Модификаторы цементных систем и разновидности модифицированных цементов. Пластификаторы, регуляторы схватывания и твердения, пенообразователи, гидрофобизаторы.
Модифицированные цементы - это цементы содержащие, различные модификаторы в небольших количествах от сотых долей процентов до 3-4 %. К ним относят ПЦ с добавкой пластификаторов, суперпластификаторов, воздухововлекающих добавок, ускорители и замедлители схватывания, гидрофобизаторов. Значение модификаторов - улучшение свойств цементного камня.
Наиболее распространены такие пластифицирующие добавки, как сульфонаты
(R-SO3)n,n=4-20.
Все добавки разжижители делятся на две группы:
-пластификаторы (W<20%);
-суперпластификаторы (W<20-30%).
К пластификаторам относятся ССБ (сульфидно-спиртовая барда), СДБ (сульфидно-дрожжевая бражка), ЛСТ (лигно-сульфонат технический). ЛСТ - очень дешевая добавка, расход её небольшой 0,1-0,3% от массы цемента. Серьезный недостаток ЛСТ состоит в том, что его состав и свойства нестабильны (зависит от типа древесины).
Самым эффективным суперпластификатором является С-3 (сульфированный нафталин). С-3 является веществом с очень стабильными свойствами, но у него большой расход 0,4-2,5% от массы цемента и он на порядок дороже ЛСТ.
Е
ще
одним эффективным суперпластификатором
является меламин. Их
применение дает возможность: снизить
водопотребность до 30%, позволяет получить
на рядовых цементах высокомарочные
бетоны, уменьшить расход цемента
на 50-100 кг, получить бетон с высокой
морозостойкостью.
Замедлители схватывания
Самым сильным замедлителем схватывания является НТФ (нитрилотриметилфосфоновая кислота). Сахара в малых количествах являются замедлителями. Сильная группа замедлителей - это фруктовые кислоты (лимонная и винная кислоты).
Механизм замедления - органические молекулы адсорбируются на частицах вяжущего и гидратных фаз и тем самым замедляют отток продуктов гидратации от поверхности и приток молекул воды. Обычно аномальное схватывание можно снять замедлителей схватывания, при этом нормализуется интервал схватывания.
Ускорители схватывания - в основном это сахара или многоатомные спирты R-(OH)n , n>2 , также многоатомные альдегидоспирты , ПСК(3-4%), жидкое стекло. Роль добавок ускорителей схватывания заключается в основном в активации процесса гидратации цемента, вызывающей ускоренное образование гелей. В результате энергичных реакций обмена ускоренно выделяется свободная известь в раствор и повышается растворимость силикатных составляющих цемента.
Вспенивающие добавки - это добавки имеющие в составе C15-H31-SO4 сульфонол. Есть и катионоактивные добавки C15-H31-NH2. Пенообразователи вводятся в больших количествах, и получается пенобетон на 2/3 состоящий из пор. Пенообразователи особенно на основе сульфонолов до 0,2-0,3% получают пенобетон с высоким содержанием пены с р = 200...800кг/м3. Он используется для производства стеновых блоков, слоистых стен.
В тропиках или на крайнем севере, когда цемент завозится раз в год и долго хранится, он поглощает много воды и теряет активность. Для этого применяют гидрофобизированный цемент (цемент с гидрофобными добавками).
При помоле цемента вводиться 0.05-2% органического мыла, отходы промышленности. При этом гидрофобизатор адсорбируется на поверхности цемента, она приобретает водоотталкивающие свойства. Гидрофобизированный цемент может в течение нескольких месяцев храниться, не теряя свойств.