Главная » Каталог продукции » Бетонные смеси и растворы » Добавки в бетон » Виды и назначение комплексных добавок

Виды и назначение комплексных добавок

Опыт применения добавок в бетон показывает, что во многих практически важных случаях наиболее перспективными являются комплексные добавки. Основные преимущества многокомпонентных добавок в общем случае выражаются в том, что монодобавки часто наряду с положительным оказывают и отрицательное влияние на свойства бетонов и растворов, что снижает их эффективность. Например, применение средне- и слабопластифицирующих добавок позволяет значительно повысить подвижность бетонных и растворных смесей, однако, в то же время, они могут вызвать недопустимое снижение прочности бетона или раствора. С помощью различных монодобавок можно существенно понизить температуру замерзания воды в бетонных смесях, но отдельные из них ускоряют схватывание цементного теста и вызывают коррозию стали. Поэтому для повышения эффективности применения однокомпонентных добавок различного назначения требуется введение в состав бетона таких комплексов, которые могли бы локализовать отрицательное действие монодобавок или усилить желаемый эффект, а 
при необходимости придать бетону или раствору новые свойства.
Преимущества комплексных добавок перед однокомпо-нентными достаточно велики ещё и потому, что в ближайшее время они должны почти полностью вытеснить монодобавки из сферы строительного производства.
Комплексные добавки в зависимости от технологического эффекта и влияния на важнейшие свойства затвердевшего бетона и раствора условно разделены на пять групп:
I — смеси ПАВ;
II — смеси ПАВ и электролитов;
III — смеси электролитов;
IV — комплексные добавки на основе суперпластификаторов;
V — многокомпонентные добавки полифункционального действия.

Комплексные добавки I группы сочетают вещества гидрофильной и гидрофобной природы. Как было отмечено ранее, ПАВ показывают разную степень эффективности при использовании различных по минералогическому составу цементов. Например, добавки ЛСТ, УПБ более эффективны в бетонах на средне- и высокоалюминатном цементе, а добавки гидрофобного действия (ГКЖ-10, ГКЖ-11, СНВ, КТП и другие) — при использовании цементов с повышеным содержанием силикатной фазы. 
Комплексные гидрофильно-гидрофобные пластифицирующие добавки становятся более универсальными по отношению к цементам разного минералогического состава и его расхода в бетоне. Одновременно с высоким пластифицирующим действием комплексные добавки I группы изменяют в нужном направлении структуру и свойства бетона. Первоначальная подвижность смесей с комплексными добавками сохраняется в течение 2…3 ч, что имеет важное значение при транспортировании смесей на большие расстояния и при бетонировании в условиях сухого жаркого климата; повышается коррозионная стойкость бетона, увеличивается его морозостойкость на 2…3 марки и водонепроницаемость на 1…2 марки. Однако следует отметить, что добавки I группы замедляют процессы схватывания и твердения бетона, поэтому в технологию бетона необходимо вносить коррективы.
Рекомендуемая дозировка и сочетания комплексных добавок I группы представлены в табл. 1.

Таблица 1. Рекомендуемая дозировка комплексных добавок I группы

 

MaNK

Назначение

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Пластифицирующие и воздухововлекающие

ЛСТ + (СНВ, КТП, С, ОП)

0,1…0,25 + 0,002…0,01

ВРП-1+С

0,005…0,02 + 0,005…0,02

(ЩСПК, ЩСПК-М2, СПД-м) + (СНВ, КТП, С, ОП)

0,1…0,3 + 0,002…0,01

ЧСЩ + КТП

0,1…0,25 + 0,005…0,01

ЛСТ + (ЧСЩ, ЩСПК, ЩСПК-М2, СПД-м)

0,1…0,3 + 0,05…0,1

Пластифицирующие и газообразующие

ЛСТ + (136-41, 136-157М, ПГЭН)

0,1…0,3 + 0,05…0,1

Пластифицирующе-гидро-фобизирующиеи газообразующие

(ГКЖ-10,ГКЖ-11,АМСР)+ (ПГЭН, 136-41, 136-157М)

0,1…0,2 + 0,05…0,1

ПластифM`E2ицирующе-гидро-фобизирующие и воздухововлекающие

(ГКЖ- 1 0, ГКЖ- 11, АМСР) + СНВ

0,1…0,2 + 0,005…0,02


Перспективно применение комплексных добавок II группы, состоящих из пластифицирующих веществ и добавок-электролитов, ускоряющих схватывание и твердение бетона. 
Это позволяет одновременно экономить цемент и увеличить оборачиваемость форм и всего технологического оборудования независимо от технологии производства. Например, при использовании комплексной добавки ЛСТ + СН или ЛСТ + ННХК появляется возможность применения форсированных режимов тепло влажностной обработки. Кроме того, при сохранении подвижности бетонной смеси достигается сокращение на 10…15% расхода воды, что обеспечивает повышение прочности бетона на 10… 25%, а также увеличивает морозостойкость и водонепроницаемость бетона на 1…1,5 марки. При условии получения равнопрочных бетонов возможно сократить расход цемента на 8…15%.
Комплексные трехкомпонентные добавки позволяют решать более сложные технологические задачи. В частности, при использовании средне- и слабо пластифицирующих добавок в сочетании с воздухововлекающими (или газообразующими), которые замедляют процессы схватывания и твердения, а также несколько снижают прочность бетона, вводится дополнительный компонент — добавка-электролит — ускоритель твердения, нейтрализующая негативное влияние первых двух добавок.
Возможные сочетания комплексных добавок II группы и их дозировка представлены в табл. 2.

Таблица 2. Дозировка и сочетания комплексных добавок II группы

 

Назначение

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Пластифицирующие и ускорители твердения

ЛСТ + (СН, НН1, ХК, НК, ННХК)

0,1…0,3 + 0,3…1,5

ЛСТ + (НЧК, КЧНР) + СН

0,1…0,2 + 0,1…0,2 + 0,5…1,5

ЧСЩ + ХК

0,1…0,25 +0,05…0,2

УПБ + СН

0,1…0,3 + 0,5…1,5

(ЩСПК, ЩСПК-2М, СПД-м) + (НК, СН, ТНФ)

0,1…0,35 +0,05…0,2MazBMazB

(НЧК, КЧНР) + СН

0,1…0,15 +0,5…1,5

Пластифицирующие, воздухововлекающие и ускорители

ЛСТ + СНВ + (СН, НК)

0,1…0,2 + 0,005…0C,03 + 0,5…1,5

Гидрофобизкрующие и ускорители

(ГКЖ-10, ГКЖ-11, АМСР) + НК

0,1…0,2 + 0,5…1,5

Пластифицирующие, газообразующие и ускорители твердения

ЛСТ + (ПГЭН, 136-41, 136-157М) + СН

0,1…0,15 +0,05…0,1 +0,5…1,5

Воздухововлекающие и ускорители твердения

СНВ + (СН, НК, ННХК)

0,005…0,02 +0,5…1,5

Газообразующие и ускорители твердения

(ПГЭН, 136-41, 136-157М) + НК

0,05…0,1 +0,5…1,5

Воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали

СНВ + (НН, ННК)

0,005…0,02 +0,5…1,5

Пластифицирующие, воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали

ЛСТ+СНВ+ННК

0,1…0,15 +0,01…0,03 +0,5…1,5

Замедлители схватывания и кольматирующие

ЛСТ + (СА, ХЖ, НЖ, СЖ, НК)

0,15…0,25 +0,5…2


В комплексных добавках III группы сочетание электролитов позволяет исключить негативное влияние некоторых монодобавок и добиться максимального эффекта. 
В случаях, когда требуется получить сверхбыстрое схватывание смеси без заметного снижения последующих свойств бетона, используют смесь добавок алюмината натрия и поташа. Особый эффект при этом проявляется в неаддитивном влиянии комплексной добавки на самую раннюю стадию структурообразования бетонной смеси. Это позволяет сократить сроки схватывания до 10…20 с независимо от минералогического состава цемента, а при подогреве воды до +40 °С обеспечить практически мгновенное схватывание бетонной смеси, что имеет весьма важное значение для набрызг-бетона (торкретбетона).
Такой эффект объясняется тем, что в результате обменных реакций АН и поташа с гидроксидом кальция образуется едкий натр и едкое кали, которые остаются в поровой жидкости и обеспечивают сохранение жидкой фазы в бетоне и, таким образом, гидратационные процессы смогут протекать как в сухую жаркую погоду, так и при отрицательной температуре. При этом также отмечается и малая чувствительность твердеющего бетона к внешним гигрометрическим условиям, что объясняется повышенной дисперсностью новообразований и непроницаемостью цементного камня. Эти эффекты используются при проведении бетонных работ в летнее время в районах с сухим и жарким климатом и при укладке «холодного» бетона.
Комплексные добавки III группы в основном применяются для бетонирования на полигонах и строительных площадках в холодное время года при отрицательных температурах.
Возможные сочетания и оптимальные дозировки комплексов добавок ускорителей схватывания бетона, ингибиторов коррозии стали представлены в
табл. 3.

Таблица 3. Дозировка комплексных добавок III группы

Назначение

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Ингибиторы коррозии стали

НН + (ТБН, БХН, БХК)

1,8…2 + 0,2…0,5

Ускорители схватывания

ХК + (НН1,ХН,ННК)

0,5…3 + 0,5…3

Ускорители твердения и ингибиторы коррозии стали

ХК + (НН, ННК)

0,5…3 + 0,5…3


Примечание. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один. 
Наиболее эффективны и целесообразны в технологии бетона комплексные добавки IV группы — модификаторы на основе суперпластификаторов. 
Экономическая эффективность применения добавок во многом определяется их стоимостью и величиной оптимальной дозировки. Например, суперпластификаторы отечественных и зарубежных производителей, стоимость которых колеблется в пределах 25000…35000 руб./т (в ценах 2005 года), будут эффективны только в особых случаях. Исследованиями установлено, что эффективность супер пластификатора С-3 может быть повышена за счет замены части его на дешевый лигносульфонат. В частности, для монолитного бетона возможна замена от 30 до 70% супер пластификатора на ЛСТ без снижения показателей качества бетона, Эффект от пластифицирующего действия можно усилить, добавив к вышеуказанным добавкам кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11, способные к воздухововлечению. В результате, можно добиться высоких показателей качества бетона при оптимальных затратах.
Комплексы, включающие супер пластификатор и ускоритель твердения, позволяют сократить длительность тепловой обработки бетона на 20…40%, а в некоторых случаях и отказаться от нее. В состав комплексов, предназначенных для железобетонных конструкций высокой морозостойкости и водонепроницаемости, включают воздухововлекаюшие и гидрофобизирующие компоненты. Для высокоподвижных и литых бетонных смесей целесообразно к супер пластификатору добавлять водоудерживающие, стабилизирующие компоненты, а также замедлители схватывания. При производстве предварительно-напряженных железобетонных изделий в комплексы с суперпластификаторами следует включать эффективные ингибиторы коррозии стали и добавки гидрофобизирующего действия.
Рекомендуемая дозировка и оптимальное сочетание (по совместимости) комплексных добавок IV группы приведены в табл. 4.

Таблица 4.Дозировка комплексных добавок IV группы

 

Назначение

Условное обозначение комплексов

Количество добавок в составе комплексных в расчете на сухое вещество, % массы цемента

Пластифицирующие

С-З + ЛСТ

0,3…0,45 + 0,15…0,25

10-03 + ЛСТ

0,3…0,45 + 0,15…0,25

С-З + (ЩСПК, ЩСПК-2М, СПД-м, ЧСЩ)

0,35…0,45 + 0,15…0,25

С-З + ЛСТ + (ГКЖ-10,ГКЖ-И)

0,3…0,45 + 0,15…0,25 + 0,1…0,2

Пластифицирующие и воздухововлекающие

С-З + (ОНВ, КТП)

0,5…0,7 + 0,002…0,01

10-03 + (СНВ, КТП)

0,5…0,7 + 0,002…0,01

С-З + ЧСЩ + (СНВ, КТП)

0,35…0,45 + 0,15…0,25 + 0,002…0,01

10-03 + ЛСТ + (СНВ, ТП)

0,35…0,45 + 0,15…0,25 + 0,002…0,01

Пластифицирующие и ускорители твердения

С-З + (СН, ННХК)

0,35…0,45 + 0,3…1,5

10-03 + (СН,ННХК)

0,35…0,45 + 0,3…1,5

С-З + (ЛСТ, ЧСЩ) + СН

0,35…0,45 + 0,15…0,2 + 0,3…1,5

10-03 + ЛСТ + (СН, НХК)

0,35…0,45 + 0,15…0,2 + 0,3…1,5

Пластифицирующие, воздухововлекающие и ингибиторы коррозии стали

С-З + СНВ + НН

0,5…0,7 + 0,002…0,01 + 0,5…1,5

С-3 + ГКЖ-10+БХК

0,3…0,45 + 0,1…0,2 + 0,3…0,5

10-03+ СНВ + ТБН

0,5…0,7 + 0,002…0,01 + 0,2…0,5

10-03 +ГКЖ-10 + НН

0,3… 0,45 + ОД…0,2 +0,5... 1,5


Примечание. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один.

Комплексные добавки многоцелевого назначения обладают полифункциональным действием, т. е. способностью влиять сразу на несколько характеристик бетона, часто не связанных друг с другом, а в некоторых случаях и придавать бетону новые свойства. 
Одним из наиболее эффективных способов придания повышенной стойкости бетону железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в хлоридных средах, и одновременно улучшающих защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре, является применение комплексных полифункциональных модификаторов ингибирующего действия (ПФМИ), разработанных в НИИЖБе (табл. 5).

 

Таблица 5. Состав полифункциональных модификаторов


Примечания.
1. * — коэффициент солестойкости определен как отношение, прочности бетона после испытаний к прочности бетона до испытаний.
2. Исследования проведены на портландцементе марки 400 Воскресенского завода.
3. Подвижность бетонной смеси в экспериментах была постоянной и соответствовала осадке конуса 2…3 см.
Табличные данные свидетельствуют о сохранении высокой прочности бетона с полифункциональными модификаторами после 80 циклов испытаний, что объясняется высокой плотностью бетона и его стабильной структурой. Следовательно, применение комплексных добавок, улучшающих технологические свойства бетонной смеси при её уплотнении, а также снижающих проницаемость бетона и повышающих защитные свойства бетона по отношению к арматуре, является наиболее эффективным способом повышения долговечности бетона,

В последние годы в нашей стране разработаны и успешно применяются новые высокоэффективные комплексные добавки на основе суперпластификаторов. перечень и характеристики которых приведены ниже. 
Реламикс. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и ускорителей набора прочности. Добавка в виде водорастворимого порошка светло-коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Позволяет полностью отказаться от тепловой обработки бетона. Рекомендуемая дозировка: 0,6…1% массы цемента.
Линамикс. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и замедлителей схватывания на основе лигносульфонатов. Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%, Повышает живучесть смеси до 2,5 ч. Рекомендуемая дозировка: 0,3…0,4% массы цемента.
Дефомикс. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и пеногасителей (воздухоподавляющего компонента). Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Обеспечивает снижение воздухововлечения в бетонную смесь до 0,8…1%, Дозировка: 0,4…0,8% массы цемента.
С-ЗМ-15. Комплексный продукт на основе натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и противоморозного компонента на основе формиата натрия. Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Добавка не содержит едких веществ, содержание хлорид-ионов не более 0,1%. Обеспечивает нормативный набор прочности при температуре до минус 15 °С. Дозировка: 1, 1,5 и 2,5% соответствует температуре окружающего воздуха: -5 °С, -10 °С и -15 °С.
ПФМ-НЛК. Комплексная добавка на основе пластифицирующих, воздухововлекающих и гидрофобизирующих компонентов. Добавка в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Позволяет получать литые смеси и отказаться от дополнительныхэнергозатрат на уплотнение. Дозировка: 0,3…0,7% массы цемента.
Гексалит. Комплексная добавка на основе компонентов пластифицирующего действия и ускорителей схватывания. Обеспечивает набор прочности бетона в суточном возрасте — 80% от проектной. Добавка в виде порошка вводится в смесь сухих компонентов смеси. Дозировка: 7,5% массы цемента.
БИОТЕХ-НМ. Многофункциональная добавка на основе пластификаторов, ускорителей твердения и других компонентов, повышающих морозостойкость и водонепроницаемость бетонов и строительных растворов. Применяется с без добавочным портландцементом. Добавка в виде порошка вводится в смесь сухих компонентов смеси. Рекомендуемая дозировка: 1,5…2,5% массы цемента.
Реомикс 405. Смесь пластификатора на основе лигносульфонатов и ускорителей на базе хлоридов; может использоваться как противоморозная добавка, обеспечивая твердение бетона при температуре доминус 10 °С. Темно-коричневая жидкость плотностью 1,34 кг/л; содержание хлоридов — 0,75% массы цемента. Не рекомендуется использовать с высокоглиноземистыми цементами. Дозировка: 1,7 л на 100 кг цемента при температуре окружающего воздуха выше —4 °С и 3,4 л при температуре от —4 °С до —7 °С.
Универсал-П-2. Комплексная добавка на основе сильно пластифицирующих компонентов, ускорителей твердения, воздухововлекающего агента и ингибитора коррозии стали. Продукт в виде порошка коричневого цвета. Совместим с пенообразователями Пеностром, ПБ-2000. Позволяет отказаться от тепловой обработки бетона. Способствует повышению морозостойкости и водонепроницаемости бетона на 1…2 марки. Рекомендуемая дозировка: 0,5…0,6% массы цемента.
Монолит-2. Пластификатор спиртовой модифицированный на натриевой основе, обладающий противоморозным эффектом. Добавка не содержит ионов хлора, не вызывает коррозии арматуры. Продукт в виде порошка или концентрированного раствора. Рекомендуемая дозировка как пластификатора: 0,6…0,8% массы цемента; как противоморозной добавки: 1,5% при температуре до -5- °С; 2…3,5% при температуре от -6°С до-15 °С.
Лигнопан Б2. Комплекс на основе пластифицирующих компонентов и ускорителей твердения для бетонов и растворов. Продукт на основе лигносульфонатов и неорганических солей; не содержит хлоридов, виде порошка или раствора 30% концентрации. Дозировка: 0,6…1,5% массы цемента.
Комплексные добавки V группы представляют собой сложные многокомпонентные комплексы, предназначенные дляприданию бетону специальных свойств. К этой группе относятся битумная эмульсия БЭ и эмульсосуспензии, которые готовятся на основе битума, ЛСТ и воды (для эмульсосуспензии добавляется еще каолиновая суспензия). Эти добавки, являясь уплотнителями и гидрофобно-пластифицирующими компонентами, используются для повышения непроницаемости и долговечности железобетонных конструкций.
Для получения безусадочных и расширяющихся бетонов целесообразно использовать комплекс, включающий алюминиевую пудру, лигносульфонат и сульфат натрия: ПАК + + ЛСТ + СН. Компоненты комплексного продукта, вступая в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, способны образовывать гидросульфоалюминаты кальция и оказывать расширяющее действие на твердеющую систему бетона.