Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды добавок

виды добавок

В состав любого цемента, кроме самого цементного порошка, входит ряд дополнительных различных компонентов. Их количество и разнообразие влияет на скорость процесса отверждения раствора, а, следовательно, и на цену самого цемента. Несмотря на то, что сам процесс отверждение материала всегда происходит в три этапа, – растворение, коллоидация и кристаллизация, – независимо от типа цемента, скорость все равно является одной из основных характеристик данного строительного материала.

К главным компонентам цемента относят следующие: клинкер, гипс, минеральные добавки. Часть последних компонентов составляет всего лишь 5% от всей массы цемента. Тщательно перемолотые минеральные добавки на сегодняшний день являются обязательным компонентом цемента, хотя ранее их вообще не добавляли. Следует упомянуть следующие широко используемые добавки: пластификаторы, пылевидные отходы с горных пород, кислые золы ТЭС и природные пуццоланы. Каждая добавка по-разному влияет на скорость процесса твердения цементного раствора. Например, основной добавкой шлакового цемента являются гранулированные доменные шлаки. Благодаря им раствор из такого цемента подвергается замедленному отверждению.

Такая разновидность цемента, как пуццолановый, твердеет вне зависимости от того, в каких условиях он находится – в нейтральных или, наоборот, в особенно влажных. Такое возможно благодаря тому, что в его состав входит добавка вулканического или осадочного типа, которая активизирует процесс отверждения.

Наиболее популярный цемент в наших широтах – гидрофобный цемент. Его особенностью является высокая морозостойкость. Такое свойство обеспечивается наличием в составе цемента множества «полезных» добавочных компонентов, а именно: асидол, мылонафт, жирные кислоты, олеиновые кислоты. Обработка зданий таким цементом защищает его не только от суровых зим, но и отлично противостоит повышенной влажности.

Кроме минеральных добавок, существуют ещё и технологические компоненты, которые изначально вводятся в состав цемента для улучшения процесса его помола. При этом они также способствуют повышению прочности строительного раствора из цемента, ускоряют его отвердение.

Таким образом, все минеральные и технологические добавки, входящие в состав любого цемента, призваны улучшать строительно-технические характеристики данного вещества.

Основные виды добавок для цемента, которые используются на современном бетонном и ЖБИ производстве. Все добавки для цемента можно условно разделить на группы:

добавки для цемента регулирующие основные свойства цементных растворов, такие как подвижность, пластичность, водоудержание, порообразование и т.д.

регулирующие сохраняемость добавки, отвечающие за скорость твердения, скорость схватывания цемента, в основном, влияющие на процесс гидратации в начальной стадии схватывания, твердения и набора прочности.

добавки для придания ЖБИ или железобетону специальных свойств: полимерные, биоцидные и т.д.

противоморозные добавки, позволяющие производить бетонирование при минусовых температурах.

добавки повышающие прочность, морозостойкость, коррозионную стойкость.

ингибиторы коррозии стали, ибо стальная арматура, входящая в состав любых ЖБИ или монолитного железобетона, подвержена разрушающему воздействию агрессивных сред, в которых приходится работать многим железобетонным конструкциям.

расширяющие добавки в цемент, снижающие усадку, повышающие трещиностойкость, создающих самонапряжение ЖБИ и монолитных железобетонных конструкций.

красящие добавки — пигменты.

добавки в бетон для гидроизоляции, к которым можно отнести различные кольматриующие добавки, гидрофобизаторы и другие средства понижающие проницаемость бетона.

различные поризующие добавки для лёгких бетонов: газообразующие, воздуховолекающие, пенообразующие и т.д.

Если у нас набралось столько групп, то сколько же будет добавок? Сразу скажу — много! Перечислять их всех — вряд ли хватит сил и времени. Выделим лишь основные, которые могут быть полезны широкому кругу строителей.

Пластификатор, суперпластификатор

Наверное не совру, если скажу, что пластификатор, а вернее, его более продвинутый наследник — суперпластификатор — самая используемая на сегодня добавка. Вообще, добавки способствующие уменьшению водосодержания в составе бетонных смесей — наиболее востребованы. Очень много плюсов от их использования, а именно: повышается текучесть бетонной смеси без добавления лишней воды, бетон становится более пластичным, экономится цемент, повышается плотность бетона, его водонепроницаемость, морозостойкость и т.д.

В технологии производства смесей и растворов есть парадоксальное противоречие: чтобы сделать бетон или ЖБИ прочней и долговечней, необходимо по максимуму сократить количество воды затворения (снизить водоцементное отношение). В идеале, желательно оставить лишь то количество воды, которое необходимо для полноценного процесса гидратации цемента. В жизни это не совсем реально по причине невозможности качественной укладки получившейся, так называемой, жёсткой смеси. Для того чтобы смесь была более-менее подвижной, вводится количество воды значительно большее, чем нужно для гидратации. А лишняя вода снижает расчётную прочность бетона. Вот здесь и приходят на помощь пластификаторы. Пластификаторы начали использовать ещё с сороковых годов прошлого столетия. На сегодняшний день, мы в основном имеем дело с их новой версией, так называемыми суперпластификаторами. Они появились в СССР ещё в начале восьмидесятых. Безусловный лидер здесь — пластификатор с-3. Одним из главных производителей суперпластификатора с-3 является компания «Полипласт». Чем же так хороши пластификаторы, давайте посмотрим:

Экономия цемента. Для получения равнопрочного бетона одинаковой подвижности с применением пластификатора и без него, на один куб бетона расходуется цемента на 15% меньше. Достигается сиё великолепие за счёт снижения количества воды затворения, но благодаря применению пластификатора сохраняется нужная подвижность бетона.

Читайте так же:
Загрязнения от цементной промышленности

Без ущерба для прочности будущих ЖБИ и железобетонных конструкций повышается подвижность бетонной смеси. Что особенно актуально для монолитного строительства, где вовсю применяются бетононасосы и автобетононасосы, требующие для нормальной работы бетон (осадка конуса от 16 см).

Увеличение окончательных прочностных характеристик до 25%.

Благодаря улучшенной удобоукладываемости отпадает необходимость вибрирования свежеуложенного бетона!

Возможность без особых проблем заливать густоармированные конструкции: колонны, узкие опалубки стен и так далее.

Получение бетона повышенной плотности (высокая непроницаемость), что положительно сказывается на водонепроницаемости ЖБИ и железобетонных конструкций в целом.

Повышение морозостойкости вплоть до F350 и трещиностойкости.

Снижается усадка твердеющего бетона или ЖБИ.

Возможность получать высокопрочные ЖБИ и бетоны, с показателями прочности на сжатие свыше 100МПа! К примеру: классический бетон марки 350 обладает прочностью на сжатие всего лишь 25 МПа. То есть — в четыре раза меньшей. Причём, полученный бетон превышает марку используемого при затворении цемента.

Заводы выпускающие ЖБИ получают свою выгоду от использования пластификаторов за счёт сокращения времени пропаривания или снижения температуры в камерах. А это существенная экономия энергоресурсов, ускорение оборачиваемости формоснастки и как следствие — увеличение объёмов производства.

Увеличивается сцепляемость арматуры и бетона аж в 1,5 раза (если не врут конечно физики-химики)

Мне кажется, что перечисленных плюсов вполне достаточно для того чтобы понять, что производить бетон или ЖБИ без пластификаторов — не самое выгодное мероприятие. Однако, в нашей бочке мёда есть и ложка дёгтя. Маленькая такая, но есть. И дёготь этот — незначительное замедление сроков твердения бетона. Можно считать это отрицательным эффектом, может кому-то он покажется и положительным, но суть одна. Для компенсации замедляющего действия пластификаторов иногда вводятся специальные добавки — ускорители твердения. Они и компенсируют всё, что подпортил пластификатор, а именно график нормального твердения бетона.

На сегодняшний момент всё чаще и чаще применяются комплексные добавки в бетон. Как правило, они двухкомпонентные. Например: в основе пластификатор, а в довесок ускоритель твердения, либо воздухововлекающая добавка, либо микрокремнезём и т.д. Благодаря таким комбинациям бетонные заводы получают высокопрочные бетоны с уникальными характеристиками.

Другие добавки для бетона

Ускорители твердения Для компенсации действия пластификатора, немного тормозящего процесс твердения, иногда вводятся специальные добавки — ускорители твердения. Так же ускорители твердения могут применяться при нестандартных заливках, когда требуется быстрая схватываемость нижнего слоя бетона, чтобы можно было без проблем продолжать лить дальше. Классический пример — монолитная чаша бассейна, когда в объединённую опалубку дна и стен бассейна необходимо уложить бетонную смесь так, чтобы бетон заливаемый в стены не выдавил своей массой только что отлитое дно. Обычно этот процесс растягивается во времени, но его можно существенно сократить, если использовать ускорители твердения бетона. Ещё одна область применения ускорителей — бетонирование в холодную погоду. Ведь, чем ниже температура окружающего воздуха тем медленней происходит процесс гидратации цемента, начало и конец схватывания и набор прочности происходят в замедленном темпе. Здесь тоже помогают ускорители.

Замедлители твердения По названию понятно — что делают подобные добавки. Применяют их для увеличения времени живучести бетонной смеси. В основном это может быть надо для транспортировки на дальние расстояния, при невозможности быстрой заливки и так далее. То есть, с применением замедлителей твердения мы берём тайм аут, чтобы успеть кое-что сделать: поесть пончиков, попить пива, поспать пока бетон будет отдыхать в бадье или корыте. Причем, растягивается это удовольствие аж на несколько часов. Как-то так. В группу замедлителей можно отнести добавки водопонизители. Они так же оказывают замедляющий эффект.

Воздухововлекающие добавки Как Вы уже поняли из названия, эти добавки «вовлекают» воздух. При замешивании смеси создаются миллионы мельчайших микропузырьков воздуха. Для чего это нужно. Основная задача этих добавок — создание в бетоне или ЖБИ микропористой структуры. Пористый шоколад помните? Вот тоже самое, только поры микроскопические. Благодаря наличию этих самых пор повышается морозостойкость бетонной конструкции или ЖБИ. Почему? Да потому как пропитавшей бетонную конструкцию воде, при замерзании, есть куда расширяться. В те самые поры. Дёшево и сердито.

Однако, и здесь не без дёгтя. Цементный камень то они уберегают от разрушения, а вот заполнители нет. Щебню так же достаётся от мороза и воды, как и без волшебных пузырьков. Но это уже совсем другая песня. Из минусов подобных добавок — снижение прочности бетона. Незначительно, но есть. Во всяком случае, высокопрочный бетон с такими добавками не сделаешь. А морозостойкость можно повысить и другими способами, например: снизить водоцементное отношение, либо ввести в состав бетона золу-унос, при том же количестве цемента. Благодаря этому существенно повышается водонепроницаемость бетона (коэффициент W в маркировке), его плотность. Вода просто не попадает в бетонную структуру.

Противоморозные добавки Основное предназначение противоморозных добавок — обеспечение возможности зимнего бетонирования при минусовых температурах и отсутствии прогрева бетона. Отдельные виды добавок позволяют производить бетонирование при температуре до — 25 градусов. Это «жесть» конечно, но если есть такая необходимость, то выбирать не приходится. Так как же действуют противоморозные добавки. Тем, кто знаком с «предметом» и так понятно, всем остальным постараюсь объяснить в нескольких фразах.

Читайте так же:
Безусадочный цемент для ремонта

Главная суть застывания бетона — это так называемая гидратация цемента. Попросту — процесс кристаллизации минералов (силикатов, алюминатов) цемента при взаимодействии с водой. Скорость этого процесса существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При низких положительных температурах процесс схватывания цемента растягивается во времени (в несколько раз), при отрицательных температурах — он останавливается вовсе, по банальной причине замерзания той самой воды. Вот с двумя этими гадостями и борются, в силу своих возможностей, противоморозные добавки для бетона.

Главные задачи современных противоморозных добавок — сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона (в условиях низких температур), понизить температуру замерзания воды. По-русски выражаясь — сделать так, чтобы вода замерзала не при 0 градусов, а при -10 или -20. Наверное помните, что солёная вода — классический пример понижения температуры замерзания. Есть ещё одна задача у современных противоморозных добавок — не навреди. Прям как у Гиппократа: «. сообразно с моими силами и моим разумением, воздерживаясь от причинения всякого вреда. » А навредить они могут. Не все, но могут.

Если рассматривать результаты лабораторных и натурных испытаний, можно сделать вывод, что противоморозные добавки (особенно комплексные)положительно влияют на результирующие характеристики ЖБИ, бетона, или железобетона. Увеличивается плотность бетона (водонепроницаемость), обещается позитивное ингибирующее воздействие на арматуру, повышается проектная прочность в сравнении с бездобавочным бетоном.

Добавок конечно много. Перечислить их и описать — задача непростая. Я упомянул лишь самые используемые. По мере возможностей и сил постараюсь со временем дополнить эту страницу описанием проигнорированных ныне добавок. А пока, что есть — то есть.

» Строительное Управление 47 » +7(8482) 61-61-60

Химические добавкиПрименение добавок является наиболее эффективным способом, повышающим качество бетонов, не требующим больших капитальных затрат. Грамотное применение целевых комплексных добавок позволяет решить любые проблемы, связанные с получением бетонов с заданными свойствами. Высокая прочность, низкая проницаемость, повышенная долговечность и морозостойкость могут быть достигнуты с применением высокоподвижных бетонных смесей, содержащих современные добавки.

Все добавки можно разделить на:

Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона, или снизить расход цемента при обеспечении требуемой прочности бетона.

Ускорители набора прочности – увеличивают скорость набора прочности в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают марочную прочность бетона.

Добавки, регулирующие сохраняемость подвижности бетонной смеси, – востребованы в жаркое время года или при необходимости длительной перевозки бетонной смеси.

Добавки с противоморозным эффектом – обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15 о С и даже до минус 25 о С.

Модификаторы бетона – бетоны с этими добавками имеют класс по прочности до В80 при применении цементов марки 500, отличаются пониженной проницаемостью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью и долговечностью, при этом бетонная смесь может иметь высокую подвижность.

Добавки для самоуплотняющихся бетонов – помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций.

Комплексные добавки – объединяют в себе несколько видов воздействия на бетонную смесь.

Кроме того, комплексные добавки избавляют производителей бетона от поисков нескольких разных компонентов для получения нужных свойств. Ведь эти компоненты должны еще и мирно «уживаться» в одной смеси, не вступать между собой в какие-то нежелательные реакции.

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольшом количестве (0,1- 2% от массы цемента) и изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5-20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышения стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств. Если ранее наиболее широко в строительстве использовались в виде добавок отдельные химические продукты и модифицированные отходы промышленности, то в настоящее время преобладают добавки, специально приготовленные для бетона (суперпластификаторы, органо-минеральные и другие).

Химические добавки классифицируют по основному эффекту действия:

1) регулирующие свойства бетонных смесей:

  • пластифицирующие добавки, увеличивающие подвижность бетонной смеси;
  • стабилизирующие добавки, предупреждающие расслоение бетонной смеси;
  • водоудерживающие, уменьшающие водоотделение;

2) добавки регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона:

  • добавки, ускоряющие или замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах (противоморозные);

3) регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона: воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие, уплотняющие (воздухоудаляющие и кольматирующие поры бетона);

4) добавки — регуляторы деформаций бетона, расширяющие добавки;

Читайте так же:
Как отчистить чугунную ванну от цемента

5) повышающие защитные свойства бетона стали, ингибиторы коррозии стали;

6) добавки — стабилизаторы, повышающие стойкость бетонных смесей против расслоения, снижающие водоотделение;

7) добавки придающие бетону специальные свойства:

  • гидрофобизирующие добавки, уменьшающие смачивание бетона;
  • антикоррозионные добавки, повышающие стойкость в агрессивных средах, красящие, повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства, электроизоляционные, электропроводящие, противорадиационные.

В технологии производства бетонных смесей и растворов есть парадоксальное противоречие: чтобы сделать бетон или ЖБИ прочней и долговечней, необходимо по максимуму сократить количество воды затворения (снизить водоцементное отношение). В идеале, желательно оставить лишь то количество воды, которое необходимо для полноценного процесса гидратации цемента. В жизни это не совсем реально по причине невозможности качественной укладки получившейся, так называемой, жёсткой смеси. Для того чтобы смесь была более-менее подвижной, вводится количество воды значительно большее, чем нужно для гидратации. А лишняя вода снижает расчётную прочность бетонной смеси. Что же делать, если нужна жидкая (литая) смесь, когда для её укладки в опалубку используется бетононасос.

Вот здесь и приходят на помощь специальные добавки для бетона — пластификаторы, которые начали использовать ещё с сороковых годов прошлого столетия. На сегодняшний день, мы в основном имеем дело с их новой версией, так называемыми суперпластификаторами. Они появились в СССР ещё в начале восьмидесятых. Безусловный лидер здесь — пластификатор с-3.

В чем же заключаются преимущества пластификаторов:

  • Экономия цемента. Для получения равнопрочного бетона одинаковой подвижности с применением пластификатора с-3 и без него, на один куб бетонной смеси расходуется цемента на 15% меньше. Достигается это за счёт снижения количества воды затворения. Но для сохранения необходимой подвижности смеси, производители обязательно вводят суперпластификаторы или пластификаторы в бетон. Таким образом одновременно снижается водоцементное соотношение и при этом не снижается подвижность.
  • Без ущерба для прочности будущих ЖБИ и железобетонных конструкций повышается подвижность смеси. Что особенно актуально для монолитного строительства, где часто применяются бетононасосы и автобетононасосы, требующие для нормальной работы бетон п4-п5 (осадка конуса от 16 см).
  • Увеличение окончательных прочностных характеристик до 25%.
  • Возможность без особых проблем заливать густоармированные конструкции: колонны, узкие опалубки стен и так далее.
  • Получение составов повышенной плотности (высокая непроницаемость), что положительно сказывается на водонепроницаемости ЖБИ и железобетонных конструкций в целом.
  • Повышение морозостойкости вплоть до F350 и трещиностойкости.
  • Снижается усадка твердеющего бетона или ЖБИ.
  • Возможность получать высокопрочные ЖБИ и бетоны, с показателями прочности на сжатие свыше 100МПа! К примеру: бетонный образец марки М-350 (B25) 28 суточного возраста обладает прочностью на сжатие всего лишь 25 МПа. То есть — в четыре раза меньшей. Применяя специальные модификаторы возможно получить смесь с марочной прочностью превышающёй марку используемого при затворении цемента.
  • Заводы выпускающие ЖБИ получают свою выгоду от использования пластификаторов за счёт сокращения времени пропаривания или снижения температуры в камерах. А это существенная экономия энергоресурсов, ускорение оборачиваемости формоснастки и как следствие — увеличение объёмов производства.
  • Увеличивается сцепляемость арматуры с бетоном в 1,5 раза

Другие виды добавок для бетонов и растворов

Ускорители твердения бетона Для компенсации действия пластификатора, немного тормозящего процесс твердения, иногда вводятся специальные добавки — ускорители твердения. Так же ускорители твердения могут применяться при нестандартных заливках, когда требуется быстрая схватываемость нижнего слоя бетонного массива, чтобы можно было без проблем продолжать лить дальше. Классический пример — монолитная чаша бассейна, когда в объединённую опалубку дна и стен бассейна необходимо уложить бетонную смесь так, чтобы при заливке в стены она не выдавила своей массой только что отлитое дно. Обычно этот процесс растягивается во времени, но его можно существенно сократить, если использовать ускорители твердения бетона. Ещё одна область применения ускорителей — бетонирование в холодную погоду. Ведь, чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленней происходит процесс гидратации цемента, начало и конец схватывания и набор прочности происходят в замедленном темпе. Здесь тоже помогают ускорители.

Замедлители твердения бетона Применяют их для увеличения времени живучести бетонной смеси. В основном это может быть надо для транспортировки на дальние расстояния, при невозможности быстрой заливки .

Воздухововлекающие добавки При замешивании смеси создаются миллионы мельчайших микропузырьков воздуха. Для чего это нужно. Основная задача — создание в бетоне или ЖБИ микропористой структуры.Благодаря наличию этих самых пор повышается морозостойкость бетонной конструкции или ЖБИ. Почему? Да потому как пропитавшей бетонную конструкцию воде, при замерзании, есть куда расширяться.

Противоморозные добавки для бетона Основное предназначение противоморозных добавок (ПМД) — обеспечение возможности зимнего бетонирования при минусовых температурах и отсутствии дополнительного прогрева залитой конструкции. Отдельные виды добавок позволяют производить бетонирование при температуре до — 25 градусов

Главная суть застывания раствора или бетонной смеси — это так называемая гидратация цемента. Попросту — процесс кристаллизации минералов (силикатов, алюминатов) присутствующих в цементе, при взаимодействии его с водой. Скорость этого процесса существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При низких положительных температурах процесс схватывания цемента растягивается во времени (в несколько раз), при отрицательных температурах — он останавливается вовсе, по банальной причине замерзания той самой воды. Вот с этим и борется, в силу своих возможностей, противоморозная добавка для бетона.

Читайте так же:
Какое соотношение песка щебня цемента при заливке фундамента

Главные задачи современных противоморозных добавок — сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона (в условиях низких температур), понизить температуру замерзания воды. Наверное помните, что солёная вода — классический пример понижения температуры замерзания.

Существует довольно много мифов относительно вредности и полезности тех или иных противоморозных добавок для бетонов.

Миф первый: при применении противоморозных добавок, в монолитном железобетоне или самодельных ЖБИ происходит коррозия арматуры. Взять самый распространённый в России нитрит натрия, так он наоборот является ингибитором коррозии. Многие противоморозные добавки положительно влияют на сцепляемость арматуры с бетоном

Миф второй: снижение прочности. При нормальном % введении добавок в бетон наблюдается некоторое отставание в темпах набора прочности, но по достижении классического подросткового возраста 28 суток лидирование лабораторного бездобавочного бетонного образца (твердеющего при +20 градусах) сходит на нет, и дальше часто наблюдается больший прирост марочной прочности именно у бетонов с противоморозными добавками

Однако, не стоит забывать и про ненормальное % введение добавки в бетон. Вот тут и кроются возможные неприятности.При недостаточном введении ПМД, смесь замораживается, процесс гидратации цемента останавливается и возобновляется лишь с приходом температуры достаточной для оттаивания замерзшей жидкости. В большинстве случаев это проходит безболезненно.

У совсем бездобавочных бетонов, случайно замерзших при резком снижении температуры, дело обстоит несколько хуже, но тоже вполне терпимо, при условии, что отлитые конструкции не нагружены. Однако, многое зависит от размера (объема) отлитого ЖБИ. Опять же, важно — когда конкретно бетон замёрз: в какой стадии находился цемент, набралась ли критическая прочность; воздействовала ли вода (дождь, снег тающий) на неокрепшую бетонную поверхность и т.д. Вот тут пожалуй возможна потеря прочности в среднем до 20% и в отдельных случаях снижение морозостойкости процентов до 50, так же наблюдается отшелушение верхнего слоя, эррозия и т.д.

Если рассматривать результаты лабораторных и натурных испытаний, можно сделать вывод, что противоморозная добавка для бетона (особенно комплексная) положительно влияет на результирующие характеристики бетонной конструкции, или железобетона. Увеличивается плотность (водонепроницаемость), обещается позитивное ингибирующее воздействие на арматуру, повышается проектная прочность в сравнении с бездобавочным бетоном.

Добавка для цемента описание

Цель настоящего исследования – изучение особенностей гидратации цемента при воздействии органо-минеральных добавок и их влияние на структуру и свойства получаемого камня. Для исследования использовали следующие материалы:

Цемент ПЦ-500 Д0 ЗАО «Углегорск-цемент» по ГОСТ 10178-85;

Пластификаторы Триопласт ЛС, Триопласт НСЛ;

Пластификатор типа HCЛ, изготовлены по ТУ 5745-001-18372707-2015 вводятся впервые, представляют собой жидкость коричневого цвета.

— водный раствор модифицированных лингосульфонатов (серия«Триопласт ЛС»);

— водный раствор комплекса олигомеров на основе продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида и модифицированных лингосульфонатов (серия «Триопласт НСЛ»).

Состав смеси раствора, в который введена испытываемая добавка, в соответствии с требованиями ГОСТ 30459-2008.

Портландцемент даже при полной гидратации при обычной температуре химически связывает до 5—27 % по массе. Обычно и при длительном твердении в течение десятков лет степень гидратации обычных цементов не превышает 80—90 %, поэтому 30—50 % воды, вводимой в цементное тесто, лишь частично химически взаимодействует с цементом и входит в твердую фазу. Количество химически связанной воды, не удаляемой при высушивании материала при 105 °С, достигает 10—15 % массы цемента через месяц твердения при 15—20 °С. При этом чем больше исходное ВЦ и чем выше дисперсность цемента, тем больше количество связанной воды.

Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что основная масса новообразований при взаимодействии цемента с водой возникает в виде гелевидных масс, состоящих преимущественно из субмикроскопических кристаллитных частичек гидросиликатов кальция. В общей гелевидной массе размещаются также непрореагировавшие остатки цементных зерен и относительно крупные кристаллы гидроксида кальция и некоторых других новообразований, видимые в оптический микроскоп.

Основными активными компонентами смесей являются поверхностно-активные вещества. Это вещества, которые концентрируются на поверхности раздела двух соприкасающихся фаз и изменяют силовое поле, создаваемое в результате физико-химических процессов на поверхности раздела. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на цементных зернах, давая им отрицательный заряд, который способствует отталкиванию зерен друг от друга и стабилизирует их дисперсное состояние. Кроме того, указанный заряд вызывает образование вокруг каждого цементного зерна слоя из полярных ориентированных молекул воды, препятствующего сближению отдельных зерен. Цементные зерна становятся более подвижными, и вода, освобожденная от удерживающего влияния коагуляционной системы, получает возможность выполнять роль смазки, что приводит к повышению удобоукладываемости. Сохранение высокодисперсного состояния цемента способствует увеличению площади поверхности зерен, и, следовательно, процесс гидратации цемента протекает с повышенной скоростью в раннем возрасте. Именно поэтому прочность бетона при одном и том же водоцементном отношении с добавкой выше, чем при отсутствии добавки. На некоторые цементы добавки оказывают небольшое влияние, однако в целом добавки являются эффективными для всех типов портландцемента.

Читайте так же:
Защита песчаника от цемента

В результате применения пластифицирующих добавок количество воды затворения может быть снижено на 5—15%.Фактическое снижение водопотребности зависит от расхода цемента, типа использованного заполнителя, наличия активных минеральных добавок. Поэтому для определения типа и количества добавки, которая обеспечит получение оптимальных свойств бетона, необходимо сделать пробные замесы на тех же материалах, которые будут применены на практике.

При исследовании влияния добавок на свойства цементных композиций был реализован факторный план эксперимента, в котором в качестве значимого фактора принята х- дозировка добавки, варьируемая от 0 до 1%, в расчёте на массу цемента. В качестве откликов для цементного теста приняты НГ и сроки схватывания; для цементного камня – прочность при сжатии.

Вводили добавки в концентрации от 0 до 1%.Данные испытаний цемента с добавкой ЛС за период 28 суток представлены в табл. 2 .

Характеристика минеральных добавок для бетона

Для создания бетона с определенными свойствами применяют минеральные добавки (МД). Они представляют собой порошки, изготавливаемые из минеральных пород как естественной (горные породы, кварцевые пески), так и искусственной (доменные шлаки, зола и т. д.) природы.

МД не относятся к минеральным заполнителям, т.к. имеют меньший размер зерен, который составляет не более 0,016 см. Они не принадлежат и к группе химических модификаторов, поскольку не растворяются в воде.

МД вместе с гранулами цемента заполняют полости наполнителя, что позволяет получить бетон более плотной структуры. В определенных случаях использование минеральных присадок дает возможность понизить содержание цемента в растворе, поэтому МД называют и по-другому, — «минеральные наполнители».

По дисперсности и влиянию на структуру готовых изделий из бетона МД делятся на две группы:

  1. Минеральные уплотнители. Частицы таких добавок (например, микрокремнезема) имеют размер, в сто раз меньший, чем у гранул цемента. За счет этого добавка заполняет пустое место между частицами цемента, повышая показатели плотности и прочности бетонной конструкции.
  2. Минеральные разбавители. Их гранулометрический состав примерно тот же, что и у цемента, — показатель удельной поверхности гранул находится в пределах 0.2 – 0.5 м2/г.

Химическая активность

Существуют активные и инертные минеральные наполнители:

  • Активные — реагируют с Ca(OH)2 и образуют соединения с вяжущими свойствами. Определенные разновидности присадок, в частности, доменный шлак, имеют свойство затвердевать самостоятельно при добавлении в смесь извести. Сырьем для производства активных МД естественного происхождения служат осадочные и вулканические породы. К первым принадлежат диатомит, опока, трепел, а ко вторым — туф, пепел и др.

На химическую активность активных МД напрямую влияет размер их гранул, поскольку скорость реакции определяется удельной поверхностью вещества. Площадь поверхности частиц влияет и на свойство МД повышать показатели плотности готовых бетонов.

  • Инертные добавки — при нормальных температурных условиях не вступают в реакцию с составляющими бетонной смеси (но могут стать химически активными при автоклавной обработке). Цель их использования — изменение зернового состава и плотности смеси и готового бетона. Распространенные инертные МД — это известняки, глина, кварцевый песок и др.

Основные функции

Добавление минеральных присадок позволяет изменить определенные качества бетона. К основным функциям относятся:

  1. Повышение прочности и ускорения процесса. Вокруг частичек наполнителя происходит кристаллизация новообразований, за счет чего быстро повышается показатель прочности. Кроме этого, активные МД реагируют с веществами, образующимися при гидратации цемента. Выделяющаяся при гидратации свободная известь связывается оксидами (например, SiO2), которые входят в состав активных наполнителей. Вещества, полученные в результате реакции, способствуют уплотнению и укреплению готового бетона.
  2. Частичная замена цемента. Способность МД подменять цемент оценивается с помощью коэффициента цементирующей эффективности, показывающего, какое количество цемента соответствует 1 кг МД, вводимой в бетонную смесь. Метакаолин характеризуется показателем 1-2, микрокремнезем – 3-4, зола-унос – 0.25 – 0.4.
  3. Увеличение стойкости бетона к коррозии и понижение проницаемости. Основной причиной коррозии бетона является присутствие в его составе свободной извести (CaO). МД связывают CaO, образуя устойчивые нерастворимые соединения.
  4. Понижение водоотделения и поддержание стабильности бетонной смеси. Происходит за счет свойства МД (особенно бетонитов и метакаолина) физически связывать молекулы воды.
  5. Получение бетона со специфическими свойствами. Для придания конструкции электропроводности применяется графит, стойкость к воздействию высоких температур или кислот обеспечивается за счет связывания свободной извести, уплотнения, использования специальных жаро- и кислотоустойчивых добавок.

Задействование МД наиболее оправдано при работе с цементами марок I и II/A. Вследствие свойства тонкодисперсного наполнителя увеличивать водопотребность смеси (это не относится к золе-уносу) их часто используют совместно с пластифицирующими добавками.

При планировании применения минеральных добавок, следует учитывать, что использование добавок несет в себе дополнительные затраты на сооружение складов, специальные дозаторы в цехах, создание точек подготовки МД.

Стоимость некоторых добавок относительно высока, поэтому применять их следует тогда, когда это обеспечивает наибольший технический и экономический эффект.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector