Київський національний університет
будівництва і архітектури
Кафедра технології будівельних матеріалів
Реферат на тему:
«Гідрофобізуючі добавки до бетону»
Виконав:
студент групи ТБКВМ – 51
Нерода В.П.
Перевірив:
Троян В.В.
Київ 2021
Вимоги до будівельних матеріалів постійно підвищуються. Якщо кілька десятків років тому всі споруди будувалися за допомогою поширеної рецептури — пісок, щебінь, вода і цемент, то сьогодні застосовують принципово інший склад. Сучасні розробки та новинки дозволяють забезпечити конкретні необхідні якості бетону для тих чи інших умов. Наприклад, якщо необхідно залити густоармовану ділянку фундаменту, зробивши це максимально швидко.
Додавання в бетон пластифікаторів дозволяє домогтися від розчину необхідної пластичності та рухливості, легкої укладки й при цьому зберегти важливий параметр — міцність і характеристики, що властиві саме цій марці бетону. Підсумковий результат — дотримуються терміни виконання проекту, а розрахункова міцність відповідає документації.
Гідрофобізуючі добавки - це речовини, що надають стінкам пор і капілярів у бетоні гідрофобних (водовідштовхувальних) властивостей.
Основна ознака гідрофобізуючих ПАР - різка асиметрія їх молекул, збалансованих таким чином, що при цьому забезпечується їх виражена дифільність. Для гідрофобізуючих ПАР фізична адсорбція звичайно є тільки першою стадією, за якою слідує основна для них – хемосорбція, або хімічна реакція в об’ємі. В результаті вуглецеводнева неполярна гідрофобізуюча частина молекули добавки виявляється міцно зафіксованою на поверхні твердої фази.
Гідрофобізуючі добавки, до числа яких належать багато органічних речовин з різкою асиметрією у будові їх молекул, вводять у бетонні і розчинні суміші з метою:
зменшення змочування стінок пор і капілярів, а також поверхні виробів;
повітровтягування або газоутворення, що супроводжується гідрофобізацією утворених порожнин;
підвищення зв’язності і рухомості бетонної суміші, що відбувається за рахунок рівномірно розподілених у ній пухирців повітря або газу.
Механізм дії гідрофобізуючих добавок полягає в тому, що вони, при контакті з продуктами гідратації цементу, осаджуються у вигляді дрібних крапельок на стінках дрібних пор і капілярів та утворюють гідрофобні покриття. В результаті цього виникає контакт, що має зворотний кут змочування, при якому сили поверхневого натягу виштовхують воду з пор. Основні ефекти від введення гідрофобізуючих ПАР наступні:
значне зниження змочуваності цементу водою (гідрофобні цементи не втрачають своїх властивостей при тривалому зберіганні, оскільки гідрофобізуюча плівка на в'яжучому механічно здирається лише на стадії приготування бетонної суміші в бетономішалці;
гідрофобізація бетону, внаслідок чого знижується швидкість капілярного підсосу в бетон вологи, що сприятливо впливає на довговічність;
повітровтягування, що проявляється звичайно сильніше, ніж при використанні гідрофілізуючих ПАР. Значним повітровтягуванням характеризується, наприклад, абієтат натрію.
При введенні подібних добавок внутрішня поверхня повітряних порожнин у бетоні також виявляється гідрофобізованою. При оптимальному повітровтягуванні (до 5%), незважаючи на появу значної кількості повітряних пухирців, проникність бетону знижується, що пояснюється утворенням системи умовно-замкнених повітряних пор, і лише при збільшенні повітровтягування проникність бетону зростає. Пластифікувальний ефект подібних добавок майже не проявляється при їх введенні в цементне тісто, проте є досить високим у бетонній суміші, рухливість якої забезпечується пухирцями газової фази. Механізм залучення в бетонну суміш і стабілізація пухирців повітря є важливим не тільки з погляду пластифікації бетонної суміші, але і тому, що рівномірно розподілені в об'ємі бетону умовно-замкнені пори виконують роль своєрідних демпферів та забезпечують високу морозостійкість матеріалу, що у кілька разів перевищує морозостійкість бетону без добавок. Крім того, за рахунок цього ефекту і гідрофобізації пор та капілярів гідрофобізуючі добавки поліпшують також солестійкість, зокрема сульфатостійкість бетонів і розчинів, та є ефективним засобом боротьби з висолами на виробах.
Застосування гідрофобізуючих добавок в цементних системах сприяє формуванню щільної та однорідної структури. Це виражається в зменшенні кількості і розмірів макропор (радіус пор менше 10 мкм), а також у їх більш рівномірному розподілі в масі цементного каменю. Кількість макропор у цементних системах з Добавки для бетонів і будівельних розчинів 119 добавками в 2-4 рази менше, ніж у бездобавочних системах. Макропори, як правило, замкнуті, мають правильні окружні форми з рівними краями. Їх розміри знаходяться у межах від 0,5 до 0,05 мм з перевагою пор розміром 0,1 мм.
Надання бетонам і розчинам водовідштовхувальних властивостей із застосуванням гідрофобізуючих добавок є найбільш ефективним в тонкостінних елементах конструкцій, підлог, облицюванні резервуарів, лотків, а також при необхідності виключити можливість взаємодії рідин із цементом і при високих гігієнічних вимогах до покриття підлог, резервуарів та інших поверхонь, зволоження яких небажано з технологічних або гігієнічних міркувань. При використанні гідрофобізуючих добавок для влаштування підлог і стін важливо визначити, чи не будуть вони перешкоджати зчепленню із застосовуваними покриттями, клеями або штукатуркою.
У відповідності з ДСТУ Б В.2.7-171:2008 при випробуванні бетонних (розчинових) сумішей за однакової консистенції, гідрофобізуючі добавки повинні забезпечувати за 28 діб зменшення водопоглинання (за масою) основного складу більше ніж в 2 рази. При цьому міцність основного складу бетону на 28 добу повинна становити не нижче 85 % міцності контрольного складу. Вміст повітря в основній суміші повинен бути не вище 2 % за об'ємом ніж в контрольній, якщо немає інших вказівок від виробника. Можливі додаткові ефекти дії добавок – сповільнення тужавлення і тверднення; зниження тепловиділення, підвищення морозостійкості та корозійної стійкості бетонів і розчинів.
Відомі наступні види гідрофобізуючих добавок:
Гідрофобізуючі добавки I групи - добавки, що забезпечують зниження водопоглинання бетону в 5 і більше разів (випробування через 28 діб тверднення):
Фенілетоксісилоксан 113-63. Прозора рухома рідина, нерозчинна у воді, утворює емульсію. Введення добавки сприяє тривалому збереженню рухомості бетонної суміші, але призводить до зниження міцності бетону. Не рекомендується тепловологісна обробка бетону.
Алюмометилсіліконат натрію АМСР-3. Продукт взаємодії металевого алюмінію з метилсіліконатом натрію. Безбарвна або жовтувата рідина, що змішується з водою в будь-яких співвідношеннях.
Олеат натрію. Активний гідрофобний агент для розчинів і бетонів у вигляді порошку. Рекомендоване дозування – 0,05–0,6 % маси цементу.
Гідрофобізуючі добавки II групи – добавки, що знижують водопоглинання бетону в 2-4,9 рази (випробування через 28 діб тверднення):
Полігідросилоксани 136-41 (колишній ГКЖ-94) і 136- 157М (колишній ГКЖ-94М). Полімери етилгідросилоксану, що утворюються при гідролізі етилдіхлорсилану. Вміст активного водню в ГКЖ-94 – 1,3– 1,42 %, в ГКЖ-94М – 1,76 %. При використанні зазначених добавок температура суміші не повинна перевищувати 30 °С. Не допускається електропрогрів суміші. Ефективність дії добавок вище для пуцоланових портландцементів і шлакопортландцементів.
Стеарат цинку. Гідрофобний агент з великою питомою поверхнею і тривалим ефектом дії для штукатурних розчинів. Має альгіцидну дію (перешкоджає утворенню водоростей). Дозування – 0,1–1,0 % маси цементу. Стеарат кальцію. Гідрофобний агент з великою питомою поверхнею для штукатурних розчинів. Дозування – 0,2–1,0 % маси цементу.
Гідрофобізуючі добавки III групи, що знижують водопоглинання бетону в 1,4-1,9 рази (випробування через 28 діб тверднення):
Сірчанокислі солі пінозолинів (ССП). Водний розчин від світло-жовтого до світло-коричневого кольору, має Добавки для бетонів і будівельних розчинів 121 водневий показник рН = 7, знижує поверхневий натяг.
Етилсиліконат натрію ГКЖ-10 і метилсиліконат натрію ГКЖ-11. Прозорі рідини від блідо жовтого до коричневого кольору.
Література
«Добавки для бетонів і будівельних розчинів» Троян В.В. 225 с.