Комплексні добавки - комплексний ефект для бетонної продукції
У статті розглядаються хімічні добавки в бетонні суміші, які тим чи іншим способом впливають на реологічні властивості бетонної суміші: на марку рухливості суміші, на час зберігання рухливості суміші, на динаміку набору міцності бетоном, на твердіння бетону при низьких температурах.
Пластифицирующие добавки відомі давно і застосовуються у виробництві бетону досить широко.
Побічним ефектом застосування пластифікатора ЛСТ є збільшення часу зберігання рухливості бетонної суміші. Таким чином, цей пластифікатор можна вважати добавкою, що володіє комплексним впливом на бетонну суміш: добавка при дозуванні 0,3-0,4 # 37; від маси цементу (у перерахунку на суху речовину) пластичність бетонну суміш до марки П3 і збільшує час зберігання рухливості суміші до 1,0-1,5 годин.
Зазначене властивість добавки ЛСТ грає дуже важливу роль при виконанні бетонних робіт з монолітного бетону: забезпечується надійне зчеплення один з одним окремих шарів бетону, покладених в опалубку з інтервалом часу не більше 1,5 годин.
Тривала збереженість рухливості також забезпечує можливість транспортування бетонної суміші на значні відстані від бетонного заводу.
При всіх перевагах пластифікатор ЛСТ володіє одним значним недоліком: міцність бетону з добавкою істотно знижується в усі терміни тверднення бетонної суміші. Особливо велике зниження міцності зразків бетону в першу добу тверднення, так що про ранню розпалубці вироби не може бути й мови. У марочному віці 28 діб міцність бетону з добавкою ЛСТ також істотно нижче міцності зразків без добавки.
Прагнення позбутися від нестачі пластифікатора ЛСТ призвело до створення спеціальної хімічної речовини - полінафталінметіленсульфоната натрію, який отримав назву «суперпластифікатора С-3». У 80-х роках минулого століття на території колишнього СРСР були організовані півтора десятка спеціалізованих виробництв органічного синтезу для випуску високоефективних хімічних добавок в бетон на основі суперпластифікатора С-3. Одним з таких підприємств є наш завод в м Кингисепп, що переживає сьогодні «друге народження».
Суперпластифікатор СП-1 володіє водоредукуючі ефектом: завдяки цьому можливе отримання бетону, міцність якого в марочному віці перевищує марку застосовуваного цементу. Ефект водоредуцірованія дає також можливість отримувати бетон заданої марочної міцності при знижених дозах цементу і тим самим економити цемент.
Суперпластифікатор СП-1 має недолік: міцність пластифицированного бетону в першу добу тверднення на 5-10 # 37; нижче міцності бетону без добавки. Як правило, таке відставання пластифицированного бетону припиняється вже на другу - третю добу твердіння. Це характерно для більшості видів добавок на полінафталінметіленсульфонатной основі як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва.
Для усунення недоліків, властивих простим пластифікатора, були цілеспрямовано розроблені комплексні сумішеві добавки, що представляють собою суміш суперпластифікатора СП-1 з іншими хімічними речовинами, деякі з яких є відходами виробництва, а деякі самі по собі є продуктами хімічного синтезу.
Пластифікатор «Лінамікс» рекомендується застосовувати у виробництві конструкцій з монолітного бетону: при укладанні в опалубку порцій бетонної суміші уповільнене схоплювання суміші забезпечує надійне монолітне зчеплення один з одним окремих шарів бетону. Добавка буде корисна і в умовах тривалої транспортування бетонної суміші до місця її укладання. Дія добавки добре проявляється і в умовах жаркого клімату: одним з великих споживачів пластифікатора «Лінамікс» є компанія Yokaplast з Азербайджану.
Уповільнене схоплювання бетонної суміші призводить до режиму «м'якого» тепловиділення в твердіє бетоні: теплота, що виділяється при гідратації цементу, встигає розсіюватися в навколишній простір. Таким чином, добавка «Лінамікс» може бути рекомендована для зведення масивних бетонних конструкцій, які зазвичай страждають від температурного перегріву.
Пластифікатор «Лінамікс» об'єднав в собі позитивні якості своїх складових: тривала збереженість рухливості бетонної суміші, притаманна Лігносульфонати ЛСТ, поєднується з хорошою динамікою набору міцності твердеющим бетоном, характерною для суперпластифікатора СП-1.
Суперпластифікатор Поліпласт СП-1ВП являє собою суміш суперпластифікатора СП-1 і воздухоподавляющего компонента. Володіючи всіма властивостями суперпластифікатора СП-1, добавка СП 1ВП відрізняється зниженим повітровтягнення в бетонну суміш. Завдяки цьому вироби з бетону, приготовленого з добавкою СП 1ВП, набувають ущільнену внутрішню структуру цементного каменю і покращена якість поверхні. Більш щільна структура бетону проявляється в невеликому збільшенні міцності в усі терміни тверднення, а зовнішня поверхня бетонного вироби стає гладкою, без великих повітряних пір. У багатьох випадках це дозволяє відмовитися від додаткової декоративної обробки бетонних виробів, наприклад, виробів малих архітектурних форм: квіткових вазонів, паркових лавок, стовпів вуличного освітлення, елементів вхідних груп житлових і громадських будівель.
Лабораторні випробування виявили особливість суперпластифікатора СП-3, досягнення якої не передбачалося при розробці добавки: завдяки наявності в своєму складі «Релаксол» добавка СП-3 володіє слабкими протиморозними властивостями і може бути рекомендована до застосування в умовах невеликих негативних температур від 0 ° С до - 3 ° С.
Компанія «Поліпласт» виробляє кілька протиморозних добавок на основі свого базового продукту - суперпластифікатора СП-1.
Цифри, винесені в назви перерахованих добавок, вказують на граничну негативну температуру, при якій протиморозна добавка ще працює.
Механізм дії перерахованих протиморозних добавок заснований на наступному:
- за рахунок пластіфіцірующе-водоредукуючих властивостей добавки знижується водо-цементне відношення в бетонної суміші, що призводить до зменшення кількості хімічно зв'язаної води замішування;
- протиморозний комплекс, що входить до складу добавки, перетворює воду замішування в електроліт, тим самим знижуючи температуру її замерзання;
- в складі протиморозним комплексу присутні прискорювачі твердіння бетонної суміші, що забезпечує інтенсивний набір міцності бетоном в початковий період твердіння.
Загальновідомо, що процеси гідратації цементу з пониженням температури бетону сповільнюються, а при температурі замерзання води замішування припиняються зовсім. Якщо до моменту замерзання води замішування бетону вдається набрати хоча б 30 # 37; марочної міцності, такий бетон при заморожуванні не зазнавав деструктивних змін, що призводять до втрати міцності і довговічності. Після відтавання такого замороженого бетону процеси гідратації цементу поновлюються, і бетон з часом набирає марочну міцність.
Склад протиморозних добавок і їх дозування підібрані таким чином, щоб при розрахунковій температурі твердіння набір міцності бетоном в марочному віці 28 діб склав не менше 30 # 37; від проектної.
Зразок, тверділи при температурі, що не заходить за критичну, до віку 28 діб набрав більше половини марочної міцності. Зразок, тверділи при позамежної температурі, показав недостатній набір міцності в марочному віці. Слід припускати, що таке бетонний виріб буде неміцним і недовговічним.
Ефективність застосування протиморозною добавки багато в чому залежить від величини зниження температури замерзання рідкої фази бетону. Однак наявність рідкої фази при негативних температурах забезпечує вкрай повільне тверднення бетону: проектна міцність досягається через 2-3 місяці. Таким чином, при веденні бетонних робіт в зимових умовах слід пам'ятати, що якщо не вживати ніяких заходів по прогріванню бетону, що твердіє, в марочному віці 28 діб не вдасться отримати високої міцності бетонного вироби. Отже, в зазначеному віці бетонний виріб не можна навантажувати більш ніж на 30 # 37; проектної потужності,
Для того, щоб отримати високу міцність бетону в марочному віці 28 діб, слід застосовувати методи обігріву свежеуложенной бетонної суміші в початковий період твердіння. Зі збільшенням тривалості початкового витримування при нормальних умовах твердіння істотно збільшується міцність бетонних зразків в марочному віці 28 діб.
Забезпечити нормальні умови твердіння або близькі до них можливо різними способами. Найпростіший - термосного витримування бетонної суміші, коли намагаються зберегти тепло, що виділяється в товщі бетону в процесі гідратації цементу, утеплюючи бетонну конструкцію. Іншими способами «залицяння» за свежеуложенной бетонної сумішшю є:
- електропрогрев - розігрів бетонної суміші за рахунок протікання через товщу бетону електричного струму;
- гріє опалубка - нагрівання опалубки за рахунок тепла зовнішнього джерела;
- інфрачервоний обігрів - використання електричних або газових інфрачервоних нагрівачів.