Добавки улучшающие свойства цемента
Добавки улучшающие свойства цемента
Под добавками подразумеваются материалы, которые вводятся в мельницу при помоле цемента или в мешалку с водой затворения при изготовлении раствора или бетона. Оба вида добавок рассматриваются вместе, потому что, несмотря на различные способы их применения, конечный результат получается один и тот же.
Введение добавок в бетон, пожалуй, так же старо, как и само изготовление бетона. Например, хорошо известно, что римляне добавляли к своим пуццолановым вяжущим такие вещества, как кровь, лярд (топленое сало) и молоко. Как мы знаем, гемоглобин является эффективным воздухововлекающим веществом и пластификатором. Возможно, что многие старинные римские сооружения, построенные из пуццолановых вяжущих, содержали кровь и другие добавки, обладающие свойством воз-духововлечения. Не исключено, что эти добавки ©водились для улучшения удобоукладываемости бетона. Влияние воздуховов-лечения на долговечность бетона, очевидно, тогда еще не было известно.
В первое время в США относились весьма неодобрительно к введению добавок в портландцементный бетон. В начале нашего века добавки не играли никакой роли в технологии бетона. Однако в 30-х годах началось широкое применение различных добавок-ускорителей твердения, интенсификаторов помола, воз-духововлекающих веществ. Можно без преувеличения сказать, что в течение ближайших 5 лет 85—90% изготовляемого в США бетона будет содержать ту или иную добавку, которая, наряду с улучшением других свойств, будет увеличивать и количество воздуха в бетоне.
До открытия воздухововлекающих веществ при изготовлении бетона применялись различные добавки. Одной из них был уже упоминавшийся ускоритель твердения — хлористый кальций, обычно смешанный с каким-нибудь красящим веществом или инертным материалом. Увеличение прочности, достигавшееся при введении ускорителя, зачастую приписывалось вовсе не ускоренному твердению бетона, а другим факторам. Применение этих добавок ограничивалось тем, что предприятия, выпускавшие их, распространяли продукцию преимущественно в пределах своих районов. Таких добавок, которые бы применялись повсеместно, было очень мало.
Отрицательное отношение цементных фирм к добавкам было вполне понятно. В прежних стандартах АСТМ категорически запрещалось вводить в цемент какие-либо материалы, кроме гипса и воды. Что же касается добавок, вводимых с водой затворения при изготовлении бетона, то их также не признавали до недавнего времени.
В 20-х годах Рид-Льюис применил добавку под названием «катакол», которая вводилась в клинкер быстротвердеющего цемента перед помолом. Катакол состоял из дубильной кислоты и особого вида гипса. Однако, поскольку стандарт АСТМ запрещал вводить в клинкер какие-либо добавки, быстротвердеющий цемент с катаколом не мог называться портландцементом. Сторонники производства этого цемента доказывали, что катакол — это не что иное, как засоренный некоторыми примесями гипс, и что обычно применяемый гипс также содержит разные примеси Однако в ответ на этот довод в стандарт АСТМ было внесено изменение, гласившее, что в качестве добавки можно применять только природный сульфат кальция.
На некоторых цементных заводах применялись различные другие добавки, иногда даже непреднамеренно. Так, утечка масла в мельницах старых типов приводила к тому, что цемент приобретал воздухоудерживающие свойства. Как теперь известно, из этих цементов с их случайными «добавками» был изготовлен прекрасный, долговечный бетон. Другие добавки, которые вводились сознательно для придания цементу водоотталкивающих свойств, улучшали его способность к длительному хранению, а бетон из этих цементов отличался несколько повышенным возду-хововлечением. Многие строители отказывались применять такие цементы. Но мы теперь видим, как хорошо стоят сооружения из бетона, для изготовления которого были применены цементы с запрещенными и не признававшимися в то время воздухововле-кающими добавками.
Тенденция к повышению тонкости помола цемента, появившаяся в начале 30-х годов, привела к тому, что мельничный парк на заводах оказался недостаточным, и пришлось прибегнуть к различным интенсификаторам помола. Наиболее широкое применение получили два вида интенсификаторов: канифоль и уголь. Канифоль очень хорошо интенсифицировала процесс помола, но вызывала снижение прочности растворов и бетонов. Как теперь известно, причиной пониженной прочности этих раетво-ров и бетонов было избыточное воздухововлечение. Но вместе с тем строители того времени не знали, что низкопрочный бетон из такого цемента очень долговечен.
Другой интенсификатор — уголь широко использовался при обжиге клинкера и имелся на цементных заводах в больших количествах. Его часто применяли для очистки мельниц и мелющих тел. Добавка угля не вызывала снижения прочности цемента, но, как уже указывалось, имела другие серьезные недостатки.
В связи с тем, что в ряде отраслей промышленности стали с большим успехом применять микродобавки ускоряющих, диспергирующих и смачивающих веществ, были организованы опыты по их использованию и в цементной промышленности. Первые результаты этих исследователей были опубликованы в 1936 г. Была найдена ускоряющая и диспергирующая добавка, которая вводилась в мельницу при помоле цемента и не только улучшала его свойства, но и интенсифицировала процесс измельчения. Эта добавка, известная под названием ТДА, применяется и сейчас в качестве интенсификатора помола. Она добавляется в количестве 0,03%.
Уже в период первых исследований было хорошо известно, что диспергирующие (пептизирующие) вещества усиливают красящую способность различных пигментов, например угля, и улучшают однородность окраски. Естественно поэтому, что возникла мысль использовать это свойство диспергаторов и при производстве портландцемента. Исследования показали, что присутствие в цементе диспергирующей (пептизирующей) добавки увеличивает текучесть изготовленного из него бетона, но вместе с тем замедляет схватывание и несколько понижает прочность. Отсюда стало ясно, что одного диспергирования еще недостаточно, и было предложено добавить ускоритель триэтано-ламин для усиления пластифицирующего действия дисперга-тора.
В 1936 г. АСТМ внесло поправку в стандартное определение быстротвердеющего портландцемента. По новому определению разрешалось при производстве этого цемента вводить добавку, «испытание которой по методу, разработанному Комитетом С-1 по цементу, покажет, что она является безвредной». В 1937 г. цементная лаборатория Национального бюро стандартов США провела ряд испытаний цементов различных заводов с добавкой ТДА. Результаты одногодичных испытаний прочности этих цементов подтвердили, что добавка ТДА является безвредной и может быть допущена при производстве портландцемента. В 1938 г. АСТМ расширило стандартное определение портландцемента, разрешив вводить и другие испытанные добавки, а в 1940 г. ТДА была официально включена в технические условия АСТМ С-9—38 в качестве безвредной добавки к цементу.
Технические условия АСТМ на добавки, служащие интенси-фикаторами помола, действуют и поныне. В 1949 г. в них был включен, кроме ТДА, еще один интенсификатор, названный 109 В. В настоящее время эти технические условия относятся ко всем пяти типам портландцемента, выпускаемого в США.
В 1942 г. АСТМ разрешило вводить в портландцемент возду-хововлекающие добавки, улучшающие удобообрабатываемость и долговечность бетона. В связи с этим было поручено подкомитету по добавкам Комитета С-1 рассмотреть данные о применении различных воздухововлекающих веществ и выбрать из них те, которые могут быть рекомендованы в качестве стандартных добавок. Первой такой добавкой была смола винсол, утвержденная в 1943 г. В 1944 г. было принято в качестве стандартной добавки воздухововлекающее вещество, известное под названием дарекс. В дальнейшем в список стандартных добавок были включены еще две: N-тэйр и эралон.
В 1950 г. Комитет С-1 АСТМ был освобожден от обязанности определять свойства и применимость тех или иных добавок. Вместо этого был разработан специальный метод испытания добавок (С-226), с помощью которого можно установить, соответствует ли предлагаемая новая добавка требованиям АСТМ. Таким образом, ответственность за применение новой добавки, не включенной в перечень АСТМ, возлагалась отныне на завод, выпускающий цемент, или на потребителя, который предложил ввести ту или иную добавку. Контрольные испытания проводятся в арбитражной лаборатории, которая устанавливает также, можно ли применять эту добавку для всех типов портландцемента или только для некоторых.
Различают два вида добавок, вводимых в мельницу при помоле:
1. Интенсификаторы помола, которые можно рассматривать как вещества, способствующие лучшему измельчению портланд-цементного клинкера; они либо увеличивают производительность мельницы, либо повышают тонкость помола при сохранении прежней производительности, причем не оказывают вредного влияния на свойства цемента. Иначе говоря, назначение этих добавок состоит в том, чтобы интенсифицировать процесс помола, а не улучшать свойства цемента.
2. Добавки, улучшающие свойства бетона, изготовленного из данного цемента. К ним относятся воздухововлекающие добавки, утвержденные АСТМ.
Стремление регулировать более точно содержание воздуха в бетоне с воздухововлекающими добавками привело к тому, что эти добавки стали вводить все чаще при затворении бетона. Поскольку заводской цемент содержит определенное количество воздухововлекающей добавки, регулировать содержание воздуха в бетоне на месте работы довольно трудно. Если же добавка вводится в бетономешалку, то не представляет труда заранее рассчитать влияние отдельных факторов и соответственно — содержание воздуха. Поэтому многие строители отказываются от применения воздухоудерживающих цементов и предпочитают вводить добавку непосредственно в бетономешалку, чтобы иметь возможность лучше регулировать свойства бетона. Дорожники же, наоборот, охотнее применяют цемент с воздухововлекающими добавками.
Таким образом, добавки могут быть трех видов:
1) интенсификаторы помола, которые используются в производстве цемента;
2) добавки, которые вводятся при помоле цемента;
3) добавки, которые вводятся в бетономешалку с водой за-творения.
Комитетом С-9 АСТМ разработаны стандарты: С-260 на воз-духововлекающие добавки и С-233 на методы стандартных испытаний этих добавок.
До того, как были приняты эти стандарты, единственным органом АСТМ, занимавшимся вопросом о применении воздухо-вовлекающих добавок, был Комитет С-1 по цементу. При этом он занимался только добавками, которые вводятся при помоле цемента. После создания параллельного Комитета С-9 стали изучаться все стороны проблемы воздухововлечения и были разработаны практические способы применения воздухововлекаю-щих добавок в цементе и бетоне.
Таким образом, за несколько лет произошел переход от полного запрещения всяких добавок к разумному и целесообразному применению их. В настоящее время для приемки цемента с той или иной добавкой достаточно испытать его по стандартной методике АСТМ и удостовериться, что он соответствует требованиям стандарта на цемент с добавками. Тем самым было снято главное препятствие на пути к эффективному использованию добавок в технологии цемента и бетона. Научные работники и промышленники получили возможность еще шире испытывать и применять различные новые добавки, которые могут принести большую пользу в деле дальнейшего развития цементной промышленности и строительства.
Добавки в цемент и бетон.
● Цемент относится к основным составляющим значительного количества строительных составов. Также на его основе производятся полимерцементные составы. В составе цемента есть вещества на основе алюминатов и силикатов, для формирования которых используется сырьё, подвергаемое высоким температурам, причём после застывания цемент становится очень твёрдым и прочным.
● Существуют несколько вариантов цемента, каждый из которых обладает определёнными характеристиками твёрдости, от которой напрямую зависит марка и степень качества. Наиболее распространённые марки цемент от 200 до 600. Выбор марки зависит от области его применения.
|
Основные виды цемента
● Пластифицированный цементный состав обладает рядом значительных преимуществ — он позволяет уменьшить затраты на приготовление раствора, который становится не подверженным испарению, низким температурам, влаге и прочим негативным факторам окружающей среды.
● Шлаковый цемент. При его производстве измельчает клинкер и доменный шлак, а в полученную смесь добавляются дополнительные вещества в виде гипса или извести. Этот раствор используется в процессе смешивания строительных составов.
● Глиноземистый высокоактивный цемент. Его уникальность заключается в том, что время его схватывания составляет не более 45 минут, а для набора прочности достаточно 10 часов. Высокая скорость схватывания достигается даже несмотря на высокую влажность окружающей среды. При добавлении этого цемента в бетон появляется не только дополнительная влагостойкость, но и стойкость перед коррозией и сменой температурного режима.
● Цемент кислотоупорного типа получается при соединении между собой кремнефтористого натрия и кварцевого песка. При растворении этого состава простая вода не используется — применяется жидкое стекло на основе натрия. Этот состав обладает высокой степенью стойкости перед минеральными и органическими кислотами. Но при эксплуатации во влажных или в едких условиях длительность его эксплуатации снижается.
● Цветной цемент производится из обычного портландцемента с добавлением различного рода пигментов. Цветной цемент применяется при декорировании фасадов домов, а также является основой для изготовления дорог с использованием бетона.
● При смешивании с водой портландцемент образует пластичное вещество, которое после высыхания приобретает каменнообразную форму. Широкое распространение портландцемента обусловлено рядом преимуществ его использования:
— универсальность;
— высокая твёрдость и прочность;
— способность затвердевать без постороннего вмешательства;
— доступная стоимость;
— низкий уровень химической опасности;
— пожарная безопасность;
— экологическая безопасность.
● Самостоятельное применение портландцемента является редкостью — чаще всего он является лишь составляющей различных композитов — сухих смесей, растворов, строительных бетонов.
| ● Основные принципы укладки ж/б плит ● Монолитное бетонное перекрытие своими руками ● Виды анкеров ● Армопояс под мауэрлат ● Строительство бетонных подпорных стен ● Бетонный холст |
● Пластификаторы для бетона ● Узлы опирания на кирпичные стены ● Межэтажное перекрытие по деревянным балкам ● Бетонные перекрытия с шарами баблдэк ● Перемычки для проёмов в кирпичной стене ● Этапы и способы установки анкеров в фундамент |
Принцип действия добавок для цемента и бетона
● В соотношении с основным действием добавки в цемент могут быть:
— вещественными компонентами;
— регуляторами;
— элементами для упрощения процесса помола цемента.
• Вещественные элементы могут быть:
— активными минералами;
— наполнительными составляющими.
• Регулирующие добавки :
— определяющие время схватывания раствора;
— отвердители;
— повышающие прочностные характеристики;
— пластифицированные вещества.
• Минеральные добавки в цемент активного действия могут быть следующие:
— гидравлического действия;
— пуццоланического действия.
● Определённые добавки для цемента и бетона позволяют достичь следующих функций:
— повысить пластичность бетонного раствора — то есть снизить выделение с него влаги;
— сделать цементный раствор более стойким к влаге;
— отрегулировать выделение тепла;
— повысить или снизить уровень усадки цемента;
— отрегулировать цементное тесто по плотности;
— улучшить декоративные качества цементного раствора.
● Полимерные добавки в цемент выступают в роли поверхностно-активных веществ. При использовании определённых составов достигается пластичность бетона, уменьшается его влагопоглощение, регулирование выделения влаги. Характеристики бетона по прочности серьёзно улучшаются. Также применение добавок позволяет создать материалы с воздушными полостями внутри. Полимерные добавки могут переходить в состояние тягучести. Таким образом достигается кольматирование бетонных пор и увеличение сцепления бетонного раствора с заполнителями и арматурой.
● Добавки для цемента делают его не только влагонепроницаемыми, морозостойкими и прочными к растяжению, но и газонепроницаемыми. Существуют добавки, включающие в себя вещества кремний органического происхождения, которые способны выделять газы внутри бетонного раствора. Они помогают вовлекать воздух в раствор, что придаёт ему пористость, влаго- и морозостойкость.
● Добавки в цемент с гидрофобным эффектом. Их принцип действия основан на кольматации капиллярных сплетений внутри бетона. Миграция влаги внутри бетона помогает улучшить его структуру и увеличить его плотность.
● Противоморозные добавки в цемент. При низких температурах находящаяся внутри бетонного раствора вода начинает замерзать, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках бетона. При потеплении окружающего воздуха вода тает, что негативно сказывается на качестве бетона. Морозостойкость бетона — это его способность сопротивляться увеличенной в объёме влаге. В целях обеспечения стойкости бетонного раствора к морозу применяют специальные добавки — зачастую это средства с поверхностно-активными веществами.
● Для оптимальной структуры бетона используется пластификаторы. Сама структура бетонного раствора отличается более высоким уровнем плотности, что делает цементное тесто седиментивным. Существуют добавки для придания раствору более воздухонасыщенной структуры. Таким образом вода при своём расширении заполняет поры, не оказывая при этом негативного влияния на качество бетона.
● Для получения необходимого эффекта от применения добавок следует выбирать только качественные материалы от проверенных производителей, а перед использованием нелишним будет изучить инструкцию с последующим соблюдением всех рекомендованных пропорций для определённого вида добавки.
● Модифицирующие добавки для цемента используются в целях улучшения эластичности и стойкости цементной смеси к деформации и образованию трещин. Такие добавки позволяют повысить адгезию бетона к арматуре и к любому невпитывающему основанию. Эти добавки чаще всего можно встретить в жидкой форме, с их помощью достигается эластичность цементных материалов, снижается степень их усадки. Обладая экологической безопасностью, добавки используются как внутри, так и снаружи помещения.
• Цемент без добавок имеет собственные эксплуатационные характеристики, но по причине подверженности различного рода внешним раздражителям используется редко.
• Добавки в цемент с антикоррозийным действием помогают связать свободный гидроксид кальция в бетонном составе. Существуют добавки, улучшающие плотность бетона, что способствует не только стойкость к коррозии и влагонепроницаемость.
• Добавка гипса в цемент повышает время его застывания. С его помощью повышается качество готового раствора — увеличение прочности, морозостойкости и стойкости к сульфидам.
• В процессе производства цементов с активными минеральными добавками используется измельчённый клинкер. Добавки в виде гранулированного шлака или являются активными веществами, имеющими осадочное происхождение. Бетон, в составе которое есть такие добавки, обладает высоким уровнем влагостойкости и морозостойкостью.
● Добавки с водоудерживающими характеристиками представлены в виде крахмала или целлюлозы. Они помогают добиться однородной консистенции бетона, избавиться от его расслаивания и не допускают появления цементного молочка. К отрицательным моментам использования таких добавок относится снижение прочности основания и уменьшение его подвижности.
● Применение редиспергируемых порошков является отличным связующим во время применения цемента для окрашивания поверхности. Так как эти вещества придают составу высокую адгезию, то они являются основой для цементного клея.
ДОБАВКИ К БЕТОНУ И СТРОИТЕЛЬНОМУ РАСТВОРУ
С развитием технологии бетона все большее распространение получают различного рода добавки, которые улучшают свойства бетонной смеси и повышают качество затвердевших бетонов и строительных растворов. В зависимости от функционального назначения и достигаемого эффекта различают следующие добавки: регулирующие реологические свойства бетонных смесей, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов, регулирующие пористость бетона, придающие бетону специальные свойства, сокращающие расход цемента, добавки полифункционального действия.
Добавки для регулирования реологических свойств бетонных смесей широко применяют при изготовлении бетона и строительного раствора. Важнейшее свойство этих смесей — удобоукладываемость. Удобоуклады-ваемые смеси способны равномерно заполнять заданный объем бетонируемой конструкции под действием силы тяжести либо специально прикладываемых внешних сил — вибрации, штыкования, трамбования. При транспортировании бетонной смеси по бетоноводам, укладке в опалубку она может расслоиться. Чтобы этого не произошло, необходимо обеспечить заданные характеристики пластичности и вязкости смесей. Изучением пластично-вязких и упругих свойств бетонных смесей занимается наука — реология. Эта наука изучает закономерности течения и деформаций вещества, и в частности бетонных смесей и раствора. Реологические свойства бетонных смесей (пластическая вязкость, структурная прочность, предельное напряжение сдвига) могут быть изменены путем введения добавок.
В группе таких веществ выделяют пластифицирующие, стабилизирующие и водоудерживающие добавки.
Пластифицирующими называют добавки, увеличивающие подвижность (или уменьшающие жесткость) бетонных смесей без снижения прочности бетона.
Подвижность бетонных смесей характеризуется осадкой стандартного конуса, выражаемой в сантиметрах (см. § 15). Для определения пластифицирующего эффекта добавки изготовляют бетонную смесь с осадкой конуса 2. 4 см. При введении добавки осадка конуса возрастает. В зависимости от полученного результата добавку относят к одной из следующих четырех групп:
I группа — суперпластификаторы, увеличивающие осадку конуса с
2. 4 до 20 см и более;
II группа — сильнопластифицирующие, повышают осадку конуса до
III группа — среднепластифицирующие, осадка конуса 9. 13 см;
IV группа — слабопластифицирующие, осадка конуса менее 8 см.
Пластифицирующие добавки представляют собой поверхностно-активные вещества. По характеру действия различают гидрофильно-пластифицирующие и гидрофобно-пластифицирующие добавки. Из числа гидрофильно-пластифицирующих наиболее часто применяют добавку ЛСТ (прежнее название СДБ). По химическому составу — это кальциевая соль лигносульфоновой кислоты с примесью минеральных веществ. Поставляется обычно в жидком виде с содержанием сухого вещества около 50 %, иногда — в твердом виде при 80 %-ном содержании сухого вещества. ЛСТ легко растворяется в воде. Для пластификации бетонной смеси и раствора ее вводят в небольшом количестве — 0,1.„0,5 % от массы цемента. В расчете на 1 м3 бетона расход добавки составляет всего 0,5. 1 кг.
Особенно эффективно использовать ее в жирных бетонных смесях, т.е. смесях с большим содержанием вяжущего. При введении ЛСТ и других пластифицирующих добавок можно повысить подвижность и удобо-укладываемость бетонной смеси и раствора при сохранении количества цемента и заданной прочности бетона; уменьшить расход воды, а количество цемента оставить прежним (при этих условиях прочность бетона увеличивается); уменьшить расход воды и цемента при сохранении прежней удобоукладываемости (прочность бетона останется неизменной, но расход цемента сократится на 8. 10 %).
К гидрофобно-пластифицирующим добавкам относят мылонафт (натриевую соль нафтеновых кислот), асидол-мылонафт, гидрофобизу-ющие кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Эти добавки рекомендуется применять в тощих бетонах и растворах, отличающихся малым расходом цемента. После укладки и затвердевания бетона такие добавки, адсорбируясь в порах, придают бетону водоотталкивающие свойства (гидрофобизуют бетон). В результате сильно уменьшается водопоглощение бетона, одновременно возрастают морозостойкость и сопротивляемость бетона коррозии. Применение таких добавок — эффективный способ повышения долговечности бетонных и железобетонных конструкций.
В последние годы отечественная промышленность начала выпускать добавки нового типа — суперпластификаторы. В большинстве это синтетические полимерные материалы. В бетонную смесь вводят 0,2. 1,2% такой добавки, считая от массы цемента. В отличие от традиционных веществ суперпластификаторы обладают гораздо более сильным разжижающим действием и не замедляют твердения бетона.
На базе производных меламиновой смолы выпускают суперпластификатор 10-03. Суперпластификаторы 30-03 и НСП — производные наф-талинсульфокислоты. В ряде добавок используют вторичные продукты химического синтеза: ОП-7, 20-03, СПД. К числу суперпластифицирую-щих относят и модифицированные технические лигносульфонаты (добавка ЛСТМ-2).
Резко увеличивая подвижность бетонных смесей, суперпластификаторы облегчают их транспортирование и укладку. Если необходимо сохранить подвижность, сокращают расход воды в бетонной смеси, а это позволяет получать бетон с высокой прочностью — до 80 МПа. Весьма эффективны суперпластификаторы при перекачивании смесей бетононасосами.
В процессе приготовления строительных растворов применяют кроме названных органических веществ также неорганические пластификаторы — известь (см. § 9) и глину. Строительная воздушная известь при гашении в известковое тесто образует чрезвычайно малые частицы, которые обволакиваются водой. Водные пленки облегчают взаимное скольжение частиц, играя роль смазочного материала на их поверхности. Именно этим и обусловлено пластифицирующее действие воздушной извести.
Глина при тщательном перемешивании с водой распадается на тончайшие частицы размером менее 5 мкм и также образует пластичное тесто. В отличие от органических пластификаторов, используемых в чрезвычайно малых дозах, добавки извести или глины вводят в больших количествах, сравнимых с расходом вяжущего вещества.
Рассмотренные поверхностно-активные добавки можно использовать также в качестве стабилизирующих (препятствующих расслоению) и водоудерживающих (уменьшающих водоотде-ление бетонных смесей и раствора). При транспортировании и укладке может возникнуть расслоение смесей. Если подбором состава не удается достичь заданной стабильности и водоудерживающей способности смесей, то вводят в их состав органические пластификаторы, а при необходимости и тонкозернистые минеральные добавки: пылевидную золу ТЭС, каменную муку. Для сокращения водоотделения литых смесей вводят бентонитовую глину, обладающую свойством удерживать в своей структуре большое количество воды.
Добавки, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение
бетонов, представляют собой следующие вещества: ускоряющие либо
замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, противоморозные.
В практике бетонных работ часто возникает необходимость в
ускорении или замедлении схватывания и твердения бетона. Например,
при возведении сооружений из монолитного бетона и железобетона для
иенсификации темпов бетонирования надо, чтобы бетон быстрее
абирал распалубочную прочность. Высокая скорость твердения бетона
еобходима и при аварийно-восстановительных работах. В то же время
ередки случаи, когда схватывание бетонной смеси или раствора намеренно замедляют, например при перевозке в автосамосвалах, перекачивании бетононасосами, укладке бетона в жаркую погоду.
Действие ускорителей объясняется тем, что они повышают растворимость Са(ОН)2, выделяющегося при гидратации цемента. Это приводит к дальнейшей гидратации клинкерных минералов и увеличивает, в конечном итоге, количество новообразований в цементном камне. В результате прочность бетона, содержащего добавку-ускоритель, в первые 3. 7 сут твердения значительно больше, чем прочность бетона без добавки. Теоретически схватывание и твердение цементных материалов можно ускорять всеми солями щелочных, щелочно-земельных и многовалентных металлов.
На практике чаще используют следующие ускорители твердения бетона: хлорид кальция (ХК), сульфат натрия (СН),нитраты кальция (НК) и натрия (НН), а также многокомпонентные добавки: нитрит-нитрат кальция (ННК), нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК). Одна и та же добавка при разной дозировке может оказывать и разное действие, т.е. ускорять либо замедлять твердение бетона. Поэтому концентрацию добавок в бетонной смеси, установленную в строительной лаборатории опытным путем, обязательно выдерживают при изготовлении смеси. Количество добавок составляет 1. 3 % от массы цемента. Добавка большого количества ХК вызывает коррозию арматуры. Поэтому при изготовлении железобетонных конструкций количество хлорида кальция, вводимого в бетонную смесь, ограничивают 2 %.
Из замедлителей схватывания лучше всего применять добавки, уменьшающие одновременно водопотребность и расход цемента, а также пластифицирующие бетонные смеси и раствор. В этом отношении хорошие результаты дают органические вещества (ЛСТ) и крем-нийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Кроме того, употребляют добавку двуводного гипса, слабый раствор серной кислоты. Концентрация добавок колеблется от 0,2 до 2 % и устанавливается в лаборатории. Противоморозные добавки вводят для того, чтобы обеспечить твердение бетона зимой. При отрицательной температуре вода замерзает и гидратация цемента прекращается. Образовавшийся лед разрыхляет еще слабую структуру цементного камня, что вызывает большую потерю прочности бетона.
Чтобы обеспечить твердение бетона на морозе, вводят в бетонную смесь вещества, понижающие температуру замерзания воды. Вода остается в жидком состоянии даже при температуре —15. —20 °С, и процесс гидратации цемента продолжается.
В качестве противоморозных добавок применяют следующие соли: хлорид натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрит натрия, комплексное соединение нитрата кальция с мочевиной.
Добавки, регулирующие пористость бетона, представляют собой воздухововлекающие, газообразующие, пенообразуюшие вещества. Воздухововлекающие добавки — зто поверхностно-активные вещества, которые уменьшают поверхностное натяжение жидкости (воды). При перемешивании с такими добавками в бетонную смесь вовлекается значительное количество мельчайших воздушных пузырьков, которые как бы увеличивают объем цементного теста. Бетонная смесь, содержащая воздухововлекающую добавку, обладает хорошей удобоукладывае-мостью и легко перекачивается бетононасосами.
Среди этих добавок чаще используют древесную омыленную смолу (добавка СДО) и нейтрализованную воздухововлекающую смолу (СНВ), а также талловый пековый клей (КТП).
Газообразующие и пено образу ю щие добавки применяют для изготовления ячеистых бетонов (газобетона и пенобетона) . Под действием этих добавок формируется высокопористая структура с большим количеством сферических пор—ячеек. Это газообразовате-ли (алюминиевая пудра, пергидроль) или пенообразователи (сульфонол, гидролизованная кровь).
Добавки, придающие бетону специальные свойства, подразделяют на следующие разновидности.
Добавки, уменьшающие смачивание бетона,— зто гидрофобизирующие добавки (мылонафт, кремнийорганические жидкости), уже рассмотренные выше.
Добавки, изменяющие электропроводность, применяют при производстве бетона электротехнических конструкций. К лучшим относятся добавки технического углерода.
Кроме перечисленных применяют и другие специальные добавки: повышающие защиту от радиации (в конструкциях ядерных энергетических установок); увеличивающие жаростойкость бетона; придающие бетону бактерицидные свойства; повышающие его стойкость против коррозии. Добавки, сокращающие расход цемента, — зто минеральные порошки, которые вводят в бетонные смеси и раствор для экономиии материала. Чаще всего это побочные продукты промышленности: пылевидная зола теплоэлектростанций, доменные и топливные шлаки в тонкомолотом виде.
Добавки полифункционального действия (комплексные) позволяют одновременно управлять несколькими свойствами бетонной смеси и затвердевшего бетона, например повышать пластичность смеси и увеличивать прочность бетона. Это добавки составного типа, включающие в себя есколько компонентов, каждый из которых регулирует одно свойство. апример, комплексная добавка ЛСТ + СНВ пластифицирует бетонную смесь и повышает морозостойкость бетона, добавка ЛСТ + ХК также тастифицирует смесь и ускоряет твердение бетона. Одновременно эта обавка сокращает расход цемента.
Многие из применяемых добавок при неумелом обращении могут
казывать вредное воздействие на работающих. В особенности это отно-
тся к ускорителям твердения — хлористым солям. Хлорид кальция
есьма опасен для кожи лица и рук. Хлорная известь и ее растворы
могут выделять хлор. Они являются сильными окислителями. Попадая в
дыхательные пути, хлор может вызвать тяжелое отравление.
Сильным раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки обладают известковое тесто, известковое молоко, кремнийорганические жидкости.
Поэтому к работам по приготовлению и применению химических растворов допускаются только те лица, которые прошли медицинское освидетельствование. Рабочим, не достигшим 18-летнего возраста, работать с химическими веществами не разрешается.
Всех работающих с хлорированными растворами необходимо снабжать спецодеждой и средствами индивидуальной защиты — очками, респиратором или противогазом, рукавицами. Хлорид кальция надо применять только в виде водного раствора (хлорной воды), который берут черпаками на длинных рукоятках.
Помещения, в которых приготовляют химические растворы, должны хорошо вентилироваться и иметь достаточный объем — не менее 40 м на одного работающего при высоте потолка не менее 3,25 м.
Работать с химическими добавками следует только под непосредственным наблюдением технического персонала. При случайном попадании растворов на открытые участки кожи, а также в глаза работающих необходимо промыть поврежденные места большим количеством чистой воды.
Народные добавки, улучшающие качество бетона
Для улучшения свойств бетона можно использовать народные рецепты, которыми еще пользовались наши предки.
Базовая характеристика раствора, содержащего цемент, заключается в прочности на сжатие готовых изделий.
Схватывание и прочность залитого раствора зависит от его гидратации.
Минералы, которые входят в состав цемента, вступают в реакцию с водой и воздухом, что приводит к связыванию наполнителя в виде песка, гравия, шлака, керамзита и других.
Рассмотрим основные народные добавки в бетон, которые модифицируют его свойства и удобны тем, что их можно сделать самим в домашних условиях.
Изготовление пластификатора для бетона своими руками
Пластификатором называется вещество, повышающее показатели эластичности и пластичности бетона.
Он частично заменяет воду в составе раствора и препятствует процессу растрескивания смеси при высыхании.
Если бетон развести, но не использовать, то со временем он начинает расслаиваться. Пластификатор от этого уберегает и удлиняет жизнь раствора.
- улучшению сцепки с поверхностью, на которую наносится раствор;
- дополнительной защите бетона от воды;
- более легкой укладки смеси.
В общем, свойства бетона улучшаются, и такой пластификатор можно сделать самим.
К народным способам улучшения качества бетона относятся:
Добавление куриных яиц и глины.
Уже доказано, что яйца имеют хорошие сцепляющие свойства, водонепроницаемость и способны уплотнить раствор.
Другим старинным материалом является глина, ее добавляли в сложный состав строительной смеси, когда еще не было бетона.
Готовили такую смесь долго, зато постройки стоят веками.
На сегодняшний день с помощью глины удешевляют бетон, заменяя ею часть цемента.
Такой бетон не подходит для фундаментов, так как возможны разрушения.
На большую прочность таких составов не стоит надеяться, но они могут применяться в небольшой дачной стройке.
Использование мыла.
И мыло, и цемент имеют щелочную среду, поэтому хорошо совместимы друг с другом. Когда оно попадает в строительную смесь, то происходит обволакивание каждой частички, уменьшая силу трения между ними и придавая пластичность раствору. Удобнее делать введение жидкого мыла или моющего средства не более 5% от общей массы раствора вместе с водой.
Как можно самим сделать противоморозные добавки для бетона
Если вам известно, что состав будет подвержен воздействию экстремально низких температур, то необходимо приготовить морозоустойчивый раствор.
Увеличить этот показатель помогает техническая соль, но ее нельзя добавлять более 2%. Если бетон будет взаимодействовать с арматурой, то возможна коррозия, тогда в раствор необходимо вводить ингибиторы коррозии.
Также при разведении бетона можно использовать меньше воды, но в разумных пределах, иначе произойдет нарушение других свойств бетона.
Выбрать готовые строительные смеси, имеющие гарантированные характеристики и предсказуемый результат, можно в компании РегионСтройБетон.
Мы занимаемся продажей качественного бетона разных марок и доставляем его на объект в строго оговоренные сроки.
Наша компания обладает собственным производством, поэтому цены на бетон выгодные и не включают дополнительных наценок посредников.
Для того, чтобы узнать все подробности и сделать заказ свяжитесь с нашими специалистами по указанным на сайте контактам.
Загрузка...
detector