Что будет если добавить соду в бетон
Что будет если добавить соду в бетон
Тема ускорителей в современной технологии бетона чрезвычайно скандальна, умышленно запутанная и заангажированая самими производителями и продавцами хим. добавок.
В первую очередь данное положение вещей обусловлено тем, что с помощью ускорителей можно достаточно легко, просто и дешево существенно модифицировать технологическую производственную цепочку. А это деньги, большие деньги. А так как деньги любят тишину, продавцы хим. добавок стараются её соблюдать, особенно не распространяясь на тему ускорителей. Гораздо охотней они популяризируют и пропагандируют свои полифункциональные составы вообще, хотя немалую часть успеха следует, по праву, отдать удачно подобранным в их составах ускорителям.
Так для тяжелых бетонов весьма критичный параметр – время оборачиваемости дорогостоящей формоснастки, становится возможным модифицировать не по пути затратной и энергоемкой тепловлажностной обработки, а “подстегивая” кинетику набора прочности химическим путем.
В легких бетонах, и в частности в пенобетонах, с помощью ускорителей удается минимизировать влияние минералогии, тонины помола и длительности хранения цемента на качество продукции, “выпередить” осадку свежеприготовленной пенобетонной матрицы ускоренным набором её прочности.
Из этой же оперы и разразившиеся недавно на Украине баталии по степени применимости тех или иных полифункциональных модификаторов для бетонов в строительной индустрии. Все как у людей – с поливанием друг друга грязью в СМИ, научными и псевдонаучными отписками, подметными письмами, привселюдном полоскании грязного белья и проч.
С другой стороны общая культура подобных склок с ярко выраженной экономической подоплекой свидетельствует, что её участники еще недостаточно четко понимают, зачем им эта песочница вообще нужна. Тяжелая артиллерия в виде центральных СМИ требует бережного и грамотного обращения. Поливая друг друга из ушата, нужно не расплескивать грязь на простого обывателя, абсолютно не посвященного в тонкости и предысторию подковёрной борьбы. Иначе потенциального будущего покупателя, очень легко превратить в затурканного и запуганного перестраховщика, который при слове “хим. добавка” будет осеняться крестным знаменем.
(И не следует тешить себя надеждами, что папик-Мапик так и будет сидеть в сторонке, на лавочке, и созерцать, как дети делят песочницу. Как только допьет свое пиво, он накостыляет малышне и заберет все игрушки. Самые сообразительные получат их обратно – если станут бегать ему за пивом.)
Основные ускорители схватывания и твердения, применяемые в бетонных композициях
Ускорителей схватывания и твердения цементных композиций много. Существует несколько их классификаций, основанных на механизме действия на гидратацию цемента. Если же провести разделение по узко химической принадлежности, то к ускорителям можно отнести следующие вещества (курсивом выделены гостированные ускорители):
Из всего этого перечня наиболее распространёнными и наиболее эффективными остаются хлориды и смеси на их основе. Высочайшая эффективность при низкой цене – залог их популярности во всем мире. Проводимая в последнее время антирекламная кампания по отношению к хлоридам не имеет ничего общего с действительным положением вещей. Её первопричина как раз и кроется в низкой стоимости хлоридов. А “обыгрывание” факта, что, дескать, хлориды корродируют арматуру, для множества видов бетонов не то что спорно, но и просто некорректно, свидетельствует об отсутствии здравого смысла и элементарных знаний у потребителей. О какой коррозии, скажите на милость, может идти речь в пенобетонных технология, в производстве элементов мощения, бетонных блоков и т.д., где арматуры нет вообще?
Продавать, а тем более завозить из-за рубежа, пусть даже и высокоэффективные, но дешевые составы, коими являются хлоридные ускорители, и в первую очередь хлориды кальция и натрия, экономически нецелесообразно. Тем более что их распространенность в природе настолько высока, что в любой стране мира своих предостаточно.
Углекислые соли.
Натрий углекислый.
Об ускоряющем действии соды (углекислого натрия Na2(СO3) на цемент, известно уже давно. Еще в 1903 г. академик Байков А.А. – основоположник теории твердения цементов, в своих работах упоминал о соде, как о соли, вызывающей чрезвычайно быстрое схватывание (см. Таблица 631-1)
Изменение сроков схватывания при добавках соды.
Добавка соды в % от веса цемента
Из этой таблицы видно, что сода чрезвычайно активно и “резко” ускоряет процессы схватывания цементов. Это обстоятельство сильно затрудняет работы с бетоном при добавках соды и может привести к значительному снижению прочности, т.к. не всегда возможно успеть уложить массу бетона в формы до начала схватывания.
Ускорение твердения бетонов и растворов в раннем возрасте при добавках соды происходит за счет окончательной прочности, так что по истечении определенного времени прочность бетона без добавки соды оказывается уже выше прочности бетона с добавками (см. Таблица 631-2).
Влияние добавок соды на прочность в кг/см2 цементно-песчаного раствора пропорции 1:3 и В/Ц=0.58
Возраст раствора в днях
Данные этой таблицы говорят о том, что в то время как в возрасте трех-пяти дней добавка увеличивает прочность, в возрасте 28 дней уже имеется налицо снижение относительной прочности у образцов с добавкой по сравнению с образцами без добавки.
Все эти данные однозначно свидетельствуют, что сода может найти применение в строительных технологиях только в тех случаях, когда необходимость получения быстросхватывающегося и быстротвердеющего бетона или раствора может быть оправдана относительным снижением последующей прочности, что может иметь место при всякого рода аварийных работах. И то только в отсутствии более эффективных ускорителей схватывания (смотри далее).
Поташ
Человек давно заметил, что внесение в почву золы приводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным началом является карбонат калия K2CO3 – поташ, стало ясно гораздо позже. До разработки промышленных способов производства соды поташ играл исключительно важную роль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганием древесины, обработкой водой золы с последующим выпариванием водного раствора. Из золы сожженного 1 м 3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы – 0,63, липы – 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в. Содержание калия в золе от сгоревших растений обычно очень высокое: в золе соломы злаков от 9 до 22%, гречишной соломы – 25. 35, стеблей подсолнечника 36. 40, торфа 0,5. 4,7%. Само слово “поташ” произошло от древнего немецкого “пот” – горшок и “аш” – зола, так как щелок, получающийся при обработке золы водой, выпаривался в горшках.
В тот же период, производство поташа на Украине было менее концентрировано и сильней рассредоточено – каждый уважающий себя “заможный” казак почитал за честь иметь собственный микрозаводик по его производству – технология то элементарнейшая, и чрезвычайно доходная.
Сегодня поташ применяется главным образом в получении моющих средств (жидкое мыло). Он также служит сырьем при производстве тугоплавкого стекла и хрусталя и в качестве компонента во множестве химических технологий.
В водной среде поташ мгновенно гидролизуется образуя очень сильную едкую щелочь. Она портит одежду и обувь, при попадании на открытые участки тела образует язвы, в глаза – верную потерю зрения. Широкое применение поташа в СССР в качестве противоморозной добавки было обусловлено, в том числе, и пренебрежениями техникой безопасности – сами знаете, кто весь Крайний Север и Восточную Сибирь у нас построил.
С пуском Ачинского глиноземного комбината содо-поташная смесь (отход основного производства) стала местной для Восточной Сибири, а её применение приобрело массовый характер. Сибирские морозы замедляли гидратацию цемента, поташ ускорял её. В итоге они компенсировали друг друга.
При положительных температурах ускоряющие свойства поташа выражены настолько сильно, что без соответствующего их замедления химическим путем работать становится абсолютно невозможно – бетон схватывается прямо в бетономешалке. Оригинальный выход был найден Красноярскими учеными из местного филиала Промстройниипроекта. Они предложили добавлять к поташу пластификатор с ярко выраженным замедляющим эффектом. Наиболее подошел для этих целей технический лигносульфонат – бросовый отход лесохимического производства. В итоге получили бетонные смеси повышенной пластичности с ярко выраженным ускоряющее/противоморозным эффектом, но без излишнего ускорения схватывания.
Если даже не касаться техники безопасности, то и так в методологии применении поташа сплошные НЕЛЬЗЯ.
Нельзя применять в составе бетонов и растворов, где есть активный кремнезем, где возможен контакт с известью и силикатным кирпичом; нельзя применять для изделий эксплуатирующихся при повышенной влажности. Поташ мало эффективен в крупнопористых и беспесчаных бетонных смесях, а также в легких бетонах типа керамзитобетона. Поташ не рекомендуется к применению в условиях положительных температур либо колебания температуры с переходом через 0 о С. Поташ разрушает изоляцию проводов, поэтому его нельзя применять в местах, где будет проложена скрытая электропроводка.
19.04.2011 Продаем скипидар Нижний Новгород
19.04.2011 Продаем растворители Нижний Новгород
Добавки в бетон своими руками
Базовой характеристикой бетона и цементосодержащих растворов является прочность на сжатие готовых изделий. Процесс схватывания и набора прочности залитого раствора привязан к гидратации цемента. Входящие в его состав минералы реагируют с водой и атмосферной углекислотой, что ведет к созданию прочной кристаллической структуры, которая, в свою очередь, связывает наполнитель: песок, гравий, шлак, щебень, керамзит. В данной статье мы коснемся основных добавок в бетон и цементный раствор, модифицирующий их свойства и, которые можно сделать своими руками в бытовых условиях квартиры или дачи.
В рецептах ниже будем считать, что 1 мешок цемента составляет 50кг. если явно не указано иное.
Итак, как самостоятельно приготовить бетон:
Пропорции в технологии приготовления бетона не даны, т.к. для разных целей требуется и разный его состав. Фундаменты под дом или крупные строения требуют включения крупных заполнителей и цементный раствор нужен достаточно текучим и в количестве, достаточном для их сцепления/закрепления. Наиболее распространены пропорции бетонного раствора 1:3:6, где соответственно цемент, песок и заполнитель + к этому 0,5-1 воды. Покомпонентный с пропорциями состав бетона изложен в ГОСТ 7473-94 и СНиП 5.01.23-83.
Пластификаторы своими руками
История знает много рецептов и методик по улучшению характеристик бетона. Например уже в 19 веке для увеличения пластичности и адгезии в раствор добавляли белок от куриного яйца, в 20-м веке, после появления гашеной извести (пушонки), переключились на нее. Сейчас в домашних условиях иногда добавляют стиральный порошок или другие моющие средства.
Приготовление в домашних условиях пластификатора для бетона и цементного раствора своими руками
Рецепт 1: добавляем жидкое мыло или шампунь
Вводится при затворении смеси. Требуется 200-250 мл на 50 кг цемента (далее мешок).
Имейте в виду, что если не сократить кол-во воды на 200-250 мл. (т.е. на количество добавленного нами жидкого мыла) – время застывания бетона увеличится на 3 часа.
Рецепт 2: добавляем стиральный порошок
Предварительно растворяется в воде. Вводится при затворении смеси. Требуется 100-150 г. на мешок цемента.
Комментарий к Рецептам 1 и 2:
Стоит учесть, что мыльный раствор заливается первым и мешать надо очень аккуратно – это позволит избежать появления пены, которая при взаимодействии мелкими частицами цемента нивелирует его свойства – т.е. испортит цементосодержащий раствор.
Какие недостатки и проблемы можно получить от применения такого мыльного пластификатора:
Рецепт 2: добавляем гашеную известь-пушенку
Данная технология, возможно с небольшими отступлениями, широко применялась при строительстве кирпичных домов в советское время. Гашеная известь придает раствору повышенную клейкость и эластичность, добавляет сцепляющих возможностей, а также придает бетону бактерицидные свойства и предотвращает появление на поверхности плесени и грибка.
Как и мыльный раствор, гашеную известь добавляют первой в количестве не более 15-20% от массы цемента.
Рецепт 2: добавляем клей ПВА
Технология широко применяется в дачном строительстве и ремонтных работах в гаражах и квартирах. Клей ПВА, добавленный в цементный раствор, улучшает его подвижность, повышает итоговую прочность и водостойкость бетона.
Вводится при затворении смеси. Требуется 200 г. на ведро раствора.
Противоморозные добавки
Позволяют заливать опалубку и заливочные формы с очень низкими теплоизолирующими свойствами при минусовых температурах не допуская, при этом!, замерзания воды в растворе. Регламентируется согласно ГОСТ 1006(0-4)-95.
Противоморозные добавки своими руками в бетон и цементосодержащий раствор в домашних условиях
В нашей стране в качестве противоморозной добавки часто используют соли (хлориды). Хлористая соль сильно опускает температуру замерзания жидкостей в растворе и, как следствие, уменьшает время его схватывания дополнительно сокращая расход цемента. Т.е. по сути есть 2 проверенных и доступных варианта: соль хлорид натрия (по сути это техническая соль) и хлорид кальция (на данный момент недорогая и эффективная противоморозная добавка).
К недостаткам применения соли можно отнести невозможность ее применения при работе с армированными металлом (арматурой, металлической фиброй) бетона, т.к. соли способствуют коррозии. Выходом из ситуации может стать добавление в раствор ингибиторов коррозии (например Нитрит-нитрат кальция добавляется в от же количестве, что и соль).
Вводится вместе с водой затворения в процессе размешивания раствора.
Ускорители твердения
Ускорители твердения, схватывания, застывания и гидратации цементосодержащей смеси (бетона) своими руками в бытовых условиях
Если нет спец. оборудования, то используют электропрогрев самого бетона или опалубки.
Электропрогрев бетона проводами
Перед заливкой внутри каркаса из арматуры, укладывают петли из ПНСВ, которые будут нагреваться понижающим трансформатором. Кабель надо укладывать аккуратно, закрепив к каркасу и не перетерев, при этом, изоляцию. При поврежденной изоляции возникнет КЗ через землю и петля целиком выйдет из строя.
Электропрогрев бетона электродами
Технология прогрева опалубки электродами аналогичен по сути методу с ПНСВ. Отличие лишь в том, что в этом способе нагревательный элемент это арматура и/или катанка (8-10 мм). Технология удобна при возведении вертикальных бетоноконструкций с применением вертикальной опалубки.
Электроды для удобства втыкают сразу после этапа заливки бетона на расстоянии 0,6-1 м между прутками. Интервалы выбираются в зависимости от температуры по принципу: чем ниже, тем меньше расстояние. Особенностью такого подхода является то, что нагрев идет не электродов, а жидкости между ними по принципу кипятильника из двух лезвий. Так, например, для прогрева столба хватит всего одного прутка арматуры, который будет фазой, а роль земли возьмет на себя металлический каркас.
Недостатком прогрева электродами является высокая энергозатратность, т.к. только один электрод потребляет 45-50А.
Электропрогрев опалубки бетона
Достоинством технологии электропрогрева опалубки являются:
К недостаткам можно отнести высокую стоимость при работе с малыми и нестандартными конструкциями.
Замедлители твердения
В основном применяются при транспортировке бетонных и цементосодержащих растворов, а в бытовых условиях необходимость в них крайне мала, т.к. даже в рамках дачи всегда можно сделать ровно то количество бетонного раствора, которое необходимо.
Применяется как альтернатива армирующей сетке или как дополняющий элемент, способствует борьбе с образованием микротрещин в бетоне. Заводы выпускают металлическую, полипропиленовую, базальтовую, полиэфирную фибру и стекловолокно. Современные технологии позволяют выпускать микроармирующие добавки, способные полностью выдавить традиционные методы армирования из ряда строительных и производственных отраслей. Например уже редко где встретишь армированные бордюры, колодезные кольца и т.д.
В домашних условиях изготовить качественное фиброволокно из полипропилена или базальта крайне сложно, а точнее даже невозможно, но металлическое волокно сделать вполне реально.
Фибра и фиброволокно своими руками в домашних условиях
Еще в стародавние времена роль микроармирующего элемента выполняли подручные материалы и мы до сих пор можем встретить избы-мазанки при изготовлении стен, которых использовалась солома или сено. Сейчас практикуется нарезка проволоки нужной длины, но надо понимать, что характеристики сильно зависят от формы.
Пищевая сода как добавка в бетон
Натрия бикарбонат (гидрокарбонат натрия, двууглекислый натрий, питьевая сода, пищевая сода, пищевая добавка Е500) — кислая соль угольной кислоты и натрия.
Физико-химические свойства.
Химическая формула NaHCO3. Представляет собой мелкокристаллический порошок в виде безцветных моноклинных кристаллов солоноватого (мыльного) вкуса, который при попадании на слизистые оболочки вызывает раздражение. Температура разложения 50°С. Разложение на натрий карбонат, углерода (IV) оксид, воду. Плотность 2,16 г/см3. При хранении на воздухе при комнатной температуре выделяет заментные количества CO2.
Растворимость натрия бикарбоната в различных растворителях
| Производитель | Фасовка | Натрия бикарбонат цена |
| Россия Турция | Мешки по 25 кг | 10,87 грн/кг |
Применение:
Двууглекислый натрий (бикарбонат), применяется в химической, пищевой, легкой, медицинской, фармацевтической промышленности, цветной металлургии, поставляется в розничную торговлю.
Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500.
В химической промышленности — для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, для отделения двуокиси углерода, сероводорода из газовых смесей (газ поглощается в растворе гидрокарбоната при повышенном давлении и пониженной температуре, раствор восстанавливается при подогреве и пониженном давлении).
В легкой промышленности — в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож), текстильной промышленности (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей).
В пищевой промышленности — хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении напитков.
Применение бикарбоната натрия в строительстве.
Натрий бикарбонат — ускоритель схватывания и твердения цементных композиций.
Об ускоряющем действии натрия бикарбоната на цемент, известно уже давно. Еще в 1903 г. академик Байков А.А. – основоположник теории твердения цементов, в своих работах упоминал о натрий бикарбонате, как о соли, вызывающей чрезвычайно быстрое схватывание.
Изменение срока схватывания цемента
Из этой таблицы видно, что сода чрезвычайно активно и “резко” ускоряет процессы схватывания цементов. Это обстоятельство сильно затрудняет работы с бетоном при добавках соды и может привести к значительному снижению прочности, т.к. не всегда возможно успеть уложить массу бетона в формы до начала схватывания.
Ускорение твердения бетонов и растворов в раннем возрасте при добавках соды происходит за счет окончательной прочности, так что по истечении определенного времени прочность бетона без добавки соды оказывается уже выше прочности бетона с добавками.
Влияние добавок соды на прочность в кг/см2 цементно-песчаного раствора пропорции 1:3 и водного/цементного = 0,58
Данные этой таблицы говорят о том, что в то время как в возрасте трех-пяти дней добавка увеличивает прочность, в возрасте 28 дней уже имеется налицо снижение относительной прочности у образцов с добавкой по сравнению с образцами без добавки.
Все эти данные однозначно свидетельствуют, что сода находит в строительных технологиях только в тех случаях, когда необходимость получения быстросхватывающегося и быстротвердеющего бетона или раствора может быть оправдана относительным снижением последующей прочности, что может иметь место при всякого рода аварийных работах. И то только в отсутствии более эффективных ускорителей схватывания таких как: калия карбонат, натрия метасиликат, натрий кремнефтористый.
Получение.
В промышленности гидрокарбонат натрия получают аммиачно-хлоридным способом. В концентрированный раствор хлорида натрия, насыщенный аммиаком, под давлением пропускают углекислый газ.
В первую очередь данное положение вещей обусловлено тем, что с помощью ускорителей можно достаточно легко, просто и дешево существенно модифицировать технологическую производственную цепочку. А это деньги, большие деньги. А так как деньги любят тишину, продавцы хим. добавок стараются её соблюдать, особенно не распространяясь на тему ускорителей. Гораздо охотней они популяризируют и пропагандируют свои полифункциональные составы вообще, хотя немалую часть успеха следует, по праву, отдать удачно подобранным в их составах ускорителям.
Так для тяжелых бетонов весьма критичный параметр – время оборачиваемости дорогостоящей формоснастки, становится возможным модифицировать не по пути затратной и энергоемкой тепловлажностной обработки, а “подстегивая” кинетику набора прочности химическим путем.
В легких бетонах, и в частности в пенобетонах, с помощью ускорителей удается минимизировать влияние минералогии, тонины помола и длительности хранения цемента на качество продукции, “выпередить” осадку свежеприготовленной пенобетонной матрицы ускоренным набором её прочности.
Как это ни парадоксально, но именно тема ускорителей – краеугольный камень также и экономики полифункциональных модификаторов. Простейшая композиция подобного рода состоит как минимум из двух компонентов, — обычно это пластификатор второй (реже третьей) группы эффективности и какой либо ускоритель, либо специально подобранная смесь ускорителей, обеспечивающих аддитивность (или даже синергизм) компонентов. Элементарный рецептурно-экономический анализ показывает, что стоимость именно ускорителя и является основным ценообразующим фактором таких полифункциональных составов. Иными словами, — кто “сидит” на дешевых ускорителях – тот владеет рынком полифункциональных добавок. Даже “легкая техногенность” (а порой и не легкая) некоторых составов не является преградой для их массового применения – критерии экономической целесообразности перевешивают.
Из этой же оперы и разразившиеся недавно на Украине баталии по степени применимости тех или иных полифункциональных модификаторов для бетонов в строительной индустрии. Все как у людей – с поливанием друг друга грязью в СМИ, научными и псевдонаучными отписками, подметными письмами, привселюдном полоскании грязного белья и проч.
С одной стороны это свидетельствует, что производство полифункциональных составов на Украине уже выросло из детских штанишек — защищая собственную песочницу, малышня уже не хнычет, а раздает зуботычины.
С другой стороны общая культура подобных склок с ярко выраженной экономической подоплекой свидетельствует, что её участники еще недостаточно четко понимают, зачем им эта песочница вообще нужна. Тяжелая артиллерия в виде центральных СМИ требует бережного и грамотного обращения. Поливая друг друга из ушата, нужно не расплескивать грязь на простого обывателя, абсолютно не посвященного в тонкости и предысторию подковёрной борьбы. Иначе потенциального будущего покупателя, очень легко превратить в затурканного и запуганного перестраховщика, который при слове “хим. добавка” будет осеняться крестным знаменем.
(И не следует тешить себя надеждами, что папик-Мапик так и будет сидеть в сторонке, на лавочке, и созерцать, как дети делят песочницу. Как только допьет свое пиво, он накостыляет малышне и заберет все игрушки. Самые сообразительные получат их обратно – если станут бегать ему за пивом.)
Основные ускорители схватывания и твердения, применяемые в бетонных композициях
Ускорителей схватывания и твердения цементных композиций много. Существует несколько их классификаций, основанных на механизме действия на гидратацию цемента. Если же провести разделение по узко химической принадлежности, то к ускорителям можно отнести следующие вещества (курсивом выделены гостированные ускорители):
Углекислые соли
Калий углекислый (поташ) – K2CO3
Натрий углекислый (сода) — Na2CO3
Сернокислые соли
Натрий сернокислый – Na2SO4
Натрий тиосульфат + натрий роданид (Na2S2O3 + NaCNS)
Гипс – CaSO4
Нитраты
Кальций азотнокислый Ca(No3)2
Натрий азотнокислый – NaNo3
Аммонийные соли
Карбамид (мочевина)– CO(NH2)2
Соли фосфорной кислоты
Тринатрийфосфат
Силикаты
Силикат натрия (растворимое стекло) – Na2O х SiO2 + nH2O
Хлориды
Алюминий хлористый – AlCl3
Железо хлористое – FeCl3
Барий хлористый – BaCl2
Магний хлористый – MgCl2
Кальций хлористый – CaCl2
Натрий хлористый – NaCl
Кислота соляная — HCl
Кэл – (хлорокись кальция)
Механические смеси различных ускорителей
Нитрит-нитрат кальция (ННК)
Нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК)
Нитрит-нитрат-хлорид кальция + мочевина (ННХКМ)
Сода+поташ+поластификатор
Из всего этого перечня наиболее распространёнными и наиболее эффективными остаются хлориды и смеси на их основе. Высочайшая эффективность при низкой цене – залог их популярности во всем мире. Проводимая в последнее время антирекламная кампания по отношению к хлоридам не имеет ничего общего с действительным положением вещей. Её первопричина как раз и кроется в низкой стоимости хлоридов. А “обыгрывание” факта, что, дескать, хлориды корродируют арматуру, для множества видов бетонов не то что спорно, но и просто некорректно, свидетельствует об отсутствии здравого смысла и элементарных знаний у потребителей. О какой коррозии, скажите на милость, может идти речь в пенобетонных технология, в производстве элементов мощения, бетонных блоков и т.д., где арматуры нет вообще?
Продавать, а тем более завозить из-за рубежа, пусть даже и высокоэффективные, но дешевые составы, коими являются хлоридные ускорители, и в первую очередь хлориды кальция и натрия, экономически нецелесообразно. Тем более что их распространенность в природе настолько высока, что в любой стране мира своих предостаточно.
Углекислые соли.
Натрий углекислый.
Об ускоряющем действии соды (углекислого натрия Na2(СO3) на цемент, известно уже давно. Еще в 1903 г. академик Байков А.А. – основоположник теории твердения цементов, в своих работах упоминал о соде, как о соли, вызывающей чрезвычайно быстрое схватывание (см. Таблица 631-1)
Изменение сроков схватывания при добавках соды.
Добавка соды в % от веса цемента
Из этой таблицы видно, что сода чрезвычайно активно и “резко” ускоряет процессы схватывания цементов. Это обстоятельство сильно затрудняет работы с бетоном при добавках соды и может привести к значительному снижению прочности, т.к. не всегда возможно успеть уложить массу бетона в формы до начала схватывания.
Ускорение твердения бетонов и растворов в раннем возрасте при добавках соды происходит за счет окончательной прочности, так что по истечении определенного времени прочность бетона без добавки соды оказывается уже выше прочности бетона с добавками (см. Таблица 631-2).
Влияние добавок соды на прочность в кг/см2 цементно-песчаного раствора пропорции 1:3 и В/Ц=0.58
Возраст раствора в днях
Данные этой таблицы говорят о том, что в то время как в возрасте трех-пяти дней добавка увеличивает прочность, в возрасте 28 дней уже имеется налицо снижение относительной прочности у образцов с добавкой по сравнению с образцами без добавки.
Все эти данные однозначно свидетельствуют, что сода может найти применение в строительных технологиях только в тех случаях, когда необходимость получения быстросхватывающегося и быстротвердеющего бетона или раствора может быть оправдана относительным снижением последующей прочности, что может иметь место при всякого рода аварийных работах. И то только в отсутствии более эффективных ускорителей схватывания (смотри далее).
Поташ
Человек давно заметил, что внесение в почву золы приводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным началом является карбонат калия K2CO3 – поташ, стало ясно гораздо позже. До разработки промышленных способов производства соды поташ играл исключительно важную роль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганием древесины, обработкой водой золы с последующим выпариванием водного раствора. Из золы сожженного 1 м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы – 0,63, липы – 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в. Содержание калия в золе от сгоревших растений обычно очень высокое: в золе соломы злаков от 9 до 22%, гречишной соломы – 25…35, стеблей подсолнечника 36…40, торфа 0,5…4,7%. Само слово “поташ” произошло от древнего немецкого “пот” – горшок и “аш” – зола, так как щелок, получающийся при обработке золы водой, выпаривался в горшках.
В XVI — XVII вв. поташ получали в огромных количествах из древесной золы, которую вываривали в больших котлах. Из поташа приготавливали главным образом литрованную (очищенную) калийную селитру, которая шла на изготовление черного пороха. Особенно много поташа производилось в России, в лесах вблизи Арзамаса и Ардатова на передвижных заводах (майданах), принадлежавших родственнику царя Алексея Михайловича, ближнему боярину Б.И.Морозову. Такие заводики вырабатывали до 770 тн. поташа в год.
В тот же период, производство поташа на Украине было менее концентрировано и сильней рассредоточено – каждый уважающий себя “заможный” казак почитал за честь иметь собственный микрозаводик по его производству – технология то элементарнейшая, и чрезвычайно доходная.
Сегодня поташ применяется главным образом в получении моющих средств (жидкое мыло). Он также служит сырьем при производстве тугоплавкого стекла и хрусталя и в качестве компонента во множестве химических технологий.
В водной среде поташ мгновенно гидролизуется образуя очень сильную едкую щелочь. Она портит одежду и обувь, при попадании на открытые участки тела образует язвы, в глаза – верную потерю зрения. Широкое применение поташа в СССР в качестве противоморозной добавки было обусловлено, в том числе, и пренебрежениями техникой безопасности – сами знаете, кто весь Крайний Север и Восточную Сибирь у нас построил.
С пуском Ачинского глиноземного комбината содо-поташная смесь (отход основного производства) стала местной для Восточной Сибири, а её применение приобрело массовый характер. Сибирские морозы замедляли гидратацию цемента, поташ ускорял её. В итоге они компенсировали друг друга.
При положительных температурах ускоряющие свойства поташа выражены настолько сильно, что без соответствующего их замедления химическим путем работать становится абсолютно невозможно – бетон схватывается прямо в бетономешалке. Оригинальный выход был найден Красноярскими учеными из местного филиала Промстройниипроекта. Они предложили добавлять к поташу пластификатор с ярко выраженным замедляющим эффектом. Наиболее подошел для этих целей технический лигносульфонат – бросовый отход лесохимического производства. В итоге получили бетонные смеси повышенной пластичности с ярко выраженным ускоряющее/противоморозным эффектом, но без излишнего ускорения схватывания.
Если даже не касаться техники безопасности, то и так в методологии применении поташа сплошные НЕЛЬЗЯ.
Нельзя применять в составе бетонов и растворов, где есть активный кремнезем, где возможен контакт с известью и силикатным кирпичом; нельзя применять для изделий эксплуатирующихся при повышенной влажности. Поташ мало эффективен в крупнопористых и беспесчаных бетонных смесях, а также в легких бетонах типа керамзитобетона. Поташ не рекомендуется к применению в условиях положительных температур либо колебания температуры с переходом через 0оС. Поташ разрушает изоляцию проводов, поэтому его нельзя применять в местах, где будет проложена скрытая электропроводка.
Современный рынок строительства предъявляет повышенные требования к свойствам и качествам бетонных смесей. Строительство выполняется в условиях сжатых сроков, сложных геометрических форм сооружений, жёстких требований строительных норм и правил. Для обеспечения выполнения работ с высокой скоростью и должным качеством в бетоны вводят различные добавки, позволяющие выполнять бетонирование зимой, тщательно укладывать состав в опалубку произвольной формы, достичь высоких показателей не только по прочности, но и по водонепроницаемости и морозостойкости. Многие применяемые сегодня в строительстве добавки в бетон являются комплексными, повышающими сразу несколько показателей бетонных смесей.
Добавки в бетон при минусовых температурах
Так как бетонная смесь замешивается на воде, его твердение при отрицательных температурах невозможно – он просто замерзает. Очевидное решение этой проблемы, подогреть, не всегда возможно. Кроме того, обогрев уложенной смеси весьма затратное дело, один кубометр бетона весит около 2,5т – такую массу обогреть не так просто. В этом случае в бетон вводят специальные противоморозные добавки. Они предохраняют бетон от замерзания и обеспечивают набор прочности при температуре ниже ноля.
Схема действия таких добавок простая – обезопасить воду от замерзания, ускорить процесс схватывания бетона. Низкие температуры сильно замедляют скорость химических реакций (твердение цемента осуществляется за счёт роста кристаллов при реакции цементного клинкера с водой, то есть вода не «высыхает», а становится химически связанной, испаряются только излишки).
В основу противоморозных добавок бетона входят:
Все эти вещества снижают температуру замерзания воды.
Современные качественные добавки способны обеспечить твердение бетона при температурах вплоть до минус 35 градусов. Применение таких добавок следует выполнять в строгом соответствии с инструкцией завода-изготовителя. Следует помнить, что добавки могут снижать конечную прочность бетона, оказывать агрессивное (коррозионное) воздействие на арматуру, образовывать высолы (на поверхности образуются солевые пятна). Именно поэтому следует, по возможности, избегать бетонирования в холодное время года.
Пластификаторы
Чрезмерно густой бетон тяжело уложить в опалубку так, что бы не было пустот. Особенно это касается участков с интенсивным армированием. Введение в состав бетонной смеси дополнительного количества воды отрицательно сказывается на прочности бетона и его марке по водонепроницаемости, морозостойкости – лишняя вода испаряется, оставляя в теле конструкции поры.
Улучшить удобоукладываемость можно с помощью специальных добавок — пластификаторов. Их принцип действия основан на снижении сил трения между частицами бетонной смеси, а также увеличении водоудерживающей способности состава. Простейшими пластификаторами, не редко применявшихся в частном строительстве во времена СССР, являются стиральный порошок и мыло. Повышение удобоукладываемости возможно также при введении в состав мелкодисперсного вещества – глины, извести.
Современная промышленность выпускает специальные не токсичные составы, которые часто применяют не только для бетонирования, но и оштукатуривания стен цементно-песчаными растворами. Дозировка добавок должна выполняться в соответствии с инструкций завода-изготовителя.
Упрочняющие добавки
Для получения высоких прочностных показателей бетона в состав смеси вводят специальные добавки. Наибольшее распространение получили добавки на основе микрокремнезёма. Для его изготовления кремнезёмсодержащее сырьё обрабатывают высокотемпературным воздействием. Полученное мелкодисперсное вещество обладает очень высокой химической активностью в водной среде, что и даёт возможность увеличить прочность бетона при затворении смеси водой. Кроме того, микрокремнезём ускоряет процесс схватывания бетона.
Добавки-ускорители твердения
Для ускорения набора прочности бетона применяют добавки-ускорители. По своему химическому составу они во многом идентичны противоморозным добавкам, отличия, как правило, заключаются лишь в процентном соотношении веществ в составе.
Для неармированных конструкций наибольшее распространение получили добавки на основе хлорида кальция. Их вводят в соотношении 2% от массы цемента. Хлориды кальция могут оказывать коррозионное воздействие на арматуру, поэтому их нежелательно применять для ненапрягаемого железобетона (для напрягаемого – запрещено).
Добавки на основе поташа и нитрита натрия чаще всего применяют для армированных конструкций, в частности для замоноличивания стыков между сборными железобетонными элементами. При этом поташные соединения обеспечивают набор прочностью бетоном при температурах вплоть до минус 25, а нитритно-натриевые – до минус 15. К особенностям добавок на основе поташа относят так же быструю потерю удобоукладываемости. Введение таких добавок в состав бетонной смеси выполняют непосредственно перед началом работ по бетонированию.
Добавки, повышающие марку по морозостойкости и водонепроницаемости
Поверхностные гидроизоляции, а также различные отделочные материалы не всегда могут достаточно эффективно защитить бетон от воздействия влаги. Особенно это касается цокольной части зданий и сооружений, а так же железобетонных элементов, эксплуатируемых в условиях постоянного присутствия воды (фундаменты при высоком уровне грунтовых вод, бассейны, перекрытия в санузлах, автомойках и т.д.).
Существенное увеличение марок по водонепроницаемости и морозостойкости путём увеличения процентного соотношения цемента в составе смеси не всегда экономически целесообразно. В этих случаях в состав вводят специализированные добавки, которые делятся на три основных типа:
Основным принципом их действия является заполнение пор в теле бетона.
Из традиционных материалов стоит отметить жидкое стекло (силикатный клей) – это материал кремнезёмного происхождения, который способен не только повысить марки по водонепроницаемости и морозостойкости, но и увеличивает прочность, скорость схватывания.
Как использовать добавку в бетон можно узнать из следующего видео:
Современная промышленность выпускает так же полностью экологически чистые добавки в бетон, повышающие водонепроницаемость. Некоторые из них допускается применять при возведении железобетонных резервуаров хранения питьевой воды.