Критерии технической эффективности добавок и надежности

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.