Добавки в бетон Справочное пособие

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОПОНИЗИТЕЛЕЙ-ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ

Эти добавки применяют, как правило, в виде нейтраль­ных или слабощелочных водных растворов. Их обычно постав­ляют в пластмассовых 3—25- литровых контейнерах, сталь­ных бочках вместимостью око­ло 210 л и в массивных (1000— 3000 л) емкостях, изготовлен­ных из мягкой стали или высо­комолекулярного полипропиле­на со стальным каркасом.

3.2.1. Дозировка и подача добавок. На заводах сборного железобетона и готовой бетон­ной смеси используют точные и предпочтительно автомати­чески действующие дозаторы. Отклонения в дозировке обыч­но лежат в пределах 1—5 %. Применяемая при изготовле­нии дозаторов мягкая сталь под действием растворов доба­вок не корродирует. Если же в состав добавки входят агрес­сивные вещества, например хлориды, то при изготовлении дозирующих устройств исполь­зуют специальные виды стали или полипропилен. Дозаторы с помощью насосов перекачивают добавки в барабаны или баки для хранения.

В случае использования пол­ностью автоматических дози­рующих устройств в пульт управления приготовлением бе­тонной смеси после подачи це­мента поступает электрический сигнал, и немедленно или после заданного периода времени тре­буемый объем добавок пода­ется либо в воду затворения, либо непосредственно в смеси­тель. В полуавтоматических до­заторах оператор должен от­крыть клапан для выхода до­бавки. В этом случае в функции оператора входит и контроль за сроками подачи добавок.

Если добавки применяют только периодически или в ма­лых дозах, то для их подачи можно использовать ручной насос, который обычно монти­руют совместно с емкостью. В последнюю подают опреде­ленный объем воды, затем до­бавку, и после перемешивания раствор направляют в бетоно­смеситель.

Возможен и другой вари­ант, когда количество добавки до ее введения в смеситель измеряют путем ее подачи в ем­кость с известным объемом.

3.2.2. Технология введения добавок. Добавки-водопонизи­тели должны быть таким обра­зом распределены в бетонной смеси, чтобы как можно быст­рее образовать однородную дис­персию. Проще всего обеспе­чить этот результат путем растворения добавки в воде за­творения, которую затем вводят в сухую хорошо перемешанную смесь цемента и заполнителей.

Однако подобную процеду­ру, как правило, нельзя считать оптимальной с точки зрения водопонижающей способности добавок и улучшения ими под­вижности бетонной смеси. Мак­симальный эффект добавки обеспечивают при их введении сразу после окончания переме­шивания цемента, заполнителей и воды. Однако такая техно - 96 логия связана с некоторыми трудностями, в основном с не­обходимостью обеспечить по­стоянство удобообрабатывае - мости бетонной смеси и гомо­генности распределения в ней добавок, особенно при изго­товлении тяжелой бетонной смеси.

Естественным компромис­сом между хорошей техноло­гичностью первого способа и практической эффективностью второго оказался следующий путь: после 15—20 с начального перемешивания цемента и за­полнителей примерно с 50 % воды затворения в бетонную смесь вводят всю добавку, заранее растворенную прибли­зительно в 25 % воды затворе­ния; на последнем этапе подают оставшееся количество воды до достижения нужной подвиж­ности бетонной смеси.

В табл. 3.5 представлены некоторые характерные резуль­таты, показывающие различие между описанными тремя тех­нологиями при введении добав­ки технического водопонизите­ля. В/Ц изменилось на 8 % при введении 0,3 % этой до­бавки в бетонную смесь сразу со всей водой затворения, при­мерно до 12 % при введении той же добавки в такой же дозировке в момент окончания периода перемешивания и до 10 % — при введении того же количества добавки с частью воды затворения после началь­ного периода перемешивания смеси с водой без добавки в течение 30 с.

Технология введения добав­ки влияет также на сроки схва­тывания цемента и прочность бетона при сжатии. Более длинные сроки схватывания и несколько меньшая ранняя прочность образцов в возрасте 1 сут наблюдаются при более позднем введении добавки; од­нако в период 3—28 сут проч­ность бетона при сжатии для этой технологии выше, так как происходит сильное водопони - жение. Эффект от выбранной технологии может быть ис­пользован для уменьшения до­зировки добавки при получе­нии равнопрочных бетонов. Из табл. 3.5 следует, что для срав­ниваемых технологических при­емов практически равнопроч­ные бетоны удается получить, применяя 0,25 % добавки к мас­се цемента, если ее вводить сра­зу со всей водой затворения, и 0,2 % этой же добавки, вво­димой на последнем этапе пере­мешивания с оставшейся частью воды затворения.

4 Зак. 976

3.2.3. Условия хранения и время жизни добавок. Посколь­ку водопонижающие и замед­ляющие схватывание и тверде­ние добавки обычно представ­ляют собой водные растворы, их необходимо предохранять от замерзания или расслоения при понижении температуры. Для добавок на основе лиг - носульфонатов минимальная температура хранения лежит примерно в области —3 °С, а для добавок, содержащих гид - роксикарбоновые кислоты или гидроксилированные полимеры, —5 °С. Более низкие темпера­туры хранения (до —10 °С) можно принять для комплекс­ных добавок, содержащих, кро­ме перечисленных, также элект­ролиты. Если все же произошло замерзание добавок-водопони - зителей, то их необходимо на­греть до 10—20 °С и тщательно перемешать до получения гомо­генного раствора.

97

В отличие от этого в усло­виях высоких температур, на­пример, в горячих растворах или при строительстве в ус­ловиях жаркого климата, воз­можно необратимое снижение эффективности добавок — за­медлителей и водопонизителей. Поскольку главными компонен­тами таких добавок служат органические вещества, они подвержены действию бактерий и грибов, если не ввести в них некоторого количества бактери­цидных или фунгицидных мате­риалов, таких, как пентахлорид - фенолят натрия или натриевую соль тетраалкиламмония. В от­сутствие этих материалов бак­терии и грибы разлагают до­бавки с образованием углекис­лого газа и паров воды, что приводит к повышению давле­ния в закрытых емкостях. По­скольку это представляет по­тенциальную опасность, в ус­ловиях тропического климата в добавки — водопонизители и замедлители схватывания и твердения следует вводить бак­терицидные и фунгицидные ве­щества.

Если исключить указанные ограничения, то можно конста­тировать, что долговечность рассматриваемых добавок весь­ма велика, и нередко их можно хранить неограниченно долго. В некоторых случаях добавки- водопонизители были испытаны после 10 лет хранения при 20 °С, причем оказалось, что их технологическая эффектив­ность соответствовала исходной [21]. Различие заключалось лишь в том, что произошло небольшое выпадение осадка 98 из добавки, изготовленной из нерафинированного лигносуль - фоната.

3.2.4. Дозировка добавок.

Водопонизители, равно как и добавки других классов, сле­дует применять в рекомендуе­мых дозах. Типичная дозиров­ка этих добавок — 200—400 мл на 100 кг цемента. Однако для установления оптимальных до­зировок добавок в конкретных условиях и для определенных сырьевых материалов необхо­димо провести соответствующие испытания.

В том случае, если темпе­ратура незначительно отлича­ется от средней, т. е. лежит в интервале от 10 до 30 °С, проводят несколько предвари­тельных замесов с различным содержанием добавки. В неко­торых исключительных случа­ях может потребоваться 2— 3-кратное превышение обычной дозировки водопонизителей. При низкой температуре воз­духа можно наблюдать силь­ное замедление сроков схва­тывания цемента, а равно и понижение ранней прочности бетона при сжатии. При этом бетонная смесь может оставать­ся в пластичном состоянии в те­чение нескольких дней. Тем не менее при введении добавки, вдвое превышающей нормаль­ную дозу, прочность бетона при сжатии в возрасте 2 сут выше [22]. Даже при трехкратной и более увеличенной дозе до­бавок водопонизителей-замед­лителей прочность бетона в поздние сроки (через 28—90 сут) все же выше, чем у конт­рольного бетона, если только при этом не произошло чрез­мерно высокое воздухововлече- ние [23]. Таким образом, вве­дение повышенной дозы доба­вок в бетоны, для которых не важна ранняя прочность и обеспечено нормальное возду - хововлечение, не сопряжено с риском ухудшения их качества.

3.2.5. Меры безопасности при обращении с добавками. В связи с тем, что добавки водопонизители-замедлители имеют умеренную щелочность, следует исключить их контакт с кожей и попадание в глаза. Если это произошло, необхо­димо немедленно промыть кожу и глаза водой или разбавлен­ным водным раствором борной кислоты и одновременно обес­печить врачебное наблюдение за пострадавшим. Должно быть также исключено попадание до­бавки через полость рта. Сле­дует предпринять меры предос­торожности, связанные с воз­можной токсичностью добавки.

Водные растворы добавок невоспламеняемы и негорючи. Однако твердые продукты ор­ганического происхождения, ос­тающиеся после испарения во­ды, могут стать огнеопасными.