Воздухововлекающие добавки для бетона

Воздухововлекающие добавки

Воздухововлекающие добавки относятся к первой группе классификации по ГОСТ 24211-2008.

Данные добавки относятся к классу химических соединений, называемых  поверхностно-активными веществами (ПАВ). Молекулы ПАВ состоят из длинного углеводородного радикала, содержащего 8-10 углеводородных атомов. Молекулы обладают двойственностью свойств, одна часть молекул полярна, а другая нет, что создает головную часть групп молекул и хвостовую. Эти молекулы, группируясь на частицах твердой фазы, образуют ориентированные молекулярные слои, выполняющую роль смазки в растворе.

 

 

Подробнее этот механизм рассмотрен в статье пластификаторы.

 

Основная задача подобных добавок — вовлечение в раствор определенного объема воздуха и создания, в будущем бетоне, системы замкнутых и равномерно распределенных по всему объему воздушных пор. Подобный метод наполнения раствора порами и будущего бетона стал самым распространенным приемом повышения морозостойкости. Но стоит учитывать, что заполнение массива бетона порами снижает его прочность и плотность.

 

Виды воздухововлекающих добавок

 

Применяемые воздухововлекающие добавки можно разделить по химическому составу:

  • соли, получаемые из древесной смолы;
  • синтетические моющие вещества;
  • соли лигносульфоновых кислот;
  • соли нефтяных кислот;
  • соли, полученные из протеинов;
  • соли органических сульфокислот.

 

Наиболее широко используются добавки первой группы, известные под названием нейтрализованный винсол.

Винсол – нерастворимый остаток процесса очистки и экстракции из него основного скипидара. Это смесь фенолов, кислот и других веществ. После нейтрализации едким натром становится водорастворимым и в таком виде поступает в продажу как воздухововлекающая добавка.

 

Вторая группа добавок – алкиларилсульфонаты. Обычно их алкильные группы представляют собой нефтяные остатки, конденсированные с бензолом и затем сульфированные и нейтрализованные для получения растворимых солей – чаще всего натровых. Алкильные группы содержат 12 атомов углерода.

 

Третью группу сравнительно редко используют в качестве воздухововлекающей добавки из-за невысокой воздухововлекающей способности. Получают как попутный продукт целлюлозно-бумажного производства.

 

Четвертая группа веществ – побочные продукты нефтеперерабатывающей промышленности, которые производят путем обработки серной кислотой нефтяных кислот с последующей нейтрализацией, как правило, едким натром.

 

Пятую группу веществ вырабатывают из отходов животного происхождения, переведенных в соли. Это сравнительно слабые воздухововлекающие агенты, поэтому используют их редко.

 

Шестую группу веществ получают из разных продуктов: отходов мыловарения и растительных масел. Обычно длина алкильных групп в таких ПАВ состоит из 12-20 атомов углерода. Кроме того, в эту группу входят и продукты переработки таллового масла, получаемого как полупродукт в целлюлозно-бумажной промышленности и состоящего частично из непредельных кислот и смол. Низкая стоимость веществ делает их перспективными для применения.

 

Воздухововлекающие добавки вводят вместе с водой затворения. Если кроме них предусмотрены и другие добавки, то желательно вводить их раздельно, поскольку в ряде случаев в результате реакции между ними снижается эффект воздухововлечения. Долговечность большинства воздухововлекающих добавок не менее года; в процессе хранения они не меняют своих свойств, в том числе и при замораживании. Они не токсичны, поэтому не требуют специальных мер предосторожности, однако следует выполнять требования инструкции производителя.

Воздухововлекающие добавки можно применять при использовании бетонов не только на портландцементе, однако при работе со смешанным цементом следует вводить большие дозы таких добавок для обеспечения требуемого воздухововлечения.

 

Перечень широкоприменяемых воздухововлекающих добавок

 

Эту группу представляют следующие воздухововлекающие добавки:

  • СМОЛА НЕЙТРАЛИЗОВАННАЯ ВОЗДУХОВОВЛЕКАЮЩАЯ (СНВ), представляющая собой абиетиновую смолу, омыленную каустической содой- продукт лесохимической промышленности, вводится в состав бетона в количествах 0,005–0,05% от массы цемента. Поставляется в виде твердого продукта в деревянных или металлических емкостях (бочки- порошок) по 50–250 л), бумажных мешках. Является одной из самых эффективных воздухововлекающих добавок для повышения морозостойкости бетона. Твердый продукт темно-коричневого цвета, медленно растворяется в воде, малотоксичный, слабогорючий.
  • СИНТЕТИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНАЯ ДОБАВКА (СПД) – водный раствор смеси натриевых солей высших жирных кислот. Поставляется в железнодорожных цистернах в виде 40% водного раствора. Дозировка в бетон от 0,005% до 0,025% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.
  • ОМЫЛЕННЫЙ ДРЕВЕСНЫЙ ПЕК (ЦНИИПС-1) – так же, как СНВ, является продуктом целлюлозно-бумажной промышленности и применяется в тех же дозировках. Производится в виде пастообразного продукта и поставляется в бумажных пакетах. Получают нейтрализацией жирных кислот древесного пека едким натром.
  • СМОЛА ДРЕВЕСНАЯ ОМЫЛЕННАЯ (СДО) – пастообразный продукт по химическому составу близкий к СНВ. Получают путем омыления древесной смолы щелочью. Поставляется в твердом виде в бумажных мешках, применяется в количествах 0,1–0,3% от массы цемента. В зависимости от требуемого объема вовлекаемого воздуха дозировка добавки может быть увеличена до 0,1–0,3%.
  • МЫЛОНАФТ –натриевые соли нерастворимых в воде органических кислот (ГОСТ 13302-87 «Кислоты нефтяные») производится в виде пасты с содержанием сухого вещества не менее 70%, поставляется в деревянных или металлических бочках.
  • БИСИЛ ЦЕЛ – воздухововлекающая добавка, которая увеличивает содержание воздуха в бетоне, равномерно распределяя маленькие пузырьки воздуха в вяжущем веществе бетона. Производится испанским концерном «Доризо».

 

Кроме перечисленных выше наиболее распространенных видов воздухововлекающих добавок применяются различные синтетические поверхностно-активные вещества неионогенного или анионактивного типа. В основе действия этого вида добавок лежит адсорбция органических молекул частицами цемента из водных растворов бетонных смесей. Растворные и бетонные смеси с воздухововлекающими добавками обладают повышенной водоудерживающей способностью и замедленной седиментацией, что свидетельствует об их стабилизирующем действии.

Действие воздухововлекающих добавок состоит в основном в насыщении растворных и бетонных смесей микропузырьками воздуха, облегчающими взаимное перемещение заполнителей и выполняющих роль смазки. Достигается это благодаря тому, что добавки вводятся в состав бетонной смеси в виде щелочных мыл или образуют в бетонной смеси мыла за счет нейтрализации гидроксидом кальция.

Воздухововлекающие добавки широко применяются для снижения средней плотности керамзитобетона в ограждающих конструкциях и для повышения морозостойкости тяжелого и легкого бетона.

Пузырьки воздуха, вовлеченные молекулами добавки в бетонную смесь, придают ей связность и повышают ее однородность. При вибрации благодаря уменьшению трения за счет вовлеченного воздуха связность смеси уменьшается, а удобоукладываемость повышается. Вследствие этого смесь с добавкой по удобоукладываемости соответствует смеси без добавки, имеющей на 1-6 см большую осадку конуса.

Объем вовлеченного воздуха зависит от типа и количества воздухововлекающей добавки, зернового состава заполнителей, расхода цемента и тонкости его помола, способа и продолжительности перемешивания. Практически воздух вовлекается растворной составляющей бетона и, прежде всего зернами песка размерами 0,3–1 мм. С уменьшением крупности песка объем вовлекаемого воздуха уменьшается.

Увеличение содержания воздуха в бетоне приводит к снижению его прочности. Однако при содержании вовлеченного воздуха не более 5% благодаря его пластифицирующему действию представляется снизить величину В/Ц и получить требуемую прочность бетона с сокращенным расходом цемента. Эффективность применения воздухововлекающих добавок для уменьшения расхода цемента повышается с увеличением В/Ц бетона, уменьшением расхода цемента и содержания трехкальциевого алюмината.    

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Top