30-11--0001 | Добавки в бетон, производство тротуарной плитки, пластификаторы

Добавки - пластификаторы бетонных смесей

Добавки к бетонам, нашедших наиболее широкое применение в производстве бетона и железобетона, на первом месте стоят пластифицирующие добавки. Объясняется это высокой эффективностью данного вида добавок, отсутствием отрицательного действия на бетон и арматуру, а также доступностью и невысокой стоимостью. Наибольшее применение из этого вида добавок приходится на лигносульфонаты - отходы целлюлозно-бумажного производства. При изготовлении железобетонных конструкций стремятся к получению удобоукладываемой смеси при минимальных расходах цемента и водоцементного отношения. Это связано с необходимостью получения экономичных составов бетона требуемой прочности. Решение этой задачи в полной мере возможно только при использовании химических добавок, регулирующих реологические свойства бетонной смеси. Добавки, регулирующие реологические свойства бетонных и рас-творных смесей в большинстве своем представляют поверхностноактивные вещества (ПАВ).

Типичными представителями добавок ПАВ с ярко выраженными пластифицирующими свойствами являются добавки на базе отходов или побочных продуктов целлюлозно-бумажной промышленности (ССБ, СДБ, ЛСТ) и суперпластификаторы -СП (С-3, 10-03, МФАС-100П и др.). Добавки этой группы наиболее эффективны в бетонных смесях с относительно высоким расходом цемента. Введение в бетонную смесь ПАВ гидрофильного типа повышает молекулярное сродство частиц цемента к окружающей среде (раствору), а также способствует развитию адсорбционных оболочек водного раствора на поверхности частиц цемента. Адсорбируясь на зернах цемента и поверхности гидратных новообразований, ПАВ проявляют себя не только как пластификаторы, но и как замедлители твердения. Замедление твердения и структурообразования в присутствии большинства добавок ПАВ происходит в результате уменьшения диффузии воды через адсорбционную оболочку. Скорость гидратации цемента в присутствии ПАВ зависит от химического состава добавки и ее концентрации. Технические лигносульфонаты, как правило, существенно замедляют гидратацию цемента. В тоже время некоторые СП обладают прямо противоположным свойством. Одним из специфических процессов взаимодействия гидрофильных добавок пластифицирующего типа с цементом является пептизация, в результате которой удельная поверхность цемента существенно возрастает (в 1,5-2 раза). Одновременно с этим возрастает и седиментационная устойчивость суспензий, что приводит к уменьшению водоотделения бетонных смесей.

Однако проявление отмеченной выше особенности ПАВ зависит от их концентрации в воде затворения. При малых дозировках ПАВ гидрофильного типа наблюдается усиленная пептизация флоккулированных агрегатов цементных зерен вследствие образования адсорбционных слоев и усиленное диспергирование зерен цемента в процессе его гидратации. Вследствие увеличения числа частиц в единице объема и не полной их стабилизации происходит сетчатая коагуляция цементных частиц и гидратных новообразований с возникновением структурированной системы, в результате водоудерживающая способность системы повышается. При введении добавок в больших дозировках все частицы твердой фазы покрываются коллоидно-адсорбционными слоями молекул ПАВ. В результате затрудняется доступ воды к поверхности гидратирующегося цемента, что приводит к замедлению гидратации и структурообразования. Все пластифицирующие добавки в соответствии с классификацией ГОСТ 24211-2003 относятся к первой группе добавок и по величине пластифицирующего эффекта подразделяются на четыре разновидности:

Ниже будет рассмотрены основные виды суперпластификаторов, их характеристика и назначение.

Действие пластифицирующих добавок, например, лигносульфонатов (ЛСТ, ЛСТМ и др.) связано, прежде всего, с диспергирующими и дефлокулирующими способностями этих добавок как поверхностноактивных веществ (ПАВ). Пластификаторы и СП предотвращают слипание отдельных частиц, несколько замедляют коагуляцию новообразований, при этом высвобождается некоторое количество воды, которое обычно поглощается цементными флоккулами и коагуляционными структурами. Добавки пластификаторов разжижают бетонные смеси, поэтому требуемая пластичность смеси достигается при меньшем расходе воды и цемента, чем без добавки пластификатора. Основные области применения суперпластификаторов - изготовление бетона с высокой непроницаемостью, улучшенным качеством поверхности и пониженной усадкой, что обеспечивает значительный экономический эффект.Технико-экономическая эффективность применения суперпластификаторов, а также определение эффективности пластифицирующих добавок рассмотрены отдельно.