Добавки в бетон реферат

Обновлено: 04.07.2024

Бетон является одним из самых популярных и широко применяемых материалов в строительстве зданий и сооружений. Неотъемлемым компонентом бетона в современном строительстве являются добавки химического или минерального происхождения. Практически все бетоны в настоящее время делаются с добавками, чтобы придать бетону требуемые свойства, в том числе в период эксплуатации. Поэтому надо грамотно выбирать и назначать их количество.

Добавки. Виды добавок

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки в бетон. Их подразделяют на две группы:

Химические вещества, добавляемые в бетон в большом количестве (0,1 – 2% массы цемента) для изменения в необходимом направлении свойств бетонной смеси и бетона.

Тонкомолотые материалы, добавляемые в бетон в количестве 5 -20% и более для экономии цемента или для получение плотного бетона при малых расходах цемента. К ним относят золы, молотые шлаки, пески, отходы камнедробения и некоторые другие материалы, придающие бетону специальные специальные свойства (повышающие его плотность, жаростойкость, изменяющие электропроводимость, окрашивающие и т.д.)

В последнее время наибольшее применение находят химические добавки. Эти добавки классифицируют по основному эффекту действия:

Добавки, регулирующие свойства бетонных смесей: пластифицирующие, т.е. увеличивающие подвижность бетонной смеси; стабилизирующие, т.е. предупреждающие расслоение бетонной смеси; водоудерживающие, т.е. уменьшающие водоотделение.

Добавки, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона: ускоряющие схватывание, замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах (противоморозные)

Добавки, регулирующие плотность и пористость бетонных смесей и бетона: воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие, уплотняющие (воздухоудаляющие и кольматирующие поры бетона), добавки – регуляторы деформации бетона, расширяющие добавки.

Добавки, придающие бетону специальные свойства: дрофобизирующие, т.е. уменьшающие смачивание бетона; антикоррозионные, т.е. повышающие стойкость к агрессивным средам; ингибиторы коррозии стали, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стали; красящие; придающие бактерицидные свойства.

Некоторые добавки обладают полифункциональным действием, например пластифицирующие, воздухововлекающие, газообразующие. Нередко для получение необходимого эффекта полифункционального действия применяют комплексные добавки, включающие несколько компонентов, например добавки одновременно пластифицирующие бетонную смесь и ингибирующие бетон. Большое разнообразие добавок и возможностей их рационального комплексирования позволяет технологу добиваться повышения технологических свойств бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента, энергии и трудозатрат.

Применение бетонов с противоморозными добавками осуществляется при возведении монолитных бетонных и железобетонных сооружений, монолитных частей сборно-монолитных конструкций, замоноличивании стыков сборных конструкций, при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций в условиях полигона при установившейся среднесуточной температуре наружного воздуха и грунта не ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С.
В настоящее время наиболее эффективными и проверенными в производственных условиях противоморозными добавками являются добавки-электролиты: поташ П, НН1, ХК, НК, ННК, ННХК, их комплексы НК+ХН, НК+М, ННХК+М и другие.

Содержание работы

2. Механизм действия противоморозных добавок………………………………..……………..…………7
2.1 Антифризы………………………………………………………………………………………………………………..….7
2.2 Добавки со слабыми антифризовыми свойствами………………………………………………….…9
2.3 Добавки, ускоряющие схватывание бетонной смеси………………………………………………..9

Файлы: 1 файл

Реферат противоморозные добавки.docx

2. Механизм действия противоморозных добавок………………………………..……………..…… ……7

2.2 Добавки со слабыми антифризовыми свойствами…………………………………………………. …9

2.3 Добавки, ускоряющие схватывание бетонной смеси………………………………………………..9

3.2 Добавки зарубежных производителей………………………………………… …………………….…. 12

4. Влияние ПМД на свойства бетонной смеси…………………………………………………………….. …13

4.3 Реологические свойства бетонной смеси………………………………………………………………. ..14

4.4 Микроструктура цементного камня………………………………………………………………… ……. 14

4.6 Поровая структура цементного камня………………………………………………………………… …. 15

Список использованной литературы…………………………………………………… …………………………22

Твердение бетонов и растворов при пониженной температуре происходит медленно, так как замедляется процесс гидратации цемента. Уже при температуре - 3. - 6 °С вода в бетоне замерзает, и процессы гидратации вяжущего и твердения бетона практически прекращаются. При оттаивании, при условии сохранения жидкой фазы, эти процессы возобновляются, и бетон продолжает увеличивать свою прочность. Однако для бетона, замороженного в раннем возрасте, после оттаивания и последующей выдержки характерны рыхлая структура, низкая прочность и морозостойкость. Это объясняется тем, что свежеуложенный бетон содержит много воды, которая при замерзании расширяется, разрыхляет цементный камень и нарушает сцепление заполнителя с цементной матрицей.

Поэтому для обеспечения требуемого набора прочности бетона в зимнее время необходимо создавать такие условия, при которых будут активно протекать процессы твердения вяжущего, т. е. необходимо обеспечивать наличие жидкой фазы. Эту задачу можно решить, например, путем выдерживания забетонированной конструкции при положительной температуре. Такое выдерживание можно осуществлять при обогреве бетона в термоактивной опалубке, использованием разогретых смесей с последующим укрытием поверхности конструкции теплоизоляционными материалами и другими способами.

В тех случаях, когда на строительной площадке по техническим или организационным причинам такие способы не могут быть реализованы, целесообразно в бетон вводить противоморозные добавки — вещества, понижающие температуру замерзания воды и способствующие твердению бетона при отрицательных температурах.

В настоящее время наиболее эффективными и проверенными в производственных условиях противоморозными добавками являются добавки-электролиты: поташ П, НН1, ХК, НК, ННК, ННХК, их комплексы НК+ХН, НК+М, ННХК+М и другие.

Высокая потребность в зданиях и сооружениях Промышленного и Гражданского назначения в последние годы в нашей стране, не позволяет прерывать строительство, в том числе в зимнее время, когда низкие температуры окружающей среды являются существенной помехой для интенсивного твердения бетона.
Поэтому, пожалуй, единственным технологически простым и экономически выгодным на сегодняшний день способом зимнего бетонирования является введение в бетонные и растворные смеси противоморозных химических добавок, способствующих нормальному протеканию процессов гидратации цемента.

С учетом областей применения противоморозные добавки можно разделить на две группы:

Добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетона и принадлежащие к числу либо слабых электролитов, либо замедлителей схватывания и твердения цемента. К ним относятся некоторые сильные электролиты, такие, как нитрит натрия, хлорид натрия, слабые электролиты, например, водные растворы аммиака, неэлектролиты, вещества органического происхождения, например многоатомные спирты и карбамид.
Добавки, совмещающие в себе способность к сильному ускорению процессов схватывания и твердения цементов с хорошими антифризными свойствами. К ним относятся поташ, добавки на основе хлорида кальция – смеси хлорида кальция с хлоридом натрия, нитритом натрия, нитрит-нитратом кальция и многие другие.

Кроме этих основных двух групп противоморозных добавок в отдельных случаях при зимнем бетонировании используют вещества со слабыми антифризными свойствами, но относящиеся к сильным ускорителям схватывания и твердения цемента, одновременно вызывающие сильное тепловыделение на ранней стадии твердения бетонной смеси и бетона.

В зависимости от состава и вида цемента, температуры, состава и дозировки противоморозных добавок последние оказывают различное влияние на физические свойства бетонной смеси. При использовании противоморозных добавок в процессе приготовления бетона существуют факторы, влияющих на выбор добавки:

регулирование сохраняемости модифицированных бетонных смесей при отрицательных температурах;
ускорение процесса гидратации цемента в бетоне;
снижение точки замерзания воды в бетонной смеси;
реологические свойства бетонной смеси;
тепловой эффект гидратации цемента;
коррозионная стойкость бетона по отношению к арматуре;
сульфатостойкость бетона;
щелочная коррозия заполнителя в бетоне;
физико-механические показатели бетона.

Кроме этого, выбор назначения добавки осуществляется в зависимости от вида производимых изделий и составляющих их материалов. [1]

Механизм противоморозного действия добавок

По механизму действия противом орозные добавки в бетоны, твердеющие при температуре ниже 0 °С, разделяются на три группы.

К первой группе относятся антифризы — вещества, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетона и являющиеся либо слабыми ускорителями, либо слабыми замедлителями схватывания и твердения бетона, то есть практически не влияют на скорость структурообразования. К этой группе относятся ХН, НН, М и другие.

Твердение бетона без последующего обогрева основано на том, что при введении в его состав вышеуказанных добавок при отрицательных температурах сохраняется жидкая фаза. В этом случае минералы портландцемента способны гидратироваться, обеспечивая твердение бетона, но со скоростью несколько меньшей, чем при положительной температуре. Понижение температуры замерзания воды обусловлено тем, что при растворении добавок происходит их химическое взаимодействие с водой. В результате образуются сольваты — более или менее прочные соединения частиц растворенного вещества с молекулами воды (например, ионов Na и NO₂ - при растворении нитрита натрия). Поэтому для превращения воды раствора в лёд необходимо затратить энергию не только на замедление движения молекул воды, но и на разрушение сольватов.

Одновременно с этим часть введенных солей переходит в твердую фазу в виде новообразований, понижая концентрацию раствора, а некоторое количество воды — в образующиеся кристаллогидраты, повышая её. Развитие этих противоположных процессов приводит к непрерывному изменению количества льда в бетоне: вначале оно увеличивается, а затем, когда процесс перехода добавки в твердую фазу стабилизируется и в жидкой фазе бетона установится равновесная для данной температуры концентрация добавки, уменьшается.

В образовании структуры бетона, твердеющего на морозе, большую роль играют продукты реакции между введенными электролитами, минералами портландцементного клинкера и гидроксидом кальция. В результате химического взаимодействия добавок с алюминийсодержащими фазами цемента образуются двойные соли типа ГХАК, ГНиАК, ГНАК и другие, а взаимодействие электролитов с Са(ОН)₂ приводит к образованию гидроксисолей разной основности. [3]

2.2 Добавки со слабыми антифризными свойствами

Ко второй группе относятся добавки, обладающие слабыми антифризными свойствами, но являющиеся сильными ускорителями твердения бетона — сульфаты железа, алюминия и некоторых других металлов. На ранней стадии твердения бетонной смеси такие добавки обеспечивают создание достаточно плотной микрокапиллярной структуры цементного камня, что обусловлено протеканием обменных реакций с образованием труднорастворимых соединений. В этом случае твердение бетона при отрицательной температуре объясняется тем, что в микрокапиллярной структуре цементного камня вода не замерзает, обеспечивая тем самым процессы гидратации клинкерных минералов. При этом, чем выше концентрация солевого раствора и чем меньше диаметр капилляров, тем при более низкой температуре в них будет замерзать вода. Кроме того, реакции взаимодействия добавок с продуктами гидратации сопровождаются сильным тепловыделением, что также положительно влияет на процессы твердения бетона.

Процессы льдообразования в бетоне с добавками проходят одновременно со структурообразованием. Причем создание микрокапиллярной структуры бетона на сравнительно раннем этапе его твердения вызывает дополнительное понижение температуры замерзания поровой жидкости в результате понижения давления пара в порах с радиусом менее 10 -7 м за счет кельвиновского эффекта. Однако, в следствии практически полного связывания этих добавок в трудно растворимые соединения, рассчитывать на них как на добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы в бетонах, нельзя. [3]

2.3 Добавки, ускоряющие схватывание бетонной смеси

К третьей группе относятся такие добавки, которые сильно ускоряют схватывание бетонной смеси и твердение бетона и обладают хорошими антифризными свойствами. К ним относятся: поташ, хлористый кальций, хлорное железо, ННХК, ННХК+М и другие. Растворы таких добавок имеют достаточно низкую эвтектическую температуру, например, поташ: -36,5 °С, хлорид кальция: -55 °С, нитрат кальция: -28,2 °С, нитрит-нитрат кальция: -29,6 °С.

Химические добавки применяются также для достижения необходимых свойств бетона, снижения расхода материальных и энергетических ресурсов при изготовлении этого материала и при применении его для производства конструкций, возведения зданий и сооружений. В настоящее время предприятия по изготовлению бетона, изделий и конструкций на его основе наряду со сравнительно дешевыми добавками, получаемыми часто из промышленных отходов, все шире применяют специально синтезируемые добавки на основе дорогого химического сырья.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. Общие физико-химические свойства бетонной смеси Ошибка! Закладка не определена.4
2. Реологические характеристики бетонных смесей 9
3. Химические добавки в технологии бетона 12
4. Химические добавки реологического действия 17
5. Экономическая целесообразность использования химических добавок 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 22

Вложенные файлы: 1 файл

Реологические свойства бетонной смеси.doc

4. ХИМИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ РЕОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

При современном масштабе развития строительных технологий все больше получают распространение специализированные химические добавки в бетон. Их призвание — улучшить все важные свойства бетонной смеси (удобоукладываемость, водонепроницаемость, прочность, морозостойкость, износостойкость и другие) и таким образом повысить качество будущего бетона.

Существует специальная классификация добавок, основанная на их функциональном назначении. Различают:

-добавки призванные регулировать реологические характеристики смеси;

-добавки для улучшенного схватывания и твердения бетонной смеси;

-добавки, создающие повышенную пористость бетона;

-добавки для уменьшения расхода цемента;

-добавки призванные придать бетону специфические свойства;

Широко известно, что наиболее важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость. Смеси характеризующиеся высоким показателем этой характеристики могут полностью заполнить нужный объем под действием своего собственного веса или при помощи постороннего механического воздействия: прессования, вибрирования, штыкования. При транспортировании и укладке существует опасность расслоения смеси и чтобы не допустить этого явления нужно обеспечить ей нужные свойства — вязкость, пластичность. Именно для достижения этих свойств применяются специальные добавки реологического действия. Они регулируют структурную прочность, напряжение сдвига, пластическую вязкость и повышают удобоукладываемость смеси.

Добавки реологического действия делятся на водоудерживающие, стабилизирующие и пластифицирующие. Пластифицирующие добавки призваны уменьшить жесткость смеси без ущерба прочности бетона и являют собой поверхностно-активные вещества. В зависимости от сильнодействия их делят на четыре группы: суперпластификаторы, сильнопластифицирующие, среднепластифицирующие, слабопластифицирующие добавки. В зависимости от характера действия их делят на гидрофильно-пластифицирующие и гидрофобно-пластифицирующие. Из первой разновидности широкое применение имеет ЛСТ. Она представляет собой кальциевую соль лигносульфоновой кислоты с добавками минеральных веществ. Поставляется в жидком и твердом виде, легко растворима в воде. Ее расход — 0,1…0,5 % массы цемента. Наиболее желанным является ее применение в смесях, содержащих большое количество вяжущего. При использовании ее, как впрочем, и других добавок пластифицирующего характера, достигается удобоукладываемость, подвижность смеси, экономия воды и цемента, повышение прочности бетона. Гидрофобно-пластифицирующие добавки — мылонафт, асидол-мылонафт, ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Они применяются в тощих смесях и придают бетону дополнительную прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность.

К разряду суперпластификаторов относят НСП и 30-03 (нафталинсульфаты), ОП-7, 20-03, СПД (результаты химического синтеза), ЛСТМ-2 (лингосульфонат). Применяют также пластификаторы неорганической природы — глину и известь. Добиваясь высоких показателей подвижности смеси, суперпластификаторы значительно улучшают укладку и транспортировку раствора.

Вышерассмотренные добавки можно охарактеризовать также как стабилизирующие и водоудерживающие. Также к этому разряду можно отнести тонкозернистые добавки минерального происхождения: ТЭС (пылевидная зола), каменная мука.

Также используется ряд добавок, относящихся к тем, которые регулируют схватывание и твердение. Это ускорители или замедлители схватывания, ускорители твердения, противоморозные добавки. Применяемые на практике ускорители: ХК (хлорид кальция), СН (сульфат натрия), НК и НН (нитраты кальция и натрия), ННК (нитрит-нитрат кальция). Нужно внимательно относиться к количеству добавляемой примеси, так как она может быть ускорителем или замедлителем в зависимости от процентного соотношения в смеси.Замедлители схватывания это вышеупомянутые ЛСТ и ГКЖ-10 и ГКЖ-11.

5. Экономическая целесообразность использования химических добавок

Эффективность любых технических решений, в том числе и введения химических добавок в бетон должна определяться экономическим эффектом (Э) и коэффициентом эффективности затрат (Кэ). Последний представляет собой отношение экономического эффекта к затратам, необходимым для его получения.

Достигаемый экономический эффект от введения добавки (Эд) может быть реализован как при производстве бетона, изделий, конструкций и сооружений на его основе, так и при их эксплуатации в соответствии с проектом. Полный экономический эффект от введения добавки в бетоны является смешанным, расчет его достаточно сложен и на практике обычно не выполняется. Для производителей бетона (бетонной смеси, изделий и конструкций) важно дифференцировать экономический эффект, обеспечиваемый добавкой за счет экономии других ресурсов в процессе производства (Эд1), и эффект, достигаемый при применении бетона (Эд2). Первый непосредственно сказывается на себестоимости бетона, второй должен учитываться при назначении цены на него. Как Эд1, так и Эд2 через изменение себестоимости и цены на бетон должны активно влиять на прибыль и рентабельность предприятий-производителей. Для потребителей бетона эффективность использования добавок определяется величиной Эд2. В зависимости от целевой установки введение одной и той же добавки может быть направлено преимущественно на достижение эффекта Эд1 или Эд2. Известно, например, что добавки-пластификаторы могут быть использованы или для экономии цемента без ухудшения свойств бетона, или для повышения пластичности бетонной смеси и облегчения ее укладки.

На стадии изготовления бетона введение добавки позволяет уменьшить его стоимость, главным образом, за счет уменьшения стоимости необходимых материальных ресурсов, например, в результате снижения расхода цемента, перехода на другие его виды или марки и др. Неучет, однако, дополнительных затрат на добавку и нерациональность технологических решений может не позволить снизить стоимость бетона.

Пусть нормируемые свойства бетона обеспечиваются без добавки при расходе цемента Ц3. При введении добавки можно обеспечить необходимые свойства бетона при расходе цемента Ц1, но это будет невыгодно, т.к. стоимость бетона будет выше, чем бетона без добавки. Уменьшив расход добавки можно обеспечить необходимые свойства бетона при компромиссном расходе цемента Ц2 и это будет самый выгодный вариант. Подобрать оптимальный расход добавки в данном случае можно перебором вариантов, основываясь на результатах подборов составов или при использовании эмпирических зависимостей, связывающих нормируемые показатели свойств с расходом добавки и другими параметрами состава.

При выполнении условия предполагается, что показатели свойств бетонной смеси с добавкой не ниже показателей без добавки. Аналогично можно рассчитать допустимые затраты при производстве изделий, конструкций и возведении сооружений, учтя дополнительно стоимость арматуры, тепловой энергии, строительных работ.

Характерно, что при введении добавок для экономии цемента в рядовых бетонах наиболее эффективной оказалась традиционная добавка ЛСТ и наименее – суперпластификатор С-3, введение которого несомненно более целесообразно при получении литых, высокопрочных бетонов и т.д.

Несмотря на значения для ряда предприятий при сложностях, связанных с поставкой цемента, топлива, пара на первый план может выдвигаться эффект физической экономии соответствующих ресурсов при введении добавок в бетон.

Качественные преимущества бетонов с добавками в конкретных условиях применения бетона могут использоваться с различной целью. Так, повышение прочности бетона может быть использовано для изменения сечения конструкций, уменьшения расхода арматуры, ускорения ввода строительных объектов в эксплуатацию и т.д. Соответственно изменяется стоимость сэкономленных ресурсов и величина коэффициента эффективности.

Коэффициент эффективности качественных показателей бетона позволяет не просто указать на определенный технический эффект введения добавки (пластифицирующий, ускоряющий твердения, антиморозный и т.д.) но и определить "цену" такого эффекта. В некоторых случаях она может быть такой, что традиционные сравнительно дешевые добавки могут оказаться эффективнее чем новейшие "супердобавки". Однако такой вывод является справедливым лишь тогда, когда не обязательна при сравнении различных добавок примерная одинаковость величины достигаемого технического эффекта.

Применение химических добавок является одним из эффективных способов регулирования реологических и физико-механических свойств бетона. Зарубежный опыт показывает, что более 70% всего объема бетона укладывается с применением химических добавок. Несмотря на некоторое удорожание стоимости бетона, применение добавок экономически оправдано из-за улучшения ряда технологических параметров и повышения эксплуатационных свойств.

Следует отметить и тот факт, что применение химических добавок является эффективным средством получения специальных свойств бетона - коррозийной стойкости, электропроводности, защитных свойств бетона по отношению к стальной арматуре, закладным деталям и других. К сожалению, специально изготовляемых для этих целей добавок у нас практически нет. К числу перспективных направлений дальнейшего совершенствования технологий бетона и получения изделий с высокими эксплуатационными свойствами относится также создание высокоэффективных химических добавок для бетонов с надежной на основе специально разработанных продуктов из экологически чистого сырья, в том числе, для литьевой технологии из самоуплотняющихся бетонов, высокопрочных и специальных бетонов, широкое внедрение эффективных добавок и комплексных модификаторов бетона, всесторонне исследованных в специализированных НИИ и прошедших производственную проверку.

Современный бетон превращается, благодаря новым химическим добавкам, во все более сложный композиционный материал, свойства которого могут намного превосходить комбинацию свойств компонентов.Использование современных исследовательских и испытательных средств, систем мониторинга бетона с химическими и добавками - основной путь реализации не изменяющейся в течение десятилетий главной технологической задачи - изготовления изделий и конструкций из материала с прогнозируемыми свойствами при минимальных затратах сырьевых, трудовых и энергетических ресурсов. Освоение наукоемких технологий бетона - дело сегодняшнего и завтрашнего дня.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Блещик Н.П. Структурно-механические свойства и реология бетонной смеси и прессвакуум бетона. -Мн.: Наука и техника, 1977. -232 с.,ил

2. Комар А.Г. "Строительные материалы и изделия" М: Высшая школа 1983. И.Г. Совалов, Я.Г. Могилевский, В.И. Остромогольский "Бетонные и железобетонные работы" -

Бетон является основным строительным материалом. Однако этот, казалось бы, незаменимый материал не всегда в состоянии удовлетворять неизмеримо возросшие требования. Это объясняется его недостатками: появлениям трещин (особенно под нагрузкой), малым пределом прочности при изгибе и растяжении, низкой химической стойкостью обычных бетонов, их недостаточной водонепроницаемостью и морозостойкостью, что затрудняет обеспечение требуемой долговечности возводимых сооружений.

Известно, что существенные достижения двух последних десятилетий в технологии бетона обусловлены значительным ростом эффективности добавок различной природы. Добавки — материалы (кроме вяжущего, воды и заполнителей), которые применяются в качестве компонентов бетона и вводимые в замес до или во время перемешивания. Основные проблемы, успешно решаемые с помощью добавок, — обеспечение заданных свойств и ресурсосбережение. Абсолютно возможным стало регулирование составов, структуры и свойств бетонной смеси и бетона с учетом влияния технологических, климатических и эксплуатационных факторов. Изучая влияние добавок последних генераций, исследователи установили новые закономерности в бетоноведении, а практики с их помощью осуществляют новые строительные технологии.

1. Теоретическая часть

1.1 Классификация добавок для бетона

Введение добавок — один из наиболее эффективных факторов, повышающих долговечность бетона. Действие различных типов добавок (пластифицирующих, воздухововлекающих, комплексных) достаточно хорошо изучено.

Добавки для бетонов — природные или искусственные химические продукты, вводимые в составы бетонов при их изготовлении с целью улучшения технологических свойств бетонных смесей, физико-химических свойств бетонов, снижения их стоимости.

ГОСТ 24211-91 (Добавки для бетонов. Общие технические требования) классифицирует все добавки для бетонов. В зависимости от назначения (основного эффекта действия) добавки для бетонов подразделяют на виды.

1. Регулирующие свойства бетонных смесей:

пластифицирующие I группы (суперпластификаторы),
пластифицирующие II группы (сильнопластифицирующис),
пластифицирующие III группы (среднепластифицирующие),
пластифицирующие IV группы (слабопластифицирующие),

Производство бетона (2)

. заполнителей [1] . Широко используют в технологии бетона пластифицирующие, воздухововлекающие и противоморозные добавки. 2. Определение состава бетона. Одной из основных технологических задач является проектирование . режимах, характерных для принятого или предполагаемого производства бетона и изготовления бетонных изделий. При проектировании состава бетона общим методом можно достаточно точно .

ь водоудерживающие;
ь улучшающие перекачиваемость;
ь регулирующие сохраняемость бетонных смесей;
замедляющие схватывание
ускоряющие схватывание;

ь поризующие (для легких бетонов):

2. Регулирующие твердение бетона:

ь замедляющие твердение;
ь ускоряющие твердение.

3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:

ь водоредуцирующие I, II, III и IV групп;
ь кольматирующие;
ь газообразующие;
ь воздухововлекающие;
ь повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).

4. Придающие бетону специальные свойства:

ь противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
ь гидрофобизирующие I, II и III групп.

1.2 Лигносульфонат — замедлитель схватывания

Лигносульфонат широко применяют в качестве связующего и пластификатора в черной и цветной металлургии (при производстве чугуна, стали, агломерации руды, кислотном травлении и закалке металла и т.п.).

Его также используют в цементной промышленности и производстве огнеупоров, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности (для регулирования вязкости буровых растворов и в качестве компонентов гелеобразующих систем для регулировки фильтрационных потоков и ограничения водопритока в процессах, повышающих нефтеотдачу).

Кроме того, он используется в химической промышленности (как диспергатор и стабилизатор суспензий в производстве химических средств защиты растений) и др.

Лигносульфонат применяются для замедления схватывания и твердения бетона (пластификации бетонной смеси).

При соблюдении дозировки лигносульфонат обеспечивает подвижность бетонной смеси с дальнейшим увеличением прочности массивных бетонных конструкций. Различия в цементах влияют на количество добавки, поэтому для достижения требуемых реологических свойств рекомендуется проводить лабораторные испытания. КССБ, ФХЛС применяются для понижения вязкости глинистых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин.

Все сухие добавки лучше растворять в теплой воде, только сыпать нужно медленно маленькими порциями и быстро мешать, проверено на опыте, а насчет безопасности можно сказать, что лигносульфонат модифицированный гранулированный относится к 3 классу опасности (группа опасные), ПДК в рабочей зоне 2 мг/м 3, особенности действия на организм: аллерген.

Различают следующие виды лигносульфонатов:

ь ЛСТМ-2 (лигносульфонаты технические модифицированные) и МЛСТ (модифицированные лигносульфонаты) относятся к сильнопластифицирующим (2 группа пластифицирующих добавок);
ь ЛСТ (лигносульфонаты технические) среднепластифицирующие — 3 группа пластифицирующих добавок.

Вязкая жидкость 50 %-ной концентрации (ЛСТ марок от А до Б) или твердая масса (ЛСТ марки Т), хорошо растворимая в воде. В бетонах преимущественно применяют ЛСТ марки Б — лингосульфонаты технические общего назначения. добавка бетонная лигносульфонат исследование

Рекомендуемая дозировка — 0,1…0,2 % массы цемента в расчете на сухое вещество, для монолитного бетона — до 0,6 %.

При введении пластифицирующих добавок 2 и 3 групп в бетон, выдерживаемый в естественных условиях нужно учитывать замедление времени твердения, особенно в ранние сроки и при пониженных температурах (при Т ниже 10 ?С, необходимо вводить ускорители твердения).

Жидкий технический лигносульфонат получают путём растворения порошкообразного лигносульфоната в воде в весовом соотношении 1,1-1,2:1 при механическом перемешивании в течение нескольких минут при температуре воды 20-700 ?С до полного растворения порошка, причём повышение температуры воды повышает растворимость.

При рабочей концентрации лигносульфоната 10 % — плотность раствора добавки должна быть 1043 кг/м 3 (замеряется ареометром общего назначения АОН-1 с диапазоном измерений от 1000 до 1060 кг/м 3 ).

Растворять лучше в теплой воде, при работе использовать резиновые перчатки и респиратор.

2. Исследовательская часть

2.1 Используемые материалы

В нашей исследовательской работе мы использовали материалы:

Песок амурский Мк=2,89.
Цемент Спасский М 500.
Щебень Корфовский фракциями 10-20мм.
Вода.

2.2 Методы исследования

В проделанной работе мы изучали влияние добавок, регулирующих свойства и структуру бетона. Была использована добавка Центрамент Н-10 (аналог лигносульфоната).

Основными характеристиками, позволяющими нам судить о влиянии добавки, являются прочность, водопоглощение и водопроницаемость.

Для эксперимента было выполнено 4 замеса: первый с использованием (образцы №5), второй с использованием (образцы №6), третий с использованием (образец 7), четвертый с использованием (образец 8).

В итоге были изготовлены кубики размером 10х10х10 см, кубики 7х7х7см и балочки 5х5×25см, которые затем были помещены в сушильный шкаф.

Большие кубики были испытаны на прочность в лабораторных условиях.

Балочки необходимо поместить в воду так, что бы только одна грань соприкасалась с водой, во избежание намокания остальных граней, мы их смазали парафином. Замеры производили в течение 10 дней, с полученными 8 измерениями.

Малые кубики мы поместили в воду и производили замеры их массы через 15 минут, через 60 минут, через 7 суток на воздухе и в воде, используя гидростатические весы.

Комплексные добавки в бетон ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

1. Введение

Опыт применения добавок в бетон показывает, что во многих практически важных случаях наиболее перспективными являются комплексные добавки. Основные преимущества многокомпонентных добавок в общем случае выражаются в том, что монодобавки часто наряду с положительным оказывают и отрицательное влияние на свойства бетонов и растворов, что снижает их эффективность.

Например, применение среднеи слабопластифицирующих добавок позволяет значительно повысить подвижность бетонных и растворных смесей, однако, в то же время, они могут вызвать недопустимое снижение прочности бетона или раствора. С помощью различных монодобавок можно существенно понизить температуру замерзания воды в бетонных смесях, но отдельные из них ускоряют схватывание цементного теста и вызывают коррозию стали. Поэтому для повышения эффективности применения однокомпонентных добавок различного назначения требуется введение в состав бетона таких комплексов, которые могли бы локализовать отрицательное действие монодобавок или усилить желаемый эффект, а при необходимости придать бетону или раствору новые свойства.

Преимущества комплексных добавок перед однокомпонентными достаточно велики ещё и потому, что в ближайшее время они должны почти полностью вытеснить монодобавки из сферы строительного производства.

2. Группы комплексных добавок

Комплексные добавки в зависимости от технологического эффекта и влияния на важнейшие свойства затвердевшего бетона и раствора условно разделены на пять групп:

II — смеси ПАВ и электролитов;

III — смеси электролитов;

IV — комплексные добавки на основе суперпластификаторов;

V — многокомпонентные добавки полифункционального действия.

2.1 Комплексные добавки I группы

комплексный добавка бетон Комплексные добавки I группы сочетают вещества гидрофильной и гидрофобной природы. Как было отмечено ранее, ПАВ показывают разную степень эффективности при использовании различных по минералогическому составу цементов. Например, добавки ЛСТ, УПБ более эффективны в бетонах на среднеи высокоалюминатном цементе, а добавки гидрофобного действия (ГКЖ-10, ГКЖ-11, СНВ, КТП и другие) — при использовании цементов с повышенным содержанием силикатной фазы.

Комплексные гидрофильно-гидрофобные пластифицирующие добавки становятся более универсальными по отношению к цементам разного минералогического состава и его расхода в бетоне. Одновременно с высоким пластифицирующим действием комплексные добавки I группы изменяют в нужном направлении структуру и свойства бетона. Первоначальная подвижность смесей с комплексными добавками сохраняется в течение 2…3 ч, что имеет важное значение при транспортировании смесей на большие расстояния и при бетонировании в условиях сухого жаркого климата; повышается коррозионная стойкость бетона, увеличивается его морозостойкость на 2…3 марки и водонепроницаемость на 1…2 марки. Однако следует отметить, что добавки I группы замедляют процессы схватывания и твердения бетона, поэтому в технологию бетона необходимо вносить коррективы.

Рекомендуемая дозировка и сочетания комплексных добавок I группы представлены в табл. 1.

Таблица 1. Рекомендуемая дозировка комплексных добавок I группы

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Пластифицирующие и воздухововлекающие

ЛСТ + (СНВ, КТП, С, ОП)

(ЩСПК, ЩСПК-М2, СПД-м) + (СНВ, КТП, С, ОП)

ЛСТ + (ЧСЩ, ЩСПК, ЩСПК-М2, СПД-м)

Пластифицирующие и газообразующие

ЛСТ + (136−41, 136−157М, ПГЭН)

Пластифицирующе — гидрофобизирующие и газообразующие

(ГКЖ-10,ГКЖ-11,АМСР)+(ПГЭН, 136−41, 136−157М)

Пластифицирующе-гидрофобизирующие и воздухововлекающие

(ГКЖ- 1 0, ГКЖ- 11, АМСР) + СНВ

2.2 Комплексные добавки II группы

Перспективно применение комплексных добавок II группы, состоящих из пластифицирующих веществ и добавок-электролитов, ускоряющих схватывание и твердение бетона.

Это позволяет одновременно экономить цемент и увеличить оборачиваемость форм и всего технологического оборудования независимо от технологии производства. Например, при использовании комплексной добавки ЛСТ + СН или ЛСТ + ННХК появляется возможность применения форсированных режимов тепло влажностной обработки. Кроме того, при сохранении подвижности бетонной смеси достигается сокращение на 10…15% расхода воды, что обеспечивает повышение прочности бетона на 10… 25%, а также увеличивает морозостойкость и водонепроницаемость бетона на 1…1,5 марки. При условии получения равнопрочных бетонов возможно сократить расход цемента на 8…15%.

Комплексные трехкомпонентные добавки позволяют решать более сложные технологические задачи. В частности, при использовании среднеи слабо пластифицирующих добавок в сочетании с воздухововлекающими (или газообразующими), которые замедляют процессы схватывания и твердения, а также несколько снижают прочность бетона, вводится дополнительный компонент — добавка-электролит — ускоритель твердения, нейтрализующая негативное влияние первых двух добавок.

Возможные сочетания комплексных добавок II группы и их дозировка представлены в табл. 2.

Таблица 2. Дозировка и сочетания комплексных добавок II группы

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Пластифицирующие и ускорители твердения

ЛСТ +(СН, НН1, ХК, НК, ННХК)

ЛСТ + (НЧК, КЧНР) + СН

0,1…0,2 + 0,1…0,2 + 0,5…1,5

(ЩСПК, ЩСПК-2М, СПД-м) + (НК, СН, ТНФ)

Пластифицирующие, воздухововлекающие и ускорители

ЛСТ + СНВ + (СН, НК)

0,1…0,2 + 0,005…0C, 03 + 0,5…1,5

Гидрофобизирующие и ускорители

(ГКЖ-10, ГКЖ-11, АМСР) + НК

Пластифицирующие, газообразующие и ускорители твердения

ЛСТ +(ПГЭН, 136−41, 136−157М) + СН

0,1…0,15 +0,05…0,1 +0,5…1,5

Воздухововлекающие и ускорители твердения

СНВ + (СН, НК, ННХК)

Газообразующие и ускорители твердения

(ПГЭН, 136−41, 136−157М) + НК

Воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали

Пластифицирующие, воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали

0,1…0,15 +0,01…0,03 +0,5…1,5

Замедлители схватывания и кольматирующие

ЛСТ + (СА, ХЖ, НЖ, СЖ, НК)

2.3 Комплексные добавки III группы

В комплексных добавках III группы сочетание электролитов позволяет исключить негативное влияние некоторых монодобавок и добиться максимального эффекта.

В случаях, когда требуется получить сверхбыстрое схватывание смеси без заметного снижения последующих свойств бетона, используют смесь добавок алюмината натрия и поташа. Особый эффект при этом проявляется в неаддитивном влиянии комплексной добавки на самую раннюю стадию структурообразования бетонной смеси. Это позволяет сократить сроки схватывания до 10…20 с независимо от минералогического состава цемента, а при подогреве воды до +40 °С обеспечить практически мгновенное схватывание бетонной смеси, что имеет весьма важное значение для набрызг-бетона (торкретбетона).

Комплексные добавки III группы в основном применяются для бетонирования на полигонах и строительных площадках в холодное время года при отрицательных температурах.

Возможные сочетания и оптимальные дозировки комплексов добавок ускорителей схватывания бетона, ингибиторов коррозии стали представлены в таблице 3.

Таблица 3. Дозировка комплексных добавок III группы

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Ингибиторы коррозии стали

НН + (ТБН, БХН, БХК)

Ускорители твердения и ингибиторы коррозии стали

Примечание. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один.

2.4 Комплексные добавки IV группы

Наиболее эффективны и целесообразны в технологии бетона комплексные добавки IV группы — модификаторы на основе суперпластификаторов.

Экономическая эффективность применения добавок во многом определяется их стоимостью и величиной оптимальной дозировки. Например, суперпластификаторы отечественных и зарубежных производителей, стоимость которых колеблется в пределах 25 000…35 000 руб./т (в ценах 2005 года), будут эффективны только в особых случаях. Исследованиями установлено, что эффективность суперпластификатора С-3 может быть повышена за счет замены части его на дешевый лигносульфонат. В частности, для монолитного бетона возможна замена от 30 до 70% суперпластификатора на ЛСТ без снижения показателей качества бетона, Эффект от пластифицирующего действия можно усилить, добавив к вышеуказанным добавкам кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11, способные к воздухововлечению. В результате, можно добиться высоких показателей качества бетона при оптимальных затратах.

Комплексы, включающие суперпластификатор и ускоритель твердения, позволяют сократить длительность тепловой обработки бетона на 20…40%, а в некоторых случаях и отказаться от нее. В состав комплексов, предназначенных для железобетонных конструкций высокой морозостойкости и водонепроницаемости, включают воздухововлекающие и гидрофобизирующие компоненты. Для высокоподвижных и литых бетонных смесей целесообразно к суперпластификатору добавлять водоудерживающие, стабилизирующие компоненты, а также замедлители схватывания. При производстве предварительно-напряженных железобетонных изделий в комплексы с суперпластификаторами следует включать эффективные ингибиторы коррозии стали и добавки гидрофобизирующего действия.

Рекомендуемая дозировка и оптимальное сочетание (по совместимости) комплексных добавок IV группы приведены в табл. 4.

Таблица 4. Дозировка комплексных добавок IV группы

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

С-З + (ЩСПК, ЩСПК-2М, СПД-м, ЧСЩ)

С-З + ЛСТ +(ГКЖ-10,ГКЖ-И)

0,3…0,45 + 0,15…0,25 + 0,1…0,2

Пластифицирующие и воздухововлекающие

С-З + ЧСЩ + (СНВ, КТП)

0,35…0,45 + 0,15…0,25 + 0,002…0,01

10−03 + ЛСТ + (СНВ, ТП)

0,35…0,45 + 0,15…0,25 + 0,002…0,01

Пластифицирующие и ускорители твердения

С-З + (ЛСТ, ЧСЩ) + СН

0,35…0,45 + 0,15…0,2 + 0,3…1,5

10−03 + ЛСТ + (СН, НХК)

0,35…0,45 + 0,15…0,2 + 0,3…1,5

Пластифицирующие, воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали

0,5…0,7 + 0,002…0,01 + 0,5…1,5

0,3…0,45 + 0,1…0,2 + 0,3…0,5

0,5…0,7 + 0,002…0,01 + 0,2…0,5

0,3… 0,45 + ОД…0,2 +0,5. .1,5

2.5 Комплексные добавки V группы

Для получения безусадочных и расширяющихся бетонов целесообразно использовать комплекс, включающий алюминиевую пудру, лигносульфонат и сульфат натрия: ПАК + + ЛСТ + СН. Компоненты комплексного продукта, вступая в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, способны образовывать гидросульфоалюминаты кальция и оказывать расширяющее действие на твердеющую систему бетона.

3. Комплексные добавки многоцелевого воздействия

Комплексные добавки многоцелевого назначения обладают полифункциональным действием, т. е. способностью влиять сразу на несколько характеристик бетона, часто не связанных друг с другом, а в некоторых случаях и придавать бетону новые свойства.

Одним из наиболее эффективных способов придания повышенной стойкости бетону железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в хлоридных средах, и одновременно улучшающих защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре, является применение комплексных полифункциональных модификаторов ингибирующего действия (ПФМИ), разработанных в НИИЖБе (табл. 5).

Таблица 5. Состав полифункциональных модификаторов Примечания.

1. * - коэффициент солестойкости определен как отношение, прочности бетона после испытаний к прочности бетона до испытаний.

2. Исследования проведены на портландцементе марки 400 Воскресенского завода.

3. Подвижность бетонной смеси в экспериментах была постоянной и соответствовала осадке конуса 2…3 см.

Табличные данные свидетельствуют о сохранении высокой прочности бетона с полифункциональными модификаторами после 80 циклов испытаний, что объясняется высокой плотностью бетона и его стабильной структурой. Следовательно, применение комплексных добавок, улучшающих технологические свойства бетонной смеси при её уплотнении, а также снижающих проницаемость бетона и повышающих защитные свойства бетона по отношению к арматуре, является наиболее эффективным способом повышения долговечности бетона.

4. Новые виды комплексных добавок

В последние годы в нашей стране разработаны и успешно применяются новые высокоэффективные комплексные добавки на основе суперпластификаторов. Перечень и характеристики которых приведены ниже.

Реламикс. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и ускорителей набора прочности. Добавка в виде водорастворимого порошка светло-коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Позволяет полностью отказаться от тепловой обработки бетона. Рекомендуемая дозировка: 0,6…1% массы цемента.

Линамикс. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и замедлителей схватывания на основе лигносульфонатов. Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%, Повышает живучесть смеси до 2,5 ч. Рекомендуемая дозировка: 0,3…0,4% массы цемента.

Дефомикс. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и пеногасителей (воздухоподавляющего компонента). Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Обеспечивает снижение воздухововлечения в бетонную смесь до 0,8…1%, Дозировка: 0,4…0,8% массы цемента.

С-ЗМ-15. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и противоморозного компонента на основе формиата натрия. Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Добавка не содержит едких веществ, содержание хлорид-ионов не более 0,1%. Обеспечивает нормативный набор прочности при температуре до минус 15 °C. Дозировка: 1, 1,5 и 2,5% соответствует температуре окружающего воздуха: -5 °С, -10 °С и -15 °С.

ПФМ-НЛК. Комплексная добавка на основе пластифицирующих, воздухововлекающих и гидрофобизирующих компонентов. Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Позволяет получать литые смеси и отказаться от дополнительных энергозатрат на уплотнение. Дозировка: 0,3…0,7% массы цемента.

Гексалит. Комплексная добавка на основе компонентов пластифицирующего действия и ускорителей схватывания. Обеспечивает набор прочности бетона в суточном возрасте — 80% от проектной. Добавка в виде порошка вводится в смесь сухих компонентов смеси. Дозировка: 7,5% массы цемента.

БИОТЕХ-НМ. Многофункциональная добавка на основе пластификаторов, ускорителей твердения и других компонентов, повышающих морозостойкость и водонепроницаемость бетонов и строительных растворов. Применяется с без добавочным портландцементом. Добавка в виде порошка вводится в смесь сухих компонентов смеси. Рекомендуемая дозировка: 1,5…2,5% массы цемента.

Реомикс 405. Смесь пластификатора на основе лигносульфонатов и ускорителей на базе хлоридов; может использоваться как противоморозная добавка, обеспечивая твердение бетона при температуре до минус 10 °C. Темно-коричневая жидкость плотностью 1,34 кг/л; содержание хлоридов — 0,75% массы цемента. Не рекомендуется использовать с высокоглиноземистыми цементами. Дозировка: 1,7 л на 100 кг цемента при температуре окружающего воздуха выше —4 °С и 3,4 л при температуре от —4 °С до —7 °С.

Универсал-П-2. Комплексная добавка на основе сильно пластифицирующих компонентов, ускорителей твердения, воздухововлекающего агента и ингибитора коррозии стали. Продукт в виде порошка коричневого цвета. Совместим с пенообразователями Пеностром, ПБ-2000. Позволяет отказаться от тепловой обработки бетона. Способствует повышению морозостойкости и водонепроницаемости бетона на 1…2 марки. Рекомендуемая дозировка: 0,5…0,6% массы цемента.

Монолит-2. Пластификатор спиртовой модифицированный на натриевой основе, обладающий противоморозным эффектом. Добавка не содержит ионов хлора, не вызывает коррозии арматуры. Продукт в виде порошка или концентрированного раствора. Рекомендуемая дозировка как пластификатора: 0,6…0,8% массы цемента; как противоморозной добавки: 1,5% при температуре до -5- °С; 2…3,5% при температуре от -6°С до-15 °С.

Лигнопан Б2. Комплекс на основе пластифицирующих компонентов и ускорителей твердения для бетонов и растворов. Продукт на основе лигносульфонатов и неорганических солей; не содержит хлоридов, виде порошка или раствора 30% концентрации. Дозировка: 0,6…1,5% массы цемента.

Читайте также: