Добавки, стабилизирующие бетонные и растворные смеси

Министерство Транспорта Российской Федерации Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Дальневосточный Государственный Университет Путей Сообщения Кафедра: «Экономика строительства и технология строительных материалов»

Реферат на тему:

«Добавки, стабилизирующие бетонные и растворные смеси»

Выполнила: Борисова А.С.

Хабаровск

• Введение
• 1. Понятие о стабилизирующих добавках и их классификация
• 2. Требования к стабилизирующим добавкам
• 3. Механизм действия стабилизирующих добавок
• 4. Виды стабилизирующих добавок
• 4.1 Отечественные добавки
• 4.1.1 Гипан
• 4.1.2 Метилцеллюлоза водорастворимая
• 4.1.3 Бентонитовая глина
• 4.1.4 Регенерационные стоки сахарорафинадного производства
• 4.2 Добавки зарубежных производств
• 4.2.1 Аддимент СТ 2
• 4.2.2 Зика Пумп
• 5. Примеры применения стабилизирующих добавок
• Заключение
• Список литература

Получение бетонов нового поколения, обладающих специальными свойствами, невозможно без использования добавок для модификации свойств портландцемента и бетонных смесей. Добавки, являющиеся одним из самых простых и доступных технологических приемов совершенствования свойств бетона, позволяют существенно снизить уровень затрат на единицу продукции, повысить качество и эффективность большой номенклатуры железобетонных конструкций, увеличивать срок службы как конструкций, так и зданий и сооружений в целом.

В практике строительства стабилизирующие добавки использовались мало, хотя дальность возки и темп укладки бетонной смеси для повышения ее сохраняемость и стабильности требуют применения этих добавок, т.к. они повышают водоудерживающую способность и улучшают перекачиваемость смесей по трубопроводам.

1. Понятие о стабилизирующих добавках и их классификация

Добавки стабилизирующие — это химические и минеральные вещества, предназначенные для снижения расслаиваемости бетонной смеси, ее растворои водоотведения. Они в значительной степени определяют качество затвердевшего бетона, повышают его однородность, снижают проницаемость.

Все стабилизирующие добавки в соответствии с классификацией ГОСТ 24 211–2008 относятся к первой группе добавок, регулирующих свойства бетонных растворных смесей, и подразделяются на 2 разновидности:

· регулирующие сохраняемость подвижности;

· увеличивающие воздухо- (газо) содержание.

2. Требования к стабилизирующим добавкам

Основным технологическим условием при перевозке бетонной смеси является сохранение ее однородности, и обеспечение требуемой подвижности к моменту укладки. Для этого в бетонную смесь не должны попадать атмосферные осадки, прямые солнечные лучи, смесь не должна расслаиваться, а оставаться связанной.

Укладка и уплотнение бетонной смеси должны быть осуществлены таким образом, чтобы были обеспечены монолитность и однородность бетона, запроектированные показатели бетона, надлежащие сцепление бетона с арматурой и закладными деталями.

Стабилизирующие добавки должны отвечать требованиям и обеспечивать повышение однородности смесей:

· показатель раствороотделения бетонной смеси с ОК = 20 — 22 см должен быть не более 2,5%;

· увеличение объема газовой фазы смеси должно быть не более 3% .

3. Механизм действия стабилизирующих добавок

Механизм действия стабилизирующих, водоудерживающих и улучшающих перекачиваемость добавок заключается в том, что при их введении в систему «цемент-вода—заполнитель» изменяются свойства поверхности частиц твердой фазы (цемента, в первую очередь) и происходит изменение соотношения между пленочной и свободной водой.

В результате пептизирующего действия добавок и вследствие увеличения количества пленочной воды наступает стабилизация системы, приводящая к сохраняемости свойств бетонной смеси и ее хорошей перекачиваемости по трубам. Плотность укладки частиц твердой фазы в процессе твердения бетона определяется характером и интенсивностью сил межмолекулярного взаимодействия и, помимо природы твердой фазы, зависит от ее дисперсности. При введении стабилизирующих и водоудерживающих веществ происходит увеличение дисперсности твердой фазы, т. е. увеличение свободной поверхностной энергии. Это способствует развитию молекулярного взаимодействия между частицами, что вызывает возникновение множества контактов между ними и обусловливает создание пространственной структурной сетки.

Стабилизирующие добавки позволяют предотвратить расслоение бетонной смеси. При добавлении стабилизирующей добавки в бетонную смесь на поверхности цементных частниц образуется устойчивый микрогель, что обеспечивает создание «несущего скелета» в цементном тесте и предотвращает расслаивание бетонной смеси. При этом образующийся «несущий скелет» позволяет заполнителю (песок и щебень) свободно перемещаться и тем самым удобоукладываемость бетонной смеси не изменяется. Такая технология самоуплотняющегося бетона позволяет бетонировать любые конструкции с густым армированием и сложной геометрической формы без применения вибраторов. Смесь в процессе укладки самоуплотняется и выдавливает из себя вовлеченный воздух.

4. Виды стабилизирующих добавок

4.1 Отечественные добавки

В отечественной строительной практике для повышения сохраняемости и стабильности технологических операций предложены и апробированы следующие виды специальных добавок, которые по своему техническому эффекту относятся к добавкам-стабилизаторам, повышающим водоудерживающую способность и улучшающим перекачиваемость смесей по трубопроводу.

4.1.1 Гипан Гипан — Стабилизирующая, водоудерживающая и улучшающая перекачиваемость добавка Это раствор 10…17% концентрации, поставляемый в бочках.

Добавка гипана к неминерализованной промывочной жидкости повышают ее термоустойчивость примерно до 250 С. Однако добавки гипана вызывают значительное загустевание промывочной жидкости. Для предотвращения загустевания при низких температурах на забое скважины наряду со снижением содержания твердой (особенно глинистой) фазы часто необходимо применение реагентов-понизителей вязкости. При температуре забоя скважины более 80 ⁰С загустевание промывочной жидкости, стабилизированной гипаном, легко устраняется добавлением небольших количеств хроматов или бихроматов натрия или калия.

4.1.2 Метилцеллюлоза водорастворимая Метилцеллюлоза водорастворимая — водоудерживающая добавка (загуститель) — сложный эфир целлюлозы Продукт в виде волокнистого материала белого цвета с желтоватым оттенком.

Метилцеллюлоза позволяет эффективно регулировать консистенцию и реологические свойства смесей, устраняет расслоение и седиментацию, улучшает клеящую способность, повышает стабильность к температурным колебаниям и позволяет получать бетонные смеси с повышенной связанностью, что дает возможность транспортировки смеси по лоткам и трубопроводам, а также обеспечивается сохранность легких бетонных смесей.

4.1.3 Бентонитовая глина Бентонитовая глина — природный высокодисперсный алюмисикат, обладающий высокой ионообменной способностью и набухаемостью. Рекомендуемое количество добавки в бетоне — 3…10%.

Бентонитовая глина — один из ценных ископаемых материалов, нашедший свое применение в самых разных областях человеческой деятельности. Другое ее название — сукновальная глина, что связано с использованием таких глин для обезжиривания сукна. В современной промышленности бентонитовая глина используется, главным образом, в металлургии — для формирования железнорудных окатышей и изготовки формовочных смесей. Не менее важно использование бентонитовых глин при приготовлении буровых и строительных растворов, средств очистки нефтепродуктов, а также в качестве сырья для производства теплои гидроизоляционных материалов.

В чистом виде бентонитовая глина используется редко, чаще всего в промышленности и других областях хозяйства применяются бентонитовые глинопорошки. Этот материал получают путем сушки и мелкого дробления бентонитовой глины. Бентонитовые глинопопрошки добавляют в состав полимерных материалов, примешивают к бетонам, что повышает их водоадгедиозные свойства. На основе бентонитового порошка производятся наиболее доступные по стоимости буровые смеси, обладающие, к тому же, высокими эксплуатационными свойствами и обеспечивающие отличные результаты при вертикальном или горизонтальном бурении.

Бентонитовые глинопорошки в сочетании с огнеупорными материалами — основное сырье для изготовления природных формовочных смесей. В зависимости от пропорций глинопорошка и перлитов, такие смеси могут обладать различными свойствами. Формовочные смеси на основе бентонитовой глины отличаются высокой прочностью, оптимальной газонепроницаемостью, при этом легко формуются и экологически чисты.

Добавка эффективна в малоцементных бетонах и растворах.

4.1.4 Регенерационные стоки сахарорафинадного производства Регенерационные стоки сахарорафинадного производства — это отход серийного производства, содержащий в своем составе хлорид натрия, окрашенные органические соединения и гидроопись натрия. Рекомендуемая дозировка — 0,25…0,5%. Не рекомендуется применение в предварительнонапряженных железобетонных конструкциях, а также в конструкциях, армированных высокопрочными арматурными сталями. Эта добавка предупреждает расслоение, уменьшает водоотделение, улучшает перекачиваемость,

4.2 Добавки зарубежных производств

4.2.1 Аддимент СТ 2

Аддимент СТ 2 — Порошковый стабилизатор для растворов, пенобетонов и легких бетонов средней плотности до 1200 кг/м³. Не содержит веществ, вызывающих коррозию арматуры. Рекомендуемая дозировка — 0,2…0,7%. Придает текучесть растворам и бетонам без дополнительного добавления воды, которая резко снижает качество и прочность. Значительно увеличивается подвижность (удобоукладываемость) бетонной смеси. Используется для улучшения качества смеси при любом бетонировании, незаменимы при применении насосов для подачи растворов и бетона, заливке сложных форм. Способствует получению более высокой конечной прочности, повышает водонепроницаемость, предотвращает образование трещин, обусловленных усадкой при затвердевании, повышает стойкость к механическому и химическому воздействию Аддимент СТ 2 увеличивает вязкость воды, предотвращая расслаивание бетонов и растворов по фракциям. Обеспечивает равномерное распределение в легких бетонах. Препятствует вымыванию бетона при подводном бетонировании.

Производитель: Addiment Sika (ФРГ).

4.2.2 Зика Пумп Зика Пумп — Добавка для улучшения перекачиваемости смесей по трубам. Продукт на основе полимеров с добавками, регулирующими вязкость. Жидкость светло-зеленого цвета, плотностью 0,99 кг/л. Рекомендуемая дозировка — 0,5…1,0%.

Sika Pump в большой степени повышает внутреннюю когезию смеси, придает ей улучшенную удобоукладываемость и снижает сопротивление прилипанию свежего бетона к стенкам бетоноводов. Средство Sika Pump снижает износ подающих бетоноводов и бетононасоса и позволяет продлить срок их службы. Sika Pump не обладает негативным воздействием на характеристики затвердевшего бетона. Sika Pump не содержит хлоридов и других веществ, вызывающих коррозию арматуры. Его можно применять при изготовлении стальных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Технические характеристики:

· основа — раствор полимерных регуляторов вязкости;

· внешний вид — светло-зеленая жидкость;

· плотность 1,01 кг/л.

Производитель: Sika (Швейцария).

5. Примеры применения стабилизирующих добавок Рациональной областью применения стабилизирующих добавок является получение тяжелых и мелкозернистых бетонов класса В 20(М250), а также в тех случаях, когда подвижность бетонных смесей не превышает марку ПЗ по ГОСТ 7473–2010.

Стабилизирующие добавки применяют для уменьшения водоотделения бетонных и растворных смесей и расслоения бетонных смесей. При транспортировании и укладке может возникнуть расслоение смесей. Если подбором состава не удается достичь заданной стабильности и водоудерживающей способности смесей, то в их состав вводят органические добавки, например метилцеллюлозу в количестве 0,1…0,2% от массы цемента или тонкодисперсные минеральные добавки. Для сокращения водоотделения литых смесей добавляют бентонитовую глину (в виде порошка в количестве 3…10% от массы воды), обладающую свойством удерживать в своей структуре большое количество воды.

Стабилизирующие добавки используются при изготовлении тяжелых и мелкозернистых бетонов по ГОСТ 26 633–91 [6]:

· Бетоны марки по морозостойкости F200 и выше, а также бетоны марки по морозостойкости F100 и выше для гидротехнических сооружений следует изготавливать с обязательным применением стабилизирующих добавок.

· Допускается при соответствующем техническом обосновании приготавливать подвижные бетонные смеси с одной стабилизирующей воздухововлекающей добавкой.

Также Стабилизирующие добавки используются при изготовлении легких бетонов по ГОСТ 25 820–83 [7]:

Бетоны марки ГПН следует изготавливать с применением полиэтиленоксида, полиокситилена или гипана.

Применение стабилизирующих добавок:

· предотвращает водоотделение и расслаивание бетонной смеси;

· обеспечивает высокую однородность бетона;

· оптимизирует вязкость бетона для прокачки бетононасосом;

· увеличивает время сохраняемости бетонной смеси в жидком состоянии;

· позволяет бетонировать любые конструкции с густым армированием и сложной геометрической формы без применения вибраторов.

стабилизирующий добавка бетонный смесь

Заключение

В данной работе рассмотрены классификация, основные требования, виды и применение стабилизирующих добавок.

В первом разделе приведена классификация стабилизирующих добавок — веществ, способствующих снижению расслаиваемости бетонной смеси.

В следующем разделе описан механизм действия добавок: при их добавлении в бетонную смесь изменяются свойства поверхности частиц твердой фазы (цемента, в первую очередь). В результате наступает стабилизация системы, приводящая к сохраняемости свойств бетонной смеси и ее хорошей перекачиваемости по трубам.

Описаны основные представители стабилизирующих добавок, среди которых широко употребляются бентонитовая глина и Зика Пумп.

Показаны области применения стабилизирующих добавок. Как правило, они используются для изготовления тяжелых, мелкозернистых бетонов и строительных растворов.

В заключении необходимо отметить, что стабилизирующие добавки, обладая специфическими свойствами, позволяют предотвратить расслоение бетонной смеси, повышают водоудерживающую способность и улучшают перекачиваемость смесей по трубопроводам.

1. Афанасьев Н. Ф. Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. Киев: Будивельник, 1989. 127с.

2. В. С. Изотов, Ю. А. Соколов. Химические добавки для бетонов. М.: Стройиздат, 1974. — 255 с.

3. Попко В. Н. Химические добавки для бетона. Учебное пособие. Казань. КИСИ 1980.

4. ГОСТ 24 211 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия — Москва: Стандартинформ, 2010.

5. ГОСТ 7473 Смеси бетонные. Технические условия — Москва: Стандартинформ, 2011.

6. ГОСТ 26 633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия — Москва: Стандартинформ, 2005.

7. ГОСТ 25 820 Бетоны легкие. Технические условия — Москва: Стандартинформ, 2005.