Поскольку морозостойкость бетона определяется не начальным объемом воздуха, вовлеченного в смесь при перемешивании компонентов, а объемом воздушных “условно-замкнутых” пор в структуре затвердевшего бетона, необходимо учитывать влияние технологической переработки при строительстве покрытий на объем остаточного воздуха в уплотненном бетоне.

При технологической переработке бетонной смеси начальный объем вовлеченного воздуха не остается стабильным, а уменьшается, особенно интенсивно в первые 10-20 мин после выгрузки из смесителя. Уменьшению объема вовлеченного воздуха способствует и переработка смеси?? связанная с периодическим ее разрыхлением и уплотнением при транспортировании, выгрузке и распределении. Наконец, объем остаточного воздуха в смеси и, следовательно, в бетоне уменьшается с увеличением продолжительности вибрирования, особенно при глубинном высокочастотном виброуплотнении.

Обеспечение нормированного объема вовлеченного воздуха приводит к определенному уменьшению прочности дорожного бетона по сравнению с бетоном без воздушных пор и, следовательно, к увеличению расхода цемента. Чтобы получить дорожный бетон гарантированной стойкости против совместного воздействия мороза и хлористых солей и экономичный по расходу цемента, помимо воздухововлекающей добавки СНВ следует вводить также пластифицирующую добавку СДБ (ССБ)*?? т.е. применять в дорожном бетоне комплексную добавку СНВ + СДБ (ССБ).

Пластифицирующий эффект добавки СДБ (ССБ) увеличивается с повышением содержания цемента в бетонной смеси, тонкости его помола уменьшением содержания С3А, повышением начальной подвижности смеси и уменьшением крупности песка. При использовании бетонных смесей на мелких песках добавки СДБ (ССБ) способствуют вовлечению в смесь до 2-3% воздуха по объему.

Следует иметь ввиду, что комплексное применение воздухововлекающей СНВ и пластифицирующей СДБ приводит к усилению их индивидуального положительного влияния на технологические свойства бетонной смеси, пластифицирующего и воздухововлекающего эффекта.

_______________

*Сульфитно-спиртовая барда ССБ изготовляется в соответствии с требованиями ГОСТ 8518-57. Сульфитно-дрожжевая бражка СДБ - продукт переработки ССБ, соответствующий требованиям ОСТ 81-79-74 Министерства целлюлозно-бумажной промышленности СССР.

Применение воздухововлекающей и пластифицирующей добавок

Воздухововлекающая СНВ и пластифицирующая СДБ должны вводиться при приготовлении бетонной смеси в виде раствора определенной концентрации вместе с водой затворения или непосредственно в смеситель.

Добавку СНВ не следует применять в случае использования гидрофобного цемента, а добавку СДБ - при использовании пластифицированного цемента*.

В составе бетоносмесительных установок необходимо иметь специальное оборудование для приготовления водных растворов добавок и их дозирования.

Концентрацию водного раствора добавок рекомендуется выбирать в зависимости от конструкции и точности дозировочного устройства, обычно применяют растворы 10%-ной концентрации. Водные растворы СНВ и СДБ следует готовить в различных емкостях путем растворения в воде, нагретой до 70-80°С, твердых, пластообразных или жидких концентратов. После полного растворения концентрата раствор следует пропустить через сетчатый фильтр с отверстиями до 1 мм и перелить в другую емкость. Остывший раствор необходимо довести до заданной концентрации путем добавления воды. Концентрация раствора должна определяться по его плотности ареометром в соответствии со специальными таблицами** или экспериментальными данными.

Раствор СНВ должен храниться в деревянной, стеклянной или стальной таре. Запрещается применение оцинкованной или алюминиевой посуды.

При использовании неомыленной абиетиновой смолы ее перед применением следует нейтрализовать едким натром. Неомыленную абиетиновую смолу для этого разбивают на мелкие куски и измельчают до порошкообразного состояния на шаровой мельнице, бегунах и т.д. В стеклянной или металлической посуде (кроме оцинкованной и алюминиевой) приготавливают 2%-ный раствор едкого натра (каустической соды). После полного растворения едкого натра раствор нагревают до 70-80°С и в него постепенно высыпают измельченную абиетиновую смолу в количестве 100 г на каждый литр раствора едкого натра, непрерывно перемешивая до полного растворения смолы. Окончив приготовление раствора, его объем доводят до первоначального добавлением воды. В 1 л полученного раствора будет содержаться 100 г абиетиновой смолы, что учитывают при всех расчетах дозировки раствора.

Для приготовления раствора абиетиновой смолы любой концентрации количество щелочи (каустической соды) следует брать из расчета 0??2 массовой доли щелочи, считая на сухое вещество, на одну массовую долю твердого вещества смолы.

При работе с едким натром необходимо защищать глаза защитными очками, а руки - резиновыми перчатками.

______________

* При соответствующем экспериментальном обосновании допускается применять добавку СДБ и при использовании пластифицированного цемента.

** См. “Руководство по применению химических добавок к бетону”. (М., Стройиздат, 1975).

Рекомендуемая схема установки для приготовления и дозирования раствора одной добавки приведена в Технических указаниях по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений (ВСН 150-68 Минтрансстроя), а также в “Руководстве по применению химических добавок к бетону”.

В случае применения в дорожном бетоне комплексной добавки СНВ+СДБ следует, как правило, использовать две раздельные установки для приготовления и дозирования водных растворов каждой добавки. Раствор каждой добавки следует смешивать перед введением в бетоносмеситель (в дозаторе воды) или растворы каждой добавки вводить в бетоносмеситель раздельно. Не следует заблаговременно смешивать водные раствори СНВ и СДБ.

Если используют в качестве воздухововлекающей добавки мылонафт*, его, как правило, следует вводить в смесь вместе с водой затворения.

Водный раствор мылонафта необходимой концентрации следует готовить, растворяя мылонафт в воде?? подогретой до 40-50 С.

______________

* Мылонафт изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 13302-77 “Кислоты нефтяные”.

Мылонафт в дорожном бетоне, как и СНВ, следует применять в сочетании с добавкой СДБ.

Приложение 2

УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ БЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

Кремнийорганический полимер (ГКЖ-94) обладает способностью к газообразованию в бетонной смеси благодаря взаимодействию с продуктами гидролиза цемента с образованием замкнутой пористости.

Добавка ГКЖ-94 оказывает пластифицирующее действие на смеси, снижает ее расслаивание во время транспортирования и укладки, повышает водонепроницаемость бетона.

Указанная добавка повышает морозостойкость и стойкость дорожного бетона против агрессивного воздействия растворов хлористых солей и мороза.

Учитывая высокую стоимость кремнийорганических полимеров, их применение в настоящее время целесообразно только в отдельных случаях, когда бетон подвергается большому количеству циклов замораживания и оттаивания в растворах хлористых солей или снижение прочности бетона может потребовать увеличения толщины покрытия.

Технология приготовления бетонных смесей с добавкой кремнийорганического полимера ГКЖ-94

Кремнийорганический полимер ГКЖ-94 - добавка гидрофобного типа. При введении в бетон вступает в химическую реакцию с продуктами гидратации и гидролиза цемента. В результате реакций выделяется водород, образующий равномерно распределенные замкнутые поры в цементном камне и на контакте цементный камень-заполнитель. Эффект газообразования зависит от содержания добавки, щелочей в цементе, температуры твердения.

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94 коррозионно неактивна, не выделяет вредных паров или газов, легко растворяются в органических растворителях, с водой не смешивается, но образует эмульсию.

Кремнийорганический полимер ГКЖ-94 по физико-химическим показателям должен соответствовать требованиям ГОСТ:

внешний вид - бесцветная или слабо-желтая жидкость без механических примесей;

содержание активного водорода - в пределах 1,30-1,42% по массе;

водородный показатель рН - не менее 6??

кинематическая вязкость при температуре 20°С - в пределах 45-200 в сантистоксах.

ГКЖ-94 вводится в бетонную смесь с водой затворения в виде 50%-ной эмульсии.

Эмульсию ГКЖ-94 50%-ной концентрации приготовляют* в следующем порядке: готовят водный раствор стабилизатора, концентрация которого определяется видом стабилизатора. Вода должна иметь водородный показатель рН не более 7.

______________

*Водную эмульсию ГКЖ-94 можно приготавливать в соответствии с Указаниями “Руководства по применению химических добавок к бетону”.

В качестве стабилизатора можно использовать полуфабрикат для приготовления алкамона (ОС-2) или поливиниловый спирт с 10-15% остаточных ацетатных групп (сольвар). В случае применения ОС-2 весовая концентрация раствора стабилизатора должна составлять 2%, а для сольвара - 4%. ОС-2 следует растворять в воде, нагретой до 40-50°С.

Для приготовления раствора необходимое количество сольвара заливают теплой водой (40°С) из расчета получения 4%-ного водного раствора и оставляют на сутки.

Через сутки раствор помещают в водяную баню при температуре 70°С для окончательного растворения сольвара, что достигается при непрерывном перемешивании.

Эмульсию ГКЖ-94 приготавливают эмульгированием 100%-ной кремнийорганической жидкости в растворе стабилизатора в эмульсионной мешалке периодического или непрерывного действия при скорости вращения рабочего органа в пределах от 2500 до 8000 об/мин при отношении 100%-ной жидкости ГКЖ-94 к раствору стабилизатора 1:1 по массе.

Раствор стабилизатора должен иметь температуру 15-20°С. В случае приготовления эмульсии в мешалке периодического действия вначале заливают раствор стабилизатора, включают мешалку и постепенно добавляют кремнийорганическую жидкость. Время эмульгирования?? считая от окончания заливки всех компонентов, должно составлять не менее 20 мин. Если приготовляют эмульсию в мешалке непрерывного действия, 100%-ную жидкость ГКЖ-94 и раствор стабилизатора заливают одновременно в приемную воронку. Время приготовления эмульсии зависит от конструкции мешалки.

Повторное пропускание эмульсии через рабочий орган мешалки непрерывного действия необходимо, если при первом эмульгировании не образуется эмульсия заданной дисперсности.

Готовая 50%-ная эмульсия должна содержать не менее 70% частиц ГКЖ-94 размером до 1 мкм. Приготовление эмульсии ГКЖ-94 должно сопровождаться лабораторным контролем.

Однородность эмульсии и отсутствие в ней механических примесей определяют путем фильтрования под вакуумом через матерчатый фильтр с применением воронки Бюхнера. После фильтрования на фильтре не должно оставаться посторонних включений.

Эффективность применения ГКЖ-94 во многом зависит от качества эмульсии. При применении некачественной эмульсии (частично распавшейся) эффективность добавки резко снижается. Поэтому стабильность эмульсии, находящейся в баках бетоносмесительного цеха, нужно проверять не реже 1 раза и сутки следующим методом: в мерный цилиндр наливают 10 см3 эмульсии и 100 см3 воды. Содержимое цилиндра тщательно перемешивают в течение 1 мин и оставляют в покое на 2 ч. Эмульсия считается стабильной, если в течение 2 ч в ней не наблюдается расслаивания.

Перед приготовлением эмульсии 100%-ную жидкость ГКЖ-94 необходимо проверять в первую очередь по ГОСТ на кинематическую вязкость. Если окажется, что жидкость по этому показателю не соответствует требованию стандарта, то она непригодна.

Для того чтобы предупредить потерю активности ГКЖ-94 (ее газообразующую способность), 50%-ную эмульсию нужно хранить в таре из белой жести или стекла с неплотно закрытыми крышками. Хранить ее разрешается в течение 6 месяцев при использовании в качестве стабилизатора ОС-2 и до одного года при использовании в качестве стабилизатора сольвара.

Эмульсию ГКЖ-94 вводят в воду затворения непосредственно перед приготовлением очередного замеса, при этом необходимо обеспечить равномерное распределение дозы эмульсии в воде затворения. Приемные и расходные баки эмульсии должны быть изготовлены из материала, не взаимодействующего с эмульсией (белая жесть, латунь), или черного металла с защитным покрытием, например, полиуретановым лаком УР-19.

В целях упрощения способа введения эмульсии ГКЖ-94 разрешается предварительно разбавлять ее водой, но не более чем в 10 раз. Температура воды должна быть не выше 30°С. Чтобы предупредить осаждение полимера ГКЖ-94 в такой разбавленной эмульсии, следует 1-2 раза в смену ее перемешивать и обязательно перед началом работы.

Для приготовления бетонной смеси с добавкой ГКЖ-94 рекомендуется применять бетономешалки принудительного действия. Бетонная смесь с добавкой ГКЖ-94 должна выходить из бетономешалки с температурой не выше 30 и не ниже 10°С. Порядок приготовления бетонной смеси обычный.

При введении ГКЖ-94 в бетонную смесь величина водоцементного отношения должна быть уменьшена на 0??01-0,03 в зависимости от дозировки добавки и подвижности бетонной смеси.

ГКЖ-94 следует добавлять в бетонную смесь в количестве 0,1-0,2% от массы цемента в расчете на 100%-ную жидкость.

Содержание щелочей в портландцементах, применяемых для изготовления бетонов, с добавкой ГКЖ-94 должно быть не более 1%. Для приготовления бетона с добавкой ГКЖ-94 допускается портландцемент и его разновидности при содержании щелочей в них более 1% в пересчете на после подтверждения их пригодности специальными экспериментальными исследованиями.

Нельзя применять шлакопортландцемент для приготовления бетона с добавкой ГКЖ-94.

Разрешается использовать комплексную добавку СДБ+ГКЖ-94?? которая, сохраняя ценные свойства, придаваемые бетону добавками полигидросилоксанов (ГКЖ-94), сообщает смесям повышенную пластичность за счет действия СДБ. Эмульсия ГКЖ-94 вводится в бетонную смесь отдельно, примерно с половиной воды затворения. Дозирование совместного раствора допускается только в случае равномерного распределения эмульсии ГКЖ-94 в нем и отсутствия скоплений частиц ГКЖ-94, видимых невооруженным глазом. Для приготовления совместного раствора ГКЖ-94 и СДБ плотность СДБ должна быть не более 1,02 г/см3?? а температура не выше 30??С.