Дозировку поликарбоксилатного суперпластификатора рассчитывают по массе цемента или принятой в расчёте массы вяжущего. При этом необходимо знать, к чему относится указанный процент: к товарной жидкой добавке, порошку или сухому веществу.
Именно различия в расчётной базе часто становятся причиной ошибок. Одинаковая запись «1 %» может означать разное количество продукта и разное количество воды, поступающей в бетонную смесь.
Расчёт позволяет определить начальное количество добавки для испытаний. Рабочую дозировку устанавливают по результатам пробных замесов с учётом подвижности, её сохраняемости, устойчивости смеси, сроков схватывания и прочности бетона.
1. Почему для ПЦЭ нет одной дозировки для всех бетонов
Поликарбоксилатный суперпластификатор способствует диспергированию частиц цемента и других компонентов вяжущего. Это позволяет регулировать подвижность бетонной смеси и снижать потребность в воде.
Однако результат зависит от сочетания материалов и условий производства.
На расход ПЦЭ могут влиять:
- вид, состав и тонкость помола цемента;
- количество и свойства минеральных компонентов;
- водовяжущее отношение;
- зерновой состав песка и щебня;
- содержание глинистых примесей;
- влажность и водопоглощение заполнителей;
- температура бетонной смеси;
- порядок загрузки и продолжительность перемешивания;
- требуемая подвижность;
- время транспортирования и укладки;
- совместимость с другими добавками.
Поэтому дозировка, подходящая для одного состава, не должна автоматически переноситься на другой.
Даже при использовании одного ПЦЭ замена цемента или песка может потребовать повторной проверки.
2. От какой массы рассчитывают дозировку
Перед расчётом необходимо уточнить принятую базу: массу цемента или массу вяжущего.
Расчёт по массе цемента
Если дозировка задана в процентах от массы цемента, в расчёт входит только цемент.
Например, при содержании цемента 350 кг/м³ именно эта величина используется для определения количества добавки.
Расчёт по массе вяжущего
Если дозировка задана от массы вяжущего, необходимо определить, какие компоненты включены в эту массу.
В конкретной рецептуре это могут быть цемент и предусмотренные составом минеральные компоненты. При этом не следует автоматически относить к вяжущему все порошкообразные материалы: принятый состав расчётной базы нужно указать отдельно.
Например:
| Компонент | Количество |
|---|---|
| Цемент | 300 кг/м³ |
| Молотый гранулированный доменный шлак | 100 кг/м³ |
| Принятая масса вяжущего | 400 кг/м³ |
При одинаковом проценте дозировки расчёт от 300 кг цемента и от 400 кг вяжущего даст разный расход добавки.
В лабораторном журнале следует записывать не только процент, но и массу компонентов, от которой он рассчитан.
3. Формула расчёта расхода суперпластификатора
Если дозировка относится к товарному продукту, расход рассчитывают следующим образом:
Масса добавки = масса расчётного вяжущего × дозировка / 100
Где:
- масса добавки — количество товарного продукта, кг;
- масса расчётного вяжущего — принятая масса цемента или вяжущего, кг;
- дозировка — процент от этой массы.
Пример расчёта на 1 м³ бетона
Допустим, приняты следующие условия:
- масса вяжущего — 400 кг/м³;
- дозировка товарной жидкой добавки для расчётного примера — 1,0 %.
Расход составит:
400 × 1,0 / 100 = 4,0 кг/м³
Таким образом, для этого примера требуется 4,0 кг товарной жидкой добавки на 1 м³ бетона.
Для замеса объёмом 2 м³:
4,0 × 2 = 8,0 кг
Значение 1,0 % приведено только для объяснения расчёта. Оно не является рекомендацией для любого ПЦЭ или состава бетона.
4. Как пересчитать расход на лабораторный замес
Для лабораторного замеса используют тот же принцип, что и для производственного.
Если расход добавки составляет 4,0 кг/м³, а объём пробного замеса — 30 л, сначала переводят объём в кубические метры:
30 л = 0,03 м³
Затем рассчитывают количество добавки:
4,0 × 0,03 = 0,12 кг = 120 г
Проверить результат можно по массе вяжущего.
При содержании вяжущего 400 кг/м³ в замесе объёмом 30 л будет:
400 × 0,03 = 12 кг вяжущего
При дозировке 1,0 %:
12 × 1,0 / 100 = 0,12 кг добавки
Оба расчёта дают одинаковый результат.
Для небольших замесов следует использовать весы с подходящей точностью. Ошибка в несколько граммов может заметно изменить фактическую дозировку при малом количестве материалов.
5. Товарная добавка и сухое вещество: в чём разница
Жидкий ПЦЭ содержит воду и растворённые компоненты. Поэтому масса жидкой добавки отличается от массы её сухого вещества.
Если содержание сухого вещества известно, его количество можно рассчитать:
Масса сухого вещества = масса жидкой добавки × содержание сухого вещества / 100
Например, в 4,0 кг жидкой добавки с содержанием сухого вещества 40 % находится:
4,0 × 40 / 100 = 1,6 кг сухого вещества
При расчётной массе вяжущего 400 кг это соответствует:
1,6 / 400 × 100 = 0,40 % сухого вещества от массы вяжущего
Следовательно, в этом примере:
- дозировка товарной жидкой добавки — 1,0 %;
- дозировка по сухому веществу — 0,40 %.
Это разные способы описания одной и той же добавки в одном замесе.
При этом сухое вещество коммерческой добавки не обязательно состоит только из поликарбоксилатного полимера. В составе могут присутствовать другие нелетучие компоненты. Поэтому содержание сухого вещества нельзя автоматически считать содержанием активного ПЦЭ.
6. Как сравнивать жидкие продукты разной концентрации
Сравнение только по массе жидкой добавки может быть недостаточным, если продукты отличаются по концентрации.
Рассмотрим условный расчёт:
| Показатель | Продукт А | Продукт Б |
|---|---|---|
| Содержание сухого вещества | 40 % | 50 % |
| Масса жидкого продукта | 4,0 кг | 3,2 кг |
| Масса сухого вещества | 1,6 кг | 1,6 кг |
Для продукта Б:
1,6 / 0,50 = 3,2 кг
В этом примере оба количества содержат одинаковую массу сухого вещества.
Однако это ещё не означает одинаковое действие в бетоне. Продукты могут отличаться по структуре полимера, составу и совместимости с материалами.
Такой пересчёт помогает понять различия в концентрации, но не заменяет испытания.
Для практического сравнения полезно определить, какое количество каждого продукта требуется для получения заданной подвижности при одинаковом водосодержании, а затем проверить сохраняемость и другие свойства.
7. Как рассчитать количество добавки после разбавления
После добавления воды концентрация продукта уменьшается, а масса рабочего раствора увеличивается.
Если в системе находятся только исходная добавка и вода, при отсутствии потерь можно использовать соотношение:
Масса исходной добавки × её концентрация = масса рабочего раствора × его концентрация
Концентрации в обеих частях должны быть выражены одинаково.
Пример приготовления рабочего раствора
Имеется 100 кг жидкой добавки с содержанием сухого вещества 50 %. Требуется получить раствор с содержанием сухого вещества 25 %.
Масса рабочего раствора:
100 × 50 / 25 = 200 кг
Количество добавляемой воды:
200 − 100 = 100 кг
После разбавления получается 200 кг рабочего раствора.
Чтобы внести такое же количество сухого вещества, какое содержалось в 1 кг исходной добавки, потребуется 2 кг приготовленного раствора.
Разбавление следует выполнять с учётом рекомендаций поставщика, качества воды, условий хранения и стабильности продукта. Рассчитанная концентрация сама по себе не подтверждает пригодность раствора к длительному хранению.
8. Нужно ли учитывать воду из жидкой добавки
При составлении водного баланса необходимо учитывать воду, которая поступает вместе с жидкими добавками и растворами.
Для условной водной добавки с содержанием сухого вещества 40 %, если оставшиеся 60 % составляют вода, в 4,0 кг продукта будет:
4,0 × 0,60 = 2,4 кг воды
Если приготовленный рабочий раствор имеет содержание сухого вещества 20 %, то в 8,0 кг такого раствора при том же допущении содержится:
8,0 × 0,80 = 6,4 кг воды
В обоих случаях масса сухого вещества равна 1,6 кг, но количество внесённой воды различается на 4,0 кг.
Если эту разницу не учесть, сравнение бетонных смесей будет проводиться при разном водосодержании.
Для фактического продукта содержание воды следует уточнять по его составу и технической информации. Показатель сухого остатка не всегда позволяет самостоятельно определить все компоненты жидкой части.
9. Как перевести килограммы добавки в литры
Если производственная система дозирует добавку по объёму, необходимо знать её плотность.
Формула:
Объём добавки, л = масса добавки, кг / плотность, кг/л
Например, при массе 4,0 кг и плотности 1,10 кг/л:
4,0 / 1,10 ≈ 3,64 л
Плотность 1,10 кг/л используется здесь только как расчётный пример. Для производства нужно брать значение конкретного продукта при соответствующих условиях.
Нельзя автоматически принимать 1 кг жидкого ПЦЭ за 1 л.
После изменения концентрации или приготовления рабочего раствора объёмное дозирование также требует проверки.
10. Как подобрать рабочую дозировку в пробных замесах
Расчёт определяет количество продукта, но не подтверждает его пригодность для выбранной рецептуры.
Для подбора рабочей дозировки сначала устанавливают требования:
- начальная подвижность;
- подвижность к моменту разгрузки;
- необходимый рабочий период;
- допустимое водосодержание;
- устойчивость смеси;
- требования к схватыванию;
- прочность в заданные сроки.
Затем проводят серию пробных замесов в пределах диапазона, согласованного для конкретного продукта.
При изменении дозировки следует сохранять сопоставимость остальных условий:
- использовать одни и те же материалы;
- учитывать влажность заполнителей;
- поддерживать принятое водосодержание;
- соблюдать одинаковую последовательность загрузки;
- сохранять продолжительность перемешивания;
- фиксировать температуру.
Если увеличение дозировки сопровождается изменением количества воды, это необходимо отдельно записать. Иначе будет сложно определить, какой фактор повлиял на результат.
11. Что записывать при испытаниях
Для сравнения дозировок полезно использовать единую форму журнала.
| Показатель | Что фиксировать |
|---|---|
| Вяжущее | Вид, источник и количество компонентов |
| Заполнители | Источник, зерновой состав и влажность |
| Вода | Принятое количество с учётом дополнительных поступлений |
| Добавка | Наименование, партия и концентрация |
| Дозировка | Процент, расчётная база и масса товарного продукта |
| Температура | Температура смеси и окружающего воздуха |
| Начальная подвижность | Результат измерения после установленного перемешивания |
| Сохраняемость | Результаты через выбранные интервалы |
| Устойчивость | Водоотделение, расслоение и визуальная связность |
| Воздухосодержание | Результат измерения, если предусмотрен программой |
| Схватывание | Результаты по принятой методике |
| Прочность | Результаты в установленные сроки |
Время повторных измерений выбирают по реальному производственному циклу. Например, наблюдения через 30, 60 и 90 минут могут быть полезны для одной схемы доставки, но недостаточны для другой.
Условия выдерживания и повторного перемешивания между измерениями также должны быть одинаковыми.
12. Почему увеличение дозировки не всегда решает проблему
Если бетонная смесь быстро теряет подвижность, причина может быть связана не только с количеством ПЦЭ.
Следует проверить:
- совместимость добавки с цементом;
- температуру смеси;
- содержание глинистых примесей;
- фактическое водосодержание;
- свойства минеральных компонентов;
- последовательность введения добавки;
- соответствие типа ПЦЭ требуемому рабочему периоду.
Дополнительная порция продукта может изменить начальную подвижность, но не обеспечить нужную сохраняемость.
В некоторых системах повышение дозировки также может сопровождаться водоотделением, расслоением, изменением воздухосодержания или замедлением схватывания.
Поэтому рабочую дозировку оценивают по совокупности свойств, а не по одному измерению осадки конуса.
13. Частые ошибки при расчёте расхода ПЦЭ
Не указана расчётная база
Запись «0,8 %» без пояснения не позволяет понять, рассчитан ли расход от массы цемента или вяжущего.
Перепутаны товарный продукт и сухое вещество
Процент жидкой добавки нельзя напрямую сравнивать с процентом сухого вещества.
После разбавления оставлена прежняя масса дозирования
При снижении концентрации прежнее количество рабочего раствора внесёт меньше сухого вещества.
Не учтена вода из раствора
Это может изменить фактическое водовяжущее отношение и исказить сравнение.
Килограммы заменены литрами без плотности
Объёмный и массовый расход связывают через плотность конкретного продукта.
Одновременно изменены несколько условий
Замена цемента, корректировка воды и увеличение дозировки в одном опыте затрудняют определение причины результата.
Принята дозировка из чужой рецептуры
Без проверки материалов и условий такая величина может оказаться неподходящей.
14. Какие данные подготовить перед запросом образца
Чтобы обсудить начальный диапазон испытаний, поставщику желательно передать:
- назначение бетона;
- вид и источник цемента;
- состав и количество вяжущего;
- расход воды;
- характеристики песка и щебня;
- текущую добавку и её дозировку;
- принятую базу расчёта;
- требуемую подвижность;
- необходимое время её сохранения;
- температуру производства;
- требования к схватыванию и прочности;
- описание наблюдаемой проблемы.
Если используется разбавленная добавка, следует указать способ приготовления раствора и его концентрацию.
Компания Shenyang Xingzhenghe Chemical Co., Ltd. поставляет поликарбоксилатные суперпластификаторы для бетонных смесей. Для обсуждения образца и программы пробных замесов можно предоставить состав бетона, условия транспортирования и требуемые показатели смеси.
