Вопрос 4

П. А. Ребидер, С. В. Шестоперов, В. В. Стольников, М. И. Хигерович, Б. Г. Скрамтаев, М. Бутт, В. И. Сорокер, Т. М. Беркович, Б. Д. Тринкер и другие установили, что некоторые свойства портландцементов могут быть улучшены, если ввести в них небольшое количество органических ПАВ. При этом, в частности, удается уменьшить потерю активности цемента при длительном хранении, снизить водопотребность, повысить пластичность растворных и бетонных смесей, уменьшить их расслаивание, водоотделение. Кроме того, введение ПАВ позволяет улучшить некоторые свойства затвердевших растворов и бетонов (морозостойкость, коррозионную стойкость и др.).

Все виды органических поверхностно-активных добавок в зависимости от их влияния на поверхностные свойства цементов и цементного камня разделяют на две основные группы: повышающие смачиваемость цементного порошка водой — гидрофильные, и понижающие ее — гидрофобные. В соответствии с этим портландцемеиты с гидрофильными добавками называют пластифицированными, а с гидрофобными добавками — гидрофобными. Изготовляют также пластифицированно-гидрофобиые цементы.

Пластифицирующие добавки можно вводить в различные виды портландцемента как при помоле клинкера с гипсом, так и при изготовлении растворных и бетонных смесей. По ГОСТ 10178—76 (с изм.) разрешается выпускать портландцемеиты различных видов и марок с пластифицирующими или гидрофобизирующими добавками по согласованию с потребителями. Предельное количество этих добавок в портландцемеитах—0,3% по массе вяжущего.

До недавнего времени в качестве пластифицирующей добавки чаще всего применяли концентраты ССБ. Сейчас применяют СДБ. Она, как и ССБ, состоит в основном из кальциевых солей лигносульфоновых кислот с примесью редуцирующих и минеральных веществ и воды. Свойства СДБ практически не отличаются от свойств ранее применявшейся ССБ. СДБ выпускают, подобно ССБ, в виде концентратов: жидких (КДЖ — концентрат дрожжевой жидкий) и твердых (КДТ — концентрат дрожжевой твердый). Свойства СДБ регламентированы ОСТ 81-79-74.

Введение в портландцементы различных гидрофобизирующих добавок предложено М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевым. В качестве таких добавок в настоящее время применяют многие вещества, в том числе мылонафт, асидол и др.

Мылонафт — мазеобразное вещество, состоящее преимущественно из натриевых солей нерастворимых в воде органических кислот, извлекаемых из отходов щелочной очистки керосиновых, соляровых и других дистиллятов нефти.

Асидол — густая жидкость, смесь нефтяных кислот, извлекаемых из щелочных отходов, образовавшихся при очистке масляных и соляровых дистиллятов нефти.

Асидол-мылонафт — мазеобразное вещество, смесь свободных нерастворимых в воде нефтяных кислот и их натриевых солей.

ГКЖ-94— полиэтилгидросилоксан, также кремнийорганическое вещество. Обычно они поступают потребителям в виде водной эмульсии. Порошковидные материалы имеют обозначение ГКП.

Гидрофобные добавки вводят в количестве 0,06—0,3 % по массе цемента, считая на сухое вещество. Точное дозирование добавок обязательно.

Цементы с гидрофобными добавками отличаются пониженными гигроскопичностью и капиллярным подсосом, способны длительное время сохранять активность при хранении даже в среде с повышенной влажностью воздуха и не превращаться в комки при кратковременном воздействии воды. По ГОСТ 10178—76 (с изм.), цементы с гидрофобизирующей добавкой не должны впитывать в себя воду в течение 5 мин с момента нанесения капли на поверхность вяжущего. В обычный цемент вода впитывается за 1—2 с.

Во время перемешивания растворной или бетонной смеси гидрофобные пленки легко удаляются с частиц цемента зернами заполнителей, в результате чего смесь приобретает способность нормально схватываться и твердеть. Более того, при этом увеличивается однородность смеси, повышается ее пластичность. Последнее объясняется прежде всего смазывающим действием гидрофобных пленок, уменьшающих трение между частицами смеси.

Пластифицирующий эффект гидрофобных добавок проявляется в большей мере в тощих бетонных или растворных смесях и особенно в смесях, содержащих заполнители с неблагоприятным зерновым составом.

В последние годы с успехом начали использовать комплексные гидрофобно-пластифицирующие добавки, содержащие наряду с гидрофобными функциональными группами также и гидрофильные, что придает  им   универсальность воздействия и на тощие, и на жирные растворные и бетонные смеси. Гидрофобные добавки влияют и на процессы твердения, способствуют образованию цементного камня с более однородной и мелкозернистой структурой. Растворы и бетоны на портландцементах с этими добавками характеризуются меньшей водопроницаемостью и повышенной морозостойкостью. 

Гидрофобные пленки на поверхности зерен цемента несколько замедляют процессы твердения, особенно в первые сроки, однако это с избытком компенсируется положительными свойствами гидрофобизмрованных цементов. Некоторое замедление скорости твердения гидрофобизмрованных цементов иногда устраняют вводом в них 0,5—1 % хлористого магния или сернокислого алюминия. Для этой же цели разработаны многокомпонентные гидрофобно-пластифицирующие добавки, включающие органические вещества, ускоряющие процессы твердения. Свойства таких добавок регламентированы нормативными документами.

Портландцементы с гидрофобными добавками целесообразнее всего применять при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного и других видов строительства, где наиболее эффективно используются его специальные свойства (повышенная водонепроницаемость, стойкость против попеременного замерзания и оттаивания, увлажнения и высыхания и др.), Весьма рационально применять гидрофобизироваиный цемент для облицовки и оштукатуривания зданий. Это уменьшает опасность появления выцветов.