Современное производство строительных материалов
Классификация химических добавок, применение и свойства
Химические добавки к бетонам классифицируют по основному эффекту действия: 1) регулирующие свойства бетонных смесей, пластифицирующие, т е. увеличивающие подвижность бетонной смеси; стабилизирующие, т. е. предупреждающие расслоение бетонной смеси; водоудерживающие, уменьшающие водоотделение; 2) регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона: ускоряющие или замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах (противоморозные); 3) регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона, воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие, уплотняющие (воздухоудаляющие и кольматирующие поры бетона), гидрофобизирующие; добавки — регуляторы деформаций бетона, расширяющие добавки; 4) повышающие защитные свойства бетона к стали, ингибиторы коррозии стали; 5) придающие бетону специальные свойства: гидрофобизирующие, т. е уменьшающие смачивание бетона; антикоррозионные, т. е повышающие стойкость в агрессивных средах; красящие; повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства, электроизоляционные, электропроводящие, противорадиационные.
Некоторые добавки обладают полифункциональным действием, например пластифицирующие и воздухововлекающие, газообразующие и пластифицирующие и др. В этом случае добавку классифицируют по наиболее выраженному эффекту действия.
Большое значение имеет эффективность воздействия добавки на бетонную смесь или бетон, которую обычно оценивают по величине максимального технического эффекта, достигаемого при введении данной добавки. Добавки одного класса могут заметно различаться по эффективности В этом случае применяют дополнительную классификацию добавок по группам, обладающим определенной эффективностью.
Некоторые химические вещества — соляная кислота и ее соли (хлориды кальция СаС12, натрия NaCl) и такие соединения, как карбонат калия К2СО3 (поташ) и нитрит натрия NaNO2, a также ряд комплексных соединений, введенные в качестве добавок каждое в отдельности или в смеси в воду затворения, разносторонне воздействуют на процессы схватывания и твердения бетона.
Например, небольшая добавка хлорида кальция (2...3 % массы цемента) способствует разложению минералов цементного клинкера и тем самым сильно интенсифицирует процессы гидратации цемента. Бетоны с этими добавками, называемыми ускорителями твердения, очень быстро набирают прочность. Так, уже на третий день бетон с добавкой 2 % хлорида кальция достигает в 1,7 раза большей прочности, чем бетон такого же состава, но без добавки. Особенно интенсивно возрастает прочность бетонов с добавками на пуццолановом и шлакопортландцементах.
Ускорители твердения сокращают время, требуемое для достижения бетоном критической прочности. При термосном выдерживании конструкций с большим модулем поверхности (более 8) во многих случаях выгодно применять бетонную смесь с добавкой 2 % хлорида кальция, который в таком количестве почти не оказывает корродирующего воздействия на арматуру. (Для предварительно напряженных конструкций применение хлоридных добавок не допускается). При этом срок выдерживания бетона до распалубливания сокращается.
Ускорители твердения, введенные в большем количестве (например, до 15 % массы цемента), резко понижают точку замерзания жидкой фазы бетонной смеси, и в результате процесс гидратации цемента не только не приостанавливается, а проходит даже при очень низких температурах наружного воздуха (до минус 35 °С). Такие добавки называют еще противоморозными.
При бетонировании армированных конструкций отдают предпочтение поташу и нитриту натрия, так как они не вызывают коррозии арматуры. Хлориды используют для бетона неармирован-ных конструкций.
Противоморозные добавки поташа и нитрита натрия применяют при безобо-гревном методе выдерживания сборно-монолитных железобетонных конструкций (марка бетона не более М300), а также при замоноличивании стыков сборных конструкций. Добавка поташа способствует интенсивному твердению бетона при температуре до минус 25° С, а добавка нитрита натрия — до минус 15° С.
Водные растворы солей готовят на горячей воде в виде концентрата плотностью (по ареометру) до 1,4. Расход цемента — не менее 250 кг на 1 м3 бетона; В/Ц = 0,5...0,65; осадка конуса — до 8 см. Надо иметь в виду, что добавка поташа сказывается на удобоуклады-ваемости бетонной смеси: она быстро теряет пластичность и начинает твердеть. Для замедления сроков схватывания рекомендуется вводить сульфитно-спиртовую барду (от 0,2 до 3 % массы цемента), добавка которой увеличивает период удобоукладываемости на морозе до 2...2,5 ч.
