Цитрат натрия добавка в бетон

Обновлено: 11.01.2025

добавка - регулятор сроков схватывания

Управлять (с помощью различных химических добавок) процессами твердения бетона можно на 3-х этапах:
в основном, на 1-м - прединдукционном и на 2-м - индукционном. Эти все этапы - это еще не схватившаяся бетонная смесь, т.е. не бетон. В некоторых случаях, эффект наблюдается также на 3-м этапе - раннее структурообразование (начало-конец схватывания).

Замедлители схватывания применяются для обеспечения длительной сохраняемости бетонной смеси (перевозка на большие расстояния, высокие темепературы воздуха и смеси и т.д.), при бетонировании массивных конструкций - с целью обеспечения целостности конструкции (бетонирование без "холодных" швов), но не с целью снижения тепловыделения (они его не понижают, а увеличивают, причем как общее количество теплоты, так и скорость тепловыделения).

Фосфоновые соединения являются сильнейшими замедлителями схватывания, работают в малых дозировках, относительно недорого стоят, но обладают одним сильным недостатком - весьма значительно увеличивают время от начала до конца схватывания цемента (3 этап), и, соответственно, бетонной смеси. Причем это действие сильно зависит от температуры - при низких температурах это время увеличивается в разы.

В Германии, к примеру, для ответственных сооружений фосфоновые соединения запрещены к применению.

Добавка в бетонные смеси и строительные растворы

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам добавок, используемых в производстве бетонов и строительных растворов. Добавка в бетонные смеси и строительные растворы, включающая цитрат натрия трехзамещенный двуводный, который обработан при температуре 200°С в течение от 2 до 3 ч, при этом добавка дополнительно содержит сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: цитрат натрия трехзамещенный технический безводный 75-80; сульфат алюминия 20-25. Технический результат - получение добавки в бетонные смеси и строительные растворы, повышающей сроки схватывания и набор прочности бетона в ранние сроки твердения, и повышение водонепроницаемости бетона. 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам добавок, используемых в производстве бетонов и строительных растворов.

Известно применение добавки для бетона, состоящей из сульфата алюминия и хлористого кальция в соотношении 1:1 для ускорения схватывания и повышения прочности бетона (см. А.С. СССР №302320, опубл. 1970 г.).

Недостатком этого изобретения является слабый набор прочности бетона в первые часы твердения.

Известна добавка для повышения прочности бетона, включающая сульфаты алюминия, железа, меди, натрия, кальция, лигносульфонат натрия, сульфонат натрия и протеинат серебра (см. патент Франции №1432928, опубл. 1996 г.).

Недостатком бетона с данной добавкой является низкий прирост прочности в первые часы твердения.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является добавка в бетонные смеси и строительные растворы, включающая цитрат натрия трехзамещенный, который предварительно термически обработан (см. BY №18077, опубл. 30.04.2014 г.).

Недостатком этой добавки является недостаточная водонепроницаемость.

Задачей изобретения является получение добавки в бетонные смеси и строительные растворы, повышающей сроки схватывания и набор прочности бетона в ранние сроки твердения, и повышение водонепроницаемости бетона.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение показателей водопроницаемости бетона и повышение прочности бетонов в ранние сроки твердения. Следует отметить, что суммарный эффект действия добавки на цементные смеси больше эффектов воздействия компонентов добавки, взятых по отдельности.

Поставленная задача достигается за счет того, что добавка в бетонные смеси и строительные растворы, включающая цитрат натрия трехзамещенный, который предварительно термически обработан, отличается тем, что использован цитрат натрия трехзамещенный двухводный, который обработан при температуре 200°С в течение от 2 до 3 ч, при этом добавка дополнительно содержит сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цитрат натрия трехзамещенный технический безводный	75-80
сульфат алюминия	20-25

Механизм действия добавки состоит в активировании гидратации компонентов цемента и образовании гелеобразных систем, которые после отверждения образуют малопористую плотную структуру цементного камня и бетона, практически непроницаемую для жидких сред.

Для изготовления заявляемой добавки использовали сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85) и цитрат натрия технический трехзамещенный двухводный (ТУ 2499-005-00343237-2002), который предварительно обрабатывали при температуре 200°С в течение не менее 2 часов.

Добавку получали путем совместного смешивания сульфата алюминия порошкообразного (20-25 мас.%) и обезвоженного цитрата натрия трехзамещенного (75-80 мас.%) в шаровой мельнице в течение 1 часа.

В таблице 1 приведены рекомендуемые составы по изобретению (№1, 2) и прототипу (№3).

При расходе добавки менее 4% от массы цемента ее роль в формировании структуры бетона незначительна и положительный эффект слабо выражен, а увеличение концентрации добавки более 8% нецелесообразно по экономическим соображениям, так как эффективность добавки при этом практически не увеличивается.

Предельные концентрации цитрата натрия и сульфата алюминия обусловлены тем, что увеличение и уменьшение их концентраций приводит к получению добавки, обладающей меньшей эффективностью и, соответственно, приводит к увеличению времени схватывания бетонных смесей и строительных растворов и уменьшению прочности бетона в ранние сроки твердения и его водопроницаемости.

Из приготовленной бетонной смеси формировали образцы согласно требованиям ГОСТ 10181-2000. Сроки схватывания бетонной смеси определяли с помощью прибора Вика согласно ГОСТ 310.3-76. Эффективность действия добавки, регулирующей кинетику твердения бетона, оценивали по изменению величины относительной прочности бетона в составах по изобретению и по прототипу в ранние сроки твердения в соответствии с ГОСТ 310.4-81. Водонепроницаемость бетона определяли с помощью трубки Карстена (см. Иванов Ф.М. Добавки в бетон и перспективы применения суперпластификаторов. // Бетоны с эффективными суперпластификаторами. М.: НИИЖБ. 1979. - С. 6-21.). По данной методике на поверхности образца бетона диаметром 45 мм и высотой 40 мм устанавливали стеклянную трубку диаметром 25 и высотой 550 мм с измерительной шкалой, нижний край которой с поверхностью бетона герметизировали воскопарафиновой смесью. В стеклянную трубку заливали воду, высота столба которой составляла 500 мм, и измеряли изменение уровня воды в течение 24 часов.

Для экспериментальной проверки эффективности добавки по изобретению и прототипу были приготовлены образцы бетонных смесей, содержащих в воде затворения 4, 6 и 8% от массы цемента добавки по изобретению (состав №1 и 2) и по прототипу (состав №3). Результаты полученных исследований представлены в таблице 2.

Из приведенных в таблице 2 данных следует, что введение в бетонную смесь с водой затворения добавки по изобретению (примеры 5-10) в количестве 4-8% от массы цемента приводит к увеличению в 1,3-1,5 раза скорости схватывания и 1,2 раза набора прочности бетона в возрасте 3 и 7 суток по сравнению с образцами по прототипу (примеры 2-4). Водонепроницаемость образцов бетона в возрасте 28 суток с добавкой по изобретению увеличивается в 4,7 и 2 раза соответственно по сравнению с образцами без добавки и с добавкой по прототипу.

Таким образом, предлагаемая добавка позволяет повысить сроки схватывания и набор прочности бетона в ранние сроки твердения и его водопроницаемость по сравнению с прототипом.

Добавка в бетонные смеси и строительные растворы, включающая цитрат натрия трехзамещенный, который предварительно термически обработан, отличающаяся тем, что использован цитрат натрия трехзамещенный двуводный, который обработан при температуре 200°С в течение от 2 до 3 ч, при этом добавка дополнительно содержит сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пластификаторы для бетона: Цитрат Натрия

Современные тенденции развития стройиндустрии последних лет определяются возрастанием требований к эффективному, экономному и рациональному использованию материально-энергетических ресурсов. В первую очередь это касается основ капитального строительства - изготовления монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Использование специальных добавок является определяющим фактором в решении этого вопроса при производстве бетоно-растворных смесей. Специалисты прогнозируют возрастание доли бетонов с добавками до половины от общего объема. Основными добавками будут пластификаторы, как по отдельности, так и в сочетании с противоморозными, гидрофобизирующими, стабилизирующими, повышающими плотность бетона, регулирующими скорость твердения и другими.

Назначение пластификаторов для бетона

Использование пластификаторов позволяет:

получить высокоподвижные бетонные смеси, укладываемые без вибратора;
понизить содержание воды бетона;
изменить время застывания;
увеличить прочность бетона;
экономить цемент до 20%;
существенно увеличить сроки твердения;

Бетонные пластификаторы: причины их применения.

В экономическом плане пластификаторы для бетона оказывают положительное влияние на:

сокращение времени и интенсивности вибрации вплоть до отказа от вибрации;
сокращение времени на формирование изделия или конструкции;
сокращается время высыхания;
экономия электроэнергии;
снижение трудозатрат;
улучшение поверхности изделий;
улучшение условий труда, снижение уровня шума и вибрации;
увеличение производительности труда.

Пластификатор используется в бетоне для подачи его по напорным трубам, для создания высокопрочных конструкций на рядовых цементах, для создания густоармированных конструкций, для создания массовых типовых железобетонных изделий. Особое значение имеет пластификатор как замедлитель схватывания бетона верхового слоя, когда происходит возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

Цитрат натрия – замедлитель схватывания бетона

Пластификаторы по своей сути являются веществами, обладающими поверхностно-активными свойствами, увеличивающими подвижность бетонной смеси. Добавки-пластификаторы осаждаются на зернах цемента и адсорбируются на них, создавая при этом эффект отталкивания. При этом количество воды уменьшается, а технические характеристики улучшаются. Однако структурообразование и отвердение бетона замедляется.

Пластификаторы, как замедлители схватывания имеют большое значение в практическом применении. Замедлитель схватывания бетона необходим при транспортировании, при подаче по трубопроводу растворной станцией, при монолитной укладке бетона в летнее время, при циклической заливке бетона, при технологических перерывах.

Замедлители затвердения создаются на основе органических веществ - мелассы, молочной сыворотки и как комплексы неорганических веществ - соли, щелочи, смолы.

Цитрат натрия как пластификатор бетона

Одной из составляющих в пластификаторах, используемых в нашей стране является цитрат натрия. История использования цитрата натрия восходит к далекому 1914 году, когда он был использован в качестве антикоагулянта крови, останавливая ее свертываемость за счет адсорбации на ионах кальция, отвечающего за свертываемость. Спустя более полувека был использован цитрат натрия для бетона. Его способность к адсорбации позволяет использовать отечественные добавки-пластификаторы. Цена на импортные добавки выше, к тому же российские пластификаторы-замедлители адаптированы к нашим цементам, а качество сопоставимо.

Вреден ли цитрат натрия?

Цитрат натрия можно узнать по коду Е331. Такая пищевая добавка имеет структуру мелкого кристалловидного порошка белого цвета. Многие встревожены нынешней ситуацией некачественного изготовления продуктов. Покупатели в последнее время все чаще стали смотреть состав продуктов, поскольку проконтролировать добросовестность всех производителей государство не успевает. Часто возникает вопрос: вреден ли цитрат натрия? В этом необходимо разобраться.

Свойства цитрата натрия

Е331 отлично хранится. В воде добавка растворяется хорошо, а в спирте – слабо. Получить цитрат натрия можно из лимонной кислоты, если нейтрализовать ее едким натром.

Цитрат натрия (Е331) в продуктах питания

В пищевой отрасли цитрат натрия является многофункциональной добавкой. Ее используют и как консервант, и как стабилизатор, а в некоторых случаях – для усиления вкуса.
Рассмотрим его свойства на конкретных примерах:

в газированных напитках цитрат натрия выполняет функцию усилителя вкуса, который придает насыщенный цитрусовый вкусовой «оттенок» напитку. Е331 также используют в энергетических напитках в тех же целях;
как регулятор кислотности, цитрат натрия широко используется в йогуртах, а также в разных сладостях: в мармеладе, суфле или желе;
в редких случаях Е331 добавляют в готовое блюдо. В этом случае цитрат натрия выполняет функцию приправы;
в молочные и кисломолочные продукты Е331 добавляют в процессе стерилизации (продолжительная тепловая обработка). Также пищевую добавку вводят в состав детских смесей.

Вред VS Полезность

Е331 – это официально разрешенная добавка не только в России, а и в Европе. На вопрос вреден ли цитрат натрия, можно ответить так: в умеренных количествах эта добавка абсолютно безопасна для здоровья. Учитывая такое распространение этой добавки в продуктах питания (даже детских), ее можно считать даже полезной. Не зафиксировано ни одно случая отравления этим препаратом, а значит, он не токсичен.

Другие сферы использования цитрата натрия

Е331 также применяют в сфере медицины. Оно используется для изготовления препаратов, которые быстро растворяются (часто от простуды растворимые таблетки). Также цитрат натрия добавляют в донорскую кровь для увеличения срока ее хранения.

Чтобы и вы получили такой ошеломительный эффект, покупайте кондитерские ингредиенты по промокоду BLOG со скидкой в 10%, который распространяется на все заказы до 15 кг! И до встреч в новых статьях!

О механизме действия ускорителей схватывания и твердения цементной матрицы бетона Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Сердюкова А. А., Рахимбаев И. Ш.

Быстросхватывающиеся бетонные смеси с ускоренным ростом прочности в первые часы и сутки твердения нужны при аварийных работах, а также строительных работах при низких температурах в осенне-зимний период года. К настоящему времени разработано множество составов бетонов со специальными добавками, твердеющих при низких температурах. Ввиду того, что до настоящего времени теория схватывания и твердения цементных систем разработана не до конца, механизм действия добавок – ускорителей схватывания и твердения слабо изучен. В данной статье рассмотрен механизм действия ускорителей схватывания и твердения цементной матрицы бетона .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «О механизме действия ускорителей схватывания и твердения цементной матрицы бетона»

Сердюкова А. А., начальник производственной лаборатории,

ОАО «Завод ЖБК-1» Рахимбаев И. Ш., инженер, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

О МЕХАНИЗМЕ ДЕЙСТВИЯ УСКОРИТЕЛЕЙ СХВАТЫВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ

ЦЕМЕНТНОЙ МАТРИЦЫ БЕТОНА

Быстросхватывающиеся бетонные смеси с ускоренным ростом прочности в первые часы и сутки твердения нужны при аварийных работах, а также строительных работах при низких температурах в осенне-зимний период года. К настоящему времени разработано множество составов бетонов со специальными добавками, твердеющих при низких температурах. Ввиду того, что до настоящего времени теория схватывания и твердения цементных систем разработана не до конца, механизм действия добавок - ускорителей схватывания и твердения слабо изучен. В данной статье рассмотрен механизм действия ускорителей схватывания и твердения цементной матрицы бетона.

Ключевые слова: добавки - ускорители схватывания и твердения, цементная матрица бетона, механизм действия ускорителей схватывания и твердения, растворимость соединений.

Из неорганических ускорителей схватывания и твердения отметим СаС12, К2С03, Ка^04, ^203, А1С1з и др. [3].

Из органических ускорителей схватывания следует упомянуть о триэтаноламине, моносаха-рах в повышенных дозировках [4]. Особенно сильными ускорителями схватывания портландцемента являются пирокатехин, пирогаллол, кверцетин, морин [3, 4].

Ввиду того, что до настоящего времени теория схватывания и твердения цементной матрицы бетона [5] разработана не до конца, механизм действия этих добавок слабо изучен.

В работе [6] показано, что адсорбция замедлителей схватывания на гидратирующихся частицах вяжущего происходит таким образом, что молекулы органических добавок ориентируются наружу в сторону жидкой фазы своими отрицательно заряженными функциональными группами.

У ускорителей схватывания при этом в сторону поровой жидкости направлены либо положительно заряженные функциональные группы, либо гидрофобные. Изложенное выше схематически изображено на рисунке 1.

Рис. 1 Схема строения гидратирующихся на ранней стадии частиц вяжущего, покрытых пленкой гидратных

1 - гидратирующаяся частица вяжущего, 2 - тонкая пленка гидратных новообразований, 3 - противоионы, создающие двойной электрический слой: А - отрицательно заряженная (замедлители схватывания), Б - положительно заряженная (ускорители схватывания) пленка гидратных новообразований

В работе [6] показано, что в первом случае, когда снаружи располагаются отрицательно заряженные функциональные группы модификатора, при достижении концентрации этих групп критической величины, они, из-за электростатического притяжения, тормозят отрыв положи-

тельно заряженных ионов кальция от отрицательно заряженной частицы и переход их в жидкую фазу. Это приводит к возникновению индукционного периода при гидратации портландцемента, когда взаимодействие с водой почти прекращается. Сходный механизм действия

Механизм действия ускорителей схватывания, по-видимому, несколько сложнее.

Органические добавки - ускорители схватывания, такие как триэтаноламин, пирокатехин и пирогаллол, по крайней мере, не блокируют выход ионов кальция и продуктов гидратации в жидкую фазу. Кроме того, эти добавки образуют высокорастворимые соединения с ионами входящих в клинкерные минералы компонентов [6]. Это приводит к тому, что пленка гидратных новообразований при вводе органических ускорителей схватывания в той или иной степени растворяется и перестает тормозить процесс гидратации.

При анализе механизма действия неорганических электролитов на гидратацию и схватывание цементного теста можно применить уравнение массопереноса:

ионов Са2в объеме жидкой фазы (поровой жидкости), кг/м3.

Добавки неорганических электролитов оказывают двоякое влияние на разность концентраций ионов кальция у поверхности Спов. и в порах жидких гидратных новообразований Сж.ф. .При вводе ускорителей схватывания, например поташа К2С03, кальцинированной соды и т.п. величина ж ф, резко снижается, т.к. ионы

кальция в ней осаждаются в виде очень слабо растворимого карбоната кальция:

Благодаря этому при вводе NaCO3 и К2СО3 разность концентраций ионов кальция в уравнении (1) резко возрастает, что ускоряет гидратацию всех клинкерных минералов и сокращает сроки схватывания.

Есть основание полагать, что при вводе солей, кальциевые соли которых обладают высокой растворимостью, имеет место обратный перенос анионов Cl-, S2O32-, CNS- и других из по-ровой жидкости бетонной смеси в сторону пленки гидратных новообразований, которые

покрывают гидратирующиеся частицы вяжущего.

Такие добавки, как СаС12, №С1 и другие га-логениды одно- и двухвалентных элементов, повышают растворимость содержащих кальций продуктов гидратации портландцемента. Если без ввода указанных добавок верхнее значение растворимости Са(ОН)2 при температуре 20 °С составляет 1,6 г/л по Са(ОН)2, то при наличии ионов хлора эта величина возрастает на полтора-два порядка и достигает десятков г/л.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В связи с этим «емкость» гидратной фазы по ионам кальция значительно увеличивается, что ослабляет «запорный» эффект последних в двойном электрическом слое гидратирующихся цементных частиц. Поэтому галогениды и нитраты натрия являются ускорителями схватывания цементных систем, но более слабыми, чем карбонаты.

Отдельные элементы изложенной схемы действия добавок на гидратацию портландцемента рассматривались и ранее [7, 8]. Однако при этом не были сформулированы следствия из изложенной выше рабочей гипотезы.

Известно. что сильные ускорители схватывания (карбонаты, гидроксиды К, № и др.) снижают прочность цементного камня. При этом синтез гидратных новообразований происходит в условиях невысоких пересыщений по гидроксиду кальция, что препятствует формированию кристаллизационных связей между гидратными частицами, снижая прочность цементного камня.

Рассматривая растворимость СаС12, Са(8203)2, Са(С№)2, Са804 легко убедиться, что в этом ряду слева направо она резко падает [9].

Японскими исследователями установлено, что эффективность натриевых солей неорганических кислот как ускорителей твердения цементной матрицы бетона падает в следующем порядке по убыванию этого показателя [9]: СГ <5203 <С5М <5С>4 ^ чт0 подтверждает изложенную нами гипотезу. Из нее следует, что представляют интерес как ускорители твердения

цементобетона такие добавки, как уксуснокислый натрий, бромиды и йодиды одновалентных элементов и другие.

В последние годы, в связи с отрицательным действием ионов хлора на стойкость арматуры, CaC12 и №0 практически не используются. В связи с этим актуальна проблема поиска новых химических добавок, в том числе неорганических электролитов, не содержащих ионов хлора.

К числу добавок, отрицательно действующих на пассивирующее свойство бетона по отношению к стальной арматуре, на коррозионную стойкость бетонов, эксплуатируемых в условиях влажного и мокрого климата, бетонов, подвергающихся электрокоррозии, на коррозионную стойкость инъекционных растворов и растворов для замоноличивания швов и стыков железобетонных конструкций, следует отнести роданид и тиосульфат натрия, так как они содержат в своем составе серу, способную вступать во взаимодействие с железом с образованием сульфидов FeSn, где п = 1-2.

В настоящее время не делается различий между ускорителями твердения, применимыми при пониженных температурах, в нормальных условиях и при термообработке, хотя, по-видимому, при изменении температурных условий эффективность добавок меняется по-разному. Те добавки, растворимость кальциевых солей которых мало зависит от температуры, практически одинаково эффективны как при отрицательных температурах, так и при термообработке бетона. К их числу можно отнести №0. Растворимость сульфата кальция с повышением температуры падает, так что эффективность гипса при повышении температуры не возрастает.

Для оценки влияния низких положительных и отрицательных температур на эффективность ускорения сроков схватывания и твердения цементобетонов возможно использовать криоскопические константы неорганических соединений. К сожалению, в современной справочной литературе недостаточно данных о них, что в большинстве случаев не позволяет производить обоснованный прогноз влияния температуры на сроки схватывания и твердения цементных систем.

Тем не менее, в справочной литературе имеются отдельные сведения, на основе которых можно прогнозировать влияние температур на ускорение твердения цементных систем.

Бромиды и йодиды кальция и натрия существенно эффективнее хлоридов при температуре 0 °С, а с повышением температуры их преимущество растет.

Схожие прогнозы на основе изложенных теоретических представлений возможны и по другим аспектам применения химических добавок - электролитов.

2. Миронов С. А. Теория и методы зимнего бетонирования. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1975. - 700 с. - М 30209-678/047 (01) -75

3. Рахимбаев, Ш.М. Регулирование технологических свойств тампонажных растворов -Ташкент: Фан, 1976. - 159 с.

4. Рахимбаев Ш.М., Баш С.М. К вопросу о влиянии органических веществ на срок схватывания портландцемента // ЖПХ. М. - 1968. -№12. - С. 43-51.

8. Батраков, В.Г. Модификаторы бетона. Новые возможности // Материалы I Всероссийской конференции по бетону и железобетону. -М.: 2001. - С. 184-187.

Обзор замедлителей схватывания бетонного раствора

При большом объеме работ неизбежно возникает проблема, связанная с быстрым застыванием состава. Стыки участков, залитых ранее и покрытых свежим раствором (рабочие швы), являются слабым местом готовой конструкции, требуют трудоемкой обработки, иначе невозможно забетонировать надежно. Идеальный вариант — когда смесь заливают непрерывно или с небольшими интервалами, чтобы она не успевала застыть. Для этого добавляют специальные компоненты. Принцип их действия заключается в снижении скорости соединения цемента с водой (гидратации и гидролиза).

Преимущества и недостатки применения добавок

снижение затрат времени и энергии на вибрирование;
сохранение удобоукладываемости;
возможность бетонирования при температуре воздуха до +30°C за счет увеличения срока сохранения подвижности;
получение высокоподвижной смеси;
снижение расхода цемента;
исключение расслаиваемости;
снижение усадки;
повышение прочности;
улучшение поверхности готовой конструкции;
более комфортные условия работы за счет уменьшения шума от вибрации.

К недостаткам относят непредсказуемость влияния этих компонентов на характеристики. Рекомендуется определить экспериментально на небольшой порции прочность и другие свойства раствора после внесения добавки.

Виды замедлителей схватывания и твердения бетона

1. Химические добавки.

Первый тип — состоящие из одного компонента. Обычно они продаются в форме порошка:

Нитрилотриметиленфосфоновая кислота (НТФ). Средство не вызывает окисления арматуры. НТФ пригодна для всех видов цемента, но при превышении рекомендуемой дозы возможно понижение марки прочности. Добавка является одновременно пластификатором. Это вещество вносят в количестве 0,02—0,15 % от массы цемента.
Глюконат натрия. Продается в форме порошка, хорошо растворимого в воде. Вещество полностью разлагается естественным путем, обладает водоудерживающими, пластифицирующими свойствами. Засыпают в количестве 0,05—0,25 %.
Цитрат натрия. Добавление к бетонному раствору позволяет: уменьшить время вибрации или вовсе обойтись без нее, понизить расход цемента на 20 %.

2. Готовые составы из нескольких компонентов.

Их производят и продают в готовом виде (порошке или растворе) компании, специализирующиеся на изготовлении и поставках строительной химии:

SikaPlast 520 N. Его основа — уникальный полимер, разработанный производителем Sika. Вносят в количестве 0,2—1,5 % от массы цемента.
Замедлитель (поставщик компания Промснаб из Кемерово). Не содержит компонентов, вызывающих коррозию арматуры. Уменьшает скорость схватывания в 2—8 раз (зависит от дозировки), несовместим с противоморозными добавками.
Линамикс (компания Полипласт). Это целая серия на основе различных химических компонентов.
FREM LINAS 200 жидкий. Замедляет схватывание, повышает подвижность бетона до П3.

Готовые составы можно купить в мешках, бочках, бутылях или канистрах.

3. Отходы пищевого производства.

Более безопасными средствами для снижения скорости схватывания являются некоторые виды отходов пищевой промышленности:

Молочная сыворотка. Жидкость, получаемая при изготовлении творога или сыра. Ее состав: сывороточные белки, лактоза, молочный жир. Обладает сильным замедляющим действием при добавлении прямо в бетонную смесь, одновременно является пластификатором. Дозировка: 1,5—3 % от массы цемента.
Кормовая сахарная патока. Это густая темная вязкая жидкость, отход сахарного производства. Патока заменяет пластификатор, она непригодна для применения при изготовлении конструкций из сборного железобетона. Рекомендуемая дозировка: 0,05—0,3 % от массы цемента.

Помимо патоки или сыворотки применяют костный клей и крахмал.

Для технологии «мытый бетон»

Для создания декоративных рельефных элементов применяют методику «чистый бетон». Суть заключается в изменении скорости твердения разных слоев. Для этого на лицевую сторону конструкции наносят специальный замедлитель. Через некоторое время, не дожидаясь схватывания верхнего пласта, мощной струей воды вымывают незастывший цемент.

На 30-40 % оголяются частицы наполнителя, находящиеся на поверхности. В результате получается имитация отделки из натурального камня.

Для выполнения работ по этой технологии используют специальные средства — жидкие или гели-замедлители:

Цена средства для снижения скорости затвердевания смеси для бетонирования зависит от его типа, расфасовки, объема партии.

Замедлители схватывания бетона

На производстве или строительстве возникают ситуации, когда становится необходимостью замедлить процесс твердения бетона. В таких случаях применяются добавки-замедлители схватывания смеси.

Принцип действия замедлителей твердения

Из молекул ПАВ (поверхностно-активных веществ) на поверхности частиц цемента сформировываются адсорбционные оболочки, что увеличивает концентрацию вещества на границе двух фаз: жидкой и твёрдой. Проще говоря, эта добавка замедляет кинетику твердения. Вязкость при этом увеличится, но если смешать больше ПАВ, чем допустимо, это приведёт к затруднению прохождения воды к частицам цемента, замедлению гидратации или вовсе её прекращению. Поэтому важно соблюдать процентное соотношение массы цемента и замедлителя.

Нужно учитывать, что прочность бетона снижается на 30% и более в промежутке до семи суток. А вот спустя 28 суток прочность застывшей смеси, наоборот, увеличивается, а проницаемость – снижается.

Где применяются замедлители схватывания бетона

При высоких температурах окружающей среды. В таких климатических условиях замедлитель схватывания – незаменимая вещь.
При транспортировке на большие расстояния, а также при затруднённом движении (заторы).
При создании высокомарочных смесей. В составах таких бетонов содержание вяжущего вещества очень высоко, что урезает время на транспортировку, заливку и укладку, а замедлители не только приостанавливают протекание процесса схватывания, но и повышают прочность конечного изделия.
При поэтапной заливке бетона, когда необходимо залить сложную, крупную конструкцию. Таким способом добиваются монолитности изделия из бетона.
При химических взаимодействиях со смесью замедлители уменьшают количество выделяемого тепла. При такой реакции, но уже без добавки, качество бетона может снизиться из-за излишней теплоты.

Классификация замедлителей схватывания: воздействие на состав бетона

Наиболее подходящими для этих целей классами являются первый, второй и четвёртый.

Добавки первого класса представляют собой электролиты, меняющие растворимость вяжущих веществ. К ним относятся амины, органические кислоты, а также спирты. На данный момент пользуются меньшим спросом.
Добавки второго класса взаимодействуют с вяжущими веществами, создавая труднорастворимые или малодиссоциированные соединения. Замедляющий эффект добавок этого класса можно объяснить появлением экранирующих плёнок, что получаются из продуктов реакции.
Добавки четвертого класса – наиболее походящий вариант добавок. К ним относят ПАВ, что способны адсорбироваться и на вяжущих, и на гидратных образованиях. Различают два основных вида замедлителей: химического и физического воздействий.

Первые основаны на торможении процесса роста кристаллической решётки в смеси. Благодаря медленному росту решётка приобретает более сложный и равномерный вид, что положительно сказывается на прочности готового бетона. Из плюсов можно также отметить повышение показателей морозостойкости и водонепроницаемости всей конструкции. Но здесь, как и говорилось выше, необходимо соблюдать строгую дозировку. Избыток добавки в растворе может привести к критической потере прочности бетона.

Вторые сформировывают труднопроницаемую пленку на самих зернах цемента, замедляя их схватывание. Это повышает адгезию и влагозащиту, но плохо сказывается на общей прочности готовой конструкции.

Замедлитель схватывания цемента своими руками

Действительно качественный замедлитель схватывания приготовить своими руками почти невозможно. Если речь идёт о частном строительстве, лучше приготовить ровно столько бетона, сколько необходимо. Если всё же нужно замедлить схватывание смеси, то следует просто мешать раствор, не давая процессу застывания начаться. Такой способ замедления спасет бетон от застывания на полчаса-час, не больше. Добавлять больше воды в раствор, дабы замедлить застывание – плохая идея. При переизбытке воды снизится плотность и прочность раствора, что сильно повлияет на качество смеси.

В более масштабном строительстве гораздо более целесообразно будет приобрести промышленный замедлитель – так и надежнее, и пропорции легче подобрать.

Производители и марки замедлителей твердения

Хорошо зарекомендовали себя в деле следующие замедлители:

Линамикс PC. Производитель – ООО «Полипласт». Представляет собой чистый замедлитель схватывания. Способен сохранять подвижность смеси до шести часов. Самый простой и относительно недорогой вариант добавки такого типа. Производитель рекомендует использовать его с пластификаторами своей же компании, объясняя это повышением эффекта смеси.
Релаксор Темп-4. Производитель – ДП «Р» ООО «Будиндустрия ЛТД». Эта добавка хоть и уступает предыдущей во временном промежутке замедления, т. к. действует всего до четырех часов, но имеет дополнительные свойства: повышает подвижность бетонного раствора с П1 до П5; позволяет достичь высшей прочности смеси в ранние сроки после затвердения. Рекомендуется применять в следующих областях:
монолитное бетонирование в температурных ограничениях от +15 °C и выше;
кладочные растворы, а также смеси для перемещения на дальние расстояния;
бетонирование конструкций с повышенной степенью армирования.
Sika Retarder, бренда Sika AG. По заверению производителя, эта добавка не содержит хлоридов и иных веществ, вызывающих коррозию стали, можно применять при изготовлении железобетонных конструкций для бетонов, температурой +25 °C. Также применяется со смесями с высокой марочной прочности, или когда раствор подлежит уплотнению. Остальные характеристики схожи с предыдущим замедлителем.
Бисил Ретардер CX производителя Drizoro реализуется компанией «ГЕЛИОС». Выгодно выделяется самым продолжительным сроком замедления схватывания – до двух суток. А также: увеличивает прочность конструкций и снижает их осадку в течение времени; улучшает связующий состав посредством уменьшения расслоения компонентов бетонной смеси. Области применения те же, что у всех добавок этого списка. При этом, Бисил Ретардер CX – довольно дорогой замедлитель, но его преимущества над другими того стоят.

Подведение итогов

В промышленном производстве использование замедлителей – необходимость. Важно разбираться в свойствах необходимой для раствора добавки, чтобы результат оказался именно таким, каким нужно. Замедлитель нужно подбирать, исходя из:

Противоморозная добавка в бетон: виды незамерзайки

Для работы с цементными растворами на улице оптимальная температура окружающей среды должна быть в пределах +5…+25 °С. При минусовых значениях водная составляющая замерзает, бетон теряет свойства и становится непригодным к использованию. Решением проблемы являются противоморозные добавки (ПМД), которые исключают кристаллизацию воды в растворе.

Назначение и область применения

Принцип действия ПМД основан на свойствах комплекса присадок, которые при соединении с водой меняют температуру замерзания, опуская её ниже нуля. У бетона или раствора с добавкой ускоряется процесс схватывания и набора марочной прочности.

Свойства противоморозных составов регламентируются ГОСТ 21411-2008, ГОСТ 31384-2008.

Цементные растворы с ПМД применяются в случаях:

строительства в холодное время при минусовых температурах окружающего воздуха;
транспортировки в зимнее время;
необходимости повышения прочности бетона;
снижения расхода раствора.

Активно применяются добавки в северных регионах, в зимнее время по всей территории России. Используются при потребности в срочном ремонте железобетонных конструкций. При температуре +1…+5 °С ПМД применяется с целью улучшения показателей прочности, однородности, удобства в укладке бетона.

Состав и как сделать самому

Добавки различаются по свойствам и бывают трёх видов:

Антифризы – понижают температуру кристаллизации, нормализуют процесс застывания;
Ускорители схватывания – сокращают время до приобретения заданной прочности;
Растворители – растворяют в воде целые частицы бетона.

В состав ПМД входят неорганические соли: нитраты, хлориды, сульфаты, карбонаты, формиаты, и органические вещества: мочевина.

Аммиачная вода – простая и универсальная добавка. Её добавляют в раствор в количестве, рассчитанном в зависимости от окружающей температуры (таблица 1).

Таблица 1 – Количество ПМД при разных температурах

Температура окружающей среды, °С	Концентрация добавки, %
До -10	5
От -10 до -20	10
От -20 до -35	15
Ниже -35	20

Противоморозные пластификаторы делают бетонную смесь пластичной и удобной в укладке. Уменьшают расход воды, увеличивают водонепроницаемость и прочность конструкции. В составе полиакрилаты, сульфаты нафталина и меламиновой смолы.

Упрочняющие добавки ускоряют твердение бетона. Состоят из хлорида кальция, сульфата железа, алюминия, нитрата кальция.

Присадки, повышающие стойкость к коррозии, применяются для уменьшения окисления железобетонных конструкций и защиты от морозов. Увеличивается срок службы, устойчивость к агрессивным средам.

Незамерзайка для бетона и раствора: рейтинг

Рынок предлагает широкий спектр противоморозных добавок с разными эксплуатационными характеристиками и свойствами (таблица 2).

Таблица 2 – Производители ПМД для бетона, цементного раствора

Способ применения

Добавка смешивается с водой перед добавлением в теплый (при +10…+20 °С) или в холодный раствор, в зависимости от цели использования.

Важно: нельзя использовать для приготовления бетона замёрзший заполнитель.

Температура готовой смеси должна быть на 5 градусов выше, чем заданная точка замерзания водного раствора с антиморозной присадкой. Иначе необходимо утепление.

Пример приготовления зимнего бетона в индивидуальном строительстве:

В работающем миксере смешиваются вода и незамерзающая жидкость.
Добавляется половина песка.
Вводится цемент.
Оставшийся песок.
В конце засыпается крупный заполнитель (щебень, гравий) и хорошо промешивается.

Заливка в опалубку происходит стандартными способами, работы ведутся непрерывно. Сразу после укладки поверхность укрывается теплоизоляционными материалами. На этапе ухода не потребуется дополнительного утепления в случае правильного применения ПМД определённого вида в нужной концентрации.

Антифризы добавляют в количестве 10-15%, ускорители – до 5% от объёма раствора.

В случае увеличения концентрации добавки раствор теряет марочную прочность и разрушается.

Влияние пластификатора на цементный состав

Применение противоморозных (морозостойких) пластификаторов приводит к повышенному отделению воды в цементном растворе. В качестве мер для борьбы с этим явлением используется корректировка состава бетона путём увеличения количества песка с пониженным модулем крупности, введения минеральных добавок.

Смеси хлорида кальция с нитритом и хлоридом натрия, соли кальция используются в качестве пластификатора со слабым действием. За счёт этого снижается соотношение воды и цемента до 5% при сохранении коэффициента подвижности раствора.

Карбамид в комплексных морозных добавках увеличивает время схватывания цемента, повышает подвижность бетона. Эффект пластификатора проявляется более чётко.

При производстве строительных работ в холодное время года с успехом используются зимние добавки. Соблюдение регламентов и технологии применения морозостойких составов позволяет без простоев и прерываний создавать прочные бетонные конструкции.

Читайте также: