Бақылау сұрақтары:

1. Ылғалың агрессивті әсері неде?

2. Жұғу бұрышының шамасын қалай анықтайы?

3. Гирофобтаушы қоспалар деп қанай заттары айтады?

4. Гирофобтаушы қоспаларың әсер ету механизмі қандай?

5. Гидрофобтаушы қоспаларың тиімілігі қалай анықталады?

6. Гидрофобтаушы қоспаларды қолданудың тиімділігі неде?

7. Аязға қарсы қоспалар деп қандай қоспаларды айтады?

8. Аязға қарсы қоспалар қалай жіктеледі?

9. Бірінші топтағы аязға қарсы қоспалардың әсер ету механизмі қандай?

10. Екінші топтағы аязға қарсы қоспалардың әсер ету механизмі қандай?

11. Үшінші топтағы аязға қарсы қоспалардың әсер ету механизмі қандай?

12. Аязға қарсы қоспалар қандай факторлар негізінде таңдалады?

13. Қоспалардың жұмысшы концентрациялы ерітіндісін дайындау қалай жүзеге асырылады?

14. Эвтектикалық температура дегеніміз не?

15. Қоспаның шығыны қалай есептеледі?

16. Аязға қарсы қоспалармен бетон алу кезінде тұтқыр заттың құрамына қандай талаптар қойылады?

17. Натрий тұздары негізіндегі аязға қарсы қоспалармен бетон алу кезінде бетонның құрамына қандай талаптар қойылады?

18. Аязға қарсы қоспалармен бетон қалыптастыру технологиясының ерекшеліктері қандай?

19. Критикалық беріктік дегеніміз не?

Ұсынылатын әдебиеттер тізімі:

1. Ратинов В.Б. и др. Добавки в бетоны.-М.: ВІІІ., 1989. 276с.

2. Вавржин Ф. Химические добавки в бетон .-М.: ВІІІ., 1964. 256с.

3. Косторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растверы. Р-н-Д. Феникс. 2007. 179с.

4. Ратинов В.Б. и др. Химия в строительстве. Стройиздат ,1977. 248с.

5. Хигерович М.Н. Физико-химические методы исследования строительных материалов. М. 1968. 234с.

6. Гост 24211-91. Добавки для бетонов. Обшие технические требования.-М.: Изд. Стандартов. 1992г. 20с.

7. Афанасьев Н.Ф. Добавки в бетоны и растворы.-К.: Будивельник, 1989. 128с.

8. Жуков А. Цементы. Добавки в бетонные и растворные смеси. –М.: НТС Стройинформ, 2002г. 213с.

Тақырып 26. Минералды қоспалар

Дәрісті өту жоспары:

1. Минералды қоспалар, олардың жіктелуі.

2. Белсенді емес минералды қоспалар, олардың әсер ету механизмі.

3. Белсенді минералды қоспалар, олардың әсер ету механизмі.

4. Гидравликалық белсенді минералды қоспалар, олардың әсер ету механизмі.

5. Пуццалонды әсері бар минералды қоспалар, олардың әсер ету механизмі.

Табиғи және техногенді шикізаттардан алынатын минералды қоспалар ұнтақ заттар бола отырып, химиялық модификаторлардан суда нашар еруімен және бетонның қатты фазасының ұсақдисперсті құраушысы болуымен ерекшеленеді.

Ұнтақ минералды қоспалар химиялық құрамы мен әсер ету механизміне байланысты негізгі үш топқа жіктеледі:

• белсенді емес – толықтырғыш - -қоспалар, тек микротолықтырғыш қызметін атқарады;

• жеке немесе жасырын гидравликалық немесе пуццоланды белсенділікке ие белседі минералды қоспалар;

• Пластификациялаушы, яғни сумен араластырған кезде коллойдты клей түзе отырып, судың көп мөлшерін физикалық байланыстыра алатын жоғарыдисперсті минералды заттар.

Белсенді емес – толықтырғыш – қоспалар бұлар табиғи немесе өндіріс қалдықтарынан алынатын, құрамында кристалды кремнезем, глинезем және басқа да заттар болатын, жасырын гидравликалық белсенділігі жоқ, ұсақдиперсті заттар. Бұл қоспалардың әсер ету механизмі цемент қамырын түзушу компоненттердің меншікті бетін арттыра отырып, берік байланысатын адсорбциялық судың көлемін арттырады. Бұл толтырғыш дәндерінің бетін толық және қалың қаптауға мүмкіндік беретін цемент қамырының қажетті мөлшерін алуға және қажетті жайғасымдылықтағы бетон араласпасын алуға мүмкіндік береді.

Табиғи материалдардан алынатын белсенді емес толықтырғыш қоспаларға: сазды жыныстардан, әктаст-құмды саздардан, доломитті әктастардан, құмнан алынатын толықтырғыштар жатады.

Өндіріс қалдықтарынан алынатын белсенді емес минералды қоспаларға, құрамында негізінен темір, алюминий және кремний оксидтері болатын домна газдарынан ұстап қалынатын калошникті шаң, құрамында темір, кремний, алюминий, кальций және магний оксидтері болатын ұсақдиперсті – ұнтақталған жанған жыныс жатады (көмір өндіру қалдықтары).

Белсенді емес минералды қоспалар мына талаптарға жауап бері тиіс:

• ұнтақталуы 3500 см²/г меншікті беттен кем болмауы немесе № 0,08 електегі қалдық 15% артпауы тиіс;

• қоспалар біртекті және заттық құрамы жөнінен тұрақты болуы, бетонның беріктігі мен коррозиялық тұрақтылығын төмендететін қоспалары болмауы тиіс;

• құрамында органмкалық қоспалары аз болуы тиіс.

Белсенді минералда қоспалар – толықтырғыштар – бұл табиғи немесе өндіріс қалдықтарынан алынған, ұсақдиперсті немесе цементтің ұнақтығына дейін ұнтақталған және құрамында негізінен аморфты кремнезем болатын (50% дейін), гидравликалық белсенділік пен пуццоландық әсері бар заттар.

Белсенді минералды қоспларды алу үшін шөгінді және жанартаулы жыныстар мен өндіріс қалдықтарының кейбір турлері қолданылады:

• шөгінді тау жыныстарынан – диатомит, трепел, трепелді апока, кремнеземді апока тәрізді жыныс қолданылады;

• жанартаулы жыныстардан – жанартаулы туф және пемза, күйдірілмеген перлит т.б. қолданылады;

• өндіріс қалдықтарынан – ЖЭС күлі және шлагы, жанатын сланецтердің күлі, түйіршіктенген домна шлагы, фосфор шлагы қолданылады.

Гидравликалық белсенді минаралды қоспалардың әсер ету механизмі, цементтің гидратациясы кезінде, С₃S гидролизденуі нәтижесінде бөлінетін әкпен химиялық әрекеттесуне негізделген. Бұл кезде негізінен С- S – Н (В) типтегі төменгі негізді кальций гидросиликаттары, гидроалюминаттары және гидроферраттары түзіледі. Олар цемент тасының гель құраушыларын арттыра отырып, бетонның беріктік және деформациялық қасиеттерін арттырады.

Пуццалонды әсері бар ұсақдисперсті минералды қоспалардың әсер ету механизмі белсенді кремнеземнің әкпен әрекеттесуіне саяды:

SiO₂ + Ca(OH)₂ + nH₂O = (B) CaO * SiO * H₂O

Оған қосымша минералды қоспа бөлшектерінің өлшемдері, цемент бөлшектерінің өлшемдерімен бірдей болғандықтан пластификациялаушы эффект те байқалады.

Кальций гиросиликаттарының түзілуі қоспаларың белсенді бөлігін бетонның құрылымтүзілуіне араластыра отырып, цемент қамырының тығыдзығы мен беріктігінің артуына ықпал етеді.

Сонымен бірге цемент қамыры структурасындағы бос күйіндегі кальций гидроксиді мөлшерінің төмендеуі бетонның бірінші және екінші реттегі коррозияға төзімділігін арттырады.

Цемнеттің белгілі бір бөлігінің орнын алмастыратын белсенді минералды қоспалар - бұл төменгінегізді силикаттар,

Бақылау сұрақтары:

1. Минералды қоспалар дегеніміз не?

2. Минералды қоспалар қалай жіктеледі?

3. Белсенді минералды қоспалардың әсер ету механимі қандай?

4. Белсенді емес минералды қоспалардың әсер ету механизмі қандай?

5. Пуццалонды әсері бар минералды қоспалардың әсер ету механизмі қандай?

Ұсынылатын әдебиеттер тізімі:

1. Ратинов В.Б. и др. Добавки в бетоны.-М.: ВІІІ., 1989. 276с.

2. Вавржин Ф. Химические добавки в бетон .-М.: ВІІІ., 1964. 256с.

3. Косторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растверы. Р-н-Д. Феникс. 2007. 179с.

4. Ратинов В.Б. и др. Химия в строительстве. Стройиздат ,1977. 248с.

5. Хигерович М.Н. Физико-химические методы исследования строительных материалов. М. 1968. 234с.

6. Гост 24211-91. Добавки для бетонов. Обшие технические требования.-М.: Изд. Стандартов. 1992г. 20с.

7. Афанасьев Н.Ф. Добавки в бетоны и растворы.-К.: Будивельник, 1989. 128с.

8. Жуков А. Цементы. Добавки в бетонные и растворные смеси. –М.: НТС Стройинформ, 2002г. 213с.

Тақырып 17. Кешенді қоспалар

Дәрісті өту жоспары:

1. Кешенді қоспалар, оларды қолданудың тиімділігі.

2. Кешенді қоспалардың жіктелуі.

3. Бірінші топтағы кешенді қоспалардың әсер ету механизмі.

4. Екінші топтағы кешенді қоспалардың әсер ету механизмі.

5. Үшінші топтағы кешенді қоспалардың әсер ету механизмі.

6. Төртінші топтағы кешенді қоспалардың әсер ету механизмі.

7. Бесінші топтағы кешенді қоспалардың әсер ету механизмі.

Химиялық қоспаларды қолдану тәжіріибесі көптеген жағдайларда кешенді қоспаларды қолданудың тиімді екекндігін көрсетуде. Моноқоспалар бетон мен бетон араласпасынңың белгілі бір қасиеттерін жақсарта отырып, басқа қасиеттерінің төмендетуі, соған сәйкес қоспаны қолданудың тиімділігін төмендетеді. Мәселен, нашар және орташа пластификациялаушы қоспаларды қолдану кезінде бетон араласпасының жылжымалығы артқанмен, бетонның беріктігі төмендеп кетуі мүмкін. Көптеген моноқоспалармен бетон араласпаларындағы судың қату температурасын төмендетуге болады, бірақ олардың кейбіреулері цемент қамырының ұстасуын тездетеді және болаттың коррозиясын қарқындатады. Сондықтан моноқоспаларды қолдану кезіндегі кемшіліктерді болдырмау мақсатында, бетонның құрамына ендірілетін тиімді кешенді қоспалардың құрамын таңдау қажет болады.

Кешенді қоспалар әсер ету механизмі мен қатаятын бетон мен араласпалардың негізгі қасиеттеріне әсер етуіне байланысты шартты түрде бес топқа жіктеледі:

- беттік белсенді заттардың араласпалары;

- ББЗ мен электролиттердің араласпалары;

- электорлиттердің араласпалары;

- суперпластификаторлар негізіндегі кещенді қоспалар;

- полифункцианальды әсер етуші көпкомпонентті қоспалар.

Бірінші топтағы қоспалар гидрофобты және гидрофильді табиғаттағы заттар қоспасынан тұрады. Гидрофильді-гидрофобты кешенді пластификациялаушы қоспалар әр түрлі минералогиялық құрамдағы цементтер мен олардың бетондағы шығыны үшін универсал әсер етеді. Бірінші топтағы қоспалар жоғары пластификациялашы эффект көрсетумен бірге бетон структурасы мен қасиеттерін қажетті бағытта өзгертеді. Бұл қоспалармен бетон араласпасының алғашқы жылжымалылығы 2-3 сағатқа дейін сақталады, бұл бетонды алыс қашықтықа тасмалдау кезінде және ыстық климаттық жағдайларда бетондау кезінде маңызды роль атқарады. Сонымен бірге бетонның аязғатөзімділігі бойынша маркасы 2-3 маркаға, ал суөткізбеушілігі 1-2 маркаға артады. Дегенмен бірінші топтағы қоспалар бетонның ұстасуы мен қатаюын тежейтіндігін ескеру қажет.

Екінші топтағы кешенді қоспалар платификациялаушы заттар мен электролиттерден тұрады және бетонның қатаюы мен ұстасуын жылдамдатады. Бұл бір мезгілде өндірістің технологиясына тәуелсіз цементтің шығынын азайтуға және қалыптар мен бүкіл технологиялық жабдықтардың айналымын жылдамдатуға мүмкіндік береді. Мысалы ЛСТ +ННХК немесе ЛСТ+СН кешенді қоспаларын қолдану кезінде жылуылғалды өңдеудің өте жылдам режимін таңдауға мүмкіндік туады. Сонымен бірге бетонның бірдей жылжымалылығын сақтау кезінде судың шығынын 10...15% төмендетуге болады, ол өз кезегінде бетонның беріктігін 10....25% жоғарлатуға және бетонның аязғатөзімділігі мен суөткізбешілігі бойынша маркасын 1...1,5 арттыруға мүмкіндік береді. Беріктігі бірдей бетон алу кезінде цементтің шығынын 8…..15% төмендетуге болады.

Электролиттер негізіндегі үшінші топтағы кешенді қоспаларды қолдану моноқоспаларды қолдану кезіндегі кейбір кері әсерлерді болдырмай, максималды эффект алуға мүмкіндік береді.

Мәселен бетонның кейінгі қасиеттерін төмендетпестен, бетон арласпасының өте тез ұстасуын қамтамасыз ету үшін натрий алюминаты мен поташтың қоспасы қолданылады. Бұл қоспаны қолдану, цементтің минералогиялық құрамына тәуелсіз бетонның ұстасу уақытын 10...20с төмендетуге мүмкіндік береді, ал қатаю суын +40⁰С қыздырған кезде бетон араласпасының өте жылдам ұстасуын қамтамасыз етеді. Бұндай эффект АН мен поташтың кальций гидроксидімен әректетесуі нәтижесінде бетондағы сұйық фазаның болуын қамтамасыз ететін, кеуектік сұйықтағы калий және натрий гидроксидтерінің түзілуімен түсіндіріледі. Соның нәтижесінде гидратациялық процесстер құрғақ климаттық жағдайларда да, сонымен бірге төмен температурада да жүреді. Бұл жағдайда қатаюшы бетонның сыртқы гидрометрикалық жағдайларға сезімталдығы төмендейді, ол цемент тасындағы жаңатүзілімдердің жоғарыдиперстілігімен түсіндіріледі. Үшінші топтағы қоспалар негізінен құрғақ және суық климаттық жағдайларда бетондау үшін қолданылады.

Бетон технологиясында суперпластификаторлар негізіндегі төртінші топтағы кешенді қоспаларды қолдану өте тиімді.

Бұл қоспаларды қолданудың экономикалық тиімділігі бұл қоспаларды үлестеу мөлшері және құнының төмендігімен анықталады.

Суперпластификаторлар мен қатюды тездететін қоспалар негізіндегі кешенді қоспалар жылуылғалды өңдеу уақытын 20...40% төмендетуге, ал кей жағдайларда одан түгел бас тартуға мүмкіндік береді. Аязға төзімділігі мен суөткізбеу қасиеті жоғары темірбетонды конструкцияларды алуда қолданылатын кешенді қоспалардың құрамына ауажинақтаушы және гидрофобтаушы компоненттер қосады. Ал жылжымалылығы жоғары, құйылмалы бетон араласпалары үшін суперпластификаторларға судыұсташы, тұрақтандырушы және ұстасуды тежеуші компоненттер қосу қажет.

Көпмақсатты кешенді қоспалардың (бесінші топтағы кешенді қоспалар) көпфункцианальды әсері болады, яғни бетонның бірнеше қасиеттеріне бірден әсер ету мүмкіндігі болады. Мысалы, хлорылы ортада қолданылатын темірбетонды конструкциялардың тұрақтылығын арттыру және бір мезгілде бетонның болат арматураға қатысты қорғаныштық қызметін арттыру үшін ПФМИ ингибиторлық әсері бар кешенді полифункцианальды модификаторын қолдану тиімді.

Қазіргі кезде құрылыс индустриясында: Реламикс, Линамикс, Дефомикс, Реомикс, Монолит, Лигнопан, Гексалит сияқты кешенді қоспалар кеңінен қолданылады.