Суперпластификаторы

пониженное воздухововлечение в бетонную смесь в присутствии СП;

 

• молекулы СП обладают диспергирующим эффектом на частицы

вяжущего. В результате доля мелких фракций в присутствии  СП увеличивается в два раза, что  повышает вяжущие свойства цемента;

 

• продолжительность пластифицирующего  действия СП значительно меньше, чем  обычных ПАВ, что связано с  особенностями строения молекул  СП и величиной их молекулярной массы;

 

• добавки многих СП оказывают  меньшее влияние на скорость

гидратации цемента по сравнению с обычными ПАВ.

Рисунок 1.

Воздействуя на процессы формирования структуры, особенно на

начальной (коагуляционной) стадии, СП изменяют реологические свойства цементной системы, способствуют сокращению ее водопотребности, что в дальнейшем отражается на параметрах кристаллизационной структуры.

Таким образом, исходя из имеющихся  фактов, можно предположить, что, механизм действия суперпластификаторов заключается  в физической адсорбции макромолекул на активных центрах вяжущего, приводящей к снижению внутреннего трения частиц твердой фазы, а также ее диспергации. В последующем, в результате появления и накопления в системе гидроксида кальция происходит химическое взаимодействие функциональных групп СП с гидроксидом кальция, приводящее

к нейтрализации молекул  и увода их с поверхности цементных  зерен.

Следует отметить, что в  механизме действия СП типов НФ, МФ,

ЛСТ преобладает эффект электростатического  отталкивания частиц

цемента и стабилизации, вызванный тем, что адсорбционные  слои из

молекул СП повышают величину дзета-потенциала на поверхности цементных частиц. Величина дзета-потенциала зависит от адсорбционной

способности СП (чем выше величина адсорбции, тем больше абсолютная величина этого потенциала, имеющего отрицательный знак).

В механизме действия СП типа П роль дзета-потенциала меньше, а взаимное отталкивание частиц цемента и стабилизация суспензии

обеспечивается за счет преобладающего стерического эффекта. Такое

различие многие специалисты  связывают со строением молекул  СП

разных типов: НФ, МФ, ЛСТ  характеризуются линейной формой полимерной цепи; для СП типа П характерны поперечные связи и двух- или трехмерная форма. Именно поперечные звенья создают адсорбционную объемную защитную оболочку вокруг частиц твердой фазы, предотвращая слипание частиц и способствуя их взаимному отталкиванию. Следует отметить, что толщина адсорбционного слоя, как правило, больше, чем в случае с другими типами СП, а это значит, что в общем объеме свободной и адсорбционно-связанной воды в системе доля последней увеличивается.

По некоторым данным силы взаимного отталкивания, вызываемые СП типа П, почти вдвое больше сил  отталкивания, вызываемых

МФ и НФ, и втрое больше сил, вызываемых ЛСТ. Схематично электростатический и стерический механизмы пластификации и стабилизации цементной суспензии показаны на рис. 2.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 Классификация  суперпластификаторов

Обозначение	Классификация суперпластификаторов		Относительная стоимость сухого полимера%
	По составу	По основному эффекту в меха- низме действия
НФ	На основе сульфированных нафталин-формальдегидных поликонденсатов	Электростатиче- ский	40
МФ	На основе сульфированных меламинфор-мальдегидных поликонденсатов	Электростатиче-ский	80
ЛСТ	На основе очищенных от сахара лигносульфанатов	Электростатиче- ский	20
П	На основе поликарбоксилатов и полиакрилатов	Стерический	100

 

3.Основные виды суперпластификаторов

СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР 10-03

 Суперпластификатор 10-03 является эффективным разжижителем бетонных и растворных смесей и применяется для придания им высокой подвижности или снижения количества воды в их составе. Он представляет собой олигомерный продукт поликонденсации меламина, формальдегида и пиросульфита натрия.

 Введение суперпластификатора 10-03 в состав бетонной смеси в оптимальных количествах позволяет сократить продолжительность тепловлажностной обработки, улучшить удобоукладываемость бетонной смеси, повысить водонепроницаемость, прочность бетона или снизить расход цемента, получить комплексный технический эффект.

 Продолжительность тепловлажностной обработки железобетонных изделий может быть сокращена на 30 - 45 % без увеличения расхода цемента.

 При равной подвижности  бетонные смеси, содержащие добавку  10-03, имеют жесткость на 30 - 50 % меньшую,  чем смеси без добавки.

 Пластифицирующий эффект  добавки 10-03 при температуре наружного  воздуха и смеси 15 - 25 °С сохраняется в течение 45 - 60 мин, а затем подвижность быстро снижается и смесь приобретает такую же подвижность, как и смесь без добавки. С повышением температуры продолжительность пластифицирующего эффекта сокращается.

Применение бетонных смесей повышенной подвижности с добавкой  10-03 позволяет снизить продолжительность виброуплотнения бетонной смеси на 25 - 30 %, повысить качество изделий, уменьшить износ бортоснастки, снизить энерго- и трудозатраты.

 Допускается совместное  применение добавки 10-03 с воздухововлекающими  и газовыделяюшими добавками, а также с ускорителями и замедлителями схватывания и твердения.

 Добавка 10-03 не вызывает  коррозии арматуры в бетоне.

 В бетонных смесях с добавкой 10-03 величина воздухосодержания несколько снижается по сравнению с бетонными смесями без добавок.

 Добавка 10-03 не изменяет  своих свойств при хранении в атмосферных условиях и замерзании водного раствора. Следует избегать воздействия на емкости с добавкой 10-03 прямых солнечных лучей в жаркий период года. При длительном хранении в жарких условиях следует периодически, не реже одного раза в месяц, проверять эффект воздействия добавки на бетон.

 Добавка 10-03 вводится  в бетонную смесь, как правило,  в количестве 0,3 - 1,0 % от массы цемента  в пересчете на сухое вещество.

 Передозировка добавки  10-03 может вызвать расслаивание  бетонной смеси, которое характеризуется  появлением на ее поверхности  через 5 - 10 мин после окончания  перемешивания специфического слоя  белого или кремового цвета.  При этом может снижаться прочность  бетона.

 Введение добавки 10-03 в состав бетонной смеси производят  одним из следующих способов:

• путем предварительного смешивания с водой затворения (в виде водного раствора малой концентрации);
• путем введения концентрированного раствора добавки одновременно с загрузкой всех составляющих бетонной смеси;
• путем введения концентрированного раствора в предварительно перемешанную бетонную смесь.

Последний способ введения предпочтительнее, так как он обеспечивает наибольший эффект действия добавки.

 

СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР МФ-АР

Суперпластификатор МФ-АР – продукт поликонденсации меламина, формальдегида и натрия сульфаниловокислого. Прозрачная жидкость с легким осадком взвеси с концентрацией сухого вещества 18-22%. Вязкость 20% раствора при 20⁰С составляет 10-20 СП. Не изменяет своих свойств при замораживании до -50⁰С и при нагревании  до температуры +35⁰С. рН=8,0-9,5. Плотность 20%-го раствора в воде 1,08-1,12 г/см³.

Применяют при изготовлении густоармированных сборных и  монолитных железобетонных конструкций (железобетонные напорные трубы, объемное домостроение), а также для получения  высокопрочных бетонов (М 600 и выше) на обычных цементах при умеренных  расходах. При этом подвижность бетонной смеси должна увеличиваться с 2-4 см в составе без добавки до 14-16 см с аналогичным составом с добавкой. Прочность бетона должна повышаться  не менее чем на 15%. Не допускается применение  МФ-АР в бетонных смесях на заводских пластифицированных цементах.

Раствор пластификатора дозируется по массе или объему и вводится с водой затворения непосредственно в бетономешалку или сразу после подачи воды затворения. Второй способ предпочтительнее. Порядок введения МФ-АР уточняется в производствееных условиях в зависимости от имеющегося оборудования и результатов испытаний.

Расход 0,4-0,7% от массы цемента.

 

СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР  МЕЛМЕНТ

MELMENT -- суперпластификатор на базе меламиноформальдегидной смолы. Способствует производству бетона высоких классов прочности из смеси подвижной консистенции при относительно низком потреблении цемента. Кроме того, повышает прочность и водонепроницаемость, а также атмосферостойкость бетона и его устойчивость к действию химических веществ. Применяется при производстве элементов заводского изготовления, а также при производстве товарных бетонов.

Преимущества использования:

• увеличение текучести бетонных и растворных смесей в несколько раз при неизменном В/Т отношении;
• снижение водопотребности смеси на 30-40% для получения такой же подвижности раствора;
• улучшает транспортабельность бетонной смеси;
• не повышает содержание воздуха в смеси, не воздействует на воздухововлечение в результате применения воздухововлекающей добавки;
• увеличение конечной прочности, плотности и однородности затвердевшего камня;
• повышает водонепроницаемость, устойчивость бетона к климатическим воздействиям;
• уменьшение усадки;
• полная совместимость со стабилизатором Starvis 3003F;
• не содержит хлориды и удобен для армированных и предварительно напряженных бетонов.

 

Рисунок 2. СМФ - Сульфомеламинформальдегид (Melment® F10)

 

STAHEMENT ML – добавка-разжижитель для бетонных смесей и

растворов на базе модифицированных меламиновых полимеров с более

высоким разжижительным действием по сравнению с другими расжи-

жителями, обычно применяющимися в настоящее время. Применяется

при производстве элементов  заводского изготовления, а также при производстве товарных бетонов.

СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР  МАПЕФЛЮИД М 318 (MAPEFLUID M 318) – высокоэффективный пластификатор с ускоряющим действием на меламиновой основе. Предназначен для производства сборных железобетонных конструкций. Дозировка: 0,8–2,0 л на 100 кг цемента.

  Рисунок 3.

СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР  С-3

Суперпластификатор С-3 (ТУ 5870-002-58042865-03). Один из

первых отечественных  суперпластификаторов на основе продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида со специфическим

соотношением фракций  с различной средней молекулярной массой –

полинафталинметиленсульфонат или метиленбис (нафталинсульфонат)

натрия.

По классификации ГОСТ 24211 С-3 относится к пластифицирующе-водоредуцирующему виду – суперпластификаторам.

Рекомендуемая дозировка  добавки – 0,4.0,8% массы цемента (в

расчете на сухое вещество). Дозировка зависит от назначения бетонной

смеси, содержания в цементе трехкальциевого алюмината, активных

минеральных добавок и  дисперсности цемента.

Суперпластификатор С-3, как и большинство других суперпластификаторов вводят в бетоносмеситель в виде водного раствора рабочей концентрации через дозатор химических добавок, или через дозатор воды с водой затворения. Из добавки в форме порошка перед применением готовят водный раствор рабочей концентрации путем его растворения в воде.

Суперпластификатор С-3 предназначен:

• для резкого повышения удобоукладываемости и формуемости

бетонных смесей без снижения прочности и показателей долговечности

бетона (при неизменном водоцементном отношении);

• для существенного повышения физико-механических показателей и строительно-технических свойств бетона (при сокращении расхода воды и неизменной удобоукладываемости);

• для повышения удобоукладываемости бетонных смесей и повышения физико-механических показателей и строительно-технических

свойств бетонов (при одновременном снижении водоцементного отношения и повышении удобоукладываемости);

• для сокращения расхода цемента без снижения удобоукладываемости бетонной смеси, физико-механических показателей и строительно-технических свойств бетона (при снижении водосодержания бетонной смеси).

Суперпластификатор С-3 также является основой для изготовления комплексных добавок различного вида.

Рисунок 4.

Рисунок 5.

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодаря интенсивной разжижающей  способности СП появилась реальная возможность получения высокоподвижных  или литых

бетонных смесей. Бетоны, полученные из таких смесей, имеют  прочность, в том числе и после  тепловой обработки, не ниже, чем без  добавок, в то время как прочность  бетона с обычным пластификатором

снижается в 1,5–2 раза. Более  того, нередко отмечается повышение

прочности литого бетона с  добавками СП, что обусловлено  отсутствием

воздухововлечения, более высоким коэффициентом уплотнения бетонных смесей, а также способностью молекул СП диспергировать частицы цемента, что в конечном итоге приводит к более полному использованию вяжущих свойств цемента.