Приложение 2. Указания по применению кремнийорганических полимеров при строительстве бетонных покрытий

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.

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  эмульсии и 100  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 , а температура не выше 30°С.

Содержание СДБ в комплексной добавке не должно превышать 0,15% от массы цемента, ГКЖ-94 - 0,1-0,2%.

Бетонную смесь разрешается приготавливать на пластифицированном цементе с добавкой ГКЖ-94.

Рекомендуемые области применения кремнийорганических добавок

Учитывая высокую стоимость кремнийорганических добавок, рекомендуется применять ГКЖ-94 в бетонных и железобетонных конструкциях, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости и прочности:

при строительстве бетонных покрытий в районах со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца ниже -15°С;

при строительстве отдельных участков бетонных покрытий в районах, где количество дней с гололедом превышает 40 в год;

на подъездах к крупным городам, на взлетно-посадочных полосах аэродромов, где наряду с высокой морозостойкостью требуется высокая прочность бетона.