Ускорители и замедлители твердения. Специальные цементы

Замедлители схватывания и противоморозные добавки бетона

Некоторое замедление схватывания может быть полезно для монолитного бетона: при длительном транспортировании смеси или возникновении перерывов в ее укладке. В ряде случаев оно позволяет избежать рабочих швов бетонирования. Замедлители могут быть применены и при бетонировании в жаркую погоду.Известными замедлителями являются сахара (глюкоза, фруктоза и т. д.), кормовая сахарная патока, неочищенные лигно-сульфонаты (содержащие сахара). Используются и другие добавки (лимонная кислота, глюконат натрия и т. д.). Некоторые пластифицирующие добавки также замедляют схватывание бетона (например лигносульфонаты). Дозировки замедлителей схватывания невелики: 0,1-0,15% от массы цемента, — а эффект, регулируемый расходом добавки, может быть весьма значительным: замедление схватывания от нескольких часов до нескольких суток, а при передозировке — вообще на неопределенное время. Даже ограниченное замедление гидратации цемента в бетонной смеси обычно распространяется и на твердение бетона, вызывая меньший рост прочности в раннем возрасте.Эффект добавок — замедлителей, как и многих других добавок, зависит от характеристик цемента, температуры смеси и ряда других факторов, поэтому их дозировку следует определять в эксперименте. При этом учитывается не только замедление схватывания, но и влияние добавок на кинетику твердения бетона.По ГОСТ эти добавки должны обеспечивать замедление схватывания бетона на 30% и более при снижении прочности в возрасте 28 суток не более чем на на 5%.

Добавки-замедлители схватывания могут использоваться и при внезапно возникших задержках при доставке или укладке бетонной смеси. Водителю автобетоносмесителя следует иметь с собой раствор добавки-замедлителя и данные о связи дозировки и замедляющего эффекта.

Противоморозные добавки

Применение противоморозных добавок является одним из приемов зимнего бетонирования. Он может осуществляться отдельно или в комплексе с другими приемами (метод термоса или различные способы дополнительной подачи тепла в отформованный бетон). В последнем случае роль противоморозных добавок ограничивается защитой бетонной смеси от замерзания при ее доставке и укладке.Физической основой применения противоморозных добавок является снижение температуры замерзания воды при растворении в ней соли. Упрощенно можно представить, что ионы соли «мешают» построению кристалической решетки льда при понижении температуры воды. Поэтому чем больше концентрация раствора, тем ниже температура его замерзания.Понижение температуры замерзания достигает —21 °С (при концентрации раствора 23%). Определив максимальную отрицательную температуру, при которой бетонная смесь не должна замерзать, по диаграмме находят требуемую для этого концентрацию раствора. Добавку в этом случае лучше рассчитывать в процентах к воде затворения. Это дает более надежные результаты, так как именно концентрация соли в воде определяет температуру замерзания. На практике чаще относят добавки к цементу (особенно комплексные). При этом следует учитывать, что чем выше будет В/Ц смеси, тем ниже концентрация соли в воде и выше температура замерзания смеси.В качестве противоморозных добавок используются в основном те же соли, что применяются для ускорения твердения бетона. Учитывая ограничения по применению хлористых солей и в этой области основная тенденция — применение бесхлоридных добавок.Противоморозные добавки используют, как правило, в виде комплексов. В частности, их комбинация с пластификаторами позволит снизить В/Ц и дополнительно ускорить твердение бетона, что особенно важно при зимнем бетонировании.

ГОСТ предусматривает два варианта применения противоморозных добавок:

для «холодного» бетона и раствора: обеспечение твердения при отрицательных температурах. В этом случае добавки должны обеспечивать до замораживания бетона в зависимости от его класса набор 30—50% от 28-суточной прочности контрольного бетона нормального твердения;
для «теплого» бетона и раствора: обеспечение зашиты смесей от замерзания на время от изготовления до укладки и подачи внешнего тепла. При этом должен обеспечиваться набор не менее 95% 28-суточной прочности контрольного бетона нормального твердения.

Следует отметить, что противоморозные добавки не только предохраняют смесь от замерзания, но и обеспечивают ее твердение при отрицательных температурах. Но скорость твердения достаточно мала.

www.uniexo.ru

Замедлители

Замедление схватывания цементного теста может быть достигнуто введением в смесь специальных веществ — замедлителей. Они также, как правило, замедляют твердение теста, хотя некоторые соли могут ускорять схватывание и в то же время снижать интенсивность роста прочности.

Применение замедлителей целесообразно при бетонировании в жарких условиях, когда в результате воздействия повышенной температуры нормальные сроки схватывания сокращаются. Замедленное твердение, вызываемое замедлителями, может быть использовано для получения архитектурной отделки бетонных элементов. Для этого замедлитель наносят на внутреннюю поверхность стенок формы, что способствует замедлению твердения прилегающего к стенкам слоя цемента. После распалубки форм пограничный слой бетона вычищают, при этом бетонная поверхность приобретает текстуру заполнителя.

Замедляющее воздействие оказывают сахар, производные углеводов, растворимые цинковые соли, растворимые соли борной кислоты и др. На практике наиболее часто применяют те замедлители, которые являются одновременно и пластифицирующими добавками. Применяя замедлители, необходимо уделять особое внимание их правильной дозировке, так как в противном случае они могут препятствовать схватыванию и твердению бетона. Известны случаи получения, казалось бы, необъяснимого снижения прочности бетона, когда для перевозки проб заполнителей в лабораторию были использованы мешки из-под сахара или когда для транспортирования свежеприготовленной бетонной смеси были использованы мешки из-под черной патоки.

Выявлено, что при добавке к цементу сахара в количестве лишь 0,05% веса цемента прочность бетона в суточном возрасте снижается до нуля и в 3-суточном возрасте-—до 50% прочности того же бетона без добавки сахара. Однако результаты различных исследований являются весьма противоречивыми. Например, сообщалось, что аналогичное количество сахара повышает 3-суточную прочность на 10%, а прочность в более позднем возрасте — на 20%. Тем не менее из-за замедленного схватывания интенсивность роста прочности в первые трое суток была пониженной. Возможное объяснение этих противоречий может заключаться в том, что замедленное схватывание способствует образованию более плотного геля и, следовательно, получению повышенной конечной прочности. Из-за этих противоречивых данных сахар обычно не применяют в качестве замедлителей. Несомненно, что весьма желательно предварительно при практическом применении определить действие конкретного замедлителя на пробных замесах, приготовленных на том цементе, который будет использован в строительстве.

Практическое применение сахара возможно для предупреждения схватывания цемента, например в тех случаях, когда вышедшие из строя бетоносмеситель или шламбассейн нельзя быстро освободить. Однако избыток сахара может дать и противоположный эффект. Несмотря на невысокую прочность, быстросхватывающийся цемент с трудом удаляется из емкостей.

Замедляющие добавки для бетона

Оглавление:

Замедлители

Механизм действия замедлителей

Дополнительное назначение добавок для бетона

Виды замедляющих добавок для бетона

Любой бетон подвергается воздействию на всех жизненных циклах, начиная с транспортировки на объект, заканчивая эксплуатационным периодом. В состав бетонной смеси входят стандартные компоненты, на которые тоже оказывается действие внешними и внутренними факторами, поэтому для защиты как составов в целом, так и его компонентов в смеси вводятся определённые добавки в количестве до 10% от общей массы. Эти добавки обеспечивают массу функций и имеют различное значение, действуя в определённых условиях. Рассмотрим некоторые из них:

Замедлители

В каких случаях используют добавки-замедлители

Задача добавок для бетона в первую очередь защита от разрушительных воздействий и поддержания оптимальных свойств, ускорение реакций и усиление действия компонентов, но не всегда. Существую случаи, когда добавки призваны замедлить процесс, такую функцию несут замедлители, увеличивая время затвердевания раствора. Опишем наиболее популярные случаи их применения:

— при изготовлении высокомарочных смесей.

В таких бетонах содержание вяжущего компонента очень высоко. Это позволяет, как увеличить прочность будущего бетона, так и параллельно ускоряет процесс твердения, тем самым сокращая промежуток на доставку, заливку и должную укладку высокомарочных смесей.

— транспортировка смеси на длительные расстояния и в условиях интенсивного движения. Порой автобетоносмесители и миксеры не справляются со своей задачей, если требуется длительная перевозка в трудных дорожных условиях. Применение замедлителей даёт дополнительное время на осуществление обязательных процедур без потери качеств смеси.

— поэтапная заливка бетона.

Крупные строительные конструкции требуют иногда поэтапной заливки, так как количество бетона, форма или технология заливки не позволяют сделать это единожды. При этом смесь должна находиться в своем состоянии длительное время. Чтобы не допустить образования холодных швов вследствие потери раствора текучести, применяются добавки для замедления.

Существуют и другие случаи применения добавок замедления, но они менее распространены.

Механизм действия замедлителей

Механизм действия этих добавок весьма прост. Причиной затвердевания бетона является взаимодействие цемента и воды и задача замедлителя блокировать это воздействие на некоторый период до наступления необратимого затвердевания. Иными словами, добавки замедляют процесс гидратации состава, тормозится гидролиз клинкерных минералов, что задерживает схватывание и не позволяет составу раньше времени затвердеть. Обычно процесс схватывания удаётся отложить на несколько часов.

Дополнительное назначение добавок для бетона

Задача добавок не только защищать смесь, но и сохранять её свойства и характеристики. Поэтому к замедляющим добавкам можно отнести и водопонизители, которые снижают концентрацию воды, тем самым замедляя гидратацию.

Замедляющие добавки не только уменьшают скорость схватывания бетона, они также влияют на его подвижность, увеличивая длительность этого процесса. Так же как и влияние температуры, на подвижность и смещение схватывания влияют замедляющие добавки. При выборе последний необходимо учитывать температурный фактор и что он может повлиять на запланированные процессы.

Замедлители для бетона могут также влиять на скорость твердения смеси на начальном этапе её застывания, уменьшая её. Это необходимо при химических взаимодействиях с составом, когда в результате выделяется большое количество тепла. Это допустимо при небольших заливках, но на крупных объектах резкая потеря тепла может повлиять на свойства бетона.

Виды замедляющих добавок для бетона

К конкретным веществам, способствующим замедлению процесса схватывания и затвердения, относят следующие виды:

Линамикс П 120 (90)
Линамикс СП-180
Линамикс ПК
Линамикс РС
Полипласт Ретард
Линамикс ПК тип 2

Эти замедлители выполняют не только прямую функцию. Порой замедляющие добавки для бетона применяют в комбинации с другими добавками для достижения нескольких задач.

rus-stroy.net

ГЛАВА 2. Специальные цементы

Ускорители и замедлители твердения

Некоторые свойства цемента можно изменить, если применить соответствующие добавки, что позволит уменьшить использование специальных цементов. Промышленность выпускает большое число таких веществ. Их влияние на свойства цемента указывается фирмами-изготовителями, однако конкретное действие каждой добавки должно быть тщательно проверено перед ее непосредственным применением. В этой книге будут рассмотрены только два основных и хорошо проверенных типа добавок: одного ускорителя и одной группы замедлителей. Ускоряющее или замедляющее воздействие относится к росту прочности, но не к схватыванию цемента.

Хлористый кальций

Введение хлористого кальция в состав бетонной смеси повышает интенсивность нарастания прочности, и этот ускоритель применяют при необходимости бетонирования при пониженных температурах (в районах с температурой от —11 до —7° С) или при срочном ремонте.

Хлористый кальций повышает скорость тепловыделения смеси в течение первых нескольких часов: по-видимому, он является катализатором реакции гидратации C3S и C2S. Гидратация С3А при введении хлористого кальция в некоторой степени замедлена, однако нормальный процесс гидратации цемента не нарушается. Хлористый кальций может быть добавлен к быстротвердеющему и обычному портландцементу. Чем выше скорость твердения самого цемента, тем раньше проявляется действие ускорителя. Однако хлористый кальций нельзя использовать с глиноземистым цементом. Быстротвердеющий портландцемент в результате добавки СаСЬ может достичь прочности 70 кгс/см2 в возрасте 1 суток, в то время как обычный портландцемент может достичь этой прочности только на 3—7-е сутки. К 28-суточному возрасту прочность быстротвердеющего цемента с добавкой и без добавки СаС12 практически одна и та же, но обычный портландцемент с добавкой СаС1г обладает большей прочностью, чем без добавки.

Результаты исследований, проведенных Хикки на цементах различных типов, приведены на рис. 2.12. Полагают, что на величину длительной прочности бетона добавка СаС12 не влияет. Хлористый кальций обычно сильнее способствует повышению прочности в ранние сроки жирных смесей с низким водоцементным отношением, чем тощих смесей.

Количество СаСЬ, вводимое в состав смеси, следует тщательно контролировать. При вычислении требуемого количества можно считать, что добавка 1% веса цемента (СаСЬ) оказывает на скорость твердения такое же воздействие, как повышение температуры на 6°. Добавка хлористого кальция в количестве 1—2% является обычно достаточной. Хлористый кальций ускоряет схватывание, и чрезмерное количество СаСЬ может вызвать мгновенное схватывание. Ниже приведены данные, показывающие влияние СаСЬ на сроки схватывания. Добавка СаС12, ускоряя схватывание, полезна при ремонтных работах, например когда течь воды должна быть быстро остановлена.

Важно, чтобы хлористый кальций был равномерно распределен в смеси, лучше всего это достигается путем растворения добавки в воде затворения перед ее введением в бетоносмеситель. Целесообразно предварительно готовить концентрированный раствор

В тех случаях, когда существует опасность снижения долговечности бетона в результате внешнего воздействия, добавка хлористого кальция не рекомендуется. Например, стойкость цемента к сульфатной агрессии снижается в результате добавки СаСЬ, особенно у тощих смесей. Если заполнитель является реакционноспособным, имеется повышенный риск возникновения реакции щелочи с заполнителем. Однако когда эта реакция эффективно контролируется применением низкощелочного цемента и введением активных минеральных добавок, влияние СаСЬ очень мало. Еще одно отрицательное влияние добавки СаСЬ заключается в том, что она увеличивает усадку примерно на 10% и, возможно, увеличивает также ползучесть. Хотя добавка СаСЬ снижает опасное воздействие мороза в течение первых нескольких дней после укладки бетона, морозостойкость бетона с воздухововлекающими добавками в более позднем возрасте ухудшается, что подтверждается данными, приведенными на рис. 2.13. С другой стороны, выявлено, что СаСЬ повышает стойкость бетона к эрозии и истиранию, причем эта стойкость сохраняется в любом возрасте.

Возможность коррозии арматурной стали в результате добавки в бетон хлористого кальция пока недостаточно изучена, однако Бюро США по рекламации — крупный потребитель бетона — считает, что пока нет доказательств, что применение хлористого кальция в надлежащем количестве отрицательно влияет на коррозию арматуры К В более пористом бетоне, полученном с использованием высокого водоцементного отношения, некоторая коррозия арматуры наблюдается в раннем возрасте, однако она не прогрессирует. Выявлено, что применение хлористого’кальция ведет к коррозии предварительно напряженной проволоки, поэтому его не следует применять при производстве предварительно напряженного железобетона. То же самое относится к пропариванию, так как имеется серьезная опасность сильной коррозии арматуры. Однако, когда подвергают пропариванию неармированный бетон, СаС12 повышает прочность бетона и позволяет использовать повышенную скорость подъема температуры для сокращения сроков твердения.

Влияние хлористого натрия менее интенсивно, чем хлористого кальция. К тому же влияние NaCl менее устойчиво, также отмечаются снижение теплоты гидратации и сбросы прочности к 7-суточному и более позднему возрасту. Поэтому применение NaCl нежелательно.

Замедлители