Skip to content

Пластификатор для цементного раствора своими руками: Пластификатор для бетона своими руками – пропорции, состав, добавки

Содержание

Пластификатор для цементного раствора своими руками

Цементный раствор наиболее часто используется при кладке блоков или кирпича, а также для штукатурки либо как клей для плитки или пенопластового утеплителя. Сейчас для каждого из перечисленных типов работ существуют специальные строительные смеси, состав которых изначально разрабатывался таким образом, чтобы процесс проведения работ был наиболее комфортным, а результат — качественным и долговечным. В то же время хорошо известно, что самостоятельное изготовление некоторых типов растворов на практике позволяет значительно сэкономить, так как заводские готовые смеси продаются с заметной наценкой на те компоненты, из которых они изготовлены.

Подготовка — залог успеха

Высокая стоимость специализированных сухих смесей, по сравнению с самостоятельно приготовленным песчано-цементным раствором, обусловлена не только наценками производителя, но и гарантией качества всех ингредиентов в них. Поэтому, чтобы получить сходный по эффективности состав штукатурки или раствора для кладки необходимо учитывать, что все его составляющие должны быть хорошего качества.

И в первую очередь обращать внимание нужно на главный ингредиент — цемент.

Выбор цемента для приготовления большого количества раствора следует проводить очень тщательно методом сравнения. Для этого нужно закупить 3-4 пробных упаковки цемента от различных производителей и из каждого изготовить небольшое количество смеси с одинаковыми пропорциями. Для каждого замеса провести сравнение скорости схватывания и затвердевания. Выбор следует останавливать на том цементе, раствор из которого начинает схватываться и полностью затвердевает раньше остальных.

 

Следующий ингредиент — песок, который можно купить тут: stroyshheben.ru/pesok/. Для изготовления хорошей качественной смеси лучше всего брать карьерный. Но если вам нужно небольшое количество смеси и песок есть только обычный, добытый в поле или взятый возле реки, то его также можно использовать. Только предварительно такой песок обязательно просеивается через строительное сито с ячейкой 2х2 мм.

К содержанию ↑

Рецепты растворов с самодельными пластификаторами

Разобравшись с цементом и песком — основными составляющими смеси, которые определяют её прочность и долговечность — можно говорить о самостоятельном приготовлении раствора, ничем не уступающего по своим характеристикам растворам, изготовленным с применением современных пластификаторов.

Добавки для прочности и пластичности

Для придания песчано-цементной смеси дополнительной прочности и пластичности используют следующие добавки:

  1. Стиролакрил и винилацетат в виде порошков добавляются в количестве не более 10-12 % от сухого цемента. Увеличивают гибкость, прочность и влагостойкость смеси.
  2. КМЦ (Карбоксиметилцеллюлоза) в сухом виде 200-400 г на 10 л воды.
  3. Жидкое мыло в качестве порообразователя — 70-150 мл на 10 л воды. Добавляется уже в конце замеса.

Тут стоит учитывать, что смесь получается действительно удобной для укладки, но для бетонной стяжки подходит плохо, так как сильно пылит и имеет сниженную износостойкость на истирание и вытаптывание.

К содержанию ↑

Рецепт клея для утепления фасада пенопластом

Начнём с рецепта клея для утепления фасада пенопластом типа ПСБ-С 25Ф (ППС-16Ф)

  • 2.5 литра цемента
  • Раствор из 1.25 литра воды + 1.25 литра дисперсии ПВА (не путать с клеем ПВА)
  • 8 литров речного песка
  • 100 г КМЦ (Клей КМЦ)

Если нет возможности приобрести дисперсию ПВА, то берите Состав «МОДИФИКАТОР» строительный на основе ПВА. Клей КМЦ продается как клей для обоев и повышает свойства смеси на водоудержание, пластичность и ускоряет набор прочности.

К содержанию ↑

Рецепт плиточного клея

Рецепт приготовления плиточного клея:

  • Цемент — 1 литр
  • Вода 0.75 литра
  • Дисперсия ПВА 0.25 литра
  • Просеянный гранитный отсев по консистенции

Вода с дисперсией ПВА размешиваются до однородного раствора и постепенно заливаются в цемент, постоянно помешивая. Затем для достижения консистенции удобной для кладки добавляется просеянный гранитный отсев.

Рецепт гипсовой штукатурки

Рецепт гипсовой штукатурки:

  • 10 кг алебастра
  • 6 л воды
  • 250 грамм (0.5 л) клея КМЦ

В сухой алебастр заливается раствор воды с КМЦ из расчета 400 грамм КМЦ на 10 литров воды.

Для проверки характеристик изготовленных своими руками модифицированных строительных смесей, прежде чем изготавливать и применять их в больших количествах, обязательно проведите предварительные испытания. Сделайте несколько образцов с различными самодельными и покупными составами и дайте им просохнуть в течение 4 недель. Готовый застывший образец помещается в воду на 8-10 часов, после чего помещается в морозильную камеру. Процесс следует повторить несколько раз, чтобы убедиться в прочности самостоятельно приготовленного состава относительно купленного в магазине.

изготовление своими руками, расход, цены

Каждый строитель при работе с растворами стремиться повысить удобоваримость используемой бетонной смеси. В особенности при заливке тяжелого бетона или густоармированной опалубки важным требованием для обеспечения надежной прочности является отсутствие пустот и пузырьков воздуха. Для повышения эластичности цемента раньше пользовались подручными средствами, к примеру, гашеной известью. Но современный рынок стройматериалов располагает массой специализированных пластификаторов – функциональных добавок для цементного раствора, придающих смеси ряд положительных качеств.

Оглавление:

  1. Разновидности пластификаторов
  2. Обзор популярных марок
  3. Расценки

Классификация и особенности применения

Практически ни одно строительство на сегодняшний день не обходится без использования пластификаторов. Основные преимущества их введения в состав бетона следующие:

1. улучшение текучести;

2. повышение удобоукладываемости;

3. уменьшение воды в составе;

4. усиление адгезии;

5. придает устойчивость к перепадам температур;

6. обеспечивает устойчивость к растрескиванию;

7. усиление гидроизоляционных свойств;

8. упразднение необходимости использовать вибропрессование;

9. увеличение срока эксплуатации и прочности готового изделия.

Пластификаторы для бетона производятся из органических материалов, минеральных комбинаций, неорганических веществ. Их невысокая цена полностью оправдывает средства, позволяя значительно сэкономить цемент. Добавки такого рода делятся на три вида в зависимости от степени концентрации:

  • пластификаторы;
  • суперпластификаторы;
  • гиперпластификаторы.

В зависимости от механизма действия пластификаторы подразделяют на:

1. гидрофильные – влияют на коллоидную систему бетонной массы, улучшая текучесть и пластичность;

2. гидрофобные – обогащают мельчайшими пузырьками воздуха, как следствие повышается прочность и пластичность материала.

Многие строители утверждают, что совсем не обязательно покупать состав в магазине, его вполне выйдет сделать самому. Для изготовления пластификатора своими руками может пригодиться шампунь, жидкое мыло или же любое другое синтетическое моющее средство. Главные требования к добавке:

  • отсутствие токсичности;
  • не летучее соединение;
  • химическая стойкость.

Необходимое количество для внесения компонента высчитывается индивидуально, составляет примерно 0,5-1 % от массы цемента.

Важно: пластификатор для раствора вводится в смесь на первой стадии приготовления бетона, предварительно размешанный с водой.

Во время замешивания цементного раствора, существуют ситуации, в которых использование пластификатора, сделанного своими руками, невозможно. Требуется внесение специальных добавок, привносящих бетону одно их следующих свойств:

  • ускорение затвердения;
  • замедление затвердения;
  • морозостойкость;
  • огнеупорность;
  • водонепроницаемость;
  • защита от коррозии.

Обзор продукции разных марок

1. Суперпластификатор АрмМикс Суперпласт.

Довольно распространенный универсальный отечественный пластификатор. Представляет собой готовый к использованию водный состав на основе органических и неорганических солей. Экологически безопасный, пригоден как для внутренних, так и наружных работ.

Может применяться в широком спектре работ с бетонными растворами различных марок, в качестве пластификатора для кладочного раствора, при производстве тротуарной плитки, пено- и фибробетона, стяжки пола даже при устройстве теплых полов и многое другое. Расход – 0,2 % от массы цемента.

2. Суперпластификатор ПОЛИПЛАСТ СП-1.

Выпускается в двух видах: жидком – водный раствор концентрацией 32 %, и порошковом – водорастворимом. Универсальный пластификатор, обладающий положительными отзывами потребителей. Подходит для производства бетонных изделий различного состава и назначения. Рекомендован к применению при изготовлении цементного раствора с использованием нестандартных заполнителей и мелких песков, а также при употреблении шлакопортландцемента и глиноземистого цемента.

В сухом виде ПОЛИПЛАСТ СП-1 не применяется, нужно приготовить рабочий раствор своими силами из расчета 250 г порошка на мешок цемента 50 кг. В жидком виде расход пластификатора – также 0,5-1 % от необходимого объема цемента.

3. Пенообразователь СДО – Смола Древесная Омыленная.

Продукт омыления остатков переработки древесины хвойных и лиственных пород на уксусную кислоту. Относится к гидрофобизирующим добавкам. Выпускается в виде порошка или пастообразной массы. Основное использование – при производстве легкого бетона, пено-, керамзитобетона и прочих строительных материалов. Придает необходимую удобоукладываемость, прочность на сжатие, улучшает водонепроницаемые, морозостойкие и теплоизоляционные качества, снижает плотность смеси. Расход составляет 0,1-0,3 % от массы цемента.

4. Суперпластификатор С-3.

Пластификатор строительного раствора на основе нафталин-формальдегид сульфата, концентрацией 35 %. Один из самых распространенных составов с доступной ценой. Комплексная добавка для бетона, улучшающая структуру и долговечность монолитных и сборных конструкций.

Предотвращает расслоение, повышает подвижность бетонной смеси, не влияет на скорость схватывания цементного раствора. Расход – из расчета на 100 кг цемента – 0,7 кг пластификатора.

5. Пластификатор Mplus.

Добавка для цементного раствора широкого спектра действия. Производится в жидком виде. Увеличивает прочность, плотность и однородность бетона. Может применяться для бетонной стяжки пола, в том числе при устройстве теплых полов.

Обеспечивает отсутствие деформации при укладке. Снижает объем потребления цемента на 20 %.Температурный диапазон проведения работ – от 5 до 35 °C. Расход в среднем на 100 кг цемента – 1 л.

6. Пластификатор Mapei Planicrete.

Текучий водный раствор синтетического каучука для бетона. При добавлении в смесь повышает водоудерживающие, пластичные, механические и адгезионные свойства. Подходит для наружных и внутренних ремонтных, строительных операций. Расход рассчитывается, исходя из предполагаемой сферы применения. Для адгезионных растворов – 200-300 кг/м2.

Стоимость

Марка\ОбъемЦена за единицу, рубли
АрмМикс Суперпласт80
Полипласт СП-180
72
Смола СДО43
Суперпластификатор С-357
Mplus50
Mapei Planicrete497

Пластификатор для бетона своими руками пропорции


Пластификатор для бетона своими руками — руководство

Пластификатор для бетона своими руками

Что это такое?

Пластификаторами называют особые материалы (жидкие составы, сыпучие смеси), которые при добавлении в бетон наделяют его улучшенными характеристиками. В основном, они делают его более пластичным, эластичным и текучим, что значительно облегчает процесс строительства.

Бетонные пластификаторы

Свойства пластификаторов:

  • за счет того, что любой пластификатор убирает лишнюю воду из бетонного раствора, он делает его значительно пластичнее, а также сокращает расход воды при приготовлении смеси;
  • многие из нас наверняка наблюдали следующую картину: при долгом стоянии, приготовленная бетонная смесь начинает разделяться на слои с выходом воды наверх. Добавленный пластификатор препятствует началу данного процесса, и вы сможете пользоваться раствором значительно дольше;
  • присоединение этих специальных веществ увеличивает сцепляющие свойства бетона, и тот, в свою очередь, гораздо быстрее и крепче «схватывается» с различными армирующими добавками;
  • из-за того, что свежая бетонная смесь достаточно восприимчива к перепадам атмосферного давления, а также воздействию температуры, строители рекомендуют добавлять пластификатор, который обеспечивает специфический барьер в бетоне, и тот становится более устойчивым влиянию факторов внешней среды;
  • с добавкой в бетонный раствор пластификатора, он перестает трескаться при высыхании;
  • также данное вещество хорошо препятствует проникновению воды в бетон, что особенно актуально при постройке фундамента на пучинистых грунтах;
  • из-за того, что бетон становится мягче и эластичнее, его легче укладывать в определенные формы.

Правила изготовления пластификатора

Конечно же, добавление данных специальных материалов в готовый бетонный состав нужно проводить с соблюдением всех пропорций. Также любой пластификатор должен отвечать определенным требованиям, которые помогут приготовить качественную и надежную смесь. Во-первых, он обязан быть полностью безвредным для человеческого организма и нетоксичным. Во-вторых, быть химически нейтральным, а также не поддаваться взаимодействию с другими компонентами бетонного раствора. В-третьих, старайтесь при приготовлении избегать «летучести» состава. И, наконец, в-четвертых, температура распада пластификатора, должна быть гораздо ниже, нежели температура обработки.

Приготовление пластификатора

Собственно, приготовление

Итак, из чего же в домашних условиях готовят пластификатор для бетона своими руками? В 19 веке и даже еще в советское время в бетон добавляли куриный белок. С сегодняшней стоимостью яиц, а также с развитием химической промышленности, такой способ кажется смешным и маловероятным.

При появлении гашеной извести, именно она стала основным пластификатором на долгие годы и сейчас используется при использовании небольшого количества бетона. Также в него добавляют растворенный стиральный порошок, моющие средства или обычное мыло.

Для каждого раствора необходимы свои пропорции. Так, например, на мешок цемента с керамзитом потребуется около 200-250мл жидкого мыла. При добавлении в смесь, мыло намного увеличит ее время застывания (примерно до 3ч). Также, следует запомнить, что мыло добавляется в начале приготовления, так как при перемешивании оно взаимодействует с мелкими частицами цемента и вспенивается, что приводит к потере тех свойств, которых от него добиваются строители. Из этого вытекает основной недостаток применения данного пластификатора – полученный раствор сильно пенится. В таком случае надо либо применять другие элементы, либо дожидаться оседания пены.

Жидкое мыло

В принципе, такой же эффект дает и применение стирального порошка, поэтому этот пластификатор не нашел должного отклика у строителей.

И, наконец, можно использовать гашеную известь. Ее требуется добавлять также в начале приготовления. Она придает раствору повышенную клейкость, сцепляющие способности и эластичность. В большинстве кирпичных домов, построенных в советское время, использовалась именно гашеная известь.

Гашеная известь

Многие строители из-за существенного финансового преимущества пластификатора, сделанного собственными руками, выбирают именно его, иногда забывая о некоторых недостатках такой смеси. Давайте на них остановимся подробнее:

  • иногда на высыхающем бетонном растворе можно заметить соляные разводы. Это связано с тем, что при добавлении мыла, вода, содержащаяся в бетонной смеси, вымывает соли из нее на поверхность;
  • вы точно не сможете предсказать время застывания бетона, ведь в состав добавляемого современного мыла входит около 10 компонентов, которые по-разному воздействуют на гидратацию цемента;
  • жидкое мыло, используемое в качестве пластификатора, не образует пузырьков внутри бетонной смеси. Этим свойством обладают лишь производственные материалы. Из-за этого, вода в растворе не может свободно мигрировать и, как следствие, фундамент либо стена, быстро намокают и на них возможно образование плесени;
  • также, при использовании обычного мыла на поверхности бетонной смеси не образуется специальной пленки, способной отталкивать воду;
  • еще один недостаток связан все с той же неспособностью моющих средств образовывать внутри бетонного раствора микропоры. Из-за этого не получается необходимая усадка смеси и повышается давление на несущую конструкцию. Если это кирпич, то высокая вероятность, что он может треснуть или, в конце концов, развалиться.
Возможная альтернатива

В строительстве бывает так, что вам могут понадобиться пластификаторы, которые изготовить в домашних условиях нереально.

Ускорители для затвердения бетона

Их можно разделить на несколько категорий, в зависимости от улучшения определенных характеристик бетонной смеси:

  • существуют специальные смеси, применяемые в качестве ускорителя затвердения бетона. Чаще всего их используют в тех случаях, когда необходимо одномоментное затвердение, например, при строительстве чаши бассейна, в котором используется совмещенная опалубка. Эти смеси нашли свое применение в регионах с холодным климатом, ведь всем известно, что в холодном воздухе застывание бетонного раствора происходит гораздо медленнее;
  • наоборот, есть смеси, которые удлиняют время застывания. Их используют в тех ситуациях, когда строительная работа, по какой-либо причине остановлена или требуется перевезти бетон в жидком состоянии;
  • в последнее время особой популярностью пользуются смеси, которые благодаря своей химической структуре образовывают внутри бетона пузырьки воздуха. Тогда, готовая конструкция становится более устойчивой к воздействию мороза;
  • и, наконец, есть добавки, которые можно использовать в экстремально холодное время года. При добавлении их в раствор, он может выдерживать температуру до -25ºС и не замерзать, благодаря тому, что данный пластификатор понижает температуру замерзания воды, находящейся в растворе.

Добавки в бетон

В любом случае, выбор остается за вами – использовать при постройке пластификаторы, купленные в магазине или сделанные собственными руками. Ясно одно, что с их добавлением заметно упрощаются и убыстряются все процессы строительства!

Видео — Пластификатор для бетона своими руками

fundamentt.com

Пластификатор для цементного раствора

Главная|Цемент|Пластификатор для цементного раствора

Дата: 23 мая 2017

Просмотров: 1946

Коментариев: 2

При выполнении строительных и ремонтных работ в значительных объемах используется бетон. Обидно, когда после длительного, затратного и трудоемкого процесса бетонирования через небольшое время бетонный массив покрывается сетью трещин и постепенно раскалывается. Чтобы этого не произошло, необходимо повысить эластичность цементного раствора. Для этого используются различные добавки.

Изготовив пластификатор для раствора своими руками, можно значительно сократить смету расходов на строительство и предотвратить растрескивание бетона после твердения. Итак, рассмотрим подробно, что такое пластификатор, из чего и как можно его изготовить своими силами.

Специалисты называют пластификатором материал на полимерной основе, служащий средством повышения пластичности строительных растворов

Что это такое – пластификатор для цементного раствора

Пластификатор для цемента представляет собой специальный состав, модифицирующий бетонную смесь, улучшающий ее эксплуатационные характеристики. Введение определенной присадки может, например, одновременно повышать пластичность, увеличивать морозостойкость и положительно влиять на процесс гидратации цемента. Благодаря введению специальных добавок снижается концентрация влаги, что облегчает кладку блоков и повышает качество бетонного монолита.

Пластификатор для цемента, введенный в бетонную смесь, выполняет ряд серьезных задач:

  • повышает подвижность бетона;
  • препятствует расслоению раствора;
  • уменьшает объем добавляемой воды;
  • улучшает прочностные характеристики;
  • обеспечивает усиленный контакт со стальной арматурой;
  • затрудняет насыщение массива разрушающей влагой;
  • предотвращает растрескивание;
  • способствует устойчивости бетона к перепадам температуры;
  • увеличивает продолжительность хранения подготовленного цементного раствора;
  • облегчает заполнение составом форм и выполнение кладки;
  • снижает усадку в процессе гидратации.

Многие новички, пытаясь сэкономить, прибегают к самостоятельному изготовлению материала, используя для этого свой «индивидуальный» рецепт

Изготавливая пластификатор для раствора своими руками, важно обеспечить следующие характеристики присадки:

  1. Отсутствие токсичности. Добавка не должна отрицательно влиять на организм человека.
  2. Химическую стойкость. Состав не должен реагировать с другими ингредиентами цементной смеси.
  3. Сохранение консистенции. Присадка не должна испаряться при твердении бетона.
  4. Температуру применения. Добавка обязана соответствовать условиям введения в бетонный состав.

Соблюдение требований обеспечит требуемые качественные характеристики цементного раствора.

Из чего сделать пластификатор для раствора своими руками

Пластификатор для цемента можно легко изготовить в домашних условиях, используя доступные материалы:

  • гашеную известь;
  • обычный шампунь;
  • порошок для стирки;
  • мыло жидкой консистенции;
  • яичный белок;
  • поливинилацетатный клей (ПВА).

Рецептура зависит от применяемого для добавки материала.

Клей ПВА — хороший пластификатор

Пластификатор для цемента – правила изготовления

Вводится пластификатор для цемента с соблюдением необходимых пропорций:

  • Жидкое мыло или шампунь объемом 0,2 литра при подготовке бетона добавляются на 50 килограмм портландцемента. Введение присадки на начальном этапе смешивания позволяет до 3 часов повысить продолжительность твердения бетона. Это удобно для изготовления и заливки увеличенных объемов бетонной смеси.
  • Гашеная известь перемешивается с бетонной смесью в количестве не более 20% от веса цемента для отделки фасадов зданий и в пропорции 1:1 для внутренних работ. Добавка повышает эластичность бетона, придает ему клейкость, что позволяет производить сложные работы, обеспечивать равномерность нанесения и гладкость швов кладки. Дополнительным плюсом являются высокие бактерицидные свойства полученного цементного раствора.
  • Стиральный порошок предварительно разбавляется водой и добавляется при затворении состава из расчета 0,1–0,15 кг на один мешок цемента. Добавка на основе порошка замедляет процесс гидратации, повышая порог твердения.
  • Поливинилацетатный клей (ПВА) смешивается с предварительно подготовленным бетоном. На каждое ведро бетона добавляется 0,2 литра клея, что повышает стойкость цементного раствора к проникновению влаги.

Использование белка куриных яиц в качестве модификатора имеет древние корни. Вводимый белок значительно повышал срок эксплуатации зданий, многие из которых сохранились спустя столетия. Рецепт передавался из поколения в поколение, однако в наше время он утратил свою актуальность, когда благодаря развитию химической промышленности появилось множество современных составов, произведенных промышленным образом.

Итак, чтобы сделать цементные смеси более пластичными, потребуется воспользоваться шампунем для волос, жидким мылом, жидким стиральным порошком и известью

Технологические особенности

Желая сэкономить финансовые ресурсы и используя самостоятельно изготовленный пластификатор, строители сталкиваются с проблемными ситуациями:

  • появлением на твердеющем бетоне разводов соли. Это связано с вымыванием соли на поверхность бетонного массива при введении мыла;
  • сложно прогнозируемым временем твердения бетона. Входящие в состав мыла ингредиенты по-разному влияют на твердение цемента;
  • отсутствием пор внутри бетонного монолита. Добавка на основе мыла затрудняет миграцию воды в бетоне, нарушает структуру массива, который быстро поглощает влагу, способствующую образованию плесени;
  • повышенной усадкой цементного раствора. Моющее средство не образует внутри монолита микроскопические поры, что повышает плотность бетона и увеличивает нагрузку на фундамент;
  • отсутствием желаемого эффекта от введения модифицирующей добавки. Введение в готовый бетон мыла, являющегося щелочной средой, снижает эффект. Добавлять мыло необходимо на начальной стадии замеса;
  • повышенным пенообразованием. При интенсивном замесе раствора в бетономешалке с использованием моющих средств возможно интенсивное образование пены. Следует приостановить смешивание, дождаться оседания пены и продолжить процесс.

Если выполняются ответственные строительные работы и недостаточно навыков и уверенности, целесообразно задуматься о применении пластификаторов, произведенных промышленным образом и гарантирующих обеспечение требуемых характеристик состава.

Заключение

Руководствуясь приведенными рекомендациями несложно самостоятельно подготовить специальный состав – пластификатор для цемента, улучшающий технические характеристики раствора. Важно соблюдать пропорции при самостоятельном введении в бетонную смесь пластифицирующих добавок. Это позволит получить качественную цементную смесь, обладающую необходимыми эксплуатационными характеристиками. Изготавливая пластификатор для раствора своими руками, легко достичь экономии денежных средств. Можете в этом убедиться!

pobetony.ru

Пластификатор для бетона (раствора) своими руками

Строительство фактически любого сооружения (дом, гараж, ограждение и т. д.) подразумевает применение большого числа бетонного раствора. Учитывая необходимость использования высококачественного материала, определяется увеличенный бюджет.

Бетон с добавками пластификаторов

Поэтому для многих становится актуальной задача экономии. Например, интересует вопрос, можно ли сделать пластификатор для бетона своими руками, используя его для возведения конструкции, например, из теплоблоков.

Что такое пластификаторы?

Для начала разберемся, что собой представляют пластификаторы. Они добавляются в раствор бетона, чтобы улучшить качества смеси. К примеру, такие специальные составы способны увеличить пластичность и эластичность бетонного состава.

Читайте также: на каком оборудовании производят шлакоблоки, а на каком – теплоблоки?

Пластифицирующие добавки уменьшают содержание жидкости в смеси. Все это позволяет упростить процесс кладки шлакоблока, теплоблоков или керамзитоблоков.

Пластификаторы обладают такими качествами:

  • снижает водный расход;
  • повышение подвижности;
  • обеспечение стойкости к появлению трещин и температурным изменениям;
  • исключается проникание влаги;
  • упрощенная укладка в формы состава;
  • раствор не разделяется на слои с отделением воды;
  • увеличение срока использования готового состава;
  • ускорение сцепления смеси с арматурой, увеличение прочности.

Если изготавливать пластификатор для бетона своими руками, нужно придерживаться некоторых рекомендаций, позволяющих получить более качественный результат.

Пластификаторы для бетона Монолит

Чтобы получить необходимые качества кладки, а также итога, необходимо, чтобы добавки имели такие характеристики:

  • нетоксичны;
  • химически стойкие;
  • не имеют «летучую» консистенцию;
  • температура разложения должна быть меньше, чем температура переработки.
к меню ↑
Материалы для изготовления пластификаторов

Благодаря изготовлению своими руками раствора и пластификатора можно существенно сэкономить. И тут нужно помнить не столько о снижении стоимости, сколько о том, что качество работы определяет устойчивость и долговечность конструкции, которая строится из пенобетона, пескобетона, шлакоблока, теплоблоков или керамзитоблоков.

Для начала должна быть уверенность в своих силах и навыках, достаточных для проведения такой процедуры.

Рассмотрим, какие же можно использовать материалы, чтобы изготовить пластификатор для раствора:

  • жидкое мыло;
  • гашеная известь;
  • шампунь;
  • стиральный порошок.

Раньше, чтобы упростить процесс кладки, в строительстве использовали яичный белок, который очень сильно увеличивал продолжительность эксплуатации возведенного здания.

Сухой, порошкообразный пластификатор для бетона

Опытные мастера имели рецепт такого раствора, хранили его в тайне, передавая из поколения в поколение проверенным людям. Однако сейчас подобные технологии стали широко известны всем, учитывая наличие современных средств информации.

к меню ↑
Приготовление раствора

Чтобы изготовить гидрофобный раствор пластификатора, необходимо подобрать пропорции. Нет четких цифр в этом отношении. Можно привести несколько рекомендаций.

На мешок цемента для смешивания с керамзитом нужно добавить 200 мл жидкого мыла. Такое решение позволит существенно увеличить время застывания раствора вплоть до трех часов, что является существенным преимуществом при работе с материалом.

Мыло, как и гидрофобный пластифицированный портландцемент, — щелочные среды, поэтому хорошо сочетаются. Если его добавлять в готовый гидрофобный раствор, эффект будет минимальным. Поэтому мыло добавляется в начале изготовления смеси. Иначе мыло будет обволакивать керамзит, но сам состав не получит необходимых качеств.

К тому же при изготовлении неответственных конструкций получается весомая экономия цемента.

Качества мыла хорошо подходят для строительства из керамзитоблоков. Состав хорошо смачивает поверхность гранул, повышая уровень сцепления с цементом. Не допускается применение большого числа воды, чтобы не компенсировать ее увеличением количества цементного составляющего. Мыло как раз и позволяет этого достичь.

При изготовлении керамзитоблоков без применения мыла увеличивается время смешивания раствора. Если же его добавить процесс намокания продолжается несколько десятков секунд.

Пена покрывает керамзит, потом ее «успокаивает» гидрофобный пластифицированный портландцемент, что вызывает полный контакт. В итоге задача по изготовлению керамзитоблоков существенно упрощается.

Пластификатор добавляется в бетонную смесь непосредственно во время ее замешивания

Если использовать гашеную известь, бетон получит клейкость, эластичность. Улучшаются и свойства кладки: она становится равномернее, более гладкой.

Недостатком применения мыльной смеси может быть пена, которая образуется при смешивании состава в бетономешалке. Поэтому использовать нужно менее пенообразующие вещества. Также можно просто дождаться, пока произойдет оседание пены, чтобы начать работу с раствором.

к меню ↑

Альтернативные варианты добавок

Если использовать пластификатор, сделанный своими руками, можно уменьшить расход и увеличить качество кладки и сам гидрофобный пластифицированный цемент. Однако, так бывает, что при строительстве могут появиться факторы, вынуждающие применить добавки, которые нельзя приготовить самостоятельно.

Поэтому стоит разобраться, для чего он нужен и какие еще могут использоваться добавки, повышающие те или иные качества конструкции.

к меню ↑
Ускорители затвердения

Такие элементы используются для кладки пескобетона, пенобетона, шлакоблока, теплоблоков или керамзитоблоков в тех случаях, когда расход и итоговое качество определяется скоростью застывания раствора. Для чего может быть нужен, к примеру: монолитная чаша бетона с применением объединенной опалубки.

Сначала дожидаются, пока дно бассейна полностью затвердеет. Применение добавок как раз и позволяет сократить время и расход материалов. К тому же такие элементы очень актуальны зимой.

Ускорители затвердевания актуальны, когда необходимо быстро произвести бетонирование

Ведь при низких температурах замедляется процесс набора прочности, а также процесс застывания. Ускоритель позволяет избежать таких негативных влияний.

к меню ↑
Замедлители затвердевания

Подобные элементы используется, когда действия стандартного пластификатора недостаточно. Например, если гидрофобный раствор куда-либо транспортируется на определенное расстояние.

Применение замедлителей затвердевания позволяет увеличить время застывания на несколько часов. Такое свойство дают водопонизители, способствующие замедлению реакций в растворе.

к меню ↑
Добавки, обогащающие раствор воздухом

Когда происходит смешивание раствора с добавлением таких элементов, образуются пузырьки с воздухом. Благодаря такому эффекту можно увеличить морозостойкость. Для чего нужен, ведь вода при морозе способна расшириться до уровня воздушных пор. Поэтому такой вариант является одним из самых доступных, чтобы увеличить стойкость к морозам бетонной конструкции.

Добавки для пористости бетона повышают его морозоустойчивость

Подобное решение имеет и обратную сторону: снижается прочность бетона. Чтобы этого избежать, нужно уменьшить количество воды в растворе либо добавить в него залу уноса.

к меню ↑
Добавки, противодействующие морозу

Такие элементы призваны помочь в работе с бетоном во время кладки, например, шлакоблока при минусовой температуре. Добавки дают возможность отказаться от дополнительного обогрева конструкции.

Применение таких элементов позволяет работать даже до минус 25ºC. Добавки ориентированы на понижение температуры затвердения воды, имеющейся в составе цементного материала. Это способствует более быстрому затвердеванию раствора.

к меню ↑
Влияние пластификатора на гидрофобный раствор (видео)

popenobloky.ru

Пластификатор для бетона своими руками — Узнайте больше!

Использование пластификатора, изготовленного своими руками, не только улучшает характеристики бетона, но и значительно уменьшает материальные расходы при строительстве. Но порой возникают обстоятельства, при которых необходимо применять специальные добавки, которые вряд ли можно сделать на дому. Если быть осведомленным о качествах каждой из добавок, то можно определить, понадобятся ли они в дальнейшем строительном процессе. Итак, рассмотрим их.

Усилители затвердения

Использование разного рода элементов порой предусматривает тот факт, что в состав бетонной смеси будет добавляться специальный ускоритель затвердения раствора. Он необходим тогда, когда от быстроты застывания будет напрямую зависеть качество исполняемых процедур. Это может быть, например, сооружение бассейна, при котором опалубка объединена. В данном случае для заливания стен следует дождаться, когда дно полностью затвердеет, а использование такой добавки сможет значительно ускорить сам процесс. Помимо того, эти ускорители нередко просто незаменимы, в особенности, в зимнее время. Как известно, низкая температура способствует замедлению процесса застывания, что может ухудшить итоговое качество раствора.

Замедлители затвердения

Эти добавки нужны тогда, когда обычного пластификатора становится недостаточно. К примеру, длительная транспортировка или же невозможность дальнейшего выполнения работ. Таким образом, окончательное застывание как бы откладывается на два — три часа, позволяя тем самым быстро решить возникшие трудности. К данным добавкам относят, в первую очередь, понизители воды, способствующие более медленному протеканию всех реакций в смеси.

Обогащающие воздухом добавки

Во время перемешивания бетонной смеси обогащающие добавки как бы создают в нем незначительные воздушные пузырьки, что существенно повышает морозоустойчивость готового сооружения. Влага, которая распространена по всему периметру конструкции, может расширяться, превращаясь в воздушные поры. Этот способ можно считать самым бюджетным при достижении морозоустойчивости бетонных сооружений.

Но есть у добавки и собственные недостатки. Так, с такими «пузырьками» у вас никогда не выйдет высокопрочного бетона. Но если вам нужен такой бетон, то можно, разумеется, уменьшить количество жидкости в растворе, или же применить для этого золу уноса. После этого готовая бетонная конструкция будет крайне невосприимчивой к проникновению влаги.

Итак, мы с вами рассмотрели главные способы производства пластификатора для бетона, теперь вы сможете самостоятельно приступать к необходимым работам.

fundamentt.com

Пластификатор для бетона своими руками

Пластификатор для бетона своими руками

Содержание статьи:

Пластификатор для бетона представляет собой химическую добавку призванную улучшить характеристики и эксплуатационные свойства раствора. Используя пластификатор можно в несколько раз улучшить подвижность бетонной смеси, сделать её морозоустойчивой и пластичной в работе.

На сегодняшнее время существуют полностью готовые к применению различные виды пластификаторов. Однако изготовление своими руками пластификатора для бетона позволяет несколько сократить финансовые задержки, что положительным образом сказывается на скорости возведения дома.

Пластификатор для бетона своими руками

Следует знать, что добавки в цемент могут сочетать в себе сразу несколько функций. К примеру, один и тот же пластификатор для бетона, может увеличивать подвижность бетонной смеси и в тоже время обеспечивать ей гидратацию при пониженных температурах.

Пластификаторы для бетона позволяют не только добиться лучших результатов при отрицательных воздействиях окружающей среды на бетон, но и достичь определённой экономии финансовых средств.


При самостоятельном изготовлении пластификатора для бетона, в первую очередь потребуются:

  1. Обычный порошок для стирки;
  2. Моющее средство, в том числе жидкое мыло;
  3. ПВА клей;
  4. Шампунь;
  5. Пустая ёмкость для приготовления пластификатора.

Все вышеперечисленные компоненты используются на стройке для приготовления самодельного пластификатора в бетон. Однако некоторые из них применяются только по отдельности. Про методику использования того или иного компонента можно прочитать ниже.

Пропорции пластификатора для бетона

Жидкое мыло, ровно, как и шампунь, а также некоторые другие моющие средства, вводятся в бетонный раствор на момент его приготовления. То есть, отдельно или с водой в раствор подаётся моющее средство в количестве 200 мл на 1 мешок цемента.

Это позволяет увеличить в несколько раз пластичность бетонной смеси и её подвижность. В особенности, данный приём хорошо зарекомендовал себя при заливке стяжки цементным раствором или же при оштукатуривании стен своими руками.

Порошок — растворяется в воде, которая затем добавляется в сухой раствор для приготовления бетона. При этом количество добавляемого в бетон порошка для автоматической стирки, равно 150 гр на 1 мешок (50 кг) цемента.


Клей ПВА — заметно увеличивает прочность бетона на разрыв и растяжение. Его вводят в готовую смесь с последующим тщательным смешиванием, в количестве 200 г на одно ведро готового раствора.

Гашеная известь в бетон добавляется затем, чтобы увеличить его подвижность. При этом количество извести к общей массе раствора должно быть не более 20%. Кроме подвижности, гашеная известь позволяет приобрести раствору бактерицидные свойства.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

пластификатор для бетона своими руками рецепты

Пластификатор – это специальная добавка, представленная комплексом химических веществ. Она вводится в рабочий раствор, стабилизируя и улучшая его эксплуатационные характеристики. Можно улучшить подвижность, морозостойкость, водонепроницаемость бетона и другие его свойства по мере необходимости.

Пластификатор для бетона – для чего нужен компонент?

В одной присадке может сочетаться несколько функций. Например, пластификатор, улучшающий морозостойкость, вместе с этим увеличивает подвижность теста и обеспечивает гидратацию цемента при низких температурах. Такая монолитная конструкция может возводиться в зимний период.

Функции пластификаторов раскрываются следующим образом.

Экономия:

  • для выработки бетона с исходной прочностью на сжатие, расход цемента уменьшается на 15%;
  • для затворения смеси понадобится меньшее количество воды – на 30-35%.

При уменьшении количества воды в исходной смеси, благодаря пластификаторам, быстрее происходит схватывание бетона

Улучшение подвижности:

  • материал становится удобным в укладке;
  • работа может проводиться на вертикальных и горизонтальных узких формах с плотным армированием;
  • в большинстве случаев отпадает необходимость в производстве виброукладки.

Рост прочностных характеристик:

  • на фоне фиксированного соотношения компонентов итоговая прочность возрастает на 25%;
  • добавка способствует уменьшению количества систем пор.

Улучшение морозостойкости:

  • за счёт сокращения пористости, вода теряет способность транспортироваться в толщу железобетона;
  • в результате — при падении температур — жидкость не кристаллизируется и не расширяется, сохраняя структуру монолита.

Сокращение усадки:

  • наполнитель распределяется по объёму конструкции с максимальной плотностью;
  • когда происходит гидратация цемента с уменьшением его объёма, это не сказывается на линейных конструктивных параметрах.

Коррекция схватывания раствора:

  • необходимость в замедлении схватывания возникает при транспортировке бетона в миксере.

Стандартные добавки

Категории пластификаторов представлены следующим образом:

  • суперпластификаторы – характеризуются всеми представленными функциями;
  • ускорители набора прочности – влияют на марочную прочность рабочего раствора;
  • модификаторы – влияют на прочность бетона по классу с сохранением большой подвижности теста;
  • добавки для повышения морозоустойчивости;
  • добавки для самоуплотнения – например, пластификатор С3 применяется при замешивании смесей, которые не требуют проведения вибрирования. Готовый раствор используется для изготовления панелей, плит, напорных труб, любых густоармированных конструкций;
  • комплексные пластификаторы.

Гиперпластификаторы, представленные в продаже, отличаются от простых добавок тем, что содержат не меламиновые, а более эффективные поликарбоксильные полимеры

Пластификатор для бетона своими руками

Изготовление добавочных компонентов собственными силами сокращает финансовые издержки на строительство. В качестве исходных материалов используются следующие:

  • стиральный порошок;
  • жидкое мыло;
  • клей ПВА;
  • известь гашеная;
  • шампунь.

Опираясь на данные компоненты, производится нужный подбор состава бетонной смеси.

Методики приготовления указаны в табличных данных.

Пластификатор Способ использования
Шампунь, жидкое мыло Вводится в тесто при затворении смеси в количестве, равном 200.0 мл на мешок цемента
Порошок для автоматической чистки Компонент вводится по 100-150 г/50 кг цемента. Сухое вещество предварительно растворяется в воде
Известь Количество гашеной извести составляет 20% от массы цемента. Раствор не только становится более подвижным, он приобретает бактерицидные свойства
Клей ПВА В ведро раствора вводится 200 г клея

Цемент и жидкое мыло являются щелочными веществами, что обеспечивает их хорошее соединение

Для тротуарной плитки

Качество тротуарной плитки, выполненной в домашних условиях, зависит от правильности подбора компонентов смеси и соблюдения пропорций.

Приготовление бетона в домашних условиях опирается на замешивание указанных компонентов:

  • портланцемент М400/М500;
  • песок с концентрацией глинистых примесей не более 3% и фракцией не более 2 мм;
  • гранитный щебень с фракцией 5-10 мм, морозоустойчивостью F200, лещадностью до 25%, маркой прочности 1200;
  • пластификатор;
  • краситель;
  • вода.

Решение вопроса о том, как сделать бетон, должно опираться на способ изготовления тротуарной плитки. Использование пластификатора для тротуарной плитки подразумевает применение техники вибролитья. Рабочая смесь отличается высоким соотношением цемент/вода. Для улучшения качества литых изделий используются дополнительные добавки.

Мелкозернистый бетон изготавливается вибропрессованием. Состав раствора представлен цементом, песком, водой. Такая плитка морозоустойчива, прочна, обладает стойкостью к истиранию и низким водопоглощением. Подбор состава бетона осуществляется индивидуально.

Как сделать бетон – пропорции и рекомендации

Реализация вибролитья предполагает последовательную заливку смеси в форму:

  • I слой – фактурный – обеспечивает низкую истираемость, водопоглощение, хорошую морозоустойчивость;
  • II слой – основной – задает фактическую прочность и толщину.

Таблица «Бетонные смеси – состав и пропорции из расчета на м³»

Ингредиент Фактурный слой, кг Основной слой, кг
Цемент 600.0 600.0
Песок 1550.0 840.0
Гранитный щебень 750.0
Вода 180 л 170 л
Фибра полипропиленовая 18.0
Краситель 18.0
Пластификатор 6.00 3.00

При изготовлении наливной самовыравнивающейся стяжки для пола, пластификатор, — любое моющее средство, известь, плиточный клей – способствует сокращению потерь влаги, облегчает укладку материала, повышает качество готового покрытия

Пластификатор для тротуарной плитки подготавливается следующим образом:

  • жидкое мыло растворяют в тёплой воде (в пропорции 1:3). Раствор перемешивается, отстаивается два часа и вводится в тесто;
  • порядок закладки компонентов в бетономешалку: вода, песок, краситель, щебень, цемент, пластификатор, фибра.

Использование пластификаторов, изготовленных своими руками, не гарантирует того, что готовое изделие будет обладать полной функциональностью. Используя такие призвольные добавки, мастер идёт на риск. Если необходимо получить качественный бетон, в домашних условиях профессионалы рекомендуют применять присадки заводского производства.

Дополнительные рекомендации

Опытные мастера предлагают прислушаться к следующим рекомендациям:

  • ПАВы вводятся в рабочую смесь после предварительного растворения в воде;
  • лучше использовать компоненты, не дающие обильной пены. В обратном случае необходимо дождаться её усадки;
  • известковые растворы рекомендовано использовать в местах с высокой влажностью. Они обладают гидроизоляционными свойствами, в результате чего происходит защита цоколя и фундамент дома, улучшается износостойкость и устойчивость к температурным перепадам;

Пластификатор для бетона — цена

Минимальные финансовые издержки подразумевают использование непрофессиональных добавок. Если мастер не уверен в надёжности такого бетона, можно обратить внимание на пластификатор С3, купить который можно по доступным ценам.

При производстве формовочных бетонных изделий, железобетона, монолитов рекомендовано использовать пластификатор для бетона С3, цена которого начинается от 55 р/кг.

Для обустройства стяжек, кладки используется комплексный пластификатор для бетона, купить («Леруа Мерлен») который доступен по стоимости от 65 р/кг. Пластификатор для тротуарной плитки (цена соответствует предыдущей) также доступен в сетях, специализирующихся на продаже строительных и ремонтных товаров.

Как используется пластификатор для бетона своими руками показано в видео:

Книги по теме:

Пластификатор для цементного раствора и применение его своими руками

Известно, что практически любое строительство не обходится без цементного раствора или бетона, причем в больших количествах. От качества бетона зависит качество и долговечность строения. К тому же строить и эксплуатировать строения приходится в разных погодных условиях и в различных климатических зонах, которые порой, оказывают на характеристики бетона или цементного раствора негативное, разрушительное влияние. Именно для улучшения и сохранения качества бетона все чаще применяют пластификаторы, обеспечивая требуемые характеристики материала. Так как бетонирование это довольно дорогостоящая и трудоемкая строительная операция, а заводские пластификаторы производятся в небольших емкостях и продаются они по достаточно высокой цене, все больше застройщиков отдают предпочтение добавкам, приготовленным самостоятельно, своими руками. Несмотря на избыточное наличие в интернете информации на эту тему, более подробно остановимся в этой статье на видах пластификаторов, способах их приготовления в домашних условиях и влиянии их на характеристики бетона, а также на условиях их применения в строительстве. Специальные составы, добавляемые в цементный раствор или бетон, и улучшающие их технические характеристики, называются пластификаторами. Пластификаторы предназначены для повышения качества строительства за счет пластичности, эластичности и корректировки естественных характеристик растворов и бетонов. Добавки способствуют развитию строительства в экстремальных природных условиях, увеличивают прочность и долговечность бетона, а также снижают трудоемкость процесса.

Назначение пластификаторов

Современная торговля и массовые химические производства предлагают широкий ассортимент добавок в бетон, с самым разнообразным назначением и свойствами. Тем не менее можно выделить основные виды и характеристики, которые придают бетону пластификаторы:

  • корректируют содержание влаги в растворе,
  • оказывают влияние на подвижность раствора, тем самым обеспечивая легкость процесса укладки бетона,
  • предотвращают расслоение бетона на отдельные составные фракции,
  • увеличивают рабочее время раствора и срок хранения,
  • корректируют пластику и эластичность бетона, также облегчая процесс заливки бетона, например в опалубку,
  • увеличивают или уменьшают время схватывания, сцепление со строительными материалами и арматурой,
  • предотвращают растрескивание и деформацию,
  • повышают устойчивость к проникновению влаги в бетонные изделия,
  • обеспечивают сохранение технических свойств бетона в условиях высоких и низких температур, в том числе экстремальных.

Разновидности пластификаторов

В зависимости от назначения промышленностью выпускаются следующие виды добавок:

  • для цементных растворов;
  • для бетонов;
  • специально для устройства тёплых полов;
  • для изготовления тротуарных плиток;
  • для полимерных составов;
  • для устройства стяжек;
  • для ПВХ и гипса.

По своим базовым свойствам различаются пластификаторы следующих разновидностей:

  1. Составы, ускоряющие достижение конструкциями проектной прочности.
  2. Добавки, ускоряющие застывание бетонной смеси. При отрицательных температурах процессы твердения замедляются, поэтому зимой такие средства используются обязательно. Крайне важно ускорение схватывания при наличии внешних негативных воздействий, например, постоянном поступлении воды при заливке фундаментов и необходимостью сохранения пластичности смеси.
  3. При работе в зимнее время используются противоморозные добавки, позволяющие выполнять укладку рабочих смесей при температурах до минус 25-ти градусов, за счёт снижения температуры замораживания содержащейся в них влаги.
  4. Воздухововлекающие составы, при насыщении растворов воздухом, при этом также повышается их морозостойкость. Добавки приводят к химическим реакциям с выделением воздушных пузырьков, которые равномерно распределяются по всему рабочему раствору и компенсируют нагрузки, возникающие при замерзании воды, содержащейся в бетонах и растворах. То есть, заполнение воздушных пустот предохраняет кладочные растворы от возникновения разрывов в их теле. Однако применять такой пластификатор для раствора следует с осторожностью во избежание уменьшения прочностных характеристик конечного конструктива. Выбор воздухововлекателя напрямую связан с используемыми заполнителями бетонов, в качестве которых должны обязательно присутствовать щебень или гравий.
  5. Замедлители схватывания, делающие раствор более пластичным на продолжительное время. Это качество важно в следующих случаях:
      транспортировка рабочих растворов на удалённые объекты;
  6. перевозка в жару;
  7. невозможность быстрой укладки в дело;
  8. вынужденные остановки ведения монтажных работ.
  9. Ингибиторы коррозии арматурных сталей, добавляются во время приготовления бетонов для повышения коррозионной устойчивости стальных арматурных стержней. Так как в строительстве применяются, в основном, армированные железобетонные конструкции, задача предотвращения или замедление коррозии арматуры чрезвычайно важна. Добавка ингибиторов кроме влияния на процессы коррозии позволяет повысить подвижность и электропроводность бетонов, а так же понизить проницаемость.Кроме этого, воздействие таких добавок увеличивает способность твердения бетонов в условиях отрицательных температур.

    На практике в армированные конструкции добавляются: нитрит-нитрат кальция, бихромат калия, бихромат натрия, катапин-ингибитор КИ-1 и реже нитрит натрия, менее эффективно предотвращающий коррозионные процессы.

  10. Комплексные пластифицирующие добавки, с объединением в их составе 2-х и более действующих компонентов для придания бетонам и растворам нескольких важных качеств одновременно.
  11. Составы, придающие бетонным смесям способностью самоуплотняться, что позволяет выполнять бетонирование тонкостенных густоармированных конструкций, которые затруднительно уплотнять с помощью традиционных вибраторов.
  12. Суперпластификаторы бетона, совмещающие в себе все перечисленные выше качества рассмотренных добавок и обладающие высокой эффективностью. При их применении бетоны становятся более прочными, эластичными, подвижными, морозостойкими и успешно переносящими длительные транспортировки. Эти качества обуславливают их высокую популярность, несмотря не несколько большую стоимость.
  13. Гиперпластификаторы (карбоцепные препараты) для эффективного повышения качества бетонного раствора, отличающиеся содержанием поликарбоксильных полимеров, в отличие от простых добавок, содержащих меламиновые.

По материалам, составляющим основу изготовления пластификаторов, различаются следующие виды:

  • органические и органоминеральные добавки, содержащие отходы агрохимии, лесоперерабатывающей и нефтяной промышленности во втором случае с минеральными примесями;
  • неорганические, состоящие из различных видов нафтасульфиткислот или формальдегидов, извести и глины.

По достигаемой эффективности все виды пластификаторов для бетона и строительных растворов делятся на следующие основные типы:

  • суперсильные, широко применяемые при выполнении бетонных и штукатурных работ. Такие материалы изготавливаются на основе продуктов конденсации формальдегидов, сульфата натрия, нафталина и серных кислот. Препараты повышают качество растворов и в разы повышают их пластичность, без ухудшения плотности и прочности готовых конструкций;
  • сильные, в состав пластификаторов входят модифицирующие вещества на основе акриловых полимерных соединений и солей, лигносульфоната. Увеличивают пластичность, тиксотропность и удобоукладываемость, при этом достижение пластификации растворов происходит за счёт абсорбции на физических уровнях и “сглаживания” зёрен. Такие добавки пластификаторы применяются для производства штукатурных работ, изготовления ЖБИ на заводах и специализированных полигонах, укладки бетона в объёмные фундаменты;
  • средние, представлены на рынке веществами на основе лигносульфатов. Несколько повышают подвижность, водонепроницаемость и стойкость растворов к воздействию сульфатов и хлоридов. Основное применение: бетонирование фундаментных и цокольных конструкций инженерных сооружений;
  • слабые, состоящие, в основном, из метилселиконатов щелочных компонентов (натрия, калия и фтора). При добавлении в цементные растворы достигается небольшое увеличение пластичности (до одного пункта), но до 100% гидрофобности увеличивается их водонепроницаемость. Особенно популярны добавки, приготовленные на основе “жидкого стекла”. Их отличат высокие гидроизоляционные свойства и стойкость к воздействию кислот. Максимальная прочность и отличная тиксотропность рабочей смеси обеспечивается растворением “жидкостекольных” добавок в пропорции с водой 1 к 5-ти.

Требования к пластификаторам

Очень важно при самостоятельном приготовлении пластификаторов обладать определенными знаниями и соблюдать правила безопасности. Для приготовления качественной добавки нужно твердо придерживаться установленных пропорций в зависимости от вида и места проведения работ. Самостоятельное создание пластификатора для бетона будет успешным при выполнении определенных правил и обеспечении следующих характеристик добавки:

  • состав не должен быть горючим и взрывоопасным,
  • добавка не должна содержать «летучие» вещества,
  • обеспечение химической устойчивости в диапазоне температур,
  • отсутствие токсичных веществ,
  • температура разложения должна быть существенно ниже температуры переработки.

Приготовление пластификатора

В первую очередь нужно знать пропорции и из чего должен состоять материал. Для замеса нужен всего лишь порошок, который также можно заменить жидким мылом или шампунем. Пропорции пластификатора могут быть разными: все зависит от задач, которые поставлены в строительстве.

Если раствор после приготовления будет смешан с керамзитом, то в него необходимо добавлять всего лишь 200 грамм порошка, шампуня или жидкого мыла — это значительно замедлит процесс застывания раствора. Добавлять мыло необходимо только на начальном этапе изготовления пластификатора.

На основе извести

Пластификатор для бетона своими руками можно сделать и из гашеной извести — для этого необходимо в раствор добавлять известь. Пропорции для замеса будут указаны в инструкции по применению. Известь является своеобразным пластификатором, действие которого направлено на улучшение качества, износоустойчивости и сопротивления перепадам температур, на защиту от грибка и плесени.

При использовании извести обеспечивается пластичность раствора, который легко выкладывается на поверхность вертикальной плоскости. Кроме того, известь является натуральным и абсолютно не токсичным материалом. После того, как раствор с известью высохнет, гарантируется отсутствие трещин.

Для внесения извести ее необходимо предварительно погасить, а после этого приготовить сухой раствор, в состав которого входит цемент и песок. Затем добавить в раствор известь (на первом этапе его изготовления). То, сколько использовать извести в растворе, зависит от влажности среды, в которой этот раствор используется. Для внутренних отделочных работ необходимо добавить известь в раствор в соотношении 1:1. Если раствор предназначен для отделки фасадов, то пропорции будут в соотношении 1:6.

Для того чтобы не повредить кожу рук с раствором работают в перчатках. Наносится смесь с внутренних или внешних сторон здания, которые очень часто подвергаются негативному воздействию влаги.

На основе порошка

Пластификатор для бетона своими руками делают в среднем в такой пропорции: на один мешок цемента полагается стакан моющего средства. При использовании с этой целью сухих моющих средств их необходимо предварительно развести в воде. Во время изготовления бетона нужно добавлять не слишком пенящиеся моющие средства.

В противном случае после приготовления раствора придется ждать, пока пена полностью не осядет — только после этого можно использовать его в строительстве.

Виды пластификаторов, их приготовление и применение

Производство в домашних условиях позволяет существенно сэкономить на стоимости строительства. Но следует учитывать и реально понимать тот факт, что от качества изготовления будет напрямую зависеть качество материала. Не секрет, что для приготовления пластификаторов в заводских условиях используются простые и всем доступные материалы, которые можно найти и использовать в домашних условиях. В качестве исходных материалов для приготовления пластификаторов могут применяться следующие: жидкое мыло шампунь, стиральный порошок, гашеная известь, клей ПВА, соли. Из этих компонентов подбирается требуемый состав состава бетона. Так, добавка из жидкого мыла, шампуня позволяет сократить на 3-4 часа время схватывания раствора, делают его пластичным и подвижным. Эффект обеспечивается при соблюдении следующей пропорции: 200 мл на 1 мешок цемента весом 50 кг, причем добавка вносится в уже подготовленную для работы смесь.

Стиральный порошок придает раствору практически те же свойства, что и жидкое мыло. Для приготовления раствора порошок необходимо растворить в воде, которой и затворить раствор. На 50 кг цемента берут 10-150 г. сухого порошка. Добавление гашеной извести делает раствор клейким, подвижным, эластичным и устойчивым к температурным перепадам. Равномерностью и гладкостью будет отличаться кирпичная кладка, при ее выполнении раствором с такой добавкой. Благодаря извести он приобретает гидроизоляционные характеристики и используется на участках с повышенной влажностью: при возведении цокольных стен, проведении фундаментных работ. Кроме того, известь придает раствору бактерицидные свойства, которые угнетающе действует на различные виды домовой плесени. В пропорции, как правило, берут 20 процентов гашеной извести на единицу массы цемента. В загородном и дачном строительстве широко применяется такая добавка как клей ПВА, который представляет собой эмульсию поливинилацетата на воде. Бетон, замешанный на клее существенно улучшает свою подвижность и прочность после высыхания, приобретает водоотталкивающие характеристики. Для приготовления берут 200 г клея на 10 кг раствора или ведро. Пластификатор может добавляться при разведении водой раствора или в уже готовую смесь. Некоторые мастера используют в качестве пластификатора жидкое стекло, которое является очень серьезным ускорителем схватывания бетона благодаря пуццолановой активности – реакции жидкого стекла с портландцементом. Использовать эту добавку следует очень осторожно, так как неправильные пропорции, которые нужно рассчитывать исходя из марки применяемого цемента, могут повлиять на конечную прочность бетона, вследствие возникновения дефектов в его структуре. Кроме, описанных выше пластификаторов есть еще одна добавка которую можно применять самостоятельно для преодоления воздействия низких температур (мороза) на растворы и бетонную смесь. В этом качестве используют хлористую соль, которая существенно снижает порог замерзания жидкости и сокращает время схватывания цемента. Как правило, применяют хлористую соль двух видов: хлорид натрия (техническая соль) и хлорид кальция (на сегодня дешевая и действенная антиморозная добавка).

Рекомендации по применению пластификаторов

Эти добавки бывают сухими, в виде порошка и жидкими, в виде готовых растворов либо концентратов.

При замесе растворов пластификаторы предварительно растворяют в теплой воде в соответствии с инструкцией на упаковке, разведенный пластификатор добавляется в воду для приготовления раствора.

Совет!

Марка цемента должна в 2 раза превышать марку бетона, который требуется. Например, для получения бетона В 12,5 (М150)нужен цемент не ниже М300.

Недостатки самодельных пластификаторов

Несмотря на дешевизну самодельных пластификаторов, они все имеют свои недостатки. В заводских условиях добавки сегодня делают машины строго дозируя составы, что в домашних условиях в принципе невозможно. Спектр применения различных веществ, а также изготовление составов поставлено на научную основу, образцы проходят испытания по тем или иным характеристикам конечного продукта — бетона. Повторить весь процесс, а также достать многие составные материалы самостоятельно также не представляется возможным. Поэтому пластификаторы известных марок и производителей дают гарантию качества и наличия необходимых свойств бетона, чего не скажешь пластификаторах приготовленных своими руками. Поэтому при возведении серьезных и ответственных объектов лучше использовать проверенные в заводских условиях добавки. Описанные выше добавки тоже имеют свои недостатки. Так, мыльные и на основе мыла растворы обладают повышенным пенообразованием. Снижают способность отталкивать влагу, вследствие препятствия мыла образованию водоотталкивающей пленки. Жидкое мыло препятствует образованию микропузырьков в структуре бетонного раствора и миграции воды, вследствие чего бетонная строение в слабопроветриваемых помещениях быстро мокнет и без антисептической обработки подвержено воздействию плесени и грибков. Применение жидкого стекла очень сильно влияет на подвижность бетонной массы, существенно ее снижая. Кроме того, несмотря на ускоренное схватывание, стекло при неправильном применении разрушает структуру бетона и снижает конечную прочность бетона. К недостаткам солей можно отнести невозможность их применения в работе с армированными металлоконструкциями бетона (арматурой, фиброй), так как соли провоцируют коррозию металлических элементов. Спасти ситуации могут ингибиторы коррозии, например, нитрит-нитрат кальция, который добавляют в раствор в тех же количествах что и соль.

Пластификаторы «супер» и «гипер»

Независимо от начальной «приставки», заводские пластификаторы обладают общим набором функций. Разница в наименовании связана с полимерами, входящими в состав пластифицирующего средства – «суперы» основаны на меламиновых полимерах, «гиперы» на поликарбоксилатных, поэтому их эффективность выше.

КатегорияГруппаЭффективность действия
Изменение осадки, смУменьшение водопотребности равноподвижных смесей, %
IСуперпластификаторот 2-3 до 20не менее 20
IIСильный пластификаторот 2-3 до 4-2010
IIIСредний пластификаторот 2-3 до 8-145
IVСлабый пластификаторот 2-3 до 6-8менее 5

На примере качеств, придаваемых бетонному раствору распространенным пластификатором С-3, исследуем возможности пластифицирующих добавок к бетону.

  1. Экономия цемента. Получить бетон желаемой прочности на сжатие можно при меньшем объеме цемента – на 15%. Одновременно на 30-35% уменьшается количество воды, требуемой для затвердения смеси.
  2. Улучшение подвижности. Бетонная смесь с добавлением C-3 пластификатора приобретает марку П5 по удобоукладываемости – допускается отливка в узкие формы, имеющие плотное армирование. Соответственно, не нужна виброукладка.
  3. Снижение усадки. Благодаря максимальному уплотнению зерен уплотнителя, достигаемому подвижностью смеси, линейные размеры бетонного блока при гидратации меняются слабо.
  4. Повышение прочности. Введение суперпластификатора в раствор бетона с фиксированным пескоцементным соотношением дает 25% рост итоговой прочности. Причина – сокращение числа пор в бетонном камне.
  5. Улучшение морозостойкости. Это качество достигается благодаря малому количеству пор. При проникновении в бетонный камень вода образует меньшее число кристаллов при замерзании, а значит, будет меньше повреждений бетонного монолита, вызванных расширением замерзающей воды.
  6. Замедление схватывания. Данное свойство С-3 пластификатора будет полезно, если требуется миксерная транспортировка бетона. При необходимости быстрого набора прочности в смесь вводится спецсредство, ускоряющее твердение.

Пластифицирующие добавки следует добавлять в воду, иначе равномерно распределить пластификатор в составе бетонной смеси будет затруднительно.

Если вы строите дом и вам требуется большое количество ровных и недорогих пеноблоков, компания- обеспечит вас нужным материалом с доставкой. Звоните!

Пропорции добавления пластификаторов в растворы

Чтобы правильно приготовить раствор для оштукатуривания, важно соблюдать пропорции составляющих. О том, в каких соотношениях смешивать основные компоненты, расскажет таблица.

Эта таблица уточняет, как рассчитать количество материалов для оштукатуривания 1 кв. м поверхности в зависимости от толщины слоя штукатурки.

ПВА добавляют в растворы из расчета 50–100 мл на из расчета 50-100 мл на 1л воды замеса; работающая концентрация поливинилацетатной эмульсии в растворе может достигать 20% от массы сухого цемента.

Современные пластификаторы экономичны и удобны в работе.

Расход пластификатора – 0,5–1% от массы вяжущего (цемента, гипса или извести). При расчете дозировки добавки следует учитывать, что гипс активнее цемента и количество добавки может отличаться от дозировки добавки с цементом, поэтому рекомендуется проводить пробное применение в штукатурных растворах.

Пластификатор — для чего он нужен? |

09.09.2015 profipol_dp 4 956 просмотра

Содержание статьи:

Что такое пластификатор?

Пластификатор — это добавка в бетоны и цементные растворы, позволяющая увеличить текучесть и пластичность смеси при уменьшении водоцементного соотношения (В/Ц). Это увеличивает конечную прочность и плотность затвердевшего раствора/бетона.

Пластификатор продается в двух видах — жидкость и порошок. И тот и другой для удобства использования нужно разбавлять в воде.

Водо-цементное соотношение (В/Ц). Сколько воды нужно для приготовления бетона/раствора?

Водоцементное соотношение напрямую влияет на конечное качество и прочность растворов и бетонов.

Для того, чтобы цементный камень начал твердеть должен начаться процесс гидратации цемента, а для этого, на самом деле, нужно не так много воды — около 25л на 100кг цемента. Т.е. оптимальное ВЦ для чистого цемента = 0,25.

Все зависит от количества и качества заполнителей

Оптимальным соотношением вода/цемент в бетоне (цемент, песок, щебень) является соотношение 4-4,5/10 (ВЦ = 0,4-0,45), т.е. 40-45л воды на 100кг цемента.

Точно такое же оптимальное ВЦ (0,4-0,45) мы вывели опытным путем для полусухой стяжки при замешивании цемента с песком в пропорции 1 к 4.

На практике при приготовлении раствора для стяжки (бетона) большинство строителей добавляют в него столько воды, сколько необходимо для того, чтобы он стал подвижным, жидким, удобным в работе.

Для твердения цемента (реакции гидратации) необходимо воды почти в два раза меньше. Вся лишняя вода не участвует в реакции, а лишь увеличивает подвижность.

Чем больше воды в растворе/бетоне, тем хуже будет его качество и меньше плотность.

Для чего нужен пластификатор?

Пластификатор нужен для того, чтобы увеличить текучесть и пластичность раствора при оптимальном водоцементном соотношении (т.е. не добавляя лишнюю воду в раствор).

За счет большей текучести раствор для стяжки становится более плотным и прочным, а эти качества просто необходимы для стяжки выполненной по теплому полу, т.к. при большей плотности увеличивается теплопроводность стяжки.

Как влияет наличие пластификатора на конечную прочность бетона (стяжки)

Сколько пластификатора нужно добавлять в раствор для стяжки?

Дозировка пластификатора у каждого производителя разная, зависит она от концентрированности каждого отдельно взятого продукта.

Высчитывается и измеряется количество пластификатора в соотношении его массы к массе цемента. Обычно это 0,5-1%, т.е. 0,5-1кг на 100кг цемента.

Разбавляется пластификатор в воде и заливается в бетономешалку в процессе замешивания раствора.

Например, при дозировке равной 0,5% от массы цемента (0,5кг на 100кг) нужно будет наливать 100гр пластификатора в каждые 10л воды (при В/Ц равном 0,5).

Нужно ли использовать пластификатор при устройстве стяжки или бетонировании?

Это не обязательно, но желательно.

Как было сказано выше, пластификатор уменьшает водоцементное соотношение раствора для стяжки (бетона), поэтому с ним можно добиться оптимальной текучести и удобоукладываемости раствора не используя лишнюю воду.

Стяжка будет более прочной, плотной и меньше будет подвержена растрескиванию.

Пластификатор и стяжка по теплому полу

При устройстве стяжки по теплому полу очень желательно использование пластификатора.

Пластификатор сделает раствор более плотным и прочным, а от этого напрямую зависит теплопроводность стяжки.

Внимание!

Пластификатор (не путать с эластификатором!) изменяет свойства раствора в момент укладки, но не изменяет конечных свойств стяжки после отвердения, т.е. эластичной стяжка не станет.

Эластификатор — это вещество изменяющее конкретное физическое свойство — эластичность раствора после отвердения, это свойство остаётся на весь период эксплуатации. К этим веществам относятся, например латексные добавки или разного рода эмульсии.

Но весь вопрос в том, нужна ли стяжке по теплому полу эластичность?

Учитывая коэффициент температурного (линейного) расширения цементных растворов равного 0,00001 м/1° этим свойством можно пренебречь.

Чем можно заменить пластификатор?

Самый распространенный метод замены пластификатора — это добавление в раствор стирального порошка или моющего средства для посуды.

При этом никто не может назвать точную дозировку этих средств. Чаще всего «опытные строители» советских времен называют пропорцию порошка или жидкого мыла такими терминами как «по чуть-чуть» или «1-2 ложечки».

Но моющие средства имеют один не очень хороший побочный эффект — пенообразование.

С такими заменителями пластификатора легче изготовить ячеистый бетон, но не тяжелый. Поры уменьшают плотность раствора и снижают его прочность (марочность). Для улицы это просто губительно.

К тому же, фосфатные добавки, входящие в состав моющих средств, при попадании в цементную смесь приводят к сильному высолообразованию. Обратите внимание на белые разводы на кирпичных домах.

В специализированных же смесях содержатся нужные вещества в нужной концентрации.

Но решать и выбирать, как всегда, только вам.


Если у вас остались вопросы, то напишите об этом в комментариях или в рубрику Вопрос-Ответ.


 

Это тоже интересно:

материалы,

Известковая каша из раствора!!

 Показать цитируемый текст 

Ну да, масло в ваших руках превращается в мыло, и твои руки все в морщинах, но, черт возьми, это не так уж и опасно, разве что в твоём глаза.
Хитрости заключаются в первую очередь в том, чтобы сделать раствор жестким. так что это не спад. И палочки. Затем вы кладете его в небольшой пакет и нажимаете на кирпичи с помощью молотка или шпателя.
Если кирпичи ультрапористые, они превращают раствор из кремообразного в кремообразный. мокрый песок за секунды.Сначала замочите их.
Что касается того, чтобы заставить мортру прилипнуть к торцам. это сложно один, чтобы получить право. Если не получится, не отчаивайтесь. нанесите раствор на вершине расщелины и используйте край шпателя, чтобы утрамбовать его — много выпадает, так что возьмите его мастерком и повторите. вниз с наконечником trwoel, чтобы сделать приличный конец.
Когда раствор наполовину готов — 2-10 часов в зависимости от температуры, используйте проволочной щеткой, чтобы убрать то, что прилипло к кирпичной граням, и когда она затвердеет используйте кирпичную кислоту, проволочную щетку и шланг, чтобы удалить последние остатки.
Конструктивно кирпичная стена представляет собой нагромождение кирпичей, скрепляемых друг с другом. собственный вес, и миномет не дает им проскользнуть друг мимо друга кровати. То, как вы доставите раствор туда, зависит от личных предпочтений.
Традиционная кладка кирпича заключается в том, как сделать это ЭФФЕКТИВНО, но для нам, любителям, подойдет любой способ, пока он работает нормально.
Требуется неделя или две, чтобы освоить любой стандарт, который вы выберете. является приемлемым. Профессиональному брикки не нужно тратить целую вечность, указывая вверх заполнение пробелов и последующая уборка.Он знает свои миксы, консистенция и материалы, и его техника хороша. Твоего не будет, так что будьте готовы возиться со смешиванием (используйте мастерок, чтобы «разрезать» цемент в воду и т. д., или наймите миксер), стремитесь к консистенции, грязь, прилипнет, когда ее бросят, и бросай ее на то, что тебе нужно, очистите излишки шпателем и забейте их кирпичами. Биты Веревка и спиртовой уровень помогут сделать его ровным, а проволочная щетка и кирпичная кислота заставит его выглядеть прилично, когда он будет готов.

 Показать цитируемый текст 

Суперпластификатор — обзор | Темы ScienceDirect

10.4.2 Адсорбция суперпластификаторов

Молекулярная масса играет важную роль в адсорбции суперпластификаторов, независимо от их молекулярной природы. Сообщения об этом можно найти для поликонденсатов сульфонат-нафталин-формальдегидов (SNFC) (Piotte, 1993), LS (Reknes and Gustafsson, 2000; Reknes and Peterson, 2003), виниловых сополимеров (Flatt et al., 1998) и PCE (Peng и др., 2012; Magarotto и др., 2003; Winnefeld и др., 2007). Таким образом, регулирование молекулярной массы является способом изменения характеристик суперпластификатора.Для производных натуральных продуктов, таких как ЛС, это можно сделать с помощью ультрафильтрации (Жор, 2005; Жор и Бреммер, 1997). Для синтетических полимеров это можно сделать, изменив условия синтеза, такие как концентрации мономеров и агентов переноса цепи, а также температуру и время реакции, среди прочего. Кроме того, как упоминалось ранее, следует также учитывать, что суперпластификаторы полидисперсны по размеру и структуре, поэтому во время адсорбции может иметь место определенная дискриминация (Flatt et al., 1998; Виннефельд и др., 2007).

Исходя из синтетической природы ПХЭ, можно, в принципе, изменить химию остова и его длину, количество ионных групп по отношению к боковым цепям, выраженное как карбоксиэфир (С/Э) соотношение или плотность прививки, длина боковых цепей и т. д., в зависимости от желаемой производительности (глава 9, Gelardi et al., 2016). Все эти факторы влияют на адсорбцию, которая, в свою очередь, влияет на реологические свойства, о чем свидетельствуют многочисленные работы (Ямада и др., 2000; Виннефельд и др., 2007 г.; Папо и Пиани, 2004 г .; Шобер и Флатт, 2006 г.; Пэн и др., 2012 г.; Кирби и Льюис, 2004 г.; Ли и др., 2005).

В главе 9, посвященной химии ПХЭ (Gelardi et al., 2016), конформация гребенчатого сополимера в растворе, а точнее, его радиус вращения (уравнение 9.2) определяется структурными параметрами P , N и n (рис. 9.17), а также размер различных мономеров в основной цепи или в боковых цепях (Flatt et al., 2009а). Как показано на рисунке 10.4, PCE представлен в решении в виде цепочки больших двоичных объектов (размер которых связан с ранее упомянутыми параметрами). Конформацию такого гребенчатого сополимера, адсорбированного на частице цемента, можно получить аналогичным образом, используя цепочку полусфер на поверхности (см. также рисунок 10.4). Радиус этих полусфер, R AC , определяется следующим образом:

Рисунок 10.4. Схематическое изображение гребенчатого сополимера в растворе (цепочка сферических ядер, каждое радиусом RC) и сополимера, адсорбированного на поверхности минерала (цепочка полушарий, каждое радиусом RAC).

Адаптировано с разрешения Flatt et al. (2009а).

(10.11)RAC=(22(1-2χ)aPaN)1/5aPP7/10N-1/10

где a N и a P

7 P

6 в основной и в боковых цепях соответственно; P количество мономеров в боковой цепи; и N количество мономеров в основной цепи для одной боковой цепи. Поверхность S , занятая каждой молекулой на частице, может быть рассчитана по формуле:

(10.12)SA=π2aNaP(22(1−2χ)aPaN)2/5P9/10N3/10n

Важнейшим параметром при адсорбции является плотность ионных групп в основной цепи. Действительно, адсорбция PCE увеличивается с увеличением плотности ионных групп на основной цепи (Yamada et al., 2000; Regnaud et al., 2006). Интересно, что независимые исследования Regnaud et al. (2006) и Winnefeld et al. (2007) предполагают, что адсорбция сильно падает ниже отношения C/E, равного 2, независимо от длины боковых цепей (Flatt and Schober, 2012).

Сильное влияние ионного заряда можно в некоторой степени понять, используя константу равновесия первого принципа, предложенную Marchon et al.(2013). В этом исследовании авторы считали, что заряды конкурируют с другими ионами, присутствующими на поверхности, которые присутствуют в гораздо больших количествах. Чтобы поддержать это приближение, мы считаем, что в области, занимаемой PCE, плотность функциональных групп составляет:

(10,13)σA=n(N−1)SA

поверхность σ S состоит в том, чтобы учесть, что имеется один заряд на площади, заданной a P ∗a N .Отношение плотностей заряда между поверхностью и адсорбционной функцией полимера будет тогда: показывает, что отношение плотности заряда увеличивается почти линейно с P . Его зависимость от N менее тривиальна, но в первом порядке она будет уменьшаться в степени -7/10 (приблизительно ( N −1) до N ). Таким образом, более высокие значения N уменьшают это соотношение, что ожидается, поскольку это напрямую увеличивает количество функциональных групп.Тем не менее зависимость не является линейной. В количественном отношении можно рассматривать ПХЭ на основе полиметакрилата с боковыми цепями из полиэтиленгликоля (ПЭГ), для которых имеем  = 0,37. Принимая типичные значения P  = 23 и N  = 4, мы получаем коэффициент плотности заряда около 20. Следовательно, на поверхности, занятой типичным PCE, мы ожидаем, что только около 5% поверхностных зарядов будет занимают функциональные группы.Хотя это приближение во многом зависит от нашей оценки σ S , основной вывод остается. В частности, это означает, что не нужно учитывать заполнение поверхности зарядами, и это приводит к изотерме адсорбции, имеющей вид, указанный в уравнении (10.10) (Marchon et al., 2013).

Для оценки константы равновесия адсорбции в зависимости от молекулярной структуры PCE Marchon et al. (2013) рассмотрели баланс между скоростями адсорбции и десорбции функциональных групп.Более конкретно, они определили константу скорости для этих процессов соответственно как kAa и kAd. Для каждой из этих констант они предложили следующие соотношения со структурными параметрами полимера: −1)z

, где z — количество зарядов, переносимых каждым мономером в основной цепи, а S A — это поверхность, занимаемая молекулой, пропорциональная P9/10N3/10n, как видно из уравнения (10.12).

Кинетическая константа скорости адсорбции пропорциональна: количество боковых цепей n для учета стерических затруднений, вызванных боковыми цепями. Константа скорости десорбции обратно пропорциональна поверхностной плотности заряда.

В рамках этих предположений константа равновесия адсорбции получается как отношение обеих констант:

(10.17)KA=kAakAd=z2(N-1)2nP9/5N3/5

При такой константе равновесия адсорбции можно связать структурный параметр полимера с его адсорбционной способностью.

Синергетический эффект сополимеризации сложного эфира с тиксотропным суперпластификатором и наноглиной на способность к формованию цементных материалов для 3D-печати

Материалы (Базель). 2021 авг.; 14(16): 4622.

Эдди Кендерс, академический редактор

Поступила в редакцию 1 июля 2021 г.; Принято 14 августа 2021 г.

Abstract

Способность материалов, наносимых слой за слоем, сохранять форму, называется способностью к сборке и является обязательным параметром производительности для успешных цементных материалов, пригодных для 3D-печати (3DPC). В этом исследовании изучалось синергетическое влияние наноглины (NC) и тиксотропного суперпластификатора (TP) на способность к сборке 3DPC. Реологические параметры и статический предел текучести характеризуются реологическими испытаниями, прочность в сыром состоянии измеряется самодельным прессомером, а текучесть проверяется с помощью расходомера.Результаты показывают, что NC значительно увеличивает скорость роста статического предела текучести и прочности в сыром состоянии, а TP может улучшить начальные реологические параметры и текучесть, что обеспечивает начальную жесткость и обрабатываемость печатных материалов. Смесь с 7‰ (по массе вяжущих материалов) NC и 3‰ TP обеспечивает превосходную экструдируемость и удобоукладываемость благодаря синергетическому эффекту NC и TP. На основе реологических испытаний и конкретных экспериментов по печати окно для печати с 1.0 Па/с~2,0 Па/с скорости изменения статического предела текучести во времени (RST) или 170 мм~200 мм текучести устанавливается. Эта работа обеспечивает теоретическую поддержку для контроля и оценки реологических свойств в 3DPC.

Ключевые слова: 3D-печать, цементные материалы, удобоукладываемость, реология

1. Введение

3D-печать цементных материалов — это новая технология строительства, которая обладает преимуществами более высокой эффективности строительства, отсутствия опалубки, интеллекта и т. д.В традиционных методах литья бетонные изделия формируются в формах или вычитаются путем фрезерования, в то время как 3D-печать цементных материалов представляет собой аддитивный производственный подход для создания 3D-печатных конструкций путем наложения слоев и укладки, чтобы автоматизированный процесс можно было завершить на основе цифровых моделей [1]. ,2,3,4]. Во время накопления цементных материалов для 3D-печати (3DPC) слой за слоем первый слой должен выдерживать собственный вес, а затем последующие наносимые слои в зависимости от статического предела текучести, который меняется со временем.Способность печатных объектов сохранять свою геометрию называется «конструкцией» [5]. Для поддержания структурной стабильности 3DPC на основе экструзии крайне важно разработать «печатные чернила» с надлежащими реологическими свойствами, которые гарантируют прокачку, экструзию и последующее быстрое стояние 3DPC [6,7,8,9].

Способность к сборке 3DPC связана со способностью печатать несколько непрерывных слоев, т. е. материалы должны обладать подходящей текучестью, чтобы избежать разрушения напечатанных нитей из-за невозможности непрерывной экструзии [10,11].Во-вторых, слои должны плотно сцепляться друг с другом при укладке, чтобы можно было избежать появления холодных стыков и любого снижения прочности печатных объектов [12]. Наконец, материалы должны иметь достаточную начальную жесткость, чтобы обеспечить возможность сохранения исходной формы после выдавливания из сопла. В противном случае смятие или наклон из-за веса печатных слоев и нанесенных позже слоев может привести к повреждению печатных структурных компонентов [13]. Ле и др. исследовали количество сборных слоев для количественной оценки возможности сборки свежего 3DPC на основе уложенных нижних слоев без наблюдаемой деформации [14].Основываясь на предположении, что рост статического предела текучести имеет линейную зависимость от времени в течение периода индукции гидратации, Yuan et al. [15] улучшили тиксотропию свежего строительного раствора и установили наклон линейного уравнения для оценки и прогнозирования способности к сборке методом 3DPC. Касагранде и др. [16] провели испытания цилиндрических образцов на одноосное сжатие, варьируя процедуры испытаний, чтобы оценить возможность сборки 3DPC и предсказать критическое количество слоев. Чжан и др. [9] оценили возможность сборки печатных объектов, распознав видимую деформацию или разрушение.Было проведено все больше и больше исследований возможностей построения 3DPC. Однако технологии корректировки производительности 3DPC еще не достигли полной зрелости, кроме того, методы оценки производительности бетона в стране и за рубежом не унифицированы.

Реология осаждаемых материалов играет важную роль в изучении возможности построения 3DPC [17]. Между тем, предел текучести является важным реологическим параметром, отражающим возможность сборки 3DPC [17,18].Основными реологическими требованиями успешного структурного строительства являются диапазон и тип предела текучести [19]. Среди всех реологических характеристик стабильность формы свежего 3DPC также можно описать его тиксотропным поведением [20]. Добавление наноглины является распространенным методом улучшения тиксотропии материалов. Различные типы, дисперсионные среды и степень расслаивания наноглины могут изменить тиксотропные свойства и способность к укладке экструдированного 3DPC [21]. В качестве средства усиления в наномасштабе Papatzani et al.исследовали пуццолановые свойства органомодифицированных, неорганических и расслоенных дисперсий нано-монтмориллонита в поисках дополнительных центров зародышеобразования в цементном тесте [22,23,24]. Ю и др. сообщили, что органомодифицированный монтмориллонит улучшает демпфирующие свойства цементного теста лучше, чем монтмориллонит [25]. Панда и др. улучшили предел текучести и начальную прочность свежих смесей и получили более высокую сборочную способность с минимальной деформацией за счет добавления небольшого количества наноглины [26]. Мендоза Реалес и др.[27] изучали влияние частиц нанокремнезема на свойства 3DPC в свежем состоянии путем сравнения нанокремнезема с микрокремнеземом, метакаолином и наноглиной. Для расчета идеальных параметров печати (таких как высота слоя, время выдавливания одного слоя, горизонтальная скорость и т. д.) скорость тиксотропного нарастания определяется по результатам реологических испытаний. С помощью новой модели тиксотропии van den Heever et al. показали, что наночастицы SiC улучшают возможности 3D-печати за счет повышения тиксотропии [28].Между тем, добавление суперпластификатора и оптимизация соотношения материалов также являются эффективными способами контроля реологии материалов. Чтобы соответствовать требованиям идеального 3DPC, Manikandan et al. [29] добавили микрокремнезем и суперпластификатор в свежую пасту для контроля реологических свойств. Путем оптимизации заполнителей и вяжущих Papachristoforou et al. [30] продемонстрировали, что в пригодном для печати диапазоне, который находится между 180–240 мм (значения из таблицы текучести), максимальное время обрабатываемости 30 минут было получено без использования каких-либо замедлителей схватывания.Для достижения идеальной сбороспособности 3DPC было проведено много работ по получению подходящей реологии. Однако синергетический эффект наноглины и суперпластификатора на способность к формованию 3DPC еще глубоко не изучался.

В этом исследовании изучается синергетический эффект наноматериалов и суперпластификатора для улучшения способности продуктов 3DPC к структурному наращиванию. Наноглина, поликарбоксилатные суперпластификаторы (PCE) и самодельный тиксотропный суперпластификатор (TP) сополимеризации сложных эфиров использовались для исследования реологических свойств 3DPC.Были проведены тесты реологических свойств для определения реологических параметров и статического предела текучести, а прочность в сыром состоянии проверена самодельным прибором для испытания давлением, а значение текучести получено с помощью тестов на потоковых таблицах. Кроме того, предложена реологическая модель для анализа параметров и методов оценки для оценки способности к сборке 3DPC, а также была проведена проверка способности к сборке смесей. Эта работа предоставляет теоретическую поддержку для контроля и оценки влияния реологических свойств на возможность сборки 3DPC.

2. Материалы и методика

2.1. В смесях использовали портландцемент

(тип II, сорт 42,5, Conch Cement Co. Ltd., Хуайань, Китай) и водопроводную воду. В качестве тиксотропной добавки использовали коммерческую высокоочищенную и активированную наноаттапульгитовую глину (Huai’an Research Institute of Hohai University, Huai’an, China). Химический состав и крупность по Блейну цемента и наноглины (НК) приведены на рис. НК образует игольчатые частицы со средней длиной 350 нм и диаметром 40 нм.Изображение НК, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), показано на рис. В качестве мелкого заполнителя используется технический речной песок с модулем крупности 2,2 и максимальной крупностью 1 мм.

Таблица 1

Химический состав [мас.%] и тонкость по Блейну цемента и НК.

9005
Материалы SiO 2 7 AL 2 O 3 7 3 2 O 3 3 CAO MGO K 2 O So 3 Na 2 O Ti 2 O LOI Тонкость по Блейну
6,45 2,98 60,69 1,48 0,21 2,49 0,15 1,02 360 м 2 / кг
NC 58,4 26,73 0.51 9.62 0.02553 0.05 3.05 0.21 0,21 0,13 251 м 2 / кг

Две виды суперпластификатора используются в этом исследовании: самостоятельный тиксотропный суперпластификатор (ТП) для сополимеризации сложных эфиров и эфиров и коммерческий поликарбоксилатный суперпластификатор (ПСЕ), приобретенные у Sobute New Materials Co.Ltd. (Нанкин, Китай). ТП синтезировали следующим образом: полимеризационные мономеры ТП получают с мономером аллилсульфоната натрия (SAS), мономером акриловой кислоты (AA), макромономером полиоксиэтиленненасыщенным эфиром (MPEG400MA) и α-метакрил-ω-гидроксиполи(этиленгликолем) эфир (HPEG2400, молекулярная масса около 2400). Определяют молярное соотношение (АК:ПАВ:МПЭГ400МА:ГПЭГ2400 = 3:1:0,3:0,7), в качестве инициатора ТП используют персульфат аммония (4% от общей массы мономера полимеризации).MPEG400MA, HPEG2400, SAS и воду подают в трехгорлую колбу одновременно. АК и персульфат аммония разводят до 20%-ной концентрации раствора соответственно и закапывают каждые 20 мин. Синтез проводят при 80°С и прикапывание завершают в течение 2 ч, затем температуру поддерживают в течение 4 ч. После охлаждения рН раствора доводят до 7 с помощью 40% NaOH. Наконец, получают тиксотропный суперпластификатор (ТП) на основе сложноэфирного сополимера с содержанием твердого вещества 44,3%. Спектры FTIR полимера TP и полимера PCE записывают с использованием прибора Nicolet iN10 (Thermo Fisher Scientific Co.Ltd., Уолтем, Массачусетс, США). Образец очищенного TP или PCE весом 1–2 мг измельчают с 200 мг KBr и заливают в форму для прессования в лист. Каждый образец испытывается в диапазоне волновых чисел 400 см 90 275 -1 90 276 ~ 4000 см 90 275 -1 90 276 и сканируется 32 раза при разрешении 4 см 90 275 -1 90 276 . Инфракрасные спектрограммы TP и PCE показаны на рис.

ИК-спектры для ( a ) PCE и ( b ) TP. (3442 см -1 и 3431 см -1 относятся к пику валентных колебаний гидроксильной группы.Сильная характеристическая полоса поглощения, коррелирующая с деформационным колебанием группы (-C-H), наблюдалась при 2875 см -1 и 2880 см -1 . Пики поглощения при 1727 см 90 275 -1 90 276 и 1730 см 90 275 -1 90 276 можно отнести к валентному колебанию карбонильной (-C=O) группы в сложноэфирной (-O-C=O) группе. Пики поглощения при 1580 см 90 275 -1 90 276 и 1583 см 90 275 -1 90 276 можно отнести к валентным колебаниям карбоксильной группы (группа -COOH).

Результаты гель-проникающей хроматографии (ГПХ) TP и PCE были получены в предыдущей групповой работе и кратко представлены здесь [31].Средневесовая молекулярная масса и среднечисленная молекулярная масса ТП-полимера составляют 46 960 г/моль и 23 863 г/моль соответственно. Средневесовая молекулярная масса и среднечисловая молекулярная масса полимера ПК составляют 38 993 г/моль и 19 930 г/моль соответственно.

Десять пропорций ингредиентов показаны на . Соотношение воды и цемента (в/ц) смесей составляет 0,32 по массе, а соотношение мелкого заполнителя и цемента составляет 1,2:1 по массе. В качестве контрольной смеси использовали смесь с добавкой 3‰ ПХЭ.Добавление однокомпонентного TP контролируется в диапазоне 2,5–3,5 ‰ в цементе для регулирования устойчивости к осадке и текучести. Добавление NC в цемент варьируется от 7 ‰, 8 ‰, 9 ‰ для проверки его тиксотропных свойств и свойств жесткости. Смеси с фиксированным содержанием TP 3‰ и дозировкой NC в диапазоне от 7‰~9‰ направлены на улучшение удобоукладываемости, а также тиксотропии и прочности 3DPC.

Таблица 2

Состав смеси бетона для 3D-печати (кг/м 3 ).

902 52 3
Материалы Control TP-1 TP-2 TP-3 NC-1 NC-2 NC-3 M-1 M-2 М-3
Цемент 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
Песок 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200
воды 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320
PCE / ‰ 3 0 0 0 3 3 0 0 0
T-PCE/‰ 0 2.5 3 3 3 0 0 0 0 3 3 3
NC / ‰ 0 0 0 0 7 8 9 7 8 9

2.2. Протоколы смешивания

Планетарный растворосмеситель NRJ-411A (Wuxi Jianyi Experiment Instrument Co. Ltd., Уси, Китай) используется для смешивания цементного раствора в этом исследовании.Протоколы смешивания следующие: во-первых, после взвешивания все ингредиенты сухой смеси, такие как цемент, НК и песок, выливают в растворосмеситель для однородного смешивания в течение 1 мин. Во-вторых, в сухой порошок медленно добавляют воду с ТП для перемешивания в течение 1 мин на малой скорости. Затем процесс останавливают на 30 с и соскребают лопатой цементный раствор, налипший на край чаши смесителя. Наконец, смесь подвергают перемешиванию с высокой скоростью в течение 90 с. Перемешанный раствор помещали в подходящий контейнер для немедленного проведения реологических тестов, тестов на текучесть и тестов на прочность в сыром виде.

2.3. Испытание реологических свойств

Коммерческий реометр (реометр RST-SST, BROOKFIELD, Миддлборо, Массачусетс, США, показан на рисунке) используется для измерения реологических свойств свежих строительных растворов с различными пропорциями смеси в этом исследовании. Свежий цементный раствор заливают в бочку диаметром 70 мм и высотой 100 мм. Ротор реометра представляет собой четырехлопастную крыльчатку диаметром 15 мм и высотой 30 мм. Для постоянного контроля и регистрации напряжения сдвига и скорости сдвига ротор вращается для создания простого потока сдвига.Затем данные испытаний встраиваются в соответствующие реологические модели по требуемым параметрам. Три образца тестируются для определения среднего значения для одной и той же партии.

Испытание реологических свойств цементного раствора.

2.3.1. Протокол испытания петли гистерезиса

Испытание петли гистерезиса является популярным способом количественной оценки тиксотропии цементного раствора, как показано на рис. Тиксотропность связана с энергией, которая формирует и разрушает флокуляцию частиц цемента [32,33].Замкнутая площадь, показанная в b (обычно называемая тиксотропной петлей), может быть выражена уравнением (1): где A представляет собой расчетные результаты тиксотропной площади, γ представляет собой скорость сдвига (1/с), τ1 и τ2 представляют собой высокое и низкое напряжение сдвига, соответственно.

( a ) Протокол испытания на реологию и ( b ) петля гистерезиса, полученная в результате испытания.

2.3.2. Программа испытаний на статический предел текучести

Зависящий от времени рост статического предела текучести количественно измеряется в программе испытаний, как показано на рис.Свежий цементный раствор делят на 10 групп для испытания статического предела текучести при 10 временах покоя. Все образцы готовят после процедуры смешивания перед проведением испытания на сдвиг, которое начинается в момент времени 0 с. Для первых восьми периодов покоя статический предел текучести испытывается каждые 150 с, тогда как последние две группы испытываются при временах покоя 2000 и 3000 с отдельно. Постоянная скорость сдвига установлена ​​на уровне 0,02/с, а измеренное максимальное напряжение сдвига в b определяется как статический предел текучести, который можно использовать для характеристики способности наращивания на ранней стадии гидратации 3DPC.

( a ) Процедура реологического испытания статического предела текучести, зависящего от времени, проводится после времени покоя (обычно после времени перемешивания) и ( b ) в ходе испытания определяется статический предел текучести.

2.4. Тест на текучесть

Значение текучести 3DPC получают путем проведения теста на текучесть на основе ASTM C1437-15 [34]. Чтобы повысить эффективность сбора данных, на таблице потоков устанавливается система съемки и передачи изображений, а также опорная координата, как показано на рис.Во время теста средний диаметр рассчитывается через систему обработки изображений с помощью программного обеспечения для обработки изображений. Три смешанных образца из одной и той же партии были протестированы в определенное время для наблюдения за изменением текучести во времени. Тест на текучесть цементного раствора используется для оценки текучести материалов на основе цемента для 3D-печати. Результаты сравнивают с реологическими параметрами и анализируют корреляцию между ними и различными реологическими результатами, чтобы можно было лучше наблюдать скорость флокуляции и скорость структурирования.

Система проверки текучести: ( a ) система съемки и передачи изображения, ( b ) образец на потоковом столе и ( c ) измерение значения текучести.

2.5. Испытание на прочность в сыром состоянии

Цементный раствор перемешивают тем же методом, который описан в разделе 2.3.1. После перемешивания цементный раствор заливают в цилиндрическую пластиковую форму (диаметром 50 мм и длиной 100 мм) в три слоя. Образец плотно утрамбовывается с помощью трамбовочного стержня для утрамбовки 15 раз после добавления каждого слоя.Затем в фиксированное время он извлекается из формы и помещается в самодельное устройство для опрессовки, как показано на рис. К образцам прикладывают постепенно увеличивающуюся нагрузку до тех пор, пока вертикальное смещение высоты образца не достигнет 15 %. Отношение измеренной нагрузки к площади дна цилиндрического образца было преобразовано в исходную прочность. В данном исследовании прочность в сыром виде получена на трех образцах одной и той же партии через определенные промежутки времени (0, 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 2000 и 3000 с соответственно).

( a ) Прибор для проверки прочности в сыром виде для тестирования и регистрации и ( b ) испытуемый образец.

2.6. Проверка пригодности к сборке

Как показано на , в этом исследовании используется 3D-принтер с пространством для формования 500 мм × 500 мм × 500 мм. Насадка имеет диаметр 20 мм. Печатный материал по трубопроводу транспортируется в бочку и экструдируется со скоростью 60 с/слой с предварительным перемешиванием перед экструзией. Время печати каждого слоя составляет около 300 с после смешивания цемента с водой.Образцы со всеми пропорциями подвергаются испытаниям 3D-печати в этом исследовании, чтобы оценить возможность сборки материалов в соответствии с фактическим состоянием печати.

Портальный 3D-принтер среднего размера.

2.7. Измерение адсорбции TOC

В этой работе используется анализатор общего органического углерода (TOC multi 2100, Jena Analytical Instrument Co. Ltd., Йена, Германия). Готовят 30 г растворов ТП различной концентрации (1, 2, 3, 4 и 5 г/л соответственно) и смешивают с растворами 5 г цементного порошка в течение 5 мин.После выдержки в течение 5 мин образцы фильтруют и разделяют на центрифугирование в течение 20 мин при 8000 об/мин. Верхнюю суспензию раствора ТФ фильтруют через мембрану с диаметром пор 0,22 мкм для измерения ООУ. Диапазон тестирования составляет от 4 частей на миллиард до 4000 частей на миллион. Значение TOC получают путем вычитания неорганического углерода (IC) из общего количества углерода (TC). Адсорбируемое количество ТФ рассчитывают по разности концентраций раствора до и после адсорбции.

2.8. Zeta Potential

В работе используется анализатор Nano ZS90 Zetasizer производства Malvern Panalytical Co. Ltd. (Шанхай, Китай). Измеряют дзета-потенциал на поверхности частиц цемента в цементной суспензии с определенной концентрацией ТФ. Массовые отношения PCE или TP к цементу составляли 2,5‰, 3‰ и 3,5‰. Образцы разбавляют деионизированной водой до 1000 раз для перемешивания и ультразвукового диспергирования. Супернатант цементных суспензий вводят в образцы для регистрации стабилизированных значений дзета-потенциала.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Текучесть

3.1.1. Реологические параметры

Реологические параметры имеют решающее значение для работоспособности свежего 3DPC. Начальные реологические свойства, соответствующие начальной текучести, отражают первичную текучесть печатных материалов на основе цемента. Хотя отличные тиксотропные свойства важны для 3DPC, исходная жесткость печатных материалов также оказывает большое влияние на их пригодность для сборки [28]. 3DPC требует достаточной скорости роста предела текучести, чтобы быть совместимой со скоростью вертикального строительства.Развитие предела текучести с течением времени называется структурным накоплением. Метод ускорения структурного накопления заключается во введении добавок, способных увеличить начальный предел текучести или повысить тиксотропию, способную повысить предел текучести за короткое время. Следовательно, ранняя прочность материалов может быть получена косвенно из измерения предела текучести.

Метод испытаний, описанный в Разделе 2.3.1, используется для свежего строительного раствора. Нисходящая кривая петли гистерезиса приспособлена для определения предела текучести и вязкости.Как видно из графика, начальный предел текучести и вязкость показали значительное увеличение в образцах с НК, независимо от того, были ли вместе добавлены в цементный раствор однолегированный НК или двойной НК и ТП. Это может быть связано с малым размером частиц НК [18]. Выступая в качестве нанонаполнителя, НК заполняет промежутки между частицами цемента и агломератами, так что большее количество точек соприкосновения может эффективно образовывать взаимосвязанную микроструктуру, что увеличивает начальную вязкость [18]. С другой стороны, наноразмер позволяет частицам глины увеличивать удельную площадь поверхности и увеличивать количество центров зародышеобразования цементного раствора [22,23].Таким образом, они ускоряют гидратацию цемента, уплотняют структуру цементного раствора, что приводит к улучшению начального предела текучести образцов [24, 27]. Кроме того, сравнивая начальную вязкость и предел текучести образцов, добавленных 3‰ PCE, с добавленным 3‰ TP, становится очевидным, что усиливающий эффект TP более очевиден, чем у PCE, но хуже, чем у NC.

Исходные реологические параметры: ( a ) вязкость, ( b ) предел текучести 3DPC с добавлением TP, NC и PCE.

Из результатов, представленных на рис. , видно, что начальная вязкость и предел текучести в образцах с однократно легированным ТР выше, чем у контрольной смеси. При большем содержании ТП начальная вязкость непрерывно увеличивалась. Однако при дозировке ТФ более 3‰ начальный предел текучести образцов несколько снижается по сравнению с образцами с содержанием ТФ менее 3‰. Таким образом, можно сделать вывод, что дозировка 3‰ TP может стать поворотным моментом в оптимизации реологических свойств материалов.Для проверки этого были получены результаты количества адсорбции TP, которые представлены на графике. Это показывает, что количество адсорбции TP на поверхности частиц цемента увеличивается с увеличением концентрации TP. Скорость адсорбции ТФ высока при низких концентрациях, но имеет тенденцию к замедлению, когда концентрация ТФ достигает 4 г/л (добавка 2,89‰ ТФ в цементный раствор) и появляется равновесное значение величины адсорбции. В соответствии с , расчетная величина насыщения адсорбции ТФ на частицах цемента составляет 12.05 мг/г по адсорбционной формуле Ленгмюра [35]. Молекулы ТФ быстро адсорбируются из-за высокой поверхностной активности частиц цемента в раннем возрасте [36]. По мере заполнения активных центров на поверхности скорость адсорбции ТФ замедляется, а величина адсорбции стремится к равновесному значению, называемому степенью адсорбции насыщения [37]. Можно сделать вывод, что доза 3‰ TP в точке поворота этого равновесного значения является оптимальной дозировкой для реализации эффективного использования TP.

( a ) Зависимость между количеством адсорбции TP на поверхности цемента (в мг на г цемента) и концентрацией TP и ( b ) модель изотерм адсорбции Ленгмюра.

По сравнению с контрольной смесью в b, материалы на основе цемента, смешанные с TP и NC, демонстрируют значительное увеличение предела текучести при добавлении большего количества, особенно в растворе с добавками двойного легирования, где значение увеличилось более чем вдвое по сравнению с контрольной смесью . Зафиксировав содержание ТП на уровне 3‰ и добавив в раствор дозировки НК от 7‰ до 9‰, увеличение вязкости близко к вязкости материалов с добавлением только ТФ или НЦ, поскольку волокнистая структура НЦ позволяет ему попеременно распределяться в растворе. материалы на основе цемента и образуют неупорядоченную сетку, формируя тем самым стабильную флокуляционную структуру внутри материала [38].Очевидно, что начальная вязкость печатных материалов на основе цемента не будет нарушена изменением содержания ТП. Кроме того, TP может улучшить начальный предел текучести и возможность сборки 3DPC.

3.1.2. Испытания на текучесть

Подобно исходным реологическим параметрам свежего раствора, исходная текучесть также отражает начальную текучесть нанесённого раствора. За счет регулярной вибрации переливного стола состояние цементного раствора в испытании, соответствующее разрушению и восстановлению микроструктуры, когда в процессе печати попеременно происходит динамическое действие потока и статическое стабильное состояние материалов [39].Зарядовое состояние частиц в суспензии существенно влияет на дисперсию частиц [40]. Суперпластификаторы обычно представляют собой анионные поверхностно-активные вещества. Они адсорбируются на поверхности частиц цемента, где эти частицы с отрицательным зарядом создают электростатическое отталкивание, а затем частицы цемента диспергируются в цементном растворе [41]. Таким образом, оценивая текучесть 3DPC с помощью теста на текучесть и сравнивая его с дзета-потенциалом поверхности частиц цемента, можно использовать измеренные реологические параметры для корреляционного анализа для лучшей оценки процесса флокуляции и структурирования.

Влияние одинарного смешивания и смешивания компаундов TP и NC на начальную текучесть печатных материалов на основе цемента показано на а. Отмечено, что начальная текучесть образцов с ТФ или НК ниже, чем у контрольной смеси с добавкой 3‰ ПХЭ, что свидетельствует о хорошем водоредуцирующем и диспергирующем эффекте ПХЭ. Это согласуется с результатами дзета-потенциала, как показано на b. Это указывает на то, что цемент с ПХЭ имеет более высокое абсолютное значение дзета-потенциала и обеспечивает лучшую дисперсию частиц цемента.Высокая текучесть удобна для прокачки и экструзии печатных материалов через трубопровод и сопло, но не способствует «стабильности» материалов после экструзии. Сопоставляя значение текучести с начальными результатами испытаний на предел текучести печатных материалов, можно обнаружить, что добавление TP и NC снижает текучесть материала, но значительно увеличивает начальный предел текучести вяжущих материалов. Это показывает, что как TP, так и NC оказывают положительное влияние на удобоукладываемость печатного раствора.В образцах с добавлением только ТР при увеличении дозировки с 2,5 ‰ до 3 ‰ значение текучести постепенно увеличивалось, приближаясь к значению контрольной смеси, текучесть которой составляет 245 мм. Это показывает, что добавление TP не только обладает лучшим эффектом удержания осадки, чем PCE, но также оказывает хорошее водоснижающее и диспергирующее действие на цементный раствор. Это также согласуется с результатами дзета-потенциала в b. Абсолютные значения дзета-потенциала в образцах непрерывно увеличиваются при добавлении TP, что показывает, что эффект электростатического отталкивания TP усиливает стабильную дисперсию частиц цемента, тем самым увеличивая текучесть цементного раствора.Кроме того, текучесть раствора снижается при увеличении количества НК в группах с НК. В частности, когда добавление фиксированного ТР составляет 3 ‰, по сравнению с контрольной смесью с 3 ‰ PCE потеря текучести увеличивается с 24 % до 43,2 % при увеличении содержания NC с 7 ‰ до 9 ‰. В связи с результатами реологических параметров эффект наполнения и эффект зародышеобразования наночастиц указывает на то, что соответствующее добавление NC полезно для конструкционных характеристик печатных материалов [42].Для 3DPC существует противоречивое требование между экструдируемостью и возможностью сборки материалов. В процессе перекачки и экструзии материалы должны не только обладать достаточными свойствами текучести, чтобы обеспечить плавную подачу и выдавливание из сопла, но и достаточной прочностью в сыром состоянии сразу после экструзии, чтобы выдерживать собственный вес без чрезмерной деформации или разрушения. В результате, сочетание водопонижающего, диспергирующего и сохраняющего осадку действия TP с преимуществами NC может обеспечить как плавную экструзию, так и хорошую поддержку печатной структуры.

( a ) Текучесть смесей и ( b ) дзета-потенциал частиц цемента с добавками TP и PCE.

3.2. Реологическая модель для анализа параметров

При тестировании статического предела текучести 3DPC с течением времени можно наблюдать закон эволюции структуры флокуляции печатного раствора, который отличается от литературных данных [16] при предположении, что статический предел текучести линейно зависит от времени в течение индукционного периода гидратации цемента.В 3DPC статический предел текучести показывает нелинейное увеличение со временем. Из видно, что рост хлопьевидной структуры раствора можно разделить на две стадии: (Ⅰ) период быстрого подъема, когда частицы цемента смешиваются с водой, частицы цемента быстро контактируют друг с другом, а статический предел текучести быстро возрастает до тех пор, пока скорость развития замедляется, и (Ⅱ) период медленного подъема, в течение которого преобладает гидратация цемента и продукты гидратации непрерывно осаждаются на поверхности вяжущих частиц.Медленный рост статического предела текучести свидетельствует о том, что продукты гидратации увеличивают общую площадь поверхности частиц цемента и силу связи между частицами [20]. Можно обнаружить, что скорость роста статического предела текучести в 3DPC с однократной добавкой TP выше, чем у контрольной смеси с 3‰ PCE, и значение уменьшается с более высокой добавкой TP. Сохраняющий осадку эффект полимера TP обусловлен высокой плотностью групп карбоновой кислоты (-COOH) в полимере TP, как показано на рис. b.Группы -COOH не только обладают хорошими водоредуцирующими эффектами, но также могут образовывать комплексы с ионами кальция, чтобы снизить концентрацию ионов кальция и задержать образование кристаллов гидроксида кальция для удержания осадки [37]. Чем выше добавка ТФ, тем ниже отношение крупных частиц к агломератам [43] в 3DPC. Снижает зеленую прочность свежеотпечатанных материалов.

Развитие статического предела текучести со временем в печатных материалах с ( a ) однолегированным TP, ( b ) легированным NC и 3‰ PCE и ( c ) двойным легированным TP и NC.

b показывает, что NC значительно увеличивает статический предел текучести и скорость физической флокуляции свежего строительного раствора, что имеет большое значение для улучшения скорости накопления структуры 3DPC. С одной стороны, НК изменяет флокуляционное состояние частиц цемента, а с другой стороны, наночастицы способствуют зарождению коллоида гидратированного силиката кальция в процессе структурообразования цемента [44]. Согласно термодинамике гидратации цемента, вместо линейной зависимости возникает сложная дробная и отрицательная экспоненциальная корреляция между гидратацией цемента и временем.Развитие статического предела текучести во времени отражает как процессы флокуляции, так и процессы структурообразования цементной гидратации. Чрезмерное добавление НЦ значительно сократит время флокуляции частиц цемента, что приведет к быстрому снижению формуемости и текучести. В результате соответствующее добавление NC чрезвычайно важно для успешного построения структуры 3DPC. Из c видно, что при фиксированном содержании ТП на уровне 3 ‰ и увеличении добавки NC с 7 ‰ до 9 ‰ значение статического предела текучести материалов на основе цемента больше, чем у однолегированных групп.Кроме того, независимо от того, до или после точки поворота, скорость роста статического предела текучести в материалах по-прежнему увеличивается с добавлением NC, что указывает на то, что легирование компаундом TP и NC может значительно улучшить скорость флокуляции и скорость структурирования. материалы на основе цемента после добавления в воду.

В 3DPC два вида предела текучести (динамический и статический) связаны с флокуляцией и накоплением структуры свежего строительного раствора. Высокий статический предел текучести будет возникать из-за неповрежденной микроструктуры в состоянии покоя, но когда цементный раствор возмущается внешней силой и начинает течь, микроструктура разрушается, что приводит к более низкому напряжению сдвига (так называемому динамическому пределу текучести) [7]. ].Быстрый переход предела текучести между динамическим и статическим необходим для 3DPC, поэтому превосходная тиксотропность способствует структуре 3DPC. Кроме того, способность к накоплению структуры (связанная со статическим пределом текучести) может дать оценку возможности сборки [7]. Таким образом, скорость изменения статического предела текучести с течением времени (RST) используется в качестве индикатора тиксотропии 3DPC для оценки возможности сборки 3DPC в этом исследовании.

Результаты расчета RST (первой производной статического предела текучести во времени) в зависимости от времени для 10 напечатанных групп растворов показаны на рис.Можно заметить, что точка поворота, при которой RST материалов на основе цемента резко снижается, означает точку перехода состояния материалов при переходе от физической флокуляции к химическому структурированию, которая представляет собой продолжительность процесса физической флокуляции и соответствует максимальному времени работы в миномете [31]. После превышения максимального времени эксплуатации материалов продолжать печатать материалы не следует, иначе это приведет к образованию межслоевых пустот, что может снизить долговечность образцов [31].Согласно расчетам, время окна 3D-печати для 10 групп показано на . Нет сомнений в том, что как добавление НК, так и ТФ может способствовать быстрой флокуляции свежего раствора в раннем возрасте во всех образцах, а эффект зародышеобразования наночастиц может значительно ускорить гидратацию цемента в раннем возрасте. Как показано на рисунке, общий интервал RST, соответствующий 10 печатным окнам, составляет 1,0~2,0 Па/с. Таким образом, можно видеть, что оптимизация содержания НЦ является эффективным методом корректировки реологических свойств 3DPC в соответствии с требованиями к сборке.

Развитие RST со временем печатных материалов с ( a ) однолегированным TP, ( b ) легированным NC и 3‰ PCE и ( c ) двухлегированным TP и NC.

3.3. Результаты прочности в сыром виде

Во время экспериментов по 3D-печати нижний слой нуждается в достаточной прочности в сыром состоянии, чтобы выдерживать собственный вес и вес последующих напечатанных слоев. Следовательно, существует неизбежная зависимость между способностью к наращиванию и прочностью свежего раствора, которую можно использовать в качестве метода оценки для характеристики способности к наращиванию.3D-печать — это динамическое явление, поэтому время окна для печати должно быть установлено путем изучения свойств печатных материалов с течением времени. Основанное на теории реологии, это исследование направлено на реализацию возможностей печати материалов для 3D-печати на основе портландцемента, которые отвечают требованиям интеллектуального производства в отношении экструдируемости и пригодности для сборки, а также на создание системы технических индексов и метода оценки для поддержки инженерных приложений.

показывает изменение прочности в сыром виде с течением времени в печатных материалах с однокомпонентным легированием TP, NC и составным легированием TP и NC на основе контрольной группы с 3‰ PCE.Обнаружено, что эталонный раствор разрушается без дополнительной нагрузки после извлечения из формы, а неспеченная прочность нарастает медленно с течением времени, таким образом, он не может удовлетворить требованиям по накоплению конструкционных свойств печатного раствора после выдавливания из сопла, в то время как добавление ТП и НЦ значительно повысил прочность материалов в сыром виде. Можно заметить, что развитие сырой прочности с течением времени (аналогично развитию статического предела текучести) также можно разделить на два этапа: период быстрого нарастания и период медленного нарастания.От начала до точки перелома прочность быстро растет с течением времени, в то время как изменяющаяся во времени скорость прочности значительно снижается после точки разрыва. Как показано на рис. а, пластическая прочность строительного раствора снижается на 6,4~11,8 Па, а начальная прочность снижается на 36,4%, когда содержание ТП увеличивается с 2,5‰ до 3,5‰, что также может быть использовано для объяснения того факта, что свежий раствор с низким ТП Кроме того, можно печатать больше слоев, чем материалы с высоким содержанием TP. Это соответствует эффекту замедленного высвобождения ТФ, который продолжает восстанавливать воду после того, как молекулы ТФ высвобождаются частицами цемента с увеличением добавления ТФ [7].Прочность сырого раствора при добавлении 7‰, 8‰ и 9‰ NC к эталонному раствору показана на b. Видно, что прочность в сыром виде постепенно увеличивается на 9,1~21,8 кПа при увеличении дозы НЦ с 7‰ до 9‰. Это изменение больше, чем для строительного раствора с TP, что показывает, что добавление NC может улучшить прочность неспеченного раствора лучше, чем TP, поэтому прочность сырого раствора можно улучшить, регулируя содержание NC для лучшей удобоукладываемости 3DPC. На рисунке с можно заметить, что начальная прочность строительного раствора в сыром виде, смешанного с TP и NC, может составлять 45.8~54,2 кПа, что значительно выше, чем у групп, легированных ТФ и НК соответственно. Это показывает, что материалы, смешанные с TP и NC, усиливают начальную жесткость раствора, что обеспечивает гарантию исходных характеристик конструкции. Более того, скорость роста прочности в сыром состоянии строительного раствора, смешанного с TP и NC, до времени разрушения значительно выше, чем у группы с однократным легированием TP и NC. По мере увеличения содержания NC с 7 ‰ до 9 ‰ время достижения точки разрыва постепенно сокращается с 750 до 600 с в смесях компаундов, что показывает, что добавление в композицию TP и NC способствует быстрому развитию прочности в сыром состоянии в печатном растворе после экструзии. .

Изменение прочности в сыром виде с течением времени для печатных материалов с ( a ) однолегированным TP, ( b ) легированным NC и 3‰ PCE и ( c ) двойным легированным TP и NC.

Результаты испытаний используются для получения функциональной взаимосвязи между прочностью в сыром состоянии и статическим пределом текучести. Обнаружено, что R 2 в подобранной функции составляет 0,98, что указывает на то, что они имеют хорошую корреляцию. Таким образом, согласно подобранным результатам, значение статического предела текучести может быть рассчитано путем тестирования прочности в сыром состоянии 3DPC.Когда условия испытания на реологию недоступны, это обеспечивает упрощенный метод испытания и оценки механических свойств 3DPC на начальном этапе.

Подогнанные результаты значения прочности в сыром состоянии и значения статического предела текучести.

3.4. Оценка и проверка 3DPC

3.4.1. Расчетная модель RST

После экструдирования Fresh 3DPC из сопла взаимосвязь между начальным статическим пределом текучести τ0 печатного нижнего слоя и материалов показана в уравнении (2):

где ρ, г , ч представляют собой плотность, гравитационную постоянную и высоту 3DPC соответственно.

Когда операция печати останавливается, статический предел текучести нижнего слоя должен быть достаточным, чтобы выдержать полный вес образца высотой H м , а статический предел текучести τ 0 должен соответствовать требования уравнения (3):

Можно видеть, что RST является ключевым параметром, влияющим на возможность 3D-печати материалов на основе цемента. Он определяется скоростью образования продуктов ранней гидратации цемента и отражает эволюцию статического предела текучести 3DPC во времени.Соотношение между RST ( R thix ) в свежем растворе и временем гидратации показано в уравнении (4):

(3) может использоваться для получения RST, который может обеспечить успешное построение и выполнение требований процесса печати в реальной операции печати. В этом исследовании плотность ρ 3DPC составляет 2000 кг/м 3 , гравитационная постоянная г равна 9.8 Н/кг, высота печатного слоя зафиксирована на уровне 0,02 м/слой, интервал времени печати 60 с/слой. Чтобы обеспечить успешную укладку печатных слоев без разрушения, минимальная скорость изменения статического предела текучести в растворе рассчитывается как 0,75 Па/с. Как показано на рисунке, сравнение испытательного значения R thix каждого печатного слоя с теоретическим расчетным значением R thix , min в смеси с 7‰ NC показывает хорошую способность к формованию. можно обнаружить, что материалы демонстрируют хорошую способность к наращиванию, когда измеренные значения выше, чем расчетные результаты.При печати пятого слоя, время начала печати которого составляет 540 с, измеренное значение R thix больше теоретически рассчитанного значения, но R thix уже меньше R thix , min , что означает, что проверенное значение меньше теоретического значения перед печатью шестого слоя, и материал не способен закончить печать пятого слоя. Прочность нижнего слоя материалов на основе цемента недостаточна для того, чтобы выдержать вес последующих уложенных друг на друга слоев, поэтому операцию печати следует немедленно остановить, а количество печатаемых слоев материалов равно четырем, что соответствует теоретически рассчитанному количеству печатаемых слоев. .В сочетании с начальным окном текучести (диапазон 170~200 мм) строительного раствора с печатью можно обнаружить, что четыре смеси имеют превосходную способность к печати, т.е. TP-1 и NC-1, NC-2 и M-1, чья номера печатаемых слоев 2, 4, 1, 4 соответственно.

Таблица 3

Сравнение расчетного значения и измеренного значения RST в 3DPC.

слоев Время (ы) рассчитан R THIX , мин мин (PA / S) измерены R THIX (PA / S)
1 300 0.75 2,47
2 360 2,10
3 420 1,67
4 480 1,24
5 540 0,83
6 600 0,72
3.4.2. Оценка возможности сборки раствора для 3D-печати

Возможность сборки 3DPC может быть получена по времени окна печати в сочетании с результатами испытаний из раздела 3.1, раздел 3.2 и раздел 3.3. Испытания на текучесть представляют собой общепринятый метод оценки текучести свежего строительного раствора, при котором динамический сдвиг и статическое стабильное состояние чередуются во время испытания, так что это может быть связано с тиксотропией строительного раствора с нанесенным рисунком. В результате печатные окна определяются текучестью, начальной вязкостью, начальным пределом текучести, начальным статическим пределом текучести и скоростью статического предела текучести с течением времени. Таким образом, печатаемые параметры раствора с текучестью 170~200 мм, т.е.е., начальная вязкость, начальный предел текучести, скорость статического предела текучести с течением времени и начальный статический предел текучести составляют 1,6–2,6 Па·с, 150–250 Па, 1,0–2,0 Па/с, 1,2–1,7 кПа соответственно. . Это можно использовать для проектирования и контроля экструдируемости и возможности сборки 3DPC на основе этих окон. На самом деле, во время экспериментов по печати, чтобы получить 3D-печатные цементные изделия, которые «пригодны для печати, стабильны и не имеют холодного соединения», контролируя качество каждой свежей партии цементного раствора и подтверждая, что каждая партия была напечатана до начала индукционного периода гидратации цемента. является подходящим способом.

3.4.3. Проверка строительной способности раствора для 3D-печати

Превосходная технологичность 3D-печати требует не только надлежащей начальной жесткости и текучести материалов, но и выдающейся тиксотропии, которая обеспечивает достаточный предел текучести, саморегулируемый материалами в течение определенного времени работы, чтобы выдержать вес всего укладываются слоями без обрушения и деформации. На основе окна печати, определяемого начальным состоянием потока и RST материалов, были рассчитаны пригодные для печати слои 10 смесей в этом исследовании, поэтому был проведен проверочный эксперимент с использованием лабораторного принтера.Некоторые репрезентативные образцы показаны на . Свежая контрольная смесь находится в состоянии текучести, что означает, что экструзия и отложение слоев могут быть завершены, как видно на примере а. Текучесть трех растворов, однократно легированных TP, высока, поэтому непрерывная экструзия материалов через сопло проходит нормально, в то время как способность сохранять форму плохая, а нижний слой серьезно деформируется во время укладки слоев, как показано на рисунках b, c. которые являются экспериментальными печатными проверками TP-1 и TP-2 соответственно.В группах, однократно легированных NC, текучесть низкая, что хорошо для характеристик укладки, но не способствует экструзии 3DPC, как показано на d–f для NC-1, NC-2 и NC-3 соответственно. . Цементные растворы, смешанные с двойным легированием ТП и НЦ, показаны в ж, з, где смесь М-1 выдавливается непрерывно и, кроме того, уложенные слои плотно сцепляются без явного обрушения и деформации. Это демонстрирует идеальное сочетание экструдируемости и возможности сборки в 3DPC и согласуется с расчетными результатами RST.Можно видеть, что добавление 3‰ TP способствует текучести, удержанию подвижности и экструдируемости смеси, в то время как 7‰ NC обеспечивает характеристики структурного накопления раствора. Таким образом, способность строительного раствора к 3D-печати может быть улучшена путем смешивания 7‰ NC и 3‰ TP восстановителя воды. Кроме того, отличные возможности для сборки 3DPC могут быть получены путем регулирования RST и текучести печатного раствора до 1,0 ~ 2,0 Па / с и 170 ~ 200 мм.

Печатные образцы с различной дозировкой суперпластификатора и наноглины: ( а ) контрольная смесь, ( б ) ТП-1; ( c ) ТП-2, ( d ) NC-1, ( e ) NC-2, ( ф ) NC-3, ( г ) М-1 и ( ч ) измерение деформации смеси М-1.

3.4.4. Окна для печати

Для 3DPC прокачиваемость и экструдируемость материалов можно исследовать с помощью соответствующих окон срока службы на диаграммах исходной вязкости-текучести-напряжение-текучесть. Верхний и нижний пределы определяют допустимые настройки значений этих параметров [45]. Способность материала к сборке можно использовать для характеристики скорости возведения материала на ранней стадии с помощью RST. Высокий RST может вызвать быструю флокуляцию материалов и быстрое образование твердых микроструктур.Затем частицы цемента вступают в процесс структурообразования, в котором преобладает гидратация цемента, которая является необратимой. В результате, несмотря на хорошие укладочные свойства материалов, они быстро теряют свою пластичность, что вредно для экструзии 3DPC. В недавнем исследовании сообщалось, что как статический предел текучести, так и динамический предел текучести могут влиять на характеристики экструзии и структурные характеристики 3DPC [46,47]. В 3DPC требуется низкий динамический предел текучести для сдвига в сопле и высокий статический предел текучести для пакета слоев на платформе [48,49].После того, как материалы перекачаны и экструдированы, микроструктуры, образованные межмолекулярной силой частиц цемента и мостика CSH, разрушаются, и материалы требуют статического предела текучести за счет быстрой флокуляции для восстановления микроструктуры, что означает быстрый переход предела текучести от динамического к статическому. необходимо. Это требует отличной тиксотропии, поскольку низкая скорость изменения статического предела текучести приведет к низкой скорости флокуляции и низкой скорости восстановления структуры, что приведет к разрушению и невозможности штабелирования печатных материалов.Таким образом, соответствующий RST очень важен для сохранения формы наплавленных материалов, что, таким образом, можно рассматривать как строительный блок для способности наращивания в 3DPC.

Испытание на текучесть связывает различие в состоянии текучести смеси с повреждением микроструктуры в процессе печати за счет равномерной вибрации цементного раствора [39]. В соответствии с проверкой 3D-печати 10 групп смесей окно для печати устанавливается на основе результатов испытаний начальной вязкости, начального предела текучести и текучести посредством эффекта печати.Как показано на рисунке, точки параметров, которые можно использовать для 3DPC, расположены в плотной области точек, которая образует окно для печати: диапазоны начального предела текучести, начальной вязкости и текучести составляют 150~250 Па, 1,6~2,6. Па·с и 170~200 мм соответственно.

Печатное окно предела текучести, вязкости и текучести.

В соответствии с экспериментами по печати 10 наборов образцов установлен печатаемый интервал начального статического предела текучести — RST — текучести. Как показано на , диапазон плотных точек параметров может быть получен следующим образом: начальный статический ресурс равен 1.2~1,7 кПа, RST 1,0~2,0 Па/с, текучесть 170~200 мм, рекомендуемая дозировка НЦ 7‰, рекомендуемая дозировка ТП 3‰. Кроме того, дальнейшее обсуждение механизма действия TP и NC на возможности построения 3DPC показано в Приложении A.

Окно для печати статического предела текучести, RST и текучести.

4. Выводы

В этом исследовании изучалось синергетическое влияние тиксотропного суперпластификатора (ТП) и наноглины (НК) собственного изготовления на основе сополимеризации сложного эфира и эфира на способность к формованию цементных материалов для 3D-печати (3DPC).Исходная текучесть, начальная жесткость и тиксотропные свойства измеряются с помощью испытаний на текучесть, испытаний на прочность в сыром состоянии и реологических испытаний. Модель реологии была использована для оценки возможности сборки свежего 3DPC, и для проверки были проведены тесты печати. Сделаны следующие основные выводы:

  • (1)

    Тиксотропный суперпластификатор (ТП) не только улучшает начальную текучесть материалов, но также обладает эффектом удерживания подвижности, который увеличивает исходные реологические параметры для обеспечения достаточной исходной жесткости « стабильные печатные материалы».Более того, наноглина (NC) улучшает скорость роста статического предела текучести в 3DPC, что обеспечивает развитие прочности, необходимое для пригодности материалов для сборки.

  • (2)

    Комбинации с использованием NC и TP могут одновременно контролировать скорость рефлокуляции и скорость структурирования цементных растворов. Подходящие печатные «чернила» с превосходной экструдируемостью и способностью к наращиванию получаются, когда дозировка NC составляет 7 ‰, а дозировка TP составляет 3 ‰ цементных материалов.

  • (3)

    Статический предел текучести имел хорошую корреляцию с прочностью в сыром состоянии, что обеспечило упрощенный метод испытаний и оценки механических свойств 3DPC на ранних этапах.

  • (4)

    Был предложен метод реологической оценки сбороспособности 3DPC: только когда скорость изменения статического предела текучести с течением времени (RST) 3DPC превышает ρgh/3t, можно получить превосходную сбороспособность.

  • (5)

    Было получено печатное окно 3DPC: цементные растворы с диапазоном RST 1.0–2,0 Па/с или диапазон значений текучести 170–200 мм имеют лучшую пригодность для печати.

Приложение A. Обсуждение механизма действия TP и NC

Цемент представляет собой вяжущий материал с химической активностью. После смешивания с водой из-за броуновского движения частиц цемента и силы Ван-дер-Ваальса (как показано на рис. а) частицы цемента постоянно сталкиваются, образуя хлопьевидную структуру, что значительно снижает текучесть и пластичность раствора и вредно для применения. инженерного строительства).Суперпластификаторы, такие как поликарбоксилатные суперпластификаторы, нафталиновые суперпластификаторы и алифатические суперпластификаторы и т. д., часто используются для регулирования реологических свойств и удобоукладываемости свежего цементного раствора в раннем возрасте. Поликарбоксилатные суперпластификаторы используются в качестве эталона в этом исследовании. Как показано на рис. б, каждая частица заряжена на поверхности одинаковым зарядом в результате направленной адсорбции активных молекул на поверхности частиц цемента. Таким образом, под действием электростатического отталкивания система находится в относительно стабильном суспензионном состоянии, а исходная флокуляционная структура, образовавшаяся после добавления воды, разрушается.При этом высвобождается свободная вода, обернутая частицами цемента, и уменьшается объемная доля дисперсной фазы, что может эффективно улучшить реологию вяжущих материалов [50]. Кроме того, гидрофильные разветвленные цепи суперпластификатора вытягиваются в водном растворе, тем самым образуя гидрофильный трехмерный адсорбционный слой определенной толщины на поверхности адсорбированных частиц цемента. Когда частицы находятся близко друг к другу, адсорбционный слой начинает перекрываться, что называется эффектом стерического затруднения между частицами цемента.Чем больше перекрытие, тем сильнее эффект стерических затруднений, что приводит к большему затруднению флокуляции частиц цемента. Кроме того, добавление суперпластификаторов приведет к более высокому покрытию поверхности полимера, более толстому эффективному слою и более слабой максимальной силе притяжения между частицами. Таким образом, количество мест для зародышеобразования уменьшается, а расстояние между частицами увеличивается, что приводит к улучшению текучести 3DPC [51,52]. Вклад взаимодействия между поверхностью частиц цемента и начальной гидратацией цемента в тиксотропию зависит от расстояния между частицами.Однако присутствие суперпластификаторов увеличивает расстояние между частицами и значительно снижает скорость флокуляции свежего бетона, поэтому тиксотропия снижается [53].

Тиксотропный суперпластификатор на основе сополимера сложного эфира и простого эфира, использованный в этом исследовании, отличается от суперпластификатора на основе поликарбоновой кислоты, как показано на с. При добавлении ТФ в цементный раствор часть молекул суперпластификатора интеркалирует в продукты слоистой гидратации С 3 А с образованием интеркаляционного гидрата алюмината кальция-тиксотропного агента, который потребляет и адсорбирует часть молекул понизителя воды .Другая часть молекул ТФ адсорбируется на поверхности частиц цемента, как и в обычном поликарбоксилатном суперпластификаторе. Молекулы ТФ содержат полиоксиалкиленовые группы-(CH 2 CH 2 O) m -R, в которых кислород в эфирной связи может образовывать устойчивую водородную связь с водой и образовывать гидрофильную трехмерную защитную пленку. Защитная пленка может не только играть роль в инфильтрации, но и создавать стерические препятствия, которые могут задерживать физическую флокуляцию частиц цемента и играть роль в адсорбции и дисперсии.Однако, в отличие от обычных поликарбоновых кислот, понизителей воды площадь покрытия ТП на поверхности частиц цемента не так велика, как у ПХЭ. Более того, характеристики диспергирования TP на частицах цемента не так хороши, как у PCE, из-за более высокого содержания сложноэфирных групп в молекулярной структуре TP. По сравнению с вязкостью раствора с добавлением PCE, вязкость раствора с TP выше. Частицы в цементном растворе с ТП могут образовывать множество трехмерных сетчатых структур.Эти структуры могут быть восстановлены сразу же после разрушения в процессе сдвига, что называется отличной тиксотропией.

Однако, наряду с гидратацией цемента, с одной стороны, эфирные группы будут медленно гидролизоваться в щелочном растворе, образующемся при гидратации цемента. Затем происходит процесс десорбции, при котором молекулы суперпластификатора, которые изначально были адсорбированы на частицах цемента без вклада в диспергируемость, снова медленно высвобождаются в раствор.Концентрация суперпластификатора в растворе поддерживается на определенном уровне, что приводит к тому, что дисперсность сохраняется в течение определенного периода времени без потерь, что вносит большой вклад в сохранение удобоукладываемости. С другой стороны, в присутствии сульфата сульфат-ионы могут замещать молекулы реагента, снижающего содержание воды, которые были внедрены в продукты слоистой гидратации, и образовывать фазы AFt или AFm с продуктами гидратации C 3 A. Затем молекулы адсорбированного восстановителя воды повторно высвобождаются в раствор, который может воздействовать на частицы цемента за счет уменьшения и диспергирования воды, так что время удерживания дисперсии частиц цемента увеличивается.Действуя как «хранилище» молекул водоредуцирующего агента, ТП постепенно высвобождает дисперсионные группы по мере гидратации цемента, что отличается от ПХЭ. Все молекулы PCE подвергаются воздействию системы цементной суспензии сразу после добавления воды в смеси. Таким образом, ТП может регулировать удобоукладываемость раствора без существенного ослабления его тиксотропии. Однако ТП лишь частично компенсирует неблагоприятное влияние ПХЭ на тиксотропию раствора и существенно не повышает тиксотропию материалов на основе цемента.

Рисунок A1

( a ) Броуновское движение и сила Ван-дер-Ваальса между частицами цемента и механизм действия ( b ) PCE и ( c ) TP на частицы цемента.

NC — обычная тиксотропная корректирующая добавка в 3DPC. Добавление НК в самоуплотняющийся бетон может значительно улучшить тиксотропию бетона и снизить давление от опалубки [54,55]. Добавление NC в 3DPC может эффективно улучшить раннюю скорость строительства и удобоукладываемость бетона, а также увеличить скорость вертикальной печати [20,56].Волокнистая структура НК образует пучки и переплетения в цементном растворе, при этом образуется неупорядоченная сетка. Грязная сетка оказывает связующее действие на цементный раствор и заполнители, что проявляется в явном повышении статического предела текучести свежего цементного раствора [57]. Распределение частиц коллоидной системы по размерам не будет изменено НК в цементном растворе, но связь между частицами/агрегатами будет увеличена [58]. По сравнению с механизмом мягкого связывания PCE добавление NC обеспечивает относительно жесткое соединение.Следовательно, модуль упругости [59] увеличивается, а критическая деформация снижается, что значительно улучшает тиксотропию строительного раствора. Кроме того, частицы НК могут поглощать влагу в растворе, так что объемная доля дисперсной фазы будет уменьшаться для увеличения статического предела текучести раствора [38,46]. В целом, комбинированное использование тиксотропного суперпластификатора и НЦ может как улучшить, так и контролировать реологические и тиксотропные свойства 3DPC, так что мы можем настроить свойства 3D-печати для необходимых практических инженерных приложений.

Вклад авторов

Исследование проводилось под руководством Ю. Дж. Эксперименты проводились Ю. В., Т. П. и К.Ю. (Подготовка печатных образцов, реологические свойства, испытание на статический предел текучести и испытание на прочность в сыром виде). Ю.В. проанализировали экспериментальные данные и подготовили рукопись, которая была рассмотрена и улучшена YJ. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая [номера грантов 51738003, 11772120] и Планом основных исследований и разработок провинции Цзянсу [номера грантов BE2016187 и BE2016704].

Заявление Институционального контрольного совета

Неприменимо.

Заявление об информированном согласии

Неприменимо.

Заявление о доступности данных

Обмен данными не применяется.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Литература

1. Исаков Д.В., Лей К., Каслс Ф. Анизотропный диэлектрический композит с элементами метаматериала, напечатанный на 3D-принтере. Матер. Дес. 2016;93:423–430. doi: 10.1016/j.matdes.2015.12.176. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]2. Шен Х., Хегеман В., Пайффер Х. 3D-печать инструментального DMT: проектирование, разработка и начальное тестирование. Геотех. Тестовое задание. Дж. 2016; 39: 492–499. doi: 10.1520/GTJ20150149. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]3. Басуэлл Р.А., Торп А., Соар Р.К. Вопросы дизайна, данных и процессов для крупномасштабных машин быстрого производства, используемых в строительстве.автомат. Констр. 2008; 17: 923–929. doi: 10.1016/j.autcon.2008.03.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]4. Паолини А., Коллманнсбергер С., Ранк Э. Аддитивное производство в строительстве: обзор процессов, приложений и методов цифрового планирования. Доп. Произв. 2019;30:100894. doi: 10.1016/j.addma.2019.100894. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]5. Мутукришнан С., Рамакришнан С., Санджаян Дж. Влияние микроволнового нагрева на межслойное сцепление и возможность построения геополимерной 3D-бетонной печати. Констр. Строить.Матер. 2020;265:120786. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120786. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 6. Панда Б., Сингх Г.В.П.Б. Синтез и характеристика однокомпонентных геополимеров для экструзионной 3D-печати бетоном. Дж. Чистый продукт. 2019;220:610–619. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.02.185. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Чен М., Ли Л., Ван Дж. Реологические параметры и время образования 3D-печати сульфоалюминатного цементного теста, модифицированного замедлителем схватывания и диатомитом. Констр. Строить. Матер. 2020;234:117391. дои: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117391. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Чжан Ю., Чжан Ю., Ше В. Реологические и твердые свойства высокотиксотропного бетона для 3D-печати. Констр. Строить. Матер. 2019;201:278–285. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.12.061. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Чжан Ю., Чжан Ю., Лю Г. Свежие свойства новых бетонных чернил для 3D-печати. Констр. Строить. Матер. 2018; 174: 263–271. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.115. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Нерелла В.Н., Краузе М., Меччерине В.Испытание прямой печатью на пригодность бетона для 3D-печати с учетом экономической целесообразности. автомат. Констр. 2020;109:102986. doi: 10.1016/j.autcon.2019.102986. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 11. Хан М.А. Смесь, подходящая для 3D-печати бетона: обзор. Матер. Сегодня-Proc. 2020; 32: 831–837. doi: 10.1016/j.matpr.2020.03.825. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Клофт Х., Краусс Х.-В., Хак Н. Влияние параметров процесса на прочность межслойного сцепления бетонных элементов с добавкой, изготовленной компанией Shotcrete 3D Printing (SC3DP) Cem.Конкр. Рез. 2020;134:106078. doi: 10.1016/j.cemconres.2020.106078. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Джаятилакаге Р., Раджив П., Санджаян Дж.Г. Критерии предела текучести для оценки пригодности для 3D-печати бетона. Констр. Строить. Матер. 2020;240:117989. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117989. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Ле Т. Т., Остин С. А., Лим С. Смешайте дизайн и свежие свойства для высокопроизводительного печатного бетона. Матер. Структура 2012;45:1221–1232. doi: 10.1617/s11527-012-9828-z. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15.Юань К., Ли З.М., Чжоу Д.Дж. Осуществимый метод измерения пригодности свежего раствора для 3D-печати. Констр. Строить. Матер. 2019;227:116600. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.326. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Касагранде Л., Эспозито Л., Менна С. Влияние процедур тестирования на свойства бетона, пригодного для печати на 3D-принтере. Констр. Строить. Матер. 2020;245:118286. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118286. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Цянь Ю., Ма С., Кавасима С. Реологическая характеристика вязкоупругих твердых свойств свежих цементных паст с добавлением наноглины.Теор. заявл. Фракт. мех. 2019;103:102262. doi: 10.1016/j.tafmec.2019.102262. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 18. Чезаретти Г., Дини Э., Де Кестелье X. Создание компонентов аванпоста на лунном грунте с помощью новой технологии 3D-печати. Акта Астронавт. 2014;93:430–450. doi: 10.1016/j.actaastro.2013.07.034. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Рейтер Л., Вэнглер Т., Руссель Н. Роль структурного наращивания в раннем возрасте в цифровом производстве из бетона. Цем. Конкр. Рез. 2018;112:86–95. дои: 10.1016/j.cemconres.2018.05.011. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Крюгер Дж., Зеранка С., Ван Зейл Г. Подход ab initio для определения тиксотропных характеристик бетона (наполненного наночастицами) для 3D-печати. Констр. Строить. Матер. 2019; 224:372–386. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.078. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 21. Калабрия-Холли Дж., Папацани С., Наден Б. Наночастицы монтмориллонита, подобранные по индивидуальному заказу, и их поведение в щелочной цементной среде. заявл. Глина наук. 2017; 143:67–75. doi: 10.1016/j.clay.2017.03.005. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Папацани С., Бадояннис Э.Г., Пейн К. Пуццолановые свойства неорганических и органомодифицированных дисперсий наномонтмориллонита. Констр. Строить. Матер. 2018; 167: 299–316. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.01.123. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Папацани С. Влияние частиц нанокремнезема и наноглины монтмориллонита на гидратацию и микроструктуру цемента. Матер. науч. Технол. 2016; 32:138–153. doi: 10.1179/1743284715Y.0000000067. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 24.Папацани С., Грамматикос С., Пейн К. Проницаемый наномонтмориллонит и цементные вяжущие, армированные волокном. Материалы. 2019;12:3245. doi: 10.3390/ma12193245. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]25. Ю П., Ван З., Лай П. Оценка механических демпфирующих свойств цементного теста, армированного монтмориллонитом/органомодифицированным монтмориллонитом. Констр. Строить. Матер. 2019;203:356–365. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.110. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Панда Б., Лим Дж. Х., Тан М.J. Механические свойства и деформационное поведение бетона раннего возраста в контексте цифрового строительства. Композиции Часть B-Eng. 2019; 165: 563–571. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.02.040. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Мендоса Р.О.А., Дуда П., Сильва Е.К.С.М. Частицы нанокремнезема в качестве структурных добавок для 3D-печати портландцементными пастами. Констр. Строить. Матер. 2019;219:91–100. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.05.174. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 28. Хивер М.В.Д., Битер Ф., Крюгер Дж.Влияние наночастиц карбида кремния (SiC) на возможность 3D-печати материалов на основе цемента. В: Зингони А., редактор. Достижения в области инженерных материалов, конструкций и систем: инновации, механика и приложения, Материалы 7-й Международной конференции по проектированию конструкций, механике и вычислениям, Кейптаун, Южная Африка, 2–4 сентября 2019 г. CRC Press; Лондон, Великобритания: 2019. [Google Scholar]29. Маникандан К., Ви К., Чжан С. Характеристика цементных смесей для 3D-печати бетона.Произв. лат. 2020;24:33–37. doi: 10.1016/j.mfglet.2020.03.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Папахристофору М., Мицопулос В., Стефаниду М. Оценка параметров обрабатываемости бетона при 3D-печати. Структура процедуры. интегр. 2018;10:155–162. doi: 10.1016/j.prostr.2018.09.023. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 31. Пан Т., Цзян Ю., Хе Х. Влияние структурного наращивания на прочность межслойных связей цементных растворов, напечатанных на 3D-принтере. Материалы. 2021;14:236. doi: 10.3390/ma14020236. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]32.Барнс Х.А. Тиксотропия — обзор. Дж. Не Ньютон. Жидкостный мех. 1997; 70:1–33. doi: 10.1016/S0377-0257(97)00004-9. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 33. Руссель Н. Модель тиксотропии для свежих жидких бетонов: теория, проверка и приложения. Цем. Конкр. Рез. 2006; 36: 1797–1806. doi: 10.1016/j.cemconres.2006.05.025. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 34. Стандартный метод испытаний на текучесть гидравлического цементного раствора. АСТМ интернэшнл; Западный Коншохочен, Пенсильвания, США: 2007 г. ASTM C1437-20. [Google Академия] 35. Йошиока К., Тадзава Э.-И., Каваи К. Адсорбционные характеристики суперпластификаторов на минеральных компонентах цемента. Цем. Конкр. Рез. 2002; 32: 1507–1513. doi: 10.1016/S0008-8846(02)00782-2. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 36. Zhang Y., Kong X. Взаимосвязь диспергирующей способности суперпластификаторов типов NSF и PCE и их влияние на гидратацию цемента с адсорбцией в свежем цементном тесте. Цем. Конкр. Рез. 2015;69:1–9. doi: 10.1016/j.cemconres.2014.11.009. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 37. Фэн Х., Фэн З., Ван В.Влияние поликарбоксилатных суперпластификаторов (ПСЕ) с новой молекулярной структурой на текучесть, реологическое поведение и адсорбционные свойства цементного раствора. Констр. Строить. Матер. 2021;292:123285. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123285. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 38. Треггер Н.А., Пакула М.Е., Шах С.П. Влияние глин на реологию цементных растворов. Цем. Конкр. Рез. 2010;40:384–391. doi: 10.1016/j.cemconres.2009.11.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 39. Тай Ю. В. Д., Цянь Ю., Тан М. Дж. Область пригодности для печати для 3D-печати бетона с использованием теста на осадку и осадку потока.Композиции Часть B-Eng. 2019;174:106968. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.106968. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 40. Шмид М., Планк Дж. Взаимодействие отдельных метаглин с поликарбоксилатными (PCE) суперпластификаторами в цементе исследовано с помощью измерений дисперсии, дзета-потенциала и сорбции. заявл. Глина наук. 2021;207:106092. doi: 10.1016/j.clay.2021.106092. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 41. Планк Дж., Хирш С. Влияние дзета-потенциала ранних фаз гидратации цемента на адсорбцию суперпластификатора. Цем.Конкр. Рез. 2007; 37: 537–542. doi: 10.1016/j.cemconres.2007.01.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 42. Соуза М.Т., Феррейра И.М., Гузи де Мораес Э. Бетон, напечатанный на 3D-принтере для крупных зданий: обзор реологии, параметров печати, химических добавок, армирования, а также экономических и экологических перспектив. Дж. Билд. англ. 2020;32:101183. doi: 10.1016/j.jobe.2020.101833. [CrossRef] [Google Scholar]43. Qian Y., De Schutter G. Различное влияние суперпластификаторов NSF и PCE на адсорбцию, динамический предел текучести и тиксотропию цементных паст.Материалы. 2018;11:695. doi: 10.3390/ma11050695. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]44. Папацани С., Пейн К., Калабрия-Холли Дж. Всесторонний обзор моделей наноструктуры гидратов силиката кальция. Констр. Строить. Матер. 2015;74:219–234. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.10.029. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 45. Кавасима С., Ким Дж.Х., Корр Д.Дж. Изучение механизмов, лежащих в основе отклика вяжущих материалов, модифицированных наноглиной, в свежем состоянии. Констр.Строить. Матер. 2016; 36: 749–757. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.06.057. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 46. Лу Б., Цянь Ю., Ли М. Разработка распыляемых цементных материалов для 3D-печати с ценосферой летучей золы и воздухововлекающим агентом. Констр. Строить. Матер. 2019;211:1073–1084. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.03.186. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 47. Рахул А.В., Сантанам М., Мина Х. Бетон для 3D-печати: разработка смеси и методы испытаний. Цем. Конкр. Композиции 2019;97:13–23. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2018.12.014. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 48. Спинелли Г., Ламберти П., Туччи В. Реологическое и электрическое поведение наноуглерода/поли(молочной) кислоты для приложений 3D-печати. Композиции Часть Б. 2019; 167:467–476. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.03.021. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 49. Венг Ю., Лу Б., Ли М. Эмпирические модели для прогнозирования реологических свойств цементных композитов, армированных волокном, для 3D-печати. Констр. Строить. Матер. 2018; 189: 676–685. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.09.039. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 50.Перро А., Лекомпт Т., Хелифи Х. Предел текучести и кровотечение свежего цементного теста. Цем. Конкр. Рез. 2012;42:937–944. doi: 10.1016/j.cemconres.2012.03.015. [CrossRef] [Google Scholar]51. Кван А., Фунг В. Влияние СП на текучесть и когезионную способность цементно-песчаного раствора. Констр. Строить. Матер. 2013;48:1050–1057. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.07.065. [CrossRef] [Google Scholar]52. Лоук Д., Кранкель Т., Гелен С. Влияние цемента на адсорбцию суперпластификатора, предел текучести, тиксотропию и сопротивление сегрегации; Материалы по проектированию, производству и размещению самоуплотняющегося бетона: материалы Scc2010; Монреаль, Квебек, Канада.26–29 сентября 2010 г. [Google Scholar]53. Лоук Д. Тиксотропия SCC — модель, описывающая влияние упаковки частиц и адсорбции суперпластификатора на тиксотропное структурное наращивание фазы строительного раствора на основе межчастичных взаимодействий. Цем. Конкр. Рез. 2018;104:94–104. doi: 10.1016/j.cemconres.2017.11.004. [CrossRef] [Google Scholar]54. Бенаича М., Белкаид А., Хафиди Алауи А. Эволюция давления, создаваемого самоуплотняющимся бетоном на вертикальный канал. англ. Структура 2019;191:432–438.doi: 10.1016/j.engstruct.2019.04.079. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 55. Феррон Р., доктор философии. Тезис. Северо-западный университет; Эванстон, Иллинойс, США: декабрь 2008 г. Давление опалубки самоуплотняющегося бетона: влияние механизмов флокуляции, структурной перестройки, тиксотропии и реологии. [Google Академия]56. Дэниел Г.С., Виктор К.Л. Самоармирующийся цементный композит для 3D-печати в масштабе здания. Цем. Конкр. Композиции 2018;90:1–13. [Google Академия] 57. Сиддик Р., Клаус Дж. Влияние метакаолина на свойства раствора и бетона: обзор.заявл. Глина наук. 2009; 43: 392–400. doi: 10.1016/j.clay.2008.11.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 58. Qian Y., De Schutter G. Повышение тиксотропии свежих цементных паст с наноглиной в присутствии суперпластификатора на основе поликарбоксилатного эфира (PCE) Cem. Конкр. Рез. 2018;111:15–22. doi: 10.1016/j.cemconres.2018.06.013. [CrossRef] [Google Scholar] 59. Кавасима С., Чауш М., Корр Д.Дж. Скорость тиксотропного восстановления цементных масс, модифицированных высокоочищенными аттапульгитовыми глинами. Цем. Конкр. Рез. 2013; 53:112–118.doi: 10.1016/j.cemconres.2013.05.019. [CrossRef] [Google Scholar]

Добавки в цемент | Кирпичная кладка

Существует множество доступных добавок, которые могут значительно улучшить качество смесей на основе цемента, таких как строительный раствор или бетон, некоторые из них будут описаны ниже.

Цементный краситель

В растворную смесь можно добавить порошкообразный краситель, чтобы окрасить раствор в другой цвет. Популярным цветом является черный. Цементные красители следует добавлять в сухую смесь перед добавлением затворной воды. Подобрать раствор по цвету сложно, поэтому, если вы делаете несколько смесей, обязательно добавляйте одинаковое количество красителя в каждую партию! Здесь вы можете увидеть примеры того, как раствор разных цветов может повлиять на общий вид кирпичных стен.

 

Серый раствор

Черный раствор

Светло-серый раствор

Белый раствор

Пластификатор

Пластификатор бывает разных видов, но в основном все они действуют одинаково. Это облегчает работу с раствором за счет воздухововлечения. Когда-то для этой цели использовали жидкость для мытья посуды, но это больше не является общепринятой практикой, так как она значительно ослабляет смесь. Доступны специальные пластификаторы, когда смесь должна использоваться для штукатурки, с ними гораздо легче обращаться, чем с раствором, смешанным без пластификатора.

ПВА

(поливинилацетат) Клей ПВС можно смешивать с водой для затворения для повышения адгезии и улучшения обрабатываемости, хотя, если он используется снаружи, вы должны использовать внешний ПВА. Многие люди избегают использования PVA для этой цели, так как доступны гораздо лучшие рекламные смеси.

Гидроизоляция

Раствор и бетон можно сделать водонепроницаемыми, добавив в смесь гидроизоляционный химикат, который идеально подходит для штукатурки внутренних стен, на которых был установлен сменный гидроизоляционный слой и т. д.Раствор и бетон поглощают определенное количество воды, но это количество значительно уменьшается при добавлении этого химического вещества.

Эта комната была обработана строительным раствором и химическим гидроизоляционным составом перед тем, как была выложена сухая облицовка.

 

Защита от замерзания

Раствор и бетон не боятся мороза, так как он может серьезно повредить смесь. Добавление морозостойкого химического вещества означает, что раствор и бетон можно использовать при температуре -4 °C. Некоторые из этих химикатов могут использоваться в качестве быстрых отвердителей, которые ускоряют схватывание цемента по сравнению с обычным.

 

Добавление извести в бетон | сделай сам.ком

Известь

— отличное дополнение к вашей бетонной смеси, но вы должны использовать правильное количество для вашего применения. Слишком много может означать, что вам придется сделать новую партию бетонной смеси, но недостаточное количество лишает смысла добавлять все вместе. Посмотрите, для какой цели известь служит частью бетонной смеси, и узнайте, как лучше всего ее смешивать, прежде чем рассматривать ее использование в своем следующем проекте.

Что такое известь?

Известь является одним из старейших материалов, используемых людьми, и его получают из обожженного известняка.Он использовался на протяжении тысячелетий в сочетании с бетонными и растворными смесями для получения более плотных строительных материалов. Он потерял популярность в 19 веке, когда использование цемента стало более стандартной строительной практикой, но его использование по-прежнему имеет много преимуществ.

Зачем смешивать известь с бетоном?

Известковый бетон, полученный из этой смеси, является хорошей основой для несущих стен, колонн или укладки под полы, поскольку он обладает определенной степенью гибкости, которой нет у обычного бетона. Он также обладает определенным водонепроницаемым свойством, которое предотвращает сырость подпочвы в полах и стенах.Кроме того, известковый бетон можно легко и дешево изготовить, при этом он является прочным материалом, устойчивым к атмосферным воздействиям и нормальному износу.

Соотношение известкового бетона

Известь, песок и цементная смесь должны быть смешаны в надлежащих количествах, чтобы получить хороший известково-бетонный раствор. Обычно для изготовления этого материала существуют три смеси, но две из них были сняты с производства, поскольку было обнаружено, что они не обладают долговременной целостностью. Единственным жизнеспособным вариантом является смесь, требующая соотношения 1:1:6: одна часть цемента, одна часть извести и шесть частей песка.Это соотношение широко используется в современных строительных целях и обеспечивает отличную основу, особенно при работе с такими материалами, как натуральный камень. Однако некоторые опытные строители вместо этого используют соотношение 1:1:4: одна часть извести, одна часть цемента и четыре части песка.

Известь также можно использовать просто как добавку в другие бетонные смеси, а также в цементные растворы. Для строительных растворов этот процесс может занять время, так как негашеную известь необходимо смешивать с водой для создания замазки, которая затем должна созреть, поэтому вместо этого часто используются другие пластификаторы строительных растворов для достижения того же эффекта.

Всегда проявляйте особую осторожность при работе с известью, если вы смешиваете свой собственный бетон, используя надлежащее защитное оборудование. Известь опасна при попадании на кожу человека, вызывая раздражение и ожоги.

Товары для дома и розничной продажи, ремонтный раствор, Rockmax Company Limited

Товары для дома и розничной продажи, ремонтный раствор, Rockmax Company Limited | Рокмакс

рокмакс

455/176 ถนนจรัญสนิทวงศ์ ซอยจรัญ 35 10700 ,

Телефон: 086 813 9621 Rockmax Admix CM — жидкая добавка для гидроизоляции и пластификатора для бетонных и цементных смесей.Rockmax Admix CM соответствует стандарту ASTM C494, тип A.

Подробнее

Rockmax Plastech представляет собой жидкую добавку для затворения цементного раствора. Его можно использовать для штукатурных, штукатурных и блочных/кирпичных работ. Смесь обеспечивает высокое качество раствора, превосходное сцепление, уменьшает трещины, уменьшает количество воды, повышает удобоукладываемость, проста в работе. Материал соответствует стандарту BS 4887.

Подробнее

Rockmax Putty — акриловая шпатлевка на водной основе для внутренних и наружных работ. Обладает отличной стойкостью к неблагоприятным погодным условиям, сырости, щелочности и подходит для покрытия штукатурки, бетона, цементных плит, гипсокартона, гипсокартона. Материал имеет гладкую и тонкую поверхность, прост в работе и быстро сохнет без трещин.

Подробнее

Rockmax Aquatech W — это готовое к использованию водоотталкивающее средство на водной основе.Он изготовлен из силан-силоксанового полимера. Отвержденный материал действует как герметик для подложек и обеспечивает долговечность, водоотталкивающие свойства и защищает внешний вид поверхностей. Материал проникает в поверхность, образуя долговечную водоотталкивающую пропитку, которая замедляет проникновение этих загрязняющих веществ.

Подробнее

Rockmax Aquatech S — это готовый к использованию водоотталкивающий герметик на основе растворителя, воздухопроницаемый, наносимый жидкостью.Обработанные поверхности имеют полностью натуральный вид. Небольшая молекула материала проникает в поры и капилляры поверхностей, что приводит к остановке проникновения воды, солей, кислот, масел, щелочей, химикатов. Обработка железобетонной поверхности уменьшает поверхностную эрозию и коррозию арматуры, вызванную водой и соленой водой.

Подробнее

Rockmax PU FOAM M76 — это однокомпонентная расширяющаяся полиуретановая пена, отверждаемая влагой.Он предназначен для легкого дозирования через соломинку, прикрепленную к каждой банке. Материал предназначен для использования во многих областях, включая звукоизоляцию, изоляцию от атмосферных воздействий, герметизацию и заполнение, а также закрытие зазоров или пустот.

Подробнее

Rockmax Apex Mixer 1600 — это мощный электрический миксер. В набор инструментов входит стальная лопатка, готовая к использованию на месте.

Подробнее

Смешайте более прочную партию бетона

Малкольм Мак., Олбани, Джорджия

Ответ: Я отчетливо помню свой первый опыт работы с этим волшебным материалом. Я сформировал и залил большой набор ступенек, которые вели к парадной двери первого дома, который я реконструировал. Оглядываясь назад, можно сказать, что это был слишком большой проект для новичка. Что сказать, работа удалась не так уж и плохо!

Хорошей новостью является то, что бетонная смесь в мешках, которую можно купить в местных хозяйственных магазинах, является фантастическим продуктом. Человек, который изобрел его, построил свой первый завод всего в нескольких милях от дома моего детства в Цинциннати.

Важно понимать, что базовый бетон содержит всего четыре ингредиента: мелкие камни, песок, портландцемент и воду. Цемент — это клей или связующее вещество, которое скрепляет песок и камни. Когда вода добавляется к трем другим ингредиентам, начинается химическая реакция. Бесчисленные невидимые кристаллы портландцемента начинают формироваться и соединять песок и скалу вместе.

История продолжается под рекламой

Я много лет использовал бетон в мешках и добился больших успехов.Два моих последних использования были для опор в земле, которые поддерживают массивную палубу, и опор для моего гигантского двухэтажного сарая. Пирсы прослужат много десятилетий, потому что я использовал правильное количество воды для смешивания бетона. Добавьте слишком много воды, и вы испортите бетон.

Вы можете добавить больше портландцемента в бетон в мешках, чтобы сделать его прочнее. Также можно добавить гашеную известь. Чтобы сделать самый прочный бетон, песок должен быть получен из вулканической лавы с высоким содержанием кремнезема.Это не так просто найти, и я бы не беспокоился об этом. Но вы должны взять мешок чистого портландцемента и мешок извести и добавить некоторые из этих двух вещей. Оба ингредиента недорогие.

Большинство упакованных бетонов поставляется в мешках стандартного размера. Если бы я хотел сделать его прочнее, я бы взял старый кухонный мерный стакан и добавил в каждый мешок бетона 16 унций портландцемента и восемь унций сухой меры гашеной извести.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.