Цемент сроки схватывания как замедлить

Замедление схватывания цементного теста

В соответствии с современными представлениями [18, 20, 41], обычный портландцемент, содержащий для регулирования сроков схватывания гипс, начинает взаимодействовать с водой непосредственно сразу после затворения. При этом гидроксид кальция, сульфат и щелочи быстро переходят в раствор, который становится перенасыщенным относительно Са(ОН)₂, выделяемого при гидролизе алита. Сульфат кальция и щелочные соли диссоциируют в воде затворения на соответствующие ионы. Через несколько минут после затворения образуются первые гидратные фазы — эттрингит и гидроксид кальция, осаждающиеся из раствора.

Физический механизм схватывания цементного теста рассмотрен в [41, 45, 52]. Некоторые исследователи полагают, что схватывание цементного теста вызвано увеличением объема продуктов гидратации с соответствующим уменьшением расстояния между частицами до тех пор, пока не начнут возникать силы когезии, пропорциональные числу частиц, соприкасающихся друг с другом.

Несколько иной механизм схватывания цемента предложен в [53], где этот процесс разделен на три фазы, перекрываемые во времени.

Первая фаза — это самопроизвольное диспергирование цементных частиц, особенно С₃А. Вслед за диcпepгированием, или «коллоидацией», возникает коагуляционная тиксотропная структура из частиц цемента и продуктов гидратации. В третьей фазе появляется структура, образованная путем кристаллизации из пересыщенного раствора. Схватывание соответствует коагуляционной структуре, упрочнение которой вызывает последующее твердение цементного теста.

Имеются противоречивые взгляды на роль гидратных фаз в схватывании. Одни авторы [20, 41] считают, что ведущая роль принадлежит алюминатной фазе, другие приводят данные о решающем влиянии гидратации C₃S.

Одна из первых классификаций замедлителей твердения предложена в [45], где к замедлителям схватывания отнесены соединения, которые уменьшают растворимость алюминатов и образуют полупроницаемые покрытия, окружающие частицы цемента. Ускорители схватывания, наоборот, повышают растворимость алюминатов и силикатов и понижают содержание гидроксильных ионов. Небольшая добавка хлорида кальция, например, действует в качестве замедлителя, но при более высоком содержании хлорид кальция выступает в роли ускорителя. Замедляющее действие хлорида можно объяснить образованием двойной соли 3СаО·Al₂O₃·CaCl₂·10H₂O, оказывающей такое же замедляющее действие, как гидросульфоалюминат кальция. Второй класс замедлителей назван «разрушителями» из-за их сильного воздействия на механическую прочность. Это бура, различные сахара и гумусовые вещества. К ним примыкают также продукты взаимодействия протеинов и альбуминов или триэтаноламиновых солей с растворимыми кальциевыми солями лигносульфоновой кислоты [45]. Надо отметить, что исследования и практический опыт показывают [49], что «разрушители» при оптимальных дозировках можно с успехом использовать для замедления схватывания бетонных смесей.

В основу современной научной классификации добавок в бетон положен кристаллизационный механизм гидратационного твердения вяжущих, предусматривающий растворение исходной и выделение конечной фаз из перенасыщенного раствора. Такой механизм позволяет описать кинетику гидратации и выявить в каждом конкретном случае лимитирующую стадию процесса. Это особенно важно при изучении влияния добавок, так как с их помощью удается в широком интервале изменять скорость гидратации цемента.

В соответствии с [52] замедлителями схватывания цементного теста могут служить добавки первого, второго и четвертого классов.

Добавки первого класса — электролиты, изменяющие растворимость вяжущих веществ, — включают самые различные химические соединения. Замедлителями гидратационного твердения они служат в том случае, если снижают вероятность возникновения зародышей новых фаз.

Добавки второго класса реагируют с вяжущими веществами, образуя труднорастворимые или малодиссоциированные соединения. Они также весьма многочисленны. По существу все электролиты в определенных условиях могут химически взаимодействовать с минералами цементного клинкера и .продуктами их гидратации. К добавкам этого класса относят также спирты, амины и органические кислоты. Замедляющий эффект добавок второго класса обусловлен появлением экранирующих пленок из продуктов реакций. Типичный пример — фосфат натрия, реагирующий с вяжущими с образованием пленки из труднорастворимого двухэамещенного фосфата кальция, имеющей различные плотность и проницаемость. Максимального торможения скорости гидратации вяжущего достигают при введении такого количества фосфата натрия, которое обеспечивает наиболее удачное соотношение между толщиной и плотностью пленки. Отклонение от оптимума количества добавки должно ухудшить это соотношение и снизить экранирующее действие пленки. Торможение добавками процессов схватывания зависит также от габитуса поверхности зерен, кристаллографической близости пленки с новообразованиями и т. п.

К четвертому классу добавок относят ПАВ, способные адсорбироваться и на зернах вяжущего, и на гидратных новообразованиях. Адсорбция ПАВ — важнейший фактор их тормозящего действия на процесс схватывания. В результате адсорбции повышается диффузионное сопротивление и тормозится растворение зерен [52]. Адсорбция ПАВ способствует самодиспергированию цементных зерен; их распаду до частиц коллоидных размеров и стабилизации цементно-водной суспензии, что препятствует коагуляции. Этот процесс в наибольшей степени влияет на С₃А и менее сильно на C3S. В некоторых случаях ПАВ могут не вызывать заметного торможения скорости гидратации цемента. Например, при использовании некоторых высокоалюми-натных цементов ослабляется барьерная функция новообразований в результате изменения условий и кинетики выкристаллизовывания новой фазы [52]. ПАВ могут также изменять соотношение между скоростями процессов растворения С₃А и кристаллизации гидратов в пользу первого из них, что вызывает увеличение действующего перенасыщения.

Замедлить сроки схватывания цемента часто необходимо не только для обеспечения транспортирования бетонной смеси на большие расстояния, но и для удлинения сроков перекрытия слоев бетонной смеси и уменьшения максимальной температуры в массивных сооружениях, а также при ускоренном схватывании цемента под воздействием высоких температур, повторном вибрировании и т. д. Рекомендованы и применяются способы замедления схватывания цемента в бетонной смеси, в основном сводящиеся к применению различных комплексных добавок, содержащих замедлители. Чаще всего для этого используют сульфитно-спиртовую барду (ССБ) и СДБ, которые одновременно пластифицируют и замедляют схватывание. Известны [4, 49] способы приготовления бетонной смеси с удлиненными сроками схватывания при введении во время перемешивания сухих материалов или с водой затворения триполифосфата щелочного металла, жидкого стекла и водорастворимой полиамидной смолы, карбоната калия и тетрабората натрия, кубовых остатков синтетических жирных кислот и др. (табл. 1).

Источник

Схватываемость цемента – скорость схватывания при различных условиях

Необратимый процесс потери подвижности бетона или цементно-песчаного раствора называется – время схватывания цемента. Это важный, нормируемый показатель качества для всех общестроительных цементов (портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый цемент, композиционный цемент и др. видов) кроме тампонажных.

Для тампонажных цементов нормируется «время загустевания». Практическое применение данного показателя заключается в определении времени возможности продолжения строительных, а также возможности использования бетонной конструкции по прямому назначению.

Начало схватывания цемента

После затворения строительных смесей (бетона или цементно-песчаного раствора) в состав которых входит цемент, начинается химическая реакция – гидратация цемента. В гидратации участвуют цемент и вода. В ходе протекания реакции пластичное связующее обволакивающее наполнитель раствора (щебень, песок, гравий, строительный мусор, шлак и т.п.), затвердевает и превращается в монолитный каменный материал.

Реакция гидратации является необратимо экзотермической – протекает с выделением теплоты. При этом время затвердевания (схватывания) зависит от температуры окружающей среды, количества затворителя, тонкости помола цемента, влажности воздуха, присадок и типа цемента.

Сроки схватывания цемента

Важная техническая характеристика любого бетонного раствора – начало схватывания цемента гост 30515-2013 при стандартных условиях (средняя температура окружающего воздуха 20 градусов Цельсия, средняя влажность окружающего воздуха 75%). «Святое писание» каждого строителя – ГОСТ 30515-2013, дифференцирует общестроительные цементы на три категории:

• Медленносхватывающиеся. Время начала схватывания более 2 часов после затворения.
• Нормально схватывающиеся. Время начала схватывания более 45 минут до 2 часов после затворения.
• Быстросхватывающиеся. Время начала схватывания менее 45 минут после затворения.

Также ГОСТ 30515-2013 определяет предельные отклонения начала схватывания. Для медленносхватывающихся и нормально схватывающихся цементов – минус 15 минут от нормируемого показателя, для быстросхватывающихся – плюс 5 минут от нормируемого показателя. На скорость гидратации цемента кардинально влияет температура воздуха.

При понижении температуры до 5 градусов Цельсия и ниже процесс гидратации практически останавливается. В этом случае конструкцию укрывают специальными матами, строят над ней временный шатер, либо прогревают другими доступными способами. Сроки схватывания любого цемента можно как увеличить, так и уменьшать внесением специальных добавок.

Ускорители схватывания цемента

В зависимости от конкретных условий строительства и ремонта застройщику необходимо ускорить начало и период времени схватывания. Например, близится холодное время года и стоит задача максимально ускорить все виды строительных работ, Ускорить схватывание цемента можно с помощью внесения в бетонную смесь специальных присадок.

Популярные присадки для ускорения схватывания цемента:

• Ускоритель твердения для бетона «УП2М», Россия, средняя цена 43 руб/кг.
• Ускоритель твердения для бетона «Форт Ускорин», Россия, средняя цена 24 руб/кг.
• Супер пластификатор ускоритель твердения «Реламикс Т-2», Россия, средняя цена 98 руб/кг.

Указанные и другие присадки для ускорения схватываемости цемента вносятся в момент затворения и начала перемешивания бетонного раствора. В общем случае при стандартных условиях (температура окружающей среды 20 градусов Цельсия, относительная влажность воздуха 75-80%) с помощью указанных видов присадок можно укорить период схватывания и набора марочной прочности в три раза без потери прочности и долговечности конструкции.

Замедлители схватывания цемента

Максимально уменьшить время начала и конца схватывания цемента может потребоваться в следующих случаях. Производится заливка масштабной конструкции (фундамент многоэтажного здания, конструкции гидротехнического или подземного сооружения, чаша бассейна или бетонной емкости).

В этом случае замедлитель срока схватывания цемента нтф и другие виды замедлителя схватываемости связующего позволяют обеспечить непривычность строительных работ при всех прочих равных условиях.

Замедлители схватываемости цемента:

• «Бисил Ретардер», Испания, цена 285 руб /кг.
• Пластификатор бетона «РЕТАДОЛ», Греция, цена 159 руб/ кг.
• Гиперпластификатор «FREM GIPER S-SBlз», Беларусь, цена 112 руб/кг.

Использование замедлителей схватываемости цемента позволяют увеличить время необратимого процесса потери подвижности бетонных растворов в среднем до 24-48 часов после затворения.

Ложное схватывание цемента

При приготовлении бетонных растворов своими силами непосредственно на строительной площадке существует опасность ложного схватывания цемента. Лаборатории бетонных заводов четко отслеживают этот вредный показатель и принимают соответствующие меры. Поэтому приобрести готовый бетон с ложным схватыванием практически невозможно.

Определение ложного схватывания цемента – ложным схватыванием связующего принято называть сиюминутное загустевание бетона в течение нескольких минут после затворения. Причиной ложного схватывания, является нарушение технологии производства цемента либо наличие щелочи. В соответствии с ГОСТ 30515-2013 существуют следующие виды ложного схватывания

• Ложное схватывание I типа. Моментальная потеря подвижности цементным тестом, связанная с нарушением технологии производства. Устраняется с помощью повторного перемешивания смеси без добавления затворителя.
• Ложное затвердевание II типа. Временная либо частичная потеря подвижности цементной субстанции по другим причинам, также устраняемая с помощью повторного перемешивания смеси без добавления затворителя.

Заключение

Частным застройщикам, использующим готовый бетон или бетон собственного изготовления, следует, по возможности, производить масштабные бетонные работы в теплое время года. В противном случае неизбежны дополнительные затраты на приобретение ускорителей схватывания цемента и организацию утепления и прогревание бетонного сооружения.

Источник

Ускорители и замедлители твердения

Фибра полипропиленовая

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.
Подробнее

Холодные швы — это места сниженной прочности бетона, поэтому при необходимости их устройства должны соблюдаться определенные правила:

1. холодные швы устраивают в тех местах, сниженная прочность которых не будет негативно влиять на прочность конструкции;
2. кромка схватившегося бетона перед укладкой новой порции смеси должна быть зачищена до обнажения крупного заполнителя (что является дополнительным трудоемким процессом);
3. металлическая арматура выпускается таким образом, чтобы она пересекала плоскость холодного шва.

Конечно, было бы неплохо иметь возможность избежать дополнительных трудозатрат, и сейчас, благодаря достижениям химической промышленности, такая возможность у строителей есть.

Современным технологическим решением вышеперечисленных проблем является применение замедлителей твердения бетона.

В каких еще случаях применяются добавки-замедлители

Добавки-замедлителя являются воздухововлекающими добавками для растворов, поэтому их можно применять при производстве изделий из легких бетонов. Примеры применения:

1. керамзитобетон;
2. перлитобетон;
3. пенополистеролбетон.

Что такое нормальное твердение бетона и от чего оно зависит

К основным факторам, которые оказывают влияние на этот процесс относят:

• Состав (марку цемента, количество воды и заполнителя).
• Жесткость.
• Условия окружающей среды (температура и влажность).
• Способ укладки (виброобработка, утрамбовывание).
• Уход за бетоном.
• Использование добавок и присадок.

Самыми важными являются температура и влажность. Согласно ГОСТ, нормальное твердение бетона происходит при режиме 18-22оС и 100% относительной влажности воздуха.

Изменение температуры всего лишь на 10оС способно увеличить скорость твердения в разы. При ее значении ниже 5оС процесс резко замедляется, а при снижении ниже 0оС – останавливается. Сказанное представлено на графике твердения бетона в зависимости от температуры.

График зависимости прочности от температуры

При более сухом воздухе, казалось бы, бетон должен быстрее схватываться. Однако, при снижении влажности испаряется вода, а она необходима для процесса гидратации и кристаллизации. Именно поэтому влажный воздух является необходимым условием твердения бетона.

Выделяют автоклавные бетоны и неавтоклавные. Первые твердеют в искусственных условиях при высоком давлении и наличии горячего пара. Вторые – в естественных.

Автоклавный бетон твердеет в искусственной среде

Как работают замедлители твердения

Добавки для замедления схватывания и твердения бетона тормозят процессы гидратации клинкерных минералов, а также содержат электролиты, препятствующие коагуляции коллоидного раствора и гидратных соединений.

Классификация замедлителей твердения бетона по принципу действия

Существуют два основных вида замедлителей твердения бетона

Физические замедлители твердения

Эти добавки создают пленку на поверхности цементного зерна, препятствуя гидратации. Минусом таких добавок является возможное снижение прочности бетона.

Химические добавки

При использовании в рекомендованных концентрациях не оказывают влияния на итоговую прочность бетона. Они замедляют естественный рост кристаллической структуры бетона, вследствие чего она формируется более равномерно, а это в итоге положительно влияет на прочность материала.

Критерий работы добавки-замедлителя — уменьшение прочности бетона на 30% в возрасте до одной недели без снижения прочности в возрасте четырех недель.

Также в качестве замедлителей твердения используются следующие вещества:

1. молочная сыворотка (1,5–3% от массы бетона);
2. кормовая сахарная патока (0,05–0,3% от массы цемента);
3. костный клей;
4. крахмал.

В применении этих добавок есть те или иные ограничения, к примеру, сахарная патока не подходит для железобетонных конструкций.

Обзор наиболее популярных замедлителей схватывания цемента

Предлагаем вашему вниманию обзор наиболее часто применяющихся замедлителей схватывания бетона от разных производителей с описанием их свойств и состава, а также необходимой дозировки.
НТФ – нитрило-триметиленфосфоновая кислота

Порошок в виде мелких кристалликов беловатого цвета, мгновенно растворяющихтся в воде и не растворяющихся в орграстворителях. При применении необходимо избегать передозировок, поскольку при этом может снизиться прочность бетона. НТФ эффективна для любого вида цементов. Придает бетонной смеси пластичность, не вызывает коррозий в ЖБ-конструкциях. Дозировка добавки — от 0,02 до 0,15 % по отношению к весу цемента.

Поззолит 100-ИксР

Помимо замедления, обладает высокими пластифицирующими свойствами. Представляет собой жидкую субстанцию темно-коричневого или черного цвета. Применяется в бетонных составах из расчета от 0,2 до 0,3 % . Изготавливается на СМиК (Люберцы).

Перамин Р (Peramin R)

Этот замедлитель выпускают в форме полупрозрачного раствора. Дозировка: от 0,2 до 1,0%. Производитель – объединение «Уралпласт».

Меласса КП (кормовая патока из сахара)

Популярный замедлитель, производящийся из отходов производства сахара. Представляет собой густую жидкость темнокоричневого цвета, прекрасно растворяющуюся в воде, добавляющую раствору в том числе пластифицирующие качества.

При применении этой присадки раствор набирает прочность очень медленно, не твердея в течение 7 дней. Не рекомендовано применять для сборных ЖБК. Рекомендуется дозировка от 0,04 до 0,3 % от массы сухого цемента.

Сыворотка молочная

Добавка в виде жидкости желтого цвета, делается из отходов молочной промышленности. В состав входит молочный сахар, белок, животные жиры. Наибольший эффект замедления получается при введении добавки прямо в бетонный раствор. Придает смеси дополнительную пластичность. Примерное соотношение добавки к сухому веществу(цементу) от 0,1 до 0,2 %.

Аддимент ВЗ 6

Добавка с мощным эффектом замедления. Применяется при укладке лёгких растворов или пенно-бетона. Употребляется из расчета от 0,2 до 0,7 % по отношению к массе цемента. От ТМ Аддимент Зика (Германия).

РСБ-500 (ИСБ-500)

Замедлитель, который применяют в монолитном строительстве, производится на основе нитрило-триметиленфосфоновой кислоты без щелочей, способных вызвать коррозию арматуры. Используется в соотношении к цементу от 0,02 до 0,15 %.

Глюконат натрия

Добавка синтезируется путем ферментации глюкозы. Помимо замедления, обладает водоудерживающими и пластифицирующими свойствами. Выпускается в виде мелких кристаллов либо гранул от белого до коричневого цвета. Полностью биоразлагается, прекрасно растворим в воде. Необходимая дозировка — от 0,05 до 0,25 % . Производится концерном Мапеи.

Адимент ВЗ2

Замедлитель с выраженным пластифицирующим эффектом для ЖБ-строительства, без щелочей, не вызывающий корозионных процессов в арматуре. Производится в ФРГ, необходимые дозировки от 0,2 до 0,7% от массы применяемого в растворе цемента.

Зика Ретардер

Замедлитель схватывания, обладающий высокой эффективностью и произведенный на основе фосфатов с улучшенными качествами. Прекрасно работает со всеми видами портланд-цемента, в том числе со шлако-портланд-цементом. Выпускается в виде коричнево-желтой жидкой суспензии плотностью 1,14 кг/л, без содержания хлорида. Применяется в пропорциях от 0,2 до 2,0 % от веса цемента. Производится комбинатом Sika (Швейцария).

Сементол Ретард (Cementol Retarde)

Замедлитель для бетонных смесей, требующий смешивания с водой для добавки в раствор. Дозируется от 0,18 до 0,8 % цементной массы.

В качестве замедлителей схватывания могут также использоваться пластифицирующие составы повышенной концентрации. К ним можно отнести ЛСТ, УПБ, кремнийорганическую жидкость 113-63 (бывшее название ФЭС-66), этил-гидрид-сесквиоксан (ПГЭН), клей животный (мездровый, костный), крахмал, декстрин и др.

Все вышеперечисленные присадки влияют на крепость и долговечность бетона, зависят от взаимодействия с составляющими бетонного раствора в химических реакциях. По этой причине действие их предсказать тяжело. Содержание таких добавок в растворах устанавливают путем экспериментов, проверяя на прочность при сжатии.

Все о добавках для бетона на нашем сайте.

Замедлитель схватывания бетона CemStone

]Cemmix[/anchor] в линейке своих добавок для бетона выпускает Комплексную добавку для кладочных и строительных растворов CemStone.

Комплексная добавка CemStone — это химическая добавка, которая совмещает свойства замедлителя бетона со свойствами пластификатора, а это значит, что она имеет дополнительные преимущества:

1. повышает подвижность смеси с П1 до П4;
2. улучшает обрабатываемость бетонных смесей, позволяет получать самоукладывающиеся бетонные смеси;
3. снижает водопотребность растворов на 10–20%;
4. позволяет экономить от 10% цемента без снижения прочности;
5. снижает усадку и связанные с ней деформации на 50%;
6. препятствует расслаиванию раствора;
7. увеличивает срок жизни растворов до 5 часов;
8. препятствует появлению высолов.

Добавка CemStone применяется в штукатурных и кладочных растворах, при изготовлении дорожек, брусчатки и различных типов бетона.

Комплексная добавка CemStone эффективна для увеличения срока жизни цементных растворов, а также обеспечивает преимущества пластификатора. Она поставляется в удобной жидкой форме, поэтому ее несложно добавить в бетонную смесь или раствор, а возможность сэкономить цемент окупает ее стоимость.

Ускорители и замедлители схватывания и твердения цементных строительных смесей

Сроки схватывания и скорость твердения сухих строительных смесей являются основными характеристиками, определяющими условия их применения в строительстве.

Иначе говоря, понятие «сроки схватывания» может относиться только к цементу, в то время как для смесей цемента с различными наполнителями пользуются другими характеристиками.

Это: — потеря пластичности; — потеря подвижности; — потеря удобоукладываемости.

Для характеристики потери пластичности растворных смесей строителями используется понятие «живучесть смёсёй». Оно заключает в себя не только определение времени загусте-вания растворной смеси, но также и определение максимального времени, по истечении которого может использоваться данный цементный раствор.

Показатели живучести раствора и его прочности зависят от следующих факторов: — от характеристик использованного цемента; — от характеристик заполнителя; — наличия различных примесей и функциональных добавок; — условий твердения: влажности и температуры.

Влияние всех этих факторов приводит к тому, что правильно приготовленная смесь бывает как медленно, так и быстро схватывающейся. В тех случаях, когда схватывание раствора по каким-либо причинам требуется замедлить или, наоборот, ускорить, применяют метод регулирования процесса гидратации цемента. Сроки схватывания и набирание прочности цементного раствора зависят от его состава, тонкости помола цемента и содержания частиц определенных фракций, а также содержания в цементе различных примесей.

Сроки схватывания цементного раствора в случае необходимости можно регулировать самим. Для этого в состав раствора вводят специальные добавки — ускорители или замедлители схватывания и твердения.

Необходимость использования ускорителей твердения появляется в следующих случаях: — для ускорения схватывания растворов, применяемых при низких и отрицательных температурах; . — при производстве восстановительных работ; — при производстве смесей для усиления фундаментов инъекционными составами.

Необходимость использования замедлителей твердения и схватывания появляется в следующих случаях: — при проведений работ в жаркий период года; — при необходимости формования ослабленных фундаментов в жаркое время года,

Ускорители схватывания и твердения смесей на осног ве портландцемента представляют собой неорганические соли, соли орагнических кислот, а также продукты на их основе: K2C03, Na2S04, NaF, NaA102 и многие другие. В качестве ускорителей схватывания используют также форми-аты кальция и натрия, соединения, в составе которых присутствуют алюминаты кальция, оксиды и гидроксиды алюминия.

Распространенным приемом сокращения сроков схватывания смесей на основе портландцемента является введение щ в их состав алюминатных цементов и ускорителей схватывания на основе g-Al2Os.

Следует знать, что иногда использование ускорителей схватывания приводит к потере прочности раствора, поэтому правильный выбор ускорителя очень важен.

Читать далее: Приготовление бетонного раствора и бетона Свойства растворов Xарактеристика строительных растворов Физические свойства и характеристика строительных материалов Хранение строительных материалов Асбестоцементные материалы Композиционные строительные материалы Вяжущие материалы Природные минеральные материалы Cтроительные материалы для фундаментных работ

Источник