Добавки (стр. 2 )

Определение эффективности добавок, регулирующих скорость твердения бетона

Эффективность добавки, регулирующей срок  твердения  бетона, определяют по изменению скорости увеличения прочности бетона основного состава по сравнению со скоростью увеличения прочности бетона контрольного состава.

Для определения эффективности добавок, замедляющих или ускоряющих твердение бетона, применяют средства испытания и вспомогательные устройства по:

- ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам; [5]

- ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний. [6]

Приготавливают бетонные смеси  контрольного  и  основных  составов с маркой по удобоукладываемости П1.

Из  бетонных  смесей  изготавливают  образцы  для  испытания прочности на сжатие.

Образцы бетонов с добавками хранят в нормальных условиях (на два срока испытания - для ускоряющих твердение и на четыре срока - для замедляющих твердение).

Образцы бетонов испытывают на сжатие по ГОСТ 10180 в возрасте 1 и 28 сут. - для ускорителей твердения; в возрасте 1, 3, 7 и 28 сут. - для замедлителей твердения.

При  определении  эффективности  добавок,  ускоряющих  твердение,  прирост  прочности  бетона  основного  состава  ∆R  вычисляют  по формуле:

  100  (3.1)

При определении эффективности добавок, замедляющих твердение, уменьшение прочности бетона основного состава  ∆R  вычисляют

по формуле:

    (3.2)

где: Rд  – прочность  бетона  основных  составов,  МПа;  Rк -  прочность бетона контрольного состава, МПа.

Добавки, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре

К ним относятся нитриты щелочных и щелочноземельных металлов, хроматы и бихроматы калия или натрия, тетрабораты натрия или калия, бензоат натрия, фосфаты щелочных металлов и некоторые амины. 

На базе указанных добавок могут быть использоваться комплексные добавки, например сочетания нитрита натрия с бензоатом натрия, тетраборатом натрия, с ЛСТ и др.

Как правило, эти добавки одновременно служат и регуляторами скорости твердения бетона. Некоторые из них (нитрит натрия, нитритнитрат кальция и др.) являются эффективными противоморозными добавками.

По механизму их защитного действия на стальную арматуру различают  пассиваторы  и  ингибиторы.  Сущность  механизма  действия пассиваторов заключается  в  образовании  на  поверхности  металла  защитных пленок из оксидов или нерастворимых солей. Такими свойствами  обладают  нитриты,  фосфаты,  силикаты,  хроматы,  бихроматы  и некоторые другие соединения. Следует, однако, заметить, что некоторые  из  перечисленных  соединений,  действуя  в  основном  на  анодный процесс, сокращают площадь анодных участков и в случае малой концентрации  способствуют  локализации  коррозионного  процесса  в  отдельных точках – питтингах. Следовательно, добавки - пассиваторы не всегда обеспечивают надежную защиту стали от коррозии. 

Добавки-ингибиторы  обеспечивают  надежную  защиту  стали  от коррозии,  особенно  в  бетоне  с  пониженной  щелочностью  среды.  Они образуют  на  поверхности  стали  пленки  с  физической  адсорбцией.  К таким добавкам относятся амины, фосфорорганические соединения, ряд ПАВ катионактивного действия.

Добавки, замедляющие коррозию, делятся на анодные, катодные и смешанные в зависимости от того, где они преимущественно воздействуют на реакцию коррозии - на анодных или катодных пластинах или на пластинах обоих типов.

Анодные ингибиторы - это вещества, действие которых основано на их способности поглощать электроны. Они подавляют реакции, протекающие  на  аноде.  Большинство  добавок,  относящихся  к  этой группе, эффективны только тогда, когда они присутствуют в достаточно высоких концентрациях. Требуемая концентрация часто определяется содержанием хлорида, воздействующего на сталь. Если используются  недостаточные  дозы  добавок,  то  происходит  коррозия,  интенсивность  которой  локализовано,  что  вызывает  сильную  точечную  коррозию.

Катодные  ингибиторы  действуют  либо  путем  замедления  катодной реакции, либо путем выборочного осаждения на катодных пластинах. Вещества этой группы-сильные акцепторы протонов, и их действие в отличие от анодных ингибиторов является обычно косвенным.

Смешанные  ингибиторы  могут  одновременно  действовать  как на анодные, так и на катодные процессы. Смешанный ингибитор обычно более предпочтителен, так как его действие направлено на всеохватывающую поверхностную коррозию, возникающую из-за присутствия хлоридов. Использование смешанного ингибитора дает лучший эффект.

Каждая группа ингибиторов может включать вещества, действие которых основано на одном из следующих механизмов: 

образовании барьерных слоев;  окисление путем пассивации поверхности; влиянии на окружающую среду, контактирующую с металлом.

Ниже перечислены требования, которым должны удовлетворять отдельные химические вещества или их смеси для того, чтобы они могли выступать в качестве эффективных ингибиторов коррозии: 

- молекулы должны обладать сильно выраженными  свойствам воспринимать или отдавать электроны, либо теми и другими; 

- растворимость  должна  быть  такой,  чтобы  быстрое насыщение коррозирующей  поверхности  происходило  без  быстрого  выщечивания вещества; 

- эти вещества должны вызывать поляризацию соответствующих электродов при относительно малых значениях силы тока; 

- они должны быть совместимы с системой, для которой предназна-чено вещество, чтобы не вызывать нежелательных побочных эффектов; 

- добавки должны быть эффективными при тех значениях рН и температуры окружающей среды, при которых они используются. Химический состав. Из анодных ингибиторов наиболее широко применяют нитриты кальция или натрия, бензоат натрия и хромат натрия. Кроме того, считаются перспективными натриевые солиликатов и фосфатов, двухлористое олово и гидразингидрат.

В строительном производстве разработаны и апробированы практикой следующие добавки, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре.

Нитрит натрия (НН).

Кристаллический продукт белого цвета с желтоватым оттенком NaNO2 либо его водные растворы. В присутствии хлоридов доза добавки должна быть максимальной для того, чтобы предотвратить развитие активной точечной коррозии. Рекомендуемая дозировка добавки - 2...3 % массы цемента.

Тетраборат натрия (ТБН).

Бесцветные кристаллы Na2B4O7 · 10H2O, хорошо растворимые в воде и глицерине. Рекомендуемая дозировка — 0,2...3 % массы цемента.

Разработка руководства по применению добавок в бетоне в соответствии с пунктами: Вид добавок, наименование, условные обозначения, стандарты и технические условия

               Данное руководство распространяется на применение добавок в бетонах на плотных заполнителях и в бетонах марок М150 и выше на пористых заполнителях при изготовлении сборных и монолитных конструкций различного назначения с целью:

               - снижения расхода цемента;

               - улучшения технологических свойств бетонной смеси (удобоукладываемость, однородность, нерасслаиваемость и др.);

               - регулирования потери подвижности бетонной смеси во времени, скорости процессов схватывания, твердения и тепловыделения;

               - сокращения продолжительности тепловой обработки бетона, ускорения сроков его распалубливания и загружения при естественном выдерживании;

               - придания уложенному бетону способности твердения в зимнее время без обогрева или прогрева при охлаждении его до отрицательных температур;

               - повышения прочности и морозостойкости, понижения водо - и газопроницаемости бетона;

               - повышения стойкости бетона и железобетона в различных агрессивных средах;

               - усиления защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре.

В таблице 5.1 представлены добавки рассмотренные в данной работе.

Таблица 5.1

Представленные добавки в данной курсовой работе

Вид добавок	Наименование добавок	Условное сокращение обозначение добавок	Стандарты и технические условия на добавки
Замедлители схватывания и твердения	Кормовая сахарная патока (меласса)	КП	ТУ 18 РСФСР 409-71 Минпищепрома РСФСР
Нитрилотриметиленфосфоновая кислота	НТФ	ГОСТ 201-76 ТУ 6-08-177-70 Минхимпрома
Ускорители схватывания и твердения	Хлорид кальция	ХК	ГОСТ 450-77
Нитрит-нитрат-хлорид кальция ННХК	ННХК	ТУ 6-18-194-76
Ингибиторы коррозии стали	Нитрит натрия	НН	ГОСТ 19906-74 ТУ 38-10274-79 Миннефтехимпрома СССР
Тетраборат нартия	ТБН	ГОСТ 8429-77

Область применения добавок в зависимости от типа конструкций и условий их эксплуатации

Область применения добавок представлена в таблице 5.2.