Apa de amestecare - apa necesara obtinerii unui mortar sau amestec de beton sau pasta de ciment de consistenta ceruta.
Apa de amestecare este o componentă esențială a betoanelor de ciment, betoanelor de gips, betoanelor silicate și a unui număr de alte betoane, care asigură întărirea lianților anorganici ca rezultat al reacțiilor chimice dintre liant și apă, cum ar fi hidratarea cimentului .
De exemplu, consumul de apă de amestec pentru fabricarea betonului greu se situează în intervalul 80-240 l / m3 [1] , pentru mortare - 150-250 l / m3. Consumul de apă de amestecare depinde atât de cantitatea de apă necesară pentru reacția liantului cu apa, cât și de consistența necesară a amestecului de beton.
Proprietățile apei de amestecare pot afecta toți parametrii de calitate ai amestecurilor de beton și mortar și a pastei de ciment. Amestecarea apei îndeplinește funcțiile de solvent și principalul reactiv chimic care interacționează cu mineralele de ciment. Dar în același timp, fiind un solvent activ, apa este capabilă să introducă multe impurități în compoziția betonului, dintre care unele pot fi clasificate drept nocive [2] .
Apa contaminată folosită la fabricarea betonului poate cauza probleme de priză a betonului sau defecțiuni structurale premature [3] . Gradul de poluare a apei este determinat în primul rând de culoarea, mirosul, gustul acesteia, particulele în suspensie conținute și spuma prezentă sau rezultată în urma unui impact puternic. Aceste criterii sunt subiective și insuficiente pentru aprecierea gradului de poluare a apei - pot fi necesare metode instrumentale de control [4] .
Posibilele surse de apă pentru amestecare pot fi împărțite în grupuri:
1. Apă de băut . Nu necesită testare prealabilă de adecvare. Este un punct de referință pentru comparație cu alte surse de apă.
2. Apa din surse subterane. Potrivit după testare.
3. Apă apă naturală de suprafață, ape uzate industriale. Potrivit după testare.
4. Apa după spălarea echipamentelor pentru prepararea și transportul amestecurilor de beton. Potrivit după testare [5] [6]
5. Apa de mare sau apă cu impurități de sare (salină). Poate fi folosit pentru prepararea mortarului, betonului fara armare; în general, nu este potrivit pentru betonul armat și cu atât mai mult pentru betonul cu armătură precomprimată, deoarece impuritățile de sare (în special clorurile) provoacă coroziunea armăturii. Nu este potrivit pentru mortare de ipsos, deoarece pot apărea eflorescențe [7] .
6. Ape uzate . Nu este potrivit pentru utilizare.
7. Apă de mlaștină și turbă. Nu este potrivit pentru utilizare din cauza conținutului ridicat de substanțe humice și alți poluanți organici.
Apa permisă pentru utilizare nu trebuie să conțină compuși chimici și impurități în cantități care pot afecta timpul de priză a cimentului, rata de întărire, rezistența, rezistența la îngheț și rezistența la apă a betonului, coroziunea armăturii.
Pe lângă determinarea conținutului de poluanți individuali, se efectuează teste comparative ale compozițiilor pe apa propusă pentru utilizare și pe apa potabilă. Dacă, în comparație cu rezultatele testelor efectuate pe apa potabilă, timpul de priză a cimentului se modifică cu cel mult 25%, rezistența betonului după 7 și 28 de zile de întărire normală la umiditate, precum și rezistența la îngheț și rezistența la apă a beton, nu scade, iar oțelul de armare este în beton într-o stare pasivă stabilă, apoi se permite utilizarea apei.
Clorurile conduc la coroziune rapidă a armăturii, care este deosebit de periculoasă pe betonul precomprimat ; în prezenţa clorurilor se accelerează coroziunea alcalină a agregatelor [8] . Conținutul de cloruri nu trebuie să depășească 500 mg/l pentru betonul armat cu armătură precomprimată; 1000-1200 mg / l - cu fitinguri convenționale; pentru betoanele nearmate cu armare, cantitatea de cloruri, care nu duce la consecinte negative, poate ajunge pana la 4500 mg/l [9] .
Ionii de sulfat SO 4 2- pot duce la coroziunea sulfatului a pietrei de ciment, conținutul maxim de ioni de sulfat poate fi de până la 600 mg/l pentru betonul precomprimat, până la 2000-2700 mg/l pentru alte beton și mortar [10] .
Indicele de hidrogen ar trebui să fie de cel puțin 4, în mod optim 6-8. Dacă se intenționează să se utilizeze agregate care pot reacționa cu alcalii, atunci apa trebuie testată pentru alcalii, de regulă, cantitatea acestora în termeni de hidroxid de sodiu nu trebuie să depășească 1500 mg / l. Dacă această limită este depășită, apa este utilizată numai dacă se iau măsuri pentru a preveni reacțiile dăunătoare alcalino-silice care apar între alcalii și fumul reactiv de silice. Valoarea indicelui de hidrogen al apei de amestecare nu are practic niciun efect asupra timpului de priză a cimentului [11] .
Impuritățile precum zaharurile și fenolii pot încetini priza cimentului. Conținutul recomandat de zaharuri în apa de amestec nu depășește 100 mg/l. Astfel de aditivi populari pentru beton precum lignosulfonații (LST) conțin unele zaharuri, care din acest motiv trebuie îndepărtate în timpul purificării produsului [12] . Calitatea apei utilizate afectează și timpul de priză a betonului [13] .
Produsele petroliere, uleiurile și grăsimile pot fi absorbite pe particulele de ciment, încetinind hidratarea și, în consecință, priza și întărirea betonului și a mortarului; ele pot fi, de asemenea, absorbite pe particule de agregat, reducând aderența lor la piatra de ciment și rezistența materialului în ansamblu. Produsele petroliere din apa de amestec sunt permise numai sub formă de urme (film curcubeu) la suprafață.
Prezența agenților tensioactivi, determinată de spuma de pe suprafață, este inacceptabilă din cauza posibilei antrenări excesive a aerului în material, ceea ce duce la o scădere a rezistenței.
Apa colorată, precum și apa cu substanțe humice (manifestată printr-o creștere a intensității culorii într-un test cu alcali) trebuie utilizate cu prudență în tehnologia betonului decorativ, precum și la fabricarea produselor pentru instalarea pe suprafețele exterioare. a cladirilor si structurilor.
Amestecurile de carbonați și bicarbonați de sodiu și potasiu afectează timpul de priză a betonului, în timp ce bicarbonatul de sodiu poate determina priză rapidă. Bicarbonații pot accelera sau încetini timpul de priză în funcție de sarea prezentă cu bicarbonații [14] .
Impuritățile sărurilor de mangan, staniu, cupru și plumb provoacă o scădere a rezistenței betonului.
Duritatea generală a apei afectează viteza de priză a cimentului - cu cât duritatea apei este mai mare, cu atât priza cimentului este mai rapidă [11] .
Viteza de priză și întărirea lianților depind de temperatura pastei de ciment, mortarului sau amestecului de beton și, prin urmare, de temperatura apei de amestecare. Temperatura optimă adoptată în Federația Rusă la testarea cimentului este temperatura apei de amestecare de 18-22 °C [15] [16] . Odată cu abaterile de temperatură a apei, trebuie avut în vedere că o creștere a temperaturii accelerează priza cimentului, o scădere a temperaturii încetinește priza cimentului [17] .
În tehnologia betonului, temperatura apei de amestecare vă permite să controlați temperatura betonului.
Pe vreme caldă, apa de amestecare este răcită (până la înlocuirea unei părți din apa de amestec cu gheață) [18] .
Când temperatura medie zilnică exterioară este sub 5°C și temperatura minimă zilnică este sub 0°C, apa de amestecare este încălzită, deoarece este mai ușor să încălziți apa din punct de vedere tehnic decât agregatele. Temperatura apei de amestecare nu trebuie să depășească 70 °C [19] , altfel este posibilă „prepararea” cimentului - un curs ascuțit al proceselor de formare a structurii în pasta de ciment cu o pierdere a mobilității amestecului de beton.
Pentru betonul celular, în special betonul spumos neautoclavat, temperatura apei de amestecare este o modalitate eficientă de a controla structura betonului spumos , permițându-vă să ajustați proprietățile de rezistență [20] .
Prin modificarea temperaturii apei de amestecare, este posibilă reglarea timpului de umflare a nisipului celular de turnare a betonului și atingerea temperaturii maxime planificate a matricei [21] .
Se fac eforturi mari pentru a găsi modalități de activare a apei de amestecare prin diferite metode cu costuri reduse. Scopul activării apei de amestecare este de a reduce consumul de lianți și de a crește eficiența economică a producției de beton. Lucrări științifice cunoscute privind activarea amestecării apei prin metode fizice, mecanice, oamenii de știință acordă o atenție deosebită activării electro- și magnetice a apei [22] [23] [24] , precum și activării cu ultrasunete [25] . În ciuda efectului obținut în condiții de laborator, aceste metode nu sunt utilizate pe scară largă în practică.