Головна → Статті
Добавки до бетону і будівельного розчин
З розвитком технології бетону все більш широко застосовують добавки, які покращують властивості бетонної суміші і підвищують якість затверділих бетонів і будівельних розчинів. Залежно від функціонального призначення і досягається ефекту розрізняють наступні добавки: що регулюють реологічні властивості сумішей, що регулюють схоплювання бетонних сумішей і тверднення бетонів, що регулюють пористість бетону, надають йому спеціальні властивості, що скорочують витрату цементу, добавки поліфункціонального дії.
Добавки для регулювання реологічних властивостей бетонних сумішей широко застосовують при виготовленні бетону та будівельного розчину. Найважливіша властивість цих сумішей - легкоукладальність. Удобоукла-дивать суміші здатні рівномірно заповнювати заданий обсяг бетонируемой конструкції під дією сили тяжіння або прикладаються зовнішніх сил - вібрації, штикування, трамбування. При транспортуванні бетонної суміші по бетоноводом, укладанні в опалубку суміш може расслоиться. Щоб цього не сталося, необхідно забезпечити задані характеристики пластичності і в'язкості сумішей. Вивченням пластично-в'язких і пружних властивостей бетонних сумішей займається наука - реологія, яка вивчає закономірності перебігу і деформацій речовини. Реологічні властивості бетонної суміші і розчину можуть бути змінені шляхом введення добавок.
У групі таких речовин виділяють пластифицирующие, стабілізуючі і водоудерживающие добавки.
Пластіфідірующіе добавки збільшують рухливість (або зменшують жорсткість) бетонних сумішей без зниження міцності бетону. Рухливість бетонних сумішей характеризується осіданням стандартного конуса, яка виражається в сантиметрах. Для визначення пластифицирующего ефекту добавки виготовляють бетонну суміш з осіданням конуса 2 ... 4 см. При введенні добавки осаду конуса зростає.
Залежно від отриманого результату добавку відносять до однієї з наступних чотирьох груп:
I група - суперпластифікатори, що збільшують осадку конуса з 2 ... 4 до 20 см і більше;
II група - сільнопластіфіцірующіе, підвищують осадку конуса до 14 ... 19 см;
III група - среднепластіфіцірующіе, осадка конуса 9 ... 13 см;
IV група - слабопластіфіцірующіе, осадка конуса менше 8 см.
Пластифицирующие добавки являють собою поверхнево-активні речовини. Розрізняють гідрофільно-пластифікуючі, гідрофобно-пластифікуючі добавки і суперпластифікатори. З гідрофільно-пластифікуючих найбільш часто застосовують добавку J1CT, яка легко розчиняється у воді. Для пластифікації бетонної суміші і розчину ЛСТ вводять в невеликій кількості - 0,1 ... 0,5% від маси цементу. У розрахунку на 1 м3 бетону витрата добайкі становить всього 0,5 ... 1 кг.
До гідрофобною-пластифікуючих добавок відносять милонафт (натрієву сіль нафтенових кислот), асидол-милонафт, гідрофобізующіе кремнійоргані-етичні рідини ГКЖ-Ю і ГКЖ-П. Ці добавки рекомендується застосовувати в худих бетонах і розчинах, що відрізняються малою витратою цементу. Після укладання і затвердіння бетону такі добавки, ад-сорбируясь в порах, надають бетону водовідштовхувальні властивості (гідрофобізующіх бетон). В результаті сильно зменшується водопоглинання бетону, одночасно зростають морозостійкість і опірність бетону корозії. Застосування таких добавок - ефективний спосіб підвищення довговічності бетонних і залізобетонних конструкцій.
Суперпластифікатори представляють собою синтетичні полімерні матеріали. У бетонну суміш вводять 0,2 ... 1,2% таких добавок, рахуючи від маси цементу. На відміну від традиційних речовин суперпластифікатори мають набагато сильнішим розріджують дією і не уповільнюють тверднення бетону.
Найбільш поширений суперпластифікатор С-3, що отримується на базі продуктів конденсації нафта-лінсульфокіслоти і формальдегіду. Крім того, застосовують суперпластифікатори (Дофен, 10-03, МФ-АР, 40-03). До суперпластіфіцірующім відносять і модифіковані технічні лігносульфонати (добавка ЛСТМ-2).
Різко збільшуючи рухливість бетонних сумішей, суперпластифікатори полегшують їх транспортування і укладання. Якщо необхідно зберегти рухливість, скорочують витрати води в бетонній суміші, а це дозволяє отримувати бетон з високою міцністю - до 80 МПа. Вельми, ефективні суперпластифікатори при перекачуванні сумішей бетононасосами.
У процесі приготування будівельних розчинів застосовують крім названих органічних речовин також неорганічні пластифікатори - вапно і глину. Будівельне повітряне вапно при гасінні в вапняне тісто утворює надзвичайно малі частинки, які обволікаються водою. Водні плівки полегшують взаємне ковзання частинок, граючи роль мастильного матеріалу на їх поверхні. Саме цим і зумовлено пластифицирующее дію повітряної вапна.
Глина при ретельному перемішуванні з водою розпадається на найтонші частинки розміром менше 5 мкм і також утворює пластичне тісто.
На відміну від органічних пластифікаторів, використовуваних в надзвичайно малих дозах, добавки вапна або глини вводять у великій кількості, порівнянному з витратою в'яжучого речовини.
Розглянуті поверхнево-активні добавки можна використовувати також в якості стабілізуючих (перешкоджають розшарування) і в о д о-утримуючих (зменшують водоотделение бетонних сумішей і розчину). При транспортуванні і укладанні може виникнути розшарування сумішей. Якщо підбором складу не вдається досягти заданої стабільності і водоутримуючої здатності сумішей, то вводять в їх склад органічні пластифікатори, а при необхідності і тонкозернисті мінеральні добавки: пиловидну золу ТЕС, кам'яне борошно. Для скорочення водовідділенням литих сумішей додають бентонітову глину, що володіє властивістю утримувати у своїй структурі велику кількість води.
Добавки, що регулюють схоплювання бетонних сумішей і тверднення бетонів, являють собою наступні речовини: прискорюють або зменшити швидкість тверднення, що прискорюють тверднення, протівомороз-ні.
У практиці бетонних робіт часто виникає необхідність в прискоренні або уповільненні схоплювання і твердіння бетону. Наприклад, при зведенні споруд з монолітного бетону та залізобетону для прискорення темпів бетонування треба, щоб бетон швидше набирав розпалубну міцність. Висока швидкість затвердіння бетону необхідна і при аварійно-відновлювальних роботах. У той же час нерідкі випадки, коли схоплювання бетонної суміші або розчину навмисно уповільнюють, наприклад при перевезенні в автосамосвалах, перекачуванні бетононасосами, укладанні бетону в жарку погоду.
До прискорювачів твердіння бетону відносяться хлорид кальцію (ХК), сульфат натрію (СН), нітрати кальцію (НК) і натрію (НН), а також багатокомпонентні добавки: нітрит-нітрат кальцію (ННК), нітрит-нітрат-хлорид кальцію (ННХК) .
Одна і та ж добавка при різній дозуванні може надавати протилежну дію, т. Е. Прискорювати або сповільнювати твердіння бетону. Тому концентрацію добавок в бетонної суміші, встановлену в будівельній лабораторії досвідченим шляхом, обов'язково витримують при виготовленні суміші. Кількість добавок 1 ... 3% від маси цементу. Добавка ХК у великій кількості викликає корозію арматури. Тому при виготовленні залізобетонних конструкцій кількість хлориду кальцію, що вводиться в бетонну суміш, обмежують 2%.
З сповільнювачів схоплювання найкраще застосовувати добавки, що зменшують одночасно водопотребность і витрата цементу, а також пластифицирующие бетонні суміші і розчин. В цьому відношенні хороші результати дають органічні речовини (ЛСТ) і кремнійорганічні рідини ГКЖ-Ю і ГКЖ-11. Крім того, вживають добавку двуводного гіпсу, слабкий розчин сірчаної кислоти, тваринний клей. Концентрація добавок 0,2 ... 2%. Її встановлюють в лабораторії.
Противоморозні добавки забезпечують твердіння бетону взимку. При мінусовій температурі вода замерзає і гідратація цементу припиняється. Утворився лід розпушує ще слабку структуру цементного каменю, що викликає велику втрату міцності бетону. Щоб забезпечити твердіння бетону на морозі, вводять в бетонну суміш речовини, що знижують температуру замерзання води. Вода залишається в рідкому стані навіть при температурі -15 ... -20 ° С, і процес гідратації цементу триває.
Як протиморозних добавок застосовують такі солі: хлорид натрію в поєднанні з хлоридом кальцію, нітрит натрію, комплексне з'єднання нітрату кальцію з сечовиною, поташ.
Добавки, які регулюють пористість бетону, являють собою воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие речовини.
Воздухововлекающие добавки - це поверхнево-активні речовини, які зменшують поверхневий натяг рідини (води). При перемішуванні з такими добавками в бетонну суміш залучається значна кількість дрібних повітряних бульбашок, які як би збільшують обсяг цементного тесту. Бетонна суміш, яка містить воздухововлекающей добавку, має гарну удо-боукладиваемостью.
Серед цих добавок частіше використовують деревну запилення смолу (добавка СДО) і нейтралізовану воздухововлекающей смолу (СНО), а також тал-ловий пековий клей (К.ТП).
Газоутворюючі і пенообразующие добавки застосовують для виготовлення пористих бетонів (газобетону і пінобетону). Під дією цих добавок формується високопориста структура з великою кількістю сферичних пор-осередків. До газообразователя відносяться алюмінієва пудра, пергідроль, до піноутворювачам - сульфонол, гідролого-зовано кров.
Добавки, що надають бетону спеціальні властивості, підрозділяють на наступні різновиди.
Добавки, що зменшують змочування бетону, - це гідрофобізующіе добавки (милонафт, кремнійорганічні рідини), вже розглянуті вище.
Добавки, що змінюють електропровідність, застосовують при виробництві бетону електротехнічних конструкцій. До кращих належать добавки технічного вуглецю.
Крім перерахованих застосовують і інші спеціальні добавки: підвищують захист від радіації (в конструкціях ядерних енергетичних установок); збільшують жаростійкість бетону; надають бетону бактерицидні властивості; підвищують його стійкість проти корозії.
Добавки, що скорочують витрату цементу, - це мінеральні порошки, які вводять в бетонні суміші і розчин для економії матеріалу. Найчастіше це побічні продукти промисловості: пилоподібна зола теплоелектростанцій, доменні і паливні шлаки в тонкомолоті вигляді.
Добавки поліфункціональної дії (комплексні) дозволяють одночасно змінювати декілька властивостей бетонної суміші та затверділого бетону, наприклад підвищувати пластичність суміші і збільшувати міцність бетону. Добавки включають в себе декілька компонентів, кожен з яких регулює одна властивість. Наприклад, комплексна добавка ЛСТ + СНВ пластичність бетонну суміш і підвищує морозостійкість бетону, добавка ЛСТ + ХК. також пластичність суміш і прискорює твердіння бетону. Одночасно ця добавка скорочує витрату цементу.
Багато з застосовуваних добавок при невмілому поводженні можуть мати шкідливий вплив на працюючих. Особливо це відноситься до прискорювачів твердіння - хлористим солей. Хлорид кальцію вельми небезпечний для шкіри обличчя і рук. Хлорне вапно і її розчини можуть виділяти хлор і являють собою сильні окислювачі. Потрапляючи в дихальні шляхи, хлор може викликати важке отруєння.
Сильним подразнюють шкіру і слизові оболонки володіють вапняне тісто, вапняне молоко, кремнійорганічні рідини. Тому до приготування і застосування хімічних розчинів допускаються тільки ті особи, які пройшли медичний огляд. Особам, які не досягли 18-річного віку, працювати з хімічними речовинами забороняється.
Всіх працюючих з хлорованими розчинами необхідно постачати спецодягом та засобами індивідуального захисту - окулярами, респіратором або протигазом, рукавицями. Хлорид кальцію треба застосовувати тільки у вигляді водного розчину (хлорної води), який беруть черпаками на довгих держаках.
Приміщення, в яких готують хімічні розчини, повинні добре вентилюватися і мати достатній обсяг - не менше 40 м3 на одного працюючого при висоті стелі не менше 3,25 м. Використовувати хімічні добавки слід тільки під безпосереднім наглядом технічного персоналу. При випадковому попаданні розчину на відкриті ділянки шкіри, а також в очі працюючих необхідно промити пошкоджені місця великою кількістю чистої води.