Приложение 1. Указания по применению воздухововлекающих и пластифицирующих добавок поверхностно-активных веществ в дорожном бетоне

Приложение 1

Указания
по применению воздухововлекающих и пластифицирующих добавок поверхностно-активных веществ в дорожном бетоне

Общие сведения

В технологии бетонных работ широкое применение нашли пластифицирующие и воздухововлекающие поверхностно-активные вещества*(1), существенно улучшающие технологические свойства бетонной смеси (связность, нерасслаиваемость, удобообрабатываемость) и повышающие долговечность бетона в конструкции.

Бетонные покрытия автомобильных дорог в процессе эксплуатации подвергаются агрессивному совместному воздействию попеременного замораживания и оттаивания и хлористых солей, применяемых для борьбы с гололедом. Обеспечение гарантированной морозостойкости дорожного бетона при одновременном воздействии мороза к хлористых солей связано с созданием в структуре бетона определенного объема воздушных пор, образующих условно-замкнутую, "резервную" пористость, воспринимающую внутренние напряжения при образовании льда.

Воздушные поры образуются при введении в бетонную смесь воздухововлекающих добавок, в частности смолы нейтрализованной воздухововлекающей (СИВ).

При введении в бетонную смесь СНВ*(2) поверхностно-активные вещества, входящие в ее состав, являются активными микропенообразователями, способствуют образованию и удержанию в смеси воздушных пузырьков диаметром 25-250 мкм.

Пузырьки воздуха придают бетонной смеси большую связность и нерасслаиваемость во время технологической переработки, а также удобообрабатываемость при укладке в конструкцию.

Объем вовлекаемого в смесь и удерживаемого ею воздуха определяется множеством факторов: количеством добавки, зерновым составом и минералогической природой заполнителей, содержанием цемента и его химико-минералогическим составом, долей песка в смеси заполнителей, коэффициентом раздвижки щебня раствором, температурой бетонной смеси, способом и продолжительностью перемешивания. Практически воздух вовлекается растворной частью смеси и, прежде всего, зернами песка размером 0,3-0,6 мм. Если в песке увеличивается содержание зерен мельче 0,3 мм и особенно мельче 0,14 мм, то при одном и том же количестве добавки уменьшается объем вовлекаемого и удерживаемого в бетонной смеси воздуха.

Следует иметь также в виду, что объем воздуха, вовлеченного при данном режиме перемешивания и одном и том же количестве воздухововлекающей добавки ПАВ и прочих равных условий, увеличивается с ростом подвижности смеси, повышением коэффициента раздвижки щебня раствором и уменьшается с увеличением содержания цемента и повышением температуры смеси.

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)*(3), 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 в виду, что комплексное применение воздухововлекающей СНВ и пластифицирующей СДБ приводит к усилению их индивидуального положительного влияния на технологические свойства бетонной смеси, пластифицирующего и воздухововлекающего эффекта.

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*(4).

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*(5) 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.

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".

ГАРАНТ:

Взамен ВСН 150-68 с 1 октября 1993 г. введены в действие ВСН 150-93

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 растворы СНВ и СДБ.

Если используют в качестве воздухововлекающей добавки мылонафт*(6), 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.

_____________________________

*(1) Номенклатура химических добавок и их свойства приведены в "Руководстве по применению химических добавок к бетону". (М., Стройиздат, 1975).

*(2) СНВ - абиетиновая смола, омыленная каустической содой, должна соответствовать требованиям ТУ 81-05-75-69 Министерства целлюлозно-бумажной промышленности СССР. Она изготовляется в виде твердого продукта и поставляется в деревянных бочках. Ее следует хранить в закрытых помещениях, исключающих увлажнение продукта.

*(3) 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.

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

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

*(6) 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.