logo
Матеріалознавство

8.6 Добавки

Добавки (ДСТУ БВ.2.7-65-97) необхідні для регулювання властивостей бетону та економії цементу. За функціональним призначенням та основним ефектом дії розрізняють добавки, що регулюють властивості бетонних і розчинних сумішей, в тому числі пластифікуючі, стабілізуючі, водоутримуючі, добавки, що поліпшують перекачування сумішей; добавки поризуючі (повітровтягувальні, піноутворювачі та газоутворювачі); добавки, що регулюють процеси тужавіння і твердіння (сповільнюють або прискорюють) та добавки, які змінюють характер процесів структуроутворення бетону та надають йому спеціальних властивостей (протиморозні, гідрофобізуючі).

Пластифікуючі добавки збільшують рухливість, тобто знижують жорсткість суміші, не погіршуючи міцності бетону. Щоб визначити ефективність дії добавки, готують суміш з осіданням конуса (ОК) 2...4 см. При введенні відповідної добавки значення ОК зростає і, залежно від досягнутого результату, добавку відносять до однієї з чотирьох груп:

I — суперпластифікатори, які збільшують ОК від 2...4 до 20 см і більше;

II — сильнопластифікуючі з ОК до 14...19 см;

  1. — середньопластифікуючі з ОК до 9...13 см;

  2. — слабопліастифікуючі з ОК менш як 8 см.

Як пластифікатори широко використовують поверхнево-активні речовини (ПАР), які найчастіше одержують із вторинних продуктів та відходів хімічної промисловості.

За характером дії розрізняють гідрофільно- та гідрофобно-пластифікуючі добавки.

Представником гідрофільно-пластифікуючих добавок є ЛСТ (лігносульфонат технічний). Як у рідкому, так і у твердому вигляді, ЛСТ легко розчиняється у воді і додається в бетонну суміш у кількості 0,1...0,5 % від маси цементу, тобто витрата його на 1 м3 бетону становить 0,5…1,0 кг.

Використання пластифікаторів дозволяє поліпшити легкоукладальність бетонної суміші (при незмінній міцності бетону) та збільшити міцність бетону за рахунок зниження витрати води (при незмінній витраті цементу).

До гідрофобно-пластифікуючих добавок належать милонафт, ҐКЖ-10 (етил-силіконат натрію), ГКЖ-94 (етилгідросилоксанова рідина). Ці добавки застосовують для бетонів із низькими витратами цементу. Внаслідок використання цих добавок знижується водопоглинання та підвищується морозо- та корозійна стійкість бетону.

Суперпластифікатори — це синтетичні полімерні речовини, що використовуються в кількості 0,1...1,2 % від маси цементу, і відрізняються сильним розріджувальним ефектом, час дії якого обмежується строком 2...3 години від моменту введення. Суперпластифікатори умовно поділяють на 4 групи:

Найбільшого поширення набули добавки С-3, Дофен, 10-03, 40-03, ЛСТМ, ОП-7, Мельмент, Компласт, Релаксол, Динамон.

Прискорювачі твердіння призначені насамперед для скорочення строків розпалублення конструкції при монолітному бетонуванні, а у виробництві збірного залізобетону - для зменшення часу теплової обробки виробів та збільшення оборотності форм.

Найпоширенішими в практиці прискорювачами є: хлорид кальцію СаС12, сульфат натрію Na2SO4, поташ К2СО3, нітрати кальцію Ca(NO3)2 та натрію NaNO3. Дія цих прискорювачів полягає в тому, що вони знижують розчинність гідроксиду кальцію Са(ОН)2, який утворюється при гідратації цементу.

Іноді застосовують і комбіновані добавки, наприклад нітрит-нітрат кальцію, нітрит-нітрат-хлорид кальцію.

Для сповільнення тужавіння цементу застосовують добавки, які одночасно зменшують водопотребу суміші та витрату цементу, наприклад, органічні сполуки (ЛСТ) та кремнієорганічні рідини ГКЖ-10 і ГКЖ-11.

Як протиморозні добавки в умовах зимового бетонування застосовують хлориди кальцію і натрію, поташ, дія яких грунтується на зниженні точки замерзання води. Чим нижча температура твердіння, тим вища концентрація цих добавок повинна бути у воді замішування.

Повітровтягувальні добавки зменшують поверхневий натяг води й при перемішуванні бетонної суміші сприяють втягуванню найдрібніших повітряних бульбашок. Бетонна суміш при цьому має кращу легкоукладальність, а затверділий бетон — підвищену морозостійкість. Якщо вміст повітря у бетонній суміші не вищий ніж 4...5 %, то міцність бетону практично не знижується. Підвищення морозостійкості пояснюється тим, що повітряні бульбашки в затверділому бетоні виконують роль резервного об'єму для води, яка замерзає, і попереджають виникнення внутрішніх напружень від тиску льоду.

Представниками цих добавок є смола нейтралізована повітровтягувальна (СНП) та смола деревна омилена (СДО).

Добавки поліфункціональної дії (комплексні) дають змогу одночасно регулювати кілька властивостей бетонної суміші та бетону. Наприклад, комплексна добавка ЛСТ+СНП пластифікує бетонну суміш і підвищує морозостійкість бетону; добавка ЛСТ+СаС12 пластифікує суміш, прискорює твердіння бетону та скорочує витрати цементу.

Широкого розвитку добавки цієї групи набули під час впровадження у промисловість суперпластифікаторів, більшість з яких по суті є комплексними добавками на основі поверхнево-активних речовин. Наприклад, суперпластифікатор С-3 поряд з головним компонентом — продуктом конденсації нафталінсульфокислоти та формальдегіду містить невелику кількість лігносульфонатів та сульфату натрію. Зазвичай до суперпластифікаторів додають хлорид, нітрат та глюконат кальцію, тіосульфат і бікарбонат натрію, лігносульфонати, поліоксиетилен, карбоксиметилцелюлозу, синтетичні мікропіноутворювачі, солі винної кислоти, похідні сахарів та інші речовини. Введення до суперпластифікаторів додаткових компонентів дозволяє регулювати час тужавлення і кінетику набору міцності бетону, подовжує термін легкоукладальності бетонної суміші, зменшує водовідділення та розшарування бетонної суміші, регулює порову структуру у напрямку зменшення кількості відкритих пор, що сприяє підвищенню щільності, водонепроникності, міцності, морозостійкості та корозійної стійкості.

Контрольні запитання