МЕТОДЫ ПОДБОРА СОСТАВА
МОДИФИЦИРОВАННЫХ
БЕТОНОВ
I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНОВ
С ДОБАВКАМИ
Сегодня применение конструкционных и легких бетонов на цементных вяжущих для бетонных и железобетонных изделий и конструкций уже не возможно без добавок различного назначения, именуемых модификаторами бетона.
1.1. Классификация добавок по «эффекту действия» в бетоне.
В зависимости от основного (преобладающего) эффекта действия в бетонах добавки клас-сифируются на:
1.1.1 модифицирующие(флотациирующие составляющие бетона при перемешивании) и тем корректирующие реологический показатель пластичности бетонных смесей,
а) пластифицируя их в различном диапазоне, как:
- суперпластификаторы – (пластификаторы I группы),
- сильнопластифицирующие – (пластификаторы II группы),
- среднепластифицирующие – (пластификаторы III группы),
- слабопластифицирующие – (пластификаторы IV группы) компоненты;
б) стабилизирующие - угол естественного откоса свежеприготовленной бетонной смеси, по-вышая её однородность и уменьшая седиментацию (оседание, расслоение) цементно- водной составляющей;
в)водоудерживающие, благодаря гидрофилизациимелкодисперсных составляющих смеси поверхностно- активными веществами или редиспергации полимергелевыми добавками или - неорганическими волокнами различного строения;
г) улучшающие перекачиваемость за счёт упрочнения и утолщения физически твёрдых слоёв воды на цементных и мелкодисперсных наполняющих цемент зёрнах;
д) регулирующие сохраняемость бетонных смесей, благодаря гидрофобизации или электро-кинетических явлений от эффекта перезарядки и отталкивания частиц, когда реологическое «восстановление» структуры становиться растянутым во времени;
е) замедляющие схватывание – экранообразующие на цементном зерне пленки непроницае-мых гидратных новооразований, затрудняющих процесс гидратации вяжущего в ранние сроки;
ж) ускоряющие схватывание (неорганические соли или щёлочи) главным образом, благодаря каталитических химических реакций и электрокинетических явлений;
з) поризующие (для легких бетонов):
воздухововлечением с приклеплением воздушных пузырьков на мелкой фракции песка;
и) пенообразующие -для ячеистых бетонов;
к) газообразующие - для ячеистых бетонов.
1.1.2. изменяющие кинетику твердения бетона:
ускорители или замедлители твердения.
1.1.3. повышающие прочность (или - морозостойкость, непроницаемость) бетона, а также коррозионную стойкость железобетона бетона и стальной арматуры), благодаря:
а) снижения водопотребности пластификаторами и повышения тем плотности бетона в последовательности: I→ II→ III→ IV групп;
б) кольматации (уплотнения и заполнения) образующихся капилляров и пор;
г) газообразования с получением наполненной «упругим газом» ячеистой структуры цемент-ного камня повышенной плотности в межпоровых перегородках (и даже водонепроницаемой) с пониженным коэффициентом теплопроводности;
д) вовлечения воздуха в бетонную смесь, повышая морозостойкость за счёт резервных пор, становящихся демпферами (снижателями) усадочных деформаций при отрицательных темпе-ратурах;
1.1.4. повышающие защитные свойства у бетона по отношению к стальной арматуре - как ингибиторов (замедлителей) коррозии стали.
1.1.5. Придающиебетону специальные свойства:
а) противоморозного эффекта (обеспечения твердения при отрицательных температурах);
б)гидрофобизирующего эффекта от добавок I, II и III групп.
Критерии технической эффективности добавок и надежности
Качество добавки для бетона определяется требованиями нормативно-технической доку-ментации на добавку конкретного вида, а ее применение в бетоне – требованиям ГОСТ 24211 по критериям их эффективности табл. 1, приведенными (для удобства пользования) и в настоя-щем учебном пособии (см. табл. 1.)
Нормативно-техническая документация на коммерческие фирменные добавки должна соот-ветствовать назначению и надежности по ГОСТ 24211(табл.1.1).
Основной технический или технологический эффект действия добавки определяют при ее оп-тимальной дозировке, как правило, путем сопоставления показателей качества бетонных сме-сей и бетонов с добавкой и контрольного состава (без добавки).
Таблица 1.
Требования к критериям эффективности добавок по ГОСТ 24211
Вид добавки
| Требования надежности
(критерий эффективности)
добавки*
| Возможные дополнительные
положительные или отрица-тельные эффекты
|
1.Пластифици-
рующая I
группы
| Увеличение подвижности
бетонной смеси от П1 с
обеспечением осадки кону-са 2 - 4см до П5 без сниже-ния прочности бетона во все сроки испытания
| Повышение прочности бето-на, расслаиваемость бетон-ной смеси, дополнительное
воздухововлечение, увеличе-ние деформаций усадки, уве-личение деформаций ползу-чести.
|
2.Пластифици-
рующая II
группы
| Увеличение подвижности
бетонной смеси от П1 с
обеспечением осадки кону-са 2 - 4см до П4 без сниже-ния прочности бетона во все сроки испытания
| Замедление схватывания бе-тонной смеси, расслаивае-мость бетонной смеси, допол –нительное воздухововлече-ние, увеличение деформаций усадки, увеличение деформа-ций ползучести
|
3.Пластифици-
рующая III
группы
| Увеличение подвижности бетонной смеси от П1 с
обеспечением осадки кону-са 2 - 4см до П3 без сниже-ния прочности бетона во все сроки испытания
| Замедление схватывания бе-тонной смеси, замедление твердения бетона
|
4.Пластифици-
рующая IV
группы
| Увеличение подвижности
бетонной смеси от П1 с
обеспечением осадки кону-са 2 - 4см до П2 без сниже-ния прочности во все сроки испытания
|
То же
|
5. Стабилизи-
рующая
| Показатель раствороотделе -ния бетонной смеси с О.К. = 20-22см не более 2,5 %
| Повышение однородности бетона, снижение проницае-
мости бетона
|
6.Водоудержи-
вающая
| Водоотделение бетонной
смеси с О. К. = 20 - 22см
не более 2%
| Увеличение подвижности бе-тонной смеси, снижение про-ницаемости бетона, повыше-ние однородности бетона,
снижение прочности бетона
|
7.Улучшающая
перекачивае-
мость
| Снижение давления
манометра на 20 %
| Повышение однородности бетона, снижение водоотде-ления бетонной смеси, сни-жение прочности бетона
|
8.Замедляющая
схватывание
| Увеличение времени поте-ри подвижности бетонной смеси от исходного значе-ния до 2см в 2 раза и более при температуре окружаю-щего воздуха (20 ± 2) °С
Замедление схватывания в
2 раза и более при темпе-ратуре окружающего воз-духа (20 ± 2) °С (дополни-тельный способ)
| Уменьшение скорости тепло-выделения в массивных соо-ружениях, замедление твер-дения бетона на ранней ста-ии, удлинение срока предва-рительной выдержки перед
термообработкой.
Увеличение прочности бето-на в дальние сроки тверде-ния, уменьшение скорости
тепловыделения, повышение
плотности бетона, замедле-ние набора прочности в ран-ние сроки твердения, удлине-ние срока предварительной выдержки перед термообра-боткой
|
9.Ускоряющая
схватывание
| Ускорение схватывания на
25 % и более при темпера-туре окружающего возду-ха (20 ± 2) °С
| Ускорение твердения бетона,
замедление нарастания проч-ности бетона в дальние сроки твердения, образование вы-солов, коррозия арматуры
|
10.Воздуховов-
лекающая
(для легких
бетонов)
| Требуемый объем вовле-ченного воздуха впределах от 6 до 15 % с получением слитной структуры бетона. Потеря вовлеченного воз-духа после 30 мин выдерж-ки не более 25 %. Отсут-ствие снижения прочности при одинаковой средней плотности бетона.
| Повышение удобоукладыва-емости и снижение расслаи-ваемости бетонной смеси
|
11.Пенообразу-ющая (для лег-ких бетонов)
| Объем воздуха, введенного
в бетонную смесь с заранее
приготовленной пеной, в
пределах от 10 до 25 %, с
получением поризованной
структуры бетона. Потеря
воздуха после 30 мин вы-держки 25 % и менее.
Отсутствие снижения
прочности при одинаковой
средней плотности бетона
|
То же
|
12.Газообразую-щая (для лег-ких бетонов)
| Требуемый объем газа, об-разующегося в бетонной
смеси за счет газообразова-ния, от 15 до 25%. Период активного газовыделения от 5 до 30мин. Отсутствие снижения прочности при одинаковой средней плот-ности бетона.
|
То же
|
13.Ускоряющая
твердение
| Повышение прочности бе-тона на 20% и более в воз-расте 1 суток нормального твердения
| Повышение электропровод-ности бетонной смеси, замед-ление нарастания прочности в поздние сроки твердения, образование высолов, корро-зия арматуры.
|
14. Замедляю-
щая твердение
| Снижение прочности бето-на на 30 % и более в воз-расте до 7 сут
| Замедление схватывания бе-тонной смеси, увеличение прочности бетона в 28 сут. и более, уменьшение скорости
тепловыделения, снижение
проницаемости бетона удли-нение срока предварительной выдержки перед термообра-боткой.
|
15. Водореду-
цирующая I
группы
| Снижение расхода воды на
20 % и более. Повышение
прочности бетона. Повы-шение марки бетона по во-донепроницаемости на 4
ступени и более.
| Повышение интенсивности
тепловыделения, повышение
морозостойкости бетона,
повышение коррозионной
стойкости бетона
|
16. Водореду-
цирующая II
группы
| Снижение расхода воды на
12 -19 %. Повышение проч-ности бетона. Повышение марки бетона по водоне-проницаемости на 2 - 3 сту-пени.
|
То же
|
17. Водореду-
цируюшая III
группы
| Снижение расхода воды на
6 - 11 %. Повышение проч-ности бетона. Повышение марки бетона по водонепро ницаемости на 1-2 ступени.
| Повышение интенсивности
тепловыделения, повышение
коррозионной стойкости бе-тона.
|
18. Водореду-
цирующая IV
группы
| Снижение расхода воды на
5 % не менее. Повышение
прочности бетона. Повыше -ние марки бетона по водо-непроницаемости на 1 сту-пень
|
То же
|
19. Кольмати-
рующая
| Повышение марки бетона
по водонепроницаемости на 2 ступени и более.
| Снижение прочности бетона,
повышение коррозионной
стойкости бетона.
|
20. Газообра-
зующая
| Объем выделившегося газа
в уплотненной бетонной
смеси 1,5 - 3,5 %.Повыше-ние морозостойкости бето-на в 2 раза и более.
| Пластификация бетонной сме си, снижение расслаиваемос-ти бетонной смеси, уплотне-ние структуры при твердении бетона в замкнутом объеме, повышение марки бетона по водонепроницаемости, сни-жение водопоглощения, не-возможность применения электропрогрева
|
21.Воздуховов-
лекающая
| Воздухосодержание в уп-лотненной бетонной смеси 2 - 5 % (по объему). Повы-шение морозостойкости бе-тона в 2 раза и более.
| Пластификация бетонной сме -си, снижение расслаивае-мости бетонной смеси, повы-шение марки бетона по водо-непроницаемости, снижение водопоглощения, снижение прочности бетона.
|
22. Повышаю-
щие защитные
свойства бетона по отношению к стальной ар-матуре
| Обеспечение значения тока
пассивации стали не менее
10 mA/см2 и потенциала
пассивации стали не менее
минус 450 mV.
| Увеличение подвижности бе-тонной смеси, снижение диф-фузионной проницаемости
бетона, обеспечение тверде-ния бетона при отрицатель-ных температурах, увеличе-ние электропроводности бе-тона.
|
23.Противомо-
розная
| Обеспечение твердения бе-тона при температуре ми-нус (15 ± 5)°С с набором
прочности 30 % и более от
прочности в возрасте 28 су-ток нормального твердения
| Повышение, электропровод-ности бетона, ускорение схва -тывания, образование высо-лов, коррозия арматуры.
|
24.Гидрофоби-зирующая I
группы
| Снижение водопоглощения бетона в 5 раз и более (че-рез 28 сут испытания)
| Снижение скорости тепловы -деления, замедление схваты-вания и твердения бетона,
снижение прочности бетона.
|
25.Гидрофоби-
зирующая II
группы
| Снижение водопоглощения
бетона в 2 - 4,9 раза (через
28 сут испытания)
| То же
|
26.Гидрофоби-
зирующая III
группы
| Снижение водопоглощения
бетона в 1,4 . 1,9 раза
(через 28 сут испытания).
| То же
|
* Показатели свойств бетона относятся к его проектному возрасту.
Примечания:
1. Одни и те же вещества могут быть отнесены к добавкам различного
назначения.
2. Перечень конкретных добавок различных видов приведен в приложении
3. Термины и их пояснения приведены в приложении 1.
|