3.3 Правила подбора состава бетонов с комплексными химическими добавками
3.3.1 Подбор составов бетона производится по методу абсолютных объемов (сумма абсолютных объемов материалов составляет 1 м 3 плотно упакованной бетонной смеси).
3.3.2 В общем случае расход материалов для опытных замесов рекомендуется рассчитывать любым из апробированных на практике способов.
3.3.3 Полученный состав бетона корректируется по средней плотности бетонной смеси.
2. Газообразующие добавки
В качестве газообразующей добавки широко используют алюминиевую пудру (ПАК) и ГКЖ-94. Наоборот, для уплотнения структуры бетона добавляют нитрат кальция (НК), хлорид и сульфат железа (ХЖ и СЖ), сульфат алюминия (СА), диэтиленгликолиевую ДЭГ-1 или триэтиленгликолиевую ТЭГ-1 смолы. Для замедления схватывания применяют сахарную патоку (СП) и добавки СДБ, ГКЖ-Ю и ГКЖ-94 в повышенных дозировках.
Газообразующие и гидрофобизующие добавкиОсобый интерес представляет применение в технологии бетонагазообразующих добавок. Явление газообразования наблюдается привведении в бетонные смеси алюминиевой пудры и некоторых кремний-органических соединений, например, кремнийорганической жидкостиГКЖ-94. В результате их взаимодействия с гидроксидом кальция выде-ляется водород. Пузырьки этого газа, равномерно распределенные вцементном тесте, обусловливают, кроме того, при использовании ГКЖ-94, дополнительную гидрофобизацию пор и капилляров в цементномкамне. Под воздействием этих процессов структура цементного камня
становится более однородной и насыщенной замкнутыми микропорами, обусловливающими резкое повышение морозостойкости бетона. Эф-фект газовыделения зависит от количества введенной добавки, темпе-ратуры твердения, содержания щелочи в цементе. Газовыделение замедляется при снижении температуры с +20 до +1оС примерно в 1,5 раза и увеличивается при повышении температуры до +40оС. Добавки этой группы обеспечивают дополнительное образованиегаза в количестве 1-2% в объеме бетона. Введение в состав бетона газообразующих добавок практическине сказывается на формовочных свойствах бетонной смеси, но сущест-венно замедляет твердение бетона на ранних стадиях. Это приводит кнеобходимости увеличения продолжительности предварительного вы-держивания отформованных изделий перед тепловой обработкой. Бетоны с газообразующими добавками, в частности с ГКЖ-94, обладают рядом положительных свойств. Повышается прочность бето-на на растяжение, увеличивается стойкость к солям, попеременномуувлажнению и высушиванию, повышается водонепроницаемость, моро-зостойкость и долговечность бетона в целом. Все кремнийорганические жидкости, в том числе и ГКЖ-94, об-ладают гидрофобными свойствами, поэтому они также относятся и кгруппе гидрофобизующих добавок. Гидрофобизирующие добавки. К ним относятся все кремнийор-ганические жидкости: ГКЖ-9, ГКЖ-11, ГКЖ-94, ГФ 113-63, ГФ 136-41, АМСР, этилсиликаты, мылонафт, олеиновая кислота и ее соли и др. 137В. В. Ратинов и Т. И. Розенберг [4], как на одну из особенностейрассматриваемых добавок указывают на гидрофобизацию ими воздуш-ных полостей в бетоне. При оптимальном воздухововлечении (до 3 – 4%), несмотря на появление значительного количества воздушных пу-зырьков, проницаемость бетона снижается, а морозостойкость возрас-тает, что объясняется образованием системы условно замкнутых воз-душных полостей, а сопутствующий воздухововлечению пластифици-рующий эффект проявляется сильнее в бетонных смесях, чем в цемент-ном тесте. Применение гидрофобизирующих добавок позволяет несколькоулучшить физико-механические свойства бетона и существенно повы-сить его долговечность. Последнее является результатом затрудненияобмена между составляющими бетона и агрессивными для него веще-ствами, находящимися в окружающей среде. При тепловлажностнойобработке (пропаривании) бетон с добавками гидрофобизирующих по-верхностно-активных веществ (например, мылонафта и абиетата на-трия) приобретает более высокую прочность, чем бетон с теми же под-вижностью и расходом цемента без добавок. Ряд гидрофобизующих добавок обладает способностью к пено-образованию, поэтому они относятся также и к группе воздухововле-кающих или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок. Напри-мер, мылонафт и олеат натрия, омыленная канифоль существенно по-нижают поверхностное натяжение на границе водный раствор-воздух, поэтому при введении их в бетонные смеси, оказывают на них пласти-фицирующее действие. Это позволяет снизить В/Ц при сохраненииудобоукладываемости, равной удобоукладываемости бетонной смеси наобычном цементе, в пределах от 5–8% (в жирных смесях) до 15–20% (втощих смесях). Вследствие этого повышается прочность бетона илипредставляется возможность снизить расход цемента. Пластифици-рующий эффект несколько изменяется также в зависимости от минера-логического состава цемента, а именно: он несколько выше у малоалю-минатного и, наоборот, ниже у высокоалюминатного цемента. Механизм пластификации бетонных смесей в присутствии гид-рофобных добавок, склонных к пенообразованию является следствиемустойчивого вовлечения в бетонную смесь множества мельчайших пу-зырьков воздуха, делающих ее более подвижной и легкой, кроме тогомолекулы этих добавок обладают адсорбционно-смазочным эффектом. Содержащиеся в молекулах полярные группы – карбоксильная группамыла или соответствующие ей кислоты – химически связываются с по-верхностью частиц цемента, образуя на этой поверхности нераствори-138мое кальциевое мыло. Углеводные остатки молекулы мыла направленыпри этом в окружающую среду, покрывая поверхность частицы своеоб-разной щетинкой или ворсом, препятствующим смачиванию ее водой. Помимо этого, в связи с некоторой пенообразующей способно-стью добавок этой группы, при перемешивании в бетонных и раствор-ных смесях возникают мельчайшие пузырьки вовлеченного воздуха, повышающие подвижность смесей. Модификация бетонов кремнийорганическими соединениями, содержащими активные функциональные группы, позволит существенно улучшить комплекс свойств бетонов и, в первую очередь, их стой-кость, особенно при эксплуатации в суровых климатических условиях Крайнего Севера и Дальнего Востока. Кремнийорганические соединения, представляющие интерес для использования в технологии бетона, можно условно разделить на две основные группы: водонерастворимые и водорастворимые соединения.
3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Основные положения техники безопасности и производственной санитарии при складировании и приготовлении химических добавок Химические добавки должны отпускаться, перевозиться и храниться на складах в закрытой таре. Добавки, затаренные в бумажные мешки, деревянные ящики, металлические барабаны, должны складироваться на поддонах в штабелях. Высота штабеля при механизированной укладке должна быть менее 2,5 м, а при ручной - менее 1,5 м. Добавки в других упаковках (стеклянные бутыли, металлические канистры, картонные коробки и другие) должны храниться на стеллажах. Вентиляция помещений, в которых производятся работы с добавками, должна соответствовать требованиям СНиП 2.04.05. В местах приготовления водных растворов добавок должны быть вывешены инструкции по безопасной работе и оказанию первой помощи. Кристаллические добавки нитрита и нитрата натрия, нитрата кальция должны храниться в упакованном виде в вентилируемых, закрытых и сухих складских помещениях. Запрещается совместное хранение этих продуктов с другими солями, с легковоспламеняющимися газами и жидкостями, органическими веществами, горючими материалами, веществами на спиртовой основе, радиоактивными веществами, а также - с едкими, коррозионно-активными и взрывчатыми веществами. По пожарной опасности склады твердых добавок НК, НН и НН1 относятся к категории «В» (по горючей таре) и должны быть построены из негорючих материалов. Противопожарные разрывы между зданиями склада III степени огнестойкости должны быть более 15 м. В отделениях по приготовлению растворов химических добавок при работе с НН, ННК и ННХК, которые являются ядовитыми веществами, предельно допустимая концентрация (ПДК) окислов азота NO и NО2 (в пересчете на NО2) в рабочей зоне не должна превышать 5 мг/м3. Емкости для хранения, приготовления и переноски водных растворов этих добавок, а также добавок БХН и БХК, необходимо обозначать предупредительной надписью «Яд». Не допускается сливать в канализацию и в водоемы санитарно-бытового пользования водные растворы указанных добавок. Запрещается смешивание водных растворов НН с кислотами, а также - с кислыми солями, в том числе с ЛСТ, чтобы избежать разложения нитрита натрия. Химические добавки мочевина и соединение нитрата кальция с мочевиной, являясь пожароопасными продуктами, должны храниться в отдельных складах с несгораемыми стенами не ниже I степени огнестойкости. Склады для хранения этих добавок относятся к категории «В» и классу электрооборудования П-II-а с химически активной средой. Запрещается применение электропрогрева для бетона с газообразующими добавками: ПАК, ПГЭН, полигидросилоксанов 136-41, 136-157М. Водные растворы добавок суперпластификаторов непожароопасны, но продукты, образующиеся после их высыхания, могут образовывать взрывоопасную смесь, поэтому места их проливов в помещении, а также тара и лабораторная посуда должны быть промыты водой. В местах хранения и работы с концентрированными растворами добавок ЩСПК, ЩСПК- М2 и СПД-м запрещается курение и применение открытого огня. При производстве газобетонов должны применяться взрывобезопасные алюминиевые пасты, приготовляемые из алюминиевой пудры в отдельном помещении. Алюминиевая пыль по степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности, поэтому её ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 2 мг/м3. Алюминиевая пудра во взвешенном состоянии в атмосфере воздуха (аэрозоль) взрывоопасна, а в насыпном состоянии (аэрогель) пожароопасна, поэтому металлические банки с пудрой должны храниться на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов. Тушение загоревшейся пудры должно производиться сухим песком, глиноземом, магнезитовым порошком, листовым асбестом. Пылящие места загрузки и выгрузки у бункеров, виброгазобетоносмесителей должны быть оборудованы укрытиями, подключенными к аспирационным системам. При применении комплексных добавок для приготовления и дозирования водных растворов каждого из компонентов должны использоваться отдельные емкости. Смешивание компонентов комплексных добавок должно производиться в дозаторе воды непосредственно перед их подачей в бетоносмеситель. Подача растворов химических добавок в бетонные смеси должна производиться по трубам из дозаторов с автоматическим управлением. Перед допуском к работе рабочие, должны пройти инструктаж по технике безопасности при работе с добавками. К работе с добавками допускаются рабочие, прошедшие медицинское освидетельствование и обученные безопасным методам работы с химикатами. К работе с добавками НН, НК, ННК, ННХК, ЩСПК, ЩСПК-М2 и СПД-м могут быть допущены лица старше 18 лет. Для рабочих, занятых погрузочно-разгрузочными работами, приготовлением растворов добавок НН, НН1, ННК и ННХК должны быть оборудованы бытовые помещения. К работе с добавками П, НН, НК, ННК, ННХК, пластификатор ПАЩ не допускаются рабочие, у которых повреждены кожные покровы. При случайном попадании вредных веществ на кожу их следует смыть проточной водой.