Загрузка...Комплексные добавки для цемента
Виды добавок для бетона
Бетон — строительная смесь, обеспечивающая долговечность, надежность, стойкость готовой конструкции к воздействиям любой природы. Растущие требования к стройматериалам стали причиной возникновения необходимости улучшать их свойства. Специальные добавки для бетона улучшают характеристики раствора и товарного бетона, ускоряют темпы строительства, сокращают расходы материалов и энергоресурсов. Вопрос, какие существуют категории добавок, подробно раскрыт ниже.
Для чего применяются?
Применение химических добавок — простой, доступный и эффективный способ улучшения качества бетонных растворов. Их применение сегодня важно, как и основных компонентов. Добавки для бетона предназначены для:
- достижения высоких эксплуатационных качеств цементного камня;
- ускорения или замедления твердения;
- улучшения водонепроницаемости;
- повышения стойкости к температурным перепадам и морозам;
- исключения необходимости дозированной подачи раствора;
- получения бетона с заданными характеристиками.
Их количества для той или иной смеси подбираются в экспериментальных условиях по технологии скайтрейд.
Виды добавок для бетона
Существует два типа добавок к бетону: жидкие, порошковые. Преимущественно они влияют на конкретные свойства свежего раствора — удобоукладываемость, начало затвердевания. Добавки в бетон нужно вносить либо в воду затворения, либо в готовую смесь.
Существует отдельный вид специфичных присадок — воздухововлекающие, пенообразующие. Например, добавка в бетон кальматрон д. Этот тип модификаторов отличается комплексным действием. Его добавляют для улучшения нескольких параметров одновременно. Добавка для бетона существенно снижает затраты, позволяет избежать несовместимости нескольких отдельных присадок.
Ускорители и замедлители твердения также важны. Популярны присадки для бетона этой категории такие, как хлорид кальция, сульфат натрия, нитраты кальция и натрия. К многокомпонентным составам относятся: нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-хлорид кальция. Ниже представлена видовая классификация добавок.
Модификаторы
Модифицирующие соединения — категория веществ, улучшающая прочность, долговечность, стойкость к низким температурам. Они снижают проницаемость бетона. Работать с модифицированным продуктом удобнее, так как улучшается ее подвижность. Раствор ложится равномерно, заполняя все щели и углубления.
Модификаторы классифицируются по назначению получаемого бетона. Например, существуют добавки в бетон, предназначенные для сооружения колодцев, бассейнов. Другой тип присадок применяется при строительстве фасадов или формировании стяжки полов. Такой регулятор, улучшающий эксплуатационные качества строительной массы, снижает ее влагопроницаемость.
Пластификаторы
Эта группа наиболее востребованная. Существует четыре категории пластификаторов:
- Сильные.
- Слабые.
- Средние.
- Новейшие суперпластификаторы.
В добавках последней категории включены вещества для комплексного решения поставленных задач, повышающие несколько характеристик цементной массы. В зависимости от схемы воздействия на бетоны и химии процесса, пластификаторы бывают:
- Увеличивающие подвижность при неизменном количестве воды.
- Сокращающие расход цемента до 10% без изменения подвижности.
- Увеличивающие прочность при постоянной подвижности.
Добавкам свойственны такие преимущества, как:
- экономия расходного материала;
- улучшение подвижности песко-цемента;
- рост надежности на 20-25%;
- производство удобоукладываемой массы;
- возможность заливки тонкостенных или густоармированных конструкций;
- уплотнение цементного состава;
- улучшение морозостойкости и трещиноустойчивости;
- экономия энергоресурсов благодаря сокращению времени получения цементной массы.
Недостаток пластификаторов — ускорение скорости твердения. Поэтому рекомендуется дополнительная химия для бетона, ускоряющая этот процесс. Полученные бетоны широко применяются в сооружениях, где нужны идеально ровные полы и стены.
Антиморозная
Добавки для бетонов и строительных растворов необходимы для снижения точки замерзания воды, которая включена в их состав. Химия, повышающая антиморозные характеристики этих продуктов, облегчает процесс кладки раствора, ускоряет процесс набора бетоном крепости в холодное время года. Эти показатели позволяют экономить расходные материалы, продлевать срок службы готового изделия. Цементы получают морозостойкие свойства. Нитрит натрия — наиболее популярное присадочное вещество. Предлагаются и другие воздухововлекающие компоненты.
Регуляторы подвижности
Эти специфичные присадки, добавляемые с целью сохранить пластичность раствора в неблагоприятных условиях, активно применяются жарким летом. Бетонные регуляторы также пригодны при транспортировках строительного раствора длительное время. Регуляторы улучшают удобство растворов при кладке стяжки пола.
Добавки в бетон для набора прочности
Одним из видов присадок комплексного действия являются ускорители набора крепости или бетонные упрочнители. Они наделены качествами как суперпластификаторов, так и ускорителей твердения. В их состав включены органические и неорганические соединения без щелочей. Ускорители имеют широкую область использования в строительстве, промышленности, дорожной и транспортной сфере при получении товарного продукта или области, где нужны торкрет бетоны.
Химические присадки
Существует несколько целевых категорий хим добавок, примешиваемых в раствор для бетонирования. Классификация производится по оказываемому ими эффекту.
- Бетонные модификаторы подвижности и пластичности смеси.
- Вещества для снижения влагоиспарения из раствора.
- Гидроизоляционные присадки.
- Бетонные стабилизаторы процесса расслаивания песко-цементной массы.
- Отвердители.
- Замедлители схватываемости.
- Противоморозные присадки.
- Пенно- и газообразователи.
- Защитные соединения.
- Воздухововлекающие соединения.
- Бетонные присадки, улучшающие стойкость к коррозии, воздействию живой органики (плесени, грибков).
- Гидрофобизаторы.
Хим вещества могут влиять на несколько свойств, но проявляться будет только одно. Принцип действия присадок подобен действию ПАВ и могут образовывать материал с пространственной структурой. К этой категории относятся присадки на основе нитрит соединений. Такая химия очень опасна, поэтому работать с ней нужно осторожно, руководствуясь инструкциями скайтрейд.
Антикоррозийные
Модифицирующая продукция придает стойкости бетону при воздействии пресной воды-фильтра, агрессивной жидкости, вызывающем коррозию материала. Эти добавки к бетону решают несколько задач:
- предотвращают растворение составляющих готового камня;
- препятствуют вымыванию продуктов реакции бетона и воды;
- защищают поверхность от кристаллических труднорастворимых образований, приводящих к разрушению камня.
Во время действия антикоррозийных хим веществ осуществляется полное или частичное связывание свободной гидроокиси кальция в бетоне. Добавку примешивают с целью повышения плотности и влагонепроницаемости камня, уменьшения объема пор в его структуре. За счет этого цементы наделяются гидрофобностью.
NitCaL — специально разработанный нитрат для ускорения набора крепости, трещиностойкости, производства качественного монолита и ЖБИ, предотвращения коррозийных процессов арматуры в бетонах.
Присадки для самоуплотняющихся смесей
Специфичный тип присадок применяется при заливке тонкостенных конструкций. К этой категории можно отнести некоторые новые суперпластификаторы, улучшающие подвижность строительной массы и надежность, плотность с водонепроницаемостью готового продукта. Бетонные регуляторы позволяют уменьшить расход цемента без потери качества получаемой конструкции. Химические модификаторы этого типа подымают сортность смеси и скорость набора крепости на начальной стадии твердения.
Комплексные присадки для тонкостенных и густоармированных изделий значительно упрощают процесс выбора необходимых компонентов и определения их совмещаемости. Стабилизирующие суперпластификаторы призваны решить несколько задач путем добавления только одного вещества. Их цель — получение максимального эффекта от взаимодействия с компонентами смеси.
Примеры производителей
На отечественном рынке представлен широкий выбор продуктов российских торговых марок, таких как «Полипласт», Суперпласт, «Технотест», МетаПро, Coral, Мастер. Химия от зарубежных производителей не наделена требуемой способностью к повышению прочности бетона, используемого в отечественной строительной индустрии. Производство концерна BASF позволяет получить продукты, интересные для отечественного рынка.
Вывод
Широкий ассортимент модифицирующей химии позволяет выбрать тот продукт, который будет максимально соответствовать требованиям каждого конкретного случая, повысить эффективность песко-цементного состава, продлить эксплуатацию готового изделия. Однако при работе с цементными добавками важно в точности соблюдать рекомендации и инструкции по используемым пропорциям, указанным специалистами скайтрейд. Желаемый эффект не будет достигнут, если допустить диспропорцию или нарушить последовательность приготовления.
В любом случае количество всех добавок, используемых для одного объема, не должно превышать 1,5—3% массы цемента. Несмотря на свой положительный эффект, применение модификаторов не исключает важности соблюдения точной технологии приготовления, смешения до однородности, кладки и выдержки строительной массы.
Комплексные добавки в производстве цементных растворов и бетонов
О.В. ТАРАКАНОВ, доктор техн. наук; профессор, заведующий кафедрой «Земельный и городской кадастры»; декан факультета «Управление территориями»; Т.В. ПРОНИНА, аспирант кафедры «Земельный и городской кадастры»; Е.О. ТАРАКАНОВА, студентка Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
Ученые пензенского университета доказывают, что комплексные добавки и модификаторы направленно воздействуют на химические и физические процессы, происходящие как на молекулярном уровне, так и на стадии формирования макроструктуры цементных материалов.
Современный бетон — это композиционный строительный материал, приготовляемый на основе минеральных вяжущих веществ, заполнителей, микронаполнителей и модификаторов различного функционального назначения.
Применение современных методов исследований процессов, происходящих в модифицированных цементных системах, и новых технологий в практике строительного материаловедения позволяет получать материалы с заданными свойствами, управлять процессами гидратации и твердения на всех уровнях формирования структуры композиционных строительных материалов. При этом химические добавки и модификаторы выполняют одну из основных задач — направленно воздействуют на химические и физические процессы как на молекулярном уровне, так и на стадии формирования макроструктуры цементных материалов.
Наиболее широко в производстве растворов и бетонов применяются пластифицирующие добавки, гипер- и суперпластификаторы, регуляторы схватывания и твердения, добавки воздухововлекающие, пори-зующие, повышающие долговечность цементных материалов, придающие им специальные свойства, а также комплексные полифункциональные модификаторы. Значительно увеличивается выпуск высокопрочных многокомпонентных бетонов нового поколения, в составе которых наряду с традиционными материалами используются ультрадисперсные микронаполнители различной химической природы и свойств, позволяющие совместно с гипер- и суперпластификаторами получать высокотехнологичные бетонные смеси с низким В/Т и высокопрочные бетоны, обладающие уникальными свойствами и высокой долговечностью.
Производство химических добавок постепенно выделяется в самостоятельную и интенсивно развивающуюся отрасль промышленности строительных материалов. В настоящее время в России количество модифицированных бетонов составляет 60-70% от общего выпуска, и надо полагать, что в недалеком будущем многокомпонентные бетоны с полифункциональными химическими добавками, микро- и макронаполнителями станут традиционными.
Комплексные добавки различного функционального назначения широко используются для улучшения ряда основных физико-технических свойств и долговечности растворов и бетонов. Как правило, они обладают полифункциональностью действия, т.е. способностью влиять сразу на несколько характеристик, часто не связанных друг с другом. С их помощью создается возможность существенно усилить эффект, достигаемый при введении однокомпонентной добавки. Например, при совместном введении в бетонную смесь поверхностно-активных веществ (ПАВ) и электролитов удается получить более пластичные смеси и бетоны повышенной прочности. При введении комплексных добавок резко уменьшается или полностью устраняется нежелательное побочное действие каждой из составляющих. Так, ПАВ, вводимые в бетон даже в незначительном количестве (0,2-0,5%), уменьшая водопотребность смесей, одновременно замедляют процессы гидра-тационного твердения вяжущих, а применение комплексных добавок ПАВ и электролитов исключает этот факт. Кроме того, ПАВ устраняют нежелательное действие электролитов — увеличение гигроскопичности бетонов. В ряде случаев с помощью добавок удается добиться большой универсальности их действия, под которым понимается практическая независимость получаемого эффекта от химико-минералогического состава цемента.
Комплексные органоминеральные добавки позволяют эффективно использовать гидравлическую активность минеральных компонентов и одновременно сокращать количество воды затворения (для водопонижающих комплексных смесей) либо улучшить другие физико-механические характеристики бетона и его долговечность.
В современной технологии бетона для улучшения свойств цементных систем и получения высококачественных растворов и бетонов в большинстве случаев применяют комплексные добавки. В зависимости от достигаемых технологических и физико-механических свойств растворов и бетонов комплексные добавки условно разделены на пять групп: 1 — смеси ПАВ; 2 -смеси ПАВ и электролитов; 3 — смеси электролитов; 4 — комплексные добавки на основе суперпластификаторов; 5 — многокомплексные добавки полифункционального действия.
К комплексным добавкам 1 группы относятся смеси диспергирующих добавок и гидрофобизирующихвоздухововлекающих или гидрофобизирующих газообразующих и др. Подобные комплексные добавки являются эффективными пластификаторами растворных и бетонных смесей, изготовляемых на цементах различного химико-минералогического состава. Одновременно с высоким пластифицирующим эффектом комплексные добавки 1 группы изменяют структуру и основные свойства растворов и бетонов в нужном направлении. Применение добавок позволяет в 2-3 раза увеличить морозостойкость бетона, на 1-2 марки возрастают водонепроницаемость и коррозионная стойкость.
Следует отметить, что комплексные добавки 1 группы вследствие активного протекания адсорбционных процессов замедляют гидратацию и твердение цементных растворов и бетонов. Этот фактор необходимо учитывать при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций, подвергаемых тепловлажностной обработке (ТВО). Время предварительного выдерживания бетона до начала ТВО должно составлять не менее 2-3 ч, а скорость подъема температуры не должна превышать 15-20 °С/ч. Для бетонов на обычных портланд-цементах продолжительность тепловой обработки должна составлять не менее 10-13 ч, а для бетонов на шлако- и пуццола-новых цементах — не менее 13-1 5 ч.
Перспективным’направлением в технологии бетонов является применение комплексных пластифицирующе-стабилизи-рующих добавок, которые позволяют получать растворные и бетонные смеси с повышенной связностью, обладающие водо-удерживающей способностью и нерассла-иваемостью.
Комплексные добавки 2 группы, представляющие собой смеси ПАВ и электролитов, позволяют регулировать подвижность растворных и бетонных смесей и улучшать структурно-механические свойства цементных материалов за счет активации процессов гидратации и твердения в присутствии электролитов.
Комбинируя содержание электролитов и гидрофилизирующих ПАВ с учетом химико-минералогического состава цемента и условий твердения, можно эффективно использовать их в условиях нормального твердения, при тепловлажностной обработке, а также при зимнем бетонировании.
Достаточно продолжительный период низких положительных и отрицательных температур в России значительно сдерживает темпы строительства и отделки зданий вследствие снижения интенсивности твердения растворов и бетонов, что приводит к увеличению материальных и энергетических затрат для создания необходимых температурных условий твердения.
Анализ закономерностей твердения цементных материалов в условиях отрицательных температур и механизма действия ускоряющих, противоморозных и комплексных добавок в сочетании с микронаполнителями позволяет эффективно обеспечивать безобогревное твердение бетонов, строительных растворов и бетонов на морозе. Введение противоморозных добавок — самой простой из технологических приемов, позволяющих обеспечивать твердение растворов и бетонов при отрицательных температурах.
Противоморозные добавки можно условно разделить на две группы:
В отдельных случаях могут использоваться вещества со слабыми антифризными свойствами, но относящиеся к сильным ускорителям схватывания и твердения, одновременно вызывающие сильное тепловыделение на ранней стадии твердения цементных растворов и бетонов. К таким добавкам относятся, например, сульфаты трехвалентного железа и алюминия.
В последние годы на рынке химических добавок появились комплексные противоморозные смеси, в состав которых наряду с противоморозными компонентами входят умеренные пластификаторы и суперпластификаторы (лигнопан Б-4, криопласт СП 15-1.СП 15-2 идр.).
Следует отметить, что большинство новых добавок рекомендуется к применению в качестве противоморозных в период приготовления, транспортирования и укладки раствора (бетона) и до начала активной тепловой обработки конструкций. В рекомендациях по применению подобных добавок указываются дозировки не более 3-4 % по массе цемента при температуре наружного воздуха до-1 5. -18 «С. Очевидно, что в соответствии с законом Рауля такое количество добавок даже сильных электролитов не позволит обеспечить незамерзающую жидкую фазу раствора при низких отрицательных температурах, что может оказать негативное влияние на прочность бетона. Поэтому в подобных случаях противоморозные добавки лучше применять только совместно с другими методами зимнего бетонирования (термос, электропрогрев и т. д.).
Еще одним негативным фактором применения комплексных добавок на основе электролитов и пластификаторов является то, что при повышенных дозировках добавок пластифицирующие компоненты, практически не понижающие температуру замерзания жидкой фазы растворных и бетонных смесей, вследствие большой молекулярной массы и низкой моляльности раствора (жидкой фазы) значительно замедляют процессы гидратации и твердения цементных систем на морозе. При этом электролиты, присутствующие в комплексной смеси в малом количестве, не могут обеспечить достаточно высокие темпы твердения в условиях низких отрицательных температур.
Следствием подобной несбалансированности дозировок компонентов добавок в составе комплексной смеси может стать замораживание раствора (бетона) в состоянии низкой прочности, что негативно отражается на кинетике последующего твердения и долговечности конструкций и покрытий.
Наиболее рационально раздельное применение водоредуцирующих и противоморозных добавок в растворах и бетонах в зависимости от температурных условий твердения, достижения требуемой пластичности смесей и обеспечения заданного темпа набора прочности.
Применение химических добавок в технологии производства растворов и бетонов, твердеющих на морозе, — один из наиболее широко распространенных методов обеспечения безобогревного твердения цементных материалов при отрицательных температурах, поскольку модификаторы различных классов позволяют не только изменять температуру замерзания жидкой фазы, но и направленно воздействовать на формирование структуры и прочности растворов и бетонов.
При введении добавок, увеличивающих морозостойкость, используют гидрофоби-зацию порового пространства бетона и образование в нем условно-замкнутых, демп -фирующих газовых полостей за счет поверхностно-активной составляющей при одновременном снижении давления пара и, соответственно, температуры замерзания по-ровой жидкости, а также уменьшения микропористости бетона за счет введения электролитов. Это способствует получению бетонов высокой морозостойкости.
Для повышения морозостойкости бетона применяются комплексные смеси на основе суперпластификаторов, воздухо-вовлекающих добавок и ускорителей твердения.
При правильно подобранных дозировках электролитов и ПАВ сначала удается использовать пластифицирующий эффект последних, а затем обеспечить высокий темп роста прочности бетонов. Известно, что ПАВ, адсорбируясь на зернах цемента, препятствуют их гидратации. Поэтому прочность образцов с добавками ПАВ, как правило, ниже прочности эталонных образцов без добавок, потому что продукты гидратации цемента оказываются экранированными адсорбционными пленками. Использование электролитов в качестве второго компонента комплексных добавок позволяет активизировать процессы гидратации и твердения вяжущих вследствие уменьшения ими критической концентрации мицеллообразования («высаливающий» эффект электролитов), а также снижать проницаемость адсорбционных пленок. Кроме того, совместное введение в бетонные смеси ПАВ и электролитов улучшает структурно-механические свойства цементного камня, способствует снятию внутренних напряжений (например, термических при тепловлажностной обработке бетона) и, в конечном счете, повышает его прочностные и деформативные характеристики, а также морозостойкость.
Добавки для бетона и цемента, Виды добавок, их назначения и свойства
Виды добавок, их назначения и свойства
1. Смачивающие добавки служат в основном для уменьшения содержания воды в бетоне, а также для облегчения работы при укладке. С уменьшенным количеством воды бетон становится плотнее, опасность расслоения снижается и происходит водоотделение.
2. Пластификаторы – вещества, которые при добавлении в бетон, делают его более однородным. Он легче прокачивается бетононасосом и проще уплотняется. Что повышает качество фасадного бетона. Количество пластификатора зависит от массы материала.
3. Смачивающие средства – сильнодействующие пластифицирующие добавки, которые при обычном количестве воды сохраняют жидкую консистенцию бетона, что дает упрощает укладывание бетона в особых условиях. При использовании данной добавки следует учитывать, что она действует примерно 50 минут, поэтому добавляют её непосредственно на стройплощадке.
4. Порообразователи оказывают пластичное действие на смесь, служат для защиты при замерзании влаги в бетоне, они повышают сопротивление смеси действию минусовых температур. Поэтому применяются они чаще всего в мостовом и дорожном строительстве.
5. Замедлители схватывания приостанавливают время схватывания бетона, делают замедленным тепловыделение. Добавляются на заводе и в растворах транспортируемых на стройплощадку. Также применяются в мостовом строительстве в условиях высоких температур (например летом).
6. Ускорители твердения наоборот ускоряют время затвердевания, содержащиеся составные части в этой добавке вызывают повышенную коррозию арматуры внутри, поэтому не рекомендуется применять их для железобетона.
7. Уплотняющие добавки снижают уровень водопоглощения и уменьшают капиллярное действие.
8. Под прочими добавками понимают минеральные и органические материалы, которые повышают содержание порошковой составляющей, они изменят консистенцию и кладку свежего бетона, а у застывшего влияют на прочность сжатия, плотность и водопроницаемость. Их применяют только в соответствии с нормами, установленными органами строительного надзора.
Для получения необходимых свойств бетона и экономии цемента используют всевозможные добавки.
Их делят условно на 2 вида: добавки химические, которые добавляют в бетон в маленьких количествах (примерно 0,2- 2 % от массы) и добавки тонкомолотые (4-20 % и более). Использование химических добавок считается одним из универсальных и легкодоступных способов управления характеристиками бетона и регуляцией его свойств. Если раньше более обширно использовались в строительстве в виде добавок разные химические продукты и измененные отходы произодства, то на сегодняшнее время доминируют добавки, специально предназначенные для бетона ( разные пластификаторы, органо-минеральные и др.)
Добавки для бетона, их функции
Основной функцией применения добавок, является улучшение технических характеристик бетона, а также его выгодное транспортирование в зависимости от природных условий. Одним из основных плюсов это значительная экономия цемента, которая стала возможна с применением специальных добавок для бетона.
Обычно добавки зарубежных производителей комплексного действия. Но по результах большого количества исследований и испытаний, проведенных специалистами, оказалось, как бы популярна не была на Западе, эффективно работая за рубежом, в наших условиях импортные добавки могут вести себя совершенно иначе и наоборот ухудшить качество цемента. Следует помнить, что за рубежом, более качественный цемент и остальные составляющие бетона. К примеру, в развитых странах Европы песок на производстве бетона разделен по фракциям на отдельные кучи, и любой заказчик может получить бетон с составом нужной фракции. А значит, добавки в этом бетоне будут работать высокоэффективно. Поэтому приобретая импортный цемент, к нему обычно берут и зарубежные добавки, так как отечественные возможно с ним просто не совместимы, а это экономически часто бывает не выгодно. Потому, что цена ввозимых в страну добавок выше цены на аналоги отечественных производителей. И это не только слова, а и доказательства многолетних опытов строителей, с множеством примеров, свидетельствующих о вышеописанном.
Использование добавок для бетона, несомненно, шаг вперед, это без сомнения более качественное строительство, которое отвечает европейским стандартам. Благодаря ним улучшается качество состава бетона, бетонная смесь быстро становится однородной. Экономия денежных средств при использовании добавок, составляет 20%, что очень ощутимо тогда, когда надо сделать большие объемы цементной смеси. А значит, тратится меньше рабочей силы и времени.
Многие компании, тесно сотрудничают с различными лабораториями и научно-исследовательскими институтами, могут предложить вам помощь в подборе любых добавок в бетон, конкретно для вашего строительства, учитывая особенности планирования строительства, местонахождения района застройки, климатических условий и ещё множества других факторов.Ведь для каждого конкретного случая потребуются добавки, актуальные именно для данной области строительства, в данном случае будут нужны добавки с определенными характеристиками и качеством.
Химические добавки для бетона стали незаменимыми помощниками в высококлассном строительстве.
Если в своей работе вы ещё не использовали добавок в бетон, советуем скорее начать их применение, чтобы лично убедиться, насколько широки их возможности улучшить качество и технические характеристики цемента – самого главного составляющего любой бетонной смеси. Не бойтесь применять новые технологии в своем производстве, ведь это поможет снизить ваши финансовые затраты, ускорит время воплощения проектов в жизнь и уменьшит использование труда рабочих.
Только применяя добавки для бетона строители добиваются неизменно более качественного результата. Учитывая это можно с уверенностью гарантировать надежность и длительный срок эксплуатации здания или дома построенного при помощи бетонной смеси с добавками. Двадцать первый век – это век инноваций, применения новейших нано технологий во всех сферах. А учитывая все положительные стороны использования добавок, можно сделать логический вывод о том, что использовать их в большинстве случае просто необходимо. Тем самым избавляя себя от возможных издержек производства и предоставляя возможность обывателям пользоваться качественными зданиями и сооружениями.
Комплексные добавки для цемента
Комплексная добавка для бетонов обеспечивает уменьшение начального водосодержания и расхода цемента. При этом сохраняются заданная удобоукладываемость бетонной смеси и физико-химические свойства пропаренного бетона без увеличения продолжительности тепловлажностной обработки.
Введение этой добавки, при условии снижения расходов цемента и воды, повышает водонепроницаемость бетона на 1-2 ступени.
Современные сборные железобетонные конструкции гидромелиоративных сооружений характеризуются малой толщиной стенок (6 -8 см) и значительной открытой поверхностью. Особенность приготовления бетонов для таких конструкций заключается в снижении количества воды затворения при сохранении заданной удобоукладываемости смеси. Для выполнения этого условия применяют поверхностно-активные вещества, среди которых наибольшей пластифицирующей способностью обладает сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ). Однако СДБ не получила широкого распространения в технологии сборного железобетона из-за замедляющего действия на процессы гидратации и начального структурообразования цементного камня.
Для уменьшения расхода воды и цемента за счет максимального использования пластифицирующего эффекта СДБ без увеличения продолжительности термообработки изделий УкрНИИ гидротехники и мелиорации исследовал бетоны с комплексными добавками. Замедляющее действие СДБ устраняли введением нитратов кальция и аммония, которые, как показали исследования (1), ускоряют твердение цемента, не подавляют пластифицирующего эффекта СДБ и способствуют уплотнению цементного камня (2). В отличие от хлоридов они не усиливают коррозии стальной арматуры в бетоне (3).
Введение 0,5 – 1,5 % от массы цемента ускорителей твердения приводит к значительному сокращению сроков схватывания цементного теста (табл. 1). В опытах использовали портландцемент марки М 400 Здолбуновского завода.
Замечено, что если период от начала до конца схватывания цементного теста с добавками короче, чем без добавок, то прочность с таким количеством добавок после пропаривания и через 28 сут. соответственно на 10 – 15 % ниже прочности бетона того же состава без добавок. Это объясняется механизмом действия электролитов, в данном случае Са(NO3)2 или NН4NО3, которые по классификации (4) относятся к добавкам первого класса. В основе этого явления лежит повышение или понижение электролитами растворимости вяжущего и конечных продуктов его гидратации вследствие изменения ионной силы раствора. Кроме того, ускорители типа нитрата кальция вступают с гидроалюминатами и гидроалюмоферритами кальция в реакции присоединения, образуя двойные соли-гидраты, например гидронитроалюминаты кальция. При введении ускорителей в повышенном количестве возможна их реакция с гидроокисью кальция с образованием соответствующих двойных солей. По данным (4), молекулярный объем этих новообразований больше молекулярного объема цементных фаз, при взаимодействии с которыми они кристаллизуются, что способствует образованию на поверхности гидратированных частиц цемента разововыраженных экранирующих пленок, тормозящих дальнейшие процессы гидратации.
Эти положения учтены при разработке методики определения количества составляющих комплексной добавки для бетонов, которая заключается в экспериментальном установлении количества добавки ускорителя в сочетании с СДБ (0,15 % сухого вещества от массы низкоалюминатного и 0,25 % от массы среднеалюминатного цемента) и определении количества СДБ. При оптимальном объеме ускорителя период от начала до конца схватывания цементного теста с комплексной добавкой должен быть не меньше, чем цементного теста без добавок. При такой продолжительности создаются условия для достаточно полной гидратации цемента и обеспечивается необходимая длительность индукционного периода накопления активности цементно-водной системы. Подтверждением этого является одинаковая интенсивность нарастания прочности бетонов с оптимальным количеством добавок и без добавок ( при одинаковом режиме тепловой обработки). Оптимальное количество добавки устанвливают исходя из условий наибольшего снижения водосодержания в бетонной смеси и расхода цемента при постоянном водоцементном отношении, удобоукладываемости смеси и прочности бетона по сравнению с бетоном без добавок. Для этого изготавливают контрольные составы бетона без добавок и с добавкой СДБ в количестве 0,15; 0,1; 0,25 и 0,3 % сухого вещества от массы цемента с выбранным для данного цемента оптимальным количеством добавки-ускорителя.
