Цемент с пластифицирующими добавками

Пластифицированный портландцемент

Пластифицированный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементпого клинкера и гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса. В качестве поверхностно-активного вещества применяют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,15—0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. По прочностным показателям пластифицированный портландцемент не отличается от обычного портландцемента (имеет марки 400, 500, 550 и 600). Главная его особенность заключается в повышении пластичности бетонной смеси. В результате:
снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетона в сооружениях;
уменьшается расход портландцемента в бетоне в результате меньшей дозировки цемента и воды (цементного теста) при сохранении заданной пластичности бетонной смеси;
повышается прочность и морозостойкость бетона за счет снижения водоцементного отношения при сохранении заданной пластичности бетонной смеси.
Технология пластифицированного портландцемента была разработана С. В. Шестоперовым, П. А. Ребиндером, Б. Г. Скрамтаевым, С. М. Рояком, Ю. С. Малининым. Цемент этот изготовляют на заводах c помощью точного дозирующего устройства, равномерно подающего сульфитно-дрожжевую бражку в цементную мельницу при помоле клинкера. Выпускают пластифицированный портландцемент тех же марок, что и портландцемент. Пластификации могут подвергаться разновидности портландцемента, а также пуциолановый портландцемент и шлакопортландцемент.
В качестве пластификатора цемента применяют смесь кальциево-натриевых (аммониевых ) солей лигно-сульфоновых кислот с примесью редуцирующих веществ. Они выпускаются в виде концентратов сульфитно дрожжевой бражки в зависимости от содержания в них сухих веществ двух марок: КБЖ и КБТ (ОСТ 81-79-74). СДБ представляет собой густую вязкую темно-коричневого цвета жидкость со специфическим запахом. Вязкость ее, как коллоидного раствора, зависит от концептрации и температуры; при понижении температуры вязкость СДБ 50% концентрации существенно увеличивается.
Очень ценна способность малых количеств поверхностно-активных адсорбирующихся добавок интенсифицировать процессы механического измельчения твердых тел. При добавке СДБ на поверхности цементных зерен образуется коллоидно-адсорбционная пленка лигносульфоната кальция. Эта пленка, покрывая поверхность цементного зерна и возникающих гидрат-ных новообразований, удерживает толстый слой воды, частично связанной с поверхностью непосредственно молекулярными силами и частично удерживаемой адсорбционным слоем поверхностно-активного вещества.
Эти достаточно толстые адсорбционно-гидратные слои воды на поверхности цементного зерна увеличивают подвижность (текучесть ) цементной растворной или бетонной смеси, так как ослабляют силы сцепления между зернами цемента и являются как бы гидродинамической смазкой. Вместе с тем они затрудняют диффузию воды к поверхности цементного зерна, что тормозит гидратацию клинкерных минералов. Аналогичное действие оказывают молекулярно-растворимые в воде и молекулярно-адсорбирующиеся сахара, являющиеся составной частью СДБ. Эти сахара не только не препятствуют пластифицирующему действию сульфитно-спиртовой барды, но и, в известной степени, даже обусловливают его.
Необходимо, однако, иметь в виду, что образовавшиеся на поверхности адсорбционные слои активного органического вещества не только не содействуют росту гидратных образований (зародышей кристаллов), но и сильно замедляют их рост. Это приводит к образованию при гидратации значительно большего числа центров кристаллизации, причем кристаллы оказываются более мелкими. Происходит так называемое адсорбционное модифицирование кристаллов. Данные исследований под электронным микроскопом показывают, что изменяется также и форма кристалликов. Это особенно заметно у гидроалюминатов кальция, которые в присутствии небольших добавок СДБ выкристаллизовываются уже не в виде гексагональных симметричных пластинок, а в виде длинных игл.
Итак, вследствие адсорбции поверхностно-активного вещества сцепление между цементными зернами ослабевает и между ними появляется жидкостное трение. В результате увеличивается жидкотекучесть растворной или бетонной смеси, что является основным показателем пластификации. На основе многочисленных экспериментальных и производственных данных можно сделать выгод, что у растворных и бетонных смесей, изготовленных на пластифицированных портландцементах, подвижность увеличивается.
Увеличение пластичности растворных и бетонных смесей дает возможность снизить водоцементное отношение. Следовательно, понижение водоцементного отношения вызывает повышение средней плотности.
Процессы твердения пластифицированного портландцемента, содержащего 0,15—0,25% концентрата СДБ, зависят, в первую очередь, от минералогического состава клинкера, содержания в цементе гипса и активных добавок, а также от тонкости помола цемента. Современные пластифицированные цементы с расчетным содержанием в клинкере 55—65% C3S и менее 8% С3А, при обычной дозировке гипса и удельной поверхности цемента 3000 см2/г, почти не отличаются по прочностным показателям в растворе состава 1:3 (в стандартные сроки испытания) от обыкновенного портландцемента. Повышенная пластичность стандартных растворов состава 1:3 позволяет при сохранении заданной прочности уменьшить водоцементное отношение, что является одним из самых важных факторов, определяющих повышение прочности при увеличении плотности и значительном улучшении ряда других важных свойств бетона. Можно получить также бетон с запроектированной прочностью при нужной пластичности, но при некотором снижении (на 8—10%) удельного расхода цемента. Характерная особенность пластифицированного портландцемента — несколько замедленные сроки схватывания цементного теста.
При использовании пластифицирующего эффекта и сокращении вследствие этого расхода цемента на 8— 10% прочность бетона с добавкой концентратов СДБ не снижается. При некотором уменьшении содержания редуцирующих веществ в СДБ можно получить более высокую прочность цемента, что позволит еще в большей степени сократить расход цемента.
Применение пластифицированного портландцемента не снижает прочности сцепления бетона с арматурой, тепловыделение у пластифицированного портландцемента почти такое же, как и у портландцемента при условии, что количество добавки СДБ будет соответствовать содержанию алюминатов и гипса в цементе. Для пластифицированного портландцемента показательны сравнительно меньшие размеры объемных изменений (усадки и расширения); желательно, чтобы твердение его в течение не менее чем первых 15 сут после затворения проходило во влажной среде.
При пропаривании бетона на пластифицированном портландцементе следует учесть, что при малой (несколько часов) выдержке отформованного бетонного изделия в процессе пропаривания на верхней его грани образуется пористый, легко отделяющийся слой толщиной в несколько миллиметров. При большей выдержке, которая должна устанавливаться для каждого вида цемента, этого не бывает. Пропаренный бетон отличается высокой плотностью и прочностью. Концентраты СДБ придают цементу способность к воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор, что является одной из важнейших причин повышения морозостойкости бетона.
Установлено, что превышение установленной дозировки СДБ может значительно замедлить твердение цемента. Растворы и бетоны будут иметь пониженную прочность не только через 28 сут твердения, но и в более поздние сроки.
Применение пластифицированного портландцемента обусловливает улучшение некоторых других строительно-технических свойств бетона — деформативной способности, ползучести. В меньшей степени проявляются деформация усадки и способность к трещинообразованию. Наблюдается иногда ускорение сроков схватывания у пластифицированных высокоалюминатпых портландцементов, что можно предотвратить несколько большей добавкой воды.

ОФИС:
г. Москва, ул. Новопоселковая д. 6 корпус 40
пн.-пт.: с 9-00 до 19-00
Суббота, Воскресенье: выходной

СКЛАД НАХАБИНО
МО, п.Нахабино, ул.Институтская, д.1 (для навигатора ул.Горем-28)
пн.-пт.: с 7-00 до 22-00,
Суббота: с 10-00 до 18-00
Без перерыва на обед
Воскресенье: выходной

Источник

Портландцементы с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками

П. А. Ребиидер, С. В. Шестоперов, В. В. Стольников, М. И. Хигерович, Б. Г. Скрамтаев, 10. М. Бутт, В. И. Сорокер, Т. М. Беркович, Б. Д. Тринкер и другие установили, что некоторые свойства портландцементов могут быть улучшены, если ввести в них небольшое количество органических ПАВ. При этом, в частности, удается уменьшить потерю активности цемента при длительном хранении, снизить водопотребность, повысить пластичность растворных и бетонных смесей, уменьшить их расслаивание, водоотделение. Кроме того, введение ПАВ позволяет улучшить некоторые свойства затвердевших растворов и бетонов (морозостойкость, коррозионную стойкость и др.).

Все виды органических поверхностно-активных добавок в зависимости от их влияния на поверхностные свойства цементов и цементного камня разделяют на две основные группы: повышающие смачиваемость цементного порошка водой — гидрофильные, и понижающие ее — гидрофобные. В соответствии с этим портландцемеиты с гидрофильными добавками называют пластифицированными, а с гидрофобными добавками — гидрофобными. Изготовляют также пластифицированно-гидрофобиые цементы.

Пластифицирующие добавки можно вводить в различные виды портландцемента как при помоле клинкера с гипсом, так и при изготовлении растворных и бетонных смесей. По ГОСТ 10178—76 (с изм.) разрешается выпускать портландцемеиты различных видов и марок с пластифицирующими или гидрофобизирующими добавками по согласованию с потребителями. Предельное количество этих добавок в портландцемеитах—0,3% по массе вяжущего.

До недавнего времени в качестве пластифицирующей добавки чаще всего применяли концентраты ССБ. Сейчас применяют СДБ. Она, как и ССБ, состоит в основном из кальциевых солей лигносульфоновых кислот с примесью редуцирующих и минеральных веществ и воды. Свойства СДБ практически не отличаются от свойств ранее применявшейся ССБ. СДБ выпускают, подобно ССБ, в виде концентратов: жидких (КДЖ — концентрат дрожжевой жидкий) и твердых (КДТ — концентрат дрожжевой твердый). Свойства СДБ регламентированы ОСТ 81-79-74.

По ГОСТ 10178—76 (с изм.) раствор из смеси пластифицированного цемента с нормальным песком состава 1 :3 и В/Ц — 0,4 должен обладать такой пластичностью, при которой расплыв образца в виде конуса из этого раствора после 30 встряхиваний на встряхивающем столике был бы не менее 125 мм. Расплыв конуса из такого же раствора на портландцементе не превышает обычно 106—115 мм. Пластифицирующее действие различных добавок на портландцементы целесообразно также устанавливать при расплыве конуса 105—ПО мм, но при пониженном водоцементном отношении, что дает возможность оценивать влияние добавки на прочность вяжущего.

Пластифицирующие добавки позволяют получать бетоны или растворы заданной удобоукладываемости и прочности с пониженным расходом цемента (на 5—10 % меньше) по сравнению с бетонами, получаемыми на портландцементе без добавок. При одинаковом расходе пластифицированного цемента получают бетонные смеси равной подвижности, но при меньшем водоцементном отношении, что способствует увеличению плотности, прочности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона.

Вместе с тем введение в цемент органических пластифицирующих добавок отрицательно отражается на скорости гидратации и твердения цемента, особенно в начальные сроки, хотя к 28 сут прочность бетонов на цементах с добавками и без них достигает одинаковых показателей. Это несколько осложняет применение пластифицированного портландцемента в заводском производстве бетонных и железобетонных изделий. Новые исследования показывают, что эффект пластификации в большой мере зависит от подбора той или иной добавки в зависимости от минерального состава и других свойств цемента, а также от количества вводимого пластификатора. Оптимально пластифицированные цементы характеризуются примерно такой же интенсивностью твердения, что и исходные. Это отрицательное влияние некоторых пластифицирующих добавок устраняется также одновременным вводом в бетонные смеси добавок — ускорителей твердения [СаС12) Са(гЮз)г и др.]. Например, по данным Б. Д. Тринкера, введение в бетонные смеси 0,15 % СДБ по массе цемента совместно с NaN03 или Na2S04 (0,5—1 %) не только устраняет замедление твердения, но и в несколько раз повышает морозостойкость бетона.

Пластифицированные портландцементы рекомендуются для бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, подвергающихся систематическому замерзанию и оттаиванию или увлажнению в пресной воде и высыханию. При этом необходимо, чтобы цемент по своему химико-минеральному составу удовлетворял требованиям, предъявляемым к специальным видам портландцемента. Эти цементы, наряду с рядовым портландцементом, применяют также при возведении обычных монолитных бетонных и железобетонных конструкций, а также при заводском производстве изделий. Если изделия пропаривают, то режим обработки устанавливают опытным путем.

Введение в портландцементы различных гидрофобизирующих добавок предложено М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевым. В качестве таких добавок в настоящее время применяют многие вещества, в том числе мылонафт, асидол и др.

Мылонафт — мазеобразное вещество, состоящее преимущественно из натриевых солей нерастворимых в воде органических кислот, извлекаемых из отходов щелочной очистки керосиновых, соляровых и других дистиллятов нефти.

Асидол — густая жидкость, смесь нефтяных кислот, извлекаемых из щелочных отходов, образовавшихся при очистке масляных и соляровых дистиллятов нефти.

Асидол-мылонафт — мазеобразное вещество, смесь свободных нерастворимых в воде нефтяных кислот и их натриевых солей.

ГКЖ-94— полиэтилгидросилоксан, также кремнийорганическое вещество. Обычно они поступают потребителям в виде водной эмульсии. Порошковидные материалы имеют обозначение ГКП.

Гидрофобные добавки вводят в количестве 0,06—0,3 % по массе цемента, считая на сухое вещество. Точное дозирование добавок обязательно.

Гидрофобные поверхностно-активные добавки адсорбируются на зернах цемента в виде тончайших (мономолекулярных) слоев и образуют на их поверхности водоотталкивающую пленку, придающую цементу ряд особых свойств. При недостаточном количестве вводимой добавки цемент приобретает эти специфические свойства лишь частично, а при избыточном количестве увеличивается пористость цементного камня и снижается его прочность вследствие усиленного вовлечения воздуха в бетонную или растворную смесь. Поэтому при производстве гидро-фобизированного цемента оптимальное количество гидрофобных добавок выявляют опытным путем с учетом их свойств, а также клинкера и минеральных добавок. Гид-рофобизирующий эффект дают и такие вещества, как абиетат натрия (СНВ), омыленный древесный пек. Однако применять их менее целесообразно из-за повышенной способности к ценообразованию и вовлечению воздуха в бетонную смесь.

Цементы с гидрофобными добавками отличаются пониженными гигроскопичностью и капиллярным подсосом, способны длительное время сохранять активность при хранении даже в среде с повышенной влажностью воздуха и не превращаться в комки при кратковременном воздействии воды. По ГОСТ 10178—76 (с изм.), цементы с гидрофобизирующей добавкой не должны впитывать в себя воду в течение 5 мин с момента нанесения капли на поверхность вяжущего. В обычный цемент вода впитывается за 1—2 с.

Во время перемешивания растворной или бетонной смеси гидрофобные пленки легко удаляются с частиц цемента зернами заполнителей, в результате чего смесь приобретает способность нормально схватываться и твердеть. Более того, при этом увеличивается однородность смеси, повышается ее пластичность. Последнее объясняется прежде всего смазывающим действием гидрофобных пленок, уменьшающих трение между частицами смеси.

Пластифицирующий эффект гидрофобных добавок проявляется в большей мере в тощих бетонных или растворных смесях и особенно в смесях, содержащих заполнители с неблагоприятным зерновым составом.

В последние годы с успехом начали использовать комплексные гидрофобно-пластифицирующие добавки, содержащие наряду с гидрофобными функциональными группами также и гидрофильные, что придает им универсальность воздействия и на тощие, и на жирные растворные и бетонные смеси. Гидрофобные добавки влияют и на процессы твердения, способствуют образованию цементного камня с более однородной и мелкозернистой структурой. Растворы и бетоны на портландцементах с этими добавками характеризуются меньшей водопроницаемостью и повышенной морозостойкостью. Гидрофобные пленки на поверхности зерен цемента несколько замедляют процессы твердения, особенно в первые сроки, однако это с избытком компенсируется положительными свойствами гидрофобизмрованных цементов. Некоторое замедление скорости твердения гидрофобизмрованных цементов иногда устраняют вводом в них 0,5—1 % хлористого магния или сернокислого алюминия. Для этой же цели разработаны многокомпонентные гидрофобно-пластифицирующие добавки, включающие органические вещества, ускоряющие процессы твердения. Свойства таких добавок регламентированы нормативными документами.

Портландцементы с гидрофобными добавками целесообразнее всего применять при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного и других видов строительства, где наиболее эффективно используются его специальные свойства (повышенная водонепроницаемость, стойкость против попеременного замерзания и оттаивания, увлажнения и высыхания и др.), Весьма рационально применять гидрофобизироваиный цемент для облицовки и оштукатуривания зданий. Это уменьшает опасность появления выцветов.

Смотрите также:

Источник

Обзор пластификаторов для цементных смесей

Сделать цементный раствор более пластичным и улучшить его удобоукладываемость можно и простым добавлением воды, рискуя спровоцировать расслоение и понижение марки готового монолита. Так что строители предпочитают другие способы. На помощь им приходят различные пластификаторы, введение которых позволяет решить ту или иную проблему укладки бетона. При этом количество доливаемой жидкости зачастую может быть даже уменьшено, что пойдет только на пользу прочностным показателям.

1. Классификация пластификаторов и их описание
2. Обзор популярных добавок
3. Средняя стоимость разных марок

Специалисты классифицируют пластификаторы по составу, ведь действующие компоненты определяют то или иное воздействие модификаторов на цементный раствор. Это могут быть меламин, соли карбоновых кислот, соединения кремния, лигносульфонаты и различные ПАВ. Самим же строителям удобнее ориентироваться по принципу их работы:

Ускоряют схватывание смеси и первичный набор прочности, когда возникает необходимость сжать сроки проведения работ, а длительный процесс гидратации цемента не позволяет перейти к следующему этапу. Также подобные пластификаторы нередко вводятся в растворы зимой для уменьшения энергозатрат на обогрев монолита.

Довольно большая группа пластификаторов, избавляющая от мелких воздушных пузырьков в растворе, делая монолит более прочным и водостойким. При этом его пластичность только улучшается.

• Воздухововлекающие.

Совсем иначе на цементный раствор действуют вспенивающие добавки. Они, напротив, позволяют получить поризованный искусственный камень, стойкий к термическим деформациям.

• Суперпластификаторы.

Универсальные добавки, которые улучшают способность цементного вяжущего к поглощению жидкостей. Благодаря их применению можно решить проблему высолов, химической коррозии закладных и армирующих металлических элементов в теле бетона, а самому монолиту придать дополнительную морозостойкость.

По одному названию уже можно определить, для чего нужен пластификатор такого типа – для работы при низких температурах, когда нормальная гидратация цемента замедляется или полностью останавливается. Он не позволяет воде в растворе замерзнуть прежде, чем произойдет схватывание бетона, препятствует расслоению, да и набор прочности заметно ускоряет. В результате даже удается получить более крепкий монолит, чем при нормальном твердении – марку можно улучшить на 1-2 класса.

Эффективность перечисленных добавок также поддается классификации. По этому параметру их делят на 4 группы:

Ядовитые, но весьма действенные вещества на основе формальдегида, фенолов и нафталина. Любой такой пластификатор для раствора способен в несколько раз увеличить его пластичность с П1 вплоть до максимальных П6, что будет кстати при работе с выравнивающими составами, а также при выполнении объемной заливки.

Производятся из полимеров и акрилатов. По сравнению с предыдущим типом пластификаторов повышают подвижность смеси с П1 только до П4. При этом цементный раствор одновременно приобретает свойство тиксотропности, то есть не сползает при нанесении на вертикальную поверхность, но становится отзывчивым к виброуплотнению. Такие пластификаторы используют при заливке фундаментов, формовочных изделий, а также для штукатурки и ремсмесей. Сильные добавки прекрасно показывают себя и при создании стяжки с подогревом.

Здесь используется технический лигносульфонат ЛСТ. Но его влияние на подвижность смесей впечатляющим не назовешь – при изначальном показателе П1 пластификатор строительного раствора способен улучшить марку только до уровня П3. Зато с ним готовый монолит приобретает гидрофобность, а также устойчивость к агрессивным соединениям хлора и серы. Идеальный вариант для заливки фундаментов и подземных конструкций своими силами.

В них за основу берутся органические вещества – соединения кремния (вроде жидкого стекла), обладающие к тому же стойкостью к кислым средам. Максимум, на что способен такой пластификатор для бетона – улучшить его удобоукладываемость на единицу. Зато гидроизоляционные характеристики монолитов возрастают многократно.

Обзор добавок и их особенностей

Используется с кладочными и штукатурными составами, увеличивая время подвижности смеси. Действует как воздухововлекающая добавка, предотвращает растрескивание застывшего слоя и успешно борется с высолами. При этом позволяет сократить расход цемента при том же объеме работ. На мешок вяжущего (50 кг) вводят от 75 до 150 мл пластификатора.

• Coral MasterTherm.

Специальный состав для упрочнения стяжки теплого пола. Ускоряет растворение цемента и улучшает подвижность, одновременно удаляя излишки воздуха. В результате получается плотная, водонепроницаемая и очень гладкая поверхность с хорошими показателями теплоотдачи. Он просто добавляется в воду, которой затворяется цементный раствор, и, по отзывам, при размешивании количество необходимой жидкости сокращается процентов на 10-15.

• Суперпластификатор С-3.

Действует комплексно, улучшая структуру бетона и текучесть смеси. При этом позволяет использовать в растворе на четверть меньше вяжущего для получения той же марки. Считается морально устаревшим, но при этом до сих пор пользуется спросом благодаря невысокой стоимости. Расход: 250-350 г на мешок цемента.

Представитель нового поколения суперпластификаторов повышает гидрофобность монолита и не допускает расслаивания раствора. Заслужил немало положительных отзывов за свою эффективность и удобство в работе, хотя по цене считается отнюдь не дешевым. Иногда используется как антифриз (до -5°С) и способен увеличить класс водонепроницаемости бетона на 2-4 пункта. Расход модификатора: 0,25-0,5 л на 50 кг цемента.

Пластификатор для кладочного раствора увеличивает жизнеспособность смеси в жаркую погоду, а также повышает морозостойкость готового шва. Его рекомендуется применять, если вы впервые делаете кладку своими руками или работаете с сильно впитывающими блоками (газосиликат, пенобетон). Расход: 200-500 г на 100 кг цемента.

Стоимость

Можно изготовить простенький пластификатор своими руками. Конечно, он не будет иметь широкий спектр действия, а лишь улучшит подвижность смеси, но и обойдется недорого. Для этого берут обычный клей ПВА, жидкое мыло или разбавленный стиральный порошок. Самостоятельно приготовленный пластификатор вводят из расчета 200 мл на мешок цемента, чтобы увеличить жизнеспособность раствора до 3 ч.

Источник