Студопедия
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
|
Основные виды важнейших химических добавок для бетона
| Группа по эффекту действия
| Сокращенное обозначение
| Активные вещества (АВ), принцип действия (ПД) в бетонной смеси
| | 1
| 2
| 3
| | Пластификатор
| BV
| АВ: в основном поверхностно-активные вещества (лигносульфона- ты, лигносульфонаты модифицированные и др.).
ПД: молекулы ПАВ благодаря явлениям адсорбции образуют на поверхности частиц цемента коллоидные адсорбционные пленки гидрофильного характера, способствующие более полному смачиванию частиц водой и играющие роль своеобразной «смазки». Пластификаторы снижают водопотребность бетонной смеси и улучшают ее удобоукладываемость. При передозировке может возникать эффект замедления твердения и начала схватывания, а также водоотделения и возникновения воздушных пор
| | Суперпластификатор
| FM
| АВ: в основном, меламиновые смолы, конденсаты нафталин- сульфоновой кислоты, поликарбоксилаты, эфиры поликарбоксилата. Реже – гидроксикарбоновые кислоты и их соли.
ПД: основан на электрическом распределении зарядов и поляризации молекулярных цепей, которые откладываются на частицах цемента и мелко- дисперсной минеральной фракции и приводят к отталкиванию (диспергированию) частиц. Добавляются стерические и трибологические свойства, которые усиливают пластификацию. При улучшенной удобоукладываемости бетонной смеси, которая сохраняется до часа, они значительно сокращают по- требность в воде затворения. Суперпластификаторы используются для производства самоуплотняющегося, высокопрочного и сверхвысокопрочного бетона
| | Гидрофобизаторы и кольмататоры (уплотняющие добавки)
| DM
| АВ: соли высших жирных кислот, например, стеараты кальция, цинка.
ПД: снижают водопоглощение бетона при капиллярном подсосе за счет действия химикатов, заполняющих поры и способных к набуханию и/или обладающих гидрофобным действием (силикаты, фосфаты или силиконы, силаны). Они также обладают пластифицирующим действием и тем самым могут снижать водопотребность бетонной смеси
| | Воздухововлекающие добавки (микропенообразователи)
| LP
| АВ: мыла из природных смол, например, винзорезин (экстракт из сосны), алкилакриловые сульфонаты, лигносульфонаты, соли карбоксиловых соединений и протеиновые кислоты (ионные и неионные ПАВ).
ПД: создание сферических, замкнутых и равномерно распределенных воздушных микропор для повышения морозостойкости
| | Замедлители
| VZ
| АВ: различают неорганические (пирофосфаты натрия, борная кислота, оксиды) и органические (сахароза, глюконат, лигносульфонат, аце- тон, лимонная кислота) замедлители.
ПД: обволакивание зерен цемента труднорастворимой пленкой, которая затрудняет процесс гидратации/гидролиза и тем самым замедляет твердение бетона и продлевает время «жизнеспособности» бетонной смеси
| | Ускорители
| BE
| АВ: силикаты, алюминаты, карбонаты, формиаты, аморфные гидроксиды алюминия, сульфаты алюминия, хлориды (хлориднатрия).
ПД: основан на действии составляющих добавки, которые, ускоряя ре- акции гидратации цемента, вызывают интенсификацию твердения бетона, хотя эти процессы не всегда идентичны
| | Вспомогательные вещества для дополнительного расширения
| EH
| АВ: порошок металлического алюминия (алюминиевая пудра).
ПД: улучшение пластичности бетонной или растворной смеси. Использование этих добавок может снизить водопотребность и расслаиваемость смеси. Как правило, эти вещества вызывают небольшое набухание
| | Стабилизаторы
| ST
| АВ: полисахариды, эфир целлюлозы, оксид полиэтилена (UCR).
ПД: стабилизация и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси даже при очень пластичной консистенции. Снижает седиментацию и водоотделение
| | Вспомогательные средства для вторичной переработки промывочной воды
| RH
| АВ: замедлители (VZ).
ПД: замедление твердения остатков бетона способствует вторичному использованию воды, получаемой при промывке смесителей
| | Вспомогательные средства для вторичной переработки остатков бетона
| RB
| АВ: замедлители (VZ).
ПД: замедление в автобетоносмесителе до 7 часов. Использование остатков бетона возможно при дозагрузке свежего бетона
| | Восстановители хроматов
| CR
| АВ: восстановитель сульфата железа (II).
ПД: восстановление хрома Сr (VI) до Сr (III) для снижения содержания хрома, вызывающего аллергические кожные реакции
| | Пенообразователи
| SB
| АВ: гидролизаты протеина, сульфонаты, лаурилсульфонаты, мыла, салонин.
ПД: введение воздушных пор для производства пенобетона или бетона с пористой структурой цементного камня. Поры значительно круп- нее, чем в случае использования воздухововлекающих добавок (LP)
|
В соответствии с требованиями ГОСТ 24211 под добавками для бетонов и строительных растворов понимаются различные продукты, вводимые в бетонные и растворные смеси с целью улучшения их технологических свойств, повышения строительно-технических свойств бетонов и растворов и придания им новых свойств.
Добавки, применяемые для модифицирования свойств смесей, бетонов и растворов, в зависимости от основного эффекта действия подразделяют на классы:
1. Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
- пластифицирующие: суперпластифицирующие, пластифицирующие;
- водоредуцирующие: суперводоредуцирующие, водоредуцирующие;
- стабилизирующие;
- регулирующие сохраняемость подвижности;
- увеличивающие воздухо- (газо-) содержание.
2. Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
- регулирующие кинетику твердения: ускорители, замедлители;
- повышающие прочность;
- снижающие проницаемость;
- повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре;
- повышающие морозостойкость;
- повышающие коррозионную стойкость;
- расширяющие.
3. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
- противоморозные: для «холодного» бетона, для «теплого» бетона;
- гидрофобизирующие.
4. Минеральные добавки. Минеральные добавки в зависимости от характера взаимодействия с продуктами гидратации цемента подразделяют на типы:
- тип I – активные минеральные;
- тип II – инертные минеральные.
Активные минеральные добавки подразделяют на следующие группы:
- обладающие вяжущими свойствами;
- обладающие пуццолановой активностью;
- обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью.
Условное обозначение добавки должно содержать наименование добавки и класса, к которому она относится.
Возможное проявление отрицательных эффектов, получаемых при использовании добавки в смесях, бетонах и растворах, должно быть указано в нормативном или техническом документе на эту добавку.
Добавки каждого класса должны применяться в соответствии с их основным назначением. При этом необходимо проверять влияние добавок на другие показатели качества, учитываемые при проектировании конструкций (модуль упругости, усадка, ползучесть, отсутствие коррозии арматуры и бетона и др.).
Номенклатура показателей качества добавок, по которым оценивают их эффективность в смесях, бетонах и растворах, приведена в табл. 9.
Добавки (кроме увеличивающих воздухо- (газо-) содержание смесей) не должны увеличивать объем газовой фазы смеси более чем на 3%.
Критерий эффективности – это количественное значение технического эффекта, характерного для каждой группы добавок. Так, например, к первой группе пластифицирующих добавок относят такие добавки, которые обеспечивают увеличение подвижности (осадки конуса) бетонной смеси от П1 (ОК = 2-4см) до П5 (ОК = 21см) без снижения прочности бетона во все сроки испытания. Если добавка обеспечивает увеличение подвижности от П1 до П4 (ОК = 16-20см) без снижения прочности бетона, то она может быть отнесена ко второй группе пластифицирующих добавок. И, наконец, если добавка обеспечивает увеличение подвижности от П1 до П3 без снижения прочности бетона, то ее следует отнести к третьей группе пластифицирующих добавок.
Таблица 9 – Показатели основного эффекта действия и критерии эффективности добавок
| Классы и подклассы добавок
| Показатель основного эффекта действия добавок
| Критерий эффективности добавок
| Возможные дополнительные эффекты действия добавок
| | 1
| 2
| 3
| 4
| | 1 Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей
| | 1.1 Пластифицирующие 1.1.1 Суперпластифи- цирующие
| Пластификация смесей: Увеличение подвижности (при снижении прочности бетона и раствора не более чем на 5%): - бетонной смеси - растворной смеси
| От П1 (ОК=2  4 см) до П5 От Пк1 (Пк =2-4 см) до Пк 4
| Замедление схватывания смесей и твердения бетонов и растворов в ранние сроки; увеличение расслаиваемости смесей; воздухововлечение; повышение деформаций усадки и ползучести бетонов и растворов
| | 1.1.2 Пластифицирую-
щие
| Увеличение подвижности (при снижении прочности бетона и раствора не более чем на 5%):
| | | | - бетонной смеси
| От П1 (ОК=2 4 см) до П2-П4
| | | - растворной смеси
| От Пк1 (Пк =2-4 см) до Пк2-Пк3
| | | 1.2 Водоредуцирующие 1.2.1 Суперводореду- цирующие
| Снижение водопотребности смесей:
Уменьшение количества воды затворения
| Более 20%
| Снижение расслаиваемости смесей и проницаемости бетонов и растворов; повышение прочности, морозостойкости и коррозионной стойкости, снижение деформаций усадки и ползучести бетонов и растворов
| | 1.2.2 Водоредуцирующие
| | От 7% до 20%
| | | 1.3 Стабилизирующие
| Снижение раствороотделения и/или водоотделения смесей
| В 2 раза и более
| Повышение водоудерживающей способности и однородности, улучшение перекачиваемости, замедление схватывания, изменение удобоукладываемости смесей; повышение однородности, замедление твердения бетонов и растворов
| | 1.4 Регулирующие сохраняемость подвижности
| Увеличение или снижение времени сохраняемости первоначальной подвижности смесей
| В 1,5 раза и более
| Изменение кинетики нарастания прочности и тепловыделения бетонов и растворов; образование высолов
| | 1.5 Увеличивающие воздухо- (газо) содержание Воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие
| Увеличение объема воздуха (газа) в смесях тяжелых и мелкозернистых бетонов и растворов
| На 2%-6%
| Изменение подвижности, снижение расслаиваемости смесей; повышение коррозионной стойкости и морозостойкости, изменение водопоглощения и водонепроницаемости, снижение прочности бетонов; снижение плотности и теплопроводности легких и ячеистых бетонов
| | Обеспечение требуемого объема вовлеченного воздуха (выделившегося газа) в смесях легких конструкционных бетонов
| От 1,5 до 6%
| | Потери вовлеченного воздуха (выделившегося газа) от его общего количества
|  10%
| | Обеспечение требуемого объема вовлеченного воздуха в смесях легких конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных бетонов
| Свыше 6% до 30%
| | Потери вовлеченного воздуха от его общего количества
| 20%
| | Обеспечение требуемого объема вовлеченного воздуха (выделившегося газа) в ячеистобетонных смесях
| От 15% до 90%
| | Обеспечение значения коэффициента использования порообразующей добавки
| 0,7
| | 2 Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов
| | 2.1 Регулирующие кинетику твердения
| | | | | 2.1.1 Ускорители
| Увеличение прочности бетонов и растворов:
| | Повышение электропроводности смесей, бетонов и растворов; увеличение скорости тепловыделения бетонов и растворов; образование высолов
| | - в возрасте 1 сут нормального твердения
| На 30% и более
| | - после тепловлажностной обработки
| На 20% и более
| | 2.1.2 Замедлители
| Снижение прочности бетонов и растворов в возрасте 1, 2 или 3 сут нормального твердения при снижении прочности в возрасте 28 сут не более чем на 5%
| На 30% и более
| Повышение подвижности смеси и ее сохраняемости; снижение скорости тепловыделения бетонов и растворов
| | 2.2 Повышающие прочность
| Увеличение прочности бетонов и растворов в проектном возрасте
| На 20% и более
| Снижение проницаемости, повышение коррозионной стойкости, снижение усадки и ползучести бетонов и растворов
| | 2.3 Снижающие проницаемость
| Увеличение марки бетонов и растворов по водонепроницаемости Снижение коэффициента диффузии
| На 2 марки и более В 10 раз и более
| Изменение удобоукладываемости смесей; увеличение прочности, повышение коррозионной стойкости и морозостойкости бетонов и растворов и их защитного действия по отношению к стальной арматуре
| | 2.4 Повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре (ингибиторы)
| Отсутствие коррозии арматуры
| Плотность тока пассивации стали не более 10 мА/см  при потенциале +300 мВ
| Увеличение подвижности смесей; снижение проницаемости, увеличение электропроводности бетонов и растворов
| | 2.5 Повышающие морозостойкость
| Повышение морозостойкости бетонов и растворов
| На 2 марки и более
| Снижение плотности, изменение прочности, проницаемости и водопоглощения бетонов и растворов
| | 2.6 Повышающие коррозионную стойкость
| Увеличение стойкости бетонов и растворов по отношению: - к коррозионно-активным средам - к внутренней коррозии
| В 1,5 раза и более Обеспечение деформаций расширения не более 0,04%
| Изменение технологических свойств смесей и физико-технических свойств бетонов и растворов
| | 2.7 Расширяющие
| Компенсация усадки, обеспечение деформаций расширения бетонов и растворов
| Обеспечение деформаций расширения 0,2% и более
| Снижение времени сохраняемости удобоукладываемости смесей; увеличение скорости тепловыделения, ускорение схватывания, снижение проницаемости, повышение прочности, коррозионной стойкости, морозостойкости и трещиностойкости бетонов и растворов
| | 3 Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства
| | 3.1 Противоморозные 3.1.1 Противоморозные для «холодного» бетона и раствора
| Набор прочности бетонами и растворами в возрасте 28 сут
| 30% и более контрольного состава нормального твердения
| Снижение времени сохраняемости удобоукладываемости смесей; повышение электропроводности бетонов и растворов; образование высолов
| | 3.1.2 Противоморозные для «теплого» бетона и раствора
| | 95% и более контрольного состава нормального твердения
| | | 3.2 Гидрофобизирующие
| Снижение водопоглощения бетонов и растворов
| В 2 раза и более
| Снижение скорости тепловыделения, замедление скорости схватывания и твердения, снижение прочности, повышение морозостойкости и коррозионной стойкости бетонов и растворов
| | | Гидрофобизирующая способность добавки
| По ГОСТ 10834
| |
При проектировании составов бетона с добавками следует учитывать, что добавки не изменяют характера основных зависимостей, в частности зависимости подвижности смеси от расхода воды; прочности бетона от активности цемента и водоцементного отношения, а только изменяют количественное отношение между разными факторами. Величина подобных изменений зависит от дозировки добавки и может быть учтена на основе рекомендаций, содержащихся в технических условиях, или инструкции по применению данной добавки или установлена по результатам предварительных опытов. Например, введение в смесь пластификаторов и суперпластификаторов уменьшает водопотребность бетонной смеси до 30 %.
Высокоэффективные суперпластификаторы на базе эфиров поликарбоксилатов: принцип действия, факторы, влияющие на их эффективность в бетонах; возможности применения в современных технологиях производства бетона
В течение последнего десятилетия суперпластификаторы на базе поликарбоксилатов (РСЕ) стали примером успешного внедрения новой технологии в производстве бетонов.
Начав свой путь в производстве самоуплотняющихся бетонов (СУБ), они постепенно проникли и в область сборного железобетона. Шаг за шагом, эти добавки стали активно применяться производителями товарного бетона и, не в последнюю очередь, производителями готовых ЖБИ.
Благодаря специфике действия РСЕ-пластификаторы позволяют производителям бетона получать продукты с улучшенными характеристиками и оптимизировать процесс производства, как с точки зрения экономики, так и с точки зрения экологии.
В зависимости от химической структуры полимеров и принципа их действия, РСЕ-суперпластификаторы могут быть разработаны специально для конкретных целей.
При производстве сборного железобетона полимеры с длинными боковыми цепями позволяют получить продукт с высокими показателями раннего набора прочности. Главная цепь полимера может быть оптимизирована посредством модификации плотности электрического заряда для достижения максимальных показателей (максимально длительной) удобоукладываемости смесей товарного бетона.
Чтобы полностью раскрыть свои свойства в бетоне, РСЕ-суперпластификатор должен быть совместим с другими компонентами бетонной смеси. Химический состав цементов, используемых при производстве смеси, и, в особенности, содержание в них сульфатов, может значительно повлиять на эффективность добавок. На действие суперпластификатора может повлиять и тип песка-наполнителя. Благодаря химической структуре частицы полимера легко встраиваются в слои глины, если глина присутствует в качестве примеси в песке, и таким образом могут существенно потерять эффективность.
Знание свойств и специфики поведения РСЕ-суперпластификаторов позволяет производителям полностью использовать преимущества РСЕ-технологии.
Самоуплотняющиеся бетоны (СУБ) и сверхвысокоэффективные бетоны (СВЭБ) могут быть получены только с использованием РСЕ-пластификаторов. При производстве стандартных высокопрочных бетонов добавки заменяют используемые традиционные продукты, благодаря их большому разнообразию и высокой эффективности.
|
