Пластификаторы

Суперпластификатор С-3 (СП) - разработка российских специалистов НИИЖБа является аналогом зарубежных суперпластификаторов "Майти 100" (Япония), Сикамент, Мельмент (Германия), не уступая им по качеству. Добавка С-3 в количестве 0,3 - 0,7 % от массы цемента позволяет получить литые самоуплотняющиеся, практически не требующие вибрации бетонные смеси, а при снижении расхода воды затворения - бетоны повышенной прочности при неизменной подвижности смеси. Можно использовать оба эти эффекта частично, т.е. получать смеси повышенной подвижности по сравнению с исходной и одновременно несколько увеличивать прочность бетона за счет...

снижения расхода воды. По потребительским свойствам и технической эффективности добавка С-3 относится к 1 группе пластифицирующих добавок (суперпластификаторы). Наиболее эффективные области применения СП - производство железобетонных изделий (плит, панелей, напорных труб и т.д.) и массивных густоармированных конструкций, возведение монолитных железобетонных сооружений, изготовление бетонных полов и покрытий с высокими эксплуатационными свойствами и отличным внешним видом. Пластификатор С-3 - продукт, получаемый при многостадийном органическом синтезе. Основа - нафталинформальдегидная. Сухой пластификатор С-3 - продукт светло-коричневого цвета, со специфическим маловыраженным запахом. Насыпной вес колеблется от 650 до 750 и выше кг/м3 в зависимости от полидисперсности, которая на качество и потребительские свойства не влияет.

Применение пластификатора С-3 позволяет:
- Увеличить текучесть бетонных и цементных растворов в 6-7 раз;
- Снизить водопотребление при затворении вяжущего вещества на 18-25%;
- Увеличить конечные прочностные характеристики на 25-30%;
- Применять обычные цементы для получения бетонов более высоких марок;
- Регулировать сроки схватывания, изменяя количество вводимой добавки С-3;
- В 1,5-1,6 раз увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и метеллоизделиями с одновременным ингибированием поверхности металла;
- Получить "литые" бетоны с повышенной трещиностойкостью, морозостойкостью (до 300 циклов и выше), с повышенной влагонепроницаемостью (выше W6);
- Экономить (заменять дешевыми заполнителями) вяжущее (цемент) до 20-25%.
- Пластификатор дает дополнительное воздухововлечение в бетоны в пределах 2-4%.
Применение С-3 позволяет снизить энергетические затраты (при вибрации, ТВО) на 30-50%, а в ряде случаев и полностью отказаться от дополнительных энергозатрат. Пластификатор выступает как замедлитель начала срока схватывания. При этом дальнейший набор прочности в бетоне происходит более динамично. Добавка С-3 легко смешивается с другими добавками (гидрофобизаторы, ускоряющие, замедляющие, воздухововлекающие и др. добавки), не вступая в химическую реакцию и сохраняя свои свойства. Свойства пластификатора С-3 наиболее ярко выражены при использовании бездобавочных цементов.

Пластификатор С-3 добавляется в бетонные растворы в количестве 0,3-0,7% сухого вещества по отношению к массе цемента.
Введение СП в состав бетонной смеси можно производить:
- а. Одновременно со всем количеством воды затворения;
- b. В предварительно перемешанную с большей частью воды затворения бетонную смесь;
- с. После приготовления бетонной смеси.
Введение СП в соответствии с п.b. и c. наиболее эффективно с точки зрения увеличение подвижности и сохраняемости бетонной смеси. Пластификатор С-3 полностью и быстро растворяется в обычной воде при нормальных условиях. С повышением температуры скорость растворения возрастает. Порошок имеет высокоразвитую удельную поверхность, поэтому растворение необходимо проводить с помощью перемешивающего устройства.

Пластификатор С-3 - вещество умеренно опасное, 3 класс опасности по ГОСТ 12.1.007. При работе с пластификатором необходимо применять средства индивидуальной защиты (спецодежда, спец обувь, защитные очки, рукавицы, респиратор "Лепесток").
Хранить в закрытых помещениях, исключая попадание влаги.
Гарантийный срок хранения - 1 год.
Перепады температуры от -50 до +50 C влияния не оказывают.

 

Суперпластификатор - обладает отличными пластифицирующими свойствами и эффективным водоредуцирующим действием.

Суперпластификатор - обеспечивает высокую удобоукладываемость и отличную динамику набора прочности бетонной смеси с высокими показателями механической прочности во все сроки твердения.

Суперпластификатор - это добавка, прекрасно зарекомендовавшая себя при производстве высококачественного товарного бетона и железобетонных изделий различного назначения.

Суперпластификатор - универсальная добавка, обладающая стабильным составом и точным действием, позволяющая регулировать свойства бетонных и растворных смесей в широких пределах.

1. Общие положения

1.1. Настоящие Рекомендации регламентируют применение добавки для бетонов и строительных растворов суперпластификатор ТУ 5870-005-58042865-05 от 15.16.2005 года. Суперпластификатор является полным аналогом суперпластификатор С-3 по ТУ 5870-002-58042865-03 с изменениями №1.

1.2. По своим потребительским свойствам суперпластификатор соответствует требованиям ГОСТ 24211 "добавки для бетонов и строительных растворов. Классификация и общие технические условия" для пластифицирующих - водоредуцирующих добавок - суперпластификаторов (ранее пластификаторов I группы).

1.3. Суперпластификатор применим для легких и тяжелых товарных бетонов и для производства сборных конструкций из высокопрочного бетона В20 и выше, напорных железобетонных труб, для изготовления на стендах густоармированных конструкций (типа ферм, балок, колонн, пролетных строений мостов), плит и панелей в кассетах, на поточно-агрегатных и конвейерных линиях, при возведении ответственных конструкций монолитных сооружении с повышенной степенью армирования и сложной конфигурацией.

1.4. Суперпластификатор применяется с целью получения высокоподвижных бетонных смесей (от П1 до П5) без снижения прочности бетонов, а также для повышения прочности, водонепроницаемости и других показателей качества бетонов за счет водоредуцирующего действия и получения комбинированного эффекта с частичным использованием первых двух.

1.5. Целесообразность применения суперсуперпластификатора определяется достижением различных технологических показателей эффективности, при производстве железобетонных изделий и конструкций, возведении сооружений, а также показателей экономической эффективности при их эксплуатации.

1.6. Суперпластификатор может применяться в сочетании с любыми добавками специального назначения - ускорителями и замедлителями схватывания, воздухововлекающими и т.д.

2. Требования к материалам

2.1. Суперпластификатор по показателям качества должен удовлетворять требованиям ТУ 5870-005-58042865-05 в сухой и жидкой форме: в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%.

2.2. Для приготовления бетонов с суперпластификатором рекомендуется применять цементы и портландцементы, соответствующие ГОСТ 10178.

2.3. Заполнители для бетона должны удовлетворять требованиям ГОСТ 26633, ГОСТ 25820. Заполнители для бетона не должны содержать включений реакционноспособного кремнезема (опал, халцедон и др.).

2.4. Вода для приготовления бетона должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732.

3. Эффективность применения суперпластификатора

3.1. Технологическая и экономическая эффективность применения суперпластификатора в бетонных смесях при производстве сборных железобетонных конструкций представлена в таблице 1.

3.2. Применение суперпластификатора позволяет достичь следующих показателей:

• увеличить подвижность смеси от П1 до П5;

• снизить водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20 - 25%;

• увеличить конечные прочностные характеристики на 25% и более (в равноподвижных смесях);

• в 1.5 - 1.6 раза увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями;

• получить бетоны с повышенной влагонепроницаемостью, трещиностойкостью, морозостойкостью (350 циклов);

• снизить расход цемента до 25 %.

В таблице 2 показано влияние суперсуперпластификатора на подвижность бетонной смеси и прочность бетона.

3.3. Разжижающий эффект от применения суперсуперпластификатора при производстве преднапряженных конструкций используется для облегчения укладки, исключения "ложного" схватывания, увеличения сроков сохраняемости бетонной смеси. При этом имеет место повышение прочности и самонапряжения на 10-20%, морозостойкости бетона - на 20-25%, а также водо- и газонепроницаемости. Разжижающий эффект суперсуперпластификатора целесообразно использовать при бетонировании тонкостенных густоармированных, вертикально формуемых конструкций, конструкций сложной конфигурации, монолитных полов, дорог и т.д.

3.4. В ячеистых бетонах эффективность суперпластификатора имеет место при применении в качестве вяжущего портландцементов и в меньшей степени - смешанного вяжущего (портландцемент + известь), а в качестве кремнеземистого компонента - тонкомолотого кварцевого песка.

3.5. Введение в бетонную смесь суперсуперпластификатора способствует повышению прочностных характеристик бетона, что немаловажно для получения высокопрочных бетонов, увеличения выпуска продукции, экономии цемента, сокращения сроков передачи напряжения с арматуры на бетон и т.д.

3.6. В таблице 3 приведены ориентировочные величины снижения расхода цемента в бетонах различных марок при использовании суперсуперпластификатора. 3.7. В технологии изготовления высокопрочных бетонов суперпластификатор целесообразно применять:

• с целью применения портландцементов марки 500 (в ряде случаев имеется возможность получения бетонов марки М600 на портландцементе и шлакопортландцементе марки 400);

• при использовании высокомарочных цементов (марок 550 и 600) - с целью снижения их расхода;

• с целью замены крупного высокопрочного заполнителя на менее прочный.

3.8. При применении суперсуперпластификатора возможно получение высокопрочных бетонов, изготавливаемых из высокоподвижных и литых бетонных смесей.

3.9. В бетонах для транспортных сооружений рекомендуется применять суперпластификатор при соблюдении требований нормативных документов и ведомственных рекомендаций по производству бетонных работ в транспортном строительстве.

3.10. Суперпластификатор рекомендуется применять в преднапряженных бетонных конструкциях с расходом цемента от 450 до 600 кг/м. и вводить в состав бетонной смеси с целью:

• разжижения бетонной смеси без снижения прочности во все сроки твердения;

• повышения прочностных характеристик бетона при сжатии, осевом растяжении и растяжении при изгибе без увеличения расхода цемента;

• дополнительного повышения водонепроницаемости и морозостойкости;

• обеспечения проектной прочности на сжатие с уменьшенным расходом цемента.

3.11. При приготовлении конструкционных легких бетонов марок М7.5 - М200 суперпластификатор рекомендуется применять в целях:

• повышения подвижности бетонной смеси;

• повышения прочности бетона;

• снижения расхода цемента.

3.12. Суперпластификатор может применяться при изготовлении конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов марок М35 - М100 одновременно с воздухововлекающими добавками в целях уменьшения водосодержания бетонной смеси при оптимальной жесткости (5 - 10 см) и отпускной влажности бетона, приготовленного на водопотребных мелких заполнителях (золе и золошлаковой смеси ТЭС, вспученном перлитовом песке и др.).

3.13. При изготовлении изделий из ячеистого бетона рекомендуется применять комплексную добавку, состоящую из суперсуперпластификатора и щелочного компонента.

4. Проектирование и подбор состава бетона

4.1. Подбор состава бетона с суперпластификатором заключается в корректировке рабочего состава бетона без добавки с учетом целей применения суперсуперпластификатора.

4.2. Опытные замесы бетона с суперпластификатором должны приготавливаться на тех же заполнителях и цементе, которые приняты при расчете состава бетона без добавки.

4.3. Подбор состава бетона следует производить в соответствии с ГОСТ 27006 любым общепринятым методом, удовлетворяющим требованиям проекта по прочности, подвижности или жесткости смеси, объемам вовлеченного воздуха или другим показателям, с последующей корректировкой их за счет уменьшения расхода воды и назначения оптимального количества добавки.

4.4. Подбор состава бетона с суперпластификатором следует проводить в лабораторных условиях на сухих заполнителях, при этом следует учитывать воду, входящую в состав суперсуперпластификатор. При расслоении бетонной смеси с суперпластификатором следует увеличить содержание мелкого заполнителя примерно на 10%. Приготовление всех опытных замесов производят в лабораторном смесителе с обязательным определением плотности свежеуложенной смеси и уточнением фактического расхода материалов на 1 м. бетона.

4.5. Все подобранные в лаборатории составы бетонов и режимы тепловой обработки изделий и конструкций следует откорректировать в производственных условиях.

4.6. При применении суперсуперпластификатора для улучшения технологии и качества легкого бетона на действующем производстве за основу принимают производственный состав и осуществляют его корректировку в зависимости от целей введения добавки с учетом следующих положений:

• при изготовлении конструкций и изделий из легких бетонов, в формах по поточно-агрегатной или конвейерной технологии, подвижность пластифицированной легкобетонной смеси не должна, как правило, превышать 9 см, а при стендовой технологии - 15 см. При изготовлении изделий вертикально-кассетным способом, а также объемных элементов подвижность смеси может быть повышена до 15-17 см и более. При корректировке составов высокоподвижных смесей в первую очередь должны приниматься меры, исключающие расслоение легкобетонной смеси при формировании состава: для крупного заполнителя следует отдавать предпочтение фракции 5-10 мм с плотностью зерна, близкой к плотности бетона. Наличие пористого песка является обязательным;

• при ограниченной степени пластификации расход воды и цемента в составе бетона с суперпластификатором уменьшают при переходе от ОК = 1 - 4 см (без добавки) к ОК = 5 - 9 см на 10%, а к ОК = 10 - 15 см - на 5%;

• при введении суперсуперпластификатора в целях экономии цемента пересчитывают составы бетона с уменьшенными на 20% расходами воды и цемента, определяют требуемую дозировку суперсуперпластификатора и уточняют расход цемента;

• при введении суперсуперпластификатора в целях повышения прочности легкого конструкционного бетона перерасчитывают составы бетона с уменьшенным на 20% расходом воды и далее определяют необходимую дозировку добавки и уточняют расход цемента, обеспечивающий требуемую повышенную прочность в соответствии с методикой, изложенной выше.

4.7. При применении суперсуперпластификатора для изготовления изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов в горизонтальных формах подвижность легкобетонной смеси не должна превышать 1 - 4 см. Уменьшение водосодержания, вызывающее повышение плотности бетона, должно компенсироваться увеличением объема вовлеченного воздуха с соответствующим повышением расхода воздухововлекающей или порообразующей добавки. Расход остальных компонентов, плотность и прочность бетона при этом не изменяются.

5. Приготовление водного раствора добавки

5.1. Суперпластификатор вводится в бетонную смесь в виде водного раствора рабочей концентрации. Рабочая концентрация применяемого раствора выбирается потребителем исходя из требований технологии, условий применения и удобства в использовании.

5.2. Готовить раствор добавки желательно при положительной температуре окружающей среды в тщательно очищенных и промытых емкостях, защищенных от попадания осадков. Растворение следует производить при перемешивании до получения однородного продукта. После длительного хранения раствор добавки перед применением рекомендуется перемешать.

5.3. В таблице 4 приведена зависимость плотности водного раствора суперсуперпластификатора от процентного содержания сухого вещества.

5.4. Пример расчета. Приготовим 35% раствор суперпластификатора рабочей концентрации. По паспорту - сертификату, либо опытным путем устанавливается содержание влаги в сухом суперпластификаторе. Предположим, что влага в сухом продукте составляет W = 8%. По таблице 4 масса добавки для приготовления раствора составит 38.04 грамма на 100 граммов раствора. Следовательно, для приготовления 100 кг раствора добавки рабочей концентрации потребуется 38.04 кг сухой добавки и 61.96 кг (или литров) воды.

6. Пример расчета количества добавки вводимой в бетонную смесь

Предположим, что количество вводимой добавки в бетонную смесь составляет 0.5%. Расход добавки на 100 кг цемента:

100 кг - 100%

X кг - 0.5%

X=100*0,5%/100%= 0,5 кг абсолютно сухого суперсуперпластификатора

добавка вводится в виде раствора рабочей концентрации (в данном примере - 35%). Следовательно:

0,5 кг - 35%

X кг - 100%

X=100%*0,5/35%=1,429 кг раствора рабочей концентрации из расчета на 100 кг цемента.

Если дозирование рабочего раствора добавки осуществляется в литрах, а не в килограммах, то:

V=m/d, где: m - масса рабочего раствора добавки в кг; d - плотность 35% раствора добавки рабочей концентрации г/см. (см. табл. 4).

V =1,429/1,185=1,206 л добавки на 100 кг цемента.

Если на 1 м. расходуется, например, 360 кг цемента, то при дозировке 0,5% добавки получаем рабочий раствор суперсуперпластификатора:

1,206 • 3,6 = 4,342 л (на 360 кг цемента).

Если дозирование происходит в килограммах, то:

1,429 • 3,6 = 5,144 кг (на 360 кг цемента).

7. Контроль качества бетонных смесей и изделий из бетона с суперпластификатором

7.1. При применении суперсуперпластификатора в технологии бетонов контроль за производством следует осуществлять на следующих этапах работ:

• при приготовлении (для приготовления бетонной смеси с суперпластификатором допускается применение всех видов бетоносмесителей при условии обеспечения равномерности перемешивания в соответствии с ГОСТ 7473-85);

• при транспортировании (транспортирование высокоподвижных и литых бетонных смесей (ОК более 15 см) к постам формования должно осуществляться устройствами, конструкция которых не допускает утечки цементного молока и исключает расслаивание смеси, количество перегрузок должно быть минимальным);

• при укладке бетонных смесей;

• при твердении бетонов.

7.2. При приготовлении бетонной смеси следует контролировать длительность ее перемешивания, температуру, подвижность. Испытание бетонной смеси следует проводить через 15 минут после отбора пробы по ГОСТ 27006-86 "Бетоны. Правила подбора состава".

7.3. При твердении бетонов следует контролировать выбранный температурно-влажностный режим, а в затвердевшем бетоне - его прочность (в контрольных кубах и при необходимости в изделиях) и другие требуемые показатели.

8. Хранение и дозирование суперпластификатора

8.1. Рекомендуемая дозировка суперсуперпластификатора составляет 0.3 - 1.5% от массы вяжущего в пересчете на сухое вещество.

8.2. Введение суперсуперпластификатора в состав бетонной смеси рекомендуется производить одновременно с первыми порциями воды затворения. При производстве бетона следует обеспечивать равномерность распределения добавки в соответствии нормативными требованиями.

8.3. Дозирование добавки должно осуществляться с точностью ±2% от ее расчетного количества.

8.4. Суперпластификатор в виде водного раствора следует хранить в емкостях, защищенных от попадания осадков, при положительной температуре.

8.5. Сухой продукт следует хранить в сухом помещении при температуре не выше 35.С.

8.6. Гарантийный срок хранения суперсуперпластификатора:

• в сухом виде - в течение 1 года;

• в жидком виде - шесть месяцев с момента изготовления.

По истечению гарантийного срока добавка должна быть испытана по всем нормируемым показателям качества и, в случае соответствия требованиям действующих ТУ, может быть использована в производстве.

9. Требования безопасности при работе с добавкой

9.1. Суперпластификатор является веществом умерено опасным и относится к 3 классу опасности по ГОСТ 12.1.007. При хранении не выделяет вредных веществ или паров. Введение добавки в бетонную смесь не изменяет токсиколого-гигиенических характеристик бетона. затвердевший бетон с добавкой в воздушную среду токсичных веществ не выделяет.

9.2. В отделениях приготовления растворов добавок и бетонных смесей, необходимо предусматривать приточно-вытяжную вентиляцию.

9.3. В помещении, где проводятся работы с порошкообразным суперпластификатором, не рекомендуется пользоваться открытым огнем, в том числе не рекомендуется производить электросварочные работы.

9.4. Суперпластификатор может оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки органов зрения и дыхания и незащищенную кожу. При работе с суперпластификатором следует применять средства индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.103 и ГОСТ 12.4.011. Рабочие, занятые приготовлением растворов добавки, должны быть обеспечены в зависимости от характера выполняемой работы специальной одеждой, обувью и средствами защиты рук, органов зрения и дыхания.

Таблица 1

Наименование показателей

Изменение показателей по сравнению с составом без добавки

При В/Ц = const

ОК = const

Сокращение времени и интенсивности вибрации (либо сокращение числа вибраторов, в отдельных случаях отказ от вибрации)

в 3 - 5 раз

в 1.3 - 1.5 раза

Сокращение продолжительности формования изделий, конструкций

в 2.5 - 3 раза

в 1.2 - 1.3 раза

Экономия электроэнергии при приготовлении, транспортировании и укладке бетонной смеси

в 2.5 - 3.5 раза

в 1.1 - 1.3 раза

Снижение трудозатрат при изготовлении изделий

в 2 - 3 раза

в 1.2 - 1.4 раза

Увеличение срока службы вибраторов, форм, сокращение затрат на их ремонт

в 1.5 - 2 раза

в 1.1 - 1.3 раза

Улучшение поверхности изделий, уменьшение количества пор (при горизонтальном формовании)

в 1.1 - 1.3 раза

в 1.05 - 1.15 раза

Сокращение режима ТВО

---

на 2 - 4 часа

Снижение температуры изотермического прогрева

на 10 - 15 .С

на 15 - 20 .С

Снижение температуры изотермического прогрева

15 - 20%

15 - 20%

Увеличение производительности труда (выпуска продукции)

на 10 - 20%

на 20 - 30%

Таблица 2

Добавка

Бетонная смесь

Прочность бетона на сжатие, МПа в возрасте, суток

Состав

Дозировка, %

В/Ц

Плотность, кг/м.

Расход цемента, кг/м.

ОК, см

1

3

3

28

Контрольный

---

0,5

2383

357

2,5

11,6

31

48,6

57,7

Полипласт №1

0,6

0,5

2362

350

21,5

9,3

30,4

47,5

57,9

Полипласт №2

0,6

0,42

2370

352

3

19

43,5

64,7

70,1

Испытания проведены на следующих материалах:

• портландцемент ПЦ 500 Д0, соответствующий ГОСТ 10178-85;

• песок кварцевый Мкр.=2.5, соответствующий ГОСТ 8736-85;

• щебень гранитный фракции 5-20 мм, соответствующий ГОСТ 8267-93;

• вода, соответствующая ГОСТ 23732-79.

Таблица 3

Марка бетона

ОК, см

Снижение расхода цемента, %, при введении суперсуперпластификатор в количестве, %

0,4

0,8

1,2

М200

2 - 4
4 - 5
12 -14
22 -24

6 - 8
4 - 6
3 - 4
2 - 3

10 - 12
7 - 9
5 - 7
3 - 5

12 - 15
10 - 12
7 - 9
5 - 7

М300

2 - 4
4 - 5
12 -14
22 -24

12 - 15
5 - 7
4 - 6
3 - 5

18 - 20
10 - 12
8 - 10
4 - 6

20 - 22
12 - 15
10 - 12
6 - 8

М400

2 - 4
4 - 5
12 -14
22 -24

12 - 15
10 - 12
8 - 10
6 - 8

18 - 20
12 - 14
10 - 12
8 - 10

20 - 25
15 - 18
12 - 15
10 - 12

М500

2 - 4
4 - 5
12 -14

15 - 18
12 - 15
10 - 12

20 - 22
18 - 20
16 - 18

22 - 25
20 - 22
18 - 20

М600

2 - 4
4 - 5

14 - 16
12 - 14

20 - 22
18 - 20

22 - 25
20 - 22

* - данные значения в таблице перед применением должны уточняться в строительной лаборатории для конкретных условий и материалов.

Плотность, г/см.

Содержание массовой доли сухого вещества, %

Масса навески при влаге 8% в 100 г раствора, г.

1,008

2

2,17

1,023

5

5,43

1,033

7

7,61

1,033

7

7,61

1,045

10

10,87

1,059

12

12,24

1,074

15

16,3

1,1

20

21,74

1,125

25

27,17

1,15

30

32,61

1,165

33

35,87

1,17

34

36,96

1,185

35

38,04

1,19

36

39,13

1,195

37

40,22

1,2

38

41,3

1,204

39

42,39

1,208

40

43,48

1,215

41

44,57

1,22

42

45,65

1,23

43

46,74

1,238

44

47,83

1,246

45

48,91

• Для лучшего растворения следует дозировать добавку в воду при интенсивном перемешивании.

• Растворение происходит быстрее, если температура воды 30 С - 90 С.

• Перед применением раствор рабочей концентрации желательно выстоять в течение одних суток.

• Плотность приготовленного раствора необходимо определять при температуре 20 С ± 2 С.