Состав пластификатора для бетона: Пластификатор для бетона: добавки и их состав

При изготовлении наливной самовыравнивающейся стяжки для пола, пластификатор, — любое моющее средство, известь, плиточный клей – способствует сокращению потерь влаги, облегчает укладку материала, повышает качество готового покрытия

Пластификатор для тротуарной плитки подготавливается следующим образом:

• жидкое мыло растворяют в тёплой воде (в пропорции 1:3). Раствор перемешивается, отстаивается два часа и вводится в тесто;
• порядок закладки компонентов в бетономешалку: вода, песок, краситель, щебень, цемент, пластификатор, фибра.

Использование пластификаторов, изготовленных своими руками, не гарантирует того, что готовое изделие будет обладать полной функциональностью. Используя такие призвольные добавки, мастер идёт на риск. Если необходимо получить качественный бетон, в домашних условиях профессионалы рекомендуют применять присадки заводского производства.

Дополнительные рекомендации

Опытные мастера предлагают прислушаться к следующим рекомендациям:

• ПАВы вводятся в рабочую смесь после предварительного растворения в воде;
• лучше использовать компоненты, не дающие обильной пены. В обратном случае необходимо дождаться её усадки;
• известковые растворы рекомендовано использовать в местах с высокой влажностью. Они обладают гидроизоляционными свойствами, в результате чего происходит защита цоколя и фундамент дома, улучшается износостойкость и устойчивость к температурным перепадам;

Пластификатор для бетона — цена

Минимальные финансовые издержки подразумевают использование непрофессиональных добавок. Если мастер не уверен в надёжности такого бетона, можно обратить внимание на пластификатор С3, купить который можно по доступным ценам.

При производстве формовочных бетонных изделий, железобетона, монолитов рекомендовано использовать пластификатор для бетона С3, цена которого начинается от 55 р/кг.

Для обустройства стяжек, кладки используется комплексный пластификатор для бетона, купить («Леруа Мерлен») который доступен по стоимости от 65 р/кг. Пластификатор для тротуарной плитки (цена соответствует предыдущей) также доступен в сетях, специализирующихся на продаже строительных и ремонтных товаров.

Как используется пластификатор для бетона своими руками показано в видео:

Книги по теме:

свойства, состав, виды ⋆ Прорабофф.рф

Приготовление бетонного раствора ранее ограничивалось использованием всем известных компонентов, из-за чего при определённых условиях наблюдалось расслоение поверхности или образование трещин.

Все огрехи отводились качеству цемента, хотя зачастую это не соответствовало действительности. Ошибка была в том, что застройщики добавляли слишком большое количество воды для получения более пластичного раствора. Это позволяло создавать сложные архитектурные формы и уплотнять массу в опалубных конструкциях. Лишняя влага и есть та причина, из-за которой снижалось качество готового бетона. В целях получения пластичного материала и улучшения его свойств были разработаны различные добавки, называемые пластификаторами.

Функция добавок пластификаторов

Пластификаторы улучшают текучесть рабочей смеси без использования большого количества воды. Это снижает силу сцепления частиц раствора, защищает от расслаивания бетонную поверхность в период эксплуатации. Использование добавок даёт возможность экономно расходовать цемент, так как при понижении водного ингредиента его массовая доля также уменьшается.

Химический состав добавочного компонента достаточно сложный, поэтому специалисты рекомендуют придерживаться установленных пропорций при обогащении рабочего смеси. Полезная информация всегда указывается на этикетке и сопроводительных документах.

Пластификатор для бетона зачем нужен:

Пластифицирующие компоненты обладают следующими свойствами:

• увеличивают прочность стяжки на 20-30%;
• выталкивают пузырьки воздуха на поверхность, тем самым уплотняя заливку;
• улучшают показатели влагонепроницаемости и морозостойкости;
• упрощают процесс выполнения заливки;
• способствуют быстрому высыханию смеси.

Кроме того химически соединения добавок не вступают в реакцию с металлическими элементами, не вызывают образования коррозии. При заполнении опалубки бетонной смесью отпадает необходимость использовать вибратор, с уплотнением справляется пластификатор. Полученная бетонная поверхность повышенной плотности прогревается равномерно, что немаловажно при обустройстве системы «тёплый пол».

Пластификатор для бетона и для чего он нужен видео

Виды пластификаторов добавок

Рынок строительных материалов представляет большое количество различных пластификаторов, которые классифицируются по назначению:

• для стяжки;
• для цементной смеси;
• для бетона;
• для полимеров;
• для гипса;
• для тёплого пола и т. д.

Характеристика базовых свойств ложится в основу разделения химических составов на следующие виды:

• модификаторы и водухопривлекающие;
• морозоустойчивые;
• замедлители процесса затвердевания;
• ускорители процесса затвердевания;
• самоуплотняющие раствор.

Новинкой подобной продукции стали суперпластификаторы, которые обладают несколькими свойствами. Комплексное воздействие на рабочую смесь существенно улучшает её качество, снижает трудоёмкость выполнения монтажа, повышает прочность создаваемой поверхности.

Добавки также отличаются консистенцией. Наиболее качественной продукцией считаются:

• пастообразный состав, который получен в результате нейтрализации жирных кислот древесного пека с использованием едкого натра;
• гидрофобизирующая жидкая смесь;
• продукт в виде порошка, полученный в результате нейтрализации отходов клееварочных/ кожевенных предприятий с помощью едкого натра, и обогащения растительными ингредиентами.

Правила применения добавок для бетона

При добавлении в рабочую смесь пластификаторы должны тщательно перемешиваться. Способствовать быстрому растворению активных компонентов будет вода, которой замешивается раствор. Её температура не должна быть ниже 30°С. Готовому замесу нужно дать время выстояться, чтобы дать соединиться химическим веществам. Время отстоя указывается на этикетке пластификатора. При достижении рабочего состава 20 градусов следует проконтролировать его плотность.

Стоит помнить, что при использовании специальных составов количество воды при приготовлении раствора сокращается примерно на 15-20%.

Количество добавки и особенности её подмешивания зависят только от вида пластификатора, поэтому руководствоваться при применении следует только инструкцией, указанной на упаковке или канистре.

Пластификатор С3

состав, пропорции, цена готовой продукции

В связи с большим расходом бетонной смеси и ее стоимости в раствор при строительстве добавляют специальные составы, улучшающие его характеристики. Вещества, вводящиеся в полимеры для повышения пластичности и эластичности при работе и в эксплуатации, называются пластификаторами.

Оглавление:

1. Сфера применения
2. Самостоятельное приготовление
3. Дополнительные вещества
4. Промышленные модификаторы
5. Цена готовой продукции

Эти добавки призваны уменьшить содержание жидкости в готовом растворе, за счет чего улучшают качество конструкций и облегчают укладку бетонных построек. Они могут быть промышленными, изготовленными из химических соединений под строгим контролем пропорций, либо сделанные самостоятельно из извести, ПВА или жидкого мыла.

Свойства и преимущества, получаемые при применении пластификатора для бетона:

1. Снижается расход воды.

2. Увеличивается подвижность.

3. Раствор быстрее сцепляется с арматурой, в целом адгезия становится лучше.

4. Исключается риск отделения воды и расслоения.

5. Повышается переносимость к перепадам температуры.

6. Исключается проникновение влаги.

7. Уменьшается вероятность образования трещин.

8. Процесс укладки в формы становится легче.

9. Готовый раствор хранится дольше.

Особенности применения

Пластификатор в бетоне ввиду своей выгоды присутствует у всех современных производителей бетонных смесей. За счет химических составляющих появляется возможность без вливания жидкости повысить текучесть и пластичность бетона. Кроме того, они позволяют сэкономить энергоресурсы за счет снижения температуры времени пропаривания и в камерах обработки. Существует доказанный факт увеличения адгезионных характеристик арматуры при использовании подобных добавок.

Еще более популярным стало применение суперпластификатора для бетона. Это промышленный заводской продукт, который вырабатывают по утвержденным технологиям. Норма неорганических химических показателей в нем строго регламентирована. Он представляет собой усовершенствованные добавки, экономящие до 15 % цемента без потери подвижности, не вызывающие замедления схватывания и исключающие побочные эффекты при гидратации.

Его используют при заливке густоармированных конструкций типа опалубок и колонн, а также в стройке современных жилых домов для снижения процента усадки здания в процессе эксплуатации. При этом прочностные характеристики увеличиваются на 25 %, адгезия раствора повышается в 1,5 раза, возрастает устойчивость к влаге, морозу и трещинам.

Изготовление

Пластифицирующие добавки для бетона реально сделать самостоятельно. Для этих целей часто применяют моющие средства:

• Шампунь.
• Жидкое мыло.
• Стиральный порошок.
• Гашеная известь.
• Жидкое стекло.
• Поливинилацетат.

Перед тем, как сделать пластификатор для бетона своими руками, необходимо разобраться в пропорциях добавок, которые индивидуальны для каждого раствора.

1. Например, цемент, смешанный с керамзитом, можно разбавить 200-мл дозой жидкого мыла. Если используется средство для мытья посуды, то его объем не превышает 250 мл. При отрицательных температурах (ниже 10°) вливают Fairy. Эффектом станет увеличенное время застывания (3 часа).

2. Чтобы самому приготовить пластификатор из жидкого мыла, необходимо смешать ингредиенты в следующих пропорциях: 1,5 столовых ложки на ведро. Добавку нужно заливать в самом начале, чтобы избежать обволакивания мылом керамзита и камней – это может нейтрализовать желаемый эффект.

3. Гашеная известь способна сделать бетон более клейким и эластичным, а значит, облегчит обработку сложных конструкций и участков. Например, кирпичная кладка, изготовленная на таком растворе, будет равномерной и гладкой.

4. Один из недостатков использования моющих средств на основе жидкого мыла и других подобных составляющих – излишняя пена, которая появляется в бетономешалке, но это решается применением веществ с меньшим пенообразованием либо ожиданием, когда она осядет.

5. Жидкое стекло является сильным ускорителем схватывания, но побочным действием может быть потеря подвижности раствора. Будет выше начальная прочность, но снизится конечная. В целом получится дефектная структура, поэтому он нежелателен в качестве пластификатора. Плюс – реакция жидкого стекла с портлантидом (пуцолановая активность).

6. Поливинилацетат применяют для улучшения работы на изгиб для стяжки. Соотношение массы цемента и ПВА – от 1:20 до 1:5. Альтернативой может служить латекс СКС-65ГП, но он ввиду дефицита в качестве пластификатора для бетона используется редко. Клей ПВА не подойдет, так как в составе «для дерева» содержится КМЦ, а «для бумаги» – 60-80 % крахмала.

Дополнительные добавки

Некоторые варианты нельзя сделать своими силами ввиду присутствия в них особых добавок, их можно только купить готовыми. Описание эффекта каждой из них поможет определиться, какой пластификатор лучше для бетона и выбрать его под конкретное сооружение:

1. Ускорители затвердения.

Иногда в состав бетонной смеси вводятся дополнительные вещества, ускоряющие застывание раствора. Их применяют, когда от скорости затвердения зависит качество конечного результата. Например, работы по монолитной чаше для бассейна с объединенной опалубкой. Также такой пластификатор компенсирует замедленное время затвердевания при низкой температуре воздуха.

2. Замедлители затвердения.

Применяется при транспортировке раствора или при временном приостановлении работ по каким-либо причинам. Время затвердевания откладывается, и появляется возможность решить возникшие проблемы. Альтернативой таким пластификаторам считают водопонизители.

3. Обогащающие воздухом.

При замесе эти вещества создают воздушные пузырьки. Конструкция из такого бетона более морозоустойчива, так как вода, которой будет пропитано сооружение при морозе, расширится только в рамках этих пор. Данный вариант считается одним из наиболее дешевых, увеличивающих стойкость сооружений к отрицательным температурам. К недостатком относят малую прочность, но это может компенсироваться другим соотношением компонентов: добавлением золы уноса или снижением количества воды.

4. Против мороза.

Задача – облегчить работу с бетонным раствором без обогрева конструкций при минусовой температуре за счет изменения химического состава воды в цементе и понижения температуры ее застывания. Они способны выдержать до 25° мороза.

Промышленные пластификаторы

Промышленные пластификаторы – это модификаторы, которые создаются из органических соединений, органо-минеральных комплексов или смесей химических неорганических веществ. Они представляют собой вязкие и порошкообразные материалы, образующие слабощелочные или нейтральные растворы при взаимодействии с водой. Их применение помогает достичь максимального качества готовых конструкций.

Все пластификаторы на основе органических соединений можно разделить на 4 вида:

• нафталинсульфаты;
• модифицированные лигносульфаты;
• меламинсульфаты;
• полиакрилаты.

И последним достижением стали поликарбоксилаты – добавки нового поколения. Они могут производиться специально или быть побочным продуктом от других производств: нефтехимической, целлюлозно-бумажной, химической промышленности, отходов лесо- и агрохимии. Наиболее распространенными являются поверхностно-активные растворы (к ним относятся и суперпластификаторы).

Стоимость разных видов

Сегодня можно купить в строительных магазинах пластификатор для бетона следующих марок: М5 plus, С3, Monomax, Miramall, Henco, Пластол, Cem. Соотношение их с водой определяется целью применения раствора: для адгезивной стяжки – 1:1, для связывающих стяжек – 1:3, для плавающих – 1:4. Цена на промышленные пластификаторы, как правило, выше.

Как сделать пластификатор для бетона своими руками: точный состав и пропорции

Практически любое строительство, будь то строительство зданий, сооружений, заборов или дорог, предполагает использование цемента или бетонных растворов.

Наряду с большим количеством современных смесей и материалов они остаются самыми популярными.

Секрет актуальности прост: материал доступен, удобен в использовании, прочен и недорог.

Пластификаторы в строительстве

Их задача — снизить содержание воды и стабилизировать раствор, тем самым улучшив его свойства. Строители добавляют пластификатор для бетона своими руками в процессе приготовления раствора.

В частном строительстве покупка готового раствора обходится дорого и не всегда целесообразно. В таких случаях используются либо покупные рецептуры, либо добавка самодельного пластификатора. Сделать его своими руками несложно, а еще это значительно сэкономит на покупке материалов.

Задачи пластификатора

Основная задача — стабилизация за счет снижения расхода воды и повышения пластичности раствора. В состав пластификатора входят элементы, которые взаимодействуют с другими веществами и при движении образуют эластичную смесь. Это помогает раствору лучше прилипать к основанию и другим компонентам, увеличивая прочность и плотность бетона.

Раствор не расслаивается на составные части и воду. Сроки его использования увеличиваются, так как масса удерживается медленнее. Возможно исправление дефектов, допущенных при заливке или отделке конструкций.

Слой сохнет равномерно, поэтому появление трещин сводится к минимуму.

Как сделать пластификатор

Находчивые мастера уже давно нашли вариант, как сделать пластификатор для бетона своими руками, не прибегая к покупке специализированных смесей. Такой вариант экономичен и экологически безопасен. Секрет прост: в процессе приготовления раствора в него добавляют известь или моющие составы.

Это может быть что угодно: стиральные порошки, жидкое мыло, шампунь или средство для мытья посуды. Такие пластификаторы для бетона, цена на которые невысокая, позволяют добиться отличных результатов, не уступая своим специализированным аналогам.

Раствор легко наносится и позволяет получить гладкую ровную поверхность. Заметно улучшится качество, увеличится плотность и прочность конструкции.

Если хочется сделать пластификатор для бетона своими руками, нелишним будет прислушаться к советам опытных мастеров.

Вот основные рекомендации:

1. Сухие моющие средства (стиральный порошок) необходимо добавлять в раствор, предварительно растворенный в воде.
2. Добавлять нужно в начале процесса.
3. Пропорции строго индивидуальны для каждого вида бетона. Но, как правило, лучше добавлять жидкое моющее средство из расчета 1 стакан на мешок цемента.

4. Время застывания такого раствора увеличится до трех часов.
5. Нужно использовать продукты, которые не сильно пенится. В противном случае придется подождать, пока пена схватится, и только после выполнения работы.

Добавление извести

Растворы, содержащие известь, часто используются в местах с влажной средой. Они играют роль гидроизоляции, их наносят на нижние или внешние части здания, которые наиболее подвержены воздействию влаги. Это в основном фундамент и подвал дома.

Известь служит своего рода пластификатором, улучшающим качество, износостойкость и устойчивость к перепадам температур от горячего к холодному. Раствор становится пластичным, легко ложится на вертикальные поверхности, после высыхания не образует сетку трещин.

Количество извести вносится индивидуально для каждого раствора в зависимости от его назначения. Соотношение может варьироваться от 1 к 1 (для интерьеров) до 1 до 6 (для фасадов).

Перед тем, как добавить в раствор известь, нужно растворить ее в воде.

Прочие добавки

Наряду с пластификаторами в бетон есть и другие добавки

1. Уменьшение времени застывания (бустеры). Они незаменимы при работе в зимнее время года или в районах с холодным климатом.
2. Антифриз. Он нужен только при работе в помещениях с пониженными температурами до -15 градусов. Раствор не только не замерзает и позволяет выполнять лицевую часть работы, но также затвердевает и имеет отличную прочность.

Такие добавки закупаются у производителей и положительно сказываются на качестве и работе с материалами.

Состав бетона, добавки для бетона, пластификаторы

Многие знают то, что без использования бетона не обходится ни одна стройка, но не многие знают, из чего он состоит. Для того чтобы у вас получился бетон вам необходимо смешать четыре основных компонента. В первую очередь, необходимо взять смесь связующего вещества, чаще всего это цемент, добавить воду, после чего смешать полученный раствор с мелким и крупным заполнителем.

Роль заполнения очень важна, ведь с помощью неё и формируется основной каркас, а так же прочность, упругость и ползучесть, именно за счет наполнителей цена бетона намного ниже цемента. Если же из всего перечисленного убрать крупный заполнитель, то получиться цементный раствор или пескобетон. Для того, чтобы приготовить правильный бетон необходимо четко рассчитать пропорции веществ. Весовое соотношение должно быть следующим: цемент 1- часть, крупный заполнитель 4 — части, мелкий заполнитель 2 — части и воды 1/2 — части. К мелкому заполнителю относят песок, для бетона желателен крупнозернистый или среднезернистый песок.
 

Крупный заполнитель может быть искусственным и природным. Природный заполнитель – это гравий, искусственный камень и щебень, сам заполнитель должен быть без вкраплений глины, или слюды, он должен быть твердым и долговечным. Искусственный заполнитель – это, как правило, отходы природного сырья, которые прошли некоторые стадии обработки, к таким материалам можно отнести керамзит, шлаковую пемзу и аглопорит. Чтобы подобрать нужную разновидность бетона, нужно знать его основные виды и свойства. Предварительно напряженный железобетон подразумевает под собой прокладывание арматуры из прочной стали, после чего она находится в натяжении и внутрь заливается бетонная смесь. Напряжение самой смеси может быть как до заливания, так и после.

Еще один из видов, это бетон с воздухововлекающими добавками его суть заключается в том, что внутри есть воздух, который препятствует замерзанию и крошению бетона. Бетон, который применяется в качестве защиты от неблагоприятных воздействий, называется тяжелым, заполнители в таком бетоне имеют высокую плотность, чаще всего такой бетон используется для защиты от гамма – излучений. Помимо основных видов, существует еще несколько, к примеру, бетон терраццо и фибробетон. Первый используется в качестве декоративного, состоит такой бетон из цветного цемента и дробленого мрамора. Часто для укладки бетона используют бетоноукладчики.

Фибробетон – это бетон с волокнистым заполнителем. Когда изготавливается такой вид бетона, то в него вводят полипропиленовое, асбестовое, углеродное или стальное волокно. Делается это для того, чтобы увеличить прочность на растяжении по сравнению сжатием. Существует еще и гидротехнический бетон, он очень влагоустойчив и применяется при строительстве сооружений частично погруженных в воду. Как только вы разберетесь с типом бетона, нужно уточнить добавки. Они тоже бывают нескольких видов.

Во – первых, это пластификаторы и суперпластификаторы. Они применяются для того, чтобы повысить текучесть бетонной смеси и сэкономить на цементе, а так же повысить водонепроницаемость и морозоустойчивость. Также широкое применение имеет ускоритель затвердевания бетона и замедлители. Первые применяют для компенсации пластификатора, а вторые для того, чтобы бетон оставался жидким долгое время, чаще всего это необходимо во время его транспортировки. Воздухововлекающие добавки чаще всего используются для того чтобы создать поры внутри железобетонной конструкции, делается это для повышения морозоустойчивости. Можно использовать отдельные противоморозные добавки, они необходимы для бетонирования во время зимы, при минусовых температурах.

Добавки для бетона очень популярны в монолитном строительстве

В последнее время многие стараются увеличить долговечность и экономичность бетона. Революцию в этом вопросе достигается с помощью модифицирующего волокна. Такие волокна увеличивают процент механического схватывания, а так же выступают в роли катализатора процесса затвердевания. Плюс ко всему, применение таких волокон увеличивает прочность конструкции и её защиту от разного рода воздействий.. Так же, стоит отметить, что при использование модифицирующих волокон повышается устойчивость к перепаду температур, достигается это за счет внедрения пузырьков воды и уменьшения количества трещин. Так же с внедрением модифицирующих волокон увеличивается огнестойкость бетона, вот почему такой вид бетона используют на нефтяных объектах.

Фиброволокно нашло свое применение и при строительстве зданий, которые подвержены влиянию влаги, жидкость появляется внутри массива в незначительном количестве, и при понижении температуры абсолютно не вызывает деформации материала. Как вы могли заметить, использование этой разновидности выгодно во время масштабного строительства. В этой статье были освещены самые основные виды бетона, его добавки и состав.

Суперпластификатор — обзор | ScienceDirect Topics

10.4.2 Адсорбция суперпластификаторов

Молекулярная масса играет важную роль в адсорбции суперпластификаторов, независимо от их молекулярной природы. Сообщения об этом можно найти для поликонденсатов сульфонат-нафталиновых формальдегидов (SNFCs) (Piotte, 1993), LSs (Reknes and Gustafsson, 2000; Reknes and Peterson, 2003), виниловых сополимеров (Flatt et al., 1998) и PCE (Peng et al., 2012; Magarotto et al., 2003; Winnefeld et al., 2007). Таким образом, регулировка молекулярной массы — это способ изменить характеристики суперпластификатора. Для производных натуральных продуктов, таких как LS, это можно сделать с помощью ультрафильтрации (Жор, 2005; Жор и Бреммер, 1997). Для синтетических полимеров это можно сделать, изменив условия синтеза, такие как концентрации мономеров и агентов передачи цепи, а также температуру и время реакции, среди прочего. Кроме того, как упоминалось ранее, следует также учитывать, что суперпластификаторы полидисперсны по размеру и структуре, так что во время адсорбции может иметь место определенная дискриминация (Flatt et al., 1998; Winnefeld et al., 2007).

Исходя из синтетической природы PCE, можно, в принципе, изменить химию основной цепи и ее длину, количество ионных групп по отношению к боковым цепям, выраженное в виде эфира карбоновой кислоты (C / E) соотношение или плотность прививки, длина боковых цепей и т. д., в зависимости от желаемых характеристик (глава 9, Gelardi et al., 2016). Все эти факторы влияют на адсорбцию, которая, в свою очередь, влияет на реологические свойства, о чем свидетельствуют многочисленные статьи (Yamada et al., 2000; Winnefeld et al., 2007; Папо и Пиани, 2004; Шобер и Флэтт, 2006; Peng et al., 2012; Кирби и Льюис, 2004; Ли и др., 2005).

В главе 9, посвященной химии PCE (Gelardi et al., 2016), конформация гребенчатого сополимера в растворе — и, более конкретно, его радиус вращения (уравнение 9.2) — была определена с помощью структурных параметров P , N и n (рисунок 9.17), а также размер различных мономеров в основной цепи или в боковых цепях (Flatt et al., 2009а). Как показано на рисунке 10.4, PCE представлен в решении в виде цепочки капель (размер которых соответствует ранее упомянутым параметрам). Конформация такого гребнеобразного сополимера, адсорбированного на частице цемента, может быть получена аналогичным образом, используя цепочку полусфер на поверхности (см. Также рисунок 10.4). Радиус этих полусфер, R _AC , определяется следующим образом:

Рисунок 10.4. Схематическое изображение гребенчатого сополимера в растворе (цепочка сферических ядер, каждая радиуса RC) и одного адсорбированного на поверхности минерала (цепочка полусфер, каждая из радиусов RAC).

(10.11) RAC = (22 (1−2χ) aPaN) 1 / 5aPP7 / 10N − 1/10

, где a _N и a _P — размер мономеров в основной цепи и в боковых цепях соответственно; P количество мономеров в боковой цепи; и N количество мономеров в основной цепи для одной боковой цепи. Поверхность S , занятая каждой молекулой на частице, может быть затем рассчитана по формуле:

(10.12) SA = π2aNaP (22 (1−2χ) aPaN) 2 / 5P9 / 10N3 / 10n

Наиболее важным параметром при адсорбции является плотность ионных групп в основной цепи. Действительно, адсорбция PCE увеличивается с увеличением плотности ионных групп в основной цепи (Yamada et al., 2000; Regnaud et al., 2006). Интересно, что независимые исследования Regnaud et al. (2006) и Winnefeld et al. (2007) предполагают, что адсорбция сильно падает ниже отношения C / E, равного 2, независимо от длины боковых цепей (Flatt and Schober, 2012).

Сильное влияние ионного заряда можно до некоторой степени понять, используя константу равновесия первого принципа, предложенную Marchon et al.(2013). В этом исследовании авторы считали, что заряды конкурируют с другими ионами, присутствующими на поверхности, которые присутствуют в гораздо больших количествах. Чтобы поддержать это приближение, мы считаем, что в области, занимаемой PCE, плотность функциональных групп составляет:

(10,13) σA = n (N − 1) SA

Первое простое приближение для плотности заряда на поверхность σ _S означает, что существует один заряд в области, задаваемой числом a _P ∗ a _N .Отношение плотностей заряда между поверхностью и адсорбирующей функцией полимера тогда составляет:

(10,14) σSσA = π2 (22 (1−2χ) aPaN) 2 / 5P9 / 10N3 / 10 (N − 1)

Это показывает, что коэффициент плотности заряда увеличивается почти линейно с P . Его зависимость от N менее тривиальна, но в первом порядке будет уменьшаться с его мощностью -7/10 (приблизительно ( N -1) до N ). Следовательно, более высокие значения N уменьшают это соотношение, что ожидается, поскольку это напрямую увеличивает количество функциональных групп.Тем не менее зависимость не линейная. В количественном отношении мы можем рассматривать ПКЭ на основе полиметакрилата с боковыми цепями полиэтиленгликоля (ПЭГ), для которых имеем a _P = 0,36, a _N = 0,25 нм и χ = 0,37. Принимая типичные значения P = 23 и N = 4, мы получаем отношение плотностей зарядов около 20. Следовательно, на поверхности, занятой типичным PCE, мы ожидаем, что только около 5% поверхностных зарядов будет заняты функциональными группами.Хотя это приближение во многом зависит от нашей оценки σ _S , главный вывод должен остаться. В частности, это означает, что не нужно учитывать заселенность поверхности зарядами, и это приводит к изотерме адсорбции, имеющей вид, приведенный в уравнении (10.10) (Marchon et al., 2013).

Для оценки константы адсорбционного равновесия как функции молекулярной структуры PCE, Marchon et al. (2013) рассмотрели баланс между скоростью адсорбции и десорбции функциональных групп.Более конкретно, они определили константу скорости для этих процессов соответственно как kAa и kAd. Для каждой из этих констант они предложили следующие зависимости структурных параметров полимера:

(10,15) kAa = n (N − 1) zSA1n = (N − 1) zSA

(10,16) kAd = SAn (N −1) z

, где z — количество зарядов, переносимых каждым мономером в основной цепи, а S _A — это поверхность, занимаемая молекулой, пропорциональная P9 / 10N3 / 10n, как показано в уравнении (10.12).

Константа кинетической скорости адсорбции пропорциональна n ( N -1) z / S _A , что представляет собой поверхностную плотность заряда адсорбированной молекулы и обратно пропорционально количество боковых цепей n , чтобы учесть стерические препятствия, создаваемые боковыми цепями. Константа скорости десорбции обратно пропорциональна плотности поверхностного заряда.

В рамках этих предположений константа адсорбционного равновесия затем получается как отношение между двумя константами:

(10.17) KA = kAakAd = z2 (N − 1) 2nP9 / 5N3 / 5

С помощью этой константы адсорбционного равновесия можно связать структурный параметр полимера с его адсорбционной способностью.

(PDF) Влияние ингредиентов суперпластификаторов на бетон

ISSN: 2278 — 7798

Международный журнал научных, инженерных и технологических исследований (IJSETR)

Том 2, выпуск 5, май 2013 г.

1037

Все Права защищены © 2013 IJSETR

M.Колперди в Справочнике по добавкам в бетон;

(i) Снижение межфазного натяжения.

(ii) Многослойная адсорбция органической молекулы.

(iii) Выброс воды, удерживаемой среди частиц цемента

.

(iv) Эффект замедления гидратации цемента.

(v) Изменение морфологии гидратированного цемента.

A. Химический состав суперпластификатора:

До начала 1930-х годов состав портландцемента

бетона состоял в основном из цемента, воды и заполнителей.

Случайное открытие преимуществ воздухововлечения в бетоне

за счет химических добавок в 1940-х годах было первым

крупным прорывом в технологии производства бетона. Это открытие

быстро привело к разработке нескольких химических продуктов

и добавок, которые улучшили различные свойства бетона

, такие как удобоукладываемость, время схватывания и ранняя прочность. В начале 1960-х годов

были разработаны и внедрены на рынок технологии бетона

высокодисперсные восстановители воды или суперпластификаторы

.Суперпластификаторы — это химические добавки, которые можно считать

относящимися к категории полимерных диспергаторов.

С точки зрения химической структуры суперпластификаторы

можно разделить на две общие категории. Первые

категории суперпластификаторов на основе сульфонатов — это самая важная группа суперпластификаторов

, которая в настоящее время используется в бетонной промышленности

. Первыми и наиболее широко признанными соединениями этой группы

являются сульфонаты поли-b-нафталина

(PNS), молекулярная структура которых

, проиллюстрированная на.Синтез суперпластификаторов PNS включает

нескольких этапов. Он начинается с сульфирования расплавленного нафталина

концентрированной серной кислотой при высокой температуре и давлении

в течение нескольких часов с последующей конденсацией

b-нафталинсульфонатов с формальдегидом

, нейтрализацией подходящей щелочью и фильтрацией

. для устранения сульфата кальция. Полученный продукт представляет собой

прозрачную жидкость темного цвета, содержащую от 30 до 40% твердых частиц

.Полимеламинсульфонаты (ПМС) представляют собой второе семейство

сульфонатных суперпластификаторов, которые также широко используются в бетонной промышленности

. Типичная молекулярная структура PMS —

, проиллюстрированная в и, как для PNS, описанного выше; синтез этого суперпластификатора

включает несколько этапов. Во-первых,

формальдегид реагирует с аминогруппами меламина в

щелочных условиях, давая продукт присоединения, содержащий

одну или несколько метилольных групп (Ch3OH), в зависимости от соотношения формальдегид / меламин

.Затем проводят сульфирование одной из метилольных групп

с использованием бисульфита натрия

в тех же щелочных условиях. Полимеризацию мономерных звеньев сульфонатов

затем инициируют мягким нагреванием

в слабокислых условиях. Наконец, когда желаемая степень полимеризации

была достигнута, реакцию останавливали на

, увеличивая pH до слегка щелочных значений pH, и

конечный продукт фильтровали для удаления любых нежелательных

побочных продуктов.Органические полимеры с группами карбоновых кислот

составляют вторую категорию суперпластификаторов. Несколько поликарбоксилатных полимеров

и, в частности, полиакрилаты

были предложены в качестве суперпластификаторов бетона с

начала 1980-х годов. Полимеры полиакрилата получают путем свободной радикальной аддитивной полимеризации

акриловых мономеров. Реакция полимеризации

между мономерными звеньями,

обычно акриловой кислотой (Ch3 = CH-COOH) или метакриловой кислотой

(CH = C (Ch4) -COOH) и сложноэфирными производными этих мономеров

, инициируется разновидность инициатора свободных радикалов,

обычно пероксид.Свободный радикал акрила реагирует с акриловым мономером

с образованием димерного свободного радикала, который, в свою очередь, реагирует с третьим мономером и так далее. Эта цепная реакция

продолжается до тех пор, пока свободные радикалы не будут погашены акцепторами свободных радикалов

с образованием неактивных конечных продуктов. Средняя молекулярная масса

конечного продукта зависит от концентрации инициатора свободных радикалов

, более высокая концентрация

приводит к большему количеству полимеров с более низкой средней молекулярной массой

.

B. СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРЫ И МИНЕРАЛЬНЫЕ

ДОБАВКИ

Как указывалось ранее, промышленность портландцемента является одним из

наиболее важных источников антропогенного CO2, выбрасываемого в атмосферу

. Портландцемент также является наиболее энергоемким компонентом бетонной смеси

, и поэтому его частичная замена

дымом кремнезема, летучей золой или другими цементирующими побочными продуктами

от производства тепловой энергии и

металлургических операций может привести к значительным энергии

экономии и в значительном сокращении глобальных выбросов CO2

.В последние годы было проведено несколько исследований

, направленных на разработку бетона в

, в котором значительная часть цемента (обычно между

20 и 60%) была заменена этими промышленными побочными продуктами.

C. Способ действия суперпластификаторов:

Давно известно, что прочность любого конкретного бетона

обратно пропорциональна соотношению вода / цемент, т. Е. Чем ниже содержание воды

в бетоне, тем прочнее Это.Вода

является важным ингредиентом бетона, где она играет две основные роли:

1) она придает бетону требуемые реологические свойства и 2)

она участвует в реакциях гидратации. Таким образом, идеальный бетон

должен содержать только минимальное количество воды

, необходимое для развития максимально возможной прочности цемента

, обеспечивая при этом достаточную удобоукладываемость для укладки.

Однако, поскольку частицы цемента имеют сильную тенденцию к флокуляции

при контакте с водой, необходимо добавить

больше воды, чем необходимо, чтобы

получить определенный уровень удобоукладываемости.Поскольку эти дополнительные

воды никогда не будут использоваться в реакциях гидратации, они будут вызывать пористость в гидратированном цементном тесте, в результате чего

приведет к ослаблению механических свойств бетона и

к снижению его долговечности. Суперпластификаторы — это мощные диспергирующие агенты

. Как и большинство диспергаторов в водных растворах

, они сначала действуют путем адсорбции на поверхности частиц цемента

.Как показано на примере значительной части

, добавленный суперпластификатор адсорбируется на частицах цемента

в концентрации, обычно используемой в бетоне. Показано схематическое описание механизма адсорбции

. Адсорбция

отрицательно заряженных ПНС на поверхности частиц цемента

, которые также имеют отрицательный заряд, стала возможной благодаря присутствию

ионов кальция, которые были солюбилизированы из

% PDF-1.5 % 1 0 объект > >> эндобдж 4 0 obj / CreationDate (D: 20120426163434 + 08’00 ‘) / ModDate (D: 20120426163434 + 08’00 ‘) /Режиссер >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание [28 0 R 29 0 R 30 0 R] / Группа> / Вкладки / S / StructParents 0 / Аннотации [31 0 R] >> эндобдж 6 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 33 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 1 >> эндобдж 7 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 34 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 2 >> эндобдж 8 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 38 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 3 >> эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 40 0 ​​руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 4 >> эндобдж 10 0 obj > / XObject> / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 43 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 5 >> эндобдж 11 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 88 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 6 >> эндобдж 12 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 516 728.64] / Содержание 89 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 7 >> эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > транслировать x

Исследования — Суперпластификаторы — Ньюэлл Р. Уошберн

Цемент

Цемент является наиболее широко используемым инженерным материалом на Земле, ежегодно во всем мире производится более 7 триллионов фунтов.Тем не менее, производство цемента составляет более 5% от общего объема производства CO ₂ , и усилия по его снижению требуют включения альтернативных дополнительных вяжущих материалов (ASCM), таких как известняк, глины или цеолиты. Проблема с использованием ASCM заключается в том, что они значительно снижают удобоукладываемость цементного теста до его схватывания, что делает их намного сложнее в использовании, чем обычный портландцемент.

После добавления воды цементные пасты ведут себя как жидкости Бингема, характеризующиеся эластичностью до предела текучести, после чего материал течет с характерной вязкостью (классическим примером является зубная паста).Для улучшения обрабатываемости используется класс полимерных добавок, известных как пластификаторы или суперпластификаторы, чтобы снизить предел текучести. Лигносульфонаты представляют собой широко используемый класс пластификаторов, используемых для улучшения удобоукладываемости цементного теста, получаемого при сульфитной варке целлюлозы. Однако основными добавками для улучшения обрабатываемости являются гребенчатые сополимеры поли (карбоксилатного эфира) (PCE). Наши первые результаты показывают, что наночастицы лигнина с привитым полимером могут обладать характеристиками, которые не уступают PCE.

Стандартной мерой удобоукладываемости являются измерения распространения проседания, которые просты, но на самом деле имеют прочную теоретическую основу для связи результатов с пределом текучести цементного теста.В этих испытаниях более широкое растекание цементного теста после его высвобождения из формы связано с более низкими напряжениями текучести, масштабируемыми как 1 / R ⁵ , где R — величина распространения осадки.

Изображения экспериментов по распространению оползней с соотношением вода / цемент 0,42.

В нашей первой статье о применении в цементе крафт-лигнин, привитый полиакриламидом, был получен с использованием контролируемой радикальной полимеризации (RAFT) и сравнен с материалом того же состава, но полученным путем свободнорадикальной полимеризации с использованием лигнина, функционализированного глицидилметакрилатом (GM).Их влияние на удобоукладываемость цемента сравнивали с коммерческим суперпластификатором PCE в зависимости от концентрации. Продукт лигнина RAFT работал намного лучше, чем продукт FRP, и был конкурентоспособным с коммерческим PCE при высоких концентрациях и все еще был эффективен при концентрации в 10 раз меньшей. Эти результаты показывают, что диспергирующие характеристики лигнина можно значительно улучшить за счет контролируемой прививки полимера.

Величины разброса оседания портландцементной пасты в зависимости от концентрации суперпластификатора.Чистый портландцемент (OPC) сравнивали с составами, содержащими крафт-лигнин, привитый полиакриламидом, с использованием контролируемой радикальной полимеризации (RAFT) и свободнорадикальной полимеризации (FRP), а также коммерческого PCE. Более высокие значения разброса оседания связаны с улучшенной обрабатываемостью, и продукт RAFT показал отличные характеристики при высокой концентрации и устойчивый эффект даже при 10-кратном снижении концентрации.

Улучшение свойств и снижение воздействия цемента на окружающую среду являются критическими проблемами.Это также отличная область исследований для обучения студентов-естественников и инженеров молекулярной инженерии.

Ссылки:

Реометр на пятьдесят центов для измерения предела текучести. Н. Пашиас, Д. В. Богер, Дж. Саммерс и Д. Дж. Гленистер, J Rheol , 1996; 40: 1179–1189.

Инновации в использовании и исследования вяжущих материалов. К. Л. Скривенер и Р. Дж. Киркпатрик. Цемент и бетонные исследования. 2008; 38: 128–136.

Требования к молекулярной архитектуре суперпластификаторов лигнина с привитым полимером.К. Гупта, М. Дж. Свердлова, Н. Р. Вашберн. Мягкая материя. 2015; 11: 2691–2699.

ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ КРАХМАЛА, НА СВОЙСТВА СВЕЖИХ И ОТЛОЖЕННЫХ МЕТАКАОЛИН-ГЕОПОЛИМЕРНЫХ РАСТВОРОВ: ОСНОВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Площадь поверхности материала по БЭТ, 16 м

Результаты количественного анализа Ритвельда показали, что материал состоит из 50,8 мас.% Аморфных фаз (таблица 2). Очевидно, половина связующего материала содержала метакаолин, а другая половина состояла из мелких частиц, включая кварц, кальцит и анатаз. Содержание кальцита было сопоставимо с содержанием CaO, определенным химическим анализом. Таким образом, реакционная фракция состояла из 22,6% оксида алюминия и 28% диоксида кремния.

Из-за в основном инертных состояний, которые препятствуют образованию геополимеров, вопрос о том, можно ли рассматривать кристаллические фазы как часть связующего, остается спорным.В обычных цементных связующих системах известняк широко используется в качестве инертного наполнителя, но считается частью связующего. Аморфная, а также кристаллическая фазы Metaver R рассматривались как часть связующего в настоящем исследовании.

В то время как меньшее количество аморфных фаз приводит к менее плотной структуре, большая водопотребность связующих веществ из-за большой удельной поверхности метакаолина может быть уменьшена. Меньшее количество воды приводит к меньшей объемной доле капиллярных пор, которые считаются вредными для прочности.

Щелочной активатор

Бетол К 57 М (Wöllner GmbH, Людвигсхафен, Германия), раствор силиката калия, использовали в качестве щелочного активатора. Продукт имел общее содержание твердого вещества ~ 50 мас.%, Определенное по потере при прокаливании при 950 ° C. Массовую долю оксида кремния определяли гравиметрически, применяя гидрокарбонатную бура, тогда как все другие соответствующие массовые доли рассчитывали, используя гидрофтористоводородную кислоту. Расчетный модуль жидкого стекла (отношение SiO ₂ / K ₂ O) составил 1.1 и pH был 14.

Мелкий заполнитель

В качестве мелкого заполнителя использовали заполнитель в соответствии со стандартом CEN EN 196-1: 2016. Это кварцевый песок с крупностью 0,08–2,00 мм. Песок имелся в контейнерах по 1350 г.

Суперпластификаторы крахмала (SSP)

Четыре SSP были синтезированы из CrystalTEX626 (Ingredion Germany GmbH, Гамбург, Германия), крахмала, полученного из корней растения маниока, также называемого тапиокой. Молекулярная масса предварительно полученного крахмала уже удовлетворяла требованиям, предъявляемым к продукту синтеза.Следовательно, кислотный гидролиз не требуется.

Синтез проходил в подогреваемой емкости при постоянном перемешивании. Крахмал смешивали с деионизированной водой в соотношении 1:40. Раствор подщелачивали гранулами NaOH (Carl Roth GmbH + Co. KG, Карлсруэ, Германия) и нагревали до 80 ° C. После достижения целевой температуры добавляли либо винилсульфонат натрия (Sigma-Aldrich, Inc., Дармштадт, Германия) (в две стадии) для введения анионного заряда, либо хлорид (3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония (Sigma-Aldrich, Inc., Дармштадт, Германия) был добавлен для введения катионного заряда. С увеличением времени реакции удельная плотность заряда молекул крахмала увеличивалась. Реакцию проводили в течение двух периодов времени, 24 часа и 72 часа, при поддержании температуры 80 ° C.

Всего было синтезировано четыре типа SSP: два агента текучести с анионным зарядом (рис. 1) и два агента текучести с катионным зарядом (рис. 2). SSP с одинаковой полярностью заряда отличались друг от друга своей удельной плотностью заряда.Низкая плотность заряда (LC) была достигнута за счет реакции в течение 24 часов после применения реагентов для синтеза, высокая плотность заряда (HC) за счет реакции в течение 72 часов. Схема наименования, используемая для SSP, состояла из префикса «S» и сокращений для удельной плотности заряда (LC / HC) и полярности (+/–). Незаряженные SSP не были частью исследования, потому что они не показали положительного влияния на вязкость геополимерной пасты в предыдущих исследованиях, которые показали сопоставимое сходство с поведением цементных паст, проанализированных Партшефельдом и Осбургом (2018a, 2018b).

Крахмал, модифицированный сульфонатом натрия

Крахмал, модифицированный CHPTAC

Удельную плотность заряда определяли с помощью детектора заряда частиц (Mütek PCD-04, BTG Instruments GmbH, Wessling, Германия) с титровальной установкой (таблица 3). ПП с анионным зарядом отличались друг от друга по удельной плотности заряда более чем в 20 раз. ПП с катионным зарядом изменялись менее чем в 2 раза.

Распределение молекулярной массы основного крахмала CrystalTex626 и четырех синтезированных SSP анализировали с помощью гель-проникающей хроматографии (JASCO Deutschland GmbH, Pfungstadt, Германия).

Среднечисленная и средневесовая молярная масса, а также полидисперсность крахмала и четырех SSP на основе крахмала были использованы для описания распределения молекулярной массы (таблица 4). Значения описывают распределение количества и веса (модифицированных) молекул крахмала.Полидисперсность описывает соотношение между среднечисленной и средневзвешенной молярной массой и увеличивается с увеличением разрыва между значениями. Небольшая полидисперсность была индикатором узкого молекулярно-массового распределения.

Среднечисленные молярные массы SSP были на 28–54% меньше, чем у основного крахмала с образцом SHC– (на 54% меньше), отличающимся от других образцов. (На 28–36% меньше).Значения образцов SLC + и SHC + оказались небольшими отклонениями друг от друга, тогда как значения образцов SLC– и SHC– продемонстрировали явное уменьшение среднечисленной молярной массы с удельным зарядом поверхности и временем реакции. За исключением образца SLC–, средневзвешенная молярная масса других образцов уменьшилась на 37–58% по сравнению с базовым крахмалом. Опять же, значения образцов SLC + и SHC + произошли практически без отклонений друг от друга. Образцы SHC– и SLC– показали, что средняя молярная масса на 37% меньше и на 46% больше, соответственно, по сравнению с основным крахмалом.

Различия в среднечисленной и средневзвешенной молярной массе отражаются в степени полидисперсности, D _c . Образцы SLC + и SHC + имели очень похожее молекулярно-массовое распределение (рис. 3). Степень полидисперсности обоих образцов была очень похожей, следовательно, со значениями 2,31 и 2,45, которые значительно меньше 4, что соответствует степени полидисперсности основного крахмала. В результате ширина молекулярно-массового распределения уменьшалась во время реакции.С другой стороны, образцы SLC– и SHC– показали четкие различия в отношении молекулярно-массового распределения. Первый и одновременно самый высокий пик обоих образцов показал большее значение SHC–, из которого среднечисленная молярная масса была получена как 1,71 × 10 ³ г / моль. Среднечисленная молярная масса образца SLC– со значением 2.38 × 10 ³ г / моль располагалась во втором пике. Этот пик был одинаковой высоты для обоих образцов. В то время как образец SHC– показал равномерно убывающее распределение молярной массы с увеличением молярной массы после третьего пика, образец SLC– показал явное увеличение.Это дополнительно подчеркивалось сравнительно большой средневзвешенной молярной массой ~ 21,68 × 10 ³ г / моль, в то время как образец SHC– имел значение 9,21 × 10 ³ г / моль. Разница в молекулярно-массовом распределении образцов SLC– и SLC + отражалась в явном отклонении степени полидисперсности обоих образцов на 5,38 и 9,11 соответственно. Значения для образцов SLC + и SHC + (рис. 3) показали, что образцы с катионным зарядом имели более узкое молекулярно-массовое распределение, чем их аналоги с анионным зарядом.

SEC-спектры SSP и базового крахмала

Концентрации Na ⁺ и Cl ^— были рассчитаны на основе информации, приведенной в таблицах данных, предоставленных производителем. SSP с анионным зарядом имели концентрацию Na ⁺ 0,344 моль / л, в то время как SSP с катионным зарядом содержали Na ⁺ и Cl ^— с концентрацией 0,156 моль / л и 0,312 моль / л соответственно.

Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатного эфира (PCE)

Два суперпластификатора PCE (PCE1 и PCE2) с известной структурой были использованы для сравнения с SSP.Эти материалы были получены методом радикальной полимеризации (Giovanni Bozzetto S.p.A., Filago, Италия). Оба суперпластификатора содержали пеногаситель, в котором было дозировано 0,5 мас.% От содержания твердых веществ. Sowoidnich (2015) провел структурный анализ суперпластификаторов, предоставив информацию о количестве мономеров основной цепи (N), количестве мономеров боковых цепей (P) и повторяющихся структурных единицах (n) PCE. . На основании этих значений PCE были отнесены к структурному типу гребнеобразных гомополимеров (Gay and Raphaël 2001).PCE1 можно классифицировать как полимер с гибкой основной цепью (FBW). Эти полимеры являются гибкими благодаря длинным основным цепям, а также коротким боковым цепям. В то время как основные цепи состоят из метакриловой кислоты, боковые цепи состоят из 23 единиц полиэтиленгликоля (ПЭГ). PCE1 имел молекулярную массу 10,93 г / моль. Молекулярную массу определяли гельпроникающей хроматографией. Содержание твердых веществ в суперпластификаторах получали путем сублимационной сушки до достижения консистенции массы. Содержание полимера PCE1 соответствовало 40 мас.%. С другой стороны, структуру PCE2 можно классифицировать как полимеры с гибкой звездой (FBS). Благодаря гибким и длинным боковым цепям эти полимеры имеют звездообразную структуру, в которой боковые цепи направлены наружу. Хотя метод производства и исходные материалы были такими же, как для PCE1, количество звеньев PEG в боковых цепях было определено равным 114. Это соответствовало молекулярной массе 20,8 г / моль для PCE2, которая, как было обнаружено, вдвое больше. столь же высока, как и значение PCE1.Содержание активного вещества 40 мас.% Было аналогично PCE1 (Sowoidnich 2015).

Mix Design

Геополимерные пасты и строительные растворы были произведены в рамках исследований. Пасты состояли из 3: 2 массового отношения Metaver R к Betol K 57 M. В дальнейшем общее количество Metaver R и содержание твердых веществ щелочного активатора считались связующим. Количество воды считалось суммой воды, введенной через щелочной активатор и, в случае строительных растворов, добавленную деионизированную воду.Щелочной активатор Бетол К 57 М имел содержание твердых веществ 50 мас.%. Следовательно, соотношение вода / связующее в геополимерных пастах составляло 0,25 (таблица 5). Установлено, что отношения SiO ₂ / Al ₂ O ₃ и Al ₂ O ₃ / K ₂ O составляют 4,0 и 1,3 соответственно.

Конструкции строительной смеси основывались на дизайне эталонной смеси для цементных растворов, указанных в EN 196-1: 2016.Доля цемента была заменена геополимерной пастой, описанной выше. Количество воды, введенной через щелочной активатор, считалось количеством добавляемой воды, требуемым стандартом. В качестве мелкого заполнителя использовался песок, как указано в EN 196-1: 2016. Отношение связующего вещества к воде к заполнителю в геополимерном строительном растворе составляло 2: 1: 6, и, следовательно, отношение воды к связующему было определено как 0,5.

Дозировка добавленных суперпластификаторов была основана на массе твердых частиц суперпластификатора и количестве связующего.Из-за применения суперпластификаторов в водном растворе содержание воды учитывалось как количество воды для смешивания, чтобы поддерживать фиксированное соотношение воды и связующего. Были исследованы две дозировки суперпластификаторов: 0,5 и 1,0 мас.%.

Методы

Пасты и строительные растворы смешивали с помощью электрической мешалки. Сначала метакаолин и щелочной активатор смешивали вместе в течение 90 с до образования пасты. В случае строительных растворов добавляли мелкий заполнитель согласно EN 196-1: 2016 и деионизированную воду и перемешивали с пастой в течение 90 с.Добавляли суперпластификатор и перемешивали в пасте или строительном растворе еще 90 с. Суммарно время перемешивания составило 180 и 270 с для паст и строительного раствора соответственно.

Для характеристики свежего строительного раствора были определены осадка, содержание воздуха и насыпная плотность двух образцов каждого состава. Осадка, измеренная в соответствии с EN 1015-3: 1996, рассматривалась как ориентировочное значение для удобоукладываемости и, следовательно, для базовой эффективности суперпластификаторов. Объемная плотность и содержание воздуха определялись согласно EN 1015-6: 2006 и EN 1015-7: 1998, соответственно.

Влияние суперпластификаторов на отверждение строительных растворов исследовали с помощью ультразвуковой продолжительности работы с использованием системы Ultratest IP-8 (UltraTest GmbH, Ахим, Германия). Ультразвуковой импульс вводился в образец с интервалами 60 с в течение 72 ч. Детектор использовался для измерения времени ультразвука через образец с разрешением 0,05 мкс. Затем скорость ультразвука была рассчитана на основе времени ультразвука и расстояния между передатчиком и приемником импульсов.Анализ проводился для двух образцов каждого строительного состава.

Усадочные свойства строительных растворов, содержащих 0,5 мас.%, Исследовали с помощью комбинированного метода компьютерного измерения в специальных усадочных каналах на ранней стадии отверждения и последующего ручного измерения образцов для испытаний позже. Во время компьютерного исследования усадочные каналы были герметично закрыты, так что могла иметь место только автогенная усадка. После того, как образцы были удалены из усадочных каналов, усадка при высыхании регистрировалась путем ручного измерения через фиксированные интервалы.

Усадочные каналы состояли из опалубки с внутренними размерами 40 мм × 40 мм × 250 мм и подвижной торцевой поверхности с датчиком перемещения. Измерительные штифты ввинчивались в оба конца, чтобы обеспечить надежное соединение с испытуемым образцом и позволить в дальнейшем проводить измерения вручную. Чтобы свести к минимуму силы трения между образцом и опалубкой, опалубка была облицована двумя полипропиленовыми пленками, собранными сверху каждой по дну и по бокам. Перед заливкой опалубки фиксировали подвижную торцевую поверхность.Фиксация была снята после того, как образец начал затвердевать. Время схватывания для каждого образца было определено ранее.

Изменения продолжительности регистрировались за 72 часа. Затем образцы были сняты с опалубки, измерены и сохранены в условиях окружающей среды (20 ° C / относительная влажность 50%). Измерения образцов повторяли с интервалом в 7 дней в течение 28 дней, затем с интервалом в 28 дней. Испытания проводились на трех образцах на раствор.

Для оценки влияния суперпластификаторов на свойства твердого раствора прочность на изгиб и сжатие были определены в соответствии с EN 1015-11: 1999 через 7 и 28 дней.Призмы 40 мм × 40 мм × 160 мм были подвергнуты испытанию на трехточечный изгиб до разрушения. Затем на обоих фрагментах образца определялась прочность на сжатие. Прочность на изгиб и сжатие были определены три раза и шесть раз соответственно. Прочность была получена с использованием инструментов TONI-Comp III (Toni Technik GmbH, Берлин, Германия) и TIRAtest 28100 (TIRA GmbH, Шалкау, Германия). Скорости нагружения были отрегулированы до 50 Н / с для прочности на изгиб и 2400 Н / с для прочности на сжатие.

Пористость лиофилизированных образцов строительного раствора была исследована с помощью ртутной порометрии при возрасте образца 28 дней. AutoPore IV 9500 (Micromeritics GmbH, Унтершлайсхайм, Германия) использовался для обнаружения пор с радиусом пор от 0,003 до 245 мкм при давлении до 206 МПа.

Совместимость цемента и суперпластификаторов

С увеличением количества типов и марок цемента, а также вариантов строительных химикатов, возникают проблемы, связанные с взаимодействием между этими двумя основными ингредиентами бетона хорошего качества.

Современные бетоны почти всегда содержат добавки, особенно химические, для улучшения свойств свежего и затвердевшего бетона. Кроме того, существуют другие химические вещества для модификации вязкости, уменьшения усадки, ингибирования коррозии и / или смягчения реакции щелочного металла и кремнезема. Большинство пользователей применяют метод проб и ошибок к использованию химических добавок, что часто приводит к неудачному отрицательному опыту и / или низкой рентабельности, что, возможно, приводит к предубеждению против добавок в целом.

Общие проблемы, возникающие в результате несовместимости между цементом и водоредукторами, включают: быструю потерю удобоукладываемости, чрезмерное ускорение / замедление схватывания и низкие темпы набора прочности. Очень часто даже существует несовместимость между конкретным химическим веществом и определенной партией того же (в остальном совместимого) цемента, что указывает на то, что природа проблемы является сложной и требует дальнейшего понимания.

Более того, широко используемые сегодня высокоэффективные бетоны почти всегда содержат минеральные добавки или наполнители, такие как микрокремнезем, летучая зола и известняковый порошок.Это еще больше усложняет физико-химическое поведение системы на основе цемента, поскольку минеральные добавки играют важную роль в развитии реакций гидратации и доступности свободной воды в раннем возрасте бетона.

Суперпластификаторы (СП)

— это высокодисперсные водоредукторы, которые вводятся в бетон либо для поддержания такой же удобоукладываемости при пониженном водоцементном соотношении (в / ц), либо для увеличения удобоукладываемости за счет поддержания постоянного в / ц.После появления первого поколения суперпластификаторов (СП) в 1960-х годах эти продукты стали незаменимыми для укладки бетона в областях с низкой доступностью или с высокой плотностью армирования, а также для увеличения прокачиваемости бетона. .

Недавно разработанные бетоны, такие как самоуплотняющийся бетон, требуют присутствия суперпластификатора для достижения желаемых свойств. SP обычно поставляются в виде жидких составов с содержанием активных твердых веществ в диапазоне 30–40%.В настоящее время наиболее широко используемыми суперпластификаторами являются конденсаты сульфированного формальдегида и поликарбоксилаты.

Проблемы, возникающие из-за проблем совместимости, часто ошибочно принимают за проблемы с проектированием бетонной смеси из-за отсутствия информации по этому вопросу среди практикующих инженеров.

Проблемы несовместимости

Термин «несовместимость» относится к отрицательному влиянию на производительность при использовании определенной комбинации цемента и суперпластификатора.Общие проблемы включают схватывание, замедленное схватывание, быструю потерю осадки, неправильное увеличение прочности и т. Д. Эти проблемы, в свою очередь, могут повлиять на затвердевшие свойства бетона, в первую очередь на прочность и долговечность.

Использование суперпластификаторов стало очень распространенным в Индии. Очень сложно гарантировать, что добавка, которая производит все желаемые эффекты с цементом A, будет делать то же самое с цементом B. Несовместимость также может возникнуть в результате использования дополнительных минеральных добавок или при использовании комбинации химикатов.

Пользователи, которые не знают о проблемах совместимости, часто страдают, когда подача цемента и / или добавки изменяется в середине проекта. Производители добавок пытаются решить эту проблему, создавая химические вещества для конкретных проектов. Очевидно, это только краткосрочное решение. Для более комплексного подхода необходимо глубокое понимание причин несовместимости и средств их устранения.

Факторы, влияющие на совместимость

• Влияние химической структуры SP: Максимальная адсорбция SP зависит от химического состава цемента, а также от химической структуры суперпластификатора (SP).Когда адсорбируется большее количество SP, появляется лучшая начальная текучесть, но текучесть может недостаточно поддерживаться в течение долгого времени ^. В таких случаях дозировка SP должна быть увеличена, чтобы обеспечить дополнительное количество для поддержания текучести. Образование пузырьков воздуха в цементном тесте из-за включения SP также может способствовать его разжижению, но также может снизить прочность и долговечность при высоком содержании воздуха. Различные типы добавок по-разному влияют на воздухововлечение в бетон.

При низких дозировках адсорбируются все фракции полимера, тогда как за пределами определенной дозировки адсорбируются преимущественно фракции суперпластификатора с большей молекулярной массой. Это может привести к различиям в эффективности различных продуктов, поскольку они могут иметь фракции с разной молекулярной массой и более крупные молекулярные фракции с разной эффективностью. Кроме того, реакция SP на изменение химического состава цемента зависит от типа суперпластификатора.

Тип и дозировка добавки: Для всех SP скорость увеличения текучести пасты или удобоукладываемости бетона снижается по мере увеличения дозировки до тех пор, пока не произойдет значительного увеличения текучести (сверх дозировки, часто обозначаемой как дозировка насыщения). ). Дальнейшее увеличение дозировки суперпластификатора может привести к расслоению и замедлению схватывания, а не способствовать увеличению удобоукладываемости бетона, не говоря уже о финансовых последствиях.Также хорошо известно, что почти все СП увеличивают продолжительность периода покоя и замедляют процесс гидратации.

Время добавления SP: Количество адсорбированной добавки уменьшается при гидратации цемента; иными словами, адсорбция на негидратированных соединениях выше, чем на гидратированных фазах. Было показано, что отложенное добавление приводит к меньшему участию полимера в образовании органо-минеральной фазы.

• Состав и крупность цемента: Чем мельче цемент, тем выше удельная поверхность, и, следовательно, ожидается, что потребность в воде для данной удобоукладываемости будет выше.Количество SP, необходимое для определенной удобоукладываемости, будет выше для более мелкого цемента. Количество адсорбированного SP также будет зависеть от тонкости помола, при этом более мелкий цемент вызывает большую адсорбцию SP.

Специальный сценарий для Индии

В Индии растет тенденция к использованию синтетического гипса вместо природного гипса при производстве цемента. Однако степень растворимости синтетического гипса и ее влияние на начальную адсорбцию и последующую текучесть не ясны.Более того, синтетический гипс может увеличить время схватывания с 3 до 10 часов. Такое замедление можно устранить, если нейтрализовать фосфогипс известью и снизить содержание водорастворимых фосфатов и фтора до менее 0,02%. Кроме того, использование цементов с высоким содержанием щелочи вызывает проблемы с удобоукладываемостью в бетоне без каких-либо добавок, в то время как цементы с низким содержанием щелочи приводят к плохой реологии бетона в бетонах с добавками на основе сульфонатов.

Добавлен к взаимодействиям цемент-суперпластификатор, влияние «инертного» компонента на удобоукладываемость может быть значительным (например, когда есть некоторое взаимодействие между суперпластификатором и мелкими частицами песка, приводящее к высокой потере удобоукладываемости во время транспортировки), и растрескивание в раннем возрасте увеличивается, даже если бетон хорошего качества (что может происходить, когда наполнители поглощают стекающую воду, вызывая более высокую пластическую усадку, или когда высокое содержание пасты вызывает чрезмерную термическую усадку).Еще одна сложность заключается в том, что тип смешивания также может влиять на эффективность SP.

Укладка бетона при высоких температурах окружающей среды добавляет новое измерение к проблеме несовместимости. Сообщается, что низкая температура снижает текучесть. И наоборот, повышение температуры вызывает более высокую скорость потери осадки. Влияние температуры на взаимодействие цемента с СП также тесно связано с цементным составом.

В Индии стандарты на цемент не очень строги и позволяют производителям изменять свой продукт по-разному.Например, в то время как минимальная тонкость помола указана для разных марок цемента, нет никакого контроля над максимальной. Таким образом, производитель может использовать один и тот же состав и измельчать цемент до разной степени измельчения и при этом иметь тот же конечный продукт. Такая ситуация может привести к колебаниям спроса на суперпластификатор.

Кроме того, требования к химическому составу цемента также не являются строгими, и допустимы большие диапазоны. Это может привести к значительному изменению свойств цемента даже на одном заводе.С точки зрения использования редукторов воды, пользователи недостаточно осведомлены об ограничениях различных типов химикатов.

Исследования взаимодействий цемент-вода-восстановителя в Индии были ограничены оценкой удобоукладываемости бетонов, содержащих эти химические вещества, в конкретных регионах, где наблюдалась быстрая потеря осадки при бетонных работах. Никаких исследований, позволяющих понять физико-химическую природу этого взаимодействия, не проводилось.Таким образом, результаты этих исследований не имеют широкой основы.

Существует явная потребность в характеристике индийского цемента и свойств добавок, чтобы понять природу их взаимодействия. Более того, широкий спектр используемых цементов, различная продолжительность транспортировки и климатические условия требуют более фундаментальных исследований, которые могли бы объяснить механизмы взаимодействия и помочь установить методы выявления несовместимости в практических ситуациях.

Кроме того, требуются простые методики для выявления систем, склонных к нежелательным эффектам из-за таких взаимодействий, и для дальнейшего понимания фундаментальной природы поведения добавок в системах на основе цемента.

Проф. Равиндра Гетту

Проф. Ману Сантханам

Департамент гражданского строительства, Индийский технологический институт Мадрас, Ченнаи

1. Джаясри,

Департамент гражданского строительства, Амрита Вишва Видьяпитам, Коимбатур

Раскрытие тайны добавок: уменьшение воды и контроль оседания

Брайан Миллер

Добавка определяется как материал, отличный от воды, заполнителей, гидравлического вяжущего материала или волокнистого армирования, который используется в качестве ингредиента цементирующей смеси для изменения ее свойств свежеприготовленной смеси, схватывания или затвердевания и добавляется к партии до или во время смешивание.Как отмечено в Части 1, химическая смесь обычно дополнительно определяется как непоццолановая (не требует реакции гидроксида кальция) добавка в форме жидкости, суспензии или водорастворимого твердого вещества.

Водоредуцирующие добавки улучшают пластичность (во влажном состоянии) и свойства затвердевания, в то время как добавки, регулирующие схватывание, используются в бетоне, который укладывается и обрабатывается при температурах, отличных от оптимальных. И то, и другое, при правильном использовании, способствует хорошей практике бетонирования. Также обе добавки должны соответствовать требованиям ASTM C 494 (см. Таблицу 1).

Водоредуцирующие добавки
Водоредукторы делают следующее: уменьшают количество воды для смешивания, необходимое для получения заданной осадки. Это может привести к снижению водоцементного отношения (водоцементного отношения), что приводит к увеличению прочности и более прочному бетону.

Снижение соотношения воды и цемента в бетоне было определено как наиболее важный фактор для изготовления прочного высококачественного бетона. С другой стороны, иногда содержание цемента может быть снижено при сохранении исходного соотношения вода / цемент для снижения затрат или теплоты гидратации при заливке массового бетона.

Водоредуцирующие добавки также уменьшают сегрегацию и улучшают текучесть бетона. Поэтому они также обычно используются для перекачки бетона.

Водоредуцирующие добавки обычно делятся на три группы: с низким, средним и высоким содержанием. Эти группы основаны на диапазоне снижения содержания воды в добавке. Процент снижения содержания воды относительно воды в исходной смеси, необходимой для получения заданной осадки (см. Таблицу 2).

Несмотря на то, что все редукторы воды имеют сходство, каждый имеет соответствующее применение, для которого он лучше всего подходит.В таблице 3 представлена ​​сводка по трем типам водоредуцирующих добавок, диапазонам снижения водопоглощения и их основным видам использования. Их влияние на воздухововлечение будет зависеть от химического состава. Также см. Часть 1 этой серии, где представлена ​​таблица, описывающая влияние примесей и других факторов на вовлечение воздуха.

Как они работают
Когда цемент вступает в контакт с водой, разнородные электрические заряды на поверхности частиц цемента притягиваются друг к другу, что приводит к флокуляции или группировке частиц.В этом процессе поглощается значительная часть воды, что приводит к образованию связной смеси и уменьшению осадки.

Водоредуцирующие добавки по существу нейтрализуют поверхностные заряды твердых частиц и заставляют все поверхности нести одинаковые заряды. Поскольку частицы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, они уменьшают флокуляцию частиц цемента и способствуют лучшему диспергированию. Они также уменьшают вязкость пасты, что приводит к большей оседлости.

В Таблице 4 представлены некоторые из наиболее распространенных материалов, используемых для каждой серии редукторов воды.Другие компоненты также добавляются в зависимости от продукта и производителя. Некоторые водоредуцирующие добавки имеют побочные эффекты или сочетаются с замедлителями схватывания или ускорителями. Это будет обсуждаться позже.

Воздействие на бетон
Водоредуцирующие добавки в основном используются для снижения водоцементного содержания бетона, тем самым повышая прочность. В некоторых случаях их можно использовать для увеличения удобоукладываемости или осадки бетона, облегчая укладку.Добавки, снижающие водопоглощение, были разработаны для увеличения осадки за пределы диапазона, доступного с обычными редукторами воды, без чрезмерного замедления, которое, как было известно, происходило. Высокодиапазонные водоредукторы, обычно называемые суперпластификаторами, были разработаны для применения в высокопрочных и высокоэффективных бетонах.

могут превратить 3-дюймовый бетон в осадок до 9 дюймов без риска расслоения и без ущерба для его прочности. Многие производители сборного железобетона могут извлечь выгоду из использования суперпластификатора, особенно из-за его улучшенного высокого раннего развития прочности.

Все водоредуцирующие добавки повышают прочность за счет лучшего диспергирования цемента. Это увеличивает открытую площадь поверхности частиц цемента, обеспечивая более полную гидратацию цемента.

Дозировка
Водовосстановители дозируются по массе цемента, обычно выражаются в жидких унциях на сто фунтов цемента (жидких унций / ц). Большинство водоредуцирующих добавок с низким и средним уровнем дозирования заранее дозируются вместе с водой для смешивания. Водоредуцирующие добавки с высоким содержанием воды обычно добавляются на стройплощадке перед укладкой.Обратитесь к поставщику добавок для получения помощи по дозировке и применению водоредуцирующих добавок.

Добавки, контролирующие схватывание
Добавки, контролирующие схватывание, изменяют скорость гидратации цемента и, следовательно, скорость схватывания (застывания) пасты. По совпадению, они также могут повлиять на отверждение или увеличение прочности после застывания пасты. Добавки, контролирующие схватывание, включают замедляющие и ускоряющие добавки.

Замедляющие добавки
Эти добавки замедляют процесс гидратации.Они также могут сократить время схватывания цемента. Замедляющие добавки делятся на две категории: обычные и расширенные. Обычные, обычно называемые просто «замедлители схватывания», используются для укладки бетона в жарком климате, когда ожидается длительное время в пути или, в экстренных случаях, когда укладка откладывается. Они также обычно используются для заливки массивного бетона, чтобы предотвратить образование холодных швов.

Контрольные добавки расширенного набора — это добавки, которые используются для задержки гидратации на много часов или даже дней. Обычно это двухкомпонентная система примесей.Первый компонент — замедлитель схватывания (стабилизатор), замедляющий схватывание бетона. Второй компонент — это ускоритель (активатор), который преодолевает замедлитель схватывания. Бетон обычно достигает первоначального схватывания через несколько часов после нанесения активатора.

В производстве сборных железобетонных изделий замедляющие добавки также используются в качестве замедлителей поверхностного схватывания. Замедлители схватывания поверхности используются при изготовлении архитектурного сборного железобетона из открытого заполнителя. Их обычно распыляют или раскатывают на формы. Затем бетон заливается в формы.На следующий день затвердевший цемент обрабатывается струей воды или счищается щеткой с поверхности бетона, в результате чего образуется незащищенный заполнитель.

Как они работают. Замедлители схватывания существенно замедляют раннюю гидратацию, уменьшая скорость реакции трикальцийсиликата (C3S) с водой. Кроме того, замедлители схватывания замедляют рост кристаллов гидроксида кальция. Обе реакции способствуют быстрому схватыванию и увеличению прочности пасты. Эффект сохраняется до тех пор, пока примесь не войдет в состав гидратированного материала, тем самым удалив его из раствора и обеспечив начальное схватывание.Продолжительность замедления зависит от дозы и химического состава замедлителя схватывания, состава цемента, температуры и времени, в течение которого он был добавлен в смесь.

Сахар обычно используется в качестве замедлителя схватывания, но помните, что передозировка «убьет» смесь. Исследования показали, что дозы от 0,2 до 1,0 процента от веса цемента могут предотвратить его схватывание. Другие замедляющие химические соединения включают лигносульфоновые кислоты и их соли, гидроксикарбоновые кислоты и их соли, фосфаты и их органические фосфонатные соли, а также соли амфотерных металлов, таких как цинк, свинец и олово.

Ускорители
Эти добавки увеличивают скорость гидратации цемента. В частности, они увеличивают скорость гидратации C3S, тем самым увеличивая раннюю прочность. Есть два типа ускорителей: быстрые и обычные.

Rapid-ускорители могут схватывать бетон за считанные минуты и используются для торкретирования, для ремонта против гидростатического давления или когда требуется очень быстрое схватывание. Обычно они не используются в сборных железобетонных изделиях.

Стандартные или обычные ускорители используются для ускорения строительства в условиях бетонирования в холодную погоду; Однако важно отметить, что это не антифризы. Доказано, что ускорители понижают точку замерзания только примерно на 3 F.

Как они работают. По химическому составу ускорители обычно делятся на три группы: растворимые неорганические соли, растворимые органические соединения и различные твердые материалы. Хлорид кальция, растворимая неорганическая соль, является одним из наиболее часто используемых ускорителей, поскольку он эффективен и недорого.Однако будьте осторожны — бетон, содержащий арматурную сталь, может вызвать хлоридную коррозию. ACI-318 устанавливает ограничения на максимальное количество водорастворимых хлорид-ионов в бетоне. Хлорид кальция не следует использовать при предварительном напряжении. Хлорид кальция также может обесцветить бетон, и его следует избегать, когда эстетика вызывает беспокойство.

Воздействие на бетон. И замедлители схватывания, и ускорители, по-видимому, незначительно влияют на вовлечение воздуха. Однако, когда включены водоредуцирующие агенты, такие как лигносульфонаты, некоторое количество воздуха может быть унесено.

Ретардеры, как правило, уменьшают однодневные силы и обычно увеличивают силы старших возрастов. Замедлители схватывания могут также увеличить потерю осадки и вызвать преждевременное затвердевание смеси, даже если увеличение прочности было отложено. Замедлители схватывания теряют свою эффективность при повышении температуры бетона. Они также увеличивают пластическую усадку.

Ускорители обычно повышают раннюю силу. Однако прочность более позднего возраста может быть снижена по сравнению с тем же бетоном без ускорителя.Они также имеют тенденцию увеличивать скорость усадки и ползучести в раннем возрасте, но испытания показали, что конечные значения не меняются.

Дозировка. Добавки, регулирующие схватывание, дозируются как эт. унция / центнер. Многие из них добавляются заранее в воду для смешивания. Однако эффективность может быть увеличена при дозировании позже, после начала перемешивания. Опять же, для получения наилучших результатов проконсультируйтесь с поставщиком добавок.

Комбинации
Некоторые химические составы примесей обеспечивают сочетание таких эффектов, как уменьшение количества воды с замедлением или ускорением.Преимущества этого включают уменьшение количества добавок, которые необходимо хранить и добавлять в бетон; меньшая несовместимость примесей; и экономия затрат. К недостаткам можно отнести меньшую гибкость и ограниченное использование, когда эффект ускорения или замедления нежелателен. ASTM C 494 перечисляет спецификации для этих комбинированных добавок (см. Таблицу 1).

Во всех сборных железобетонных изделиях следует использовать водоредуцирующие добавки, чтобы снизить их водоцементное соотношение, облегчить укладку бетона и повысить прочность в раннем возрасте.При необходимости используйте замедляющую или ускоряющую добавку для компенсации температур за пределами диапазона 45-65 F. Руководство по контролю качества для заводов по производству сборных железобетонных изделий NPCA предоставляет дополнительную информацию о хороших методах бетонирования в жаркую и холодную погоду.