Способы ускорения замедления твердения цемента

Замедлители твердения: что это за добавки, и для чего они нужны

При производстве строительных работ возможность влиять на время схватывания бетонных и цементных растворов бывает очень полезной. Рассмотрим, в каких случаях требуются замедлители твердения бетона, и какими они бывают.

Как происходит процесс набора прочности бетона

Чтобы понимать, зачем нужны замедлители твердения бетона, необходимо в общих чертах представлять механизмы его отвердевания.

Основу бетонного или цементного раствора составляет вяжущий компонент водного твердения — цемент.

Для получения бетонных смесей и растворов цемент смешивается в определенных пропорциях с водой и заполнителями (в качестве мелкого заполнителя выступает песок средних фракций, а в качестве крупного — щебень, гравий, гранитный отсев, керамзит и другие материалы, выбор фракции которых зависит от назначения бетонной смеси).

После того как цемент смешивается с водой, запускаются реакции гидролиза и гидратации минеральных соединений клинкера. Некоторые из них вступают в реакцию быстро, другие — по прошествии времени, поэтому процесс набора расчетной прочности бетона занимает 28 суток.

Отверждение бетона происходит не линейно. Вначале все процессы происходят очень быстро, но постепенно замедляются. Уже через 2 часа после замешивания раствора начинается его первоначальное схватывание, которое завершается примерно через час (эти данные справедливы при оптимальных условиях: температуре воздуха плюс 18–22° С и высокой влажности воздуха).

Каталог продукции CEMMIX

CemStone

Высокоэффективная комплексная добавка для кладочных и других строительных растворов.

Фибра базальтовая

Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Фибра полипропиленовая

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

На время схватывания бетона в первую очередь влияют температура и влажность воздуха. Чем температура воздуха ниже, тем медленнее твердеет бетон, а при температуре воздуха ниже плюс 5° С процессы набора прочности прекращаются. При температуре воздуха выше оптимальной отвердевание бетона происходит быстрее.

В каких случаях нужно замедлить схватывание бетона

Таких ситуаций в строительстве немало:

1. необходимость транспортировки готовой бетонной смеси на большие расстояния;
2. слишком высокая температура воздуха (например, летом), из-за чего бетон схватится слишком быстро с потерей прочности;
3. штукатурные и кладочные работы, при производстве которых удобно замешивать раствор сразу на весь рабочий день;
4. необходимость устроить технологический перерыв в работах;
5. бетонирование массивных монолитных конструкций, которое нельзя произвести за одну рабочую смену.

Последний случай рассмотрим более подробно.

В идеале, монолитные конструкции должны бетонироваться непрерывно. Однако если конструкция имеет большие габаритные размеры, не всегда возможно забетонировать ее в течение одной рабочей смены.

При перерыве в бетонных работах длительностью несколько часов, бетон успевает схватиться, и при возобновлении работ в плоскости соприкосновения старого и нового бетона возникает так называемый холодный шов.

Каталог продукции CEMMIX

CemStone

Высокоэффективная комплексная добавка для кладочных и других строительных растворов.

Фибра базальтовая

Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Фибра полипропиленовая

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Холодные швы — это места сниженной прочности бетона, поэтому при необходимости их устройства должны соблюдаться определенные правила:

1. холодные швы устраивают в тех местах, сниженная прочность которых не будет негативно влиять на прочность конструкции;
2. кромка схватившегося бетона перед укладкой новой порции смеси должна быть зачищена до обнажения крупного заполнителя (что является дополнительным трудоемким процессом);
3. металлическая арматура выпускается таким образом, чтобы она пересекала плоскость холодного шва.

Конечно, было бы неплохо иметь возможность избежать дополнительных трудозатрат, и сейчас, благодаря достижениям химической промышленности, такая возможность у строителей есть.

Современным технологическим решением вышеперечисленных проблем является применение замедлителей твердения бетона.

В каких еще случаях применяются добавки-замедлители

Добавки-замедлителя являются воздухововлекающими добавками для растворов, поэтому их можно применять при производстве изделий из легких бетонов.
Примеры применения:

1. керамзитобетон;
2. перлитобетон;
3. пенополистеролбетон.

Как работают замедлители твердения

Добавки для замедления схватывания и твердения бетона тормозят процессы гидратации клинкерных минералов, а также содержат электролиты, препятствующие коагуляции коллоидного раствора и гидратных соединений.

Классификация замедлителей твердения бетона по принципу действия

Существуют два основных вида замедлителей твердения бетона

Физические замедлители твердения

Эти добавки создают пленку на поверхности цементного зерна, препятствуя гидратации. Минусом таких добавок является возможное снижение прочности бетона.

Химические добавки

При использовании в рекомендованных концентрациях не оказывают влияния на итоговую прочность бетона. Они замедляют естественный рост кристаллической структуры бетона, вследствие чего она формируется более равномерно, а это в итоге положительно влияет на прочность материала.

Критерий работы добавки-замедлителя — уменьшение прочности бетона на 30% в возрасте до одной недели без снижения прочности в возрасте четырех недель.

Также в качестве замедлителей твердения используются следующие вещества:

1. молочная сыворотка (1,5–3% от массы бетона);
2. кормовая сахарная патока (0,05–0,3% от массы цемента);
3. костный клей;
4. крахмал.

В применении этих добавок есть те или иные ограничения, к примеру, сахарная патока не подходит для железобетонных конструкций.

Замедлитель схватывания бетона CemStone

Комплексная добавка CemStone — это химическая добавка, которая совмещает свойства замедлителя бетона со свойствами пластификатора, а это значит, что она имеет дополнительные преимущества:

1. повышает подвижность смеси с П1 до П4;
2. улучшает обрабатываемость бетонных смесей, позволяет получать самоукладывающиеся бетонные смеси;
3. снижает водопотребность растворов на 10–20%;
4. позволяет экономить от 10% цемента без снижения прочности;
5. снижает усадку и связанные с ней деформации на 50%;
6. препятствует расслаиванию раствора;
7. увеличивает срок жизни растворов до 5 часов;
8. препятствует появлению высолов.

Добавка CemStone применяется в штукатурных и кладочных растворах, при изготовлении дорожек, брусчатки и различных типов бетона.

Комплексная добавка CemStone эффективна для увеличения срока жизни цементных растворов, а также обеспечивает преимущества пластификатора. Она поставляется в удобной жидкой форме, поэтому ее несложно добавить в бетонную смесь или раствор, а возможность сэкономить цемент окупает ее стоимость.

Источник

Способы ускорения и замедления твердения портландцемента

В процессе твердения портландцемента основное значение имеет скорость схватывания и скорость твердения. Скорость твердения ПЦ определяется скоростью гидратации клинкерных минералов: чем быстрее гидратируется минерал, тем быстрее нарастает его прочность.

При замедлении схватывания цемента задача сводится к тому, чтобы связать гидроалюминаты кальция в другие соединения. Эту задачу выполняет гипс, который реагирует с трехкальциевым гидроалюминатом и образует нерастворимую соль 3СаO*Al₂О₃*3СаSО₄*31H₂O. При содержании гипса 1,5-3,5% портландцемент удовлетворяет требованиям стандарта: начало схватывания его наступает не ранее 45 мин и заканчивается не позднее 12ч от момента затворения водой.

32) Коррозия портландцементного камня, причины, основные виды, меры защиты от коррозии. Основные причины коррозии делят на три вида:

1. Разложение составляющих цементного камня и растворение и вымывание гидроксида кальция Са(ОН)₂ .! Выщелачивающая коррозия. При действии проточных вод происходит растворение и вымывание Са(ОН)₂ . этот вид коррозии характеризуется появлением белых подтеков на бетоне.

Меры защиты: 1) Защита поверхности водонепроницаемыми пленками; 2) Введение активных минеральных добавок; 3) Повышение плотности бетонов и т.д.

2. Образование легкорастворимых солей в рез. взаимодействия Са(ОН)₂ с агрессивными веществами и вымывания этих солей. !Кислотная, магнезиальная коррозия. Пример: Са(ОН)₂ +HCl=СаСl₂+H₂O — кислотная коррозия, СаСl₂— легкорастворимое соединение; Са(ОН)₂ +MgCl₂= СаСl₂+Mg(ОН)₂ –магнезиальная коррозия.

3. Образование в порах новых соединений, занимающих больший объем, сем исходные продукты реакции.!Сульфатоалюминатная коррозия. Пример:

На цементы и бетоны также оказывают влияние органические кислоты, они, как и неорганические быстро разрушают цементный камень. Но нефть нефтепродукты неопасны, если в них нет остатков кислот. Вредное воздействие оказывают мин. удобрения, особенно вредны аммиачные удобрения. Мероприятия по защите цемента от коррозии:1) создание плотных (водонепроницаемых) бетонов, 2)применение спец. цементов в зависимости от вида коррозии, 3) устройство защитных гидроизоляционных пленок (окрасок, облицовок)

33) Активные минеральные (гидравлические добавки). Природные и искусственные. Их взаимодействие с известью и цементом. При твердении в ПЦ образуется свободная известь Са(ОН)₂ , наличие которой снижает устойчивость цементного камня в проточных, напорных и слабоминеральных водах, поэтому необходимо вводить в состав цемента активные добавки, для закрепления образующейся в рез. гидролиза и гидратации кальциевых силикатов извести.

АМД – природные или искусственные материалы, содержащие активную (растворимую) форму кремнезема и глинозема, обладающие гидравлическими свойствами. При смешении с гидратной известью тонкоизмолотые АМД при затворении водой твердеют сначала на воздухе, а затем в воде. АМД бывают природные и искусственные, кислые и основные (характеризуются модулем основности).

Природные АМД: ряд горных пород осадочного и вулканического происхождения (диатомит, опока). Искусственные АМД: шлаки (металлургические, топливные), золы ТЭС, отходы промышленности. Наиболее широко применяются доменные гранулированные шлаки.

Источник

Как ускорить застывание бетона

Основной вопрос при изготовлении бетона: как достичь расчетной прочности в оптимальные сроки.

Представим в общих чертах, как протекают процессы затвердевания и набора прочности, и какие факторы могут привести к изменениям в них.

Химия процесса

В составе бетонной смеси цементный камень – продукт реакций гидратации, происходящих при смешивании цемента с водой.

Цемент – основной компонент смеси; от его марки и соотношения с водой зависит прочность готового бетона и скорость его отвердевания.

Водоцементное отношение (В/Ц) – это отношение количества воды затворения к количеству цемента. Оно обычно составляет 0,3-05 и выше.

В состав цемента входят такие соединения, как кальциевые силикаты, алюминаты и алюмоферриты. При смешивании этих соединений с водой начинаются химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла (благодаря чему увеличивается скорость протекания реакций гидратации).

Чем быстрее водный раствор насыщается, тем лучше и быстрее происходит кристаллизация, то есть схватывание цемента. Вот почему бетоны с пониженным содержанием воды схватываются быстрее.

Процесс твердения бетона состоит из двух фаз:

Схватывание бетона в условиях оптимальной температуры и влажности окружающей среды начинается через 2 часа и протекает довольно быстро, в течение часа. В этой фазе на бетон можно воздействовать, он остается подвижным.

После окончания первой фазы начинается отвердевание. В оптимальных условиях распалубочная прочность достигается на 7-10-е сутки, расчетная – по истечении 28 дней, затем набор прочности продолжается еще несколько месяцев, но с очень низкой скоростью.

От чего зависит скорость твердения

Факторы, влияющие на скорость застывания:

класс прочности (марку) цемента, если нормативным документом предусмотрено деление по классам прочности (маркам) в соответствии с ГОСТ 31108-2003 « Цементы общестроительные. Технические условия » (старое обозначение — марка цемента (М) ) ; 5.4.3 Маркировка должна быть отчетливой и содержать:

температура, при которой происходит застывание;

наличие тепловлажностной обработки;

Когда нужно ускорить затвердевание

Процессы схватывания и набора прочности требуют ускорения:

При необходимости производить строительные работы зимой, чтобы уменьшить затраты на прогрев бетона.

Когда нужна ранняя распалубка.

В случае необходимости продолжить строительство раньше, чем через 28 суток.

Для изготовления большого количества мелких бетонных изделий (производство брусчатки, тротуарной плитки).

Для оптимизации прочности.

Как ускорить твердение бетонной смеси

Есть разные способы увеличить скорость твердения.

Снижение водоцементного соотношения

Уменьшение воды затворения способствует быстрому образованию концентрированного раствора, в котором кристаллизация происходит лучше, что сокращает время схватывания.

снижение подвижности раствора, из-за чего он тяжелее поддается обработке, хуже заполняет подготовленный объем, а готовый бетон может иметь полости, что значительно снизит его качество;

слишком сильное снижение В/Ц приводит к изменению характеристик готового изделия (хрупкости, снижению прочности);

удорожание работ из-за повышенного расхода цемента.

Снижение водоцементного соотношения с одновременным добавлением пластификатора

Для предотвращения негативных характеристик раствора с низким В/Ц, в него добавляют пластификатор. Он позволяет снизить В/Ц и одновременно увеличить подвижность смеси, повысить скорость отвердевания и прочность готового изделия.

Тепловлажностная обработка заливки

Согласно формуле Ван Гоффа, повышение температуры на каждые 10°С (в диапазоне от 0° С до 100°С) влечет увеличение скорости процессов в 2-4 раза.

Бетон, который набирает расчетную прочность при 20°С за 28 суток, теоретически при температуре 60°С и влажности 90% должен набрать таковую за 8 часов. На практике этот процесс при указанной температуре занимает 12 часов.

Напротив, при снижении температуры бетон отвердевает более медленно вплоть до полного торможения процессов.

Недостатки метода: обработка удорожает стоимость производства бетон а .

Добавление присадок и принцип их действия

Для увеличения скорости набора прочности в раствор добавляют химические вещества:

хлористые соли (хлористый кальций, натрий);

Ускорители твердения бетона повышают растворимость компонентов цемента; вода в растворе быстрее насыщается, и кристаллизация идет активнее.

Согласно требованию ГОСТ, ускорители должны увеличивать скорость отвердевания в первые сутки не менее, чем на 30%.

Сезонная специфика

Процесс набора прочности напрямую зависит от температуры.

Оптимальной является температура 20°С и влажность 90%.

В России такая температура бывает недолго. Летом воздух прогревается сильнее; начиная с середины осени температура уже может опускаться до 0°С и ниже.

Учитывая, что бетон набирает прочность в течение почти месяца, работы могут затрудняться.

Некоторые соли-ускорители твердения бетона одновременно являются противоморозными добавками.

Добавки-ускорители для твердения бетона используются в соответствии с погодными условиями, чтобы обеспечить оптимальное ускорение твердения.

Например, поташ нельзя применять при положительных температурах, поскольку он резко ускоряет схватывание цемента, делая невозможной работу с ним. Применение поташа при плюсовых температурах допустимо совместно с лигносульфонатами, которые оказывают пластифицирующее действие. В этом случае получаются подвижные бетоны с выраженными антиморозными свойствами, без излишне быстрого схватывания.

Добавление поташа целесообразно при низких температурах: холод замедляет отвердевание, а поташ ускоряет его.

Углекислый натрий (сода) работает как ускоритель для бетона для быстрого схватывания. Его активное воздействие может приводить к хрупкости готовых изделий.

Недостатки распространенных ускорителей твердения бетона

Добавление ускорителей схватывания бетона и ускорителей твердения бетона зависит от температурных условий, используемых добавок, назначения бетона и имеет массу нюансов.

некоторые присадки способствуют коррозии бетона;

хлориды не рекомендуются в армированных бетонных конструкциях, так как способствуют коррозии арматуры;

могут появляться высолы на поверхности бетона;

поташ нельзя использовать в бетонах с электро проводкой;

некоторые соли увеличивают скорость схватывания, но в дальнейшем снижают прочность бетона по сравнению с бетоном без добавок.

В серьезном строительстве лучше использовать готовые комплексные добавки для ускорения схватывания и ускорения набора прочности. Они эффективные, экономичные (вносятся в количестве 0,5-1%, некоторые до 4,5% от массы цемента), а их действие предсказуемо и надежно.

Комплексные добавки выпускаются как в виде порошка, так и в жидкой форме.

Распространенные добавки для быстрого твердения:

линейка пластифицирующих добавок-ускорителей Реламикс,

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 смешивания добавки с частицами цемента, которые разрушают силикатные составляющие цемента и повышают их растворимость в воде и снижают 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.

Эти добавки можно разделить на следующие основные группы:

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.

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.

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.

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!

Источник