Модификаторы в строительной технологии (стр. 1 )

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Модификаторы

в строительной технологии

Утверждено Ученым советом университета

в качестве учебного пособия

Караганда 2006

УДК 666.972.16

ББК 38.3я7

Т.48

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

Рецензенты:

, доктор технических наук, профессор Казахской государственной архитектурно-строительной академии.

, кандидат технических наук, доцент кафедры Технологии строительных материалов и изделий КарГТУ.

, кандидат технических наук, доцент, член редакционно-издательского совета КарГТУ.

Т48 Модификаторы в строительной технологии: Учеб. пособие/ ; Карагандинский государственный университет. - Караганда: Изд-во КарГТУ, 2006.- 156 с.

ISBN 9965-788-26-Х

В учебном пособии приведена классификация и перечень химических и минеральных добавок, применяемых в строительстве. Рассмотрены особенности получения эффективных модифицированных экологически безопасных бетонов, с заданными свойствами для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Предназначено для работников научно-исследовательских, проектных и строительных организаций, а также преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов старших курсов высших учебных заведений строительных специальностей.

УДК 666.972.16

ББК 38.3я7

© Карагандинский

государственный

технический

университет

ISBN 9965-788-26-Х

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................ 5

1........ ИСТОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК............ 8

2........ КЛАССИФИКАЦИЯ ДОБАВОК................................................. 30

2.1..... Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей 31

2.1.1.. Пластифицирующие добавки....................................................... 31

2.1.2.. Добавки, стабилизирующие, водоудерживающие и улучшающие перекачиваемость.......................................................................... 41

2.1.3.. Добавки, регулирующие сохраняемость бетонных смесей......... 44

2.1.4.. Поризующие добавки (для легких бетонов)................................ 45

2.2..... Добавки, регулирующие схватывание и твердение бетона и раствора 53

2.2.1.. Добавки- замедлители схватывания и твердения........................ 53

2.2.2.. Добавки - ускорители схватывания и твердения......................... 57

2.3..... Добавки, снижающие проницаемость бетона, повышающие прочность, коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона. 62

2.3.1.. Добавки - регуляторы структуры и свойств бетона.................... 62

2.3.2.. Водоредуцирующие добавки....................................................... 65

2.3.3.. Кольматирующие добавки........................................................... 66

2.3.4.. Воздухововлекающие добавки (для тяжелых бетонов).............. 68

2.3.5.. Газообразующие добавки (для тяжелых бетонов)...................... 70

2.3.6.. Добавки-ингибиторы коррозии стали.......................................... 72

3........ СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ МОДИФИКАТОРОВ.................................................................... 75

3.1..... Жидкие водоразбавляемые химические добавки........................ 76

3

3.1.1.. Технологические схемы приготовления жидких добавок............ 80

3.2..... Агломерированные химические добавки..................................... 87

3.2.1.. Технологические схемы приготовления агломерированных модификаторов............................................................................... 88

3.3..... Способ приготовления водонераспускаемых гидрофобных трегеров 102

4........ ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРОВ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ........................................................................... 110

4.1..... Механизм действия химических добавок................................... 110

4.2..... Влияние модификаторов на свойства смесей из клинкерных минералов 115

4.3..... Влияние химических добавок на свойства цементных паст, бетонных смесей и отвердевших бетонов................................................... 120

4.3.1.. Нормальная густота, сроки схватывания и пластическая прочность цементного теста.......................................................................... 120

4.3.2.. Кинетика тепловыделения и массообмена цементных систем с гидрофобизирующими добавками............................................. 127

4.3.3.. Водосодержание цементных систем и ее влияние на удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона..... 131

4.3.4.. Прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. 138

4.3.5.. Водопоглощение и капиллярный подсос................................... 140

4.3.6.. Коррозия бетона и стальной арматуры в гидрофобизированных цементных материалах................................................................ 143

4.3.7.. Усадка и набухание. Деформативные свойства бетона............ 147

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................. 151

4

 

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития технологии строительства проблема повышения качества и долговечности бетона и железобетона во многих практически важных случаях может быть успешно решена путем использования новых химических материалов.

Одним из наиболее перспективных и эффективных направлений химизации в современном строительстве является широкое использование различных органических и неорганических веществ в качестве добавок к бетону. Вводимые в десятых и сотых долях процента от массы цемента, они существенно влияют на химические и физико-химические процессы при твердении цемента и создание благоприятной, с точки зрения стойкости, структуры бетона. Такие вещества называют модификаторами бетонной смеси и бетона.

По под модифицированием подразумевается такое воздействие, при котором существенно изменяется структура и свойства материала путем введения в его состав определенных веществ при практически неизменном количестве основных составляющих [1].

В настоящее время номенклатура рекомендуемых добавок включает несколько сот наименований, особое место среди которых занимают суперпластификаторы и модификаторы, содержащие в своем составе гидрофобизирующие ингредиенты, получаемые из продуктов и отходов нефтехимического синтеза, масложировой, целлюлозно-бумажной промышленности. Эти модификаторы недефицитны, дешевы, не вызывают интоксикации организма человека. Гидрофобизирующие добавки положительно влияют на физико-технические свойства бетона и железобетона не только в ранние сроки их изготовления, но и в период эксплуатации строительных объектов.

Химизация технологии бетона и железобетона является мощным фактором повышения качества, долговечности и экономичности при экологической безопасности материалов. В связи с этим проблема целенаправленного управления технологическими и эксплуатационными свойствами бетонов путем применения новых эффективных модификаторов цементных материалов приобретает все большую актуальность.

Большой вклад в разработку этих вопросов внесли коллективы многих научных центров и институтов Российской Федерации (НИИЖБ, ГНЦ "Строительство", ВНИИжелезобетон, МГСУ, НИИцемент, МАДИ, МХТИ, ВНИИГ им. , НИЛ ФХММ и ТП), Казахстана (ТОО "НИИстромпроект", КазГАСА, Таразский государственный университет, Карагандинский государственный технический университет) и других научно-производственных коллективов под руководством и при непосредственном участии , , , , , , , , и других. Значительные исследования провели зарубежные ученые: В. Адам, И. Боузель, С. Брунауэр, Ф. Вавржин, Х. Вальтер, М. Венюа, Г. Добролюбов, Д. Конрад, Л. Коппола, М. Коллепарди, Р. Кёнеке, Г. Кюль, Ф. Массаза, Т. Пауэрс, Б. Райхель, В. Рамачандран, С. Тейлор, К. Хаттори и другие.

Анализ научно-технической литературы, производственного опыта и изучение имеющегося в настоящее время ассортимента модификаторов показали, что в перспективе практический интерес должны представлять суперпластификаторы, гидрофобизирующие добавки и их комплексы с воздуховлекающими добавками или ускорителями твердения, обеспечивающие синергирующее и пролонгирующее действие ингредиентов модификатора в цементных системах в сторону улучшения основных физико-технических свойств.

В учебном пособии даны характеристики добавок, способы их получения в различной отпускной форме. Рассмотрены научно-практические основы применения этих химических добавок для получения модифицированного бетона различного назначения с заданными свойствами с одновременным решением проблем ресурсо-, энергосбережения и экологической безопасности окружающей среды и человека.

1 ИСТОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК

Еще за 2-3 тысячелетия до нашего времени древними мастерами практиковалось применение различных добавок, в том числе гидрофобных органических веществ для повышения водостойкости воздушной извести [2, 3, 4].

Жиры, масла и некоторые другие органические соединения, обладающие гидрофобными свойствами, широко распространены в животном и растительном мире. Повседневно встречая такие вещества в окружающей природе, человек с давних пор применял их не только для питания, но также для различных бытовых и производственных надобностей, в том числе в строительной технике. Так, например, в Древнем Риме к извести добавляли свиное сало и свернувшуюся кровь животных, а в Древней Руси – творог, льняную сечку вместе с льняным семенем, отвар еловой коры и другие вещества [4–6]. По сути, использование этих средств в качестве добавок в известковые растворы и бетоны позволило сохранить до настоящего времени храмы древних российских городов Владимира и Суздаля, мечети Бухары и Самарканда и др.