В последние годы широкое применение находят высокоэффективные добавки в бетоны – суперпластификаторы.
Суперпластификаторы, введенные в бетонную смесь, существенно изменяют механические и физико-химические свойства смеси, причем прочность затвердевшего бетона возрастает на 20 %, а в некоторых случаях в 1,5—2 раза.
Наиболее широкое применение получил суперпластификатор С-3, разработанный НИИЖБ Госстроя СССР. С-3 отличается стойкостью продукта и сохранением удобоукладываемости смеси в пределах 40—60 мин после введения добавки.
Производство суперпластификатора С-3 освоено Новомосковским (Тульской области) предприятием «Оргсинтез». Суперпластификатор С-3 выпускается в соответствии с ТУ 6-14-625-80 в виде водного раствора 33—38 %-ной концентрации и не имеет ограничений в области применения для бетонов различного назначения.
| Расчетная температура бетона, t cC | Количество добавок на сухое вещество, проц. массы цемента | |||||||
| HH | ХН + ХК | HKM НК + М | НК + М, ННК + М | HHXK, HH + ХК, ХК + НН | HHXK + M | П | ||
| От | До | |||||||
| О | ‑5 | 4—6 | З + 0 – З + 2 | 3-5 | 3 + 1 – 4 + 1,5 | 3-5 | 2 + 1 – 4 + 1 | 5-6 |
| —б | ‑10 | 6-8 | 3,5 + 1,5 – 4 + 2,5 | 6-9 | 5 + 1,5 – 7 + 2,5 | 6-9 | 4,5 + 1,5 – 7 + 2,5 | 6-8 |
| ‑11 | ‑15 | 8-10 | 3 + 4,5 – 3,5 + 5 | 7—10 | 6 + 2 – 8 + 3 | 7—10 | 6 + 2 – 8 + 3 | 8—10 |
| ‑16 | ‑20 | — | 2,5 + 6 – 3 + 7 | 9—12 | 7 + 3 – 9 + 5 | 8-12 | 7 + 2 – 9 + 4 | 10—12 |
| ‑21 | ‑25 | — | — | — | — | 10-14 | 8 + 3 – 10 + 4 | 12—15 |
1 При соотношении компонентов 1 : 1 по массе в расчете на сухое вещество.
Примечания: 1. Концентрация раствора затворения (с учетом влажности заполнителей) не должна превышать 30 % для П; 25 % для НКМ, HK + М, HHK + М, HHXK + М, ННХК, XH + XK, HH + XK, XK + ННК; 20 % для HH, 2. При температуре бетона выше ‑50 C вместо XH еозможно применение XK в количестве до 3 % массы цемента.
Применение суперпластификатора С-3 рекомендуется в первую очередь для получения подвижных и высокоподвижных бетонных смесей, укладываемых в густоармированные сборные и монолитные железобетонные конструкции, для сокращения режимов тепловлажностной обработки и получения высокопрочных бетонов (марок 600 и выше), приготовленных на обычных цементах.
Суперпластификатор С-3 вводят в бетонную смесь в количестве от 0,2 до 1,2 % от массы цемента в расчете на сухое вещество. Оптимальные величины добавки находятся в пределах 0,5—0,8 %·
При подборе состава бетона с суперпластификатором для снижения возможного водоотделения следует повышать долю песка в смеси заполнителей.
В случае применения суперпластификатора для приготовления литых бетонных смесей одновременно с суперпластификатором в состав бетона рекомендуется вводить тонкомолотые минеральные порошки, бентонитовую глину, кремнезем и другие добавки, снижающие водоотделение смеси.
Для придания бетонам специальных свойств (повышенная морозостойкость, водонепроницаемость и др.) в состав смеси вместе с суперпластификаторами могут быть введены другие добавки.
Суперпластификатор 10-03, разработанный ВНИИЖелезобетоном, имеет аналогичные суперпластификатору С-3 эксплуатационные характеристики.
Его готовят на основе меламина, содержание которого в составе пластификатора доходит до 50 %·
Из-за дефицитности исходного сырья пластификатор 10-03 пока не нашел широкого применения.
Другие виды суперпластификаторов
Гидрофобизирующий суперпластификатор КОД-1 разработан Московским инженерно-строительным институтом им. Куйбышева совместно с объединением Mocстройконструкция. Применение суперпластификатора КОД-1 в количестве 0,2—3 % от массы цемента позволяет увеличить подвижность бетонной смеси от 2—3 до 12 – 15 и 25—29 см.
НИЛ ФХМ и ТП Главмоспромстройматериалов разработан высокоэффективный пластификатор бетонных смесей марки НИЛ-20 на базе СДБ, очищенный от компонентов, замедляющих твердение бетона. Очистку производят, смешивая водный раствор СДБ с цементом, с последующим отстоем. Компоненты, замедляющие твердение, адсорбируются при этом цементом и продуктами его гидратации, а затем удаляются вместе с осадком. Экспериментально установлено, что для получения пластификатора НИЛ-20 необходимо 200 г цемента M 300—500 на 10 л 10 %-ного раствора СДБ при температуре 40O C.
Для повышения пластифицирующего эффекта расход пластификатора НИЛ-20 может быть доведен до I % от массы цемента в перерасчете на сухое вещество, при этом прочность бетона в начальные сроки нормального твердения и после тепловлажностной обработки уменьшается не более чем на 10 %, а к 28-суточному возрасту она соответствует проектной.
Харьковским инженерно-строительным институтом, Конструкторско-технологическим институтом Минпромстроя СССР и Харьковским ДСК-l проведены работы по гидродинамической, термической и химической модификации пластификатора СДБ, в результате чего получена добавка ХДСК-l с суперпластифицирующим эффектом.
Добавку ХДСК-l получают путем химической модификации щелочью NaOH (или КОН) пластифицирующей добавки СДБ в специальном реакторе, обеспечивающем достижение термического и гидродинамического воздействия на компоненты добавки в процессе их перемешивания. Рабочая концентрация добавки составляет 8—10%· Оптимальный расход добавки ХДСК-l находится в пределах 0,3—0,4% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.
Ориентировочная стоимость тонны добавки ХДСК-1 32—35 руб. Добавка ХДСК-l выпускается по ТУ 65.336-80, а ее применение регламентировано рекомендациями, разработанными Конструкторско-технологическим институтом Минпромстроя СССР.