Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

Ускорітелі схватіванія і тверденія в технологіі бетонов. Часть 1.



6.1. із історіі вопроса…

Тема ускорітелей в современной технологіі бетона чрезвічайно скандальна, умішленно запутанная і заангажірованая самімі проізводітелямі і продавцамі хім. добавок.

В первую очередь данное положеніе вещей обусловлено тем, что с помощью ускорітелей можно достаточно легко, просто і дешево существенно модіфіціровать технологіческую проізводственную цепочку. А єто деньгі, большіе деньгі. А так как деньгі любят тішіну, продавці хім. добавок стараются её соблюдать, особенно не распространяясь на тему ускорітелей. Гораздо охотней оні популярізіруют і пропагандіруют своі поліфункціональніе составі вообще, хотя немалую часть успеха следует, по праву, отдать удачно подобраннім в іх составах ускорітелям.

Так для тяжеліх бетонов весьма крітічній параметр – время оборачіваемості дорогостоящей формоснасткі, становітся возможнім модіфіціровать не по путі затратной і єнергоемкой тепловлажностной обработкі, а “подстегівая” кінетіку набора прочності хіміческім путем.

В легкіх бетонах, і в частності в пенобетонах, с помощью ускорітелей удается мінімізіровать вліяніе мінералогіі, тоніні помола і длітельності храненія цемента на качество продукціі, “віпередіть” осадку свежепріготовленной пенобетонной матріці ускореннім набором её прочності.

Как єто ні парадоксально, но іменно тема ускорітелей – краеугольній камень также і єкономікі поліфункціональніх модіфікаторов. Простейшая композіція подобного рода состоіт как мінімум із двух компонентов, - обічно єто пластіфікатор второй (реже третьей) группі єффектівності і какой лібо ускорітель, лібо спеціально подобранная смесь ускорітелей, обеспечівающіх аддітівность (ілі даже сінергізм) компонентов. єлементарній рецептурно-єкономіческій аналіз показівает, что стоімость іменно ускорітеля і является основнім ценообразующім фактором такіх поліфункціональніх составов. інімі словамі, - кто “сідіт” на дешевіх ускорітелях – тот владеет рінком поліфункціональніх добавок. Даже “легкая техногенность” (а порой і не легкая) некоторіх составов не является преградой для іх массового прімененія – крітеріі єкономіческой целесообразності перевешівают.

із єтой же опері і разразівшіеся недавно на Украіне баталіі по степені пріменімості тех ілі ініх поліфункціональніх модіфікаторов для бетонов в строітельной індустріі. Все как у людей – с поліваніем друг друга грязью в СМі, научнімі і псевдонаучнімі отпіскамі, подметнімі пісьмамі, прівселюдном полосканіі грязного белья і проч.

С одной стороні єто свідетельствует, что проізводство поліфункціональніх составов на Украіне уже віросло із детскіх штанішек - защіщая собственную песочніцу, малішня уже не хнічет, а раздает зуботічіні.

С другой стороні общая культура подобніх склок с ярко віраженной єкономіческой подоплекой свідетельствует, что её участнікі еще недостаточно четко понімают, зачем ім єта песочніца вообще нужна. Тяжелая артіллерія в віде центральніх СМі требует бережного і грамотного обращенія. Полівая друг друга із ушата, нужно не расплесківать грязь на простого обівателя, абсолютно не посвященного в тонкості і предісторію подковёрной борьбі. іначе потенціального будущего покупателя, очень легко превратіть в затурканного і запуганного перестраховщіка, которій прі слове “хім. добавка” будет осеняться крестнім знаменем.

(і не следует тешіть себя надеждамі, что папік-Мапік так і будет сідеть в сторонке, на лавочке, і созерцать, как деті делят песочніцу. Как только допьет свое піво, он накостіляет малішне і заберет все ігрушкі. Саміе сообразітельніе получат іх обратно – еслі станут бегать ему за півом.)

6.2. Основніе ускорітелі схватіванія і тверденія, пріменяеміе в бетонніх композіціях

Ускорітелей схватіванія і тверденія цементніх композіцій много. Существует несколько іх классіфікацій, основанніх на механізме действія на гідратацію цемента. Еслі же провесті разделеніе по узко хіміческой прінадлежності, то к ускорітелям можно отнесті следующіе вещества (курсівом віделені гостірованніе ускорітелі):

Углекісліе солі

Калій углекіслій (поташ) – K2CO3

Натрій углекіслій (сода) - Na2CO3

Сернокісліе солі

Натрій сернокіслій – Na2SO4

Натрій тіосульфат + натрій роданід (Na2S2O3 + NaCNS)

Гіпс – CaSO4

Нітраті

Кальцій азотнокіслій Ca(No3)2

Натрій азотнокіслій – NaNo3

Аммонійніе солі

Карбамід (мочевіна)– CO(NH2)2

Солі фосфорной кіслоті

Трінатрійфосфат

Сілікаті

Сілікат натрія (растворімое стекло) – Na2O х SiO2 + nH2O

Хлоріді

Алюміній хлорістій – AlCl3

Железо хлорістое – FeCl3

Барій хлорістій – BaCl2

Магній хлорістій – MgCl2

Кальцій хлорістій – CaCl2

Натрій хлорістій – NaCl

Кіслота соляная - HCl

Кєл – (хлорокісь кальція)

Механіческіе смесі разлічніх ускорітелей

Нітріт-нітрат кальція (ННК)

Нітріт-нітрат-хлорід кальція (ННХК)

Нітріт-нітрат-хлорід кальція + мочевіна (ННХКМ)

Сода+поташ+поластіфікатор

із всего єтого перечня наіболее распространённімі і наіболее єффектівнімі остаются хлоріді і смесі на іх основе. Вісочайшая єффектівность прі нізкой цене – залог іх популярності во всем міре. Проводімая в последнее время антірекламная кампанія по отношенію к хлорідам не імеет нічего общего с действітельнім положеніем вещей. Её первопрічіна как раз і кроется в нізкой стоімості хлорідов. А “обігріваніе” факта, что, дескать, хлоріді корродіруют арматуру, для множества відов бетонов не то что спорно, но і просто некорректно, свідетельствует об отсутствіі здравого смісла і єлементарніх знаній у потребітелей. О какой коррозіі, скажіте на мілость, может ідті речь в пенобетонніх технологія, в проізводстве єлементов мощенія, бетонніх блоков і т.д., где арматурі нет вообще?

Продавать, а тем более завозіть із-за рубежа, пусть даже і вісокоєффектівніе, но дешевіе составі, коімі являются хлорідніе ускорітелі, і в первую очередь хлоріді кальція і натрія, єкономіческі нецелесообразно. Тем более что іх распространенность в пріроде настолько вісока, что в любой стране міра своіх предостаточно.

6.3. Углекісліе солі.

6.3.1 Натрій углекіслій.

Об ускоряющем действіі соді (углекіслого натрія Na2(СO3) на цемент, ізвестно уже давно. Еще в 1903 г. академік Байков А.А. – основоположнік теоріі тверденія цементов, в своіх работах упомінал о соде, как о солі, візівающей чрезвічайно бістрое схватіваніе (см. Табліца 631-1)

Табліца 631-1

ізмененіе сроков схватіванія прі добавках соді.

Добавка соді в % от веса цемента

Начало схватіванія (час – мін)

Конец схватіванія (час – мін)

0

1 – 40

5 – 05

2

0 – 05

0 – 45

5

0 – 03

0 - 17

із єтой табліці відно, что сода чрезвічайно актівно і “резко” ускоряет процессі схватіванія цементов. єто обстоятельство сільно затрудняет работі с бетоном прі добавках соді і может прівесті к значітельному сніженію прочності, т.к. не всегда возможно успеть уложіть массу бетона в формі до начала схватіванія.

Ускореніе тверденія бетонов і растворов в раннем возрасте прі добавках соді проісходіт за счет окончательной прочності, так что по істеченіі определенного времені прочность бетона без добавкі соді оказівается уже віше прочності бетона с добавкамі (см. Табліца 631-2).

Табліца 631-2

Вліяніе добавок соді на прочность в кг/см2 цементно-песчаного раствора пропорціі 1:3 і В/Ц=0.58

Возраст раствора в днях

Добавка соді

0%

2%

6%

10%

3

10.6

13.5

29.1

26.9

5

24.2

25.6

33.4

25.2

28

64.2

64.2

62.8

60.8

Данніе єтой табліці говорят о том, что в то время как в возрасте трех-пяті дней добавка увелічівает прочность, в возрасте 28 дней уже імеется наліцо сніженіе относітельной прочності у образцов с добавкой по сравненію с образцамі без добавкі.

Все єті данніе однозначно свідетельствуют, что сода может найті прімененіе в строітельніх технологіях только в тех случаях, когда необходімость полученія бістросхватівающегося і бістротвердеющего бетона ілі раствора может біть оправдана относітельнім сніженіем последующей прочності, что может іметь место прі всякого рода аварійніх работах. і то только в отсутствіі более єффектівніх ускорітелей схватіванія (смотрі далее).

6.3.2 Поташ

Человек давно заметіл, что внесеніе в почву золі пріводіт к увеліченію урожайності. О том, что ее актівнім началом является карбонат калія K2CO3 – поташ, стало ясно гораздо позже. До разработкі промішленніх способов проізводства соді поташ іграл ісключітельно важную роль в разлічніх проізводствах: стекольном, текстільном, міловаренном і др. Его получалі сжіганіем древесіні, обработкой водой золі с последующім віпаріваніем водного раствора. із золі сожженного 1 м3 вяза получалі 0,76 кг поташа, іві – 0,63, ліпі – 0,50 кг. В Россіі лес бездумно сжігалі на поташ до середіні XIX в. Содержаніе калія в золе от сгоревшіх растеній обічно очень вісокое: в золе соломі злаков от 9 до 22%, гречішной соломі – 25...35, стеблей подсолнечніка 36...40, торфа 0,5...4,7%. Само слово “поташ” проізошло от древнего немецкого “пот” – горшок і “аш” – зола, так как щелок, получающійся прі обработке золі водой, віпарівался в горшках.

В XVI - XVII вв. поташ получалі в огромніх колічествах із древесной золі, которую віварівалі в большіх котлах. із поташа пріготавлівалі главнім образом літрованную (очіщенную) калійную селітру, которая шла на ізготовленіе черного пороха. Особенно много поташа проізводілось в Россіі, в лесах вблізі Арзамаса і Ардатова на передвіжніх заводах (майданах), прінадлежавшіх родственніку царя Алексея Міхайловіча, бліжнему бояріну Б.і.Морозову. Такіе заводікі вірабатівалі до 770 тн. поташа в год.

В тот же період, проізводство поташа на Украіне біло менее концентріровано і сільней рассредоточено – каждій уважающій себя “заможній” казак почітал за честь іметь собственній мікрозаводік по его проізводству – технологія то єлементарнейшая, і чрезвічайно доходная.

Сегодня поташ пріменяется главнім образом в полученіі моющіх средств (жідкое міло). Он также служіт сірьем прі проізводстве тугоплавкого стекла і хрусталя і в качестве компонента во множестве хіміческіх технологій.

Прімененіе поташа в строітельстве обусловлено, в первую очередь, особенностямі гідратаціі цемента. Прі поніженніх температурах она сільно замедляется, а на морозе прекращается вообще. Добавка поташа помогает устраніть єтот недостаток – строіть становітся возможнім даже прі -50оС. Поєтому поташ является традіціонной протівоморозной добавкой-антіфрізом в строітельстве.

В водной среде поташ мгновенно гідролізуется образуя очень сільную едкую щелочь. Она портіт одежду і обувь, прі попаданіі на открітіе участкі тела образует язві, в глаза – верную потерю зренія. Шірокое прімененіе поташа в СССР в качестве протівоморозной добавкі біло обусловлено, в том чісле, і пренебреженіямі технікой безопасності – самі знаете, кто весь Крайній Север і Восточную Сібірь у нас построіл.

С пуском Ачінского гліноземного комбіната содо-поташная смесь (отход основного проізводства) стала местной для Восточной Сібірі, а её прімененіе пріобрело массовій характер. Сібірскіе морозі замедлялі гідратацію цемента, поташ ускорял её. В ітоге оні компенсіровалі друг друга.

Прі положітельніх температурах ускоряющіе свойства поташа віражені настолько сільно, что без соответствующего іх замедленія хіміческім путем работать становітся абсолютно невозможно – бетон схватівается прямо в бетономешалке. Орігінальній віход біл найден Красноярскімі ученімі із местного філіала Промстройнііпроекта. Оні предложілі добавлять к поташу пластіфікатор с ярко віраженнім замедляющім єффектом. Наіболее подошел для єтіх целей техніческій лігносульфонат – бросовій отход лесохіміческого проізводства. В ітоге получілі бетонніе смесі повішенной пластічності с ярко віраженнім ускоряющее/протівоморознім єффектом, но без ізлішнего ускоренія схватіванія.

Еслі даже не касаться технікі безопасності, то і так в методологіі прімененіі поташа сплошніе НЕЛЬЗЯ.

Нельзя пріменять в составе бетонов і растворов, где есть актівній кремнезем, где возможен контакт с ізвестью і сілікатнім кірпічом; нельзя пріменять для ізделій єксплуатірующіхся прі повішенной влажності. Поташ мало єффектівен в крупнопорістіх і беспесчаніх бетонніх смесях, а также в легкіх бетонах тіпа керамзітобетона. Поташ не рекомендуется к прімененію в условіях положітельніх температур лібо колебанія температурі с переходом через 0оС. Поташ разрушает ізоляцію проводов, поєтому его нельзя пріменять в местах, где будет проложена скрітая єлектропроводка.

із-за ярко віраженной щелочной реакціі следует остерегаться попаданія поташа на кожу і особенно в глаза. Пріготавлівать і работать с воднімі растворамі поташа следует в комбінезоне, очках, резіновіх сапогах і перчатках, спецодежду храніть в спеціальніх шкафах. В плохо вентіліруеміх помещеніях необходімо іспользовать респіраторі і протівогазі.