Замедлители схватывания бетона – механизм, виды и влияние на свойства

Замедлители схватывания бетона используются для задержки начального времени схватывания бетона до часа. Они обычно используются в жаркую погоду для борьбы с быстрым затвердеванием под воздействием высокой температуры, что позволяет увеличить время для смешивания, транспортировки и укладки. Замедлители также действуют как водоредуцирующие добавки.

В этой статье мы расскажем о механизме замедления, видах замедлителей, влиянии замедлителей на свойства бетона и их преимуществах.

Механизмы замедления

Добавление замедлителя, растворенного в воде затворения или распыленного на поверхность бетона, временно прерывает реакции гидратации, что создает более длительный период покоя. Механизмы, которые проявляются, зависят от сочетания типа замедлителя и типа цемента.

Также важно понимать, что механизмы замедления являются временными. После предсказуемого периода действие механизмов исчезает, и гидратация продолжается.

Существует четыре различных способа, с помощью которых происходит процесс замедления между замедлителем и цементом. Это

1. Адсорбция

При этом типе на поверхности частиц цемента адсорбируется замедляющая добавка. Этот слой замедляющей добавки создает защитную оболочку вокруг частиц цемента. Благодаря этому диффузионному барьеру молекулы воды не могут достичь поверхности негидратированных частиц цемента, и гидратация замедляется.

В результате отсутствует значительное количество продуктов гидратации для придания жесткости цементной пасте, поэтому паста остается пластичной в течение более длительного периода времени.

2. Нуклеация

Когда в цемент добавляется вода, с поверхности частиц цемента высвобождаются ионы кальция и гидроксильные ионы. При достижении критического значения концентрации этих ионов начинается кристаллизация продуктов гидратации C2S и CS.

Замедляющая добавка, которая включается в цемент, адсорбируется ядрами гидроксида кальция, что предотвращает рост ядер гидроксида кальция до определенного уровня перенасыщения.

3. Комплексообразование

В течение первых нескольких минут образуются своеобразные комплексы с ионами кальция, выделяемыми зернами цемента. Образование этих комплексов приводит к увеличению растворимости цемента.

Во время гидратации, в присутствии замедляющей добавки, в водной фазе цементной пасты будет происходить увеличение концентрации Ca2+, OH-, Si, Al и Fe. Накопление ионов кальция и гидроксила в растворе предотвращает осаждение этих ионов с образованием гидроксида кальция. Таким образом, гидратация замедляется.

4. Осаждение

Осаждение почти аналогично адсорбции, но в случае осаждения в результате реакции с сильно щелочным раствором образуются нерастворимые производные замедлителя. Вследствие этого pH раствора поднимается выше 12 после первых нескольких минут контакта воды и цемента.

Осаждение защитного покрытия из этих нерастворимых производных вокруг частиц цемента подавляет гидратацию цемента. Защитное покрытие действует как диффузионный барьер, поэтому молекулы воды не могут установить хороший контакт с частицами цемента.

Типы замедлителей

Замедлители делятся на 2 категории в зависимости от природы замедлителей, а именно

1. Органические замедлители

• Лигносульфонаты
• Гидроксикарбоновые кислоты и их соли
• Фосфонаты
• Сахариды

2. Неорганические или химические замедлители

• Фосфонаты
• Бораты
• Соли Pb, Zn, Cu, As, Sb

Влияние замедляющих добавок на свойства бетона

1. Прочность

Начальная прочность на сжатие бетона, в который добавлены замедляющие добавки, ниже, чем прочность на сжатие аналогичного бетона, не обработанного замедляющими добавками.

2. Работоспособность и реологические показатели

Замедляющие добавки также оказывают небольшое влияние на обрабатываемость бетона. Они могут вызвать увеличение начальной просадки на 60-100 мм.

3. Потеря просадки

Замедляющие добавки доказали свою эффективность в снижении потери просадки и, таким образом, повышении начальной обрабатываемости.

4. Увлечение воздуха

Замедляющие добавки обычно не удерживают воздух, но некоторые типы замедлителей это делают. Особенно те, которые основаны на гидроксикарбоновой кислоте, могут действительно снижать содержание воздуха.

5. Циклы замораживания-оттаивания

Воздухововлекающие добавки часто используются для повышения морозостойкости бетона. Когда вода в бетоне начинает замерзать, воздушные ячейки работают как микроскопические камеры расширения для замерзающей воды.

6. Кровотечение

Поскольку замедляющие добавки задерживают начало процесса схватывания, замедленные бетоны всегда более склонны к кровотечению.

7. Теплота гидратации

Замедляющие добавки не снижают теплоотдачу бетона, но задерживают повышение пиковой температуры на промежуток времени, аналогичный тому, на который бетон был замедлен.

8. Объемная деформация

Включение замедляющих добавок не оказывает существенного влияния на ползучесть и сухую усадку, но пластическая усадка может несколько увеличиться.

9. Долговечность

При правильном затвердевании бетон с замедлителем схватывания должен быть таким же прочным, как и обычный бетон.

Преимущества использования замедлителя в бетоне

• Сложная укладка или затирка бетона.
• Специальная архитектурная отделка поверхности: открытая отделка заполнителя.
• Компенсация ускоряющего воздействия высокой температуры на начальный период схватывания.
• Предотвращение образования холодных швов при последующих подъемах.

• Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
• 15 видов добавок, используемых в бетоне.
• Начальное время схватывания и конечное время схватывания бетона.
• Виды химических веществ для бетона (добавок) и их применение.
• Виды усадки бетона и ее предотвращение.
• Выбор суперпластификаторов для высокоэффективного бетона.
• Свойства и применение различных видов добавок в бетон.