технологии строительства

Бетоны. Материалы. Технологии. Оборудование. - Минеральные порошки - заменители цемента. Добавки в бетон. Суперпластификаторы

Скачать книгу с рисунками и таблицами - нажмите сюда

Искусственные химические добавки-модификаторы представляют собой вязкие растворы или порошкообразные материалы, растворимые в воде с образованием слабощелочных или нейтральных растворов. Это могут быть чистые неорганические вещества, их смеси, органические соединения, органоминеральные комплексы. Модификаторы могут быть синтезированы специально (но не обязательно для нужд строительства) или быть побочными продуктами (отходами) других производств.
Химические органические добавки являются продуктами органического синтеза целлюлозных соединений или переработки отходов лесохимии, целлюлозно-бумажной, химической и нефтехимической промышленности, агрохимии и др. Наиболее распространенные представители органических химических добавок (модификаторов) – это поверхностно-активные вещества (ПАВ), на их основе могут быть получены практически любые функциональные типы добавок. ПАВ по-разному проявляют активность и направление действия. Вид и положение функциональных групп в молекуле обусловливает взаимодействие ПАВ с гидрооксидом кальция на поверхности твердой фазы. Природа радикала и его строение, конформное состояние макромолекулы цепи характеризует сплошность пленки продуктов взаимодействия в поверхностном
слое гидратирующего цемента.. Степень растворимости продуктов взаимодействия олигомеров с жидкой фазой цементного камня определяет эффективность модификатора. Классификация поверхностно-активных модификаторов по М.Ш.Шайнеру, в основу которой положены функциональные признаки и технико-экономический эффект, представлена в табл. 1. 39.

Таблица 1.39. Классификация добавок по функциональному назначению, технико-экономическому и социальному эффектам (доступно только при скачивании полной версии книги в формате PDF)

Наиболее эффективным видом ПАВ являются суперпластификаторы. Воздействуя на процессы формирования структуры, особенно на начальной (коагуляционной) стадии, они изменяют реологические свойства цементной системы, способствуют сокращению ее водопотребности, что в дальнейшем отражается на параметрах кристаллизационной структуры.
Суперпластификаторы классифицируют по одному из двух признаков: по составу материалов и по основному эффекту в механизме действия (электростатического или стерического). Они бывают на основе сульфированных нафталинформальдегидных поликонденсатов, на основе сульфированных меламинформальдегидных поликонденсатов, очищенных от сахаров лигниносульфонатов, поликарбоксилатов и полиакрилатов. В механизме действия последних преобладает стерический эффект (с большим отталкиванием частиц), и эти суперпластификаторы считаются более эффективными, что предполагает их меньший расход. Поликарбоксилаты и полиакрилаты наиболее дорогие, что приводит к совмещению их с другими пластификаторами.
Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатов обеспечивают также высокую сохраняемость бетонных смесей, что делает их привлекательными для монолитного строительства и при продолжительном транспортировании бетонных смесей. В настоящее время Ассоциацией «Полимод» и НИИЖБ реализуется крупный международный проект «Карбоцепторные суперпластификаторы», основной задачей которого является разработка, освоение и внедрение в практику строительства нового поколения высокоэффективных суперпластификаторов бетонных смесей.
Химические неорганические добавки являются в своем большинстве электролитами. По механизму действия их подразделяют на добавки, изменяющие растворимость минеральных вяжущих материалов, вступающие с этими минералами в химические реакции, являющиеся центрами кристаллизации. Подобное деление достаточно условно: одно и то же вещество для алюминатных фаз вяжущего может изменять их растворимость, а для силикатных – вступать в реакции присоединения, ионообменные или с созданием комплексов, и наоборот. К этим группам относятся многие ускорители схватывания и твердения, противоморозные добавки, антифризы и пр.
Наиболее яркий представитель этой группы – хлорид кальция, являющийся в первую очередь добавкой – ускорителем твердения. Скорость гидратации трехкальциевого силиката в его присутствии возрастает в 1,5-2 раза. При дозировках хлорида кальция, не превышающих 2%, в процессе гидратации кристаллизуется гидрохлоралюминат кальция, что не сопровождается деструктивными процессами. При больших концентрациях образуется гидроксихлоридкальция, разложение которого в цементном камне при положительных температурах является причиной нарушения структуры и снижения прочности цементного камня. В бетоне сохраняются свободные хлориды, именно они интенсифицируют коррозию стали в железобетоне. Хлорид натрия, являясь эффективным ускорителем твердения бетона, обусловливает снижение прочности камня при его увлажнении. Все это является серьезными аргументами разумного ограничения применения хлоридов в бетонных смесях.
При замерзании жидкой фазы бетона (цементного теста) его твердение останавливается и возобновляется после оттаивания. При температурах -10°С и ниже гидратация цемента практически прекращается, останавливается процесс тепловыделения, отсутствует заметный набор прочности. Замерзание химически несвязанной воды затворения в бетоне приводит к резкому увеличению пористости цементного камня, а при высоких расходах воды – к разрушению бетона. Эти обстоятельства сильно затрудняют проведение бетонных работ в условиях пониженных температур, особенно при возведении монолитных конструкций. В соответствии со СНиП III-15-76 запрещается производство бетонных работ без применения специальных методов выдерживания бетона при ожидаемой среднесуточной температуре воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С.
Методы выдерживания бетона на морозе подразделяются на три основные группы: беспрогревные (термосное выдерживание и использование противоморозных добавок); прогревные (использование либо топлива, либо электрической энергии) и комбинированные. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область его применения как с экономической, так и с технической точек зрения.
Прогревные методы выдерживания бетона могут применяться при возведении практически любых конструкций и в любых температурах среды, но предполагают значительные затраты энергоресурсов и являются технически более сложными. Наиболее экономичным считается метод термоса, но он обеспечивает поддержание в бетоне тепла и его твердение только в массивных конструкциях. Введение в бетонные смеси при их приготовлении противоморозных добавок может происходить при беспрогревном выдерживании бетона (термосном) или в сочетании с обогревом. Основными (и традиционными) соединениями, применяемыми в качестве противоморозных добавок в строительстве, являются: NaCl, CaCl2, NaNO2, NaNO3, NH4NO3, Ca(NO3)2, NH4OH, К2СO3, Na2CO3·K2CO3. Органические антифризы по разным причинам практически не применяются, однако разработанные на их основе добавки, включающие в себя также неорганические соли и пластификаторы, по существу являются вторым поколением противоморозных добавок, в которых недостатки одних компонентов компенсируются недостатками других.
Эффективность противоморозной добавки во многом зависит от величины снижения температуры замерзания жидкой фазы бетона. Однако наличие жидкой фазы при отрицательных температурах обеспечивает крайне медленное твердение. Очевидно, что противоморозная добавка должна работать как ускоритель твердения до технологически оправданных временных интервалов. Применение бетонов с противоморозными добавками ограничивается медленным твердением бетона (вследствие чего проектная прочность достигается через 2-3 месяца); опасностью появления высолов и негативного влияния на структуру, свойства бетона и сохранность арматуры при введении добавки в больших количествах, превышающих 10% по массе цемента. Добавки, позволяющие в определенной мере преодолеть негативные эффекты, приведены в настоящем обзоре.

< Назад | К содержанию книги | Вперед >

Скачать книгу с рисунками и таблицами - нажмите сюда

пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ

При копировании информации обязательны прямые ссылки на страницы сайта.
Все книги являются собственностью их авторов и служат исключительно для ознакомления.
При скачивании Вы обязуетесь удалить их в течении 24 часов.

© СтройКниги, 2010. © Дизайн и програмирование от студии "ПСГ".