ПЦ 500 Д0>>ПЦ 500 Д20>ПЦ 400 Д20
В более поздние сроки влияние активности цемента, его минералогического и вещественного состава проявляется достаточно отчетливо. Через 24 часа гидратации, как и следовало ожидать, по прочностным показателям составы бетонов расположились в порядке изменения активности и содержания клинкерной составляющей (аналогично изменению прочности бездобавочных бетонов):
Со всеми цементами при введении «Реламикс Торкрет» наблюдалась моментальная потеря подвижности бетонных смесей и ускоренное твердение. Через 3 часа прочность образцов бетона находилась в диапазоне 0,29 – 0,57 мПа, при этом не наблюдалось никакой корреляции между прочностью бетона, с одной стороны, и В /.Ц, активностью цемента и наличием минеральной добавки, с другой стороны.
Неотъемлемой особенностью отечественной технологии бетонов (или характерной особенностью российских цементов) является выраженная индивидуальность поведения цементов различных заводов, формально относящихся к одному и тому же типу (включая, даже, СЕМ I) и произведенных по единому ГОСТ. Вследствие этого нередки ситуации, когда добавка, проявляющая высокую или удовлетворительную эффективность на одном цементе, оказывается низкоэффективной при переходе на аналогичный цемент другого завода. С целью оценки стабильности действия «Реламикс Торкрет» в бетонах на различных цементах мы сопоставили скорость набора первоначальной прочности для бетонов одного состава (Ц:П:Щ = 1:2:1,5), приготовленных на портландцементах различных заводов. Переменными в данном случае служили заявленная активность цемента (М400-М500), наличие или отсутствие минеральной добавки (Д0-Д20) и, конечно, реальные отличия в минералогии клинкера различных заводов. Как следует из данных, представленных в табл. 2, водопотребность большинства цементов оказалась идентичной (В / Ц=0,38), исключение составил лишь Мордовский цемент, содержащий минеральную добавку с высокой водопотребностью.
Прежде, чем выводить новую добавку на рынок и предлагать ее к промышленному использованию, следовало понять основы механизма ее действия и изучить совместимость с различными цементами.
Еще совсем недавно в России не было отечественных нещелочных ускорителей. Соответственно, все компании, применяющие технологию мокрого торкретирования, вынуждены были использовать коммерчески доступные импортные добавки. Компания «Полипласт» стала первой отечественной компанией, разработавшей оригинальный состав подобной добавки под названием «Реламикс Торкрет» (ТУ 5745 – 028.5804865-2008). Сопоставление физико-химических характеристик «Реламикс Торкрет» и наиболее известных зарубежных аналогов (табл. 1) указывает на неидентичность составов, свидетельствуя о различии способов стабилизации, выбранных каждой компанией.
Кроме того, для сульфата алюминия характерно образование высокогидратированных форм: кристаллогидрата с 18 молекулами воды при 20 оС и с 27 молекулами воды при низких положительных температурах, т.е. концентрированные растворы сульфата алюминия весьма склонны к выпадению осадка вплоть до полного схватывания всего объема. Поэтому при создании бесхлоридного нещелочного ускорителя для технологии торкретирования необходимо решать 2 проблемы: стабилизации концентрированных растворов сульфата алюминия и усиления эффекта схватывания за счет надлежащего выбора вспомогательных компонентов.
Основой ускорителей схватывания нового типа является сульфат алюминия. Формально это соединение считается легкорастворимым: растворимость безводной соли составляет при 0 °С 31,2 г на 100 г воды [2], что соответствует концентрации ~ 24 %. На рынке химических добавок к бетону присутствуют продукты с такой концентрацией, однако применительно к рассматриваемой технологии какая добавка будет слишком разбавленной. Действительно, дозировки нещелочных ускорителей при торкретировании составляют, как правило, 5 – 7 % по товарному продукту. Даже при 50 %-ной концентрации ускорителя это означает введение дополнительных 10 – 15.л воды или изменение В / Ц на 0,025 – 0,035 единицы. При использовании более разбавленных растворов количество избыточной воды еще больше возрастает, что отрицательно сказывается на всех характеристиках бетона (скорости схватывания, адгезии наносимого слоя, прочности и долговечности бетона).
При использовании нещелочных ускорителей прочность бетона в самые ранние сроки (до 2 – 3 час), как правило, несколько отстает от прочности бетонов со щелочными ускорителями, однако в последующем, включая и зрелый возраст, прочность (при прочих сопоставимых условиях) оказывается существенно выше. Полагают, что одним из факторов, определяющих различие в прочностных характеристиках, является влияние различных типов ускорителей на коэффициент уплотнения. Для традиционных ускорителей значение коэффициента составляет 0,94 – 0,95, а для нещелочных — 0,97 – 0,98. Разница в 0,03 единицы, казалось бы, незначительна, однако она соответствует различию в прочности примерно на 15 % [1].
Однако примерно в это же время важные изменения произошли и среди ускорителей — казалось бы, наиболее изученной и консервативной группы химических добавок. Речь идет о создании т.н. нещелочных ускорителей схватывания.
Обычно наиболее значимым достижением в сфере химических добавок в конце 20 века считают разработку и начало практического использования т.н. поликарбоксилатных суперпластификаторов, появление которых существеннейшим образом расширило возможности технологов в управлении технологическими характеристиками бетонных смесей и свойствами бетонов.
Первоначально при мокром способе торкретирования использовали щелочные ускорители (типа силикатов или алюминатов натрия), а иногда даже и хлорид кальция. Подобные ускорители позволяли эффективно укладывать бетон и способствовали быстрому набору прочности на самых ранних этапах, однако в зрелом возрасте приводили, как правило, к снижению прочности относительно контрольного состава. Да и с позиций обеспечения долговечности возводимых конструкций применение ускорителей подобного типа является однозначно опасным. Во многом именно отсутствие эффективных и коррозионно неопасных ускорителей схватывания длительное время сдерживало развитие мокрого торкретирования.
От ускорителя схватывания, казалось бы, требуется просто «работать по назначению», т.е. обеспечивать ускорение процессов структурообразования. Однако на самом деле это не так. Добавка должна не только обладать «быстродействием», т.е. в доли секунды превращать высокоподвижную бетонную смесь в жесткую, но и инициировать быстрое и стабильное нарастание механической прочности, а также не ухудшать показатели долговечности.
Задачей суперпластификатора является обеспечить: низкие значения В / Ц (обычно 0,35 – 0,45), гарантирующие низкую проницаемость и, соответственно, высокую долговечность возводимых конструкций; высокую подвижность бетонных смесей (≥П4) для нормальной подачи через сопло торкрет-установки; надежную сохраняемость подвижности во времени.
Как любая технология бетона торкретирование имеет ряд особенностей. Помимо специфических требований к составу бетонной смеси, типу и гранулометрии заполнителей качество укладываемого бетона сильно зависит от подготовки обрабатываемой поверхности, технических характеристик торкрет-установки и, особенно, квалификации оператора установки. При мокром способе торкретирования не меньшее значение имеет также комплекс применяемых добавок, обязательными (хотя и не единственными) компонентами которого являются суперпластификатор и ускоритель схватывания.
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ /Горная Техника 2012-1/Вовк Анатолий Иванович
РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ДОБАВОК
24.01.2013 В период с 26 по 28 февраля 2013 года в Конгресс-центре Центра международной торговли (Москва, Краснопресненская наб., д.14, подъезд 4) состоится IX Конгресс обогатителей стран СНГ. Основной организатор Конгресса кафедра обогащения руд НИТУ «МИСиС». 17.01.2013 будет проходить с 28 января по 01 февраля 2013 года в Московском государственном горном университете
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ /Горная Техника 2012-1/
РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ДОБАВОК
