Химиялық қоспа қосылған бетондар

Химиялық қоспа қосылған бетон құрамын анықтау орындаған: Төлеген А. Е қабылдаған: Үдербаев С. С

Қазақстан Республикасы «Білім және ғылым» министрлігі

Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті

«Сәулет және құрылыс өндірісі» кафедрасы

Химиялық қоспа қосылған бетондар

Цементті полимерлі бетондарды дайындау технологиясында ерекше орын алатын ол - цемент массасынан 0, 1-2% шамасында аздаған мөлшерде бетон құрамына химиялық қоспаларды қосу саналады. Химиялық қоспалар өзінің тиімділігі бойынша мынадай топтарға жіктеледі:

бетон араласпасының қасиеттерін реттейтін қоспалар. Оған пластифицирлеуші қоспалардыжатқызуға болады, яғни бетон араласпасының жылжымалығын жақсартады; тұрақтандырғыш қоспалар, яғни араласпаның қабаттануына алып келеді және суды ұстау қоспалары, яғни су бөлінуін азайтады;

1. бетон араласпасының ұстасуын реттейтін қоспалар (тездеткіш және баяулатқыш), бетон қатаюын реттегіштер (тездеткіш, аязға қарсы тұрғыш) ;

2. Дайын бетон мен араласпаның қуыстылығы және тығыздығын реттейтін қоспалар: ауамен әсер етуші, газ түзуші, көбік түзуші, нығыздаушы, және т. б. қоспалар;

3. бетонға арнайы қасиеттер беретін қоспалар: гидрофобтаушы, антикоррозиялық, бояушыжәне т. б.

Кейбір қоспалар жартылай функционалды әсерлерге ие болады, мысалы, пластифицирлеуші және ауамен әсер етуші; Пластифицирлеуші қоспаларды екі топқа бөледі:

цемент араласпасының коллоидты жүйесін дисперстеуге қабілетті және сол кездегі бетон араласпасының аққыштығын жақсартуға қабілетті гидрофильді қоспалар. Өнеркәсіпте жиі қолданыста болатын лигно сульфонды қышқылдың кальций тұзымен сипатталатын сульфитті ашытқы бардасын (СДБ) саналады. Сульфитті ашытқы бардасы негізінен цемент қамырына және оны үлкен шығында цементті бетон құрамына енгізуіне әсер етеді.

1. гидрофобтаушы қоспалар бетонның жылжымалығын жақсартады. Ауа мен су қабатының бетін адсорбциялай отырып, гидрофобты қоспалардың молекулалары беттік кернеуді төмендетеді және цемент араласпасында ауаның майда қуыcтарын тұрақтандырады.

Бұл топтың қоспаларына мыналар жатады: ұнтақ немесе сұйық түрде алынатын натрий абиенаты (абиенатты қышқылдың натрий тұзы) ; паста түріндегі сабындалған ағаш; мылонафт - сары-қоңыр түстес зат, мұнайды өндіру жолымен алынатын органикалық қышқылдардың суда ерімейтін натрий тұзымен сипатталады. Цемент аз шығындалатын бетондарда ауамен әсер етуші қоспалар өте тиімді. Көрсетілген беттік активті заттар бетон араласпасының жылжымалығын, біртектілігін, қабатқа бөлінуін, насоспен айдағанда аққыштығын арттырады. Сонымен бірге су шығынын азайтумен қатар цемент шығынын да 8-12 % төмендетуге болады немесе цементтің өзгеріссіз шығыны кезінде сулы цемент байланысын азайтуға және бетонның беріктігін, аязға төзімділігін, су өткізбеушілігін біршама көтереді.

Гидрофобты-пластифицирлеуші қоспаларға сонымен бірге кремний органикалық сұйықтар жатады: натрий метилселиконат (ГКЖ-11), натрий этилсиликонат (ГКЖ-10), этилгидросиликонды сұйық (ескі маркасы ГКЖ-94, жаңасы 136-41) . Бұл қоспаларды ұзаққа шыдамдылығын арттыру мен беттік гидрофобтау үшін агрессивті ортада бетон мен ерітінді тұрақтылығын жоғарылату үшін қолданады. Құрылыста мынадай суперпластификаторлар жиі қолданылады: нафталинсульфо қышқыл негізіндегі С-3; меламинді шайыр негізіндегі 10-03 және КМ-30; Бұл суперпластификаторлар кәдімгі пластификаторларға қарағанда бетон араласпасын үлкен көлемде сұйылтады ( араласпа жылжымалығын 2 ден 20 см-ге дейін арттырады немесе бетон араласпасының су сіңірімділігін 20-25 % төмендетеді ) . Басқаларға қарағанда бұл қоспалар бетонның қатаюын жақсы жүргізеді, сол себепті оны бетон және темірбетон өндірісінде зауыттық жағдайларда қолданады. Полимерлі қатты сұйылтатын қоспалар болып мыналар саналады: СПД, ОП-7, 40-03 және т. б. Оларды өтпелі түрдегі қоспаларға жатқызуға болады, яғни олар бетонның қатаюын біршама баяулатады. Бетон қатаюында тездеткіш ретінде мыналар қолданады: кальций хлориді, натрий сульфаты, кальций хлоридінің нитрит-нитрат және т. б. Арматураның коррозияға ұшырауы салдарынан бұл химиялық қоспаларды қолдану шектеледі.

Аязға қарсы қоспа ретінде кальций және натрий хлоридін қолданады. Қоспалардың концентрациясы цемент массасына байланысты 10% жоғарылауы мүмкін. Газ түзуші қоспа ретінде алюмин опасы (ПАК) мен 136-41 сұйықтығын қолданады.

Ұстасуды баяулату үшін СДБ, ГКЖ-10 қоспаларын, көп мөлшерде сұйықтық 136-41 қолданады. Кеңейетін бетон алу үшін, аллюминді ұнтақ, кальций хлориді мен аллюминий сульфаты, СДБ дан тұратын көп компонентті қоспаларды қолданады. Қоспаның оңтайлы концентрациясы конструкцияны дайындау технологиясы, бетон араласпасының құрамы, цемент түріне байланысты болады. Цемент массасына байланысты % келесідей қоспалар концентрациясын жиі қолданады:

· пластифицирлейтін . . . 0, 1-0, 3;

· суперпластификаторлар . . . 0, 5-1;

· ауамен әсер етуші . . . 0, 01-0, 05;

· қатаюды тездеткіштер . . . 1-2;

Бетонды дайындау барысында бетон қоспасының құрамын реттеу мақсатымен әртүрлі химиялық қоспалар пайдаланады. Олардың кейбіреуін қолданғанда, уақыт өтісімен бетон және темір-бетонды құрылымдардың беттерінде тұздықтар пайда болуы мүмкін. Көрсетілген құбылыстарды іздеу мен болдырмау үшін бетондарға сәйкестелген сынақтарды қолданады. Одан басқа, сарапшылық тексерулерде бетондағы кейбір қоспаларды анықтау үшін жылдамдатылған сынаулар жүргізілуі мүмкін . Қоспа сапа көрсеткiштерi бойынша, айқын өнiмге арналған нормативтiк-техникалық құжаттама талаптарына, ал сәйкес әрекеттің тиімділік көрсеткіші бойынша ГОСТ 24211 талаптарға сай тиімділік критериіне жауап беруi керек. Қосымшаның тиімділігін бетондық қоспаның сапалық көрсеткішімен, бақыланатын және негізгі бетон құрамымен, тұрақтанған және су ұстап қалатын және құрышты арматураға қатысты бетонды қорғайтын қасиеттерін жоғарылататын қосымшалардан басқа салыстырып анықтайды. Көрcетiлген қосымшалардың тиiмдiлiгi тек қана негiзгi құрам бетондарында анықтайды. Бақыланатын құрам бетоны - қосымшаларсыз бетон. Негізгі құрам бетоны - қосымшаның оптималды мөлшерімен бақыланатын құрам бетоны

Илемдендiрушi қоспалардың тиiмдiлiгін анықтау

Илемдендiрушi қоспаның тиiмдiлiгi бетон қоспасының қозғалысының және берiктiктiң өзгеруi бойымен, бетон үлгiлерін жылулық өңдеу және қалыпты жағдайларда қатаюдан кейiн анықтайды. Илемдендiрушi қоспалардың тиiмдiлiгін анықтауы үшiн ГОСТ 10180 и ГОСТ 10181. 1. бойынша сынақ заттарын және қосалқы құрылымдарды қолданады. Сынақтарды өткiзудiң алдында майда және iрi толтырғыштар кептiрiліп, бетон қоспаларының салмақтарын өлшейдi. Құрайтын материалдардың мөлшерлеу қателiгi - масса бойынша 1 %-тен аса емес. Қосымшаның өлшенген мөлшері жабудың суымен араластырады. Бақылау және негiзгi құрамды бетон қоспаларын бiрдей су цементтi қатынаспен даярлайды; бақыланатын құрамның қозғалғыштығын 2-4 см деп қабылдайды. Бетондық қоспалар үшін қозғалғыштықты ГОСТ 10181. 1. бойынша анықтайды. Бетондық қоспалардан сығу беріктігін анықтау үшiн үлгiлер жасайды. Үлгiлер жылулық өңдеуге ұшырайды (сынақтарды екi мерзiмде және сынақтарды үш мерзiмдегi қалыпты жағдайларында қатуға тастап кетедi) . Үлгілер ГОСТ 10180 бойынша сығылғыштыққа сыналады. -жылулық өңдеуден өткендерге - 4 сағ. кейін содан кейінгі 24 тәулік мерзімде; - қалыпты жағдайларында қатқан - 3, 7 және 28 тәуілік мерзімде. Қосымшалардың пластификациялайтын қабiлеттiлiгiнiң тиiмдiлiгiн бетон қоспасының ыңғайлы жиналатындығымен және негiзгi құрамды бетонның берiктiгiнiң бетон қоспасы және ГОСТ 24211 талаптарына сәйкестiкте бетонның бақыланатын құрамын өзгеруi бойынша бағалайды

Сынау нәтижелерін журналға тіркейді, оған келесi графтар ескерілуi керек:

-илеудің дайындалған күні;

-үлгілердің таңбалануы;

- қосымшаның атауы және оның мөлшерi;

- конустың шөгуімен анықталатын бетон қоспаларының қозғалғыштығы ;

-бетонның қату шарттары;

-бетон үлгілерін сынау уақыты және бетон жасы; -бетонның сығылғыштыққа беріктігі.

Тұрақтанған және су ұстап қалатын қосымшалардың тиiмдiлiгiн анықтау

Тұрақтанған және су ұстап қалатын қосымша тиiмдiлiгін бетон қоспасының жiктелетiн - су бөлу және ерiтiндi көрсеткiштерiнің өзгеруі бойынша анықтайды. Тұрақтанған және су ұстап қалатын қосымшалардың тиiмдiлiгiн анықтау үшiн ГОСТ 10181. 4 бойынша сынақ заттары және қосалқы құрылымдарды қолданады. Негiзгi құрамды бетон қоспаларын ыңғайлы жиналатындық бойынша даярлайды. Бетон қоспалары үшiн ГОСТ 10181. 4 бойынша су және ерiтiндi бөлу көрсеткiштерiн анықтайды. Тұрақтанған және су ұстап қалатын қосымшалардың тиiмдiлiгiн ГОСТ 24211 талаптарына сәйкестiкте бақылау құрамды бетон қоспасы мен негiзгi құрамды бетон қоспасының су және ерiтiндi бөлу өзгеруi бойынша салыстыра отырып бағалайды. Сынау нәтижелерін журналға тіркейді, оған келесi графтар ескерілуi керек: -илеудің дайындалған күні; - қосымшаның атауы және оның мөлшерi; - конустың шөгуімен анықталатын бетон қоспалары; -су және ерiтiндi бөлуді анықтайтын нәтижелер.

Бетон қоспасының шайқалуын жақсартатын қосымшалардың тиiмдiлiгiн анықтау

Бетон қоспасының шайқалуын жақсартатын қосымшалардың тиімділігі қозғалғыштығының сақталуымен және қоспаның сорғы қондырғысынан шайқалғанға дейінгі және кейінгі жіктелу көрсеткішімен анықтайды. Бетон қоспасының шайқалуын жақсарту қосымшалардың тиiмдiлiгін анықтауы үшiн ГОСТ 10181. 1 және ГОСТ 10181. 4 бойынша сынау заттары мен қосалқы құрылымдарды қолданады. Бетон тасымалдаушы науаның ашық аяғы бетон сорғысы қабылдағыш шанаққа нұсқайды. Сынақтарды өткiзудiң алдында сорғы қондырғысы арқылы 1:3-шi құрамды цемент - құм ерiтiндiсi жіберіледі. Көрcетiлген ерiтiндiнiң көлемi 0, 5 м 3 кем емес болуы керек. Iрi толтырғыштың астықтарының ең жоғары мөлшерi 20 мм аспауы керек. Көлемiнiң ыңғайлы жиналатындығы әрқайсысы 0, 8 м3 кем емес бойынша бақылау және негiзгi құрамдары бетон қоспалары даярлайды. Қоспаны бетон сорғысының қабылдағыш шанаққа жүктейді, оларды 2 мин. барысында араластырады, сосын ГОСТ 10181. 1 бойынша қозғалғыштығын анықтайды. Бетон қоспаларын, су жүйесiнде орналастырылған қысымды әр минут арқылы бекiте, ең жоғары өнiмдiлiкте бетон сорғысы арқылы қотарады. Қабылдағыш шанаққа қосымшалармен бетон қоспасы үшiн олардың қотаруы және түсуден кейiн қозғалғыштық пен жiктелетiнін қайтадан анықтайды.

Беттік активті заттар (БАЗ), яғни кеңінен таралған пластификаторлар болып табылатын, кейде күрделі түзілуі болады. Олар ереже бойынша гидрофилді топтарды және гидрофобты көмірсутекті радикалдарды тізбектерден тұрады. Бетон араласпасына және цемент араласпасына БАЗ әсері БАЗ молекуласының түзілуімен және БАЗ молекуласының гидрофильді және гидрофобты бөлшектерінің қатынастарымен анықталады. Олардың жұмысының сапалы бағасы, гидрофильді-липофильдің балансы (ГЛБ) негізінде жасалуы мүмкін, яғни заттардың суда дисперсті түрі бойынша анықталатын, 1-ден40 дейін сандарда сипатталады. Егер қоспаның гидрофобты қасиеті болса, онда ГЛБ-1-4, егер жақсы ерігіш болса, онда ГЛБ-9-12, егер таза ерітінді болса, онда ГЛБ > 13.

БАЗ ерекшелігі қатты фазаның бетінде адсорбциялану қабілеті және кеңістіктік коагуляциялық құрылымның түзілуіне қатысу болып табылады. Гидрофобтаушы БАЗ аз мағынада ГЛБ, цемент бетінде адсорбцияланып, анионды қосатын гидрофильді полярлық топтар, цемент түйіршігінің гидратталатын бетімен хемосорбционды байланысып, ал гидрофобты көмірсутекті радикалдар суға қатысты болвп белгіленеді

Гидрофобтаушы ауалық қоспалардың әсері

1-цемент бөлшектері, 2-қоспалар молекуласы, 4-қоспа молекуласының полярсыз тізбегінің екі қабаттық әсер аумағының төмендеуі, 5-қатты бөлшектің және ауалық көбікшенің жабысуы әсерінен флокуляцияның жоғарлау аумағы, 6-анионды топ, 7-полярлы емес радикал

Соңғы жылдары бетон араласпасының модификациясында негізі орынды суперпластификаторлар алды, яғни тізбектегі полярлық топтардың жоғары мөлшерімен коллоидты өлшемді (молекулярлық масса- 2) құрайды. Бетон араласпасына қосу кезінде олар цемент түйіршігі мен толтырғыштың қатты бетінде адсорбциялана отырып, бетінде теріс потенциалы мен қалыңдатылған қабықшаны жасайды және сонымен бірге бетон араласпасының жылжымалығын, бөлшектердің итерлуін, ыдырау әсерін жоғарылатады

Суперпластификатордың әсері

1-цемент бөлшектері, 2-беттегі теріс заряды бар коллоидты өлшемдегі органикалық молекула, 3-су қабықшасы

Бірақ олардың қатты бөлшектердің бетімен жақсы әсерлесуі үшін интенсивті араласуы немесе қоспалар кезінде алдын-ала активация қажет.

Суперпластификаторлар цемент гиратациясына тоқтататын әсер бермейді.

Сонымен бірге бұндай механизм қоспалардың жұмыс уақытының шектелуіне алып келеді, себебі оның көп мөлшері цемент бетіне байланысады. Сондықтан қоспа мөлшерінің қосу уақытына байланысты бетон араласпасын дайындағаннан соң жатқызылуына дейінгі уақыт аз болған сайын, соғұрлым қоспаның оптимальды мөлшері аз болады.