Выбор добавок для тяжелого и мелкозернистого бетонов
Добавкиприменяются для:
а) улучшения удобоукладываемости, однородности, связности и нерасслаиваемости бе-тон-ной смеси;
б) модифицирования бетонной смеси в части вариации скоростями процессов: потерей подвижности во времени, схватывания, твердения и тепловыделения;
в) сокращения расхода цемента;
г) сокращения тепловой обработки бетона на заводе, на полигоне, в монолитном бето-нировании и для ускорения сроков распалубливания при естественном выдерживании;
д) повышения прочности, водо- и газонепроницаемости бетона;
е) повышения морозостойкости, стойкости бетона и железобетона в различных агрессивных средах за счет уплотнения или формирования заданной структуры;
ж) усиления защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.
В последнее время в тяжелом бетоне добавки часто применяют и дляуменьшения расхода дефицитного крупного заполнителя вплоть до замены тяжелого бетона мелкозернистым.
Введение добавок стало, обязательным в случаях:
- получения литых (ОК>21см) и пластичных смесей и бетонов классов В40 и более, бетонов марок по водонепроницаемости W8 и более - при введении пластифицирующих добавок I группы;
- получения пластичных смесей и бетонов классов В30 - В40 - с пластифицирующими добав-ками II группы;
- приготовления бетонов повышенной и высокой морозостойкости и водонепроницаемости с пластификаторами III и IV группы, воздухововлекающими и газообразующими добавками, ес-ли бетон без добавок заданной марки по прочности не удовлетворяет классам по морозостой-кости и водонепроницаемости (или плотности);
- снижения энергозатрат при тепловой обработке бетона, повышения темпа роста прочности бетона - ускорителей твердения.
Выбор добавок для бетонов, со специальными требованиями по долговечности (морозо-стойкости, коррозионной стойкости, водонепроницаемости и другим показателям) производят по ведущему агрессивному воздействию. В остальных случаях выбор добавки производиться в зависимости от технологии приготовления бетонной смеси и изготовления конструкций и изделий с учетом влияния добавок на свойства бетонной смеси и бетона (табл. 7). При выборе добавки необходимо руководствоваться следующим: применение пластифицирующих добавок 2-3-й групп или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок без удлинения технологи-ческого цикла возможно в том случае, если он составляет не менее 11 ч для бетонов на порт-ландцементах, 14 ч для бетонов на шлако- или пуццолановых портландцементах; при этом конструкции до тепловой обработки выдерживаются, как правило не менее 2 ч, а скорость подъема температуры не превышает 20°С/ч; либо с меньшим предварительным выдержи-ванием, но со скоростью подъема температуры не более 15 оС/ч; при меньших циклах тепловой обработки указанные добавки могут применяться в случае использовании закрытых форм или в сочетании с ускорителями твердения;
при введении пластифицирующих добавок 2-3-й групп или пластифицирующе-воздухо-вовлекающих добавок в бетон, выдерживаемый в естественных условиях полигона, необхо-димо учитывать замедление темпа его твердения, особенно в ранние сроки и при пониженных температурах, а при температурах ниже 10 оС с добавками указанных видов, как правило, вво-дить ускорители твердения;
применение газообразующих добавок возможно, если предварительное иыдерживанне бетона при температуре 10-30°С составляет не менее 4-6 ч, а скорость подъема температуры до максимальной - не более 10 оС/ч.
Таблица 7
Выбор добавок по технологическому эффекту в бетонах
| Условное сокращенное обозначение добавки | Способ корректировки исходного состава бетонной смеси | |||||||
| без уменьшения расхода цемента и воды | с уменьшенным расходом воды | |||||||
| Повы шение под-виж ности смеси от ис-ходной П1(2-4см) до, см | повыше ние морозостойкости бетона на чис-ло марок | повыше-ние водо-непрони-цаемости бетона на число марок | измене- ние проч- ности бе-тона от исходной 100% до, % | уменьшение расхода воды, % | измене- ние проч ности бе- тона от исходной 100% до, % | повыше- ние мо-розостой-кости бе-тона на число марок | Повы шение водоне проницаемос ти бе-тона на число марок | |
| С-3,10-03, ДФ, СМФ,МФАР | 18-22 | - | - | - | 20-30 | 125-140 | 1-1,5 | 3-4 |
| ЛСТМ-2,МЛСТ, АПЛ | 10-15 | 1-1,5 | - | 95-105 | 10-15 | 115-120 | 1,5-2 | 1,5-2,5 |
| ЛСТ, УПБ, С-1, ВРП-1,ПДК | 8-12 | - | - | 90-95 | 10-12 | 110-115 | 1-1,5 | 1,5-2 |
| ЩСПК, ЧСЩ | 8-10 | 0,5 -1 | - | 90-95 | 10-12 | 110-115 | 1,5-2,5 | 1,5-2,5 |
| СПДм,ЩСПКм | 8-12 | 1-1,5 | - | 100-105 | 10-12 | 115-120 | 1,5-2,5 | 1,5-2,5 |
| НЧК,КЧНР, М1 ГКЖ-10,ГКЖ11, | 6-8 | 1-1,5 | - | 5-10 | 105-110 | 1,5-2,5 | 1,5-2,5 | |
| СНВ,КТП,ОТП СДО,ОП,С | - | 1,5-2 | 0,5-1 | 85-95 | - | 3-4 | 1,5-2 | |
| ГКЖ -94, ГКЖ-94М, ПГЭН | 4-6 | 4-5 | - | 90-95 | 3-5 | - | 4-5 | 1,5-2 |
| ДЭГ, ТЭГ,С-89 | 6-8 | - | 3-3 | 100-105 | 5-7 | 105-110 | 1-2 | 3-4 |
| СА,СЖ,ХЖ,НЖ НК, | - | - | 2-3 | 100-105 | - | 100-105 | - | 2-3 |
| ХК,НК,ННХК,СНН,ТНФ | 4-8 | - | 0,%-1 | 105-110 | 2-3 | 110-120 | 0,5-1 | 0,5-1 |
| С-3 +ЛСТ | 18-20 | - | - | - | 20-30 | 125-140 | 1-1,5 | 3-4 |
| С-3+ ЩСПК, (ЧСЩ) | 18-20 | 0,5-1 | - | - | 20-30 | 125-135 | 2,5-3 | 3-4 |
| ЛСТ+ ЩСПК | 14-16 | 0,5-1 | - | - | 15-20 | 120-130 | 2-3 | 2-3 |
| С-3+СНВ (КТП) | 15-18 | 1-1,5 | - | - | 15-20 | 120-126 | 2-3 | 2-3 |
| ЧСЩ+КТП | 8-10 | 2-3 | 1-2 | 95-100 | 8-10 | 105-110 | 2-3 | 1-2 |
| ЛСТ+СН(НК,ННХК, ННК); УПБ+СН | 8-12 | - | 0,5-1 | - | 10-12 | 110-125 | 1-1,5 | 1,5-2 |
| СНВ +СН(НК, ННК,ННХК) | 3-5 | 1,6-2 | 0,5-1 | - | 2-3 | 100-105 | 3-4 | 1,5-2 |
| ГКЖ-94(ГКЖ-94М,ПГЭН)+НК | 4-6 | 4-5 | - | 100-105 | 3-5 | 106-110 | 4-5 | 1,5-2,5 |
| С-3+ЛСТ(ЧСЩ) +СНВ(КТП) | 15-18 | 1,5-2 | 0,5-1 | 20-25 | 125-135 | 3-4 | 3-4 | |
| ЛСТ+НЧК (КЧНР)+СН; ЛСТ+ СНВ+СН (НК) | 10-12 | 1-2 | 0,5-1 | - | 10-12 | 100-115 | 3-4 | 1,5-2 |
| ЛСТ+ГКЖ-94 (ГКЖ-94М, ПГЭН)+СН | 1,5-2 | 3-4 | 0,5-1 | 100-105 | 10-12 | 100-115 | 4-5 | 1,5-2 |
| С-3+ЛСТ+ГКЖ-10(ГКЖ-11) | 18-22 | 1-1,5 | - | - | 20-25 | 125-135 | 2-3 | 1,5-2 |
| ЛСТ+СНВ(КТП, С,ОП); | 10-12 | 1-1,5 | - | 90-95 | 8-10 | 105-110 | 2-3 | 2-3 |
| ВРП-1+С, | 10-12 | 1-1,5 | - | 90-95 | 8-10 | 105-110 | 2-3 | 2-3 |
| ЩСПК(ЩСПКМ,СПДМ)+СНВ(КТП,С,ОП) | 10-12 | 10-12 | - | - | 10-12 | 100-115 | 2-3 | 2-3 |
Для уменьшения расхода цемента в состав бетонной смеси могут вводиться пластифицирую-щие добавки 2-3-й групп и пластифицируюше-воздухововлекающие добавки, а также ком-плексные добавки на основе указанных, в том числе и с ускорителями твердения.
Таблица 8
Сокращение расхода портландцемента с добавками
| Условное сокращен- ное обозначение добавки | Способ корректировки исходного состава бетонной смеси | ||
| с уменьшенным расходом цемента и воды | |||
| умень- шение расхода цемента, % | повыше- ние моро- зостой- кости бетона на число марок | повыше- ние водо- непрони- цаемости бетона на число марок | |
| С-3,10-03, ДФ, СМФ,МФАР | 15-25* | - | - |
| ЛСТМ-2,МЛСТ, АПЛ | 18-15 | 1-1,5 | - |
| ЛСТ, УПБ, С-1, ВРП-1,ПДК | 5-8 | - | - |
| ЩСПК, ЧСЩ | 5-8 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| СПДм,ЩСПКм | 8-10 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| НЧК,КЧНР, М1 ГКЖ-10,ГКЖ11, | 3-5 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| СНВ,КТП,ОТП СДО,ОП,С | - | 2-3 | 0,5-1 |
| ГКЖ -94, ГКЖ-94М, ПГЭН | - | 3-5 | 0,5-1 |
| ДЭГ, ТЭГ,С-89 | 3-5 | 0,5-1 | 2-3 |
| СА,СЖ,ХЖ,НЖ НК, | 3-5 | - | 1-2 |
| ХК,НК,ННХК, СНН,ТНФ | 5-10 | 0,5-1 | 0,5-1 |
| С-3 +ЛСТ | 15-20 | - | - |
| С-3+ ЩСПК, (ЧСЩ) | 15-20 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| ЛСТ+ ЩСПК | 10-15 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| С-3+СНВ (КТП) | 15-20 | 1,5-2,5 | 0,5-1 |
| ЧСЩ+КТП | 5-6 | 2-3 | 0,5-1 |
| ЛСТ+СН(НК, ННХК, ННК); УПБ+СН | 8-10 | - | 0,5-1 |
| СНВ +СН(НК, ННК,ННХК) | 3-5 | 2-2,5 | 0,5-1 |
| ГКЖ-94(ГКЖ-94М, ПГЭН)+НК | 3-5 | 4-5 | 1,5-2,5 |
| С-3+ЛСТ(ЧСЩ) +СНВ(КТП) | 15-20 | 2-3 | 1,5-2 |
| ЛСТ+НЧК (КЧНР)+СН; ЛСТ+ СНВ+СН (НК) | 5-8 | 2-3 | 1,5-2 |
| ЛСТ+ГКЖ-94 (ГКЖ-94М, ПГЭН)+СН | 3-5 | 3-4 | 0,5-1 |
| С-3+ЛСТ+ГКЖ-10 (ГКЖ-11) | 15-20 | 1-1,5 | 0,5-1 |
| ЛСТ+СНВ(КТП, С,ОП); | 3-5 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| ВРП-1+С, | 3-5 | 1,5-2 | 0,5-1 |
| ЩСПК(ЩСПКМ, СПДМ)+СНВ(КТП, С,ОП) | 5-8 | 1,5-2 | 1-1,5 |
П р и м е ч а н и е. Применение суперпластификаторов только с целью экономии цемента, как правило, должно быть экономически обосновано.
Независимо от достигаемого эффекта по экономии цемента при приготовлении бетонов, к которым предъявляются повышенные требования по долговечности, в состав бетонной смеси целесообразно вводить воздухововлекающие, пластифицирующе-воэдухововлекающие добавки или их сочетания с ускорителями твердения.
Для получения бетонной смеси с требуемыми технологическими свойствами в её состав реко-мендуется вводить следующие добавки:
для увеличения подвижности или уменьшения жесткости - пластифицирующие, пластифи-цирующе-воздухововлекающие, воздухововлекающие или комплексные добавки на основе ука-занных;
для повышения однородности и связности (нерасслаиваемости) пластифицирующе-воздухо-вовлекающие, воздухововлекающие или комплексные добавки на основе указанных;
- для ускорения твердения или повышения электропроводности смеси - добавки ускорите-лей твердения и ингибиторов коррозии стали.
Для сокращения режима тепловой обработки, а также для ускорения твердения бетона, вы-держиваемого на полигонах в естественных условиях, в состав бетонной смеси необходимо вводить добавки ускорителей твердения. Возможно применение комплексных добавок, сос-тоящих из ускорителя твердения и пластифицирующей или пластифицирующе-воздухововле-кающей добавок.
Для предотвращения замерзания бетона до начала тепловой обработки и условиях полигона или неотапливаемого цеха при отрицательных температурах воздуха в состав бетонной смеси целесообразно вводить добавку нитрита натрия.
При невозможности получения бетона с требуемыми по проекту физико-техническими свойствами в его состав необходимо вводить следующие добавки:
для повышения прочности - пластифицирующие добавки I-IV групп пластифицирующе-воздухововлекающие добавки или ускорители твердения, а также комплексные добавки, состоящие из ускорителей твердения и пластифицирующих добавок;
для повышения морозостойкости - пластифицирующе-воэдухововлекающие, воздухововле-кающие, газообразующне или комплексные добавки на основе указанных;
для повышения непроницаемости - уплотняющие, пластифицирующие, пластифицирую - ще-воздухововлекающие, воздухововлекающие или комплексные добавки на их основе;
для повышения солестойкости бетона - пластифицирующе-воздухововлекающие, воздухо-вовлекающие, газообразующие или комплексные добавки на основе указанных, а также ДЭГ-1, ТЭГ-1 или С-89.
Для повышения защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре изделий и конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия агрессивных хлорид-ных сред, в состав бетонной смеси следует вводить добавки ингибиторов коррозии стали:
НН или ННК- для конструкций, предназначенных для эксплуатации в слабоагрессивных средах;
НН + ТБН, НН + БХН или НН+ БХК- для конструкций, предназначенных для эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах.
Для предотвращения появления высолов на поверхности бетона в состав бетонной смеси рекомендуется вводить пластифицирующе-воздухововлекающие, воздухововлекающие или га-зообразующие добавки.
- Для уменьшения расхода дефицитного крупного заполнителя в состав бетонной смеси реко-мендуется вводить пластифицирующие добавки 1-2-й групп.
- Оптимальное количество добавок устанавливается экспериментально при подборе состава бетона.
При этом количество уплотняющих добавок, ускорителей твердения и ингибиторов коррозии стали, в том числе и в составе комплексных добавок, не должно превышать, % массы цемента:
СН ..............................................................................................................................................1
СН при допустимости образования высолов на поверхности конструкций ..................2
ХК, ХЖ в бетоне конструкций:
железобетонных ..................................................................................................................2
неармированных .................................................................................................................3
НН, НН1, ТНФ, НК, ННК, ННХК, СА, НЖ, СЖ ................................................................3
ДЭГ-1, ТЭГ-1, С-89................................................................................................................1,5
Рекомендуемые количества добавок приведены в табл. 9 -11.
Таблица 9
| Цемент | Количество добавок в расчете на сухое вещество, % массы цемента | ||||||
| С-3, 10-03. МФ-АР, 40-03, СМФ | ДФ | ЛСТ, УПБ, ЛСТМ-2, МЛСТ | ВРП-1, С-1 | ПДК, АПЛ | ЩСПКм, СПДм, ВЛХК, ПФЛХ, ЛХЛ. НЧК, КЧНР, ГКЖ-10, ГКЖ-11, АМСР, ЧСЩ, М1 | ЩСПК | |
| Портландцемент, быстро твердею-щий ПЦ | 0,3-08 | 0,7-1,5 | 0,15-0,25 | 0,005-0,02 | 0,6-0,9 | 0,1-0,2 | 0,25-0,35 |
| Сульфатостой-кий портланд- цемент | 0,5-0,7 | 0,5-1,2 | 0,1-0,2 | 0,01-0,02 | 0,4-0,7 | 0,05-0,15 | 0,2-0,3 |
| Пластифици- рованный порт-ландцемент | - | - | - | - | - | 0,05-0,15 | 0,1-0,15 |
| Гидрофобный портландцемент | - | - | 0,1-0,2 | 0,005-0,01 | 0,4-0,7 | - | - |
| Шлакопорт- ландцемент | 0,5-0,7 | 0,6-1 | 0,15-0,25 | 0,01-0,03 | 0,5-0,8 | 0,1-0,2 | 0,2 -0,3 |
| Пуццолановый портландцемент | 0,6-1 | 1,5-2 | 0,2-0,3 | 0,02-0,03 | 0,7-1 | 0,1-0,2 | 0,3- 0,5 |
Таблица 10
| Добавки | Количество в расчете на сухое вещество, % массы цемента, при расходе его, кг/м3 | ||
| до 300 | 300-450 | более 450 | |
| СНВ,КТП,ОТП, СДО, ОП,С, ГКЖ-94, ГКЖ-94М, ПГЭН, ПАК | 0,005-0,015 0,06-0,08 0,02-0,03 | 0,01-0,02 0,05-0,07 0,015-0,025 | 0,015-0,035 0,03-0,05 0,01-0,02 |
Примечание. Дозировка ГКЖ-94 и ГКЖ-94М дана в расчете на исходное вещество 100%-ной концентрации.
Таблица 11
| Цемент | В /Ц бетона | Количество в расчете на сухое ве-щество, % массы цемента | ||
| СН, НН1, ХК | НК, ННХК | НН, ННК | ||
| Портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент | 0,35-0,55 0,55-0,75 | 1 - 1,5 0,5-1 | 1,5-2,5 1-2 | 2,5 |
| Шлакопортландце-мент, пуццолановый портландцемент, пластифицированный портландцемент, гидрофобный портландцемент | 0,35-0,55 0,55-0,75 | 1,5-2 1-1,5 | 2-3 1,5-2,5 | 2,5 |
Примечание. Соотношение компонентов в добавках NaCl + NaNO2, NaCl + ННК,
CaCl2 + NaNO2, CaCl2 + ННК должно составлять 1:1 по массе.