Кремнезоль применение в бетонах

Обновлено: 28.03.2024

В отличии от бетонных полов, находящихся в закрытых помещениях, открытые бетонные площадки на улице подвергаются одновременному воздействию ряда природных факторов:

  • солнечный свет и ультрафиолетовое излучение
  • перепады температур
  • резкие колебания влажности
  • постоянное воздействие воды и солей
  • циклы заморозки-оттаивания
  • ветер и абразивные загрязнения поверхности

Таким образом необходимо особенно тщательно подходить к защите бетона именно при наружном использовании.

На текущий момент в России производится и импортируется большое количество покрытий и пропиток для защиты бетона. Выбор поистине широк, эпоксиды , полиуретаны, акрилаты и пр.

Общеизвестный факт, что большинство этих продуктов разрушаются через 1-3 года. Крупнейшие мировые производители защитных пропиток постоянно совершенствуют свою продукцию, стараясь сделать ее более долговечной, но не могут превзойти решения 40-летней давности. Почему? Ответ прост – все эти материалы производятся из нефтепродуктов и все являются органическими веществами.

Далее мы рассмотрим основные различия между пропитками для защиты бетона на органической и неорганической основах.

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЗАЩИТНЫХ ПРОПИТОК ДЛЯ БЕТОНА

Органика означает то что произведено из живых или живших организмов. Все органические материалы имеют одно основное отличие. Они разрушаются естественным путем. Разрушение это естественный природный процесс утилизации органических веществ. И неважно каких – древесина или человеческое тело фрукты или краска, резина или полиуретан, асфальт или масла, жиры или пластик, и т.д. Разрушение органических веществ – неизбежно.

Почти все защитные пропитки и покрытия для бетона — органические, следовательно, разрушаются при агрессивном воздействии элементов природы.

Кроме того, большинство из них содержат растворители и летучие органические вещества (VOC), которые вредны для людей, животных и окружающей среды.

Естественное испарение влаги из бетона вызывает разрушение органического защитного покрытия, что ведет к попаданию капель воды и ускоренному разрушению бетона

Неорганика подразумевает материалы , сделанные из минеральных составляющих земной коры – кварц, кальций, гранит, мрамор, никель, литий, слюда, песок, известь. Неорганические вещества не являются производными живых организмов. Они полностью инертны. Например, стекло, цемент, бетон, медь, хром, алмаз, гранит, базальт и т.д.

Неорганические материалы очень долго разрушаются из-за их способности противостоять ультра- фиолетовому излучению, воде, ветру, перепадам температуры и загрязнению атмосферы.

Пропитки для защиты бетона на неорганической основе не создают пленки поверх бетона, а реагируют с ним, не препятствуя тем самым естественному испарению влаги и сохраняя естественную структуру бетона.

ОСОБЕННОСТИ ЗАЩИТНЫХ ПРОПИТОК И ПОКРЫТИЙ

  • Пленкообразование. Органические защитные пропитки для бетона образуют на поверхности бетона тонкую полимерную пленку. Данная пленка временно предотвращает попадание влаги в бетон, но также ликвидирует способность бетона дышать. Бетон гигроскопичен и притягивает влагу, которая должна беспрепятственно выходить с поверхности для того, чтобы предотвратить внутреннюю часть от повреждения водой.
  • Отсутствие пленкообразования. Упрочнители на минеральной основе не способны образовать «масляную пленку» на поверхности бетона. При их применении микроскопические неорганические частицы проникают в поры материала, формируя плотную микрокристаллическую структуру, которая блокирует проникновение воды и прочих загрязнений. Данные неорганические структуры оставляют достаточно места для выхода паров воды вверх через обработанный бетон, тем самым позволяя ему оставаться сухим внутри. Этот процесс назван «дыханием».
  • Разрушение. Все органические материалы разрушаются при воздействии ультрафиолета, воды, ветра, перепадов температур и атмосферных загрязнений. Хороший пример – полиуретаны, при внутреннем применении они служат годами, но при наружном применении быстро становятся хрупкими и отслаиваются.
  • Разрушение. Неорганические материалы не разрушаются при воздействии ультрафиолета, воды, ветра, перепадов температур и атмосферных загрязнений. Для примера можно привести гранит, стекло и бетон.
  • Механическая адгезия. Органические краски, герметики, пропитки и финишные покрытия всего лишь прилипают к поверхности. Механическая адгезия (прилипание) – слабое звено в связке бетон – полимер подверженное частому разрушению. Часто наблюдаются скалывание, выкрашивание и отслаивание поверхностной пленки.
  • Химическая адгезия. Часть минералов, составляющих неорганические пропитки обладает высокой активностью и вступает в химическую реакцию с бетоном, тем самым предохраняя пропитку от удаления из него. Пропитка не прилипает к бетону, а становится его неотъемлемой частью.
  • Опасность при использовании. Все органические составы для пропитки промышленных полов имеют определенный уровень опасности при их использовании. Большинство из них едкие, горючие, токсичные, канцерогенные, небезопасные для дыхания, опасные для флоры и фауны и дурно пахнущие.
  • Не представляют опасности. Большинство неорганических пропиток не содержат летучих органических соединений (VOC). Они не горят и не выделяют опасных веществ, не опасны для флоры и фауны. Полностью инертны.
  • Портят поверхность. Органические пропитки и гидрофобизаторы для бетона не совместимы со стандартными строительными материалами и вызывают порчу и износ тех поверхностей на которые они были приклеены. Они отрывают части поверхности в процессе отслаивания и выкрашивания . Они также оставляют бетон незащищенным в процессе разрушения.
  • Не портят поверхность. Неорганические пропитки совместимы с бетоном, также имеющего минеральную природу.
  • Загрязнение бетона . Органические защитные материалы в процессе разрушения оставляют химические загрязнения той поверхности, на которую они были нанесены. Например, мембранообразователь для свежего бетона на водной основе оставляет после себя на поверхности частицы силиконов и пластификаторов, препятствующих нормальной адгезии при дальнейшей обработке, что может повлечь преждевременное нарушение защиты.
  • Загрязнение бетона не происходит. Защитные пропитки для бетона вступают в реакцию с его компонентами и полностью сродняются сцементным камнем не снижая адгезии при последующей обработке.

Безусловно, эффективное применение защитных пропиток для бетона на открытых площадках невозможно или несопоставимо дорого, если использовать органическую основу. Поэтому наша компания разработала надежную и недорогую систему защиты бетона на улице , которая всецело использует пропиточные составы на неорганической основе.

В середине 80-х годов в мировой строительной практике появились бетоны с высокими эксплутационными свойствами. Для них характерно то, что высокая (55—80 МПа) и сверхвысокая (выше 80 МПа) прочность на сжатии, низкая проницаемость, повышенная коррозионная стойкость и долговечность достигаются с применением высокоподвижных бетонных смесей. Конструкциям и сооружениям, возведенным с их использованием, как правило, присущи яркие эстетические достоинства.

Что же является ключевым фактором технологии производства таких бетонов? Об этом вы узнаете, прочитав статью Сергея Холина.

Ключевым фактором технологии производства таких бетонов являлось комплексное использование высокоактивной минеральной добавки — микрокремнезем.

Микрокремнезем (МК) образуется в процессе выплавки ферросилиция и его сплавов. После окисления и конденсации некоторая часть моноокиси кремния образует чрезвычайно мелкий продукт в виде шарообразных частиц с высоким содержанием аморфного кремнезема.

[image]

МК активно используется в производстве сухих строительных смесей, бетона, пенобетона, цемента, керамик, облицовочных плит, черепицы, огнеупорных масс, резины. Применяется в мостостроении, дорожном строительстве, при возведении жилых и производственных объектов, плотин и дамб, буровых платформ и скважин, коллекторных трасс.

Популярность МК объясняется его уникальной способностью позитивно влиять на свойства строительных материалов, улучшая их качественные характеристики: прочность, морозоустойчивость, проницаемость, химическую стойкость, сульфатостойкость, износостойкость и др., что позволяет им продолжительное время техногенным воздействиям. МК — высокореакционный пуццолан, вызывающий эффект упрочнения твердеющей системы. Он связывает известь из раствора интенсивнее чем другие минеральные добавки: цеолитовый туф, доменный и котельный шлак.

Использование микрокремнезема позволяет получать из рядовых материалов бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками и уникальными конструкционными возможностями:

Стойкость к истиранию

Уменьшенный до 200—450 кг/м3 расход цемента

Высокая прочность (прочность на сжатие 60—80 МПа) и сверхвысокопрочные (прочность на сжатие выше 80 МПа) бетоны, в т. ч. мелкозернистые

Бетоны с высокой ранней прочностью при твердении в нормальных условиях (25—40 МПа в 1 сут)

Высокоподвижные (ОК=22—24 см) бетонные смеси повышенной связности — нерасслаиваемости

Повышенная антикоррозионная стойкость. Добавление МК снижает водопроницаемость на 50%, повышает сульфатостойкость на 100%

Низкая проницаемость для воды и газов W12-W16

Морозостойкость F200-F600 (до F1000 со специальными добавками)

Повышенная долговечность (стойкость к сульфатной и хлоридной агрессии, воздействию слабых кислот, морской воды, повышенной до 400 С температур и морозостойкости).

Использование микрокремнезема в сборном бетоне позволяет уменьшить сечения некоторых элементов, облегчая их транспортировку и монтаж. МК обеспечивает более длительную жизнеспособность жидких растворов, облегчает перекачивание смеси, придает коррозионную стойкость. При использовании МК достигаются наивысшие характеристики высокопрочного бетона, легкого бетона, торкретбетона и бетона с пониженной водопроницаемостью.

Химический состав МК %:

Значение показателя pH водной суспензии МК состовляет в среднем — 7,74.

Насыпной вес Угол естественного откоса

в неуплотненном состоянии: 0,17—0,20 т/м3.750-800

в уплотненном состоянии: 0,40—0,70 т/м3.250-300

Свойства: Тонкость МК можно проилюстрировать сравнением с другими порошкообразными материалами:

микрокремнезем — 140 000 — 300 000 см2/г,

золы уноса — 4 000 — 7 000 см2/г,

портландцемент — 3 000 — 4 000 см2/г.

Удельная поверхность по воздухопроницаемости состовляет 10 — 25 тыс. см2/г, сто в 3 — 10 раз превышает аналогичный показатель для цемента.

Экономия цемента, высокая пластичность.

Введение добавки МК в портландцемент от 10 до 30% от массы цемента увеличивает водопотребность вяжущего по нормальной густоте с 25 до 29%. При этом для равнопластичных бетонных смесей (ОК=Const) сокращается расход цемента до 30%, тогда как такое же количество МК в бетонной смеси того же состава, но при постоянном расходе цемента увеличивает пластичность по ОК в 4 раза (рис. 1). Поэтому по механизму действия и его разжижающего эффекта ультрадисперсный МК следует отнести к добавкам класса суперпластификаторов. Допустимая область применения бетонов с МК при его дозировках до 30% Ц в составе бетона — все бетонные и железобетонные конструкции сооружений жилищно-гражданского и промышленного строительства, включая системы питьевого водоснабжения. Применение МК в массовом строительстве также позволяет экономить до 40% цемента без ухудшения характеристик бетона и сокращать расход тепловой энергии при ТВО изделий.

[image]

Как и все пуццолановые материалы, микрокремнезем вступает в реакцию с гидроокисью кальция Ca(OH)2, освобождаемой при гидратации портландцемента для образования вяжущих соединений. Очень высокая чистота и мелкость МК способствует более эффективной и быстрой реакции. При надлежащем рассеивании тысячи реактивных сферических микрочастиц окружают каждое зерно цемента, уплотняя цементный раствор, заполняя пустоты прочными продуктами гидратации и улучшая сцепление с заполнителями. Степень пуццолановой активности зависит от содержания реактивного кремнезема, но на практике между двумя видами материала с высоким содержанием кремнезема существует довольно незначительное различие.

МК может обеспечить прочность на сжатие, намного превышающую прочность обычных бетонов, и здесь ограничивающим фактором является только прочность заполнителя. При использовании природных заполнителей достигается прочность свыше 150 N/mm2, а при использовании специальных высокопрочных заполнителей можно достичь прочности 300 N/mm2.

Опыт других стран, недавно получивший подтверждение в Великобритании, показал, что 1 кг МК может обеспечивать такую же прочность, как 3—5 кг обычного портландцемента, в смесях одинаковой удобообрабатываемости при умеренном содержании МК и цемента в обеих смесях. На эту вяжущую эффективность или К-фактор оказывает влияние содержание обоих материалов, но при содержании обычного портландцемента 200—300 кг/м3 и МК — менее 10%, значение К-фактора может составлять около 4.

При добавлении МК в количестве до 30% в сочетании с суперпластификатором можно получить смеси с отношением вода/вяжущее ниже 0,3. Такие бетоны могут достигать очень высокой ранней прочности и они нашли широкое применение там, где осуществляется выдерживание во влажном режиме.

По количеству теплоты, выделяемой при гидратации, МК находится между обычным портландцементом и портландцементом RHPC, хотя нарастание теплоты происходит медленнее. Для смесей эквивалентной прочности тепловыделение в целом будет меньше, поскольку общее содержание вяжущих материалов значительно снижено.

Раннее твердение, коррозионная стойкость

Гидравлическая активность МК по показателю пуццоланизации в структуре цементной матрицы более чем в 1,5 раза выше минеральной добавки трепела. Эффективность действия МК весьма показательна для обеспечения повышенной стойкости цементных бетонов в агрессивных средах. По количеству содержания химически связанной воды и степени гидратации портландцемента добавка МК резко ускоряет процесс гидратации на ранней стадии твердения до 7 суток. При В/Ц=Const цементный камень в возрасте 7 суток характеризуется степенью гидратации цемента без добавки по возрасту 28 суток. В этом же соответствии изменяется прочность бетона в два раза как при нормально-влажном твердении, так и при тепловлажностном с температурой 600С (рис. 2).

[image]

В Норвегии и Швеции исследования бетонных конструкций в возрасте до 12 лет показали, что высококачественные бетоны с содержанием МК обладают не меньшей устойчивостью к карбонизации, чем бетоны такой же прочности на обычном портландцементе, и гораздо лучше предотвращают проникновение хлоридов из морской воды.

Проведена масса лабораторных измерений коррозии арматуры. Можно с уверенностью сказать, что при условии надлежащего выдерживания, способность бетона с МК защищать стальную арматуру не будет существенно отличаться по сравнению с бетоном той же прочности на обычном портландцементе.

Эффект заполнения пор, создаваемый пуццолановыми сферическими микрочастицами, способствует значительному уменьшению капиллярной пористости и проницаемости бетона. Фактически непроницаемый бетон можно получить при умеренном содержании МК и сравнительно низком содержании обычного портландцемента. Поскольку МК оказывает большее влияние на проницаемость, чем на прочность, бетон с содержанием МК всегда будет гораздо менее проницаемым, чем бетон эквивалентной прочности на обычном портландцементе.

Весьма интересны данные по водонепроницаемости модифицированного цементного раствора как мезоструктуры бетона с добавкой МК до 20% Ц. Марка по водонепроницаемости такого бетона обеспечивается значением W=16.

МК обеспечивает трещиностойкость бетона по показателю Кmp=Rизг/Rcж. Эти данные представлены в табл. И на рис. 3.

[image]

Влияние добавки МК на трещиностойкость мелкозернистого бетона состава 1:2. Возраст 28 суток

Лейксил

«ЛЭЙКСИЛ®» 15 – компонент, применяемый в бумажном производстве. Обеспечивает эффективное удерживание и обезвоживание целлюлозной массы.

Показатель

Значение

Массовая концентрация диоксида кремния, % масс.

Кинематическая вязкость, сСт, не более

Плотность, г/см 3

Внешний вид: опалесцирующий раствор голубоватого цвета.

Точка замерзания: 0 ºС.

Горючесть: не является пожароопасным.

Взрывоопасные свойства: не является взрывоопасным.

    Гарантии производителя:

Дополнительные сведения о продуктах ЛЭЙКСИЛ

Возможные опасности

- Кремнезоль не является опасным в экологическом отношении, не ядовит и не содержит в своем составе вредных для человека и окружающей среды компонентов.

- Кремнезоль пожаро- и взрывобезопасен.

- Раздражает глаза и кожу человека. При попадании кремнезоля на кожу или глаза человека необходимо промыть пораженное место водой.

Требования охраны окружающей среды

- Кремнезоль не является опасным в экологическом отношении, не ядовит и не содержит в своем составе вредных для человека и окружающей среды компонентов.

- В случае разлива кремнезоля место разлива необходимо обработать раствором хлористого кальция, под действием которого кремнезоль преобразуется в гель. Гель собрать механическим путем с последующим удалением его в специально отведенное место. Затем место разлива необходимо промыть водой.

- Не допускать попадания кремнезоля в канализационные сети и поверхностные водоемы хозяйственно-бытового назначения.

Обращение и хранение продукта

- Кремнезоль хранят в помещениях с температурой не ниже +5 ºС в плотно закрытых емкостях из полимерного материала.

- Производственные помещения с применением кремнезоля должны быть оборудованы системами общеобменной и вытяжной вентиляции.

- При работе с кремнезолем избегать контакта с кожей и глазами. Работающие с кремнезолем должны быть обеспечены спецодеждой и средствами индивидуальной защиты кожи, органов дыхания и глаз, аптечками с медикаментами для оказания доврачебной помощи.

Транспортировка продукта

Кремнезоль транспортируют всеми видами транспорта в емкостях из полимерного материала. Температура продукта при транспортировке не должна быть ниже +5ºС.

Лейксил

ЛЭЙКСИЛ®» HT40 – монодисперсные золи с высокой степенью очистки от механических и химических примесей.

- пожаростойкие (огнестойкие) конструкции.

Массовая концентрация диоксида кремния, % масс.

Плотность, г/см 3

Кинематическая вязкость, сСт, не более

Внешний вид: прозрачный бесцветный раствор со слабой опалесценцией
Точка замерзания: 0 0 С
Горючесть: не является пожароопасным
Взрывоопасные свойства: не является взрывоопасным

  • Гарантии производителя:
    Гарантийный срок хранения кремнезоля в емкостях из полимерного материала при соблюдении потребителем условий, установленных настоящей технической картой составляет 12 месяцев со дня изготовления.

Дополнительные сведения о продуктах ЛЭЙКСИЛ

Возможные опасности

- Кремнезоль не является опасным в экологическом отношении, не ядовит и не содержит в своем составе вредных для человека и окружающей среды компонентов.

- Кремнезоль пожаро- и взрывобезопасен.

- Раздражает глаза и кожу человека. При попадании кремнезоля на кожу или глаза человека необходимо промыть пораженное место водой.

Требования охраны окружающей среды

- Кремнезоль не является опасным в экологическом отношении, не ядовит и не содержит в своем составе вредных для человека и окружающей среды компонентов.

- В случае разлива кремнезоля место разлива необходимо обработать раствором хлористого кальция, под действием которого кремнезоль преобразуется в гель. Гель собрать механическим путем с последующим удалением его в специально отведенное место. Затем место разлива необходимо промыть водой.

- Не допускать попадания кремнезоля в канализационные сети и поверхностные водоемы хозяйственно-бытового назначения.

Обращение и хранение продукта

- Кремнезоль хранят в помещениях с температурой не ниже +5 ºС в плотно закрытых емкостях из полимерного материала.

- Производственные помещения с применением кремнезоля должны быть оборудованы системами общеобменной и вытяжной вентиляции.

- При работе с кремнезолем избегать контакта с кожей и глазами. Работающие с кремнезолем должны быть обеспечены спецодеждой и средствами индивидуальной защиты кожи, органов дыхания и глаз, аптечками с медикаментами для оказания доврачебной помощи.

Транспортировка продукта

Кремнезоль транспортируют всеми видами транспорта в емкостях из полимерного материала. Температура продукта при транспортировке не должна быть ниже +5ºС.

Пропитка-отвердитель, созданная для упрочнения свежего и существующего бетонного пола и минеральных поверхностей.

Характеристики литиевой пропитки PROLIT Пропитка-отвердитель, созданная для упрочнения свежего и существующего бетонного пола и минеральных поверхностей.

Основные свойства литиевой пропитки

В результате химической реакции между литиевым силикатом и известью, находящейся в цементе, образуется силикат кальция. Силикат кальция очень прочный и плотный материал, пористый кусок негашеной извести, обработанный силикатом лития, становится настолько плотным и прочным, что его можно полировать. Отлагаясь в порах твердеющего камня, силикат кальция придает ему повышенную плотность, прочность и водонепроницаемость.

  • Увеличение износостойкости 20 — 50 %
  • Увеличение прочности на отрыв 25 — 75 %
  • Увеличение прочности при сжатии 10 — 30 %
  • Уменьшение влагоемкости бетонного пола до 11 раз
  • Повышение устойчивости к истиранию до 3 раз
  • Обеспыливание
  • Химическая очистка и уход
  • Не дает щелочно-силикатную реакцию
  • Простое нанесение и быстрая реакция
  • Зеленая химия
  • Без запаха

Применение литиевой пропитки

Гидрофобизация бетона

Сочетание материалов линейки PROLIT позволяет достичь высокой водонепроницаемости пола.

  • Гидрофобизация существующего бетона
  • Гидрофобизация свежего бетона

Защита бетона на улице

Сочетание материалов линейки PROLIT позволяет достичь максимально долговременного эффекта защиты бетона от коррозии и воздействий окружающей среды.

  • Упрочнение, обеспыливание и защита существующего бетона на улице
  • Упрочнение, обеспыливание и защита свежего бетона на улице

Обеспыливание бетона

Технология PROLIT позволяет в сжатые сроки и с минимальными затратами обеспечить обеспыливание бетона. За счет химического преобразования цементного камня, пыление прекращается на весь срок службы бетонного пола в отличии от полимерных пропиток, которые следует обновлять регулярно.

  • Обеспыливание существующего бетона
  • Обеспыливание свежего бетона

Упрочнение бетона

Недавно был разработан новый тип усилителей бетона — литиевые упрочняющие пропитки бетонных полов. Они лишены недостатков традиционных упрочнителей и наделены рядом существенных преимуществ:

  • Глубокое проникновение в структуру бетона благодаря небольшому размеру молекулы, высокой подвижности и стабильности. При этом происходит взаимодействие на химическом уровне со свободными молекулами гидроксида кальция;
  • Способностью придавать бетону повышенные прочностные характеристики;
  • Возможностью придания бетонным полам отличной износостойкости;
  • Минимальным расходом материала;
  • Высокой скоростью набора прочности бетоном после обработки.
  • Упрочнение существующего бетона
  • Упрочнение свежего бетона

Полировка бетона

Технология полировки обеспечивает отсутствие отслаивания, шелушения либо изнашивания поверхности. Полированный бетон имеет внешнюю схожесть с полами из натурального камня.

Читайте также: