Композиції нового покоління з добавками мікроорганізмів

Різноманітність бетонів в наш час така, що їх розробку, отримання, дослідження та вдосконалення час називати самостійною наукою. Нові технології отримання бетону базуються на глибокому вивченні процесів структуроутворення бетону на мікро- та нанорівні.

Об’єктом досліджень є цементні системи з використанням ЕМ-продуктів, які представлені, в основному, анаеробними мікроорганізмами. В якості добавки в цементну композицію використовували рідкий ЕМ-препарат та ЕМ – керамічний порошок.

Визначення показника рН показало, що ЕМ-препарат має кисле середовище - 3,74, а ЕМ – керамічний порошок - лужне середовище із значенням рН - 10,1. ЕМ-препарат вміщував 2,32% сухої речовини, яка визначалась сушінням ЕМ-препарату при температурі 60±3⁰С до постійної маси.

Для визначення зміни рухливості цементного тіста з добавкою ЕМ-препарату та ЕМ–керамічного порошку використовували кільце з внутрішнім діаметром 70 мм та висотою 40 мм. За контрольний склад приймалась цементна суміш з В/Ц = 0,4. Зміна рухливості оцінювалась по осадці суміші після зняття кільця по висоті та діаметру її розпливу.

Склад цементної системи та вміст добавки ЕМ-препарату приведено у таблиці 1.

Таблиця 1

№	Цемент, гр	Вода, гр	Добавка ЕМ-препарату, %, від маси цементу	Осадка суміші, мм	В/Ц
1.1			-		0,4
1.2		160*			0,4
1.3		160*			0,4
1.4		160*	3,5		0,4
1.5		160*			0,4

Примітка: * у витраті води врахований її вміст в добавці

Значення зміни рухливості тіста наведені на рисунках 1,2. Проводячи аналіз даних, спостерігаємо суттєве підвищення рухливості цементного тіста при введенні добавки у кількості від 3 % до 4 % (рисунок 1).

Так, контрольний склад мав 0 см осідання суміші, а при введенні 3% добавки осідання суміші після зняття кільця становило 25 мм., що свідчить про наявність пластифікуючих властивостей у ЕМ–препарату.

При подальших дослідженнях було прийнято сталу рухливість цементної суміші, яка коливалась у межах 150 ±20 мм (таблиця 2, рисунок 2).

Зменшення витрати води зачинення (таблиця 2, рисунок 2) до 18% свідчить про наявність можливого водоредукуючого ефекту (підвищення міцності матеріалу за рахунок зменшення витрати води при однаковій рухливості суміші).

Таблиця 2

№	Цемент, гр	Добавка ЕМ-препарату, %, від маси цементу	Діаметр розпливу, мм	В/Ц
2.1		-		0,4
2.2				0,367
2.3				0,332
2.4		3,5		0,33
2.5				0,33

На рисунках 3 та 4 наведені результати визначення впливу ЕМ-препарату на міцність цементного каменя при однаковому В/Ц суміші та приблизно однаковій рухливості суміші.

Аналізуючи отримані дані, можна відмітити наступне. ЕМ-препарат в цементному камені, отриманому з сумішей з однаковим В/Ц, дозволяє підвищити міцність матеріалу на 65% на 28 добу тверднення при його витраті 3,5%. В той же час підвищення міцності цементного каменю на третю добу складає приблизно 9%, а на 7-му – 24%. Це може свідчити про постійну дію ЕМ-препарату на властивості цементного каменю.

Аналізуючи дані міцності цементного каменю, отриманого з сумішей приблизно однакової рухливості, можна відмітити, що приріст міцності каменю за рахунок введення ЕМ-препарату ще більший порівняно з каменем, отриманим з сумішей з однаковим В/Ц. Так, на 28 добу тверднення приріст міцності складає приблизно 85% при значно меншій витраті ЕМ-препарату (всього 2% проти 3,5% для сумішей з однаковим В/Ц). В той же час на третю та сьому добу міцність цементного каменю, отриманого з сумішей при сталому В/Ц або з сумішей однакової рухливості, відрізняється не значно.

Таким чином, встановлено, що ЕМ-препарат має не тільки пластифікуючі властивості, а й прискорюючі, оскільки міцність цементного каменя підвищується не тільки при зменшенні витрати води замішування, але й при сталому В/Ц.

В таблиці 3 наведені склади цементних сумішей з добавкою ЕМ-керамічного порошку. З результатів випробування цементного тіста з добавкою ЕМ-керамічного порошку (таблиця 3, рисунок 5) випливає, що оптимальний вміст цієї добавки складає 1% по відношенню до цементу. При більших витратах пластифікуючий ефект зменшується. При витраті 1% добавки ЕМ-керамічного порошку можна підвищити рухливість суміші приблизно на 39%.

Таблиця 3

№	Цемент, гр	Вода, гр	Добавка, % ЕМ – керамічний порошок від маси цементу	Діаметр розпливу, мм	В/Ц
4.1			-		0,4
4.2					0,4
4.3					0,4
4.4			3,5		0,4

Випробування на міцність при стиску цементного каменя з добавкою ЕМ-керамічного порошку при сталому В/Ц (рисунок 6) свідчать про позитивний вплив добавки ЕМ-керамічний порошок на міцність каменя. Оптимальним вмістом добавки є 1%. Так, на 7-му добу приріст міцності складає 74%, а на 28 добу – 18%. Порівнюючи отримані дані з даними випробувань цементного каменю з ЕМ-препаратом, можна зазначити про більшу ефективність використання рідкого ЕМ-прерарату порівняно з порошком.

Рисунок 6. Міцність цементного каменю з ЕМ-керамічним порошком

Таким чином, в результаті проведених досліджень встановлена можливість використання анаеробних мікроорганізмів в якості добавки для цементних композицій, що свідчить про виявлення нового класу добавок для цементних композицій, отриманих за допомогою біотехнологій. Такі добавки типу ЕМ-препарат і ЕМ-керамічний порошок мають пластифікуючий, водоредукуючий та активуючий ефекти.

Отримані результати викликали інтерес щодо подальших досліджень цих добавок у бетоні. В даний час в ДП НДІБК випробування ЕМ-бетонів продовжуються.

Дата добавления: 2015-05-29