Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ускорители и замедлители схватывания и твердения цементных сухих строительных смесей

Ускорители и замедлители схватывания и твердения цементных сухих строительных смесей

Сроки схватывания (время потери пластичности) и скорость твердения (темп набора прочности) цементных растворных и бетонных смесей, в том числе сухих строительных смесей, являются основными характеристиками, определяющими условия их применения в строительстве. Строго говоря, понятие "сроки схватывания" относится исключительно к вяжущему веществу — портландцементу и определяется в тесте 1:0 (ГОСТ 310); для смесей цемента с заполнителями и наполнителями пользуются характеристиками: потеря пластичности, подвижности, удобоукладываемости.

Для характеристики потери пластичности растворных смесей, полученных затворением сухих строительных смесей, более информативно понятие "живучесть (жизнеспособность) смесей". Это понятие более ёмкое и базируется не только на определении времени загустевания растворной смеси, но и на определении максимального времени, в течение которого растворная смесь может быть использована без потери свойств, предполагая возможность получения из этой смеси проектных показателей готовых изделий (растворов) при использовании растворной смеси в период, соответствующий времени её живучести. В этом случае живучесть характеризует не только время загустевания смеси, но и является гарантией качества при долгосрочных испытаниях. Очевидно, что показатели живучести смеси и скорости набора прочности прежде всего зависят от характеристик использованного в сухой строительной смеси цемента, однако, далеко не исчерпываются этим фактором и зависят от значения В/Ц, соотношения цемент:заполнитель:наполнитель, их природы и гранулометрии, наличия в смеси примесных компонентов и функциональных добавок, и от условий твердения (температуры и влажности). Влияние этих факторов может привести к тому, что смесь, приготовленная на основе нормально-схватывающегося цемента (45 мин.-10 час. по ГОСТ 10178) может оказаться как быстро-, так и медленно-схватывающейся. Тем не менее, в тех случаях, когда сроки схватывания (живучесть) смеси оказываются неприемлемыми, их регулирование (замедление или ускорение) осуществляют путем регулирования процесса гидратации цемента. Этот подход справедлив и в тех случаях, когда нужно повысить, или, наоборот, понизить скорость нарастания прочности или абсолютное значение прочности цементных сухих смесей. Наряду с изменением состава смеси (соотношения и вида заполнителей и наполнителей) и минимизации значения В/Ц основным приёмом регулирования скорости твердения, как и в случае регулирования сроков схватывания, является регулирование процессов твердения цемента. Сроки схватывания и кинетика нарастания прочности цемента, при прочих равных условиях, зависят от его вещественного состава (соотношения клинкер-минеральные добавки), минералогического состава клинкера (прежде всего от содержания фаз алита и алюмината), тонкости помола цемента и содержания частиц определённых фракций, содержания в цементе гипса, щелочных соединений, примесных фаз и др.

Однако, эти факторы складываются у производителя цемента, а потребитель цемента не может на них влиять и эффективным способом регулирования этих характеристик цемента становится введение в состав твердеющих цементных смесей (сухих строительных смесей) добавок — регуляторов схватывания и твердения цемента (ускорителей или замедлителей). Такие добавки, применительно к технологии сухих строительных смесей, в качестве отличительных признаков от добавок для традиционных растворов и бетонов, должны быть сухими, негигроскопичными и быстрорастворимыми в воде. Необходимость введения в состав цементных смесей ускорителей схватывания и твердения чаще всего возникает:
— для интенсификации твердения смесей, используемых при низких и отрицательных температурах;
— при производстве смесей, предназначенных для ремонтных и восстановительных работ;
— при производстве смесей для специальных работ: торкрет-масс, набрызг-растворов, инъекционных составов и др.
— для ускорения оборачиваемости форм при производстве изделий;
— для ликвидации побочного эффекта замедления гидратации цемента при использовании функциональных добавок некоторого типа (суперпластификаторов, редиспергируемых полимерных порошков, эфиров целлюлозы и др.).

Необходимость в замедлении схватывания и твердения цемента путём применения добавок-замедлителей может возникнуть при проведении работ в жаркое время года или в горячих цехах, при необходимости формования ослабленного ("жертвенного") слоя при отделочных работах, при тампонировании горячих скважин и др.

Добавки — ускорители схватывания и твердения сухих смесей на основе портландцемента чаще всего представляют собой неорганические соли, соли органических кислот или продукты на их основе. Перечень солей — ускорителей схватывания включает многие соединения: K2CO3, Na2SO4, NaAlO2, NaF, Na2O·nSiO2·mH2O, Ca(NO3)2, Li2CO3. В качестве ускорителя схватывания используют также формиаты кальция и натрия, щавелевую кислоту, технические продукты, содержащие алюминаты кальция, оксиды и гидроксиды алюминия. Поскольку в ряде случаев применение ускорителей схватывания приводит к некоторой потере конечной прочности изделий, выбор ускорителя схватывания является ответственным решением.

Общей тенденцией в настоящее время является применение веществ и соединений, не содержащих хлора и вредных веществ, в том числе вызывающих коррозию оборудования или арматуры, а также ограничение в ряде случаев применения щелочных соединений, обычно снижающих марочную прочность цементных растворов (бетонов).

Распространённым приёмом сокращения сроков схватывания смесей на основе портландцемента является введение в их состав алюминатных цементов (глинозёмистых и высокоглинозёмистых), а также ускорителей схватывания на основе g-Al2O3 [1].

Читайте так же:
Строительный калькулятор цемента для кирпича

Конкретный перечень добавок — ускорителей твердения, многие из которых являются также ускорителями схватывания, не включает классический ускоритель твердения СаCl2 из-за его гигроскопичности и ограничений, связанных с отрицательным влиянием ионов хлора на коррозию арматуры. Применение в сухих смесях других известных ускорителей (например, триэтаноламина) невозможно, поскольку они являются жидкостями. Из-за этих обстоятельств список рекомендуемых добавок — ускорителей твердения для сухих строительных смесей весьма ограничен и включает формиат кальция — СаС2Н2О4 (кальциевую смесь муравьиной кислоты), формиат натрия, нитрат кальция, тиосульфат кальция. Имеются сведения об использовании в качестве ускорителя твердения роданида (тиоцианата) кальция — Са(NСS)2. Ускорителем твердения для алюминатных (глинозёмистых) цементов и их комбинаций с портландцементом, используемых в качестве быстросхватывающихся композиций, является карбонат лития — Li2CO3. Действие перечисленных добавок в бoльшей степени проявляется в начальной стадии твердения (1-3 сут.) и в мeньшей степени в длительные сроки (28 сут.). Добавками-модификаторами сухих строительных смесей, в отличие от индивидуальных химических соединений перечисленных выше, могут быть комплексные добавки. По классификации В.Г.Батракова такие вещества относятся к полифункциональным модификаторам (ПФМ), основы технологии и состав которых, применительно к традиционным растворам и бетонам, приведён в [2].

В последние годы интенсивно развивается направление, связанное с применением в качестве упрочнителя растворов и бетонов различных форм микрокремнезёма в активном состоянии. Это могут быть синтетические формы кремнезёма, типа белой сажи и аэросила, а также промышленные отходы в виде тонкодисперсного кремнезёма или высококремнезёмистого стекла (конденсированная микрокремнезёмная пыль), например, золы уноса от сжигания твёрдого топлива на ТЭС, "микрокремнезём" в виде продуктов возгонки при синтезе кремния, карбида кремния, ферросплавов и др. Поскольку присутствие активного кремнезёма в сухой смеси увеличивает водоцементное отношение, эту добавку обычно применяют совместно с водопонизителями (суперпластификаторами) в виде комплексных добавок. Определённую перспективу применения в качестве добавок — ускорителей схватывания цемента представляют активные формы глинозёма и гидроксида алюминия. Производство добавки на основе аморфного гидроксида алюминия (АмГА) осваивает ОАО "Бокситогорский глинозём".

Иллюстрацией влияния микрокремнезёма (МК) на скорость нарастания прочности цементов, полученных совместным размолом клинкера, гипса и микрокремнезёма (ПО "Металлург", г.Пикалёво) являются результаты, приведённые в таблице 1 (испытания по ГОСТ 310).

Таблица 1. Свойства портландцемента, содержащего микрокремнезём (МК)

Перечень некоторых индивидуальных соединений — добавок ускорителей схватывания и твердения, применяемых в составе сухих строительных смесей, приведён в таблице 2.

Таблица 2. Добавки ускорители схватывания и твердения для сухих строительных смесей (примеры)

Следует различать "ускорители схватывания", т.е. добавки сокращающие период начала и конца схватывания цемента, и "ускорители твердения", хотя в отдельных случаях добавка может быть ускорителем как схватывания, так и твердения. Ускорители схватывания могут не только не изменять скорость гидратации после схватывания, но в некоторых случаях даже замедлять гидратационные процессы и снижать прочность цементного камня. Так, например, действуют такие известные ускорители схватывания как карбонаты калия и натрия (поташ, сода), гидросиликат натрия, алюминат натрия. В отличие от ускорителей схватывания, ускорители твердения или существенно не влияют на начало и конец схватывания, или, являясь ускорителями схватывания, повышают прочность камня как в начальные сроки (1-3 сут.), так и в более длительные.

Механизм действия добавок-ускорителей схватывания и твердения цемента достаточно сложен и не может считаться надёжно установленным. Влияние их сводится к ускорению гидратации цементных минералов, добавки этого типа не влияют на состав C-S-H геля (отношение СаO/SiO2, H2O/SiO2), однако в их присутствии меняется морфология образующихся гидросиликатов. Существенное влияние на твердение оказывают обменные реакции добавок с фазой портландита (Са(ОН)2) твердеющего цемента, что ведёт к образованию труднорастворимых гидроксидов, основных солей или солей кальция. Этот процесс является превалирующим, например, при введении в состав твердеющего цемента активных форм аморфного кремнезёма, глинозёма и Al(OH)3. Влияние добавок на свойства цементного теста достаточно разнообразно и зависит от концентрации соли, вида катиона и аниона. Так, например, ускоряющее действие карбонатов объясняют увеличением диффузионной проницаемости защитного слоя и удалением ионов Са 2+ из раствора. Формиат кальция увеличивает степень протекания начальной стадии гидратации C3S, но заметно не влияет на продолжительность индукционного периода и последующие стадии реакции гидратации [3].

Добавки — замедлители схватывания используют при твердении бетонов в условиях повышенных температур, а также для компенсации ускоряющего эффекта других функциональных добавок. Примерами составов, требующих применения замедлителей схватывания цементных смесей, могут быть смеси для устройства полов, некоторые ремонтные растворы. Перечень некоторых добавок-замедлителей приведён в таблице 3.

Таблица 3. Добавки — замедлители схватывания и твердения (примеры)

Добавки — замедлители схватывания достаточно эффективны в небольших концентрациях, при этом замедление схватывания вызывается адсорбцией добавок на продуктах гидратации цемента, особенно на Са(ОН)2, а также на поверхности исходных негидратированных минералов. Бoльшая часть введённого замедлителя расходуется на алюминатные фазы цемента, поэтому эффект действия добавок в большей степени проявляется в низкоалюминатных цементах, а также в цементах с минимальным содержанием щелочей, поскольку последние разрушают добавку. Следует иметь в виду, что во многих случаях замедление схватывания смесей на основе портландцемента является побочным эффектом введения других целевых добавок, причём их влияние может оказаться весьма значительным. Например, замедление сроков схватывания может быть результатом введения добавок-пластификаторов (водопонизителей), водоудерживающих и загущающих и др.

Читайте так же:
Расход песочно цементной смеси

Список литературы:

1. Сари М., Лекселлент Дж. "Регулирование процессов схватывания и отверждения минеральных вяжущих".-Mix Build, СПб, 3-5 декабря 2002 г.
2. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд.-М.:Технопроект,1998.-768с.
3. Тейлор Х. Химия цемента.-М.:Мир,1996.-560с.

Как самостоятельно сделать противоморозную добавку в бетон?

Чтобы вода не замерзла и смесь быстро схватилась, используют противоморозную добавку в бетон, которую можно сделать своими руками. В основном это солевые вещества, позволяющие затвердеть бетону в морозную погоду. Они влияют на снижение температуры смеси, в результате схватывание проходит быстрее, уменьшаются денежные затраты в связи с сокращением количества цемента. Однако опытные строители предупреждают: нельзя использовать добавки, если бетонная конструкция эксплуатируется при повышенной влажности, так как соли могут негативно воздействовать на арматуру.

Виды добавок

Специалисты выделяют 2 группы:

  • замедлители или слабые ускорители застывания;
  • примеси, ускоряющие отвердение бетонной смеси.

Плюсы и минусы противоморозных примесей

Положительные моменты использования такие:

  • осуществление работ по возведению бетонных конструкций даже в холодную пору;
  • увеличение прочности здания в результате повышения реакции сцепления;
  • использование изделия в промышленности;
  • повышение срока эксплуатации;
  • увеличение морозостойкости, влагонепроходимости;
  • низкая стоимость добавок;
  • ускорение застывания бетонной смеси;
  • легкость в придании формы, благодаря увеличению подвижности;
  • неизменность структуры раствора.

Однако строители выделяют и недостатки:

  • использование большего количества цемента;
  • токсичность некоторых веществ, входящих в состав;
  • снижение заявленной мощности, прочности бетонного изделия;
  • увеличение риска коррозии.

Как сделать своими руками?

Если работы будут проводиться, когда холодно, то воду для смеси нужно греть.

Перед началом работы обязательно изучают некоторые указания, выполнение которых приводит к эффективному результату:

  • Если работы выполняются в снегопад, понадобится постройка защитного укрытия.
  • Чтобы приготовить смесь, используют теплую воду, обогревают компоненты перед приготовлением.
  • Температура смеси после смесителя должна быть в диапазоне 15—25 градусов тепла.
  • Показатель количества добавки солей зависит от температуры воздуха: от 0 до -5 град. — нужно 2% от общей массы, а от 6—15 градусов мороза —4%.
  • Характеристики бетоносмесителя и длительность смешивания определяют однородность раствора.

Соблюдение требований прочности к бетону в морозную погоду изложены в СНиПе 3.03.1—87. Соответственно с этими требованиями не рекомендовано увеличивать прочность конструкции больше 20%, чем было заявлено в проекте.

Так как хлоридные соли способствуют коррозийным повреждениям, добавляют нитрит-нитрат кальция. Для улучшения пластичности добавляется мочевина в количестве 7—10% от общего объема. При приготовлении морозостойких добавок своими руками используют также аммиачную воду, количество которой в растворе зависит от температурных показателей. Когда же используется антифриз, руководствуются специальными таблицами расчетов для различных работ и показаний градусника. Но специалисты рекомендуют покупать только этот тип примесей.

Правила добавления в раствор

Противоморозные добавки присоединяют вместе с водой к песку, цементу и пластификатору. Использовать такие примеси можно только при минусовой температуре от 15 до 25 градусов. Масса добавок в смеси занимает 0,02% от количества цемента. При температуре ниже ожидаемой, добавляют на 0,05% добавки больше с каждым градусом. А также надо не забывать об утеплении конструкции на протяжении двух суток. Важно помнить о мерах предосторожности в ходе работы: использовать перчатки, предотвращать попадания раствора в глаза и на кожу, не выливать в канализацию, водоем и почву.

Влияние ускорителей на свойства цементного раствора

Развитие и усовершенствование технологий химического производства. Условия производства бетонных и железобетонных изделий. Применение добавок-ускорителей для схватывания и твердения изделий и конструкций. Определение нормальной густоты цементного теста.

РубрикаСтроительство и архитектура
Видконтрольная работа
Языкрусский
Дата добавления24.12.2015
Размер файла682,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра технологии строительных материалов и метрологии

Влияние ускорителей на свойства цементного раствора

цементный бетонный схватывание твердение

1. Теория ускорителей

1.1 Теория твердения глиноземистого цемента

2. Методика проведения испытаний

2.1 Определение нормальной густоты цементного теста

2.2 Определение сроков схватывания цементного теста

3. Постановка эксперимента и его результат

Список используемой литературы

Развитие и усовершенствование технологий химического производства в последние пол века послужило причиной активного использования различных добавок, которые облегчают труд рабочих, как на строительной площадке, так и на заводе по производству строительных материалов. Из всего многообразия химических веществ, способных придавать вяжущим веществам и бетонным смесям необходимые строителям свойства, наиболее значимыми, на мой взгляд, являются ускорители схватывания и твердения.

Читайте так же:
Цемент 500 марки сколько песка

Значительный эффект от использования добавок-ускорителей имеет место и в технологии сборного бетона и железобетона. Сокращение сроков схватывания цемента и интенсификация его твердения актуальны как для бетонов нормально-влажностного твердения, так и подвергаемых тепло-влажностной обработке, причем не только для бетонов на плотных, но и на пористых заполнителях. При производстве сборных конструкций в условиях полигона, когда тепловая обработка не предусматривается, добавки-ускорители твердения позволяют сократить выдержку отформованных изделий в формах и, таким образом, уменьшить требуемое количество форм, а, следовательно, и металлоемкость производства. Кроме того, сокращается производственная площадь, необходимая для выдерживания отформованных изделий.

В заводских условиях производства сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций применение добавок-ускорителей схватывания и твердения позволяет сократить время тепло-влажностной обработки, что ускоряет оборачиваемость форм и тепловых агрегатов. Это способствует снижению металлоемкости производства и сокращению энергетических затрат на тепловую обработку. Благодаря введению добавок-ускорителей удается снизить расход цемента. Таким образом, применение добавок-ускорителей схватывания и твердения является эффективным технологическим приемом, позволяющим снизить себестоимость продукции и улучшить технико-экономические показатели деятельности предприятия.

Другим важным направлением использования добавок-ускорителей схватывания и твердения является бетонирование конструкций при отрицательной температуре. В этом случае роль добавок заключается в ускорении процессов гидратации и твердения цементного теста с целью формирования бетона с достаточной «критической» прочностью, которая могла бы обеспечить его сопротивляемость давлению замерзающей в порах воды и формирование мелкопористой структуры цементного камня и бетона, т.е. повысить его морозостойкость (способность бетона сопротивляться попеременному замораживанию и оттаиванию при насыщении его пресной или морской водой). Это дает возможность замораживания бетона до температур ниже расчетной без опасности его размораживания, так как в бетоне резко сокращается количество свободной воды, а формирующаяся мелкопористая структура исключает возможность замерзания воды в порах при обычных зимних температурах. Действие добавок, участвующих в обменных реакциях, многообразно. В их присутствии возрастает, удельная поверхность цементного камня и уменьшается средний размер пор. Одновременно с развитием микропористой структуры происходит более интенсивное связывание влаги адсорбционными силами. Количество адсорбционо-связанной влаги в присутствии добавок увеличивается в 1,1. ..1,3 раза в зависимости от вида и концентрации добавки.

В данной работе мы рассмотрим влияние добавки глиноземистого цемента в количестве 0,5%, 1% и 1,5% от массы портландцемента на изменение скорости схватывания последнего.

1. Теория ускорителей

Действие добавок-ускорителей схватывания и твердения бетона заключается в активизации процесса гидратации цемента, приводящей к ускоренному образованию гелей, которые захватывают в свои ячейки большое количество жидкой фазы и вследствие этого вызывают быстрое схватывание и последующее интенсивное упрочнение цементного камня. Основным критерием эффективности добавок-ускорителей схватывания бетонных и растворных смесей является ускорение процесса схватывания на 25 % и более. Для добавок-ускорителей твердения бетона по требованиям надежности необходимо повышение прочности бетона на 20 % и более в возрасте 1 суток нормального твердения. После затворения, в начале гидратации цемента, образуется коагуляционная структура, обладающая тиксотропностью. Во время перемешивания теста контакты, возникшие между гидратными новообразованиями коллоидных фракций цемента, нарушаются, и тесто сохраняет подвижность, несмотря на постепенное нарастание связности. Чем дольше длится гидратация, тем больше становится гидратных новообразований и выше плотность структуры.

Время, в течение которого образуется непрерывно уплотняющаяся и коагуляционная структура, является периодом схватывания, т. е. формирования структуры. Таким образом, схватывание цемента следует рассматривать как первоначальную стадию общего процесса твердения. По ГОСТ начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин и заканчиваться не позднее 12 ч с момента затворения, однако, введение ускорителей схватывания и твердения в цементный раствор может существенно сократить этот промежуток.

1.1 Теория твердения глиноземистого цемента

Процесс твердения глиноземистого цемента и прочность образующегося цементного камня существенно зависят от температуры твердения. При нормальной температуре (до + 25 °С) основной минерал цемента СА взаимодействует с водой с образованием кристаллического гидроалюмината кальция и гидроксида алюминия в виде гелевидной массы:

При гидратации глиноземистого цемента образуются большие количества геля, что объясняется реакцией между водой и СА, а также устойчивой и неустойчивой модификациями С5А3. Это гелеобразное аморфное вяжущее вещество является носителем высокой прочности твердеющего цементного теста в раннем возрасте, в результате чего цемент приобретает значительную часть своей конечной прочности уже в первые сутки. Пористость камня из глиноземистого цемента ниже (приблизительно в 1,5 раза). Это связано с тем, что при одинаковой с портландцементом водопотребности глиноземистый цемент при твердении химически связывает 30…45 % воды от массы цемента (портландцемент — около 20%).

Минерал С12А7 очень активно взаимодействует с водой и схватывается уже по истечении нескольких минут. Раствор гидратации С12А7 уже в начальный период характеризуется высоким пересыщением и из него кристаллизуются высокоосновные гидроалюминаты кальция С4АH13 и С3АH12.

Читайте так же:
Цемент для фиксации коронок адгезор

2. Методика проведения испытаний

2.1 Определение нормальной густоты цементного теста

Цементным тестом называют смесь цемента и воды. Густоту цементного теста (ГОСТ 310.3-76*) определяют на приборе Вика с пестиком.

Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается металлический стержень прибора в направляющих втулках и, если необходимо, смазывают его маслом. Осматривают пестик и очищают его влажной тканью, а также проверяют положение указателя, который должен быть на нуле при опирании пестика о стеклянную пластинку. Кольцо и пластину смазывают тонким слоем машинного масла.

Для приготовления цементного теста берут 400 г цемента и высыпают его в сферическую металлическую чашу, предварительно протертую влажной тканью. В цементе делают углубление, в которое в один прием выливают воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения теста нормальной густоты. Обычно для первого пробного затворения берут 25. 26 % воды от массы цемента, т.е. около 100 мл. Воду отмеряют с погрешностью не более 0,5 мл. Углубление заполняют цементом с помощью стальной лопатки и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Общая продолжительность перемешивания и растирания 5 мин. Цементное тесто можно приготовить также на механической мешалке. Готовое цементное тесто в один прием укладывают в кольцо, установленное на стеклянной пластинке, и 5. 6 раз встряхивают его, постукивая пластину о поверхность стола. Избыток теста срезают увлажненным ножом. Затем кольцо на стеклянной пластине ставят под стержень прибора Вика, и пестик приводят в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца. Закрепляют стержень стопорным винтом, после чего быстро освобождают его и дают возможность стержню с пестиком свободно погружаться в тесто. Через 30 с от начала погружения производят отсчет глубины погружения пестика по шкале прибора.

В том случае, если пестик не доходит до стеклянной пластины на 5. 7 мм, густота теста считается нормальной. Если пестик погружается на большую или меньшую глубину, приготовляют новые порции цементного теста соответственно с меньшим или большим количеством воды. Количество воды для получения теста нормальной густоты, выражаемое в процентах от массы цемента, определяют с погрешностью не более 0,25 %.

2.2 Определение сроков схватывания цементного теста

Схватывание цемента — процесс загустевания цементного теста вследствие взаимодействия цемента с водой. Сроки схватывания определяют на цементном тесте нормальной густоты с помощью прибора Вика, но вместо пестика на конце стержня закрепляют иглу 4, а пестик устанавливают сверху; при этом масса подвижной части остается равной (300 ± 2) г. Перед началом испытаний проверяют, свободно ли опускается стержень прибора, чистоту поверхности иглы и отсутствие ее искривлений, а также нулевое показание прибора. Цементное тесто готовят по методике, описанной в предыдущем пункте, из 400 г цемента и воды, взятой в количестве, которое соответствует нормальной густоте цементного теста. Готовое тесто помещают в кольцо прибора Вика и устанавливают на столик прибора. Стержень опускают до соприкосновения иглы с поверхностью теста и в этом положении закрепляют винтом. Затем винт освобождают, давая стержню с иглой свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в жидком состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластину рекомендуется слегка придерживать ее при погружении в тесто. Иглу можно свободно опускать, как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, при этом кольцо после каждого погружения передвигают таким образом, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытаний прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям. Началом схватывания цементного теста считается время, прошедшее от начала затворения теста (момента приливания воды к цементу) до момента, когда игла не доходит до пластины на 1. 2 мм; концом схватывания — время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1. 2 мм.

3. Постановка эксперимента и его результат

Проверим, эффективность добавки глиноземистого цемента, оценкой сроков схватывания различных составов с добавкой в количестве 0,5%, 1% и 1,5% от массы портландцемента, которые будем определять на приборе Вика после предварительного определения нормальной густоты контрольного образца по выше описанным методикам. Так же проверим сроки схватывания контрольного образца (без добавки). Все опыты проводились одним испытателем в один и тот же день с одинаковой интенсивностью и с использованием одних и тех же материалов для уменьшения влияния человеческого фактора и погрешностей на конечный результат.

Нормальная густота цементного теста Ї 25,75%.

Читайте так же:
Порядок цемент песок вода

Получили таблицу влияния концентрации добавки на начало схватывания портландцемента:

Химическая добавка для ускорения твердения цемента

Изобретение относится к составу химической добавки для цементных бетонов и растворов и может быть использовано в технологии производства бетонов и строительных растворов. Техническим результатом является повышение прочности бетонных изделий в ранние сроки. Химическая добавка-ускоритель схватывания и твердения цемента и строительного раствора включает в качестве затворителя цемента водный раствор плавиковой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: кислота — 0,25-1,5; вода — 98,5-99,75. 1 табл.

Изобретение относится к составу химической добавки для цементных бетонов и растворов и может быть использовано в технологии производства бетонов и строительных растворов.

Известны добавки, ускоряющие твердение цемента в составе бетона или строительных растворов и представляющие собой водные растворы солей неорганических кислот, которые вводятся в состав бетона в количестве 1-3% от массы цемента [Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. — Киев: Будивэльнык, 1989, с.28-31], [ГОСТ 24211-91. Добавки для бетонов].

Известна комплексная добавка [RU 2290374, С04В 22/08, С04В 103/14, 2006], содержащая в своем составе смесь солей хлорида натрия, сульфата натрия и карбоната калия, которая вводится в состав бетона в виде водного раствора в количестве 0,3-0,8% от массы цемента.

Основным недостатком использования известных добавок является их повышенный расход на 1 м 3 бетона. Так, при расходе цемента на 1 м 3 бетона в пределах 300-400 кг, количество вводимой моносолевой добавки составляет от 3 до 12 кг, а при использовании комплексной добавки — от 1 до 3,2 кг. Кроме того, особенности механизма действия известных добавок может привести к быстрому схватыванию цемента и загустеванию бетонной смеси, появлению высолов на бетоне и коррозии арматуры.

Задачей настоящего изобретения является снижение количества вводимой добавки за счет изменения механизма ее действия, обеспечивающего интенсивный набор прочности цементного камня.

Поставленная задача достигается тем, что используют водный раствор добавки. В качестве добавки используют плавиковую кислоту со следующим соотношением компонентов в водном растворе, мас.%:

Отличительной особенностью предлагаемой добавки является то, что ее расчетное количество определяется не по массе вводимого в бетон цемента, а по массе воды затворения бетона. При расходе цемента на 1 м 3 бетона в пределах 300-400 кг, количество вводимой воды при водоцементном отношении, равном 0,5, составит 150-200 кг, а соответствующее количество вводимой добавки составит от 0,375 до 3 кг на 1 м 3 бетона. Существенное снижение количества вводимой в бетон добавки объясняется различным механизмом действия известных и предлагаемой добавок. Эффективность действия известных добавок объясняется их способностью повышать растворимость зерен цемента в водно-солевом растворе и увеличивать предел насыщения этого раствора продуктами гидратации цемента.

Эффективность действия предлагаемой добавки объясняется образованием нерастворимых соединений при обменном взаимодействии продуктов гидратации с добавкой:

Образовавшийся CaF2 в нанодисперсном состоянии являются кристаллическими затравками, способствующими формированию кристаллического каркаса цементного камня.

Кроме того, использование в качестве добавки растворов слабых кислот повышает концентрацию ионов водорода (протонов), которые обладают весьма малыми размерами (1,2·10 -6 нм) и, свободно проникая в кристаллические решетки минералов цемента, интенсифицируют процессы гидратации и диспергирования зерен цемента с образованием нанодисперсных (5-10 нм) продуктов гидратации. Эти продукты заполняют свободное поровое пространство цементного теста, перекристаллизовываются в более стабильное кристаллическое состояние и ускоряют набор прочности цементного камня в ранние сроки твердения.

Пример исполнения. Эффективность действия предлагаемой химической добавки проверена на кинетике твердения цементного камня. Из цементного теста, нормальной густоты (В/Ц=0,25), приготовленного при смешении цемента с водным раствором плавиковой кислоты с концентрацией кислоты в пределах 0,25-1,5%, изготавливают образцы размером 2×2×2 см и помещают в камеру воздушно-влажного твердения. Через определенные сроки твердения у образцов определяют предел прочности при сжатии. Результаты этих испытаний представлены в таблице, из которых следует, что использование предлагаемой добавки интенсифицирует набор прочности цементного камня как в ранние (до 7 суток), так и в поздние сроки твердения (28 сутки). Через 28 суток добавки HF увеличивают прочность при сжатии в 1,24-1,52 раза.

Предлагаемая химическая добавка для ускорения твердения цемента может быть использована при производстве высокопрочных бетонов, при регулировании структуры бетона или цементно-песчаного раствора, а также с целью экономии расхода цемента при производстве рядовых бетонов.

Добавка-ускорительКонцентрация добавки, %Прочность цементного камня при сжатии, МПа
1 сут3 сут7 сут14 сут28 сут
1Без добавки31,341,847,149,250,0
2Плавиковая кислота0,2540,558,660,865,476,0
30,538,850,056,957,967,6
41,529,836,140,141,162,2

Химическая добавка для ускорения твердения цемента, вводимая в состав цементного теста, бетона или цементно-песчаного раствора, представляет собой водный раствор плавиковой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector