1Сурет – Сұйықтың қатты денеге жұғу сызбасы

= (_2–3 – _1–3)/ _1–2 = В.

Мұндағы шамасы В жұғу деп аталады. Жұғу жағдайы өзгергенде бұл бұрыш өзгереді. Толық жұғуға ( = 0) В=1 жауап беретіні анық. Сұйық қатты денеге олардың молекулаларының арасындағы әсер аз болған сайын жақсы жұғады. Аз беттік кернеулікке ие болған полярсыз сұйықтар, негізінде беттерге жақсы жұғады. Бұл жағдайда алынған екі сұйықтықтан дененің бетіне, қайсысының қатты денемен полярлық айырмашылығы аз болса сол жақсы жұғады.

Гидрофобтаушы қоспалар кеуектер мен капиллярлар қабырғаларына гидрофобтық қасиет беретін заттар.

Гидрофобтық қоспаларды бетонға мына мақсатта қосады:

- бйымның беті мен кеуектер мен капиллярлардың қабырғаларына судың жұғуын төмендету үшін;

- бетон араласпасындағы газ немесе ауа көпіршіктерінің біркелкі таралуы есебінен болатын араласпаның жылжымалылығы мен байланыстылығын арттыру үшін.

Әсер ету механизміне байланысты гидрофобтаушы қоспалар үш топқа жіктеледі:

Бірінші топтағы қоспалар сенімділік талаптарына сәйкес бетонның сусіңіргіштігін 5 есе төмендетуі тиіс (28 тәуліктен соң). Бұл топтағы қоспаларға: Фенилэтоксисилоксан, натрийдің алюмометилсилоконаты, ПластИЛ, ГИДРОБЕТОН, асфальтит жатады.

Екінші топтағы гидрофобтаушы қоспалар бетонның сусіңіргіштіғін 2.....4,9 төмендетуі қажет (28 тәуліктен соң). Бұл топтағы қоспаларға: полигидросилоксандар, КОМД-С кешенді органо-минералды қоспасы, мырыш стеараты, кальций стеараты, Гидрофоб-Е, Сементол-Е жатады.

Үшінші топтағы гидрофобтаушы қоспалар бетонның сусіңіргіштігін 1,4.....1,9 төмендетуі қажет (28 тәуліктен соң). Бұл топтағы қоспаларға: ССП қоспасы, ГКЖ -10, ГКЖ -11 жатады.

Гидрофобтаушы қоспалардың әсер ету механизмі төмендегідей: олар цемент гидратациясы өнімдерімен жанасқан кезде кеуектер мен капиллярлардың қабырғаларына ұсақ тамшы түрінде, гидрофобтық қабықша ретінде қонады. Осының нәтижесінде беттік кернеулік күштері суды кеуектерден ығыстырып шығаратын теріс жұғу бұрышы түзіледі.

Гидрофобтаушы қоспаларды қолданудың тиімділігі ГОСТ 30459 сәйкес бетонның сусіңіргіштігі төмендету дәрежесіне сәйкес анықталады.

К_с = W_қ / W_б, , %

Мұндағы: W_б бақылау үлгілерінің сусіңіргіштігі, W_қ, қоспалы үлгілердің сусіңіргіштігі.

Цемент жүйелерінде гидрофобтаушы қоспаларды қолдану тығыз, біртекті құрылымды қалыптастырады. Бұл макрокеуектер өлшемдерінің кішірейуі мен олардың цемент тасында біркелкі таралуымен түсіндіріледі.гидрофобтаушы қоспалар цемент гидратациясы өнімдерін молификациялауға мүмкіндік береді. Мәселен асфальтит қоспасын газдыбетондарды гидрофобтау үшін қолдану цемент гидратациясы нәтижесінде төменгінегізді гидросиликаттарды алуға және жаңатүзілімдердің дисперсиялық дәрежесін арттыруға мүмкіндік береді. Бұл өз кезегінде бетонның физика-механикалық қасиеттерін жақсартады.

Аязға қарсы қолданылатын қоспалар.

Бетондар мен ботон араласпаларының төмен температурада қатаюы, цемент гидратациясы процессінің бояулауы есебінен төмендейді. –3⁰С -6⁰С температурада бетондағы су қатады және тұтқыр заттың гидротациясы мен бетонның қатаюы тоқтайды. Температураның көтерілуі нәтижесінде су қайта ери бастайды, бірақ судың қатуы нәтижесінде оның көлемі ұлғайып, цемент тасын көпсітеді, соның нәтижесінде толтырғыштың цементпен ұстасуы нашарлап, бетонның беріктігі төмендейді.

Сондықтан бетонның қажетті беріктігін жинауын қамтамасыз ету үшін, тұтқыр заттың қатаю процессінің қарқынды жүруіне ықпал ететін сұйық фазаның болуын қамтамасыз етуі қажет.

Құрылыс алаңдарында бетонның қатаюы үшін қажетті температуралық жағдай қамтамасыз етілмеген жағдайда – бетонның құрамына судың қату температурасын төмендететін және бетонның төмен температурада қатуына мүмкіндік беретін заттарды қосу қажет.

Қазіргі кезде құрылыс практикасында кең түрде қолданылып жүрген аязға қарсы қолданылатын қоспалар, бұлар қоспалар электролиттер: Патош (П, К₂СО₃), НН, - натрий нитраты, ХК – кальций хлориді, НК – кальций нитраты, ННК- кальций нитраты нитриді, ННХК- кальций нитраты нитриді хлоридыі және олардың комплекетері НК+ХН, НК-М, ННХК+М

Бұл қоспалардың бәрі де бетонның қатаюы мен ұстасуын жылдамдатушы қоспалар болып табылады, бірақ «салқын» бетондардағы олардың концентрациясы 0⁰С жоғары температурадағы концентрациясынан 2-3 есе артық болады.

Экономикалық жағынан ең тиімді аязға қарсы қолданылатын қоспа аимияк суы болып табылады (NН₄ОН). Себебі аммияк суы мен Н₂СО₃ суды ерітінділерінің қатуы кезіндегі көлемдік ұлғаюы төмен, соның есебінен қату кезіндегі көлемдік ұлғаюдан болатын деформацияларға қауіпсіз.

1. Басқа қоспалармен салыстырғанда аммиякты су бетон коррозиясын болдырмауымен бірге, темірбетон бұйымдарындағы арматураның коррозиясынан қорғаушы анодты ингибатор қызметін атқарады.

Cl ^- NH₄Cl

2. Қоспа арматураның бетонмен ұстасуын төмендетпейді, аязғатөзімділікті төмендетпейді.

Аммияк суының ұсынылатын концентрациясы.

Сыртқы ортаның есептік температурасы, 00С	Аммияк суының концентрациясы, %
- 10 дейін - 10 - 20 - 20 – 35 - 35 төмен	5 10 15 20

Аязға қарсы қолданылатын қоспалар әсер ету механизміне сәйкес 2 топқа жіктеледі.

І топ. Бірінші топтағы қоспаларға бетонның қатаюы мен ұстасуын аздап тездететін немесе бояулататын, яғни құрылымтұзаудің жылдамдығына әсер етпей, тек суйық фазаның қату температурасын төмендететін заттар жатады (антифриздер). Бұл топқа ХН, НН, М т.б. жатады.

Судың қату температурасының төмендеуі жоғарыда аталған заттар суда ерігенде, олар сумолекулалары мен әрекеттесіп белгілі дәрежеде берік сольватты қосылыстар түзеді.

+ ^_

N aNO₃+H₂O Na + NO₃

Сондықтан суды мұзға айналдыру үшін тек су молекулаларының қозғалыс жылдамдығын төмендетуге ғана емес, сонымен бірге сольваттарды ыдыратуға да энергия жұмсау қажет.

Екінші топтағы қоспаларға нашар антифриздік қасиет көрсететін , бірақ бетонның қатюын күшті жылдамдататын қоспалар жатады(Fe ₂ (SO₄)₃); Al SO₄ т.б.). Бұл қоспалар бетон қатаюының алғашқы микрокаппиялары құрылысымен қалыптастыруға мүмкіндік береді. Бұл нашар еритін қалыптастардың түзілуімен жүретін алмасу реакциялардың нәтижесінде болады. Бұл жағдайда бетонның төмен температурада қатаюы, цемент тасының микрокапиллялары құрылымындағы су қатпастан, клинкер минералдарының гидрациялану процесин қамтамасыз етуімен түсіндіріледі. Әсіресе тұздың концентрациясы жоғары, ал капиллярлар диаметрі төмен болған сайын судың қату температурасы төмендейді. Оған қоса қоспалардың тұтқыр зат гидратациясы өнімдерімен әрекеттесуі бетонның қатаюына қолайла әсер ететін жылу бөлу арқылы жүреді.

Үшінші топтағы қоспаларға күшті антифриздік қасиет көрсететін және бетонның қатаюы мен ұстасуын жылдамдататын қоспалар жатады.

Оларға: П; ХК; FeCl₃; ННХК; ННХК + М т.б жатады.

Бетонның қатаюы мен ұстасуы бұл қоспалардың цементтің силикатты құраушыларының ерігіштігін арттырады, гидратация өнімдерімен қос тұздар түзу есебінен жылдамдайды.

Аязға қарсы қоспаларды таңдау.

Аязға қарсы қоспаны конструкцияның түрі мен эксплуатациялық жағдайы, құрырылыстың жүргізілу температурасы, метеаролгиялық жағдайларға байланысты таңдайды.

Таңдалған қоспаның мөлшері бетонның класына, цементтің белсенділігіне, бетон араласпасының жылжымалылығына, толтырғыштардың ең жоғары ірілігі мен дәндік құрамына байланысты анықталады.

Қоспаның бетон араласпасында біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін қосыпаны жұмысшы концентрациядағы ерітінді ретінде қосу қажет.

Аязға қарсы қоспаның мөлшері мына формуламен анықталады:

Қ = С · К_Қ.З, кг/м³

мұндағы С – бетон араласпасына ендірілетін су шығыны, л/ м³ .

К_Қ.З – судың қажетті қату температурасына байланысты 1 л берілген конциентрациядағы сулы ерітіндідегі құрғақ заттың мөлшері, кг/л.

Жоғарыдағы формуа бойынша анықталған қоспа шығынын, цементтің шығынына байланысты оның бетондағы мүмкін болған құрамымен салыстыру қажет.

С = Қ · 100/Ц

Мұндағы Ц – 1 м³ бетон үшін цемент шығыны. Егер анықталған С мәні нормативті мәннен артық болса, қоспаны тек қана болат коррозиясының ингибиторымен бірге қолдануға болады.

Аязға қарсы қоспамен бетон құрамын есептеу.

М: В 15 кластағы қыздырылмаған толтырғыштар негізіндегі бетон құрамын таңдау қажет.

Араласпаның жылжымалылығы бойынша маркасы П1 болған жоғары температурада алынатын бетонның құрамы төмендегідей:

Ц = 310 кг: Қ = 620 кг, Щ = 1315 кг, С = 155 л.

Бетонның қатаю температурасы – 10^о С.

Аязға қарсы қолданылатын қоспа ХК және НК.

Берілген құрамдағы араласпа үшін

С/Ц = = 0,5.

- 10^о С. Температурада бетонды қатайту үшін 2,5 % ХК + 4% ХН құрамдағы кешенді қоспа қолданылады. (№12 табл. Косторных. Хим. добавки для бетонов и растворов).

Берілген цементің шығынына сәйкес қоспалардың шығынын есептейміз:

ХК үшін 310 · 0,025 = 7,8 кг

ХН үшін 310 · 0,04 = 12,4 кг

Жұмысшы ерітіндінің концентрациясы әрбір қоспаның эвтектика температурасына сәйкес таңдалады.

ХН үшін эвтектика температурасы Тэ = - 21,1^оС, ал

ХК үшін Тэ = - 55^оС. тең.

а) ХН үшін – С = 23 % жұмысшы ерітінді дайындау қажет. Оның 20^оС температурадағы тығыздығы ρ = 1,172 г/см³ , ал

яғни. 1000 г еріт. - 230 г. қоспа бар.

мл

одан. 853 мл – 230 г

1000 мл – х. х = 270г ≈ 0,27 кг

К_Қ.З = 0,24 кг/л

б) ХК үшін. С = 31% жұмысшы ерітінді дайындау қажет.

ρ₂₀=1,293 г/см³.

одан 1000 г ер – 310 г ХК ба

одан 773 мл – 310 г ХН

1000 мл – К_Қ.З.

К_Қ.З =

1 м³ бетон алу үшін әрбір қоспанын жұмысшы концентрациясының шығыны:

ХК ерітіндісі: 7,8 кг/0,401 = 19,5 л

ХН ерітіндісі: 12,4 кг/0,27 = 45,9 л

Ерітінділердегі таза судың мөлшері:

ХК ерітінделерде: 1,293 · 19,5 – 7,8 = 17,4 л

ХН ерітінделерде: 1,173 · 45,9 л – 12,4 = 41,4 л.

Құм (3 %) мен қиыршық тастың (1,5%) табиғи ылғалдығы бойынша судың мөлшерін азайту қажет.

∆ С = 620 · 0,03 + 1315 ·1,5 = 38,3 л.

Сонда 1 м³ бетон алу үшін судың шығыны.

С_қ = 155 л – 58,8 л - 38,3 л = 57,9 л.

Бетон құрамы:

Ц = 310 кг.

Қ = (630 · 1,03) = 638,6 кг.

Ш = (1315 · 1,015) = 1334,7 кг.

С = 57,9 л.

ХК ер-і = 19,5 л.

ХН ер-і = 45,9 л.

Аязға қарсы қоспалармен бентондарды алу үшін шикізаттық материалдарға қойылатын талаптар

1.Аязға қарсы қоспалармен бетон дайындау үшін тез қатаятын портландцементтер, қоспасыз портландцементтер және М400 төмен емес маркадағы минералды қоспалар негізіндегі, құрамында үш калцийлі алюмианаттың мөлшері 10 % артық болмаған портландцементтер қолдануға болады.

Аязға төзімділік бойынша маркасы Ғ 100- ден жоғары бетондар өрдіру қажет болған жағдайда құрамында үш үш калцийлі алюмианат мөлшері 6% аспайтын портландцемент қолдану қажет.

2.Аязға қарсы қоспалардың жұмысшы ерітінділерін дайындау үшін ГОСТ 23732 талаптарына жауап беретін су қолданылады.

3.Натрий және калий тұздары негізіндегі аязға қарсы қоспалармен бетон алу үшін қолданылатын толтырғыштар үшін реакциялық қабілеті жоғары (опал, халцедон, обсидион, цеолит) кремнезем қоспалар болмауы тиіс. Себебі ондай қоспалардың болуы, әсіресе ылғалды ортада қарқынды дамитын сілтілік коррозияның қарқындауына алып келеді. Нашар кристалданған кремний қышқылының, аталған қоспалармен бетондардың сұйық фазасында пайда болып , микро және макро заттардың пайда болуына алып келеді.

4.Қажетті кластағы және жылжымалықтағы бетон құрамын таңдау белгілі дәстүрлі әдістер көмегімен алдын қоспасыз бетонның құрамын таңдау, содан соң бетон араласпасының белгілі жылжымалығы негізінде қоспамен таңдау жүргізіледі.

Қоспалы бетонның жылжымалылығы қоспасыз бетонның жылжымалығындай таңдалады, бірақ бетонның бастапқы мерзіміндегі қатаюын тездететін болғандықтан, бетонның жылжымалығын төмендетуге тырысу қажет.

Аязға тозімділігі Ғ 100, ал су өткізбеу қабілеті W4 жоғары бетон құрамын таңдау кезінде, араласпа 30 минуттан қоюланатын болса, араласпанның құрамына қатаюды тежейтін қоспалар қосу қажет.

5. Аязға қарсы қоспаның тиімділігі төмен температурада қатаятын бетондардың беріктігін жинауы негізінде анықталады.

Аязға қарсы қоспалар негізіндегі бетондардың негізгі қажетті қасиеттерін анықтау үшін үлгілер ГОСТ 30454 талаптары негізінде дайындалады.

Төмен температурада қатаятын батон беріктігінің ∆R өзгеруі төмендегі формуламен анықталады.:

∆R=(Rқ ²⁸∕ R²⁸_Б ) x 100 %

мұндағы : Rқ ²⁸ - 28 тәулікте мүздату камерасында болып, ауада ерітілген қоспалы бетонның беріктігі ,МПа.

R²⁸_Б – қалыпты жағдайда қатайған, бақылау үлгінің беріктігі, МПа.

6. Қыс мезгіліндегі қажетті нормативтер мен талаптарға жауап беретін бұйымдар мен конструкциялар алу үшін белгілі бір міндетті жағдайларды орындау қажет :

- қыздырылған толтырғыштармен қоспалы бетон араласпасын дайындау дәстүрлі технологиядан ерекшеленбейді;

- суық материалдармен жұмыс істеген кезде, алдымен бетонараластырғышқа толтырғыш пен жұмысшы концентрациядағы қоспа ерітіндісі ендіріліп, 1,5-2 минут араластырғаннан соң, 4-5 минут көлемінде араластыру арқылы цемент ендіреді ;

- дайындалатын бетон араласпасының температурасы өндіріс жағдайларына сәйкес, араласпаның ұстасу мерзімін, бетонды қалыпты кезіндегі жылу жоғалтуы мен жұмыстың техника – экономикалық көрсеткіштеріне сәйкес таңдалады;

7 Массивті конструкцияларды бетондау кезінде қалыптанған бетон қабаттарындағы температура, қажетті температурадан төмендеп кетпеуін қадағалау қажет.

- Монолитті бетонды және темірбетонды бұйымдардың ылғалды жоғалтуын немесе атмосфералық ылғалдың әсерінен шамадан тыс ылғалдануын болдырмау үшін, оларды гидроизоляциялық материалмен қаптап қою қажет.

- бетонның қажетті критикалық беріктігін жинау үшін, бетонның бетін жылудоғарғыш материал қабатымен жауып тастау қажет(опилка, шлак, құм, топырақ, қар). Критикалық беріктік деп - келесі қатаю кезінде, оның қолдану бағытына сәйкес негізгі көрсеткіштерін төмендетпейтін беріктік айтылады. М: В 15 кластағы бетон үшін ол жобалық беріктіктің 30 %, В 22,5 бетон үшін -25%, В30 бетон үшін - 20% құрайды.