимерной фиброй литая смесь (наливной тип) характеризуется осадкой нормального конуса ОНК = 25-27 см, диаметром расплыва 60-70 см, глубиной погружения конуса 9-11 см, что соответствует марке удобоукладываемости П4, а также продолжительным сохранением литой консистенции (более 1 часа) без расслоения и водоотделения.
   Несмотря на большую подвижность, затвердевший раствор имеет высокую раннюю прочность в суточном возрасте при сжатии - до 40 МПа. Коэффициенты роста прочности от 1; 3; 7 сут. к 28 суткам составляют 40; 50; 70% соответственно (см.
   рис. 1).
   При необходимости получения прочности 40-50 МПа уже через 10-12 часов рекомендуется затворять смесь водой, подогретой до 30-50° С.
   Прочность при растяжении раскалыванием бетонных цилиндров достигает 4 МПа, при изгибе призмы - 8 МПа в возрасте 28 суток (рис. 1).
   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 суток.
   Водопоглощение затвердевшего бетона не превышает 4%; марка водонепроницаемости составила W8; марка морозостойкости - не менее F300.
   3. Особый интерес представляет дисперсно-армированная смесь EMACO SFR, содержащая, помимо полимерной, оцинкованную стальную фибру.
   Последняя представляет собой гальванизированные стальные -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 EMACO SFR металлическая фибра укладывается горизонтально, что весьма положительно для получения высоких характеристик на растяжение. Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о высокой начальной и конечной прочности материала (рис. 1).
  

   Особо следует отметить повышенные в 2 раза, по сравнению с неармированным раствором, прочности при изгибе и растяжении при раскалывании.
   Затвердевший раствор серии EMACO SFR имеет несколько повышенную за счет фибры объемную массу - 250 т/м3, высокую водонепроницаемость - W10 при водопоглощении 2,9%.
   Эффективность фиброраствора EMACO SFR подтверждается сохранением упруго-пластических свойств после трещинообразования, характерным для армированного бетона.
   4. Как уже было упомянуто, основу смесей серии EMACO составляет специальный цемент, именуемый МАКФЛОУ (Италия).
   Эта смесь представляет собой быстротвердеющий, пластифицированный, расширяющийся цемент. Его получают на основе портландцементного клинкера, а также комплекса расширяющих и пластифицирующих добавок.
   Стандартные испытания цемента подтвердили заявленные в Технических условиях свойства. Цемент характеризуется низкой водопотребностью (НГ=18,75%), тонким помолом (уд. поверхность - 480 м2/г), содержит микрокремнезем (до 9%) и пластифицирующую добавку (расплыв стандартного раствора - 157 мм), а также имеет значительное объемное расширение при свободном твердении в условиях пароизоляции. Марка цемента М500 при прочности в возрасте 3 суток - не менее 30 МПа. Прочность на сжатие стандартных образцов в возрасте 28 суток - 53,4 МПа, на изгиб -
   5,8 МПа, активность цемента по экспресс-методу - 52,8 МПа.
   5. С целью исследования физико-механических свойств бетонной смеси и бетона, приготовленного на обычных отечественных заполнителях (песке Подмосковном средней крупности и гравии фракции 5-20 мм из алювиальных отложений р. Днестр), были проведены опытные затворения литой смеси с расходом цемента МАКФЛОУ 408 кг/м3 и В/Ц = 0,43. Бетонная смесь характеризовалась хорошей связностью и нерасслаиваемостью, сохранением литой консистенции в течение не менее 1 часа.
   Прочность при сжатии в возрасте 1; 7; 28 сут. составила соответственно 19; 43 и
   63 МПа, при растяжении - 2,2; 4,2 и 5,6 МПа. Марка водонепроницаемости в возрасте
   28 суток - W10, водопоглощение - 3,3%.
   Таким образом, данный цемент пригоден для получения высокопрочного безусадочного бетона.
   При необходимости бетонирования больших объемов для удешевления импортных смесей предполагается исследование "отощания" их за счет введения в оптимальном количестве местных заполнителей без ухудшения основных свойств бетона.
   Исследования подтверждают их надежность и эффективность в практике ремонта любых цементобетонных конструкций, сооружений и покрытий гражданского и промышленного назначения.