Сдб добавка в бетон
Когда добавки идут на пользу?
Применение химических добавок для бетонов уже практически стало обязательным, потому что позволяет улучшать свойства этого строительного материала.
Сегодня наш собеседник Виктор Фёдорович Черных, заведующий кафедрой производства строительных изделий и конструкций, к. т. н., профессор Кубанского Государственного Технологического Университета из Краснодара рассказывает об особенностях применения различных видов добавок, их влиянии на прочность бетона.
ВЧ: — Применение химических и минеральных добавок является одним из наиболее универсальных и доступных способов управления технологией бетона с заранее заданными свойствами. Разумное использование добавок позволяет целенаправленно регулировать процессы структурообразования и создавать высококачественные композиционные материалы различного назначения, обеспечивая повышение технологических свойств бетонных смесей и улучшение строительно-технических свойств готовых изделий.
ТД: — Какие на сегодняшний день есть виды добавок?
ВЧ: — Разработкой и поиском новых добавок занимаются научно-исследовательские институты и лаборатории во многих странах мира. Если раньше в строительстве в виде добавок использовали отдельные химические продукты и отходы промышленности после их модификации, то в последние годы широко начали применять добавки, специально приготовленные для бетонов и растворов. Это означает, что добавки не содержат случайных примесей, поэтому они будут иметь более стабильные свойства.
В зависимости от основного эффекта действия химические добавки для бетонов подразделяются на следующие виды:
— регулирующие свойства бетонных смесей (пластифицирующие, стабилизирующие, водоудерживающие, улучшающие перекачиваем ость, регулирующие сохраняемость бетонных смесей, поризующие);
- регулирующие твердение бетона (замедляющие и ускоряющие твердение);
- повышающие прочность и коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона (водоредуцирующие, кольматирующие, воздухововлекающие, газообразующие, ингибиторы коррозии стали).
— придающие бетону специальные свойства (гидрофобизирующие, противоморозные, биоцидные, полимерные);
— тонкодисперсные минеральные добавки (неактивные, активные, минеральные пластифицирующие);
— комплексные добавки (комплексные химические, органно-минеральные).
Некоторые, добавки обладают полифункциональным действием, например, пластифицирующие и воздухововлекающие.
ТД: — Какие добавки применяются чаще?
ВЧ: — В практике строительства наибольшее распространение получили добавки, способствующие уменьшению водосодержания бетонной смеси. Они повышают текучесть цементного теста без увеличения расхода воды, оказывая пластифицирующее действие на бетонные и растворные смеси. Эти добавки позволяют в значительной мере ослабить противоречие в технологии бетона: для повышения прочности и долговечности требуется уменьшать содержание воды, а чтобы смесь хорошо уложить, воды добавляют намного больше, чем это требуется для полной гидратации цемента.
Пластификаторы бетонных смесей начали широко применять после 40-х годов прошлого столетия, а в настоящее время они в различных сочетаниях наиболее распространены среди химических добавок для бетона. В обычных бетонах широко применялась сульфитно-дрожжевая бражка — СДБ (кальциевая соль лигносульфоновых кислот). За счёт уменьшения расхода воды она позволяет сократить расход цемента на 8–12 %. СДБ несколько замедляет твердение бетона в раннем возрасте, поэтому её рекомендуется применять в сочетании с добавками — ускорителями твердения.
ТД: — Какие новые добавки появились в последнее время?
ВЧ: — В последние годы в нашей стране и за рубежом разработаны и внедряются новые химические добавки — суперпластификаторы. Они существенно улучшают строительно-технологические свойства бетона и могут обеспечить значительную экономию цемента. По своей природе суперпластификаторы можно разделить на четыре группы:
1) сульфированные меламиноформальдегидные смолы и комплексные добавки на их основе (НИЛ-10, 10-03 — продукт поликонденсации сульфированного триметилолмеламина, «Мельмент»). Они снижают водосодержание на 15–30 %.
2) продукты конденсации нафталиносульфокислоты и формальдегида и комплексные добавки на их основе (С-3,40-03, «Майти»). Эти добавки снижают водосодержание на 15–25 %.
3) модифицированные лигносульфонаты и комплексные добавки на их основе (ЛСТМ, ХДСК-1), которые снижают водосодержание на 5–15 %.
4) добавки на основе поликарбоксилатов и некоторые другие (поликарбоксилат РА, эфир поликарбоксилатовый РАЕ, сополимер акриловый САЕ). Снижение водосодержания составляет 20–30 и 25–40 %. Содержание добавок составляет 0,5–1,5 % от массы цемента в пересчёте на сухое вещество.
При адсорбции суперпластификаторов на поверхности твёрдой фазы количество воды сольватных оболочек уменьшается, что приводит к увеличению свободной воды. В результате улучшается удобоукладываемость бетонной смеси, но несколько замедляются процессы структурообразования и твердения цемента. Поэтому суперпластификаторы применяют в сочетании с ускорителями твердения. В качестве ускорителей твердения применяют хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит, нитрат и хлорид кальция.
Необходимо учитывать побочное действие добавок: хлорид кальция вызывает коррозию арматуры, сульфат натрия способствует появлению высолов на поверхности изделий.
Начали применяться и бесхлоридные ускорители твердения — формиат кальция, триэтаноламин и другие. Многие производители добавок суперпластификаторов (в частности, ООО «Полипласт-Юг») заранее вводят в их состав ускорители твердения (например, добавки «Полипласт СП-3» и «Реламикс»). Это облегчает применение добавок на производстве.
ТД: — Какие исследования проводятся в этой области на кафедре?
ВЧ: — Я вспоминаю то время, когда суперпластификатор С-3 только что появился в нашей стране. Его распространяли через сотрудников НИИЖба. На одном из совещаний по бетону выступающие обращались в президиум с вопросом: «Где достать добавку?» Рабочие, которые применяли С-З, отказывались без неё укладывать бетонную смесь.
Проводили опыты с С-3 и сотрудники нашей кафедры. Мы попытались применить её для керамзитобетонной смеси, идущей на изготовление объёмных элементов. Дело в том, что в то время бетонная смесь укладывалась в формующей установке одновременно в стены и пол. Поэтому требовалась большая подвижность бетонной смеси — 18–20 см и даже более, — чтобы не образовалось пустот. Но такая смесь медленно набирала прочность при тепловой обработке на первой стадии. По расчётам проектировщиков первая стадия должна была продолжаться 2 ч 45 мин, фактически — еле укладывались в 5 ч. Проведённые на кафедре и в лаборатории завода ОБД исследования показали, что добавка С-3 несколько тормозит набор прочности в ранние сроки. Это хорошо было видно по построенным пластограммам. Тогда добавили в качестве ускорителя сульфат натрия в количестве 1–1,5 % от массы цемента. Набор требуемой прочности был обеспечен за 3–3,5 ч. К сожалению, дальше лабораторных испытаний на заводе дело не пошло. В настоящее время на ДСК Краснодара формуют пол отдельно, а стены отдельно. Это позволяет укладывать смеси с меньшей подвижностью. Но даже и в этом случае применение добавок-пластификаторов было бы целесообразно.
Недавно в Ростовском государственном строительном университете выполнена работа по применению комплексной добавки С-3 и сульфата натрия, правда, для ячеистых бетонов. Получен значительный эффект по приросту прочности.
По данным РГСУ, применение добавок в условиях производства ОАО «КСМ- 10» позволило получить следующие результаты. Добавка Реламикс на основе суперпластификатора с добавлением комплекса ускоряющего действия позволила получить прирост прочности через 1 сутки — 61 %. При сокращённом расходе цемента на 40 кг прирост прочности составил 18 %. Критерий эффективности вяжущего (отношение прочности бетона к расходу цемента) составил 13 %. Модификатор ПФМ-НЛК, представляющий смесь суперпластификаторов с воздухововлекающими и гидрофобизирующими компонентами, дал возможность получать высокопрочный бетон М600 (В45) и марки по водонепроницаемости W14. Причём использованы рядовые заполнители, а расход цемента составил 445 кг/м3. Эта добавка сочетает оптимальное количество компонентов гидрофильного и гидрофобного действия. Она обладает водоредуцирующим свойством и создаёт условия для формирования оптимальной структуры бетона.
Добавку можно использовать как для производства сборных железобетонных конструкций, так и для товарных бетонных смесей. При этом отпадает необходимость в дополнительной гидроизоляции бетона. Использование этой добавки на одной из строек Краснодара показало, что водонепроницаемость бетона класса В25 вместо W6 стала W8. Добавка вводилась в количестве 0,5 % от массы цемента.
При использовании различных добавок в бетоне необходимо проводить технико-экономические расчёты для прогнозирования ожидаемого эффекта с учётом стоимости добавок и дополнительных затрат на создание складов добавок, узлов подготовки добавок, дополнительных дозаторов.
Пластифицирующие добавки можно применять для изготовления бетонов различной прочности и назначения, то есть как для сборных конструкций, так и при монолитном строительстве.
ТД: — И какова эффективность использования пластификаторов?
ВЧ: — Эффективность применения пластифицирующих добавок проявляется по-разному. Для равнопрочных бетонов это — уменьшение расслаиваемости, повышение плотности, сокращение расхода цемента до 20 %, а для равноподвижных составов — улучшение прочностных показателей. Эффект пластификации добавок зависит от тонкости помола цемента и его расхода в растворных и бетонных смесях. Больше удельная поверхность цемента, выше его расход — увеличивается и пластифицирующий эффект. Ещё один плюс применения пластификаторов — снижение температуры тепловлажностной обработки изделий (до 30 %) или её продолжительности, что позволяет сократить энергозатраты на производство изделий.
С применением добавок улучшаются условия труда за счёт сокращения использования вибрации.
ТД: — Что вы можете сказать о комплексных добавках?
ВЧ: — Комплексные добавки, содержащие активные минеральные компоненты и органические модификаторы, называют органо-минеральными добавками (ОМД). Минеральная составляющая этой добавки — микрокремнезём и зола — унос, а химическая — суперпластификаторы, регуляторы твердения и другие добавки. Например, органо-минеральный комплексный модификатор структуры и свойств бетона МБ-01 полифункционального действия включает суперпластификатор С-3 и микрокремнезём. Эта добавка уже реализуется сотрудниками ООО «Полипласт-Юг». С применением этой добавки появляется возможность получать бетоны с прочностью выше 100 МПа, низкой проницаемостью и высокой долговечностью. Мы сейчас проверяем действие добавки «Полипласт МБ» при получении высокопрочного фибробетона. Получены неплохие результаты: образцы — половинки балочек показали прочность при сжатии 102 МПа. Но крупный заполнитель содержал слабые зёрна.
ТД: — И всё же, что препятствует более широкому применению добавок в строительстве?
ВЧ: — Применение бетонов с эффективными модифицирующими добавками на предприятиях стройиндустрии и в монолитном строительстве сдерживается по ряду причин. Одна из них — ошибочное представление руководителей об удорожании бетона. Кроме того, играет роль и нежелание некоторых технологов и сотрудников лабораторий заниматься внедрением добавок, а также встречающиеся несоответствия фактических свойств добавок с заявленными в рекламных материалах. Цементники тоже часто подводят строителей: не обеспечивают требуемую активность и тонкость помола. Иногда и сроки схватывания слишком растянуты. Правда, это важно в основном для ячеистых бетонов.
Есть ещё один аспект этой проблемы. При монолитном строительстве, когда бетонную смесь перевозят на большие расстояния, применять добавки на БСУ нецелесообразно. Например, формование колон происходит в течение длительного времени, поэтому в первых колонах прочность нормальная, а в последующих — ниже запроектированной. Кроме того, для транспортирования бетонной смеси бетононасосом строители вынуждены добавлять воду, что ведёт к снижению прочности.
ТД: — Где же выход?
ВЧ: — При больших объёмах строительства желательно организовать мобильные БСУ. Такой опыт имеется в Новороссийске, где прорабом работает наш выпускник Руслан Гучетль. Здесь широко используют противоморозные и пластифицирующие добавки. Качество бетона, как показали проверки, хорошее. Бетон по прочности соответствует заданному классу.
Обычно в проспектах или справочниках указываются рекомендуемые дозировки добавок в зависимости от вида вяжущего, но эти дозировки являются ориентировочными. Необходимо учитывать не только вид вяжущего и группу добавок, но и их совместимость. Например, в пластифицированный цемент не стоит добавлять С-З и ЛСТМ-2. Поэтому необходимо проверять действие добавок в реальных условиях производства с конкретными составляющими бетонной или растворной смеси.
ТД: — Имеет ли кафедра возможность проводить контрольные испытания бетонов и других строительных материалов?
ВЧ: — При кафедре имеется аттестованная лаборатория. В конце мая намечается её аккредитация. Так что мы имеем возможность производить испытания различных строительных материалов и изделий.
Сдб добавка в бетон
РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК В БЕТОНЕ
Рекомендовано к изданию научно-техническим советом НИИЖБ Госстроя СССР.
Содержит основные положения по применению пластифицирующих, пластифицирующе-воздухововлекающих, воздухововлекающих, газообразующих, уплотняющих, замедляющих схватывание, ускоряющих твердение, противоморозных, ингибирующих сталь и комплексных добавок в бетоне.
Для инженерно-технических работников предприятий сборного железобетона и товарного бетона, строительных и проектных организаций.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Руководстве приведены требования к материалам, рекомендации по выбору вида и количества добавок, особенности подбора состава бетона с добавками, рекомендации по приготовлению водных растворов или эмульсий добавок и бетонной смеси, по назначению режима тепловой обработки бетона, указания по контролю за производством работ и качеством бетона, по технике безопасности и охране труда.
* На территории Российской Федерации действуют СНиП 2.03.11-85, здесь и далее по тексту;
** На территории Российской Федерации действуют СНиП 3.03.01-87. - Примечание изготовителя базы данных.
В Руководстве использованы также результаты исследований МАДИ Минвуза СССР (д-р хим. наук В.Б.Ратинов), ГИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук В.С.Исаев), МХТИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук В.М.Колбасов), Донецкого Промстройниипроекта Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю.П.Чернышев, О.А.Пристромко), НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.И.Сытник, Г.С.Андрианова), ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (инженеры Д.А.Аппак, В.И.Лувишук), УкрНИИГиМ Минводхоза СССР (кандидаты техн. наук В.Н.Лемехов, А.В.Загайчук), ВГПТИ "Союзоргтехводстрой" Минводхоза СССР (инженеры С.М.Петров, B.Д.Спирина), КТИ Минпромстроя СССР (инженеры А.С.Сорокин, Т.П.Белоусова), институт Гидроспецстрой Минэнерго СССР (инж. А.Б.Тринкер), Красноярского Промстройниипроекта Минтяжстроя СССР (кандидаты техн. наук А.И.Замощик, Н.Н.Ковальская), ВНИИГ Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук В.Б.Судаков, Э.А.Литвинова, Ц.Г.Гинзбург), НИС Гидропроекта Минэнерго СССР (канд. техн. наук А.Д.Осипов), НИИЦемента Минстройматериалов СССР (д-р техн. наук Ю.С.Малинин, инж. Г.М.Тарнаруцкий), МИИТ МПС (канд. техн. наук П.С.Костяев), ВНИИСТ Миннефтегазстроя (канд. техн. наук Т.И.Розенберг), ЛИИЖТ МПС (д-р техн. наук О.В.Кунцевич, канд. техн. наук О.С.Попова), НИИСП Госстроя УССР (канд. техн. наук А.В.Зыскин, инж. О.Э.Гейхман), ПТИ "Оргтехстрой" Главсредазирсовхозстроя Минводхоза СССР (канд. техн. наук Р.С.Абрамова), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук Н.М.Кашурников).
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Руководство распространяется на применение добавок в бетонах на плотных заполнителях и в бетонах марок М150 и выше на пористых заполнителях при изготовлении сборных и монолитных конструкций различного назначения с целью:
а) снижения расхода цемента;
б) улучшения технологических свойств бетонной смеси (удобоукладываемость, однородность, нерасслаиваемость и др.);
в) регулирования потери подвижности бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения и тепловыделения;
г) сокращения продолжительности тепловой обработки бетона, ускорения сроков его распалубливания и загружения при естественном выдерживании;
д) придания уложенному бетону способности твердения в зимнее время без обогрева или прогрева при охлаждении его до отрицательных температур;
е) повышения прочности и морозостойкости, понижения водо- и газопроницаемости бетона;
ж) повышения стойкости бетона и железобетона в различных агрессивных средах;
з) усиления защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.
Добавки для бетонов марок М100 и менее на пористых заполнителях должны применяться в соответствии с СН 483-76 "Инструкция по изготовлению конструкций и изделий из бетонов, приготовляемых на пористых заполнителях" и "Руководства по заводской технологии приготовления наружных стеновых панелей из легких бетонов на пористых заполнителях" (М., Стройиздат, 1979), а для ячеистых бетонов - в соответствии с требованиями СН 277-70* "Инструкция по технологии изготовления изделия из ячеистых бетонов".
* На территории Российской Федерации действуют СН 277-80. - Примечание изготовителя базы данных.
1.2. В качестве добавок к бетону рекомендуется применять отдельные продукты или их сочетания, номенклатура которых приведена в табл.1 и 2.
Добавки в бетон
На сегодняшний день существует много различных добавок в бетон, но самыми популярными, наиболее перспективными и распространенными являются добавки про которые мы вам расскажем в этой статье.
Мылонафт
Добавка в бетон Мылонафт обеспечивает повышение водонепроницаемости бетона на 2 марки, морозостойкость повышается в 2 раза, так же повышается устойчивость к появлению трещин и лучшая защита от воздействия различных растворов минеральных солей.
Сульфитно-дрожжевая бражка СДБ
Использование данной добавки в бетон позволяет улучшить морозостойкость бетона в 2 раза, повысить прочность бетона на 7-10%, водонепроницаемость повышается примерно на 1 марку, так же увеличивается надежность к появлению трещин и устойчивость при воздействии различных минеральных солей. СДБ добавка позволяет получить максимальный эффект от ее использования, если вводить в бетонный камень с высокоалюминантным и быстротвердеющими портландцементами.
Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94
Смотрите так же:
Добавка обеспечивает увеличение водонепроницаемости бетона на 2 марки, морозостойкость бетона увеличивается в 3-4 раза, увеличивается устойчивость при циклическом воздействии влаги с последующей сушкой, а так же лучше противостоит воздействию минеральных солей и растяжению.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ БЕТОНОВ И РАСТВОРОВ
В работе представлена классификац и я химическ и х добавок с целью в ыб о ра и п р им енен и я их для улуч ш ен и я с в ойств бето н ны х и раст в орных смесей, а та кж е изменения конструктивных характе р истик бетонных и ж елезобетонных издел и й.
Приведены двадцать пять видов добавок, обладаю щ их различны ми свойства м и - с у перпластиф и циру ющи е (С -3 , 1 0-03, НИЛ- 20 и др.), пластифициру ю щие и за м едлители схватывания (С Д Б, У П Б, КП и др.), воз ду хововлека ющи е (С Д О), противо м орозн ы е - (нитрит натр и я и др . ), к ом плексные добавки и д р.
К а ж дая добавка хара к теризуется: физико-х им ическими свойст в а м и, областью применения, способом введения, расходом от м ассы цемента, условиями хранен и я и транспортировки, заводом -и зготов ит елем и техникой безопасности.
Работа выполне н а отделом «Совершенствование технологии промы ш ленного строительства» . ( Начальник отдела Белав ин а Е .С., главный специалист А л екса п ол ь с ки й Ю.И., ответствен н ы й исполнител ь нач. г ру п пы К улебя н ова А .М., ст . инж енер Ре прын цев В. Л., и нже н ер Ш ел к ов н икова Е.В.).
Пр и менен и е добавок является одним из перспе к тивных направлений технического прогресса в технологии приготовления бетона . Вводимые в небол ьш их количествах доба в к и являются э ф фективными регуля то рами фо рмир о в ани я структуры, позволя ющими коренны м о бразом улуч ш ить технолог и ческие с в о й ства бетонных и растворных смесей, а та кж е конструктивны е харак т ерис тики б етона . Иссл ед о в ани я и пр им е н ени е химич е ских добавок разв и вается быстрыми темпами . Наря ду с традиционными добавка м и, которы е в основном являются отхода м и производства, разработаны и во все больших количествах применя ю тся продукты, специал ь но изготовляе м ые промышленностью в качестве химических добавок С - 3, 1 0 - 03, НН Х К , КОД и др. Накопленны й производственны й опыт пр и менения химических добавок, в особенности суперплас т и фи катор ов , и результаты научно-исследовательск и х работ и технико-экономических расчетов показывают возмо ж ность получения значительного эконо м ического эффекта при широком внедрении химических добавок в технологию бетона и ж елезобетона. На стройках Минстр о я СССР, Ми нтя ж строя СССР, Ми нтра н сс т роя, Ми нводхоза СССР и других стро и тельных ми н истерств и ведомств в ответственные соору ж ения с добавками укладывается 60 - 65 м л н. м 3 бетона. Добавки вводят в бетон практически всегда, когда к не м у предъявляются требования повышенной морозостой к ости. В стандартах на бетон для доро ж ных покрытий, а та кж е на гидротехническ и й бетон применение доба в ок нормиро в ано как обязательное мероприятие. Особенно боль ш ой технико -э коно м ический эффект получен при использова н ии суперпластификаторов, поз в оляющих повысить под вижн ость смесе й, б ез сн иж ения проч н ости бе т о н а с у щ ест в енно улучшить условия труда по их укладке.
Эффективность использования до б авок подтвер ж дает опыт предприят и й Глав м оспро м с т ройматер и алов, где ш и роко при м еняют добавки С - 3, С Д Б , ПАЩ-1 , СДО и другие различного назначения . Это дает значител ь ный эконом и ческий эфф е кт и позволяет сократить расход цемента , затраты энергии в связи с уменьшением цикла т е пловла жн остной обработк и , повы с ить прочность бетона. Экономический эффект составляет от 0,5 до 4 р. на 1 м 3 и з делия.
В Г лав м о с с т рое применяют д оба в ки С - 3, СДО, ПАЩ-1, К ОД + НН . В Главмос инж строе - су п ерплас ти ф и ка т ор ы МФАР, 1 0-03, солевые добавки . В Главмоспромстрое - нитрит натрия, как противоморозну ю добавку.
П ри изготовлении сборных и монолитных конструкц и й различ н ого назначения в бетонах на плотных запол н ителях и в бетонах марок М 1 50 и выше на пористых заполнителях применяют добавк и с целью:
- сн иж ения расхода цемента;
- улучшения технологических свойств бетонно й смеси (удобоу к ла ды вае м ость и др.);
- регулирования потери подви жн ости бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения и тепловыделения;
- сокра щ ения продол жи тел ь ности тепловой обработки бето н а, ускорения сроков его распа л убл и ва ни я и за г ру ж ен и я при естестве нн ом в ыд ер жив а нии;
- придания уло ж е н ному бетону способности твердения в зи м нее время без обогрева ил и прогрева при охла ж дении его до отрицательных тем п ератур;
- повы ш ения прочности и морозостойкости, пони ж ения водо - и газ о пр о ницае м ости бетона;
- повы ш ения стойкости бетона и ж елезобетона в различ н ых агрессивных средах;
- ус и ле ния защитного де й ствия бетона по отно ш ен и ю к стальн о й арматуре.
КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК
В качес тв е добавок к бетону ре к омендуется пр им енять отдельные продукты или их сочетания.
Классификация на и более распростра н енн ы х и менее дефицитных добавок пр и ведена в табл. 1.
Руководство по применению химических добавок в бетоне
Рекомендовано к изданию научно-техническим советом НИИЖБ Госстроя СССР.
Содержит основные положения по применению пластифицирующих, пластифицирующе-воздухововлекающих, воздухововлекающих, газообразующих, уплотняющих, замедляющих схватывание, ускоряющих твердение, противоморозных, ингибирующих сталь и комплексных добавок в бетоне.
Для инженерно-технических работников предприятий сборного железобетона и товарного бетона, строительных и проектных организаций.
В Руководстве приведены требования к материалам, рекомендации по выбору вида и количества добавок, особенности подбора состава бетона с добавками, рекомендации по приготовлению водных растворов или эмульсий добавок и бетонной смеси, по назначению режима тепловой обработки бетона, указания по контролю за производством работ и качеством бетона, по технике безопасности и охране труда.
В Руководстве использованы также результаты исследований МАДИ Минвуза СССР (д-р хим. наук В.Б.Ратинов), ГИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук В.С.Исаев), МХТИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук В.М.Колбасов), Донецкого Промстройниипроекта Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю.П.Чернышев, О.А.Пристромко), НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.И.Сытник, Г.С.Андрианова), ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (инженеры Д.А.Аппак, В.И.Лувишук), УкрНИИГиМ Минводхоза СССР (кандидаты техн. наук В.Н.Лемехов, А.В.Загайчук), ВГПТИ "Союзоргтехводстрой" Минводхоза СССР (инженеры С.М.Петров, B.Д.Спирина), КТИ Минпромстроя СССР (инженеры А.С.Сорокин, Т.П.Белоусова), институт Гидроспецстрой Минэнерго СССР (инж. А.Б.Тринкер), Красноярского Промстройниипроекта Минтяжстроя СССР (кандидаты техн. наук А.И.Замощик, Н.Н.Ковальская), ВНИИГ Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук В.Б.Судаков, Э.А.Литвинова, Ц.Г.Гинзбург), НИС Гидропроекта Минэнерго СССР (канд. техн. наук А.Д.Осипов), НИИЦемента Минстройматериалов СССР (д-р техн. наук Ю.С.Малинин, инж. Г.М.Тарнаруцкий), МИИТ МПС (канд. техн. наук П.С.Костяев), ВНИИСТ Миннефтегазстроя (канд. техн. наук Т.И.Розенберг), ЛИИЖТ МПС (д-р техн. наук О.В.Кунцевич, канд. техн. наук О.С.Попова), НИИСП Госстроя УССР (канд. техн. наук А.В.Зыскин, инж. О.Э.Гейхман), ПТИ "Оргтехстрой" Главсредазирсовхозстроя Минводхоза СССР (канд. техн. наук Р.С.Абрамова), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук Н.М.Кашурников).
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Руководство распространяется на применение добавок в бетонах на плотных заполнителях и в бетонах марок М150 и выше на пористых заполнителях при изготовлении сборных и монолитных конструкций различного назначения с целью:
а) снижения расхода цемента;
б) улучшения технологических свойств бетонной смеси (удобоукладываемость, однородность, нерасслаиваемость и др.);
в) регулирования потери подвижности бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения и тепловыделения;
г) сокращения продолжительности тепловой обработки бетона, ускорения сроков его распалубливания и загружения при естественном выдерживании;
д) придания уложенному бетону способности твердения в зимнее время без обогрева или прогрева при охлаждении его до отрицательных температур;
е) повышения прочности и морозостойкости, понижения водо- и газопроницаемости бетона;
ж) повышения стойкости бетона и железобетона в различных агрессивных средах;
з) усиления защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.
Добавки для бетонов марок М100 и менее на пористых заполнителях должны применяться в соответствии с СН 483-76 "Инструкция по изготовлению конструкций и изделий из бетонов, приготовляемых на пористых заполнителях" и "Руководства по заводской технологии приготовления наружных стеновых панелей из легких бетонов на пористых заполнителях" (М., Стройиздат, 1979), а для ячеистых бетонов - в соответствии с требованиями СН 277-70* "Инструкция по технологии изготовления изделия из ячеистых бетонов".
________________
* На территории Российской Федерации действуют СН 277-80. - Примечание изготовителя базы данных.
1.2. В качестве добавок к бетону рекомендуется применять отдельные продукты или их сочетания, номенклатура которых приведена в табл.1 и 2.
Пластификаторы и добавки для бетона своими руками
Бетонный раствор постепенно перестаёт быть просто смесью камня и цементного молока. Современная химическая промышленность предлагает ряд соединений, способных улучшить рабочие и эксплуатационные качества бетона, что расширяет область его применения. Какие из них можно только приобрести, а какие сделать самостоятельно — вы узнаете сегодня.
Какие бывают добавки в бетон
Классификация добавок для бетона довольно обширна, но все разновидности делятся на две основные группы. В первую входят добавки, улучшающие рабочие качества смеси: время схватывания, подвижность, склонность к расслоению и прочие. Во вторую группу входят примеси, способствующие оптимизации эксплуатационных характеристик бетона: морозостойкости, водопоглощения, прочности, скорости корродирования. Заранее отметим, что многие добавки оказывают комбинированный эффект.
Можно провести различие по природе действия добавок. Часть из них химические, часть — механические. К первому типу добавок можно отнести пластификаторы, регуляторы гидратации и многие другие, практически все их разновидности, принцип действия и область применения описаны в строительном каталоге Госстроя СК-4.4.3 и ГОСТ 24211–91. Механические добавки — это всякого рода микроволокна, пористые наполнители и частицы тонкого помола, воздействие которых на структуру бетона наиболее очевидно и предсказуемо.
В данном обзоре мы будем рассматривать варианты замены популярных комбинированных добавок теми химическими соединениями, которые присутствуют в свободной продаже и производятся не строительными торговыми марками. Они вполне пригодны для улучшения наиболее важных характеристик самостоятельно приготовленного бетона, но без переплаты за именитый бренд продукта.
Средства для увеличения подвижности смеси
Подвижность бетона определяет его способность занимать форму опалубки без образования пустот. Для улучшения подвижности смеси используют поверхностно активные вещества (ПАВ) гидрофильного типа. Это, преимущественно, олеат и стеарат натрия, составляющие основу бытовых моющих средств, а также сульфитно-дрожжевая бражка (лигносульфонат) — отход целлюлозной промышленности, широко применяемый в производстве сухих строительных смесей.
Добавлять в бетон можно как смеси, содержащие указанные вещества (жидкое или хозяйственное мыло), так и жидкие/твёрдые концентраты. В последнем случае хорошо решается вопрос правильной дозировки добавок. Для справки, содержание ПАВ в бытовой моющей химии составляет от 35 до 70%, при этом всегда нужно исходить из расчёта максимальной концентрации, чтобы не превысить дозировку. Оба описанных типа пластификаторов добавляются в бетон в количестве 0,2–0,35% от массы цемента.
Побочные эффекты от применения пластификаторов в основном положительные. Это незначительное замедление схватывания смеси, снижение водоцементного соотношения на 10–15%, незначительное повышение пористости. Правильное применение лигносульфоната позволяет при сохранении объёма используемой воды сократить на 7–10% содержание в смеси цемента с сохранением марочной прочности.
Стабилизаторы расслоения
Расслоение бетонной смеси заключается в осаждении твёрдых частиц цемента и наполнителя со всплытием воды на поверхность, следствием чего является недостаток влаги для гидратации. В основном бетон расслаивается из-за чрезмерного вибрационного воздействия или при сбросе с большой высоты. Практически все пластификаторы на основе ПАВ улучшают равномерность коллоидной системы бетонной смеси, однако иногда требуется дополнительная стабилизация, например при отливке массивных монолитных конструкций.
Один из способов защитить бетон от расслоения — добавление молотых твёрдых частиц с высокой удельной площадью поверхности, за счёт чего цементная пыль лучше связывается с водой. Примером таких веществ можно назвать сажу, трепел, каолин, а также металлургические золы. Важно, чтобы используемые материалы были именно тонкого помола, иначе особого толку от них не будет. Такие добавки применяют в количестве до 10–15% массы цемента.
Иначе добиться качественной стабилизации бетонной смеси можно введением небольших порций метилцеллюлозы (МЦ) — до 0,5% от массы цемента. При использовании цемента из пластифицированного клинкера содержание МЦ снижается вдвое, также эта добавка может вводиться меньшими порциями при использовании связующего высоких марок.
Воздухововлекающие агенты и уплотнители
Пластификаторы на основе ПАВ вовлекают в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха, за счёт чего повышается пористость бетона. Такое действие вторично и имеет слабо выраженный характер, при необходимости пористость бетона можно существенно увеличить или, наоборот, сделать его более плотным.
В качестве газообразующего агента широко применяется пудра-серебрянка в очень малых дозах, порядка 0,02–0,05% от массы цемента. При желании можно использовать органосиликатный гидрофобизатор под названием ГКЖ-94. Чтобы качественно приготовить добавку для бетона на его основе, концентрированную жидкость следует развести и тщательно смешать с водой в соотношении 1:3 до образования устойчивой эмульсии, а затем этим составом доводить смесь до нужной консистенции. Итоговое содержание концентрированной ГКЖ-94 в бетоне составляет порядка 2–3% от объёма используемой воды.
Если нужно сделать бетон более плотным, в него при затворении добавляют трёхвалентное хлорное железо в концентрации около 0,1% от массы цемента. Это один из наиболее распространённых и общедоступных химикатов, применяемый в травлении печатных плат. Иначе повысить плотность бетона можно с помощью менее распространенных сульфата железа или кальциевой селитры, но их содержание в смеси сильно зависит от качеств цемента и минерального наполнителя.
Замедлители схватывания
Практически все добавки, повышающие пористость и пластичность бетона, замедляют схватывание, а уплотняющие добавки способствуют более быстрому течению гидратации. Чем больше времени остается у смеси на начальном этапе твердения, тем выше итоговая прочность конструкции. Кроме того, замедлители схватывания показаны для приготовления больших порций бетонной смеси, особенно в жаркую погоду, а также при поэтапной заливке объёмных конструкций для устранения холодных швов.
Основным средством замедления схватывания смеси являются различные формы сахара, однако эту добавку следует применять с особой осторожностью. Нормальное замедление схватывания происходит при концентрации около 0,3–0,5 грамма на каждый литр используемой для затворения воды. В более высоких дозах сахар способен нарушить течение гидратации, а то и вовсе сделать процесс твердения незавершённым. По этим причинам вместо чистого сахара применяют патоку с его содержанием, которая облегчает расчёт дозировки.
Иногда суммарный эффект от многочисленных добавок делает схватывание смеси слишком медленным, из-за чего требуется ускорить гидратацию. Для сокращения времени схватывания применяют смесь поташа и алюмината натрия или пищевой соды. Смешивать эти вещества нужно в соотношении 4–6:1, полученная смесь добавляется в сухой цемент в количестве 0,5–1 % от массы. Ускорители схватывания нужно также применять осторожно, ибо они могут негативно сказаться на прочности бетона.
Повышение морозостойкости и гидрофобности
Распространено мнение, что морозостойкий бетон обязательно должен быть плотным, ведь разрушение структуры происходит преимущественно из-за расширения воды в порах. Однако закрытая структура пор не вызывает подобной уязвимости, совсем наоборот: наличие микроскопических полостей помогает снять внутренние напряжения, вызванные линейными температурными деформациями.
Можно утверждать, что большинство воздухововлекающих пластификаторов и стабилизаторов благоприятно влияют на морозостойкость бетона. Иначе добиться требуемой устойчивости к низким температурам можно путём затворения смеси на воде с 2–2,5 % содержанием кальциевого жидкого стекла. Такая добавка надёжно закрывает поры и препятствует образованию микротрещин, за счёт чего водопоглощение бетонной конструкции снижается в разы.
Чтобы иметь возможность проводить бетонные работы при отрицательных температурах, цементное тесто затворяют на смеси воды с нитритом-нитратом-хлоридом кальция (ННХК). Такое соединение не приготовить самостоятельно, оно токсично и может использоваться только для негидрофобизированных смесей. Тем не менее других альтернатив для зимнего бетонирования практически не имеется. Бетон с применением этой добавки сохраняет повышенную морозостойкость также и при эксплуатации.
Добавки для повышения прочности
Чтобы укрепить структуру бетона, его уплотняют описанными выше методами, либо вводят механические армирующие примеси. Классический материал для дисперсного укрепления — минеральная, стальная или полимерная фибра. Её количество в бетонной смеси может составлять до 30% от объёма наполнителя. Вводят фибру либо путём сухого смешивания с цементом перед затворением, либо небольшими порциями в уже готовую смесь с тщательным механизированным перемешиванием.
Также повышение прочности происходит почти всегда при добавлении пластификаторов и стабилизаторов. Даже воздухововлекающие агенты имеют повышение прочности на сжатие в качестве вторичного эффекта, увеличивающаяся пористость компенсируется более оптимальными условиями твердения цемента.
Заключение
Промышленная разработка модификаторов бетона — довольно сложный и кропотливый процесс. Соотношение добавляемых химических соединений определяется не универсальными правилами, а разновидностью, составом и сроком хранения используемого цемента. Отдельно учитывается также тип минерального наполнителя и содержащиеся в нём пылевидные примеси.
Собирая «коктейль» из многочисленных компонентов нельзя гарантировать, что их совместное влияние на бетон не окажется негативным. Даже на предприятиях, производящих ЖБИ, количество и состав добавок в бетон определяются опытным путем через серию промежуточных испытаний. Это все говорит о том, что лучше использовать модификаторы в количествах, заведомо меньше рекомендуемых, не стремиться приготовить универсальную многокомпонентную добавку, а, наоборот, улучшать только обоснованно требуемые качества.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Читайте также: