Добавки-ускорители на втвърдяване на цимента и втвърдяване на бетона
По естеството на ефекта върху циментовата паста се различават добавките:
• не реагира с циментови компоненти, но увеличава тяхната разтворимост и понижава точката на замръзване на водата;
• активиране на процесите на хидратация на цимента, разрушаване на силикатни компоненти и повишаване на тяхната разтворимост във вода;
• ускоряване на процесите на хидратация на цимента, причинени от обменни реакции, които водят до образуването на калциеви хидроксидни гелове и понижават точката на замръзване на водата;
• насърчаване на отделянето на топлина по време на хидратация на цимента и понижаване на точката на замръзване на водата.
Ускорителите на втвърдяване, когато се въвеждат в бетоновата смес в количества от 0,5 - 3,0% от циментовата маса, засилват процесите на хидратация и имат положителен ефект върху формирането на структурата на циментовия камък.
Чрез ускоряване на втвърдяването на бетона е възможно да се намали разхода на цимент, пара и да се увеличи оборотът на формите. Добавки като калциев хлорид, хлорид-нитрит-калциев нитрат, алуминиев хлорид, натриев сулфат по време на естественото втвърдяване на бетона при положителна температура увеличават скоростта на нарастване на якостта с 3 - 4 пъти, което прави възможно получаването на бетон от 50 - 60 % якост на закаляване.
С използването на тези и някои други ускорители на втвърдяване на бетона, подложени на пара, става възможно да се намали наполовина продължителността на изотермичното нагряване, или да се намали консумацията на топлинна енергия с 20%, или да се намали консумацията на цимент с 10- 15%.
Както се вижда от данните в табл. 9.5, въвеждането на ускорители за втвърдяване увеличава якостта на бетона с 50 - 60%, което може да се използва за намаляване на специфичния разход на цимент или топлинна енергия по време на пара.
Таблица 9.5 - Най-често срещаните видове ускорители на втвърдяване на бетона
Най-разпространеният ускорител на втвърдяване е калциевият хлорид.
Положително качество на калциевия хлорид е способността да има ускоряващ ефект по всяко време на втвърдяване и върху всички видове цименти, както и да увеличава крайната якост на бетона.
Отрицателно свойство на тази добавка е отделянето на хлорни йони, които причиняват корозия на стоманената армировка. Този недостатък може да бъде частично отстранен чрез едновременното въвеждане в бетон на стоманени инхибитори на корозия, като натриев нитрит или калциев нитрит.
Натриевият хлорид е по-малко ефективен като ускорител, но също толкова опасен, колкото и промоторът на корозия за подсилване. Натриевият сулфат ускорява втвърдяването само в началния период. Калциевият нитрат, нитрит-нитрат и нитрит-нитрат-калциев хлорид увеличават якостта с течение на времето и значително увеличават водоустойчивостта на бетона, натриевите и калиевите йони могат да корозират бетона.
Калциевият хлорид като катализатор ускорява хидратацията на C3S и C2S. Ефектът му както при нормално втвърдяване, така и по време на пара е еднакъв.
Най-ефективните ускоряващи добавки са калциев хлорид (CA) и алуминиев хлорид (CA), които увеличават якостта на бетона или хоросана, независимо от съдържанието на трикалциев алуминат в цимента. Натриевият сулфат (CH) и калциевият нитрат (NC) са еднакво ефективни добавки, но тяхната ефективност зависи от минералогичния състав на цимента и фиността на неговото смилане.