В технологической практике наряду с ускорением твердения в ряде случаев возникает необходимость в замедлителях схватывания, при этом потребность в таких добавках возникает в следующих случаях. Во-первых, замедлители бетона нужны при бетонировании в жаркую погоду, для сохранения «жизнеспособности» при транспортировании бетонной смеси на дальние расстояния, во-вторых, при перекачивании бетонной смеси по трубопроводам на верхние этажи строящихся высотных зданий, в-третьих, при условии непрерывного бетонирования и т.д. Кроме этого, замедлители необходимы при выпуске изделий с заводской отделкой и художественных железобетонных изделий, предусматривающих после распалубки последующую обработку поверхности с целью вскрытия заполнителя и т.д. Замедлители также снижают тепловыделение при твердении бетона в массивных конструкциях.
Механизм действия добавок-замедлителей схватывания и твердения бетона заключается в торможении гидратационных процессов вяжущих. Такие добавки в бетон блокируют поверхность клинкерных минералов, тормозят их гидролиз и выщелачивание в жидкую фазу ионов кальция. В результате насыщение жидкой фазы цементного теста ионами Са2+ замедляется, а это в свою очередь тормозит развитие гидратации цементных минералов, а соответственно цементное тесто и бетон твердеют более продолжительное время.
Согласно ГОСТ 24211, добавки, замедляющие схватывание, должны увеличивать время сохранения показателя подвижности смеси от исходного значения до 2 см не менее чем в 2 раза. Кроме этого, критерием для добавок-замедлителей служит снижение прочности на 30% в 7-суточном возрасте, при условии что требуемая прочность бетона достигается в 28 суток твердения.
Одна из первых классификаций замедлителей схватывания была дана Л. Форсеном в 1938 г.. На основе изучения концентраций различных ионов в растворе при реакции цемента с водой Форсен пришел к выводу, что действие добавленных солей тесно связано с растворимостью глинозема. По теории Форсена, к замедлителям схватывания относятся соединения, уменьшающие растворимость алюминатов и образующие полупроницаемые покрытия вокруг частиц цемента. Форсен разделил замедлители схватывания на четыре группы в соответствии с их влиянием на начало схватывания. Основные виды солей, входящие в эти группы:
CaSO4•2H2O, Ca(ClO3)2, CaS2;
CaCl2, Ca(NO3)2, CaBr2, CaSO4•0,5H2O;
Na2CO3, Na2SiO3;
Na3PO4, Na2S4O7, Na3AsO4, Ca(CH3COO)2.
При применении замедлителей бетона первой группы растворимость глинозема остается низкой, даже если добавка вводится в большом количестве. Добавки второй и третьей групп могут действовать как замедлители схватывания лишь при низких концентрациях. Например, небольшая добавка хлорида кальция, до 0,1 % в расчете на портландцемент, действует в качестве замедлителя. При этом возможно образование двойной соли 3СаО - A12O3 - CaCl2 - 10H2O. При более высоком содержании хлорид кальция ускоряет схватывание и твердение. Замедлители схватывания четвертой группы могут задерживать схватывание и твердение цемента на неопределенно долгое время, Форсен их назвал «разрушителями цемента». К ним относятся бура, различные сахара, гумусовые вещества. К добавкам этой группы причисляют также продукты взаимодействия протеинов и альбуминов или триэтаноламиновых солей с растворимыми кальциевыми солями лигносульфоновой кислоты (см. Лигносульфонаты для бетона), например, прекрасным замедлителем является ЛСТ при дозировке 0,25-0,3 % от массы цемента. Исследования и практический опыт показывают, что «разрушители» при оптимальных дозировках можно с успехом использовать для замедления схватывания бетонных смесей.
В качестве добавок-замедлителей схватывания и твердения бетонных и растворных смесей применяют нитрилотриметиленфосфоновую кислоту (НТФ) и отходы ее производства (приблизительная дозировка этих добавок 0,002-0,13 % от массы цемента), фосфаты (дозировка менее 1 %), глюконат натрия (рекомендуемая дозировка 0,05-0,25 % от массы цемента) и многие другие. Эффективность добавок-замедлителей определяют согласно ГОСТ 30459.
