Поликарбоксилаты добавка в бетон

Поликарбоксилаты добавка в бетон

Э то существенное достижение по сравнению с нафталином и пластификаторами на основе меламина. Также недавно был запущен в промышленное производство новый класс добавок, которые называются “добавками, контролирующими реологию” (RCA).

Внедрение SCC в США произошло примерно лет десять тому назад. Как тип бетона он, с одной стороны, оказался очень многообещающим, а с другой, создал немало проблем в том, что касалось производства надежного и однородного продукта. Но последние разработки позволили преодолеть эти причинявшие много хлопот проблемы, что сделало SCC более популярным среди подрядчиков.

Вот описание некоторых из способов, с помощью которых последние разработки позволили усовершенствовать этот продукт, который используют подрядчики.

Поликарбоксилаты, ориентированные на пользователя

Главным положительным свойством поликарбоксилатов и тем новым элементом, который они вносят в способ разработки добавок, является то, что ученые могут сначала решить, какие свойства они хотели бы видеть в суперпластификаторе, а затем конструировать молекулы для получения именно такого результата. До этого момента ученые экспериментировали с материалами, чтобы проследить их эксплуатационные характеристики. Но по прошествии времени стало известно, что множество факторов оказывает воздействие на то, как поликарбоксилаты влияют на поведение бетона, и компании-производители добавок долго работали над тем, чтобы решить все проблемы. В результате было объявлено о внесении множества изменений.

Добавки, контролирующие реологию ( RCA ), можно использовать для укладки экструдированного бетона или тротуара, формуемого с подвижной опалубкой с пониженной температурой, для обеспечения более качественного поверхностного покрытия с минимальными трудозатратами. Фото: BASF

В основном, изменения касаются осознания того факта, что условия использования бетона и цемента различаются от региона к региону, поэтому добавки на основе поликарбоксилата должны быть созданы так, чтобы обеспечивать одинаковые эксплуатационные характеристики для каждого региона. В число новых достижений входят:

  • Больший срок годности при хранении—бетон, который остается жидким или дольше не дает оседания;
  • Развитие большей прочности в ранние сроки твердения;
  • Продукт, который не дает дополнительного вовлечения воздуха в бетон;
  • Добавка, которая функционирует одинаково во всех регионах страны.

У всех суперпластификаторов на основе поликарбоксилата возникают одни и те же проблемы. Эти добавки могут по своей природе создавать нежелательно объемное вовлечение воздуха в бетон —воздуха, который не нужен для обеспечения устойчивости к замерзанию и оттаиванию. Вся хитрость заключается в том, что необходимо ограничить способность добавок создавать дополнительные объемы воздуха и при этом позволить добавкам, вызывающим вовлечение воздуха в бетон, создавать нужную структуру с воздушными пустотами. Имеющиеся в настоящее время на рынке продукты способны обеспечить такое действие.

Определение закладки распозающегося SCC измеряется по его “распределению”. Конус для определения подвижности бетонной смеси, наполненный бетоном, поднимается, и мерой распределения становится мерой распространения. На данном снимке представлено распределение примерно в 28 дюймов. Фото: Джо Нэсвик

Добавки, контролирующие реологию

RCA представляют собой новые добавки, предназначенные для бетонных смесей с медленным расползанием с диапазоном от 1 до 3 дюймов, таких как пористое дорожное покрытие или бетон, созданный при помощи скользящей опалубки при отрицательной температуре. Такой бетон обычно нельзя спустить по желобу из грузовика для перевозки готовой бетонной смеси просто своим ходом. А при добавлении RCA бетон будет перемещаться по желобу, и значительно лучше укладываться, он будет вести себя как 4-дюймовый расползающийся бетон. Это также позволяет избежать расползания бетона после укладки, что делает добавку идеальной для создания бетона при помощи скользящей опалубки при отрицательной температуре и операций с экструдированным бетоном.

Меняющийся мир SCC

Во времена, когда SCC еще только начинали использовать, полагали, что он сможет продвигаться самостоятельно на расстояние до 120 футов от места укладки. Тем не менее, практический опыт показал, что здесь можно говорить скорее о расстоянии в 60 — 80 футов от места укладки. Такая текучесть измеряется с помощью заполнения перевернутого (или же размещенного вертикально) конуса для определения подвижности бетонной смеси SCC и его подъема так, чтобы бетон мог течь на плоскую поверхность. Диаметр полученного образования измеряется как “распределение” смеси. Считается, что диапазон, характеризующий смеси в настоящее время, начинается с 18 дюймов, он расширяется до распределения в 32 дюйма, за пределами этого значения расслоение бетонной смеси начинает становиться существенным.

Основное проблемой при создании смесей SCC является придание им текучести без расслоения заполнителя, считает Сурендра Шах, директор Центра современных материалов на основе цемента Северо-западного университета в Иванстоне, Иллинойс. “Но разработка испытания для измерения расслоения для полевого применения дело не простое. Испытания должны быть научно обоснованы, и в то же время измерения в поле должны осуществляться просто”, — говорит он. Испытания для определения расслоения, которые соответствовали бы этим требованиям, все еще находятся в стадии разработки.

С самого начало существовало три исходных способа разработки смесей для SCC . Одним из методов является создание бетонных смесей с заполнителями с хорошо подобранным гранулометрическим составом. Они дают наименьшую степень расслоения, и для них обычно не требуется добавления дорогостоящих добавок, изменяющих вязкость ( VMA ). Более распространенный подход предполагает использование стандартных бетонных смесей с пропуском некоторых фракций крупных заполнителей наряду с VMA для управления расслоением. Вариант со смесями с пропуском некоторых фракций несколько дороже, но его используют регулярно, поскольку у многих производителей готовых фабричных смесей нет емкостей для хранения дополнительных заполнителей, которые нужны для смесей с пропуском некоторых фракций. Ричард Шечи, вице-президент по разработке новых продуктов компании Lattimore Materials , Маккинни, Техас, говорит, что его компания заинтересовалась SCC , еще когда о его появлении было впервые объявлено, и в настоящее время их стратегией является производство смесей SCC без VMA —90% производимых компанией смесей не содержат их.

Шечи также отмечает, что проектирование смесей SCC в значительно большей степени обусловлено спецификой применения. “Для того, чтобы удерживать затраты в разумных пределах, мы продаем SCC в соответствии с параметрами текучести, необходимыми для конкретного применения (по сравнению с тем, на что вообще способная данная смесь). Если подрядчику необходимо перемещать бетон всего лишь на 20 футов или же укладывать бетон в зону сильно насыщенную стальной арматурой, мы составляет пропорцию смеси, необходимую для данного применения”. При создании пропорции смеси в расчет принимаются следующие факторы: необходимый размер заполнителя, количество арматуры в месте укладки бетона, расстояние, на которое должен растекаться бетон в формах, будет ли бетон прокачиваться по шлангу, и если будет, то с какой скоростью, а также расстояние до места проведения работ от бетономешалки.

Иногда существует мнение, что смеси SCC дают большую усадку, чем другие традиционные расползающиеся смеси. Но Шечи считает, что это не так. Любая бетонная смесь с высокими концентрациями цемента дает большую усадку, чем какая-либо из смесей с меньшим содержанием цемента, независимо от того, является ли она смесью SCC или нет. По словам Шечи, это, в какой-то мере, связано с наличием в составе смеси очень крупных заполнителей, а также с гранулометрией заполнителя. Когда используют SCC для получения хорошего твердения при укладке с большими количествами стальной арматуры, самый крупный заполнитель обычно имеет размер камня 3/8- или ½ дюйма для того, чтобы бетон мог перемещаться между компонентами арматуры. Смеси, в которых размеры гравия меньше, требуют более высокого содержания цемента в смеси, так что здесь может возникнуть проблема увеличения усадки. Но Шечи добавляет, что в его компании часто создают соотношения смесей с наибольшим размером заполнителя 1 дюйм, 1½ дюйма и даже 3 дюйма, и в результате требуется меньшее количество цемента и образуется меньшая усадка.

В прошлом существовали проблемы с однородностью SCC от партии к партии, а также между продуктами в различных регионах страны. Но Шечи говорит, что в настоящее время такой проблемы более не существует. Он отдает должное современным разработкам в области суперпластификаторов на основе поликарбоксилата.

Какое все это может иметь значение

Несомненно, изобретение суперпластификаторов на основе поликарбоксилата является одним из наиболее значительных открытий в области добавок, которые были сделаны за последние годы. Они обеспечивают огромные преимущества по сравнению с существующими продуктами, но они могут создавать и некоторые дополнительные проблемы, которые были рассмотрены выше. К счастью, за период реализации на рынке они претерпели существенные положительные изменения, поскольку они основаны на сконструированных молекулах. В число усовершенствований входит увеличение времени, отводимого на выполнение работы, и получение более высокой однородности продукта при любом месте использования. Это именно те добавки, которые обеспечивают возможность создания SCC .

Читать еще:  Чем приклеить оргалит к бетону

RCA в настоящее время еще только начинают реализовываться на рынке, так что сложно сказать, каково будет их воздействие, и в каких областях они будут реализовываться с наибольшей эффективностью. Имеются существенные преимущества для использования бетона с очень небольшим расползанием, который позволяет осуществлять хорошее уплотнение бетона вокруг арматуры и обеспечивает более качественное конечное покрытие при минимальных трудозатратах.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка добавок для бетонов, цемента, ССС можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков « Рынок добавок для бетонов, цемента и сухих строительных смесей в России ».

полимерs поликарбоксилатов и полиакрилатов

300 р/м3,
— хорошо работают только на высоких марках, где много цемента, либо требуют дополнительных компонентов (тоже не очень то и дешёвых в отдельных местностях),
— оптимальная дозировка находилась в некоторых случаях почему то совсем не в рекомендуемом диапазоне,
— некоторые не слабо замедляют, а при передозе цемент не схватывается даже по прошествии суток,
— из разных представительств добавки с идентичным названием, но по плотности и эффективности (на одном цементе и инертных) почему-то отличались .
Вот такие чудеса
В итоге перешли опять на старый-добрый супер.

140 р/кг жидкого в-ва. А акрилатам я совсем внимания не уделил, т.к. при заказе образцов (название писать не буду дабы не создавать антирекламу) сами сотрудники сказали дословно «не очень хорошо работают» (видимо они имели ввиду на нашем сырье) В чём собснна потом и сам убедился. Единственное что понравилось — жизнеспособность (сохранение подвижности) действительно было на высоте.
По поводу передозировки — когда подбирал в своё время дозировку СП-1, дошёл до 1%, и минус заключался только в расслоении, на следующий день образцы были твёрдые.
Про экономию на цементе в сравнении с супером слышал много раз от менеджеров. На практике ощутить к сожалению не удалось.
Может быть в сравнении с каким нибудь С-3 посредственного качества, развабленного ЛСТ (это и к вопросу про замедление) экономия и проявится Но в сравнении с СП-1 (по крайней мере тем, что нам привозят) экономии нет 100%. Потому что разница в цене — 1 порядок, а разница в эффективности оооочень от этого далека. При этом на гиперах при таком малом водосодержании бетон получается совершенно другой по реологии. Очень густой и плотный, течёт и выгружается медленнее.
Одним словом, для особых бетонов всё это — особопрочных, самоуплотняющихся. А про такие только столичные строители и слышали, и то объёмы их пока гораздо меньше обычного товарняка.
Сам жду с нетерпением когда цена гиперов станет адекватной и качество цемента позволит на них работать. Если с цементом подвижки уже видны, то с добавками . А на те, что появились что то страшновато пока переходить

1.Действительно, при применении добавок, особенно на основе поликарбаксилатов точно дозировать воду без датчика в смесителе очень трудно. Поэтому мы применяем высокоточные цифровые микроволновые датчики фирмы Hydronix HM-06 (погрешность 0,1%) в смесителе и HP-02 для песка и тонкую доливку воды через расходомер. Кроме того, для повышения эффективности применения добавки мы используем последовательное введение воды и добавки через форсунки.
2..На сайте белорусской компании скт-стандарт (г.Гомель) http://www.skt-standart.ru/production/7 приведено:
“Добавки для бетонов на основе поликарбоксилатов «ХИДЕТАЛ-ГП-9» являются добавками последнего поколения из всего ряда добавок, разработанных в мире.
Напомним историю создания добавок для бетонов в свете роста их качественных технологических свойств:
На основе снижение воды или цемента до
лигносульфонатов 30-е годы 1-е поколение 10%
глюконатов 40-е годы 2-е поколение 10%
нафталинов (С-3) 70-е годы 3-е поколение 20%
меламинов 80-е годы 4-е поколение 20%
полиакрилатов 90-е годы 5-е поколение 30%
поликарбоксилатов с 2000 года 6-е поколение 40%
Как видите, наша компания производит добавки самого последнего уровня разработки в мире “.
Правда, там же характеристики добавки ГП-8 на основе полиакрилатов полностью совпадают с характеристиками добавки ГП-9 стоимость, которой 45-50руб за кг, поэтому непонятна разница в поколениях.
К сожалению, в Гомель очень трудно дозвонится, а Российские менеджеры ответить, в чем разница не могут. Мы собираемся попробовать эту добавку.
Стоимость добавок Зика для вибропрессования действительно доходит до 700руб. на куб. Нам она очень понравилась, но не понравилась стоимость.

3. Вместо С-3 мы используем для укладки бетона экструдером Sika ViskcoCrete -20HE, стоимость 7-10 руб. на куб. Для обычного бетона, мы предпочитаем вместо С-3 использовать белорусскую добавку Универсал-П2 она дешевле и эффективней.
Хотелось бы узнать, когда на рынок выйдут Российские компании. Может быть, у них цены будут ниже. Правда верится в это с трудом.

ПОЛИКАРБОКСИЛАТЫ: ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА

В последние годы в строительной практике при изготовлении бетонов нового поколения все большее применение находят высокоэффективные поликарбоксилатные суперпластификаторы. Они интенсивно исследуются многими ведущими фирмами, уже выпускающими в промышленных масштабах целый ряд подобных добавок, получивших коммерческое название «гиперпластификаторы», поскольку реальные возможности снижения водоцементного отношения (до 40%) и разжижения бетонной смеси у них значительно выше, чем у традиционных полиметиленнафталинсульфонатов (ПНС) и полиметиленмеламинсульфонатов (ПМС).

В основу молекулярного дизайна при создании высокоэффективных водорастворимых карбоцепных суперпластификаторов положена такая химическая модификация карбоксилсодержащих полимеров, которая позволяет ввести в эти макромолекулы длинные боковые олигоалкиленоксидные цепи через образование соответствующих сложноэфирных или амидных групп. Это обеспечивает практически неограниченные возможности контроля химического и физического поведения полимеров и их взаимодействия с цементными частицами посредством изменения длины основной и боковой цепи, электрических зарядов, плотности боковых цепей, свободных функциональных групп.

В литературе описаны многочисленные подобные карбоцепные полимеры, по форме макромолекулы получившие название «гребнеобразных».

В частности, особую роль эти суперпластификаторы приобрели при изготовлении самоуплотняющихся (8СС) и самонивелирующихся (8ЬС) бетонных смесей, реактивных порошковых бетонов (КРС), которые открывают новый весьма перспективный этап в технологии бетонов. Собственно, лишь с появлением поликарбоксилатных суперпластификаторов стало реальным широкое производство и применение этих модифицированных бетонов.

Как правило, основой карбоцепных полимеров служат акрилаты и метилметакрилаты. Впервые эти добавки были получены в начале 80-х годов и достаточно быстро завоевали заметное место на рынке. Строение их молекулы представлено на рисунке.

Здесь К! — Н, СН3; К2 — полиэфирные цепи; X — полярные (например, СМ) или ионные группы (например, 8О3).

В самом общем виде, химический состав современных поликарбоксилатных суперпластификаторов смешанной функциональности нового (уже четвертого с момента их появления) поколения можно представить следующей структурной формулой:

Однако, возможно использование и других мономеров. Так, например, химическое строение полученных российскими специалистами карбоксилсодержащих сополимеров оксиэтилированного аллилового спирта и малеиновой кислоты можно выразить следующей формулой:

Оптимизацию химического состава, молекулярной массы и молекулярно-массового распределения таких карбоксилсодержащих суперпластификаторов осуществляют, используя при синтезе бинарных сополимеров как индивидуальные производные оксиэтилированного аллилового спирта с различным числом звеньев окиси этилена, так и смеси этих производных, взятых в разных молекулярных соотношениях. В частности, варьирование температуры синтеза карбоцепных сополимеров и его продолжительности, концентрации мономерной смеси и инициатора радикальной полимеризации позволяет оптимизировать такие характеристики бинарных сополимеров, как молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение, а также выход готового продукта.

Как известно, механизм действия традиционных суперпластификаторов связан с их адсорбцией на гидратных новообразованиях (прежде всего, гидроалюминатах), причем продолжительность пластифицирующего действия обеспечивается избытком суперпластификатора в жидкой фазе. Образование адсорбционного слоя приводит к дефлокуляции, изменению электрокинетического потенциала и, как следствие, к увеличению объема дисперсионной среды и сил электростатического отталкивания.

В основе действия поликарбоксилатов лежит другой механизм — стерическое отталкивание боковых цепей адсорбированных макромолекул (см. рис.) при отсутствии ярко выраженного влияния ^-потенциала на пластифицирующую способность.

Важно подчеркнуть, что поликарбоксилаты адсорбируются преимущественно на гидросульфоалюминатах, но дальнейшее фазообразование приводит к практически полному подавлению пластифицирующего действия за счет «перекрывания» зон стерических эффектов. Таким образом, при «проектировании» молекулы суперпластификаторов важно учесть конкурентные скорости адсорбции и гидратации-фазообразования для того, чтобы обеспечить необходимую продолжительность их действия и, следовательно, сохраняемость бетонных смесей. Поэтому современные продукты содержат, как правило, молекулы нескольких типов, действие каждого из которых начинается в строго определенное время.

Оптимизация химической структуры поликарбоксилатов за счет применения нанотехнологий («сборки» молекул заданного строения) обеспечивает лучшее использование всего вводимого количества суперпластификаторов, что заметно снижает их дозировку, а также позволяет минимизировать их чувствительность по отношению к химическому составу цемента. Так, например, уменьшение водопотребности бетонной смеси определяется электрическими зарядами и боковыми цепями, сохраняемость, связанная со скоростью адсорбции полимеров на частицах цемента, — функциональными мономерами, а развитие ранней прочности бетона — формой (конфигурацией) полимерной молекулы, в целом.

Читать еще:  Как ставить маяки для стяжки пола

Следует иметь в виду еще один важный аспект, связанный с использованием поликарбоксилатов. Эти продукты имеют достаточно высокую поверхностную на границе раздела «жидкость-газ», т.е. проявляют заметное воздухововлекающее действие. Поэтому все промышленные формы поликарбоксилатных суперпластификаторов содержат компоненты, подавляющие этот эффект!’Это важно учитывать, если появляется необходимость применения воздухововлекающих добавок для повышения морозостойкости бетона, поскольку при этом можно использовать только специальные их виды.

Другой особенностью проектирования состава бетона с поликарбоксилатами является необходимость увеличения доли песка в смеси заполнителей и особые требования к гранулометрии заполнителей, в целом.

Поликарбоксилаты обеспечивают весьма высокую сохраняемость бетонной смеси, что делает их весьма привлекательными для монолитного строительства и при продолжительном транспортировании бетонной смеси. В то же время, отсутствие заметного влияния специальных видов поликарбоксилатов на кинетику твердения в процессе ТВО открывает перспективу их применения и в индустрии сборного железобетона. Понятно, что подход к «конструированию» их молекулы при этом меняется: в первом случае важно замедлить схватывание и ускорить набор прочности сразу после укладки, а во втором — обеспечить хорошую удобоукладываемость при максимальном снижении водосодержания бетонной смеси, что, в свою очередь, обеспечивает высокую скорость твердения и значительное повышение прочности бетона.

Эти новые возможности позволили развить концепцию всеобъемлющего контроля характеристик бетона (То1а1 РегГогтапсе СоШго! — ТРС), начиная от реологии свежеприготовленной смеси и заканчивая долговечностью и другими строительно-техническими свойствами конструкции, а также придти к новому рубежу -направленному синтезу «адаптивных», приспособленных к требованиям технологии и исходным материалам, поликарбоксилатов («ТаПог» тас!е Рпх1ис1:8).

Это особенно важно в условиях, когда, в силу известных и понятных причин, значительно возрастает объем применения смешанных цементов, минеральных добавок, наполнителей, вторичного сырья («зеленых» цементов и бетонов), наноматериалов и других продуктов, заметно повышающих адсорбцирнную емкость твердой фазы.

Три других новых направления развития поликарбоксилатов — создание «сшитых», «гиперразветвленных» и гибридных («привитых») продуктов. Схематически эти новые «семейства» изображены на рисунках.

«Сшитые» поликарбоксилаты за счет регулирования скорости гидролитического расщепления двух основных цепей в щелочной среде позволяют в очень широком диапазоне регулировать сохраняемость бетонной смеси, поскольку количество «активного» продукта в жидкой фазе может постоянно «подпитываться» при конвертировании основного продукта в «нормальные» поликарбоксилатные гиперпластификаторы.

Годовое потребление поликарбоксилатов в мировой промышленности строительных материалов составляет сегодня около 150 тыс. т (для сравнения: суммарное потребление ПНС и ПМС — 550 тыс.т, а лигносульфонатов — 700 тыс.т), однако несомненно, что с учетом всех возможностей этих продуктов и существующей сырьевой базы — это только начало.

Экспериментальные материалы на примерах введения поликарбоксилатных добавок в бетон

Влияние добавки Мурапласт FK63.3

На примере экспериментального материала с добавкой поликарбоксилата Мурапласт FK63.3 представляется возможность следующих обобщений.

  • 1. Минеральный продукт, каким является цементный камень, и органический компонент (супер-, гиперпластификатор) — малосовместимые объекты, в связи с чем нередко имеют место замедление темпов твердения и снижение конечной прочности пластифицированного бетона, причем это снижение находится в прямой зависимости от количества введенного ПАВ. В то же время возможность уменьшения расхода воды при сохранении требуемой удобоукладываемости позволяет в итоге не только нейтрализовать указанные недостатки, но и значительно повысить прочность и плотность бетонов.
  • 2. Механизм действия пластифицирующих добавок вряд ли существенным образом связан с какими-либо химическими превращениями. Взаимодействие между цементом и ПАВ имеет, скорее, физическую, а точнее, электростатическую природу. При введении в цементную систему полярные молекулы ПАВ адсорбируются активными точками клинкерных зерен, удерживаются своими полярными группами на поверхности гидратирующихся цементных частиц, создают стерический эффект отталкивания, являющийся сегодня основной причиной длительного сохранения жизнеспособности бетонных смесей.
  • 3. Не совсем ясна суть явления «посадочное место» для полимерной добавки.

Как же осуществляется электростатическое взаимодействие (контакт) макромолекул с твердой фазой — поверхностью исходных (безводных) клинкерных частиц: на предварительно адсорбированном слое ионов кальция или гидратированной экранной оболочке, и даже на высокодисперсных гидроновообразованиях вне цементного зерна?

Существует мнение, что традиционные суперпластификаторы (С-3) адсорбируются на гидратных новообразованиях (преимущественно гидроалюминатах), поликарбоксилаты же — на гидросуль- фоалюминатах. Если это так, то в чем заключается причина такой избирательности адсорбционных действий? Уточнение отмеченных аспектов важно как для понимания механизма явления, так и рационального применения пластифицированных бетонов.

Представление относительно адсорбции «посадочного места» полимера (добавки) на гидратированных продуктах (в том числе гидроалюминатах и гидросульфоалюминатах) вступает в некоторое противоречие с экспериментом:

  • • не заметны принципиальные отличия пластифицирующего действия поликарбоксилатной добавки, например Мурапласта FK63.3 (Bauchemie Russia, г. Санкт-Петербург), в различных дисперсных минеральных системах (рис. 3.24), где возникновение указанных гидратированных продуктов маловероятно;
  • • образование гидратированных соединений возможно после определенного подготовительного (индукционного) периода для химических преобразований, в то время как пластифицирующий эффект проявляется мгновенно;
  • • задержка с введением в цементный состав пластифицирующей добавки должна оказывать более благоприятное действие на разжижающий эффект вследствие повышения в системе количества гидратированных продуктов, что также не нашло опытного подтверждения;
  • • «лежалые» цементы, бесспорно, содержат в своем составе гамму гидратированных новообразований (гидросиликатов, гидроалюминатов и др.), однако их пластифицирующий результат оставляет желать много лучшего.

Однако решающее влияние на пластифицирующее действие оказывают дисперсность минеральных частиц, соответствие формирующегося на границе раздела фаз поверхностного заряда размеру и массе зерен. Например, пластификация просматривается даже в случае применения обычного немолотого кварцевого песка — здесь введение пластификатора приводит не к повышению связности и текучести смеси, а к ее мгновенному водоотделению и расслоению.

«Посадочными местами» макромолекул полимерной добавки, по всей вероятности, являются не гидроалюминаты и гидросульфоалю- минаты, а другие энергетически ненасыщенные зоны, в роли которых выступают скопления заряженных вакансий, атомы внедрения

Рис. 3.24. Действие поликарбоксилатного гиперпластификатора в различных минеральных системах

и замещения, различные функциональные группы, микродефекты, разрывы химических связей, атомная «шероховатость», в том числе активные центры клинкерных минералов — неустойчивые связи ионов кальция.

Адсорбированные молекулы добавки совместно с высокоорганизованной «полярной» средой формируют на границе раздела фаз пространственный двойной электрический слой с мощным электро- кинетическим потенциалом, обеспечивающим электростатическое отталкивание частиц цемента (и иных тонкодисперсных минеральных продуктов), раздвижку, пластификацию, повышенную текучесть составов.

Механизм действия пластифицирующих добавок, а также сопровождающие твердение цементных систем свойства и явления (начальное расширение, периодические спады структурной прочности, снижение пластической прочности при введении хлористого кальция или, наоборот, лавинообразное упрочнение структуры при использовании ускорителя схватывания — поташа, «ложное» схватывание цемента и многое другое), как и сам процесс гидратации цементных минералов и структурообразования цементного камня, — звенья одной цепи. Особенностями кристаллохимического строения силикатов кальция, «замороженности» состояния и тем самым метастабильности их высокотемпературной структуры и определяется электроповерхностный характер их взаимодействия с теми или иными компонентами.

На рис. 3.25 и 3.26 представлены кривые пластической прочности (тепловыделения) цементного теста на новороссийском портландцементе с различными В/Ц и содержанием пластифицирующих добавок С-3 и упомянутого гиперпластификатора. Минимальное содержание добавок не оказывает заметного влияния на качественный

Рис. 3.25. Кинетика структурной прочности цементного теста с различным

Рис. 3.26. Кинетика структурной прочности и тепловыделения цементного теста с гиперпластификатором Мурапласт FK63.3

ход процесса. В то же время анализ кривых структурной прочности и тепловых эффектов свидетельствует о независимости процесса твердения цементных систем и времени наступления гидратации (отмечены на рис. 3.25 и 3.26 пунктирными линиями) от присутствия пластифицирующих добавок.

В присутствии поликарбоксилатов имеет место «стерическое» отталкивание боковых цепей адсорбированных макромолекул. Макромолекулами добавки покрывается незначительная часть поверхности клинкерных частиц (рис. 3.27), а их основная часть участвует в обычной гидратации. При пониженной вязкости системы сопровождающие твердение явления (самоорганизация системы, «скачки» структурной прочности и др.) делают контроль этих явлений невозможным принятыми методами испытаний.

Для гиперпластификаторов важна степень «свежести» цемента. На рис. 3.26 показано, что применение пластифицирующих добавок для «лежалых» цементов малоэффективно. В процессе длительного хранения происходит гидратация цемента влагой окружающей среды, снижение количества поверхностных активных центров, ухудшение условий адсорбционного взаимодействия молекул ПАВ с твердой фазой, соответственно, уменьшение пластифицирующего эффекта.

В то же время повышенное содержание пластифицирующей добавки резко снижает интенсивность структурообразования, ухудшая конечные прочностные свойства бетонов, способствуя их различию по слоям. Причина этого явления очевидна, поскольку механизм действия пластификатора (электростатическая раздвижка клинкерных зерен с мощным одноименным поверхностым зарядом) и естественный структурообразующий процесс (самоорганизация системы под действием развивающегося в межзерновых пустотах вакуума) имеют «обратное действие».

Целесообразность повсеместного и безоглядного использования данных пластифицирующих таких продуктов вызывает сомнение. Для ответственных несущих конструкций применение органических и синтезированных пластификаторов должно быть ограничено. Во

Читать еще:  Как покрасить забор из бетона

Рис. 3.27. Схема адсорбции (1) и общий вид макромолекул поликарбонатной добавки (2), блокирующих поверхность цементного зерна (поданным В.Р. Фаликмана) всяком случае, необходимо учитывать возможность деструкции микробетона в эксплуатационный период.

Суперпластификаторы и пласитфикаторы бетонов

Компания «Технопласт» разработала новый вид пластификаторов и полифункциональных добавок для бетона, так называемых модификаторов бетона, которые позволяют экономить цемент и получать новые для отечественного рынка и более эффективные бетонные смеси (самоуплотняющиеся бетоны, литые бетонные смеси с высокими эксплуатационными качествами).

«Реокон» гиперпластификатор

«Реокон» гиперпластификатор на основе чистых поликарбоксилатов. Продукт производится по ТУ 5745-009-58985443-08.

Применение

  • Применяется в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций с высокими требованиями к лицевой поверхности, ранней распалубочной и высокой проектной прочности;
  • Для производства литых самоуплотняющихся бетонов;
  • Для производства высокопрочных бетонов;

Внешний вид и свойства

Представляет собой жидкость медово-красного цвета с концентрацией не менее 20%.
Продукт пожаро- и взрывобезопасен.

Техническая эффективность

  • Дозировка 0,5-2,0 % от массы цемента
  • Водоредуцирующая способность (снижение расхода воды) 30% и более; Предотвращение водоотделения и расслаиваемости бетонных смесей и увеличение подвижности смесей при низком В/Ц;
  • Увеличение плотности бетона тем самым повышая водонепроницаемость, морозостойкость и долговечность изделий из бетона;
  • Не вызывает коррозию арматуры;
  • Уменьшает внутренние напряжения и усадку;
  • Позволяет достичь высокой прочности без термо-влажностной обработки (пропаривание);
  • Снижает расход цемента (до 35%).

Реонафт гиперпластификатор

Описание продукта

Суперпластифицирующая добавка Реонафт продолжает линейку добавок на основе поликарбоксилатов. Представляет собой смесь модифицированных поликарбоксилатов с различной длинной боковых цепей, органических регуляторов схватывания и твердения. Механизм действия Реонафт основан на адсорбции ее молекул на частицах цемента. Возникающие силы электростатического отталкивания не позволяют частицам сближаться и образовывать конгломераты, также присутствует и пространственный эффект, за который отвечают боковые цепи, являющиеся частью молекулы. Сумма этих двух эффектов приводит к высокому водоредуцирующему действию, при высокой сохраняемости бетонной смеси, до 6 часов.

Внешний вид и свойства

Реонафт выпускается в жидком виде в диапазоне концентраций от 20 до 30%. Представляет собой раствор светлого, светло-янтарного цвета.
Продукт пожаро- и взрывобезопасен.

Применение

  • Применяется при производстве высокомарочных бетонов, мостов и ведении дорожного строительства;
  • Для производства литых самоуплотняющихся бетонов (СУБ);
  • Для производства высокопрочных бетонов;
  • Для изготовления бетонных смесей, предназначенных для изготовления предварительно напряженных несущих конструкций;
  • Для транспортировки бетона на большие расстояния (высокая сохраняемость);
  • Для бетонов с высоким показателем водонепроницаемости ( W20)

Техническая эффективность

  • Дозировка 0,5-2,0 % от массы цемента, точное количество добавки следует подбирать в лаборатории путем проведения пробных замесов.
  • Водоредуцирующая способность (снижение расхода воды) 30% и более;
  • Увеличение подвижности смесей при низком В/Ц;
  • Увеличение плотности бетона тем самым повышая водонепроницаемость, морозостойкость и долговечность бетона;
  • Повышение подвижности от П1 до П5;
  • Увеличение прочности на сжатие, во все сроки твердения до 40 %;
  • Не вызывает коррозию арматуры;
  • Уменьшает внутренние напряжения и усадку;
  • Снижает расход цемента (до 35%).
  • Сохраняемость бетонной смеси до 6-8 часов.

Приблизительные составы бетона для цемента М-500 с использованием добавки Реокон:

Эта добавка относится к суперпластификаторам и водорецедирующим добавкам 1-ой группы. Она представляет собой полимер еннафталинсульфонатов натрия с повышенным содержанием высокомолекулярных фракций. Важной характеристикой суперпластификатора Супранафта является пониженное воздухововлечение в бетонную смесь и отсутствие несвязанного формальдегида. Продукт производиться по ТУ 5745-333-05800142-2008.

Применение: Супранафт используется на объектах промышленного, жилищного и дорожного строительства. Используется в производстве бетона с повышенной сохраняемостью при монолитном строительстве, а также при строительстве сооружений с высокой степенью армирование и объектов из бетона классов В25-В60. Супранафт легко смешивается с другими суперпластификаторами.

Свойства: Добавка для бетона изготовляется в сухом (растворимый в воде порошок коричневого цвета) и в жидком виде (коричневый водный раствор с концентрацией 35%). Эти суперпластификаторы не содержит едких и вредных веществ, обладает улучшенным пластифицирующим и водоредуцирующим действием. Суперпластификаторы Супранафт относится к 3-му классу безопасности по ГОСТ 12.1-007. Он не проявляет воздухововлекающего действия и агрессивности по отношению к арматуре. По потребительским свойствам и технической эффективности она относится к 1 группе пластифицирующих и водоредуцирующих суперпластификаторов.

Технические характеристики

  • диапазон оптимальных дозировок -0,4-0,8%.
  • добавка в бетон снижает расходы цемента на 15%.
  • повышение подвижности бетонных смесей – с П1 до П5.
  • водоредуцирующая способность добавки 20-25%.
  • при водоредуцировании прочность бетона повышается
  • жизнеспособность бетонных смесей – до 3 ч.

Упаковка и поставка: в жидком виде добавка в бетон, концентрацией не меньше 35%, перевозится наливом в автоцистернах. Также ее можно транспортировать в железнодорожных цистернах, металлических или пластиковых флягах и бочках. В сухом виде добавку перевозят в бумажных мешках с полиэтиленовым вкладышем.

Условия хранения: 1 год с даты изготовления.

Ориентировочные составы бетонов для транспортного строительства

* для обеспечения морозостойкости дополнительно вводилась противоморозная добавка КЭ

Свойства бетона с добавкой Супранафт, использованного при бетонировании плиты перекрытия транспортного пересечения Беговой улицы с Ленинградским проспектом

Супрапласт

Это комплексная добавка — суперпластификатор для товарного бетона. Она представляет собой нафталинформальдегидный суперпластификатор, который совмещен с компонентами из синтетики, ускоряющими затвердевание цементных систем. С помощью Супрапласта производят бетон из смесей, сохраняющих подвижность П4-П5 до 80 мин. без расслоения.

Эта добавка в бетон по своей эффективности не уступает пластификаторам и водоредуцирующим добавкам повышенной эффективности. В основе добавки находятся модифицированные лигносульфонаты с нормированным молекулярно-массовым распределением и минимальным содержанием редуцирующих веществ. Суперпластификатор «Алпласт» характеризуется отсутствием дополнительного воздухововлечения в бетонную смесь. Диапазон оптимальных дозировок лежит в пределах 0,2 – 0,3% от массы цемента. Водоредуцирующая способность составляет 10 – 15%. Применение данного суперпластификатора экономит 12-15% цемента. Обеспечивает высокую подвижность от П1 до П4-П5. По сравнению с другими суперпластификаторами, использование Алпласта позволяет увеличить плотность бетона до 40 — 80 кг/м3.

Эта добавка для бетона считается интенсификатором твердения сборного железобетона. Семпласт – это кальциевые соли синтетических полиоксикарбоновых кислот. Семпласт применяют при производстве сборных ЖБИ и конструкция согласно различным технологиям. Уплотняющий эффект Смемпласта на бетон и модифицирующее действие добавки на поровую структуру позволяют существенно увеличить прочностные характеристики бетона. Добавка в бетон остается эффективной при температурах от 40оС до 90оС. Диапазон оптимальных дозировок этого суперпластификатора – для сборного железобетона (в зависимости от подвижности и режима ТВО) 0,16 – 0,4% от массы цемента.

Это добавка-замедлитель для бетона. ЗТВ очень эффективный замедлитель твердения бетона, он совместим с любой из добавок для бетона, перечисленных выше. Обеспечивает сохранение подвижности П4-П5 при высокой температуре в течение 3-х часов с сохранением опалубочной прочности через 24 часа. Она необходима для длительной перевозки бетона, а также незаменима при строительстве в жарком и сухом климате. Добавку дозируют в воду затворения и в бетонную смесь в виде раствора. Суперпластификатор ЗТВ практически не обладает запахом и является абсолютно безопасной добавкой. Наибольшую эффективность ЗТВ получает при перемешивании ее с бетоном в бетоносмесителях типа Teka.

Семпласт-Крио

Эта противоморозная добавка в бетон согласно ГОСТ 24211. Она включает в себя смесь электролитов на Са/Nа –основании, кальциевые соли полигидроксикарбоновые кислоты и полиатомные спирты. Противоморозная добавка позволяет обеспечить набор механической прочности даже зимой. Не вызывает высолообразований. В состав противоморозной добавки Семплат-Крио не входят хлориды. При длительном хранении не происходит кристаллизация компонентов. Противоморозные добавки производятся по ТУ 5870-003-58985443-02.

Применение: противоморозная добавка для бетона Семлпаст-Крио используется с целью не допущения замерзания бетона при транспортировке до момента укладки. Данный продукт особенно необходим в зимних условиях. Противоморозная добавка Семлпаст-Крио способна обеспечить процесс гидратации цемента даже при -15 С. Важным моментом является равномерность ее распределения, которая должна осуществляться в соответствии нормативными требованиями. Дозировка зависит от температуры окружающей среды и условий твердения бетона на стройплощадке.

Свойства: противоморозная добавка Семпласт-Крио представляет раствор с минимальной концентрацией 30% светло-коричневой окраски. Она оказывает на состояние арматуры в бетоне пассивирующее влияние. Данная противоморозная добавка, обладает слабыми пластифицирующими и водоредуцирующими характеристиками. Она обеспечивает высокую удобоукладываемость в ранние сроки твердения даже в условиях мороза. Такая противоморозная добавка станет незаменимой при изготовлении сборно-монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций в условиях неотапливаемого полигона.

Условия хранения: 1 год с даты изготовления. Доставка осуществляется в готовой к применению форме.

Противоморозные добавки не имеют раздражающего запаха и удобны в применении.

Гиперпластификаторы являются последним поколением суперпластификаторов на основе поликарбоксилатных полимеров. По строению это привитые сополимеры. Отличаются они тем, что диспергирование (дефлокуляция, разрушение агломератов, пластификация и т.д.) происходит по электростерическому принципу (электротатическое + стерическое (пространственное) диспергирование (отталкивание мелких частиц). В зависимости от условий синтеза получаются разные продукты, поэтому внутри торговой марки может быть много абсолютно разных продуктов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector