Особенности применения пластифицирующих добавок в бетонах и кладочных растворах. Добавки в бетон и строительный раствор Полезная добавка в бетон

Планируете выполнять бетонные работы, но не знаете, как самому сделать качественный раствор? Я расскажу про различные добавки в бетон для морозостойкости и улучшения его эксплуатационных качеств. А в качестве бонуса предложу подробную технологию приготовления бетона.

Из чего делается бетон

Бетон - это искусственный каменный материал, который образуется в результате уплотнения и затвердевания жидкого раствора. Бетонный раствор состоит из крупного заполнителя, мелкого заполнителя, связующего вещества и воды. В него входят следующие компоненты:

Цемент - связующее вещество, которое отвердевает при взаимодействии с водой, образуя искусственный цементный камень.

Цемент в растворе связывает и скрепляет между собой частицы заполнителя, поэтому от его количества и качества зависит марочная прочность бетона;
Для изготовления строительного товарного бетона применяется цемент марок М200-М500.

Щебень - крупный заполнитель и основа любого бетонного изделия. В процессе эксплуатации он воспринимает на себя основную нагрузку на сжатие.

Наиболее прочным и качественным считается колотый гранитный щебень размером от 10 до 150 мм;
Максимальный размер частиц щебня в растворе должен быть в три раза меньше минимальной толщины бетонного изделия;
Например, для заливки бетонной стяжки толщиной 80 мм, щебень должен иметь частицы размером 15-25 мм.

Песок - мелкий заполнитель, который обволакивается частицами цемента, и вместе с ним заполняет пустоты между частицами щебня.

Песок может быть мелким или крупным, главное чтобы в нем не было глины, поскольку она значительно ухудшает качество бетона;
По этой причине для приготовления раствора лучше всего подходит промытый речной песок.

Вода - необходима для образования цементного камня. В процессе химической реакции воды с цементом, его частицы прочно скрепляются между собой:

Такая реакция называется гидратацией;
Вода должна быть чистой, без солей кислот и посторонних примесей, с температурой 15-25 °C.

Модифицирующие присадки - комплекс специальных добавок, которые придают бетонному раствору определенные свойства.

Приготовление бетонного раствора с добавками

Бетонную смесь можно купить готовую, а можно изготовить своими руками. Для приготовления бетона различных марок, все компоненты перемешиваются между собой в строго определенной пропорции до получения густой однородной массы:

Включить бетономешалку и залить в нее половину от необходимого объема воды;
Засыпать половину от общего объема щебня и перемешать 2-3 минуты;
Засыпать цемент, а через пару минут добавить песок, и перемешать еще 2-3 минуты;
После этого досыпать весь оставшийся щебень.

Иллюстрация	Инструкция по приготовлению бетона
	Применение бетона марок М100-М400: Раствор марки М100-М150 подойдет для изготовления садовых дорожек или отмостки вокруг дома; Бетон марок М200-М250 можно использовать для фундаментов одноэтажных домов или заливки стяжки пола; Марки М300-М400 способны выдерживать большие нагрузки, поэтому используются для фундаментов и перекрытия высотных домов, а также для изготовления монолитно-бетонных изделий (септики, погреба, кессоны и пр.)

	Введение добавок: В ведре воды развести модификатор для бетона, в соответствии с заводской инструкцией по применению; В процессе перемешивания раствора, долить воду с добавками и довести его густоту до нужной консистенции. После добавления всех компонентов, перемешивать раствор можно не более 5 минут. В противном случае он расслаивается, а его качество ухудшается.
	Использование бетона: Свежеприготовленный бетонный раствор нужно израсходовать в течение 2-3 часов; Если вы бетонируете в несколько приемов, нужно успеть залить весь объем раствора до его полного схватывания; Этот период составляет 6-12 часов, поэтому работу надо закончить за один день.

Марочная прочность бетона обозначается индексом «М» и числовым значением, например, М100, М200 и т.д. Числовое значение характеризует максимально допустимую статическую нагрузку в килограммах на 1 см². К примеру, для бетона марки М150 максимально допустимая нагрузка на сжатие составляет 150 кг/см².

Что влияет на качество бетона

В ряде случаев фактическая прочность бетонных изделий, даже после созревания цементного камня может оказаться ниже заявленной марочной твердости бетона. Для этого может быть несколько причин:

Марка цемента:

Чем выше будет марка используемого цемента, тем более качественным и прочным получится бетонный раствор;
Еще одно преимущество высоких марок - это экономия цемента. Например, для приготовления одной и той же марки бетона, цемента М400 требуется в два раза меньше, чем М200.

В таблице показаны пропорции компонентов и водоцементное отношение для различных марок бетонов.

Водоцементное отношение (В/Ц):

Этот показатель характеризуется отношением количества воды к количеству цемента в бетонном растворе. Например, если для приготовления используется 2 части цемента и 1 часть воды, то В/Ц такого раствора составляет 0,5 ;
Для процесса гидратации достаточно соотношения 0,2, однако такой раствор получится очень густым;
Чтобы повысить пластичность и текучесть раствора, В/Ц обычно увеличивают до 0,3-0,5;
В тоже время, избыток воды существенно снижает прочность бетона, поэтому я не советую увеличивать показатель В/Ц более 0,8. То есть на 1 ведро цемента можно заливать не более 0,8 ведра воды.

Вязкость раствора:

Чтобы бетонный раствор заполнил всю форму опалубки без образования пустот и воздушных карманов, он должен быть текучим и пластичным;
Для повышения пластичности бетонной смеси, лишнюю воду в раствор доливать нельзя;
Чтобы сделать его более текучим без добавления воды, применяются пластифицирующие добавки.

Проникновение воды:

Даже самые тяжелые марки бетона имеют ячеистую структуру с открытыми порами;
Через поры вода постепенно просачивается сквозь толщу бетона;
Это приводит к коррозии арматуры, протеканию стенок бассейнов и разрушению силами морозного пучения.

Воздушные полости:

Наличие пустот, раковин и воздушных карманов снижает плотность и марочную прочность бетонных изделий;
При замерзании воды в пустотах, она расширяется и образует микротрещины в теле бетона;
Под действием многократных циклов замерзания/оттаивания, прочность конструкции из бетона постепенно снижается.

Окружающая температура:

Для нормальной работы с бетонным раствором температура окружающего воздуха должна быть не ниже 0 °С, однако уже при снижении температуры до +5°C его схватывание заметно ухудшается;
При минусовой температуре замерзающая вода увеличивается в объеме, и разрывает связи между частицами цемента;
Лед не может вступить в реакцию с цементом, поэтому в замерзшем растворе прекращается гидратация и образование цементного камня.

Разновидности добавок для бетона

Пластифицирующие добавки

Пластификаторы считаются наиболее распространенной добавкой, которая применяется в жилищном строительстве на протяжении всего года. Они изготавливаются на основе жидких поверхностно-активных веществ (ПАВ) с добавлением вспомогательных компонентов.

Действие пластификаторов:

ПАВ уменьшают поверхностное натяжение воды, и улучшают смачиваемость сухих твердых частиц;
Вода с добавлением ПАВ становится скользкой и слегка мыльной на ощупь, и за счет этого уменьшает трение между частицами крупного и мелкого заполнителя;
Твердые компоненты раствора обволакиваются мыльной жидкостью, и легко скользят относительно друг друга под своим весом вниз, а пузырьки воздуха между ними свободно выходят наверх;
Таким образом, при заливке бетона получается плотная однородная масса без пустот, раковин и воздушных пузырей.

Особенности применения пластифицирующих добавок:

Добавление пластификаторов позволяет получить густой и плотный бетонный раствор с хорошими показателями подвижности, текучести и удобоукладываемости;
Он хорошо затекает в узкие и глубокие места, проникает в густоармированные конструкции, не прилипает к стенкам форм и опалубки, а после застывания обладает повышенной устойчивостью к морозу и перепадам температуры;
Для достижения нормальной консистенции раствора требуется добавлять меньше воды, в результате чего увеличивается плотность и прочность бетона;
По своему действию пластифицирующие добавки делятся на два вида:

Суперпластификаторы - позволяют уменьшить количество воды на 10% без ухудшения качества и подвижности бетонной смеси;
Гиперпластификаторы - обладают такими же свойствами, но позволяют снизить количество воды в растворе на 20% от необходимого объема;

За счет меньшего количества воды, в раствор можно добавлять меньшее количество связующего вещества, что позволяет более экономно расходовать дорогостоящий цемент.

Если у вас нет пластификатора, то для улучшения подвижности бетона можно использовать любое жидкое мыло или средство для мытья посуды. Его нужно добавить в воду для замешивания раствора, из расчета 1 колпачок на 2 ведра готового бетона.

Ускорители отвердевания

При нормальных условиях время схватывания бетонного раствора может длиться от 6 до 12 часов, а период окончательного созревания может продолжаться от 7 до 28 суток. В некоторых случаях время схватывания нужно увеличить или уменьшить.

Для этого применяются замедлители или ускорители твердения бетона. Такая добавка продается в виде порошка хлористого натрия или хлористого кальция с различными добавками. Хлористые соли, входящие в ее состав, оказывают двойное действие на отвердевающий бетон:

Быстрое схватывание. Водный раствор хлорида натрия вступает в химическую реакцию с цементом, и ускоряет схватывание цементного камня;
Низкая температура замерзания. Солевой раствор имеет температуру замерзания намного ниже 0°C, поэтому бетон с такими добавками не превращается в глыбу льда при отрицательных температурах.

Сфера применения:

Ускорители имеет смысл использовать в тех случаях, когда заливать новую порцию бетона можно только после полного застывания предыдущего слоя раствора;
В жилищном строительстве такая добавка в бетон может понадобиться при заливке чаши бассейна, при монтаже монолитного потолочного перекрытия, при изготовлении художественной лепнины или других деталей архитектурного декора;
При бетонировании в сильный мороз важно чтобы бетон набрал не менее 50% своей прочности до того, как вода в растворе полностью замерзнет, иначе его качество будет очень низким, и он быстро разрушится;
В таком случае добавление хлористых солей снижает температуру замерзания воды, и ускоряет время твердения бетона, поэтому он успевает набрать необходимую прочность.

Хлористые соли при контакте с черными металлами вызывают активную коррозию. Поэтому такие вещества не рекомендуются использовать в железобетонных изделиях с диаметром прутков арматурной обвязки менее 5 мм.

Замедлители твердения

Такая добавка для бетона тормозит реакцию гидратации и замедляет схватывание цементного камня, продлевая время жизнеспособности бетонной смеси. В жилищном строительстве замедляющие добавки используются нечасто, однако в некоторых случаях без них не обойтись, например:

Длительная транспортировка:

Если бетонный раствор нужно возить на большие расстояния, то за время доставки он может начать схватываться прямо в миксере, даже если его постоянно перемешивать;
Чтобы этого не произошло, в раствор добавляется замедлитель.

Непрерывная заливка:

Если вы бетонируете длинный ленточный фундамент или монолитную плиту большой площади, то каждую новую порцию раствора нужно заливать до начала схватывания предыдущего слоя;
В противном случае изделие получится немонолитным, а на стыках могут появиться усадочные трещины;
С добавление замедлителя работа займет больше времени, однако весь объем залитого бетона будет застывать одновременно.

Время схватывания бетона напрямую зависит от окружающей температуры, поэтому в холодную погоду замедлителя нужно добавлять меньше, а в летнюю жару наоборот больше.

Зимние добавки

Выше я описал основные недостатки выполнения бетонных работ в холодное время года, однако при грамотном использовании противоморозных добавок, заливать бетон можно даже при отрицательных температурах до -25 °C.

Морозостойкие добавки для бетона бывают нескольких видов. Каждый из них применяется в зависимости от конкретных условий:

Пластифицирующие добавки - улучшают подвижность и удобоукладываемости холодной бетонной смеси, однако сами по себе не защищают бетон от замерзания:

Пластификаторы могут быть эффективными при температурах от +1° до +35 °C;
При температуре ниже +1 °C их нужно использовать в комплексе с антифризами.

Антифризные добавки - органические вещества и растворимые соли щелочных металлов, которые существенно снижают температуру замерзания воды:

Хлористый натрий и хлористый кальций обладают хорошим антифризным действием, однако вызывают сильную коррозию стальной арматуры. Такие противоморозные добавки подходят для очень низких температур (ниже -20 °C);
Нитрит натрия и нитрит кальция стоят немного дороже, однако не так сильно реагируют с металлами, поэтому подходят для заливки ж/д изделий с тонкой стальной арматурой. Можно использовать при температурах до -15 °C;
Мочевина и поташ практически не вступают в реакцию с металлами, однако имеют более высокую температуру замерзания, поэтому применяются при не очень низких температурах (от +5 до -10 °C).

Гидратирующие добавки - то же что и ускорители отвердевания, о которых я писал выше.

Назначение зимних гидратирующих добавок заключается в том, чтобы обеспечить набор прочности бетона не менее 50-70% до того, как вся вода превратится в лед;
Для этого чаще всего применяются комплексные присадки, состоящие из хлористых солей натрия и кальция, нитрита натрия и органических компонентов;
Рекомендуемая температура использования гидратирующих добавок - от -25 до +10 °C;

С применением солевых добавок нужно соблюдать осторожность. Если во время приготовления раствора вы превысите рекомендуемую дозировку, то бетонная смесь может схватиться уже в течение 10-20 минут.

Воздухововлекающие и газообразующие добавки

Из названия понятно, что такие виды добавок помогают насыщать бетонный раствор пузырьками воздуха и газа. Они применяются в следующих случаях:

Газообразующие добавки - минеральные вещества, которые вступают в реакцию с компонентами раствора, и выделят пузырьки углекислого газа:

Применяются при производстве легких марок ячеистого бетона, пенобетона и газобетона;
Благодаря низкой плотности и пористой структуре, такие материалы имеют небольшой удельный вес и обладают хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами;
Вспененный раствор за счет пузырьков газа увеличивается в объеме, что позволяет более экономно расходовать дорогие компоненты для производства бетона.

Воздухововлекающие добавки - химические препараты, которые способствуют захватыванию и удерживанию пузырьков воздуха во время перемешивания раствора в бетономешалке:

Множество воздушных пузырьков проникают между частицами крупного и мелкого заполнителя и тем самым обеспечивают естественную смазку;
За счет воздушной подушки уменьшается сила трения между твердыми частицами, поэтому раствор получается более подвижным и пластичным;
Воздушные пузырьки не выходят на поверхность и остаются в застывшем бетоне, образуя демпферные полости;
Когда замерзающая влага в порах начинает увеличиваться в объеме, она не разрывает бетон, а расширяется в демпферных карманах;
Таким образом, вовлечение воздуха защищает бетон от растрескивания и позволяет увеличить количество циклов замерзания/размораживания.

Вспомогательные добавки

Ниже я расскажу о химических препаратах, которые сами по себе не оказывают влияния на формирование цементного камня, но в то же время позволяют улучшить эксплуатационные свойства бетона:

Гидрофобные составы позволяют уменьшить проницаемость бетона для молекул воды. Они изготавливаются на основе полимерных, битумных или силикатных смол.

Гидрофобизаторы применяются при заливке фундаментов, строительстве бассейнов, погребов, септиков, кессонов и прочих заглубленных бетонных конструкций;
Жидкое стекло — наиболее распространенный и недорогой вариант. По мере застывания бетона, частицы жидкого стекла кристаллизируются и заполняют поры в бетоне;
Пенетрон - проникающий гидрофобизатор на полимерной основе. Его можно использовать даже после отвердевания бетона. Синтетические смолы при взаимодействии с цементом полимеризуются, и плотно закупоривают все пустоты, поры и трещины.
В результате реакции на металле остается оксидная пленка, предохраняющая его от окисления;
Такие препараты применяются при изготовлении бетонных растворов с добавлением солевых пластификаторов и антифризов.

Модификаторы и упрочнители - обобщающее название комплексных присадок, в которые может входить несколько компонентов. Например, препарат «Полипласт» содержит пластифицирующие, противоморозные компоненты и укоритель схватывания цемента;
Биоцидные добавки содержат в своем составе противомикробные и антисептические препараты. Они препятствуют росту и развитию гнилостных бактерий, плесневого грибка, мха, лишайника и прочих вредоносных организмов.
Пигментные красители позволяют окрашивать бетонные изделия в любой подходящий цвет. Применяются при изготовлении тротуарной плитки, стеновых блоков, наливных бетонных полов и малых архитектурных форм.

При использовании пигментных красок нужно иметь в виду, что бетон сам по себе имеет серый цвет. Поэтому даже при добавлении большого количества красителей, у вас не получится добиться ярких и насыщенных оттенков.

Стоимость присадок для бетона

Все описанные химикаты продаются в широком ассортименте в любом строительном гипермаркете. Сухие препараты обычно расфасованы в бумажные мешки по 2,5 или 25 кг. Жидкие реактивы разливаются в пластиковые бутылки или канистры объемом от 1 до 10 литров.

Ориентировочные цены:

Стоимость супер- и гиперпластификаторов, а также замедлителей и ускорителей схватывания бетона примерно одинаковая, и составляет от 110 до 250 рублей за килограмм;
Противоморозные солевые добавки стоят дешевле - от 80 до 150 руб./кг;
Средняя цена комплексных модифицирующих добавок может быть от 200 до 400 руб./кг;
Гидрофобные составы обойдутся дороже - от 280 до 500 руб./кг;
Наиболее дорогими считаются воздухововлекающие компоненты - от 300 до 650 руб./кг;
Красящие пигменты, в зависимости от их цвета могут стоить от 160 до 350 руб./кг.

Заключение

Теперь вы знаете, как правильно приготовить бетонный раствор, и в каких случаях нужно использовать пластификаторы, ускорители, замедлители и прочие гидроизоляционные добавки в бетон. Рекомендую просмотреть видео в этой статье, а все ваши пожелания и вопросы оставлять мне в комментариях.

На современном этапе развития строительства перед производителем бетонных и железобетонных изделий стоит ряд достаточно трудоемких задач. Вместе с постоянным улучшением качества продукции, также необходимо подумать об обоснованности затрат энергетических и сырьевых ресурсов. Решением стало использование химических добавок в производстве бетона, которые позволяют не только добиться необходимого качества, но и позволяют значительно сократить затраты. В западных странах под конец двадцатого века объем бетона с добавками уже составлял 70 процентов. В нашей стране доля бетона с добавками на сегодняшний день составляет 50 процентов, и это значение продолжает неуклонно расти.

Зачем нужны добавки в бетон?

Что же представляют собой ? Это химические вещества, которые могут быть как органического, так и не органического происхождения. Встречаются в твердом и жидком состоянии, а также в форме паст различной степени консистенции. Всего в строительстве используется более трехсот различных наименований добавок. Столь обширное многообразие обусловлено различными модифицирующими эффектами. Поэтому для правильного выбора добавки необходимо четкое представление о цели, которую необходимо достичь.

Классификация и виды добавок для бетона

Давайте более подробно разберем, какие из добавок используются для повышения качества и эффективности бетона:

противоморозные добавки в бетон;
пластификаторы;
добавки для сохранения подвижности бетона;
модифицирующие добавки;
добавки для ускоренного набора прочности;
добавки для самоуплотняющихся смесей.

Влияние добавок на свойства бетона

1. Противоморозные добавки в бетон. Неотъемлемым компонентом для приготовления раствора является вода. А что происходит с водой при минусовой температуре? Правильно, она превращается в лед, что представляет собой очень серьезную проблему при строительстве. Процесс гидратации (соединения цемента и воды) теряет динамику уже при температуре ниже пятнадцати градусов тепла, чего уже говорить о ситуации с отрицательным значением на термометре. Поддержание плюсовой температуры возможно прокладкой греющего провода или возведением вспомогательной опалубки. Данные меры помогают, но увеличивают время строительства и финансовые затраты. Основной принцип работы противоморозных добавок, это сохранять пластичность бетона при минусовой температуре, путем предотвращения замерзания жидкости, которая находится в смеси и благодаря этому, дает возможность смеси затвердеть и набрать прочность.

2. Пластификаторы. Удобоукладываемость бетона является очень существенным фактором при строительстве, особенно если приходится иметь дело с тонкостенными конструкциями или опалубкой сложной геометрии. Также при укладке необходимо избежать образования пустот и полостей, которые крайне отрицательно сказываются на прочности и надежности бетонных конструкций. Пластификаторы позволяют добиться необходимого разжижения раствора при соблюдении требуемых пропорций компонентов (вода, песок и т.д.). Принцип действия основывается на повышении водоудерживающих характеристик раствора. В дополнении стоит отметить повышение прочности бетона с использованием пластификаторов (до 25%).

3. Добавки для сохранения подвижности бетонной смеси применяются в том случае, если необходима продолжительная транспортировка раствора. Их применение также находит место в теплое время года, так как при высокой температуре процесс застывания бетонной смеси проходит быстрее. Данные добавки увеличивают продолжительность процесса формирования структуры цементного камня посредством затруднения доступа молекул воды к частицам цемента, то есть замедления гидратации.

4. Модифицирующие добавки применяются для улучшения различных характеристик бетонной смеси. Часто встречается, что при возведении определенных сооружений, необходимо добиться от раствора конкретной плотности. Например, для строительства бассейна используется бетон с повышенной влагопроницаемостью, а для несущих конструкций зданий следует применять бетон с повышенным классом прочности. Воздухововлекающие, газообразующие и гидрофобизующие добавки помогут добиться необходимой пористости бетона в зависимости от поставленной задачи.

5. Добавки для ускорения набора прочности. «Время – деньги» - фраза, в обоснованности которой, не возникает никаких сомнений, а темпы и сроки строительства зачастую зависят от скорости набора прочности бетона. Для ускорения этого процесса также используют добавки, например для многослойных конструкций, где ускоренное высыхание нижнего слоя позволяет заливать следующий слой бетонной смеси и при этом экономить время. Сокращению времени набора прочности способствует стимуляция процесса гидратации раствора. Разумеется, график строительства разрабатывается еще в проекте и должен неукоснительно соблюдаться. А как быть при возникновении форс-мажорных обстоятельств? В этом случае просто незаменимы добавки для ускорения набора прочности, которые помогут ликвидировать отставание от графика и избежать задержек строительства.

6. Добавки для самоуплотняющихся смесей нацелены на решение задач при создании густоармированных конструкций и возведении тонкостенных сооружений. Бетонная смесь с такой добавкой полностью заполняет форму и способна уплотняться лишь под действием собственного веса. Область их применения широка – начиная от создания монолитных полов повышенной прочности и заканчивая наращиванием прочности бетонных конструкций.

Как и много лет назад, бетон по-прежнему остается самым востребованным строительным материалом. Еще в Древнем Риме в раствор начали добавлять золу, которая помогала скрепить смесь. А соль, которая содержалась в морской воде, способствовала увеличению прочности и продлению «срока службы» возводимым сооружениям тех лет. На сегодняшний день невозможно себе представить создание высококачественно бетонного раствора с определенными характеристиками без каких либо добавок. К тому же добавки позволяют использовать бетонные смеси в любое время года, независимо от температуры окружающей среды. А придание бетонным смесям гидрофобных свойств позволяют использовать бетон для сооружения водных платин, водозаборных станций, бассейнов и других объектов. Благодаря добавкам в бетон можно значительно ускорять время строительных работ, оптимизировать расход цемента, и экономить денежные затраты. Также следует отметить, что изготовление сложных архитектурных форм не представляется возможным без применения пластифицирующих добавок.

Инструкция по применению

Вся продукция ТД «Орион» укомплектована подробными инструкциями по применению добавок для бетона. Обязательно следует помнить о строгом соблюдении указанных пропорций, описанных в инструкциях. Незначительное отклонение от верных соотношений компонентов может испортить всю бетонную смесь, что, несомненно, повлечет за собой удорожание материалов и замедление хода строительства. Как гласит старая русская пословица: «Без меры и лапти не сплетешь».

В дополнении к вышесказанному, перед началом работ, мы настоятельно рекомендуем вам ознакомиться с рекомендациями производителей по технологии применения данных добавок.

Ассортимент добавок в бетон от компании «Орион»

В ассортименте компании Орион представлены следующие добавки для бетонных смесей:

- добавка, позволяющая использовать бетонные смеси при температуре до -15 С.
- пластификатор для повышения подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси.
- гидрофобизирующая добавка, которая делает бетон влагостойким, уменьшает впитываемость влаги.

Прочный монолит получается после застывания смеси цемента, воды и различных наполнителей (песка, извести, щебня, шлаков). Подобные составы широко применяются при сооружении фундаментов, литых стен, бассейнов, причалов, аэродромов, дорог. С помощью специальных добавок для бетона можно приготовить идеальный раствор для любого объекта, повысить темпы строительства и снизить общие затраты на него. Дополнительные компоненты придают готовому композиту требуемые свойства, позволяют вести работы независимо от сезона.

Виды добавок, обзор характеристик и свойств

Потребность в изменении структуры бетона определяют различные факторы:

технологические – ускоренное бетонирование, повышение пластичности для лучшей укладки, необходимость запаса времени для транспортировки;
эксплуатационные – повышенная прочность, плотность, водонепроницаемость, устойчивость к экстремальным температурам, теплоизоляционные свойства (у ячеистых бетонов);
климатические – морозостойкость и быстрое твердение состава в зимнее время, а если работа осуществляется в жару – замедленное схватывание;
экономические – сокращение объема цемента в растворе;
агрессивная окружающая среда – соленая морская вода, минерализованные грунтовые воды, грибковые микроорганизмы.

Классификация

С учетом каждого фактора можно подобрать подходящие составы. В классификаторах обычно выделяют несколько групп добавок в бетонные смеси, каждая из которых имеет свое назначение:

пластификаторы;
газо- и пенообразующие;
регуляторы подвижности;
антиморозные;
ускорители (замедлители) твердения и схватывания (подробнее о );
уплотнители;
увеличивающие водонепроницаемость конструкций из бетона.

Краткое описание основных разновидностей добавок

1. Пластификаторы.

Строители соблюдают жесткую пропорцию, называемую водоцементным соотношением – его определяет назначение бетонной конструкции. Для получения прочной стены в 10 кг цемента вливают не более 7 л воды, тротуарной плитки – не более 4 л (для сопротивления высоким нагрузкам). Пластифицирующие добавки позволяют сделать раствор текучим, не вливая в него воды и не уменьшая тем самым прочностные характеристики готового изделия. Сцепление между частицами смеси уменьшается, но она не расслаивается, в ней не возникает пустот.

Состав становится более подвижным, бетонирование облегчается. Без помощи вибратора заполняется форма для плитки или тонкостенная опалубка для изготовления фундамента. Снизив за счет введения добавки вес цемента и не нарушая его долю по отношению к воде, удается сэкономить значительные средства. Их делят на супер- и гиперпластификаторы, первые позволяют уменьшить количество цемента на 10 %, а вторые – на 20 %.

2. Гидроизоляционные.

Бетон используют для изготовления монолитных и блочных фундаментов. Постепенно, через микропоры, он впитывает подпочвенную или атмосферную влагу. Гидроизоляция конструкции обеспечивается с помощью рулонных материалов, битумной обмазки, а в наши дни с этой целью применяются добавки для водонепроницаемости. Они придают искусственному камню гидрофобные свойства: его частицы начинают отталкивать молекулы воды.

Еще недавно гидроизоляция достигалась за счет введения жидкого стекла (силикатного клея). Цена его доступна, но и расход слишком большой: на 10 л бетона требуется 1 л материала. Назначение – не только гидроизоляция, но и защита от коррозии армирующих металлических деталей. Присадки обычно производят на основе полимеров, свойства которых – увеличение их объема в растворе и закупоривание микротрещин, когда произошло твердение массы.

Водонепроницаемость конструкций обеспечивает проникающая гидроизоляция Пенетрон и ее аналоги. Реагируя с цементом, они образуют кристаллы, которые заполняют воздушные поры.

3. Добавки для ускорения твердения и замедлители схватывания.

Увеличивать темпы гидратации цементного камня приходится в холодную погоду, особенно если работа осуществляется зимой. При низких температурах тормозится схватывание и твердение смеси, а при морозе эти процессы останавливаются. Чтобы в зимнее время нормально работать, вводят составы для быстрого схватывания.

Как производить бетонирование, если транспортировка происходит в течение длительного времени? Затормозить созревание помогают специальные препараты-замедлители. Их используют при заливке крупногабаритных и массивных объектов, чтобы бетон оставался все это время в текучем состоянии.

4. Морозостойкие добавки.

Зимой твердение бетона идет очень низкими темпами – в итоге продукт получается рыхлым, а его морозостойкость снижается. Чтобы этого избежать, раствор прогревают на строительной площадке, а при отсутствии такой возможности используют специальные компоненты. Их назначение – обеспечить заливку при минусовых температурах (ниже -5°C). В зимнее время необходимы противоморозные составы, обеспечивающие снижение температуры замерзания воды в смеси и стимулирующие схватывание в диапазоне от -5 до -25°C.

В качестве зимних добавок широко применяются следующие химические соединения:

поташ или углекислый калий – с его помощью бетон схватывается и твердеет даже при -30°;
нитрат кальция – стимулирует твердение в зимнее время;
нитрат натрия и нитрит, нитрат кальция – в сочетании с мочевиной они при отрицательных температурах не только способствуют твердению, но и предохраняют арматуру от коррозии (нитрит натрия ядовит и огнеопасен);
хлористый кальций;
формиат натрия и другие соли органических кислот – морозостойкие компоненты, не оказывающие вредного воздействия на здоровье (при этом у них отсутствуют пластифицирующие свойства).

При введении в раствор указанных составов не появляется солевой осадок на сооружениях, они становятся более прочными даже при применении цемента невысоких марок. Добавки для повышения морозостойкости используют, если осуществляется бетонирование монолитных, а также предварительно напряженных конструкций – плотин, дамб, мостов.

Противоморозные смеси не рекомендуется вводить, если идет дождь или влажность воздуха превышает 6 0%. Противопоказанием является также наличие в заполнителе более 50 мг/моль реакционно-способного кремнезема – из-за этого в бетоне появляются дополнительные поры. Есть побочное действие у хлорида кальция: он разъедает арматуру.

5. Уплотняющие.

Их назначение – уменьшение процента содержания пор путем заполнения микропустот между молекулами. Одновременно с уплотнением материала растет его прочность, морозостойкость, снижается водопоглощение. Стоимость с учетом низкого расхода (примерно 0,5 кг на 100 кг цемента) невысока, а экономический эффект значителен.

6. Воздухововлекающие.

При замерзании воды в микропорах происходит ее расширение, и бетон при этом рвется наподобие бумаги. Поднять его прочность и морозостойкость можно путем нормированного увеличения пористости. С этой целью бетонирование проводят с минимальным количеством воздухововлекающих препаратов.

Газообразующие добавки тоже производят эффект порообразования, но цель технологии другая – уменьшить объемный вес раствора, придать ему теплоизолирующие качества. Газообразователи вводят в смесь при изготовлении пено- и газобетона.

7. Комплексные.

Они сочетают эффект двух или нескольких ингредиентов. Вариант является оптимальным для получения прогнозируемого результата, если характеристики бетонной смеси следует изменить по нескольким направлениям. Отдельно взятые компоненты могут неправильно среагировать между собой, поэтому специалисты советуют купить комплекс, приготовленный в заводских условиях и сбалансированный по составу. Комплексные добавки одновременно улучшают его поровую структуру и другие характеристики – водонепроницаемость, морозостойкость.

Комбинированное действие производят следующие виды:

Модификаторы – их назначение в получении спецбетона с улучшенными техническими характеристиками. С помощью присадок обеспечивается гидроизоляция (марка по водопроницаемости от W12), коррозионная стойкость, долговечность, прочность не ниже В125. Бетон только с добавками-модификаторами готовят, если он должен быть расширяющимся, напрягающим, компенсирующим усадку, применяться для вибропрессования.
Фибра-присадки. Это волокнистые материалы на основе полимеров, стекла, стали. Армируют бетон (повышают его устойчивость к нагрузкам и деформациям), увеличивают термостойкость, уменьшают усадку, повышают пластичность.

Стоимость добавок

Стоит обращать внимание не только на иностранные бренды, но и на продукцию надежных отечественных компаний. Чтобы реально увеличить морозостойкость, интенсифицировать или замедлить схватывание, следует четко соблюдать пропорции растворов, указанные в инструкции.

Название	Назначение	Объем упаковки	Цена, рубли
Goodhim InterPlast R	Пластификатор для кладочных растворов	1 л	120
Фриз	Повышает морозостойкость, ускоряет схватывание	10 л	300
С-3	Суперпластификатор	1 кг	70
САЗИ ТИПРОМ М	Модификатор	5 л	1700
НТФ кислота	Замедляет схватывание	1 кг	130
Фибра FV полипропилен	Микроармирование стяжки	0,6 кг	240

Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.

Для чего нужны добавки?

Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.

После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.

Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:

Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
Приготовление мелкозернистого бетона;
Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.

Виды упрочняющих добавок для цемента

Пластификатор . На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.

Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.

Ускоритель набора прочности . Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.

Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.

Противоморозные добавки . В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).

Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.

Комплексные присадки . Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).

Тонкости применения

Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.

Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).

Добавки в бетон (присадки, премиксы) на сегодняшний день занимают довольно большую и самостоятельную отрасль строительной химии и востребованность этих материалов с каждым днем растет. Бетон - очень крепкий материал искусственного происхождения, широко используется в строительстве для построения различных конструкций, будь то наземное, подземное или подводное сооружение. Так как ко всем конструкциям предъявляются особые требования по безопасности, то в каждом отдельном случае необходимо добиться того, чтобы сооружения из бетона были стойкими к разрушениям и воздействиям как воды, так и различных агрессивных сред.

Чтобы улучшить его свойства и физико-технические показатели под какие-то конкретные задачи, при приготовлении раствора используют различные присадки и добавки в бетон. Они не только улучшают свойства цементных растворов, но и упрощают или удешевляют технологический процесс приготовления, а также позволяют транспортировать товарный бетон на дальние расстояния без снижения марочной прочности.

Взять например бетонирование при отрицательных температурах. Так как в растворе содержится вода, то работы по бетонированию в зимнее время значительно усложняются. Благодаря добавкам, которые могут быть использованы зимой для понижения точки замерзания воды при приготовлении бетона или строительного раствора на цементной основе, данная проблема устраняется довольно легко.

Также существуют виды добавок, которые могут ускорить либо наоборот замедлить схватывание раствора, что может помочь при работе на больших строительных площадках.

Отдельно хочется выделить группу армирующих добавок - фибры и фиброволокна. Это материалы, изготавливающиеся из различных материалов в виде волокон определенной длины, как правило от 3 до 60 мм, позволяющие в некоторых случаях (бетонные полы, цементно-песчаные стяжки, площадки, отмостки, отливки и т.д.) полностью отказаться от использования арматуры в бетоне. В остальных случаях помимо значительного повышения ударной прочности бетона и прочности на изгиб, фиброволокна еще и принимают на себя основные риски при транспортировке готовых изделий, в связи с чем фибра широко используется при производстве ячеистых бетонов. Данные добавки армируют всю матрицу, не позволяя появляться усадочным микротрещинам.

Классификация добавок в бетоны и строительные растворы

Модификаторы можно группировать по основному эффекту действия:

Комплексные и пластифицирущие добавки, корректирующие основные свойства бетонных смесей (уменьшение водоотделения, увеличение подвижности, предотвращение расслоения смеси)
Ускоряющие или замедляющие застывание бетонного раствора
Увеличивающие плотность и водонепроницаемость бетона (гидроизоляционные добавки)
Воздухововлекающие и пенообразующие
Придающие специальные свойства (антикоррозионные, гидрофобизирующие добавки)
Армирующие (стальная, полипропиленовая, стекловолоконная и базальтовая фибра).

Для того, чтобы достичь одновременно несколько целей (например когда стоит задача ускорить набор прочности и увеличить подвижность смеси) применяют комплексные добавки, которые включают в себя несколько компонентов. На данный момент существуют огромное количество различных комплексных добавок, которые позволяют улучшить физико-технологические показатели бетона. В нашем каталоге представлены все виды вышеперечисленных добавок в бетон.