3. Повышение роли добавок в бетон

Рисунок–4.3. Диаграмма формирования комплексных добавок

Одна из возможностей негативных эффектов — несовместимость суперпластификаторов с цементами, значительно зависящая от состава и ряда свойств цементов и самих добавок. В этом смысле все больше ощущается тенденция к снижению зависимости ранней гидратации от содержания в цементе С₃А и C₄AF, поскольку для формирования начальной структуры связующего цементного камня не требуется значительного количества фазы С-А-Н и эттрингита. Меняются представления однозначности их роли в формировании первичного структурного каркаса.

Вместе с тем возрастает значимость минеральных дисперсных добавок — реакционноспособных и относительно инертных. В комбинации с суперпластификаторами они обеспечивают высокую плотность микроструктуры цементного камня и бетона. Заменяя в бетонах нового поколения до 30—40% крупного заполнителя, дисперсные добавки снижают тем самым опасность негативного влияния контактной зоны на прочность и другие свойства бетона, а, связывая, как хорошо известно, Са(ОН)₂, повышают стойкость к агрессивным воздействиям.

4. Основные свойства проектируемого бетона

Бетон с воздухововлекающими добавками применяют для дорожных покрытий и наружной облицовки, чтобы противодействовать разрушающим воздействиям мороза и солей против обледенения. В самом начале, когда воздухововлекающие добавки вводили в бетон для придания ему морозостойкости, было замечено, что эти вещества придают бетонной смеси н другие полезные свойства,   а   именно:

а)         уменьшают (а при благоприятных обстоятельствах могут полностью исключать) образование трещин при пластической   усадке;

б)         уменьшают размывание водой хорошо обработанной поверхности   бетона;

в)         улучшают   удобоукладываемость.

Лучшие воздухововлекающие добавки — полимеры. Их следует осторожно добавлять в воду затворения. Доза должна точно контролироваться, а добавка равномерно распределяться по всему замесу. Цель введения воздухововлекающей добавки — получить большое количество крошечных пузырьков воздуха, изменяющих поровую структуру бетона. В результате вовлечения воздуха (примерно 4,5±1,5%) незначительно снижается прочность бетона на сжатие, но в то же время улучшается   его   удобообрабатываемость.

Воздухововлекающие добавки не следует путать с алюминиевым порошком, который применяется при производстве легкого   газобетона   и   раствора.[8]

Воздухововлекающие добавки используют главным образом для повышения морозостойкости бетонов и растворов. Эти добавки несколько понижают прочность бетона (1% вовлеченного воздуха снижает прочность бетона на сжатие на 3%), поэтому не следует в бетонную смесь с целью ее пластификации вводить большое количество воздухововлекающей добавки. Содержание вовлеченного воздуха составляет обычно 4 ... 5%. В этом случае прочность бетона практически не снижается, так как отрицательное влияние вовлеченного воздуха нейтрализуется повышением прочности цементного камня вследствие уменьшения водоцементного отношения за счет пластифицирующего эффекта добавки. Воздухововлекающая добавка гидрофобизирует поры и капилляры бетона, а воздушные пузырьки служат резервным объемом для замерзания воды без возникновения больших внутренних напряжений. В результате значительно повышаются водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Воздухововлекающие добавки более эффективны в бетонах с малыми расходами цемента.[8]

  Использование воздухововлекающих добавок позволяет:

• Получать бетоны повышенной морозостойкости F300 (II) и выше, в том числе и при воздействии солей (рекомендуется для бетонов дорожных и аэродромных покрытий);

• Снизить на 50-250 кг/м³ плотность бетона;

• Применять для приготовления легкого бетона заданной плотности крупный заполнитель повышенной плотности или обычный строительный песок (вместо пористого);

• Уменьшить расход пористых песков, снизить водопотребность смеси, улучшить деформационные и теплофизические свойства;

• При пониженном содержании мелкого заполнителя получать изделия со слитной однородной структурой, исключающей возможность коррозии арматуры;

• Мелкие, шарообразные поры повышают текучесть бетонной смеси и тем самым улучшают удобоукладываемость бетона, сокращается продолжительность формования изделий, обеспечивается лучшее уплотнение смеси, уменьшается ее расслоение при транспортировке и укладке в формы;

• Улучшить тепло- и звукоизоляционные свойства бетона[11]

Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси с химическими добавками для бетонов марок Мрз 100 - Мрз 300 должно быть в пределах 2-6 % и соответствовать требованиям п. 4.30 главы СНиП III-43-75.

Минимальное воздухосодержание морозостойких бетонов, насыщаемых в период эксплуатации пресной водой, принимается по табл. 13 в зависимости от марки бетона по морозостойкости и водоцементного отношения.

Таблица 13 – Зависимость воздухосодержания бетонной смеси от марки бетона по морозостойкости

Марка бетона по морозостойкости	Воздухосодержание бетонной смеси, %, не менее при значениях В/Ц
	0,40 и менее	0,41-0,45	более 0,46
Мрз 100 - Мрз 150	2,0	2,0	2,5
Мрз 200	2,5	2,5	3,0
Мрз 300	2,5	3,0	-

Подвижность бетонной смеси с добавками ПАЩ-1, СНВ, СНВК, СДО, СПД, КТП может быть уменьшена по сравнению с бетонами без добавок в соответствии с 14 (при сохранении удобоукладываемости смеси).

Воздухововлекающие добавки СНВ, СНВК, СДО, СПД, КТП следует применять только совместно с пластифицирующей добавкой СДБ или пластифицирующей воздухововлекающей добавкой ПАЩ-1.

Дозировки добавок (в пересчете на сухое вещество) рекомендуется принимать в следующих пределах (% от массы цемента): СДБ - 0,07-0,25; ПАЩ-1 - 0,25-0,35; СДО - 0,01-0,05; СПД - 0,005-0,02; КТП - 0, 003-0,01; СНВК (СНВ) - 0,005-0,02.

Таблица 14

Осадка конуса бетонной смеси без добавки, см	Осадка конуса бетонной смеси с добавками, см, при воздухосодержании,  %
	2-4	4-6
2-4	1-3	1-2
4-6	3-4	2-4
6-8	4-6	3-5
8-10	6-8	4-6
10-12	8-10	5-7

Изменением дозировки воздухововлекающих добавок регулируется воздухосодержание бетонной смеси.[13]