Комплексные добавки для бетона
Комплексные добавки привлекают все большее внимание специалистов, о чем свидетельствуют Практика их применения и материалы Всесоюзной конференции, проведенной в апреле текущего гола.
Наиболее часто комплексные добавки используют для ликвидации нежелательного побочного действия, вызванного [ведением в бетонную смесь индивидуальных добавок, для усиления их основного положительного эффекта и для придания нм полифункциональности расширения спектра свойств бетона, на которые они могут оказать влияние. Большинство хорошо зарекомендовавших себя отечественных и зарубежных добавок относятся к комплексным. Следовательно, назрела необходимость выявления некоторых закономерностей и действии подобных добавок, что будет способствовать их успешному внедрению в производство.
Рассмотрим влияние некоторых двух- и многокомпонентных добавок, состоящих из продуктов, как сходных по своей природе и механизму действия, так ч существенно различающихся.
Пластифицирующий эффект обсспечивается главным образом органическими поверхностно-активными веществами (ПАВ) в результате снижения ими меж- фазовой энергии на границе твердой и жидкой фаз — о-2 11 их адсорбции на зернах вяжущих, и, особенно, новообразований.
При исследовании комплексных до банок установлено, что если вещества характеризуются сходной природой и механизмом нластнфпппрх кнцего действия, то эффект от их совместного введения не бывает выше, чем это требуется по принципу аддитивности (см. таблицу)-
Если комплексная добавка составлена из компонентов с разным механизмом пластификации Ими бетонной смеси, например из суперпластнфнкатора и электролита. то удастся реализовать эффект взаимного усиления их пластифицирующего действия (см. рисунок). Эти данные были получены при использовании цементов разного состава, а в качестве добавок — нитрита, нитрата, хлорида улхгллдол, №Л\ ъ «съептазтахллта та. итаххх; 1 ; 1 и ННХК в соотношении 1:1: 2 совместно с суперпластнфикатором нафталинформальдегидного типа НФ как на цементно-песчаных растворах, так и на бетонных смесях. Сделанный вывод относится и к применению в качестве компонентов добавок веществ, способных вступать в химические реакции.
Наиболее тех ни ко-экоиом и ческ и оправданным следствием эффекта взаимного усиления пластифицирующего действия каждого компонента комплексной добавки [1] является снижение расхода дефицитного суперпластификатора или более существенное, чем в случае введения индивидуальных добавок, уменьшение В/Ц с соответствующим повышением прочности бетона, в случае комбинации из СДБ и электролитов удается экономить 12—15% цемента. При введении электролитов в больших концентрациях комплексные добавки можно применять как противоморозные.
Кроме того, некоторые органические добавки могут ускорить процессы гидратации, протекающие и рампой стадии твердения цемента, и результате реакций ионного обмена или (карбоновые кислоты, некоторые амины л вещества со смешанными функциями). Однако обычно из-за адсорбции органических добавок превалируют процессы торможения растворения минеральных вяжущих веществ и возникновения новообразовании. Исключение составляют добавки суперпластификаторов, что позволяет вводить их в дозировке, превосходящей принятую для других органических веществ, без опасения за сильное изменение сроков схватывания к кинетики твердения цемента.
При действии двух и более добавок и сопоставимых количествах сроки схватывания цемента замедляются сильнее, чем при использовании однокомноиент- ных добавок, однако эффект взаимного усиления замедляющего действия обычно не наблюдается. Если же концентрация одной составляющей (гидрофобизирующей), значительно меньше, чем другой (гидрофилнзирующей), то сроки схватывания бетонной смеси определяются в первом приближении количеством последней. Добавки электро литов относятся, как правило, к ускорителям схватывания и твердения вяжущих. Механизм их действия достаточно изучен, известны и основные закономерности действия двух- и многокомпонентных добавок электролитов [3].
При совместном введении органических ПАВ и электролитов удается, варьируя дозировкой, добиваться практически любых реальных сроков схватывания цемента и темпов нарастания ранней прочность бетона [1, 3].
Таким образом, имеется наряду с улучшением реологических свойств смеси управлять кинетикой твердения бетона.
Органические ПАВ, снижая поверхностное натяжение на границе жидкость — газ вызывают воздухововлечение — особенно сильное при введении гидрофобизирующих веществ, адсорбция которых на вяжущих и новообразованиях — только первый этап, вслед за которым происходит хемосорбция (для некоторых кремний органических веществ в результате реакции с гидроксидом кальция наблюдается выделение пузырьков водорода).
Эксперименты [Ц свидетельствуют о юм, что при одновременном введении двух гидрофобизирующих добавок их воздухововлекающин эффект оказывается практически аддитивным. Поскольку такие добавки применяют в малых дозировках, результат согласуется с представлениями об неизбирательной бесконкурентной адсорбции на активных центрах зерен цемента и одновременно протекающих процессах хемосорбации на продуктах их гидратации.
Введение с водой затворения одновременною гидрофобизирующего и гидрофилизирующего веществ, например СНВ и СДБ, незначительно усиливает эффект воздухововлечения по сравнению с действием каждой добавки в отдельности — при концентрации последнего компонента не менее 0,1 % массы цемента и к практической аддитивности действия — при меньшей дозировке СДБ, либо ССБ [4].
При таком сочетании добавок удается получить заданное воздухововлеченис, величина которого, как и средние размеры пузырьков воздуха и равномерность их распределения в объеме бетона, становится малочувствительной к расходу цемента.
Наиболее целесообразно изготовлять важнейшие комплексные добавки на специализированных предприятиях xимической и нефтехимической промышленности, гарантирующцх соответствие А состава добавки требованиям ТУ или| ГОСТа. Однако в связи с многообразием решаемых задач некоторые комплексные добавки можно выпускать и о на предприятиях стройиндустрии, а так- , же на стройплощадках. при этом необходимо предусмотреть однородность вол времени состава компонентов комплекс- пых добавок для обеспечения стабнльность свойств бетонов.