Добавки в бетон Справочное пособие

УСКОРИТЕЛИ, НЕ СОДЕРЖАЩИЕ ХЛОРИДОВ’

2.11.1. Триэтаноламин. В ра­ботах [141, 142] исследовано действие триэтаноламина в до­зировке 0,5; 1; 5 и 10 % на СзА с гипсом и без гипса, C3S и C2S. Установлено, что триэтаноламин ускоряет пре­вращение СзА в гексагональные гидроалюминаты кальция, а по­следних — в кубический гек- сагидрат. Ускоряется также об­разование эттрингита, тогда как на раннюю стадию гидра­тации силикатных фаз эта до­бавка действует как замедли­тель. Однако через 1 сут на­чинает проявляться ускоряю­щий эффект триэтаноламина в отношении CsS и 0-C2S (рис.

' При переводе мы исключили предыдущий раздел, так как автор в нем во многом повторяется, а иног­да и допускает фактические неточ­ности (например, при трактовке дей­ствия СаСЬ в качестве противомо - розной добавки). (Примеч. науч. ред.)

Рис. 2.26. Зависимость прочности при сжатии цементного камня от коли­чества триэтаноламина

2.25). Введение этой добавки удлиняет индукционный период. В последующем образуются C-S-H-фазы с большими отно­шением C/S и удельной' по­верхностью, возрастает количе­ство незакристаллизованного Са(ОН)2. По-видимому, меха­низм действия триэтаноламина заключается в образовании пле­нок на гидросиликатах [143]. Аналогичным эффектом обла­дают также моно - и диэтанол - амины.

Как видно из данных рис.

2.26, триэтаноламин, введен­ный в цемент в тех же дози­ровках, приводит к системати­ческому снижению прочности — тем более значительному, чем выше его содержание [144]. Этот результат можно связать с образованием более высокоос - новных гидросиликатов каль­ция, замедлением гидратации C3S и формированием более пористой структуры цементного камня.

Из материалов табл. 2.10 следует, что введение малых доз триэтаноламина (до 0,05%) несколько удлиняет сроки до начала схватывания цемента, не влияя на показатель «конец схватывания». Это согласу­ется с небольшим увеличением индукционного периода гидра­тации C3S. Повышение дози­ровки триэтаноламина до 1 % приводит к мгновенному схва­тыванию цементного теста, что может быть объяснено уско­рением кристаллизации эттрин­гита. Триэтаноламин увеличи­вает и усадочные деформации бетона при высушивании, и его ползучесть при нагруже - нии в возрасте 7 сут, но не влияет на ползучесть при на - гружении бетона в 28-суточном

Возрасте [101, 45]. Так, усадка бетона без добавки в возрасте 7, 14 и 28 сут составляла 0,013; 0,02 и 0,03 %, а в бетоне с триэтаноламином в те же сро­ки — 0,016; 0,029 и 0,04% [145]. Эта добавка повышает ползучесть бетона и при одно­временном введении лигносуль - фоната [146, 147].

2.11.2. Формиаты. Многие бесхлоридные ускорители со­держат формиаты, из которых наиболее популярен формиат кальция. Из рис. 2.27 следует, однако, что эта добавка — ме­нее эффективный ускоритель гидратации C3S, чем СаСЬ [148]. Как видно из рис. 2.28, хотя в ранние сроки теплота гидратации цемента с формиа - том кальция даже несколько выше, чем у эталона без до­бавки, но в дальнейшем пони­жается в большей степени по сравнению с эквимолярной кон­центрацией СаСЬ-

Формиат кальция по срав­нению с СаСЬ в цементе уве­личивает содержание эттринги - та [149], однако снижает ко­личество образующихся гидро­силикатов. Сроки схватывания цемента (приведены ниже) в присутствии формиата каль­ция (2%) также сокраща­ются в меньшей степени, чем при введении хлорида кальция (2%) [149].

Добавка Сроки схватывания, мин (начало— конец)

Нет........................ 185—225

Формиат кальция 80—90 Хлорид кальция 65—75

Формиат кальция повышает прочность бетона в раннем воз-

Расте (рис. 2.29). Этот эффект заметен при введении 2—4 % формиата [143], однако при меньшей дозировке прочность бетона возрастает незначитель­но. Так, введение 0,18 молей/г формиата кальция в цемент не приводит к повышению мик­ротвердости образцов в возра­сте до 1 сут, тогда как та же концентрация хлорида каль­ция вызывает сильное упроч-

Нение материала (рис. 2.30).

Влияние формиата кальция на прочность может зависеть от содержания С3А в цементе: оно более существенно в бето­нах на низкоалюминатном це­менте [96]. В сочетании с нит­ритом натрия эта добавка боль - 76

Ше повышает раннюю проч - К ность бетона, чем индивиду - ■ ально введенный формиат каль - і ция. Так, в возрасте 0,75; 1,3 и 7 сут такая комплексная до­бавка увеличивает прочность j образцов без добавок соответ­ственно на 125, 70, 47 и 23 % [1].

Данные, касающиеся влия­ния формиата кальция на усад­ку, ползучесть и долговечность бетона, ограничены. Наблюда­ется тенденция к возраста­нию усадочных деформаций бе­тона в присутствии этой добав­ки. Так, в возрасте 7, 14 и 28 сут при введении 3 % формиата кальция усадка увеличилась с 0,013; 0,02 и 0,031 % до 0,015; 0,025 и 0,036 % [45].

2.11.3. Другие ускорители, не содержащие хлоридов. В качестве таких добавок извест­но много веществ; к ним от­носятся карбонаты щелочных металлов, нитрат, нитрит и тиосульфат кальция. Согласно [150], карбонаты натрия и ка­лия в малых дозах удлиняют сроки схватывания цемента, но при содержании > 0,1 % со­кращают их. При этом растет и прочность при сжатии бетона в возрасте 28 сут. Сода изме­няет также пористость цемент­ного камня: количество мелких пор радиусом 1 —10 нм умень­шается, а более крупных (г> > 15 нм) несколько возрастает, что, возможно, связано с коль - матацией более тонких пор кар­бонатом кальция.

Нитрит кальция, кроме вли­яния на теплоту гидратации цемента (см. рис. 2.28), дей­ствует так же, как ускоритель

Схватывания цемента и роста прочности бетона (табл. 2.11 и 2.12). Тиосульфат кальция по-

Вышает прочность бетона в ран­нем возрасте. Так, при введении 1, 2, 3, 5 и 6,5 % тиосульфата кальция прочность раствора через 1 сут увеличилась с 1,58 МПа для эталона до 1,71; 1,81; 1,88; 2,01 и 2,12 МПа [103]. Тиосульфат натрия дей­ствует как ускоритель схваты­вания цемента, но несколько снижает прочность бетона при сжатии, если его содержится 0,5—1 % [152]. По данным [152], нитрит натрия, в зави­симости от его дозировки, мо­жет сократить сроки схватыва­ния на 0,5—2,3 ч. Введение 0,1 — 1 % этой добавки остав­ляет неизменной или несколько понижает прочность бетона при сжатии в возрасте 7 сут. Обнаружено также, что фор­мальдегид и параформальдегид в малых дозах (0,01—0,25 %) сокращают сроки схватывания цемента с 9,5 до 6,3 ч [152].

Имеются сведения о том, что продукты гидратации це­мента, введенные как затравки в количестве 2 %, по ускоряю­щему действию эквивалентны добавке 2 % хлорида каль­ция [130].