Какие известные добавки-ускорители твердения бетона?

Как добавки-ускорители твердения обычно применяют электролиты — хлориды, сульфаты и нитраты щелочных металлов и кальция. Лучше исследован хлорид кальция (ХК), как один из наиболее эффективных ускорителей твердения бетона. Его ускоряющее действие объясняется повышением растворимости клинкерных минералов цемента, образованием комплексных малорастворимых соединений, каталитической и модифицирующих действием на гидратацию цемента.

Применение ХК в бетоне, впрочем, также ускоряет коррозию стальной арматуры и снижает устойчивость цементного камня в сульфатной среды. В высоких дозах ХК увеличивает усадку бетона. Поэтому ХК запрещенный при производстве предварительно напряженных и ряда других железобетонных конструкций. Коррозионную активность хлоридов можно легко нивелировать нитритами кальция или натрия или другими ингибиторами типа катапин. Поэтому комплексы на основе ХК типа нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК) или нитрит натрия + хлорид кальция (НН + ХК) успешно применяют при производстве широкой номенклатуры железобетонных изделий.

Одним из распространенных ускорителей есть сульфат натрия СН (глауберова соль). Перечень его недостатки не короче, чем у ХК, но они менее опасны. В первую очередь — это возможные высолы на поверхности бетона при расходе добавки 1,5…2% от массы цемента. Поэтому для тех конструкций, к поверхности которых предъявляются повышенные требования, расход СН не должна превышать 1%. Кроме того, имеющиеся данные, при пропаривании возможно уменьшение прочности при превышении некоторых оптимальных дозировок СН, эта добавка также может негативно влиять на длительную прочность бетона на портландцементе. Наиболее эффективно применение СН в шлаковмисних цементах, где сернокислая соль активизирует твердения шлака и позволяет увеличить не только раннюю, но и длительную прочность. Стоит помнить, что растворимость СН резко падает при снижении температуры, поэтому его раствор следует готовить и хранить низкоонцентрированным.

В Украине и соседних странах получили широкое распространение ускорители твердения, состоящие, в основном, из смеси тиосульфата и роданида натрия. К ним относят добавки системы Релаксол и менее известные аналогичные ПЛКП (г. Днепропетровск), ДАР (г. Авдеевка). Эти добавки получают как отход очистки коксового газа. Добавление таких отходов поверхностно-активных веществ позволило получить ряд комплексных добавок, регулирующих реологические свойства бетонной смеси, прочность, водонепроницаемость, ускорять (или замедлять) процессы его твердения. Следует отметить высокую эффективность Релаксол в бетонах на шлаковмисних цементах.

Как добавки — ускорители могут использоваться нитраты кальция (НК) и натрия (НН1), известные как кальциевая и натриевая селитры. Их эффективность ненамного ниже эффективности ХК, а спектр негативных последствий применения существенно уже. Однако эти соли, как правило, дороже других ускорителей, менее распространены.

Рекомендуемый расход ускорителей: хлорида кальция, сульфата натрия, Релаксол — 1…1,5%, нитрата кальция, нитрата натрия, нитрит-нитрат-хлорида кальция, тринатрийфосфата — 1,5…2,5%.

В табл. 1, 2 приведена сравнительная технологическая эффективность применение добавок-ускорителей по данным НИИЖБ.

Таблица 1

Прочность пропаренного бетона с применением добавок-ускорителей

Таблица 2

Прочность бетона нормального твердения с применением
добавок-ускорителей

Ускоритель твердения бетона: использование и виды: Инструкция +Фото и Видео

В сфере строительства при выполнении бетонирования конструкции особым спросом пользуются добавки для быстрого твердения бетона. Они повышают прочностные характеристики материала, что позволяет сократить длительность его выдержки и ускорить весь процесс строительства в целом. Использование специальных ускорителей — это эффективный технологический прием, при помощи которого можно уменьшить себестоимость строительного материала и повысить экономико-техническое ведение деятельности организации.

Необходимость ускорения процессов схватывания и твердения

Строительные процессы каждый раз ставят различные сложные задачи перед исполнителями. Например, низкая температура, которая отрицательно сказывается на сроках твердения – они удлиняются.

Бывают ситуации, когда необходимо разобрать опалубку раньше, чем бетон затвердеет и наберёт необходимую прочность, позволяющую передвигаться по поверхности строителям. Но возможны и ситуации, когда необходимо оттянуть сроки начала схватывания цемента, потому что бетонный узел находится далеко от объекта.

Во всех этих случаях необходимо применение регуляторов сроков схватывания цемента. Это требуется для того, чтобы сроки начала схватывания не опережали сроки укладки бетонной смеси. Эти процессы надо разводить по сторонам. Механизм такой – сначала укладка, потом начало сроков схватывания.

Производители добавок

Как и в любой отрасли, в производстве присадок для бетона есть свои лидеры. Из отечественных производителей можно выделить , «Суперпласт», «МетаПро», из зарубежных хорошо зарекомендовала себя компания BASF.

На рынке предостаточно продуктов разного качества и цены, благодаря чему каждый может подобрать себе то, что его устроит по обоим критериям.

Химия процесса

Необходимо различать несколько способов ускорения твердения бетонных и растворных смесей:

Тепловая обработка

Голландский химик Вант – Гофф вывел правило, которое гласит, что при увеличении температуры на 10℃ происходит ускорение химической реакции в 2 – 4 раза. Такое происходит в температурном диапазоне от 0 до 100℃. Если бетон набирает свою марочную прочность при температуре 20 ℃ за 28 суток, то исходя из формулы голландца необходимая прочность у бетона наступит при температуре 60 ℃ через 8 часов. Поэтому на заводах весь процесс укладываю в 12 часов (3 часа подъём температуры, 6 часов изотермическая выдержка и 3 часа – остывание). За это время изделие набирает прочность от 90 до 105%.

Добавки в бетоны и растворы

Это всевозможные соли неорганических кислот — хлориды, сульфаты ( CaCl2, NaNO3, KNO3, KCl и т. д.). Механизм состоит в том, что это соли электролиты и они повышают растворимость цементных минералов и реакция гидратации протекает быстрее. Требования к добавкам ускорения по ГОСТ 24211 – 2008 состоят в том, что они должны обеспечивать в первые сутки твердения бетона прирост прочности не менее 30 %. Надо также отметить, что эти добавки в большинстве своём известны как противоморозные.

Снижение водоцементного соотношения (В/Ц)

Чем меньше воды, тем быстрее вода с цементом переходят в насыщенное состояние и активизируется рост кристаллизации цементного камня. Ну а если воды больше, то насыщение раствора и рост кристаллизации будет проходить в удлинённые сроки. То есть можно сказать так – бетон с низким В/Ц быстрее приобретёт распалубочную прочность, нежели с высоким.

А это очень важно в условиях ускорения строительных сроков.

Для регуляции В/Ц применяются пластификаторы, которые и позволяют снижать содержание воды в бетонной смеси.

Использование микрокремнезёма SiO2

Это побочный продукт некоторых металлургических производств, которые работают с кремнесодержащими металлами, сплавами и в виде золы уноса собираются и добавляют в бетонные смеси. Химия этого процесса ускорения заключается в следующем: вода вступает во взаимодействие с цементом и образуется портландит (Ca(OH)2) плюс ещё много чего. Но при добавлении микрокремнезёма он вступает в реакцию с портландитом и связывает его, и реакция образования портландита ускоряется по законам химии. При добавлении кремнезёма прирост прочности бетона в первые двое суток составляет от 50 до 80%.

Использование быстротвердеющих цементов

Это такой е портландцемент, но с большей удельной поверхностью. Поэтому некоторые железобетонные заводы докупают к своим технологическим процессам шаровые мельницы и подвергают обычные, низкомарочные цементы дополнительному помолу. На выходе получается цемент, который быстро твердеет и решает задачу ускорения производства ж/б изделий. Есть цементы, которые за счёт быстропротекающей реакции набирают прочность стремительно. Например, глинозёмистый, который может набирать 100 % прочность за 3 суток.

Но у них есть недостаток – они дороги.

Условия для применения ускорителей затвердевания бетона

Благоприятная температура для гидратации является плюс двадцать градусов и влажности девяносто процентов. Влажность необходимо постоянно поддерживать, это необходимо для того, чтобы процесс затвердевания не остановился.
Если воды недостаточно при процессе затвердевания, то конструкция будет хрупкой и потеряет свою монолитность.

При нулевой температуре бетон не затвердевает.

При очень низких температурах вода становится льдом. Для обеспечения бетону затвердевание его обогревают и благодаря ускорителям затвердевания сроки обогрева значительно уменьшаются.

В каких случаях применяют ускорители затвердевания бетона?

• Когда строительные работы производятся в холодное время года, то есть зимой.
• Если существует необходимость раньше убрать опалубку.
• Чтобы строительные работы возобновились до истечения затвердевания бетона.
• При производстве в большом объёме штучных железобетонных изделий.

Если использовать ускорители затвердевания бетона, то можно при изготовлении ЖБИ изделий использовать меньшее количество форм при этом качество изделий останется неизменным.

Чтобы оптимизировать прочностные свойства бетона и пластические свойства раствора, который прошёл затвердевание, в строительстве применяют смеси на основе хлоридов.

Такие смеси обладают высокой эффективностью и невысокой ценой. Но есть единственный минус — готовое изделие нельзя обрабатывать в автоклаве.

Ускоряющие твердение бетона добавки являются пластификаторами и добавляют их при замесе бетона вместе со всеми ингредиентами. Добавку для быстрого затвердевания бетона, необходимо добавлять дозировано.

Множество добавок нельзя применять для растворов из глиноземистого цемента, а также недопустимо в изделиях из бетона применения арматуры из термически упрочнённой стали. К сульфату натрия данные ограничения не относятся.

Обзор российских и иностранных регуляторов сроков схватывания и твердения цемента

Универсал П-2

Является пластифицирующей добавкой, которая позволяет снизить расход воды на 12 %. Набор роста прочности в первые сутки не менее 50%. Увеличивает морозостойкость на 1-2 марки. Повышает водонепроницаемость на 2 позиции. Не содержит веществ, провоцирующих коррозию арматуры. Применяется для всех видов бетонов, включая преднапряжённые и особо ответственные конструкции.

Форт УП-2

Комплексная добавка для бетонных смесей и цементно-песчаных растворов. Добавляет составам рост сроков схватывания и твердения. Прирост прочности в течение первых суток твердения более 30 %. Позволяет полностью отказаться от тепло-влажностной обработки при температуре ≥15℃. Повышает конечную прочность бетона на 10 %, что позволяет экономить до 12 % цемента. Улучшает удобоукладываемость и сохранность бетонной смеси.

Асилин 12

Жидкий ускоритель для работы с бетонами и растворами при пониженных и повышенных температурах. Применяется при производстве пенобетона, снижает усадку при протекании реакции вспучивания. Прирост прочности по отношению к регламентной – 30 %. Безвреден при работе с ним, не горит. Содержание по отношению к массе цемента – 0.4-1% для пенобетонов, 0.5-2 % для тяжёлых.

Хлористый кальций

Добавка, позволяющая в дополнение к ускорению твердения ещё повысить износостойкость и устойчивость к атмосферным осадкам. Применение хлористого кальция даёт прирост прочности во время твердения в 2-3 раза. Эта добавка набирает влагу из воздуха и пускает её на гидратацию цемента. Такой эффект важен при высоких атмосферных температурах.

Но требуется осторожность при изготовлении армированных бетонов, в больших количествах может отрицательно сказаться на коррозии арматуры.

Релаксол

Выполняет две функции – как ускоритель и противоморозная добавка. Ускоряет твердение на 40 % в первые трое суток. Дозировка – 0.5-2 % от массы цемента.

Реламикс

Целая линейка суперпластификаторов ускорителей твердения. Снижает расходы на пропарку изделий, а в отдельных случаях и вовсе позволяет отказаться от неё. Дозировка – 0. 6-1 %.

CemStone

В строительстве бывают ситуации, когда требуется продлить сроки начала схватывания и твердения вяжущего. Это позволяет сохранить смесь в рабочем состоянии на несколько часов. Таковой является эта пластифицирующая добавка. Её действие основано на замедлении начала химического процесса гидратации цемента, т. е. с запаздыванием кристаллизации. Такая добавка наоборот снижает набор прочности в первые 7 суток на 30 %. Но к 28 суткам набирает необходимые 100 %.

Коротко о главном

1. Для быстрого затвердения свежеуложенной поверхности применяют так называемые упрочнители (топпинги), которые содержат особые виды цемента и устойчивые к механическим воздействиям наполнители. Такой состав наносят на поверхность и образуется прочная корка.
2. Газообразователи. Применяют при производстве газобетона. Основной воздухообразователь алюминиевая пудра. Снижается удельный вес бетона, но и прочностные характеристики.
3. Есть вещества, которые служат ускорению схватывания, такие свойства необходимы растворным смесям при проведении ремонтных работ, когда требуется быстро заделать отверстие в бетонных плоскостях.
4. При применении добавок, замедляющих процессы затвердевания, необходимо строго соблюдать дозировку, иначе при излишнем количестве возможна потеря прочности.

Морозостойкие добавки

Позволяют работать со смесями при температуре до -15..-25 градусов Цельсия. Принцип их действия заключается в изменении температуры замерзания содержащейся в смеси воды. Самый популярный компонент этой серии – нитрат натрия.

Для ускорения схватывания и затвердевания бетона

Бетон является наиболее важным материалом в строительстве. Изготавливается из цемента, песка, заполнителей, воды и добавок к бетону. Бетонные добавки или добавки к бетону являются важными материалами, которые используются для изменения свойств свежего бетона, а также затвердевшего бетона, таких как увеличение или уменьшение времени схватывания, увеличение твердения, удобоукладываемости, прочности, удельного веса и т. д. Добавляются добавки в бетон. перед смешиванием или во время смешивания бетона. На рынке доступны различные типы добавок к бетону / добавок к бетону или строительной химии. Среди них ускорители бетона, пластификаторы, суперпластификаторы, замедлители схватывания, воздухововлекающие добавки и т.д.

Бетон

Пуццолановые или минеральные добавки! Экологичный и недорогой вяжущий материал

Ускоряющая добавка:

Добавка, которая вызывает увеличение скорости гидратации цемента и, таким образом, сокращает время схватывания, увеличивает скорость набора прочности или и то, и другое.
Все добавки к бетону дают различные эффекты и модификации свойств бетона. В качестве примесей используются различные природные или искусственные химические вещества. Теперь поговорим о конкретных ускорителях, их классификациях, преимуществах, недостатках, применении и т. д.

Согласно «А. М. Невилл», почетный член Американского института бетона, Ускорители бетона — это вещества, которые ускоряют набор бетона на ранней стадии прочности, т. е. твердение, а также могут ускорять схватывание бетона.
Проще говоря, ускорители добавляются в бетон для минимизации времени схватывания и увеличения скорости набора ранней прочности бетона. Это увеличивает скорость затвердевания и скорость затвердевания.
Есть разница в жесткости и закалке. Жесткость означает, что бетон начинает схватываться, а отверждение означает, что бетон начинает набирать прочность после схватывания. Химический состав ускорителей включает некоторые неорганические соединения, такие как растворимые хлориды, карбонаты, силикаты, фторсиликаты, и некоторые органические соединения, такие как триэтаноламин.

Ускорители бетона используются для минимизации времени схватывания, основное действие ускорителя происходит в пластичном состоянии цементного теста. При использовании для твердения бетона ускоритель действует преимущественно в затвердевшем состоянии. Некоторые ускорители бетона влияют либо на схватывание, либо на твердение, в то время как некоторые ускорители влияют как на схватывание, так и на твердение.
Как видно, при смешивании воды с цементом происходят химические реакции (гидратация), которые обусловливают схватывание и твердение бетона. Скорость этой химической реакции (скорость гидратации) можно изменять, добавляя небольшие количества химических веществ в цементно-водную смесь. Такие химические вещества влияют на эти скорости, вызывая общее увеличение скорости гидратации, т.е. ускоряющий эффект, и поэтому они называются ускорителями бетона или ускоряющими добавками.
Ускоряющие добавки могут использоваться в виде порошка, суспензии или жидкости во время замешивания бетона или перед замешиванием бетона.

Бетон

Что такое время схватывания цемента?

Ускорители бетона можно классифицировать в соответствии с их разницей между свойствами схватывания и твердения, типом бетона, в котором они используются, и физическими формами, в которых они используются. Согласно «Мюрдаль, Рев. (2007)’ Директор по исследованиям и разработкам в области строительной химии, Норвегия и старший научный сотрудник SINTEF Building and Infrastructure, Классификация ускорителей бетона : 01. По разница между свойствами схватывания и твердения:

• Набор Ускоряющая Добавка –

Сокращает время до начала перехода смеси из пластичного , до твердого состояния.

• Добавка, ускоряющая твердение –

Увеличивает скорость набора ранней прочности бетона, независимо от того, влияет ли это на время схватывания. 02. По типу бетона :

• Ускорители для обычного бетона –

При этом ускорители добавляются при смешивании на бетонном заводе.

• Ускоритель торкретирования для набрызг-бетона –

При этом ускорители добавляются в насадки оборудования во время набрызга бетона. 03. Согласно их физическая форма:

• Форма порошка –

В этих ускорителях содержатся нерастворимые неорганические соли и соединения.

• Жидкая форма –

В этих ускорителях содержатся водорастворимые неорганические и органические соли и соединения.

• Форма суспензии –

Эти ускорители представляют собой нерастворимые неорганические соли и соединения, диспергированные в воде.

• Ускорители используются в строительстве, когда конструкция должна быть вскоре введена в эксплуатацию.
• Добавки-ускорители применяются при аварийно-восстановительных работах в дорожных покрытиях, ремонте существующих зданий и т. д.
• Ускорители бетона используются для подводного бетонирования и для ремонтных работ береговых сооружений в районе приливно-отливных колебаний. Знать различные методы бетонирования, которые помогают укладывать бетон под водой.
• Также используются для гидроизоляции подвала.
• Ускорители бетона используются при бетонировании в холодную погоду, поскольку они частично компенсируют замедляющий эффект низкой температуры при бетонировании в холодную погоду.

• Некоторые ускорители бетона, выпускаемые в настоящее время, настолько мощны, что цемент схватывается в камень менее чем за пять минут.
• Ускорители бетона позволяют раньше снять опалубку, потому что они увеличивают скорость набора прочности бетона на ранней стадии;
• Обеспечивают более раннюю отделку поверхностей.
• Ускоряющие добавки также более выгодны в области сборного производства.
• Ускоряющие добавки сокращают требуемый период твердения бетона.
• Ускоряющие добавки снижают раннюю теплоту гидратации и решают проблему термического растрескивания бетона.
• Добавки в бетон могут ускорить время схватывания, а также есть добавки, замедляющие время схватывания бетона.

Бетон

Типы трещин и их появление в разном возрасте

• В соответствии с «А. М. Невилла», почетного члена Американского института бетона, хлорид кальция является наиболее часто используемой ускорительной добавкой, поскольку он дешев, его достаточно и он легко доступен на рынке. Но хлорид кальция вреден для железобетона и предварительно напряженного бетона, так как чрезмерное количество хлорида кальция может вызвать усадку и быстрое затвердевание при высыхании, образование трещин на отвержденной поверхности, способствовать коррозии стальной арматуры и увеличивать вероятность образования накипи.
• Следовательно, большинство спецификаций бетона ограничивают использование хлорида кальция или добавок, содержащих кальций.

Бетон

Почему трещины возникают в различных частях здания?

• Наиболее часто используемой ускоряющей добавкой был хлористый кальций, но в настоящее время он мало используется. Вместо хлорида кальция используются некоторые силикаты, т.е. фторсиликаты, растворимые карбонаты и органические соединения, такие как триэтеноламин. Из всех них сравнительно дорогими являются фторсиликаты и триэтаноламин.

(a) The popular manufacturers of concrete accelerators are as follows:

• Sika
• Fosroc
• ECMAS
• Perma
• Bauchemic etc

(b) Some of the modern коммерческие ускоряющие материалы:

• Mc-Schnell OC
• Mc-Schnell SDS
• Mc-Torkrethilfe BE

Таким образом, производство Mc-Bauchemic (Ind) Pvt. Ltd., MC-Torkrethilfe BE – это материал, специально разработанный для набрызг-бетона и торкретирования.
Наконец, знания об ускорителях бетона или ускоряющих добавках более полезны для их правильного использования, потому что ускорители полезны для бетона, когда они используются правильно.

8 факторов, влияющих на удобоукладываемость свежего бетона

11 факторов, влияющих на прочность бетона

Самоуплотняющийся бетон | Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками

Изображение предоставлено: Image1, Image3

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Подача статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

клиент@scirp. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2019 © Все права защищены.