Главная → Статьи

Добавки к бетону и строительному раствор

С развитием технологии бетона все более широко применяют 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 смесей, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов, регулирующие пористость бетона, придающие ему 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. Удобоукла-Дываемые смеси способны равномерно заполнять заданный объем бетонируемой конструкции под действием силы тяжести либо прикладываемых внешних сил — вибрации, штыкования, трамбования. При транспортировании бетонной смеси по бетоноводам, укладке в опалубку смесь 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, которая изучает закономерности течения и деформаций вещества. Реологические свойства бетонной смеси и раствора могут быть изменены путем введения добавок.

В группе таких веществ выделяют пластифицирующие, стабилизирующие и водоудерживающие добавки.

Пластифидирующие добавки увеличивают подвижность (или уменьшают жесткость) бетонных смесей без снижения прочности бетона. Подвижность бетонных смесей характеризуется осадкой стандартного конуса, выражаемой в сантиметрах. 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 14… 19 см;
III группа — среднепластифицирующие, осадка конуса 9… 13 см;
IV группа — слабопластифицирующие, осадка конуса менее 8 см.

Пластифицирующие добавки представляют собой поверхностно-активные вещества. Различают гидрофильно-пластифицирующие, гидрофобно-пластифици-рующие добавки и суперпластификаторы. Из гидрофильно-пластифицирующих наиболее часто применяют добавку J1CT, которая легко растворяется в воде. Для пластификации бетонной смеси и раствора ЛСТ вводят в небольшом количестве — 0,1…0,5% от массы цемента. В расчете на 1 м3 бетона расход добайки 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 удо-боукладываемость 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 остается неизменной, но расход цемента сокращается на 8… 10%).

К гидрофобно-пластифицирующим добавкам относят мылонафт (натриевую соль нафтеновых кислот), асидол-мылонафт, гидрофобизующие кремнийоргани-ческие жидкости ГКЖ-Ю и ГКЖ-П. Эти добавки рекомендуется применять в тощих бетонах и растворах, отличающихся малым расходом цемента. После укладки и затвердевания бетона такие добавки, ад-сорбируясь 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.

Суперпластификаторы представляют собой синтетические полимерные материалы. В бетонную смесь вводят 0,2…1,2% таких добавок, считая от массы цемента. В отличие от традиционных веществ суперпластификаторы обладают гораздо более сильным разжижающим действием и не замедляют твердения бетона.

Наиболее распространен суперпластификатор С-3, получаемый на базе продуктов конденсации нафта-линсульфокислоты и формальдегида. Кроме того, применяют суперпластификаторы (Дофен, 10-03, МФ-АР, 40-03). К суперпластифицирующим 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 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 большом количестве, сопоставимом с расходом вяжущего вещества.

Рассмотренные поверхностно-активные добавки можно использовать также в качестве стабилизирующих (препятствующих расслоению) и в о д о-удерживающих (уменьшающих водоотделение 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 добавляют 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, противомороз-ные.

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 ускорения темпов бетонирования надо, чтобы бетон быстрее набирал распалубочную прочность. Высокая скорость твердения бетона необходима и при аварийно-восстановительных работах. В то же время нередки случаи, когда схватывание бетонной смеси или раствора намеренно замедляют, например при перевозке в автосамосвалах, перекачивании бетононасосами, укладке бетона в жаркую погоду.

К ускорителям твердения бетона относятся 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 противоположное 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 1…3% от массы цемента. Добавка ХК в большом количестве 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 кремнийорганические жидкости ГКЖ-Ю и ГКЖ-11. Кроме того, употребляют добавку двуводного гипса, слабый раствор серной кислоты, животный клей. Концентрация добавок 0,2…2%. Ее устанавливают в лаборатории.

Противоморозные добавки обеспечивают 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, снижающие 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, поташ.

Добавки, регулирующие пористость бетона, представляют собой воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие вещества.

Воздухововлекающие добавки — это 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 удо-боукладываемостью.

Среди этих добавок чаще используют древесную опыленную смолу (добавка СДО) и нейтрализованную воздухововлекающую смолу (СНВ), а также тал-ловый пековый клей (К.ТП).

Газообразующие и пенообразующие добавки применяют для изготовления ячеистых бетонов (газобетона и пенобетона). Под действием этих добавок формируется высокопористая структура с большим количеством сферических пор-ячеек. К газообразователям относятся алюминиевая пудра, пергидроль, к пенообразователям — сульфонол, гидроли-зованная кровь.

Добавки, придающие бетону специальные свойства, подразделяют на следующие разновидности.

Добавки, уменьшающие смачивание бетона, — это гидрофобизующие 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, — это минеральные порошки, которые вводят в бетонные смеси и раствор для экономии материала. Чаще всего это побочные продукты промышленности: пылевидная зола теплоэлектростанций, доменные и топливные шлаки в тонкомолотом виде.

Добавки полифункционального действия (комплексные) позволяют одновременно изменять несколько свойств бетонной смеси и затвердевшего бетона, например повышать пластичность смеси и увеличивать прочность бетона. Добавки включают в себя несколько компонентов, каждый из которых регулирует одно свойство. Например, комплексная добавка ЛСТ+СНВ пластифицирует бетонную смесь и повышает морозостойкость бетона, добавка ЛСТ+ХК. также пластифицирует смесь и ускоряет твердение бетона. Одновременно эта добавка сокращает расход цемента.

Многие из применяемых добавок при неумелом обращении могут оказывать вредное воздействие на работающих. В особенности это относится к ускорителям твердения — хлористым солям. Хлорид кальция весьма опасен для кожи лица и рук. Хлорная известь и ее растворы могут выделять хлор и представляют собой сильные окислители. 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 приготовлению и применению химических растворов допускаются только те лица, которые прошли медицинское освидетельствование. Лицам, 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 м3 на одного работающего при высоте потолка не менее 3,25 м. Использовать химические добавки следует только под непосредственным наблюдением технического персонала. При случайном попадании раствора на открытые участки кожи, а также в глаза работающих необходимо промыть поврежденные места большим количеством чистой воды.

Ваш отзыв