Часть 1 — Ускорители схватывания и твердения в технологии бетонов. Ускоритель твердения бетона


Ускорители схватывания и твердения в технологии бетонов

Еще пол года назад наш доморощенный Квазимодо страдал по Эсмеральде из каждого динамика. Очень красиво и образно страдал, следует отдать ему должное. Благодаря всего одной арии из французского мюзикла “Нотр-Дам” большинство простых людей вообще узнало об этой красивой и трогательной истории. Даже те, кто никогда Дюма вообще не читал.

Через время эта ария завоевала телевизионные экраны. Получила “Песню года” и кучу других наград. Из видеоклипа я, к величайшему своему позору, случайно узнал, что оказывается Вячеслав Петкун (Квазимодо) должен свои лавры разделить еще с двумя какими-то кренделями – они у него на подпевках, — но все равно, все казалось очень классно.

Брат, весьма просвещенный в музыкальных вопросах, взирал на мой щенячий восторг по поводу этой арии с удивлением и недоумением, — теперь то я понимаю почему. Когда он дал мне диск с “настоящим” французским “Нотр Дам-ом” — я пережил шок. Оказывается, так горячо любимый мной Квазимодо, вовсе не самый главный там – так, на задворках. А больше всего меня поразили партии Поэта. Батюшка тоже очень даже неплох. Офицер бесподобен. Негр ошеломляюще красив. Все это оттеняет великолепный свет, простые, но работающие на подсознание декорации и совершенно феерическая массовка.

На фоне всего этого великолепия Эсмеральда показалась мне несколько мелковатой, а Квазимодо — …. Ну, в общем, мне остальные персонажи понравились больше.

Когда в конце представления все артисты выходят “На поклон”, уже не в образе, но еще в сценических костюмах и гриме, слушая, как заходится, в овациях зрительный зал, я подловил себя на мысли, что нельзя целостное законченное произведение раздергивать на отдельные хитовые куски — его нужно сначала прослушать все, целиком. А потом, уже под настроение, смаковать ту или иную арию.

“Возвращаясь к нашим баранам…”, то бишь, к теме данной рассылки – “Ускорители”, постараюсь если не пропеть, то хоть проблеять именно целостную оперу. Ты, читатель, сам определишься, кто для тебя Поэт, а кто – Квазимодо.

6.1. Из истории вопроса…

Тема ускорителей в современной технологии бетона чрезвычайно скандальна, умышленно запутанная и заангажированая самими производителями и продавцами хим. добавок.

В первую очередь данное положение вещей обусловлено тем, что с помощью ускорителей можно достаточно легко, просто и дешево существенно модифицировать технологическую производственную цепочку. А это деньги, большие деньги. А так как деньги любят тишину, продавцы хим. добавок стараются её соблюдать, особенно не распространяясь на тему ускорителей. Гораздо охотней они популяризируют и пропагандируют свои полифункциональные составы вообще, хотя немалую часть успеха следует, по праву, отдать удачно подобранным в их составах ускорителям.

Так для тяжелых бетонов весьма критичный параметр – время оборачиваемости дорогостоящей формоснастки, становится возможным модифицировать не по пути затратной и энергоемкой тепловлажностной обработки, а “подстегивая” кинетику набора прочности химическим путем.

В легких бетонах, и в частности в пенобетонах, с помощью ускорителей удается минимизировать влияние минералогии, тонины помола и длительности хранения цемента на качество продукции, “выпередить” осадку свежеприготовленной пенобетонной матрицы ускоренным набором её прочности.

Как это ни парадоксально, но именно тема ускорителей – краеугольный камень также и экономики полифункциональных модификаторов. Простейшая композиция подобного рода состоит как минимум из двух компонентов, — обычно это пластификатор второй (реже третьей) группы эффективности и какой либо ускоритель, либо специально подобранная смесь ускорителей, обеспечивающих аддитивность (или даже синергизм) компонентов. Элементарный рецептурно-экономический анализ показывает, что стоимость именно ускорителя и является основным ценообразующим фактором таких полифункциональных составов. Иными словами, — кто “сидит” на дешевых ускорителях – тот владеет рынком полифункциональных добавок. Даже “легкая техногенность” (а порой и не легкая) некоторых составов не является преградой для их массового применения – критерии экономической целесообразности перевешивают.

Из этой же оперы и разразившиеся недавно на Украине баталии по степени применимости тех или иных полифункциональных модификаторов для бетонов в строительной индустрии. Все как у людей – с поливанием друг друга грязью в СМИ, научными и псевдонаучными отписками, подметными письмами, привселюдном полоскании грязного белья и проч.

С одной стороны это свидетельствует, что производство полифункциональных составов на Украине уже выросло из детских штанишек — защищая собственную песочницу, малышня уже не хнычет, а раздает зуботычины.

С другой стороны общая культура подобных склок с ярко выраженной экономической подоплекой свидетельствует, что её участники еще недостаточно четко понимают, зачем им эта песочница вообще нужна. Тяжелая артиллерия в виде центральных СМИ требует бережного и грамотного обращения. Поливая друг друга из ушата, нужно не расплескивать грязь на простого обывателя, абсолютно не посвященного в тонкости и предысторию подковёрной борьбы. Иначе потенциального будущего покупателя, очень легко превратить в затурканного и запуганного перестраховщика, который при слове “хим. добавка” будет осеняться крестным знаменем.

(И не следует тешить себя надеждами, что папик-Мапик так и будет сидеть в сторонке, на лавочке, и созерцать, как дети делят песочницу. Как только допьет свое пиво, он накостыляет малышне и заберет все игрушки. Самые сообразительные получат их обратно – если станут бегать ему за пивом.)

6.2. Основные ускорители схватывания и твердения, применяемые в бетонных композициях

Ускорителей схватывания и твердения цементных композиций много. Существует несколько их классификаций, основанных на механизме действия на гидратацию цемента. Если же провести разделение по узко химической принадлежности, то к ускорителям можно отнести следующие вещества (курсивом выделены гостированные ускорители):

Углекислые соли

Калий углекислый (поташ) – K2CO3

Натрий углекислый (сода) — Na2CO3

Сернокислые соли

Натрий сернокислый – Na2SO4

Натрий тиосульфат + натрий роданид (Na2S2O3 + NaCNS)

Гипс – CaSO4

Нитраты

Кальций азотнокислый Ca(No3)2

Натрий азотнокислый – NaNo3

Аммонийные соли

Карбамид (мочевина)– CO(Nh3)2

Соли фосфорной кислоты

Тринатрийфосфат

Силикаты

Силикат натрия (растворимое стекло) – Na2O х SiO2 + nh3O

Хлориды

Алюминий хлористый – AlCl3

Железо хлористое – FeCl3

Барий хлористый – BaCl2

Магний хлористый – MgCl2

Кальций хлористый – CaCl2

Натрий хлористый – NaCl

Кислота соляная — HCl

Кэл – (хлорокись кальция)

Механические смеси различных ускорителей

Нитрит-нитрат кальция (ННК)

Нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК)

Нитрит-нитрат-хлорид кальция + мочевина (ННХКМ)

Сода+поташ+поластификатор

Из всего этого перечня наиболее распространёнными и наиболее эффективными остаются хлориды и смеси на их основе. Высочайшая эффективность при низкой цене – залог их популярности во всем мире. Проводимая в последнее время антирекламная кампания по отношению к хлоридам не имеет ничего общего с действительным положением вещей. Её первопричина как раз и кроется в низкой стоимости хлоридов. А “обыгрывание” факта, что, дескать, хлориды корродируют арматуру, для множества видов бетонов не то что спорно, но и просто некорректно, свидетельствует об отсутствии здравого смысла и элементарных знаний у потребителей. О какой коррозии, скажите на милость, может идти речь в пенобетонных технология, в производстве элементов мощения, бетонных блоков и т.д., где арматуры нет вообще?

Продавать, а тем более завозить из-за рубежа, пусть даже и высокоэффективные, но дешевые составы, коими являются хлоридные ускорители, и в первую очередь хлориды кальция и натрия, экономически нецелесообразно. Тем более что их распространенность в природе настолько высока, что в любой стране мира своих предостаточно.

6.3. Углекислые соли.

6.3.1 Натрий углекислый.

Об ускоряющем действии соды (углекислого натрия Na2(СO3) на цемент, известно уже давно. Еще в 1903 г. академик Байков А.А. – основоположник теории твердения цементов, в своих работах упоминал о соде, как о соли, вызывающей чрезвычайно быстрое схватывание (см. Таблица 631-1)

Таблица 631-1

Изменение сроков схватывания при добавках соды.

Добавка соды в % от веса цемента

Начало схватывания (час – мин)

Конец схватывания (час – мин)

0

1 – 40

5 – 05

2

0 – 05

0 – 45

5

0 – 03

0 — 17

Из этой таблицы видно, что сода чрезвычайно активно и “резко” ускоряет процессы схватывания цементов. Это обстоятельство сильно затрудняет работы с бетоном при добавках соды и может привести к значительному снижению прочности, т.к. не всегда возможно успеть уложить массу бетона в формы до начала схватывания.

Ускорение твердения бетонов и растворов в раннем возрасте при добавках соды происходит за счет окончательной прочности, так что по истечении определенного времени прочность бетона без добавки соды оказывается уже выше прочности бетона с добавками (см. Таблица 631-2).

Таблица 631-2

Влияние добавок соды на прочность в кг/см2 цементно-песчаного раствора пропорции 1:3 и В/Ц=0.58

Возраст раствора в днях

Добавка соды

0%

2%

6%

10%

3

10.6

13.5

29.1

26.9

5

24.2

25.6

33.4

25.2

28

64.2

64.2

62.8

60.8

Данные этой таблицы говорят о том, что в то время как в возрасте трех-пяти дней добавка увеличивает прочность, в возрасте 28 дней уже имеется налицо снижение относительной прочности у образцов с добавкой по сравнению с образцами без добавки.

Все эти данные однозначно свидетельствуют, что сода может найти применение в строительных технологиях только в тех случаях, когда необходимость получения быстросхватывающегося и быстротвердеющего бетона или раствора может быть оправдана относительным снижением последующей прочности, что может иметь место при всякого рода аварийных работах. И то только в отсутствии более эффективных ускорителей схватывания (смотри далее).

6.3.2 Поташ

Человек давно заметил, что внесение в почву золы приводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным началом является карбонат калия K2CO3 – поташ, стало ясно гораздо позже. До разработки промышленных способов производства соды поташ играл исключительно важную роль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганием древесины, обработкой водой золы с последующим выпариванием водного раствора. Из золы сожженного 1 м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы – 0,63, липы – 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в. Содержание калия в золе от сгоревших растений обычно очень высокое: в золе соломы злаков от 9 до 22%, гречишной соломы – 25…35, стеблей подсолнечника 36…40, торфа 0,5…4,7%. Само слово “поташ” произошло от древнего немецкого “пот” – горшок и “аш” – зола, так как щелок, получающийся при обработке золы водой, выпаривался в горшках.

В XVI — XVII вв. поташ получали в огромных количествах из древесной золы, которую вываривали в больших котлах. Из поташа приготавливали главным образом литрованную (очищенную) калийную селитру, которая шла на изготовление черного пороха. Особенно много поташа производилось в России, в лесах вблизи Арзамаса и Ардатова на передвижных заводах (майданах), принадлежавших родственнику царя Алексея Михайловича, ближнему боярину Б.И.Морозову. Такие заводики вырабатывали до 770 тн. поташа в год.

В тот же период, производство поташа на Украине было менее концентрировано и сильней рассредоточено – каждый уважающий себя “заможный” казак почитал за честь иметь собственный микрозаводик по его производству – технология то элементарнейшая, и чрезвычайно доходная.

Сегодня поташ применяется главным образом в получении моющих средств (жидкое мыло). Он также служит сырьем при производстве тугоплавкого стекла и хрусталя и в качестве компонента во множестве химических технологий.

Применение поташа в строительстве обусловлено, в первую очередь, особенностями гидратации цемента. При пониженных температурах она сильно замедляется, а на морозе прекращается вообще. Добавка поташа помогает устранить этот недостаток – строить становится возможным даже при -50оС. Поэтому поташ является традиционной противоморозной добавкой-антифризом в строительстве.

В водной среде поташ мгновенно гидролизуется образуя очень сильную едкую щелочь. Она портит одежду и обувь, при попадании на открытые участки тела образует язвы, в глаза – верную потерю зрения. Широкое применение поташа в СССР в качестве противоморозной добавки было обусловлено, в том числе, и пренебрежениями техникой безопасности – сами знаете, кто весь Крайний Север и Восточную Сибирь у нас построил.

С пуском Ачинского глиноземного комбината содо-поташная смесь (отход основного производства) стала местной для Восточной Сибири, а её применение приобрело массовый характер. Сибирские морозы замедляли гидратацию цемента, поташ ускорял её. В итоге они компенсировали друг друга.

При положительных температурах ускоряющие свойства поташа выражены настолько сильно, что без соответствующего их замедления химическим путем работать становится абсолютно невозможно – бетон схватывается прямо в бетономешалке. Оригинальный выход был найден Красноярскими учеными из местного филиала Промстройниипроекта. Они предложили добавлять к поташу пластификатор с ярко выраженным замедляющим эффектом. Наиболее подошел для этих целей технический лигносульфонат – бросовый отход лесохимического производства. В итоге получили бетонные смеси повышенной пластичности с ярко выраженным ускоряющее/противоморозным эффектом, но без излишнего ускорения схватывания.

Если даже не касаться техники безопасности, то и так в методологии применении поташа сплошные НЕЛЬЗЯ.

Нельзя применять в составе бетонов и растворов, где есть активный кремнезем, где возможен контакт с известью и силикатным кирпичом; нельзя применять для изделий эксплуатирующихся при повышенной влажности. Поташ мало эффективен в крупнопористых и беспесчаных бетонных смесях, а также в легких бетонах типа керамзитобетона. Поташ не рекомендуется к применению в условиях положительных температур либо колебания температуры с переходом через 0оС. Поташ разрушает изоляцию проводов, поэтому его нельзя применять в местах, где будет проложена скрытая электропроводка.

Из-за ярко выраженной щелочной реакции следует остерегаться попадания поташа на кожу и особенно в глаза. Приготавливать и работать с водными растворами поташа следует в комбинезоне, очках, резиновых сапогах и перчатках, спецодежду хранить в специальных шкафах. В плохо вентилируемых помещениях необходимо использовать респираторы и противогазы.

На днях беседовал с технологом одной из фирм – производством тротуарных камней занимаются, — жаловалась на используемую ими российскую комплексную добавку, искала достойную замену. Всем, мол, хороша – и пластифицирует отлично, и ускоритель распрекрасный и дёшева. Одно НО – рабочие отказываются с этой добавкой работать. У самой все руки в язвах, а её помощница, молодая девушка, уволилась вообще с формулировкой “Мне еще детей рожать…”. Что сокрывалось за торговым наименованием этой добавки она не знала, но подозревала нехорошее. И не зря, после нескольких моих уточняющих вопросов стало вполне очевидно, что давно известную ССП (сода+поташ+пластификатор) “переименовали” и “районировали” для условий теплой Украины. После того как она узнала, что произойдет вскоре с их тротуарными камнями, она вообще в ужас пришла.

6.3.2.1 Воздействие поташа на основные минералы цементного клинкера на стадии схватывания.

Одной из причин, препятствующей широкому применению поташа в качестве ускорителя схватывания и твердения, является вызываемое им очень быстрое схватывание цемента. Для большинства портландцементов, его добавка вызывает начало схватывания уже через 10 – 15 минут, что фактически исключает централизованное приготовление бетонов и растворов с добавкой поташа. Степень влияния поташа на отдельные минералы цементного клинкера отражены в Таблице 6321-1

17

Таблица 6321-1

Влияние добавки поташа на сроки схватывания основных минералов цемента

Минерал

Добавка поташа в % от массы минерала

Начало схватывания

Конец схватывания

час — мин

%

час — мин

%

C3S

0

2 — 05

100

3 — 10

100

2

0 — 40

32

0 — 55

29

5

0 — 47

37

0 — 60

31

7

1 — 17

62

1 — 32

48

11

2 — 20

112

3 — 15

102

C3S

0

2 — 25

100

3 — 00

100

2

0 — 45

31

1 — 05

36

5

1 — 30

62

1 — 50

61

7

1 — 48

74

2 — 18

77

10

1 – 10

48

1 — 40

56

С3А

0

0 — 01

100

0 — 18

100

3

0 — 01

100

0 — 05

28

7

0 — 01

100

0 — 05

28

10

0 — 01

100

0 — 05

28

15

0 — 01

100

0 — 05

28

C4AF

0

0 — 20

100

0 — 30

100

2

0 — 20

100

0 — 22

73

4

0 — 16

80

0 — 19

64

6

0 — 12

60

0 — 13

43

8.5

0 — 09

45

0 — 10

33

Как видно из этой таблицы, ускоряющее действие поташа на схватывание всех основных минералов проявляется уже в малых дозировках.

Особенно критичен к воздействию поташа трехкальциевый алюминат. Его схватывание и так начинается практически мгновенно, с момента затворения. Отрегулировать длительность схватывания этого минерала помогает добавка гипса, вводимая при помоле. Но в присутствии даже незначительных добавок поташа этот механизм нарушается – в присутствии поташа образуются гидрокарбоалюминаты кальция, которые обволакивают зерна S3A и снижают активность иона SO4 из состава гипса-замедлителя.

Причиной сокращения сроков схватывания силикатов кальция служит образование при взаимодействии поташа с известью нерастворимого CaCO3 что способствует протеканию реакции в сторону образования извести, снова вступающей во взаимодействие с ионом CO3 с образованием CaCO3 и т.д.

Для замедления схватывания бетонов с добавками поташа были опробованы множество веществ-замедлителей – водорастворимые фосфаты, окись цинка, муравьиная и бензойные кислоты, жирные кислоты, глицерин, глюкоза, технические лигносульфонаты.

По совокупности полученных результатов, в качестве эффективного замедлителя схватывания бетонов с добавкой поташа, было предложено использовать ЛСТ (технические лигносульфонаты). Помимо замедляющего эффекта ЛСТ оказывает на бетоны ярко выраженное пластифицирующее воздействие. Но в дозировке свыше 0.3% от массы цемента их уже практически не используют – уж слишком сильно начинает сказываться наличие в ЛСТ примесей – редуцированных сахаров, которые сильно замедляют схватывание и твердение. В комплексе с таким эффективным ускорителем схватывания, как поташ становится вполне возможным повысить дозировки ЛСТ до 0.5% — т.е. ускоритель (поташ) и замедлитель (ЛСТ) взаимно нивелируются, при этом пластичность бетона повышается.

6.3.2.2 Воздействие поташа на основные минералы цементного клинкера на стадии твердения.

Трехкальциевый силикат (C3S) – наиболее активный минерал цемента. Он характеризуется высокой прочностью и быстрым её нарастанием. Введение поташа интенсифицирует процесс твердения, но затем, начиная с 7-дневного возраста, и во все последующие сроки, прочность этого минерала, с добавкой поташа, становится несколько ниже, чем без добавки.

Поташ резко ускоряет твердение двухкальциевого силиката (C2S). Увеличение прочности образцов по сравнению с контрольными пропорционально количеству добавки. В дозировке 10 – 15% поташа, прочность образцов превышает прочность эталона в 2.5 – 4.0 раза и, начиная с 3=месячного возраста, по абсолютным значениям приближается к прочности образцов трехкальциевого силиката, затворенных на чистой воде.

Затворение трехкальциевого алюмината (C3A) на растворах поташа приводит к значительному повышению прочности.

Изменение прочности четырехкальциевого алюмоферита (C4AF) зависит от количества вводимого вместе с водой затворения поташа. Наиболее оптимальной является добавка в 3%

В начальный период твердения наиболее эффективными являются повышенные дозировки добавки поташа. Но с увеличением возраста становятся оптимальными дозировки в 7% и менее.

Таблица 6322-1

Минералогический состав исследованных цементов

№ клинкера исследованных цементов

Расчетный минералогический состав, %

C3S

C2S

С3А

C4AF

I

36,4

36,4

14,6

8,2

II

66,0

10,0

4,0

17,0

III

10,0

68,0

3,6

16,3

IV

53,0

20,0

11,0

11,0

V

56,5

20,5

5,0

14,0

Примечание: Использованы 5 типовых цементов, по своему минералогическому составу, наиболее характерных для цементной промышленности Украины и России.

Таблица 6322-2

Прочность растворов на цементах различного минералогического состава, с добавкой поташа.

№ цемента

Добавка поташа в %, от массы цемента

В/Ц

Прочность при сжатии в кг/см2 в возрасте (дней)

3

7

14

28

90

I

0,60

48

60

75

95

125

3

0,60

75

90

105

157

170

7

0,60

130

130

130

165

195

10

0,44

125

125

125

155

180

15

0,44

120

120

145

170

200

 

II

0,44

130

170

170

225

225

3

0,44

150

165

165

185

185

7

0,44

150

150

155

185

185

10

0,44

150

150

155

180

195

15

0,44

150

150

155

180

180

 

III

0,44

40

57

92

122

145

3

0,44

65

83

105

112

160

7

0,44

56

80

107

112

150

10

0,44

57

80

107

112

145

15

0,44

71

80

110

112

150

 

IV

0,44

152

184

206

200

255

3

0,44

150

150

150

155

187

7

0,44

155

155

155

155

217

10

0,44

155

155

155

155

202

15

0,44

120

137

155

155

217

 

V

0,44

90

135

165

180

200

3

0,44

95

122

152

165

170

7

0,44

90

120

140

150

165

10

0,44

100

120

140

150

165

15

0,44

100

105

135

150

160

Примечание: Для испытания был использован цементно-песчаный раствор пропорции 1:3

Температура твердения — + 20оС

Таблица 6322-3

Содержание поташа в растворах и их плотность

Концентрация раствора, %.

Плотность раствора при 20оС, г/см3

Температурный коэффициент плотности раствора

Содержание безводного ХН в 1 литре раствора (кг)

4

1,035

0,00027

0,041

8

1,073

0,00033

0,086

12

1,110

0,00037

0,123

16

1,149

0,00041

0,184

20

1,190

0,00044

0,238

22

1,211

0,00046

0,266

24

1,232

0,00047

0,296

26

1,254

0,00049

0,326

28

1,276

0,00050

0,357

30

1,298

0,00051

0,390

32

1,321

0,00052

0,423

34

1,344

0,00053

0,457

36

1,367

0,00053

0,492

38

1,390

0,00054

0,528

40

1,414

0,00055

0,566

Тема: Анализ строительного Интернета. Некоторые сообщения с Форумов.

Было размещено по адресу: http://www.allbeton.ru/read.php?f=1&i=3525&t=3510

Вопрос:

Автор: Zagdyn.O (—.ub.mng.net)Дата:   23-04-04 05:59

Подскажите, пожалуйста, кто нибудь знает или использует стаблизатор так называемый “Трианолом”? Год тому назад купили в Кемерове стаблизатор “Трианол” и пенообразователь ПО-6ОСТ. Но до сих пор не знаем что за вещество “Трианол”,какие основные свойства Трианола и какое оптимальное условие его растворения.А то он очень плохо растворяется в воде.ПО-6ОСТ тоже после хранения/незнаем сколько еще лежал у продавца и производителей до нашего приобретения/ уже начал кристаллизоваться с низу.Посоветуйте, пожалуйста, нам как можем решить эти проблемы,чтобы получить нормальные блоки! Заранее благодарен.

Ответ:

Автор: Сергей Ружинский (—.itl.net.ua)Дата:   25-04-04 11:42

До настоящего времени еще не разработано окончательной и исчерпывающей теории устойчивости пен. Одни исследователи считают, что стабилизация пен возможна при за-медлении утонения или растяжения пленок. Другие полагают, что стабильность пены зависит от её структурно-механических свойств и интенсивности исхода жидкости с их поверхности. Третьи на “черных пленках” помешались – такое городят, в самый раз от бессонницы читать…

 

 

В любом случае в специальной литературе приводится множество способов стабилизации пен найденных как научно обоснованным экспериментальным путем, так и методом “научного тыка” или вообще случайным образом. И хоть механизм стабилизации пен так до конца и не изучен, это нисколечки не мешает использовать его на практике.

Особый интерес представляют методы стабилизации пены при помощи специальных хим. веществ, — т.н. стабилизаторов – дешево и просто. Их действие основано на увеличе-нии вязкости растворов и замедлении из-за этого истечения жидкости из пен. Иногда происходит внедрение молекул стабилизатора в “частокол” молекул пенообразователя в пленках пены и связывание их в прочные и устойчивые объединения. Стабилизатором пен могут быть растворимыми и нерастворимыми, органическими и минеральными (электролиты). 

Все стабилизаторы по принципу упрочняющего действия на пены подразделяют на пять групп.

К первой группе относятся вещества, повышающие вязкость самого пенообразующего раствора, их еще называют загустителями. Такие вещества следует добавлять к раствору пенообразователя в больших концентрациях. Это глицерин, этиленгликоль, метилцеллюлоза, карбоксилметилцеллюлоза (клей КМЦ). Производные целлюлозы уже при одно-двухпроцентной дозировке увеличивают вязкость раствора и устойчивость пены в десятки раз, а вот глицерин эффективен только при концентрации 15-20%. В качестве стабилизаторов, производные целлюлозы широко применяются в буровой практике, глицерин в парфюмерно-косметической промышленности.В производстве пенобетонов стабилизаторы этой группы практически не используются. И в первую очереди из-за их негативного влияния на кинетику набора прочности цемен-том – весьма критичный параметр именно для пенобетонов.

Вторую группу составляют вещества, вызывающие образование в пленках пены особых веществ — коллоидов. В результате этого обезвоживание пленок очень сильно за-медляется. Коллоидные стабилизаторы являются более эффективными загустителями, чем вещества первой группы. Типичные представители стабилизаторов второй группы – клей столярный, желатин, крахмал, агар-агар, альгинат натрия и т.д. Эти вещества в количестве 0.2-0.3% от массы пенообразователя увеличивают вязкость жидкости в пленках более чем в 100 раз, — устойчивость пен возрастает при этом в 2-8 раз. Данный тип стабилизаторов широко применяется в кондитерской промышленности при изготовлении мороженного, тортов, пастилы и т.д.В строительной практике, клееканифольный пенообразователь застабилизирован именно таким коллагеном животного происхождения – клеем столярным. 

 

Подробности (18320 знаков) смотри:http://subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/200309/24224624.html

Клеенекалевый пенообразователь также застабилизирован столярным клеем. Подробней (42318 знаков) смотри:

http://subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/200312/16023246.html

Вещества, полимеризующиеся в объеме пены, относятся к третьей группе стабилизаторов. Полимеризация сильно увеличивает прочность пленок, — возможен даже их переход в твердое состояние. Это наиболее эффективные стабилизаторы. В одних случаях это полимерные композиции — синтетические смолы, например карбамидные, в других — латексы. Для “работы” в строительных системах с щелочной средой пересыщенной гидроокисью кальция (известковые и цементные бетоны и растворы) подходит только!!!!!!!!! застабилизированный латекс СКС-65ГП – Воронеж). Стабилизаторы этого типа в основном используются для изготовления “твердых” строительных пен – пенопласт, пеноизол, пенополиуретан и т.д.

Вещества четвертой группы образуют с пенообразователем нерастворимые в воде высокодисперсные осадки, бронирующие пленки и препятствуют их разрушению. Это наиболее дешевые и широко распространенные стабилизаторы. К ним относятся соли металлов: железа, меди, бария, реже алюминия. В пены вводятся очень небольшие добавки этих веществ. Сернокислое железо, например стабилизатор, так называемых “белковых” пенообразователей (хотя их все, даже “не наши”, всю жизнь делали из боенской крови – просто из этических соображений данный факт особенно не афишируется). 

Подробности ( 17791 знака) смотри:http://subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/200310/21024118.html

а пенообразователи на основе сульфированных нефтяных (а иногда и нафтеновых) кислот, как правило, стабилизируют сернокислым глиноземом – он наиболее дешев, доступен и эффективен.Подробности ( 26902 знака) смотри:http://subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/200311/26002304.html

Добавки, участвующие в построении адсорбционных слоев на границе раздела жидкость-газ, представляют пятую группу. Обычно это высшие жирные спирты. При введении всего 0,05% такого спирта в растворы пенообразователей сильно снижается поверхностное натяжение смеси и за счет этого устойчивость пен повышается, порой многократно. Применяют в основном тетрадециловый спирт. Стабилизаторы этого типа – суть ноу-хау некоторых импортных пенообразователей применяемых в пенобетонных технологиях. Их точная рецептура охраняется патентным законодательством. Я не уполномочен больше распространяться на эту тему. 

Есть еще один способ повышения стабильности пен (самый интересный именно отечественным пенобетонщикам, т.к. по сути, является дармовым подарком природы) – это бронирование газовых пузырьков микронаполнителями. Для этого в пены вводят тонкоизмельченные твердые вещества (тальк, асбест, кварц, сажу), которые, при равномерном распределении на поверхности пузырьков, упрочняют пленки и продлевают жизнь пены. Такие пены называют минерализованными, агрегатными или трехфазнымиОбразование устойчивой минерализованной пены происходит за счет прилипания твердых минеральных частиц к пузырькам пены. Оно обусловлено пониженной (иногда изби-рательной) смачиваемостью таких твердых минеральных зерен. Минерализованные пузырьки постепенно сближаются и способны даже образовывать сплошноячеистую минерализованную пену, в которой каждая воздушная ячейка полностью бронирована большим числом твердых частиц. Такие пены получаются, например, при флотации угля. Содержание твердого вещества в них достигает 50% от массы пены. Интенсивность прилипания твердых частиц к пузырькам пены обусловлена силами взаимодействия между поверхностью твердой фазы и полярными группами ПАВ. Большое влияние на бронирование оказывает размер твердых частиц, а также соотношение размеров зерна и газового пузырька – более тонкие порошки позволяют получить и более прочные пленки. Крупные частички, даже в незначительном количестве присутствующие в смеси с мелкими – уменьшают прочность пены, или даже разрушают её.Степень минерализации пены зависит не только от размеров, но и от числа частиц, состояния их поверхности, от их смачиваемости жидкой фазой, способа введения частиц в пену и многого другого. Однозначно указать оптимальный размер частиц для различных практических случаев минерализации пены невозможно – требуется эксперимент. В одних случаях порошки и мелкие волокна разрушают пены, в других — такие трехфазные пены образуют жесткий каркас (агрегатная пена), способный сохранять устойчивость длительное время. Одно можно сказать с уверенностью: предпочтительным для минерализации пены является большое различие в размерах воздушного пузырька и твердой частицы и неупругое их соударение при встрече, поскольку прилипание тем эффективнее, чем значительнее потеря кинетической энергии. На русский последний тезис можно “перевести” как — “… при прочих равных условиях, с увеличением скорости перемешивания минерализатора с пенно, стойкость последней увеличивается…”.Механизм стабилизации трехфазных пен (газ-жидкость-твердые частицы) объясняют в первую очередь сужением каналов Плато. В результате уменьшения “свободного диаметра” канала, скорость истечения жидкости замедляется, а пробки из зерен, не прилипших к пузырькам, дополнительно закупоривают эти каналы.

Стабилизация пен подобным образом широко применяется в пенобетонных технологиях. Но наибольшую эффективность она показывает на тех рецептурах, в которых от-сутствует крупный заполнитель (песок). Либо осуществляется предварительный помол (домол) ингредиентов. Либо вместо песка используется заполнитель приближающийся по своей размерности к “бронирующему” пену цементу – это могут быть: молотые песок, известняк, мел, зола-унос тепловых электростанций и т.д. В индустриальном производстве пенобетона, пенокерамзитобетона, пеноперлитобетона и т.д. особенно конструкционных марок плотностью от 1000 кг/м3 и выше, для этих целей обычно используется недорогой и доступный пенообразователь СДО – Смола Древесная Омыленная (продукт омыления древесных пеков переработки хвойных – СДО и лиственных SDO-L пород на уксусную кислоту). Особую любовь “промышленных” пенобетонщиков эти пенообразователи снискали еще и потому, что в этих составах всегда присутствует некоторое количество омыленных жирных кислот. Вкупе с гидроокисью кальция, путем замещающих реакций по кальцию, они переходят в водонерастворимые кальциевые мыла, которые дополнительно укрепляют стенки пузырьков пены — происходит своего рода полимеризация, как в стабилизаторах 3 типа.

Ответить развернуто и по существу на Ваш вопрос не представляется возможным, т.к. за, по всей видимостью, за торговым названием “Стабилизатор Трианол” сокрыто некое хим. вещество неизвестной природы. В фармацевтике, например, тоже применяется лекарство, и тоже оно называется Трианол, из какой-то африканской сливы его делают.Но, судя по тому, что производитель его рекомендует использовать вкупе с пенообразователем, изготовленным на основе сульфированных нефтяных кислот, это может быть, вероятней всего, кальциевый сульфонол – во всяком случае, он наиболее широко применяется именно для стабилизации подобных пенообразователей при производстве буровых работ.Вполне вероятно, также, что это простейший сернокислый глинозем (еще прадеды на нем работали) из коммерческих соображений “возведенный в графья” звучным именем. О механизме его работы очень подробно (мне кажется подробней уже некуда) рассказано в рассылке посвященной алюмосульфонефтяным пенообразователям.

Подробней смотри:http://subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/200311/26002304.html

А вообще, по трианолу, как стабилизатору строительных пен и чуть-ли не “гаранту?????” получения качественного пенобетона в последнее время в Интернете достаточно отчетливо прослеживается некая рекламная акция, весьма ловко реализованная и ненавязчиво (спасибо и на этом) оформленная, кстати.. Вполне возможно, что её цель – вывести на рынок давно проверенный и эффективный ингредиент пенобетонных технологий, но под новой и официально зарегистрированной торговой маркой.

Для “расширения” кругозора по данной теме могу порекомендовать следующую литературу:

1. Акимов М.А., Нурсалова А.М. Влияние природы ПАВ на воздухововлечение в цементно-песчаных средах. /Азербайджанский химический журнал. 1973 г., №1).2. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. Киев, 1989 г.3. Биркгоф Г., Саронтонелло Э. Струи, следы и каверны. Москва, 1964 г.4. Бурейко С.В., Гидзула Е.Б., Ястребцов В.В. Исследование свойств пожарного пенообразователя “Пегас” для производства пенобетона. /В сборнике: Мартыненко В.А. Ячеи-стые и поризованные легкие бетоны. Днепропетровск, 2002 г./5. Гаджилы Р.А., Меркин А.П. Поверхностно активные вещества в строительстве. 1981 г.6. Казаков М.В. Применение поверхностно-активных веществ для тушения пожаров. Москва, 1977 г.7. Кауфман Б.Н., Косырева З.С., Шмидт Л.М. Строительные поропласты. Москва 1965 г.8. Клейтон В. Эмульсии, их теория и техническое применение. Москва, 1950 г.9. Котов А.А, Петров И.И., Реутт В.Ч. Применение высокократной пены при тушении пожаров. Москва. 1972 г.10. Кривицкий М.Я., Волосов Н.С. Заводское изготовление изделий из пенобетона и пеносиликата. Москва, 1958 г.11. Меркин А.П., Таубе П.Р. Непрочное чудо. Москва. 1983 г.12. Петров Г.С., Рабинович А.Ю. Нефтяные сульфокислоты и их техническое применение. Москва, 1932 г.13. Поверхностно-активные вещества. Справочник. Ленинград, 1979 г.14. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества. Справочник. Ленинград, 1984 г.15.Розенфельд Л.М., Баранов А.Т. Алюмосульфонатный пенообразователь для производства пенобетона и пеносиликата. /В кн. “Сборник материалов по обмену опытом. Новое в производстве строительных материалов. Дориздат, 1954 г.”)16.Розенфельд Л.М. Физико-химия стойких воздушно-механических пен, применяемых в пожаротушении. Москва, 1941 г.17.Стольников В.В. Воздухововлекающие добавки в гидротехническом бетоне. Москва, 1953 г.18.Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. Москва, 1983 г.19.Шехтер Ю.Н., Крейн С.Э. Поверхностно активные вещества из нефтяного сырья. Москва, 1974 г.20.Ходаков Ю.В. Коллоиды в природе и технике. Ленинград, 1938 г.21.Хожаев Р.Х. Исследование эффективности некоторых добавок отечественного и зарубежного производства в бетонах. /В сборнике: “Вопросы строительства и архитектуры. Вып.№1. Нальчик, 1973 г.)

 

www.ibeton.ru

Ускорители твердения бетона

Добавки применяют для улучшения свойств бетонов и растворов, а также по технико-экономическим соображениям. По виду и назначению добавки можно разделить на следующие группы: ускорители твердения, поверхностно-активные, пено- и газообразователи, комбинированные, специальные.

Роль добавок заключается, в основном, в активизации процесса гидратации цемента, вызывающей ускоренное образование гелей. В результате энергичных реакций обмена ускоренно выделяется свободная известь в раствор и повышается растворимость силикатных составляющих цемента, что приводит к образованию гелей гидроксидов металла и кальция. Одновременно ускоряется коагуляция появляющегося коллоидного раствора, при которой сближаются зерна цемента и частицы гидратных новообразований.

По характеру воздействия на цементное тесто различают следующие виды добавок:

Добавки, не вступающие в реакцию с компонентами цемента, но повышающие их растворимость и снижающие температуру замерзания воды.

Активизирующие процессы гидратации цемента посредством диспергации его зерен, разрушения силикатных составляющих и повышения их растворимости в воде и снижающие температуру замерзания воды.

Ускоряющие процессы гидратации цемента, вызываемые реакциями обмена, которые приводят к образованию гелей гидроксидов кальция и снижают температуру замерзания воды.

Способствующие выделению тепла при гидратации цемента и понижающие температуру замерзания воды.

Добавки вводят в состав вяжущих в процессе приготовления растворов и бетонов с целью изменения некоторых их физико-химических свойств(подвижности, удобоукладываемости, скорости твердения). Количество вводимых добавок устанавливают по имеющимся указаниям или на основании лабораторных испытаний. В данной работе речь пойдет о добавках, ускоряющих твердение бетонов.

Ускорителями твердения цементов являются водные растворы хлористых солей (хлористого кальция, хлористого натрия и др.). Применение хлористого кальция позволяет уменьшить количество воды и расход цемента за счет повышения подвижности бетонной смеси. Хлористый кальций влияет на повышение прочности бетона. При твердении бетона в обычных условиях можно вводить хлористого кальция 0,5 - 2% от массы цемента. В неармированных бетонах количество хлористого кальция может быть повышено до 3%. Ускорители твердения не рекомендуется применять в железобетонных конструкциях и предварительно напряженных изделиях с диаметром арматуры менее 5 миллиметров и для изделий автоклавного твердения, эксплуатирующихся в среде с влажностью более 60 процентов.

К добавкам-ускорителям схватывания цементного теста относят следующие:

Поташ, калий углекислый, карбонат калия - соль с сильно выраженными щелочными свойствами, выпускается в виде кристаллического порошка белого цвета. При хранении во влажных условиях возможно слеживание. При работе с кристаллическим поташом и его раствором следует избегать попадания его на кожу или в глаза.

Хлорид кальция. Кристаллический порошок белого цвета, разлагающийся при длительном хранении на воздухе, не переносит влаги.

Нитрат кальция. Бесцветные, хорошо растворимые в воде кристаллы. Хранить следует в упакованном виде в закрытых, вентилируемых, сухих и чистых складских помещениях, к которым предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. Вместимость складов не более 1500 тонн.

Нитрит-нитрат кальция(ННК). Смесь нитрита кальция и нитрата кальция в отношении 1:1 по массе в виде 20%-го водного раствора или пасты. Токсичен. Разлагается в средах с рН>7. Не допускается смешивать с растворами СДБ.

Нитрит-нитрат хлорид кальция. Продукт, получаемый смешиванием ННК с хлоридом кальция в отношении 1:1 по массе. Водный раствор желтоватого цвета плотностью 1,1…1,3 г/см3. Токсичен. При работах должны соблюдаться все правила техники безопасности. Разлагается в кислых средах. Вызывает сильное раздражение кожного покрова.

Хлористый натрий. Кристаллический порошок белого цвета, растворимый в воде. Должен храниться в условиях, исключающих увлажнение.

Сульфат натрия. Поставляется в виде декагидрата, но может выпускаться в виде безводной соли - кристаллов белого цвета с желтым оттенком, трудно и ограниченно растворимых в воде. При хранении в открытом виде возможно выветривание кристаллов.

Нитрит натрия. Кристаллы белого цвета с желтоватым оттенком. Выпускается также в виде 28%-го раствора. Кристаллический продукт следует хранить в упакованном виде, в вентилируемых, закрытых, сухих и чистых складских помещениях в соответствии с "Правилами безопасности для неорганических производств азотной промышленности". К складам предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. Ядовит, при попадании в организм человека вызывает тяжелые поражения, опасные для жизни.

Карбамид (мочевина). Бесцветные, хорошо растворимые в воде критсаллы. Продукт пожароопасный (tвсп=182 градуса цельсия), поэтому хранить его следует в отдельных складах с несгораемыми стенами.

Подготовка добавок ускорителей твердения сводится, в основном, к их растворению в воде до требуемой (установленной) концентрации.

dombeton.ru

Ускорители твердения

Ускорители твердения бетона – специализированные химические добавки в раствор, регулирующие кинетику твердения бетонной смеси. Ознакомиться с официальным описанием их свойств можно в ГОСТ 24211-2008 п. 4.1.2.

От чего зависит скорость твердения бетона

Скорость набора прочности бетона зависит от качества использованного цемента и температуры твердения бетона. Понижение или повышение температуры твердения бетона соответственно снижает или повышает темп роста прочности бетона. При этом под температурой твердения бетона в относительно тонкостенных конструкциях следует понимать температуру окружающей среды, а для массивных конструкций – температуру внутри массива, всегда большую, чем температура окружающей среды, вследствие нагревания бетона в процессе гидратации цемента.

Как ускорить твердение бетона

Раньше, в отсутствие эффективных добавок для бетона традиционно применялось два способа ускорения твердения бетона при проведении различных работ:

  1. Применение высоких марок цемента или увеличение содержания цемента в составе бетонной смеси;
  2. Снижение содержания воды в бетонной смеси.

Эти способы имеют определённые недостатки:

  1. Резко повышается жесткость и, как следствие, хрупкость бетонной смеси в начальный период набора прочности;
  2. Нарушается однородность бетонной смеси;
  3. Увеличивается срок окончательного набора прочности бетонной смеси;
  4. Повышается стоимость бетонной смеси.

В настоящее время, эффективным средством ускорения твердения бетона, не имеющим таких негативных факторов, являются простые в применении химические добавки-ускорители твердения.

Ускорители твердения применяют при приготовлении бетонов и растворов для улучшения их свойств, а также для экономии цемента. Важным фактором является получение бетонов и растворов с новыми характеристиками: ускоренный набор ранней прочности, повышение морозостойкости, водонепроницаемости, уменьшение сроков снятия опалубки, снижение сроков изготовления бетонных конструкций. Все эти факторы не только не снижают качества возводимых бетонных конструкций, но и повышают их эксплуатационные свойства.

Действие добавок-ускорителей твердения

Основным действием таких добавок для бетона является повышение активности процесса гидратации цемента. В результате химических реакций между минеральным вяжущим (цементом) и водой при затворении бетонной смеси, в ней повышается смачиваемость и растворимость составляющих цемента, что приводит к ускорению реакций гидратации в бетоне. Это так же способствует более тесному сближению и активному перемешиванию частиц цемента, воды и инертных материалов.

Основные виды добавок-ускорителей твердения бетона

По характеру воздействия на цементное тесто различают следующие виды добавок:

  1. Добавки, не вступающие в реакцию с компонентами цемента, но повышающие их растворимость и снижающие температуру замерзания воды.
  2. Активизирующие процессы гидратации цемента посредством смешивания добавки с частицами цемента, которые разрушают силикатные составляющие цемента и повышают их растворимость в воде и снижают температуру замерзания воды.
  3. Ускоряющие процессы гидратации цемента, вызываемые реакциями обмена, которые приводят к образованию гелей гидроксидов кальция и снижают температуру замерзания воды.
  4. Способствующие выделению тепла при гидратации цемента и понижающие температуру замерзания воды.

Эти добавки можно разделить на следующие основные группы:

  1. Ускорители схватывания

    Добавки, обеспечивающее очень быстрое первичное схватывание бетонной смеси. Например, при проведении срочных ремонтных работ, быстрой заделки течей в бетонных резервуарах и т.д. К ним относят жидкое стекло, в ассортименте компании этот материал представлен средством CEMMIX Liqui.
  2. Ускорители набора прочности

    Это добавки для бетона и растворных смесей комплексного действия, позволяющие в два раза сократить набор начальной эксплуатационной прочности и конечной марочной прочности. Их использование ускоряет набор распалубочной прочности и оборот оснастки и опалубки, что дает дополнительную выгоду в виде сокращения времени строительства. Также большой плюс – это способность активации лежалого цемента, что позволяет использовать цемент, долго пролежавший на хранении и потерявший свою активность (способность адгезии с прочими компонентами раствора) без потерь итоговой прочности бетонной конструкции. Среди наших добавок это комплексный ускоритель твердения CEMMIX CemFix
  3. Пено- и газообразователи

    Обеспечивают вовлечение воздуха в бетон и создание его пористой структуры (газобетон). Приводят к снижению веса конструкции, но и значительному снижению её прочности. Самый распространённый представитель – алюминиевая пудра. Во время смешивания бетонной смеси с использованием алюминиевой пудры, сразу производят её виброобработку. Под воздействием вибрации алюминиевая пудра мгновенно вступает в реакцию с цементом и водой. Образующийся при этом алюминат кальция (очень мощный ускоритель схватывания цемента) связывает часть свободной воды из пенобетонной матрицы в кристаллогидрат, с выделением водорода и тепла. Схватывание и твердение такой бетонной смеси происходит за несколько минут.
  4. Количество любых вводимых добавок устанавливают по имеющимся указаниям или на основании лабораторных испытаний. При работе с ними надо соблюдать точные рекомендованные дозировки, и тогда результат работы будет самым высоким! Если Вам нужна помощь в вопросе использования ускорителей твердения для бетона, подбора оптимального варианта или другие консультации – обращайтесь на горячую линию CEMMIX по телефону на сайте! Мы с радостью поделимся опытом и подберём для Вас лучшее решение!

cemmix.ru

паровой прогрев при атмосферном давлении, автоклавный метод, электропрогрев

Любое строительство должно осуществляться в определённые сроки, которые закладываются ещё в проекте, но иной раз возникают определённые форс-мажорные обстоятельства, в связи с чем может возникнуть вопрос, как ускорить твердение бетона, как основного связующего компонента.

Такими непредвиденными обстоятельствами могут быть нестыковки со смежниками, погодные условия и даже банальная халатность работников, но сроки от этого меняться не могут, следовательно, процесс в некоторых моментах приходится ускорить.

Для этого существует несколько способов, позволяющих растворам быстрее схватываться, и о них пойдёт речь ниже, а кроме этого, мы сможем продемонстрировать вам видео в этой статье по данной теме.

Заливка бетона

Обычные тяжёлые бетоны

Примечание. Согласно ГОСТ 18105-86 (Правила контроля прочности) марочная прочность бетона достигается через 28 суток после его укладки на место использования. Но нынешние темпы строительства, а также различные форс-мажорные обстоятельства, о которых упоминалось во вступлении, требуют использовать различные способы ускорения твердения бетона.

Качество продукции от этого никак не ухудшается, зато сокращается время производства, а вместе с ним и его стоимость, что тоже очень важно.

Что это такое

Ускоритель РЕЛАМИКС-ПК

  • В заводских условиях производство железобетона особенно остро нуждается в быстром наборе прочности по ряду причин. Прежде всего, это возможность быстрее оборачивать формы, следовательно, эффективнее использовать оборудование, что ведёт к повышению производительности в целом. Подобная интенсификация применяется с помощью ускорения гидратации и гидролиза клинкерных материалов.
  • Как правило, в таких случаях содержание воды в цементном тесте достаточно низкое и здесь создаётся быстрое перенасыщение продуктами гидратации и гидролиза (цементных минералов) водной среды. Такое нарастание прочности наиболее эффективно в жёстких смесях с низким В/П, которые достаточно хорошо уплотнены, а все процессы совершаются в тонких плёнках теста.
  • Цемент более мелкого помола здесь наиболее эффективен, ведь реакция его частиц на различные процессы значительно возрастает, особенно если совершается так называемое «мокрое домалывание» в вибрационных мельницах до 5000-5500 см2/г (удельная поверхность). В тех ситуациях, когда удельная поверхность больше указанных значений, то вместе с этим возрастают затраты не энерго- и водопотребление.
  • Среди основных методов ускорения можно выделить три основных способа, которые используются в современном строительстве. Во-первых, это паровой прогрев бетона при атмосферном давлении, во-вторых, это паровой прогрев бетона в автоклаве при повышенном давлении и, в-третьих, это электрический прогрев бетона. Помимо методов существуют ещё различные химические компоненты, которые способствуют ускорению процесса.

Паровой прогрев при атмосферном давлении

Камера пропаривания универсальная КПУ-1М с пультом управления

Наиболее популярный ускоритель твердения для бетона на большинстве ЗЖБИ, это его тепловая обработка камерах пропаривания с помощью насыщенного пара. Весь процесс при этом можно разделить на четыре основных этапа, первым из которых можно назвать отформование ЖБ изделия (узнайте также что такое модуль упругости бетона).

Отформование или этап №1 происходит при температуре 18⁰C-22⁰C, где залитая конструкция выдерживается некоторое время (в зависимости от её размеров). Это приводит к тому, что раствор начинает схватываться, то есть, он приобретает начальную прочность.

После этого приступают к этапу №2, когда отформованную конструкцию начинают обдавать горячим паром и та прогревается от верхних слоёв — к средине, наполняясь водой. Такое насыщение происходит за счёт процесса конденсации — горячий пар, соприкасаясь более холодными стенками ЖБИ, проникает в его поры. Благодаря повышению температуры увеличивается скорость твердения бетона.

Именно на этом этапе происходят самые значительные деструктивные процессы из-за теплового расширения компонентов от нагрева конструкции. Так как плита нагревается неравномерно (сверху — быстрее, изнутри — медленнее) и водяные пары создают определённое давление, то это тоже усиливает деструкцию. Наиболее эффективно такой процесс развивается, когда температура превышает 50⁰C — увеличивается объёмный коэффициент расширения воды и воздуха.

Выдержка ЖБИ до пропаривания

Когда всё ЖБ изделие достигает равномерного прогрева во всех своих слоях, деструктивные процессы завершаются, тогда начинается интенсивный рост прочности, что можно назвать этапом №3.

Далее следует этап №4, когда начинается охлаждение бетона после изотермического охлаждения. Получается, что вся конструкция как бы сжимается, и при этом сокращаются её поры, выдавливая тем самым влагу на поверхность, где та и высыхает достаточно быстро. Но этот процесс должен быть строго контролируем, так как при резком охлаждении могут образовываться трещины в конструкции, особенно это касается невысоких марок бетонов.

В связи с этой опасностью температуру в камере понижают достаточно медленно, в зависимости от величины конструкции — чем больше её объём — тем выше опасность растрескивания.

Поэтому инструкция предусматривает более мелких изделий понижение температуры не быстрее, чем на 30⁰C-40⁰C в час, а для более крупных — на 20⁰C-30⁰C в час. Также уделяется внимание и изъятию плиты из камеры — разница в температуре внутри камеры и снаружи не должна превышать 40⁰C.

Примечание. Примечательно, что такой метод можно сделать более эффективным, используя различные ускорители схватывания и твердения бетона (химические добавки), которые понижают деструктивные изменения. Это не только повышает качество, но и сокращает весь рабочий процесс.

Автоклавный метод

Автоклавы

При прогреве паром бетонных изделий при температуре от 160⁰C до 180⁰C под давлением от 8 до 12 атмосфер конструкция продолжает сохранять воду в порах в капельножидком состоянии. Каких-либо существенных различий в процессе отвердения цемента между автоклавным методом и атмосферным давлением не существует.

Хотя здесь после четырёх-шести часов интенсивного прогрева прочность изделия может даже превысить марочную, что приводит к большей закристаллизованности цементного камня и, как следствие, его твердение после этого происходит медленнее, нежели после горячей обработки при атмосферном давлении.

Зато при автоклавной обработке существует одна значительная отличительная особенность — зёрна заполнителей из кислых горных пород взаимодействуют с гидролитической известью портландцемента (при температуре выше 100⁰C). Благодаря этому улучшаются технические свойства и структура бетонного изделия.

Но в связи с неким дефицитом такого оборудования и сложностью производственных технологий  возрастает цена таких процессов — в связи с этим для обычных бетонов такой метод не получил широкого применения и чаще используется для изготовления ячеистых бетонов.

Электропрогрев

Использование провода ПНСВ для прогрева

Такой способ прогрева достаточно прост и используется в большей степени в зимних условиях на строительных площадках при температуре ниже -5⁰C — это использование ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая оболочка) и понижающего трансформатора. Его простота подтверждается также и тем, что этот же метод без особого труда и умственных затрат можно осуществить дома своими руками, используя в качестве понижающего трансформатора сварочный аппарат.

Принцип укладки петель ПНСВ

До того, как начнётся заливка посреди арматурного каркаса, укладываются петли из ПНСВ, которые впоследствии будут нагреваться от понижающего трансформатора. Примечательно, что при использовании агрегата мощностью всего 80kW можно за один раз прогреть 90м3 бетона — это достаточно небольшие затраты, которые обеспечивают низкую себестоимость продукции. К недостаткам прогрева бетона сварочным аппаратом можно отнести неудобства прокладки самого кабеля, который необходимо закрепить к каркасу таким образом, чтобы не перетереть изоляцию — в противном случае возникнет короткое замыкание через землю и петля выйдет из строя.

Прогрев электродами

Принцип прогрева опалубки электродами по своей сути ничем не отличается от метода с использованием ПНСВ, только здесь в качестве нагревательный элементов выступает арматура или толстая катанка (8-10 мм).

Разница в том, что петли из ПНСВ удобно укладывать в плиту или плитный фундамент, а вот электроды больше подходят для вертикальных конструкций, то есть, для вертикальной опалубки. И ещё разница заключается в том, что электроды обычно втыкают сразу после заливки, а не до неё.

Расстояние между электродами соблюдается порядка 60-100 см, но это зависит от температуры на улице — чем она ниже, тем чаще вставляют арматуру, чтобы увеличить интенсивность нагрева.

Также здесь греется не сам электрод, как в случае с ПНСВ, а вода между арматурами (кому знаком принцип кипятильника из двух лезвий, тому объяснять не надо). Примечательно, что при прогреве колонны достаточно всего одной арматуры, которая послужит фазой, а землёй будет металлический каркас сооружения.

Примечание. Недостатком электродного прогрева являются большие энергозатраты. Один электрод будет потреблять порядка 45-50А.

Греющая опалубка. Фото

В данном случае нагревательные элементы монтируются непосредственно в щиты опалубки, и их всегда можно заменить, если они придут в негодность. Преимущества такого обогрева состоит в его рентабельности — опалубку можно применять практически для любой высоты зданий и использовать даже при 25-градусном морозе. Но в то же время, её невозможно использовать для нестандартных конструкций, и её стоимость достаточно высока.

Некоторые химические ускорители

Пояснение. Для начала следует пояснить, что между ускорителем твердения и схватывания есть разница. Так, на схватывание препарат срабатывает в первые часы и делает более интенсивным набор пластической прочности или формования после затворения цемента водой. А вот на затвердение химикат работает не только часами, но сутками, делая наиболее быстрым набор прочности за период своего воздействия.

Ускоритель-пластификатор «Форт УП-2»

«Форт УП-2» это комплексная добавка, которую часто используют для очень широкого спектра бетонов и железобетонов различных марок. Наибольший эффект ускоритель твердения для пенобетона и бетона показывает, когда его  применяют для ускорения твердения в строительстве монолитных конструкций, а также формовочных изделий — данный модификатор обычно используется для беспропарочного производства ЖБИ при температуре воздуха в помещении от 10⁰C и выше.

Количественная масса «Форт УП-2″составляет всего 0,5%-0,7% от общей массы используемого цемента и за одни сутки обеспечивает 70% набора прочности и это при полном отказе от ТВО.

Асилин-12

Асилин-12 это ускорение твердения бетона жидкого типа, который используется как при низких, так и при высоких температурах и практически безопасен для человеческого организма. Чаще всего такой модификатор применяют, когда температура окружающей среды ниже 10⁰C и выше 25⁰C, чем увеличивают весь цикл работ примерно в 1,5-2 раза.

По сравнению с порошкообразными составами Асилин-12 имеет несомненное преимущество, так как при замешивании он распределяется в растворе равномерно, чем значительно улучшает качество производства.

Заключение

В заключение следует сказать, что технические свойства ЖБ изделий, где были применены любые типы ускорения твердения, практически не изменяются. Следовательно, резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне проходит аналогично с естественным твердением и не требует никаких дополнений (узнайте здесь, как производится обеспыливание бетона).

rusbetonplus.ru


Смотрите также