42.Механизм действия добавак ускорителей и замедлителей при твердении бетонных смесей.

Введення добавок до складу бетонної суміші дозволяє регулювати терміни її тужавлення і твердіння. Цей вид добавок можна розбити на дві групи: прискорювачі і сповільнювачі твердіння.

До добавок-прискорювачів твердіння бетону відносяться хлориди (хлорид кальцію - ClК, хлористий натрій - NaCl і калій - КС1, залізо - FeCi3, амоній - NH4CI і соляна кислота - НС1, сульфати (натрію, кальцію та ін.), нітрати (натрію - НН, кальцію - НК) і комплексні (нітрнт-нітрат-сульфат натрію - ННС, нітрит-нітрат-хлорид кальцію - ННХК та ін.). Вводяться добавки з водою замішування в кількості 0,5...3% від маси цементу в перерахуванні на суху речовину.

Необхідно врахувати, що хімічні добавки при відомих концентраціях прискорюють тужавлення і твердіння бетону, а в інших кількостях, навпаки, сповільнюють. Тому кількість добавки прискорювача тверднення, як правило, встановлюється дослідним шляхом. Одночасно необхідно стежити за тим, щоб застосована кількість обраної добавки не погіршувала інших властивостей бетону: міцності, деформативності тощо.

Механізм дії добавок зводиться до прискорення процесу взаємодії води (рідини) і цементного порошку. Це здійснюється впливом добавок на природу кожного з цих компонентів або одночасно того чи іншого. Введенням добавок прискорювачів змінюється хімічний склад і pH середовища, активність іонів та іонна сила розчину (міра інтенсивності електричного поля, яке створюється іонами в розчині), підвищується концентрація коагулюючих катіонів у розчині або виникають багатоводні фази складного складу

Прискорювачі твердіння інтенсифікують процеси гідратації. Підвищується розчинність мінералів цементного клінкера у воді з добавками. Підсилюється адсорбційне і хімічне диспергування зерен цементу, що призводить до збільшення їхньої питомої поверхні. Повнота гідратації зерен цементу збільшується.

За механізмом дії добавки-прискорювачі твердіння бетону можуть бути поділені на три класи:

1. Добавки, які змінюють розчинність в’яжучого, але не вступають з ним у хімічну реакцію.

2. Добавки, хімічно взаємодіючі з в'яжучим і утворюючі важкорозчинні з'єднання.

3. Добавки - готові центри кристалізації.

Передбачається, що в майбутньому використання хімічних добавок повинно стати основним напрямком розвитку технології бетону і поступово витиснути методи інших енергетичних впливів, у першу чергу теплову обробку.

43. Тверднення бетону при тепловій обробці Чому при тепловій обробці в пропар очних камерах його кінцева міцність менша ніж при твердінні в нормальних умовах( т- 20+- 2 градуса, W>90% відносна вологість)

При підвищених температурах до 100 °С бетон твердіє в умовах нормального атмосферного тиску; а при 175...200 °С - в умовах насиченої водяної пари підвищеного (0,8... 1,5 МПа) тиску.

Теплова обробка бетону при нормальному тиску і температурах до 100 °С зводиться лише до прискорення хімічних реакцій між мінералами цементу і водою. Таким чином, усі процеси, які обумовлюють тужавлення і твердіння цементу (бетону), при тепловій обробці істотно прискорюються, які при звичайному твердненні відбуваються протягом декількох днів і місяців, при пропарюванні завершуються протягом декількох годин.

Тверднення цементу при підвищених температурах може призвести до передчасного припинення процесів гідратації, які швидко протікають у початковий період. Тому висока температура повинна поєднуватися з достатньою вологістю середовища твердіння і захисту відкритих поверхонь бетонних виробів від випару вологи. Теплова обробка вимагає підвищення витрати цементу і, отже, збільшення вартості матеріалів і тим більшої (7... 13%), чим вища відпускна міцність бетону (20...40 МПа). Тверднення бетону в середовищі насиченої водяної пари підвищеного тиску здійснюється в автоклавах. Підвищений тиск насиченої пари обумовлює можливість збереження води в капельнорідкому стані при температурах вище 100°С За таких умов не тільки значно збільшується швидкість гідратації, але й утворяться якісно нові продукти гідратації При максимальній температурі (температурі ізотермічної видержки) створюються найбільш сприятливі умови для взаємодії Са(ОН)2 і SiO2 з утворенням гідросилікатів кальцію.

При зниженні температури доступ пари припиняється і починається інтенсивне випарювання вологи з бетону.

Таким чином, теплова обробка призводить до виникнення великої кількості кристалічної фази, однак у порівнянні з бетоном, який твердіє в нормальних умовах, кристали розташовані хаотично, їхні розміри більші, а якість їхнього зрощування (контакту) нижча. Це призводить до зменшення площі контактів між кристалами і до можливого зниження кінцевої міцності цементного каменю.