Эффективность применения комплексных добавок из ПАВ и электролитов
Эффективным способом повышения качества и долговечности бетона является применение комплексных добавок, состоящих из ПАВ и электролитов, которые обладают полифункциональным действием и не вызывают коррозии арматуры в железобетонных сооружениях и изделиях, подвергающихся тепловой обработке либо твердеющих в естественных условиях. Введение ПАВ и электролитов в бетон позволяет регулировать его структурообразование, повышать нерасслаиваемость, уменьшать водоотделение бетонных смесей, сокращать продолжительность их вибрирования и уплотнения. Путем введения ПАВ и электролитов можно улучшать свойства бетонов практически на всех вяжущих, в том числе на напрягающем цементе.
Полученные данные нарастания прочности бетона на портландцементе Ульяновского завода, твердевшего в нормальных условиях, показали, что скорость его твердения при ВЩ=0А с введением комплексной добавки 0,15% СДБ + I % NaN03 на начальных стадиях твердения (до 4 ч) несколько больше, чем скорость твердения бетона без добавки с ВЩ = 0,3 (см. рисунок)- Такой ход нарастания прочности бетона при введении комплексной добавки свидетельствует об их эффективности, особенно при необходимости получения быстротвердсющих и высокопрочных материалов.
Влияние добавок СДБ в комплексе с электролитами (МаМОз, Na2S04, ННХК и др.) изучали на бетонах, приготовленных иа портландцементе марки М 400 завода «Гигант» (минеральный состав клинкера в %: C3S—59, C2S -1,1 С3А— II, C4AF—13).
Результаты испытаний бетонов (табл. 1), приготовленных иа портландцементе завода «Гигант», с комплексными добавками после твердения в нормальных влажных условиях и после тепловой обработки до режим 2+3+6+1 ч при изотерме 80°С приведены в табл. 2. При использовании комплексных добавок из СДБ и электролитов (NaN03 или Na2S04) экономию цемента и улучшение качества бетона можно достигнуть прн минимальном расходе электролита, который в зависимости от условий твердения составит 0,3—0,5% массы цемента. Для ускорения твердения в нормальных условных, сокращения продолжительности тецловой обработки и повышения прочности бетона расход электролита NaN03 или Na2S04 увеличивается до 1% в составе комплексной добавки с СДБ.
Так, введение в состав комплексной добавки 0,1% NaN03 через 1 .сут нормального твердения снимает эффект стабилизации, вызываемый СДБ. При этом прочность повышается иа 12% по сравнению с прочностью бетона без добавки. Такой же эффект дает добавка 0,3—0,5% Na2SO введение 0,3% NaN03 и 0,3% Na2S04 в состав комплексной добавки позволяет получить через 4 ч после тепловой обработки прочность бетона не ниже прочности бетона без добавки. В этом случае достигается экономия 9% цемента- Введение 0,5—1% указанных электролитов повышает прочность бетона через 4 ч после тепловой обработки на 19— 22%, что позволяет сократить продолжительность тепловой обработки бетона и увеличить скорость возведения монолитных сооружений и оборачиваемость опалубки на заводах сборного железобетона. Введение комплексных добавок СДБ+электролит повышает также прочность бетона в возрасте 28 сут после твердения в нормальных условиях и после тепловой обработки по сравнению с прочностью бетона без добавки.
Таким образом, в зависимости от производственной необходимости количество вводимых в бетон электролитов NaNOs, Na2S04 и др. в составе комплексной добавки должно составлять 0,3—1% и не превышать 1,5%.
При введении комплексных добавок из ПАВ и электролитов можно получить бетон высокой морозостойкости. При испытании по ускоренной методике при —60°С морозостойкость фетона с комплексными добавками, подвергнутого тепловой обработке по режимам 2+3+6+.I и 0+2+4+1 ч (при изотерме 80°С), в 4—II раз больше морозостойкости бетона без добавки. Испытания образцов, подвергнутых тепловой обработке по жесткому режиму 0+2+4+1 ч, показали, что при введении в бетон комплексных добавок из СДБ+ПаЫОз, СДБ+Са (NOJ)2 или СЛБ+Ха+О,, и да (при сокращенна расхода цемента на 9—12%)) получается бетон марки по морозостойкости Мрз 300—500, а добавок СНВ+Ca(N03)2 или ГКЖ-94+Са (N03) 2 — бетон марки Мрззг 1000 при испытании по стандартной методике .
За последние годы организациями Минмонтажспеистроя СССР возведено большое число сооружении из бетонов с химическими добавками. Трестом Спецжелезобетонстрой построено более 1000 железобетонных труб высотой от 100 до 320 м, а также башенные градирни, силосы, копры; трестом Шахтспецстрой — стволы шахт; трестом Гидроспецфундаментстрой — гидротехнические сооружения. Прн этом сокращен расход цемента на 10% и повышены качество и долговечность сооружений.
На Очаковском заводе ЖБК ДСК.-2 были подобраны составы бетона марки М 200 с комплексной добавкой 0,15% СДБ+0,5 — 1 % NaN03 для кассетных установок (подвижность бетонных смесей 14 см). Расход цемента первоначально был сокращен при введении добавки с 400 до 380 кг на 1 м3 бетона. Прочность бетона с комплексной добавкой через 4 ч после тепловой обработки по режиму 0+3+7 + 0 ч (при изотерме 80°С) составила 17,6 МПа, при сокращенном режиме тепловой обработки 0+3+5+0 ч - 15.3 МПа. Прочность бетона без добавки, пропаренного по режиму 0+3+7+0 ч, была равна 10,6 МПа. На заводе была запроектирована, изготовлена и смонтирована установка для приготовления воды затворения с комплексной добавкой емкостью 100 м3.
На ТЭЦ-23 Мосэнерго возведена в скользящей опалубке дымовая труба высотой 250 м из бетона с добавкой 0,15% СДБ -f-0.5 — I % NaNOs. Применение этой добавки позволило сократить расход цемента на 40%, улучшить качество бетонных смесей и затвердевшего бетона, а также ускорить нарастание прочности бетона в летних условиях и прн тепловой обработке в зимних условиях. Указанную добавку используют в бетоне, укладываемом в ствол трубы высотой 320 м Рязанской ГРЭС. На некоторых стройках применяют комплексные добавки из 0,15% СДБ + +0,5%Na2SO 0,15% СДБ+1% Ca(NOsh; 0,15—0,2% СДБ+1% ННХК.
На основании полученных результатов исследований и производственного опыта Минмонтажспеистроя СССР и Минэнерго СССР составлена таблица рекомендуемых химических добавок, в которой количество электролитов уменьшено в 2—4 раза. Таблица включена в «Рекомендации по применению химических добавок в бетоне» (см. «Бюллетень строительной техники», 1976, № 10).
Выводы
Комплексные добавки из ПАВ и электролитов NaN03, Na2S04, Ca(N03)3, ННХК и др. снимают стабилизирующий эффект ПАВ и ускоряют твердение бетона в нормальных температурно-влажностных условиях на 10—45% и при тепловой обработке на 25 — 35%, а также позволяют применять жесткие режимы. При этом сокращается расход цемента на 9—12%. улучшаются свойства бетонных смесей и повышается морозостойкость бетона (Мрз 23= 500— 1000). Количество электролита в составе комплексной добавки в бетоне уменьшается в 3—6 раз и должно быть в пределах от 0,3—0,5 до i%, но не более 1.5%.
Сокращение количества электролитов в составе комплексных добавок позволяет использовать хлористые соли в количестве 0,3—0,5%. Уменьшение количества вводимых электролитов в составе комплексных добавок устраняет возможность образования высолов, а также снижает стоимость добавок.
Применение химических добавок повысит культуру производства бетона, и железобетона.