Жидкие добавки для бетонов и растворов

Бетон — строительная смесь, обеспечивающая долговечность, надежность, стойкость готовой конструкции к воздействиям любой природы. Растущие требования к стройматериалам стали причиной возникновения необходимости улучшать их свойства. Специальные добавки для бетона улучшают характеристики раствора и товарного бетона, ускоряют темпы строительства, сокращают расходы материалов и энергоресурсов. Вопрос, какие существуют категории добавок, подробно раскрыт ниже.

Применение химических добавок — простой, доступный и эффективный способ улучшения качества бетонных растворов. Их применение сегодня важно, как и основных компонентов. Добавки для бетона предназначены для:

• достижения высоких эксплуатационных качеств цементного камня;
• ускорения или замедления твердения;
• улучшения водонепроницаемости;
• повышения стойкости к температурным перепадам и морозам;
• исключения необходимости дозированной подачи раствора;
• получения бетона с заданными характеристиками.

Их количества для той или иной смеси подбираются в экспериментальных условиях по технологии скайтрейд.

Существует два типа добавок к бетону: жидкие, порошковые. Преимущественно они влияют на конкретные свойства свежего раствора — удобоукладываемость, начало затвердевания. Добавки в бетон нужно вносить либо в воду затворения, либо в готовую смесь.

Существует отдельный вид специфичных присадок — воздухововлекающие, пенообразующие. Например, добавка в бетон кальматрон д. Этот тип модификаторов отличается комплексным действием. Его добавляют для улучшения нескольких параметров одновременно. Добавка для бетона существенно снижает затраты, позволяет избежать несовместимости нескольких отдельных присадок.

Ускорители и замедлители твердения также важны. Популярны присадки для бетона этой категории такие, как хлорид кальция, сульфат натрия, нитраты кальция и натрия. К многокомпонентным составам относятся: нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-хлорид кальция. Ниже представлена видовая классификация добавок.

Модифицирующие соединения — категория веществ, улучшающая прочность, долговечность, стойкость к низким температурам. Они снижают проницаемость бетона. Работать с модифицированным продуктом удобнее, так как улучшается ее подвижность. Раствор ложится равномерно, заполняя все щели и углубления.

Модификаторы классифицируются по назначению получаемого бетона. Например, существуют добавки в бетон, предназначенные для сооружения колодцев, бассейнов. Другой тип присадок применяется при строительстве фасадов или формировании стяжки полов. Такой регулятор, улучшающий эксплуатационные качества строительной массы, снижает ее влагопроницаемость.

Эта группа наиболее востребованная. Существует четыре категории пластификаторов:

1. Сильные.
2. Слабые.
3. Средние.
4. Новейшие суперпластификаторы.

В добавках последней категории включены вещества для комплексного решения поставленных задач, повышающие несколько характеристик цементной массы. В зависимости от схемы воздействия на бетоны и химии процесса, пластификаторы бывают:

1. Увеличивающие подвижность при неизменном количестве воды.
2. Сокращающие расход цемента до 10% без изменения подвижности.
3. Увеличивающие прочность при постоянной подвижности.

Добавкам свойственны такие преимущества, как:

• экономия расходного материала;
• улучшение подвижности песко-цемента;
• рост надежности на 20-25%;
• производство удобоукладываемой массы;
• возможность заливки тонкостенных или густоармированных конструкций;
• уплотнение цементного состава;
• улучшение морозостойкости и трещиноустойчивости;
• экономия энергоресурсов благодаря сокращению времени получения цементной массы.

Недостаток пластификаторов — ускорение скорости твердения. Поэтому рекомендуется дополнительная химия для бетона, ускоряющая этот процесс. Полученные бетоны широко применяются в сооружениях, где нужны идеально ровные полы и стены.

Действие воздухововлекающих добавок понятно из их названия. Для новичков необходимость их использования не всегда очевидна. Воздушные полости в бетоне снижают его прочность. Однако, в небольшом количестве они полезны, поскольку повышают морозостойкость монолитной конструкции.

Механизм действия воздухововлекающих веществ очень простой. Вода, замерзая, рвет бетон как бумагу. Создавая в материале воздушные полости, мы даем воде место для расширения и уменьшаем ее разрушительную силу. Эту задачу выполняют воздухововлекающие составы. Их процентное содержание должно быть минимальным, чтобы не снизить прочность конструкции.

Газообразующие добавки по действию схожи с воздухововлекающими. Они тоже создают в бетоне микрополости, но их главная задача другая: уменьшить вес бетона и повысить его теплоизолирующие свойства. Поэтому газообразующие вещества применяют в производстве стеновых материалов (пено и газоблоков).

Рассматривая модифицирующие добавки, нужно сказать несколько слов о композициях, повышающих скорость гидратации цементного камня. В холодную погоду бетонная смесь твердеет очень медленно, а на морозе этот процесс останавливается. Если не добавить в воду, используемую для замеса, ускоритель твердения, то работать с бетоном при минусовой температуре будет невозможно. Альтернативный вариант – электропрогрев смеси достаточно сложен и затратен.

Замедление скорости созревания бетонной смеси необходимо при ее транспортировке на большие расстояния. Кроме этого, замедлители необходимы при бетонировании массивных и протяженных конструкций (фундаментов и полов). В этом случае технология требует, чтобы до момента окончания заливки весь бетон находился в жидком состоянии. Без использования замедлителей участки фундамента, залитые раньше других, начинают твердеть, образуя стыки, ослабляющие конструкцию.

Между плотностью бетона и его прочностными характеристиками существует прямая зависимость. Добавка-уплотнитель уменьшает количество пор в бетоне, заполняя микро пустоты между его частицами. Вместе с ростом прочности происходит повышение водо- и морозостойкости конструкции (комплексный эффект улучшения свойств).

Расход уплотнительной добавки невысок (200-600 граммов на 100 кг цемента), а достигаемый эффект значительно превышает затраты на покупку.

Бороться с разрушительной силой мороза можно двумя путями. О первом мы уже сказали, рассматривая ускорители твердения. Второй способ — противоморозные добавки, придающие воде свойства антифриза. Замерзая не при 0С, а при минусовой температуре (до -25С), вода успевает полностью прореагировать с цементом.

Следует отметить, что многие виды ускорителей твердения оказывают на цементный раствор противоморозное действие (нитрит натрия, смесь хлорида натрия с хлоридом кальция, мочевина в сочетании с нитрит и нитратом кальция). Этот факт нужно учитывать при выборе.

Бетон очень часто используется для заливки фундаментов. Поэтому защита подвальных помещений и стен здания от проникновения воды – очень важная задача. Без добавок бетон медленно, но все-таки пропускает воду через микропоры. Гидроизоляционные добавки придают ему гидрофобные свойства (отталкивание молекул воды). Используя их, можно без рубероида или битумной обмазки перекрыть грунтовым водам доступ в тело конструкции.

Самый популярный в прошлом гидроизолятор бетона — жидкое стекло. «Стаж его работы» на стройках превышает полвека. Единственный недостаток данной добавки – большой расход (на 10 литров бетона – 1 литр жидкого стекла). Сегодня на смену жидкому стеклу пришла проникающая гидроизоляция – Пенетрон и его аналоги, работающие по другому принципу. При контакте добавки с цементом она кристаллизуется и закупоривает трещины и поры в бетоне. Кроме гидроизолирующего эффекта Пенетрон обладает антикоррозионным действием, защищая арматурный каркас от разрушения.

Рассматривая виды добавок для бетона и их назначение, не следует забывать о пигментах. Они используются для поверхностного окрашивания и колерования в массе тротуарной плитки, наливных полов, стеновых блоков и фигурного литья.

Придать бетону нужный цвет – задача не простая. Этот материал обладает сильной щелочной реакцией и быстро обесцвечивает обычные красители. Поэтому для окрашивания бетонных изделий используют окислы железа и хрома, стойкие к щелочам и солнечному ультрафиолету.

Полки строительных магазинов ломятся от обилия средств, модифицирующих свойства бетона. Однако, при детальном изучении ярлыков, вы убедитесь в том, что фирм-производителей добавок не так уж много.

К наиболее популярным и хорошо зарекомендовавшим себя на практике можно отнести следующие бренды:

• «Полипласт» (торговые марки Линамикс, Аэропласт, Реламикс, Криопласт)
• «Суперпласт» (линейка добавок в бетон Суперпласт, Эдванс, Ригоформ, Феррокрит)
• «Биотех» (серия добавок Биопан Б)
• «Альянс» (бренд АрмМикс)
• «Форт» (добавки в бетон Форт и Фортрайс)

Приобрести добавки можно в мешках, основная форма выпуска — 25 кг, и канистрах по 1, 5 и 10л.

Средние цены гипер и суперпластификаторов, ускорителей и замедлителей твердения бетона находится в диапазоне от 50 до 90 руб./кг. Ориентировочная стоимость противоморозных добавок — 35-50 руб./кг.

Смеси комплексного пластифицирующего и противоморозного действия можно приобрести по цене от 70 до 110 рублей за 1 килограмм. За воздухововлекающие добавки продавцы просят от 200 до 300 рублей за литр.

Гидрофобизаторы можно купить по цене от 150 до 300 руб./кг. Стоимость пигментных добавок (в зависимости от цвета) составляет от 150 до 250 рублей за 1 кг.

источник

Бетон является незаменимым строительным материалом. Конструкции, возведенные с его использованием, наделены долговечностью, прочностью, стойкостью к разного рода воздействиям.

Для улучшения некоторых характеристик смеси и конструкции, а так же для снижения себестоимости материала, применяют специальные присадки для бетона. Рассмотрим представленные на рынке виды добавок, и на какие свойства бетона они могут повлиять.

Бетон является искусственным материалом, получаемым в результате смешивания в определенных пропорциях вяжущего, наполнителей и воды, после чего полученная смесь формуется, уплотняется и твердеет. В соответствии с ГОСТ 25192-2012, выпускаются различные разновидности бетона в зависимости от вида вяжущих компонентов (цемента, гипса, извести, шлака и др.) и заполнителей (плотных, пористых и специальных).

Бетоны могут различаться следующими характеристиками:

• прочность;
• условия затвердевания;
• время набора прочности;
• плотность;
• морозостойкость;
• водопроницаемость;
• истираемость.

На эти свойства материала, а также темпы строительства и расход ресурсов можно повлиять, применяя добавки к бетону, которые являются экономичным и эффективным способом решения различных задач.

Присадками (добавками) называются продукты, которые после введения в бетонные смеси или обработки поверхности готового бетона улучшают их технические и строительные характеристики.

• Добавки для бетона по виду воздействия на его структуру могут быть химическими и механическими, к которым относятся все разновидности армирующих волокон, а также тонкомолотые наполнители.
• Присадки по форме выпуска различаются на жидкие, порошковые, пастообразные и гранулированные.
• Способы применения добавок: введение в смесь или нанесение на поверхность затвердевшего товарного бетона.
• Присадка к бетону и раствору может быть направленного действия или комплексной, объединяющей несколько видов воздействия на бетон.

Все добавки (согласно ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов») подразделяются на 4 группы:

1. Продукты для регулировки характеристик бетонных смесей. К ним относятся: пластифицирующие, водоредуцирующие, стабилизирующие, повышающие содержание воздуха (газа) и регулирующие подвижность растворов присадки.
2. Продукты для регулировки характеристик бетонов. В их число входят: повышающие прочность, морозостойкость, защитные свойства, стойкость к коррозии, регулирующие скорость затвердевания, понижающие проницаемость и расширяющие добавки.
3. Добавки, наделяющие бетоны дополнительными свойствами: морозостойкостью, влагонепроницаемостью.
4. Минеральные добавки.

Рассмотрим подробнее, какие присадки применяются для коррекции характеристик бетонных смесей и товарных бетонов.

Для повышения пластичности бетонной смеси, улучшения эксплуатационных характеристик бетона, используются пластификаторы. Эти продукты обосновались на первом месте по популярности среди добавок из-за своей эффективности. К тому же, цена на составы вполне бюджетная.

Какой эффект имеет применение пластификаторов:

• Появляется возможность снизить расход цемента (до 15%).
• Повышается прочность бетона.
• Улучшаются адгезионные характеристики.
• Бетонная масса становится более текучей и пластичной, легче заполняет труднодоступные места.
• Улучшается водонепроницаемость и стойкость к низким температурам.

1. Пластификатор С3: улучшает однородность смеси, ее подвижность, стойкость к влаге и морозу, повышает прочностные характеристики, снижает трещинообразование, усадку бетона.

«Релаксол» является добавкой комплексного действия для бетонных растворов. Она увеличивает подвижность смеси, повышает ее удобоукладываемость и морозостойкость, снижает время набора распалубочной прочности, расход цемента.

Выпускается в жидком виде, пастообразном и сухом. Паста и порошок перед применением разводятся в воде (в пропорциях, как предписывает инструкция производителя).

При проведении работ по изготовлению монолитных бетонных конструкций, важно обеспечить непрерывность процесса, так как в противном случае, приходится обрабатывать стыки старого и свежего бетона, что приводит к дополнительным трудозатратам.

Выходом из ситуации является применение добавок для замедления твердения раствора. Еще одним направлением, когда необходимо замедлить процесс схватывания, является длительная транспортировка приготовленной смеси к месту проведения работ.

Введение замедляющих схватывание добавок позволяет притормозить гидролиз и гидратацию клинкерных компонентов, и увеличить время твердения раствора, либо оперативно связать имеющуюся в составе свободную известь.

• Одним из активно используемых замедлителей является нитрилотриметиленфосфоновая кислота, а также добавка РСБ-500 (ИСБ-500), в основе которой лежит эта кислота. Присадка не содержит щелочи, наличие которой приводит к коррозии арматуры. Вводится в размере 0,02…0,15% от массы цемента.
• Аддимент ВЗ 6. Эти присадки для пенобетона и легких растворов обладают мощным эффектом замедления. Расход: 0,2…0,7% от массы цемента.
• Глюконат натрия, кормовая патока, молочная сыворотка.

Возможно возникновение обратной ситуации, когда требуется сократить время технологического процесса при выдерживании бетона в естественных условиях. Для этих целей применяются ускорители схватывания, которые активизируют гидратацию.

Обычно такие продукты являются электролитами. Они добавляются в бетонные смеси в количестве 0,5-3% от веса цемента.

Марки используемых ускорителей: Аддимент ВЕ 2, ВЕ5, ВЕ6, карбонат калия, хлорид и нитрат кальция, Cementol Omega P.

Уплотняющие присадки (их еще называют кольматирующими) заполняют поры бетона элементами, которые не растворяются в воде. Они повышают плотность бетона, его долговечность, стойкость к воде и агрессивным средам.

Такими добавками могут быть тонкодисперсные минеральные наполнители (сульфат, хлорид и нитрат железа, нитрат кальция — их дозировка не должна превышать 3%), а также водорастворимые смолы: диэтиленгликолевая смола ДЭГ-1, полиаминная смола С-89, триэтиленгликолевая смола ТЭГ-1 (дозировка 1-1,6%).

Повысить прочность бетона можно, применяя пластификаторы и стабилизаторы. Также для укрепления структуры бетона эффективны армирующие добавки, которые представляют собой волокна, изготовленные из стали, базальта, целлюлозы, полипропилена и других материалов.

Бетон, армированный микрофиброй, становится более эластичным, устойчивым к механическим повреждениям и износу. Срок службы таких конструкций значительно возрастает.

Введение в бетонные смеси стабилизаторов помогает снизить расслоение смеси, добиться оптимальной вязкости, повышает ее гомогенность, препятствует вытеканию красителя. К таким составам относятся: Sika Stabilizer 100, Alphalith Stabilisierer F1 (ST), МПД-10.

Арматура, используемая в производстве бетонных конструкций, со временем подвергается коррозии. Выпускаются добавки, повышающие защитные качества бетона в отношении арматуры и предотвращающие реакции металла и окружающей среды: нитрит натрия, нитрит-нитрат кальция, бихромат калия и др.

Для создания в теле бетона замкнутых воздушных пор, которые должны быть равномерно распределены по всему объему, применяются воздухововлекающие присадки. Такими добавками являются: соли органических, нефтяных, лигносульфоновых кислот, древесная смола, моющие средства (синтетические).

Воздухововлечение можно осуществить с помощью: омыленного древесного пека (вводится в количестве 0,005…0,035% от цементной массы), омыленной древесной смолы (0,01…0,08%), смолы нейтрализованной воздухововлекающей (0,005…0,05%) и др.

Активно применяют добавки, вовлекающие в бетон воздух, для повышения морозостойкости материала, стойкости к трещинообразованию, прочности на растяжение и для снижения плотности керамзитобетона.

При помощи использования газообразующих добавок получают микропористую структуру бетона. Газообразование происходит при добавлении в бетонную смесь алюминиевой пудры и кремнийорганических добавок (ГКЖ-94). Норма ввода таких присадок варьируется от 0,03 до 0,08% от веса цемента.

Бетоны с газообразующими добавками обладают повышенной долговечностью, водонепроницаемостью, стойкостью к действию солей, прочностью на растяжение. Для изготовления пенобетона применяются белковые и синтетические пенообразователи.

Вводимые в пенобетон присадки позволяют «вспенить» бетонную смесь, создать замкнутые ячейки. В отличие от газобетона с незакупоренными порами, пенобетон обладает большей морозостойкостью.

Присадки для газо- и пенообразования можно изготовить и своими руками, но лучше обратиться к испытанным и сертифицированным производителями продуктам.

Бетонные конструкции наделены малой эстетической привлекательностью. При необходимости (для производства строительных материалов и малых архитектурных форм) можно воспользоваться пигментами для окрашивания бетона и получить изделие требуемого цвета.

Выпускаются красители в порошкообразном, пастообразном и жидком виде.

Различают следующие виды пигментов:

• натуральные (получаются после механической обработки сырья);
• искусственные (при их производстве применяется термическая обработка);

При выборе пигментов следует обращать внимание на следующие характеристики:

• степень помола порошка (размер частиц самым непосредственным образом влияет на равномерность окраски);
• маслоемкость (от нее зависит долговечность окраски);
• стойкость к ультрафиолету (чем она выше, тем меньше вероятность изменения эстетических качеств окрашенных материалов под действием солнечных лучей);
• стойкость к щелочам (характеризует зависимость пигмента от действия щелочи в составе бетона);
• укрывистость (способность пигмента перекрывать базовый цвет бетона).

Важно! При необходимости получения яркого цвета изделия следует при производстве бетона использовать белый цемент.

Для окрашивания бетона используют два метода:

• Окрашивание еще на этапе изготовления смеси. В этом случае, изделие будет прокрашено полностью, по всему объему. Внешний вид его не изменится в процессе эксплуатации, несмотря на возможные повреждения и истирание. Стоимость такой обработки существенная, так как пигмента потребуется много.
• Нанесение красителя на готовое изделие из бетона. Применяются продукты, способные проникать внутрь бетона на 0,5…2 мм. Такие материалы наносятся валиком или при помощи распылителя, а также втираются шпателем.

Особняком стоит окрашивание бетонных изделий кислотными пигментами. Это ̶ один из самых востребованных продуктов. Окрашивание происходит после реакции красителя с цементом. Применяя кислотный материал, можно добиться на бетоне эффекта «под старину».

Эти составы вводятся для придания раствору и бетону водоотталкивающих качеств.

Различают два вида продукта:

1. Силиконаты, растворяющиеся в воде. Их применяют в виде растворов на водной основе.

К таким продуктам можно отнести:

• ГКЖ-11 (ввод в бетон осуществляется в количестве 0,02 % от веса цемента);
• ГКЖ-10;
• «Сиакор» (порошкообразный аналог первых двух жидкостей).

1. Силоксаны, силаны, силиконы, не растворяющиеся в воде. Они используются в виде эмульсий или составов на основе растворителя.

Наиболее популярным продуктом в этом сегменте является гидрофобизирующая жидкость 136-41 (ГОСТ 10834-76). Ею можно проводить как поверхностную обработку бетона, так и вводить добавку в состав раствора. Дозировка: 0,02…0,1% от веса цемента.

Помимо водоотталкивающих свойств, эта гидрофобная присадка повышает морозостойкость бетона и его пластичность.

При понижении температуры, процесс твердения бетона замедляется. Когда температура опускается ниже -3-х градусов, вода, находящаяся в бетоне, замерзает, происходит остановка гидратации вяжущего и процесса затвердевания.

Применение добавок позволяет снизить температуру замерзания воды, и затвердеть бетону при минусовых температурах. В качестве противоморозных добавок применяются: сульфаты алюминия и железа, поташ, хлористый кальций и др.

Все перечисленные виды добавок вводятся в смесь бетона вместе с водой, некоторые, особенно вязкие продукты, сначала смешиваются с одним из сухих компонентов, после чего смесь добавляется в раствор.

Важно! Хочется отметить, что к одновременному использованию нескольких добавок стоит относиться внимательно, так как это не только не гарантирует положительный результат, но и может оказать негативное влияние на характеристики бетона.

Отдельно хочется выделить добавки для получения полимерцементных бетонов, которые применяются для устройства полов. Ярким представителем этого сегмента является производимый компанией «Тэохим» Элакор «Эластобетон Б».

Использование добавки (1 кг на 5 кг цемента) позволяет обойтись без выравнивающих стяжек, защитных пропиток и топпингов. Покрытие обладает прочностью, стойкостью к воде, химии, паропроницаемостью. Оно ̶ беспыльное, с отличными декоративными характеристиками и практически вечное.

При введении в состав пигментов и наполнителей получается такое покрытие (на фото):

Подробнее ознакомиться с добавкой для укрепления бетона поможет видео в этой статье:

В нашей статье были рассмотрены различные присадки к бетону для улучшения его характеристик. Как видно, их ассортимент и сферы применения впечатляют. Однако к выбору продукта стоит отнестись со всей внимательностью.

источник

Модифицирующие добавки для бетона — это химические продукты неорганического или органического происхождения, включаемые в состав смесей с целью повышения их физико-химических характеристик и придания конечных положительных свойств бетону, необходимых для получения строительных конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками и в наиболее приемлемые сроки.

Назначение добавок очень разнообразно, а их ассортимент включает в себя более 800 разновидностей. Таким образом, выбор необходимых присадок для корректировки свойств изделий и повышения технологии изготовления железобетонных конструкций являет собой невероятно сложную задачу.

Для того чтобы правильно использовать те или иные лигатуры, применимо к конкретным требованиям и условиям производства, необходимо иметь осознанное представление о назначении, классификации и механизме действия модификаторов (см. видео в этой статье).

Наиболее изученные и свободно применяемые в нашей стране добавки (ГОСТ 24211-2003), в зависимости от основного получаемого эффекта действия, условно можно распределить на три группы:

• модификаторы, регулирующие характеристики готовых к применению смесей;
• добавки, изменяющие и повышающие основные свойства бетонов;
• химические лигатуры для придания бетонам специальных свойств.

Некоторые типы присадок обладают многофункциональным действием, например, воздухововлекающие, пластифицирующие, газообразующие и др. В этом случае модифицирующую добавку классифицируют с учетом наиболее выраженного эффекта действия.

Химические реагенты, вводимые в состав растворов — это эффективный метод прямого воздействия на архитектуру и физико-технические характеристики бетонов, позволяющий получить серьезный экономический эффект и высокие показатели качества готовых изделий:

• уменьшить расход вяжущих (до 12%) с одновременным увеличением прочности до 25%;
• повышенные технологические качества смесей (однородность, подвижность и др.);
• возможность регулирования скорости твердения и тепловыделения бетонного раствора;
• сокращение времени тепловлажностной обработки;
• твердение бетона без дополнительного прогрева в условиях низких температур (до -25°С);
• в 2–3 раза повысить морозостойкость изделий;
• на 1–2 марки повысить водонепроницаемость и прочность изделий;
• повысить сопротивление конструкций к различным температурным и химическим воздействиям.

Из этого видео Вы узнаете, как модифицирующие добавки для бетона изменяют состав строительной смеси.

В этой главе рассмотрим добавки, относящиеся непосредственно к улучшению качества смесей путем изменения их основных характеристик в процессе укладки в опалубку конструкций:

• пластификаторы;
• суперпластификаторы;
• стабилизирующие добавки;
• воздухововлекающие присадки.

Эффект разжижения, укладываемого в конструкцию бетона, получаемый в результате введения специальных модифицирующих лигатур называется пластификацией. Пластификаторы — это поверхностно-активные добавки представляющие собой жидкие суспензии или порошкообразные сухие смеси, которые при введении в раствор образуют нейтральные или слабощелочные соединения, регулирующие подвижность (удобоукладываемость) цементных бетонов.

Использование данных лигатур в производстве железобетонных конструкций позволяет упростить формование изделий за счет стабильного подвижного состояния применяемых составов. Помимо этого, сократить расход цемента, снизить водопотребность раствора и при этом увеличить плотность готового бетона.

К числу пластификаторов, которые дают возможность направленно регулировать характеристики цементных смесей относятся следующие добавки:

1. Лингосульфонаты технические (сокращенно ЛСТ) представляют собой соединение солей натрия и лигносульфоновых кислот с добавлением различных минеральных субстанций.

В стандартных тяжелых бетонах обычно используют пластификатор СДБ, хорошо повышающий подвижность смесей и позволяющий уменьшить расход цемента и водопотребность раствора на 8–12%. Поэтому, наиболее эффективно его использование при производстве конструкций с высоким проектным содержанием цемента.

Подсказки: применение добавки СДБ замедляет схватывание бетона и ее рекомендовано использовать только в сочетании с присадками, ускоряющими твердение растворов.

Первое место среди пластифицирующих добавок по праву занимают суперпластификаторы, относящиеся к разряду комплексных регуляторов состояния бетонных смесей.

• Суперпластификаторы, среди аналогичных реагентов, выделяются колоссальным эффектом разжижения цементных растворов без снижения параметров прочности при любых сроках испытаний.
• По своему составу — это синтетические полимерные присадки, которые не замедляют схватывание бетона. Расход СП обычно равен 0,1–1,2% от общего объема цемента.
• При использовании данных пластификаторов нужно учитывать, что действие СП ограничено 2–3 часами с момента их введения в бетонный раствор.

Основные виды СП представлены в таблице (см. фото).

Высокий эффект суперпластификаторов обусловлен их способностью образовывать на поверхностях зерен цемента и мелкозернистых заполнителей адсорбционных оболочек, уменьшающих внутреннее трение в структуре бетона.

Применение СП дает возможность широко применять бетонные смеси с низким водоцементным соотношением (В/Ц) при сооружении любых типов конструкций из монолитного железобетона классов прочности В15 и выше, при этом, используя простые технологические приемы, получить следующие преимущества:

• высокую прочность готовых изделий (60–80 МПа);
• возможность применения литьевого способа с краткосрочной вибрацией конструкций, при низком В/Ц, для производства сборного железобетона;
• благополучно заливать конструкции самого сложного профиля;
• повысить скорость формования изделий;
• снизить расход цемента;
• улучшить качество поверхности выпускаемых изделий;
• приготовление смесей на нестандартных заполнителях (мелкий песок);
• применение напрягающего цемента или расширяющих добавок при возведении монолитных конструкций;
• изготовление конструкций из жаростойкого бетона на портландцементе, глиноземистом цементе, шлакопортландцементе.

Эффект действия пластификаторов рассмотрим на примере наиболее распространенной добавки С–3 с прекрасными эксплуатационными характеристиками в соотношении цена–качество.

Пластифицирующая присадка С–3 вводится в смесь в форме водной суспензии необходимой концентрации. Состав используемого пластификатора выбирается потребителем с учетом проектных характеристик готового изделия. Эффективность действия добавки зависит от марки цемента и состава заполнителей.

Применение данного пластификатора позволяет получить следующие преимущества:

• увеличение подвижности бетона до П4–П5;
• улучшение пластичности (удобоукладываемости) в 1,5 раза;
• снижение В/Ц на 25%;
• повышает прочность конструкций на 25%;
• гидроизоляционные свойства W10 и более;
• морозостойкость F300;
• сцепление смесей с арматурным каркасом увеличивается в 1,6 раза.

Данный вид модификаторов — это минеральные или химические соединения, предотвращающие расслаиваемость бетонной смеси. Повышают ее однородность, водоудерживающую способность (проницаемость) и способствуют улучшению прохождения материала по трубопроводам.

• Бетон, изготавливаемый с применением стабилизирующих присадок, приобретает свойства самоуплотняющихся составов. Стабилизаторы снижают жесткость раствора, тем самым повышая степень его укладываемости.
• При введении в состав бетона стабилизирующей присадки, на поверхности цементных зерен формируется «микрогель», обеспечивающий создание «несущего каркаса» в цементном тесте и предотвращающий расслаивание раствора. Причем, эта конструкция позволяет заполнителям легко перемещаться, что не изменяет удобоукладываемости бетона.
• Такая технология позволяет укладывать смеси в густоармированные конструкции самой сложной конфигурации без использования вибраторов. Материал в период заливки самоуплотняется, выдавливая на поверхность излишки воды и вовлеченный воздух.

Из отечественных известных добавок — метилцеллюлоза водорастворимая. Представляет собой волокнистое белое вещество с легким желтоватым оттенком. Данное вещество позволяет легко регулировать плотность и реологические характеристики растворов, устраняет усадку и расслоение, повышает клеящую способность.

Все это дает возможность транспортировать смесь по трубопроводам с сохранением всех проектных требований. Может применяться с любым типом цемента, не оказывает влияния на сроки твердения и раннюю прочность.

Воздухововлекающие добавки используются для вовлечения в цементную смесь установленного объема воздуха — с целью формирования в бетоне системы закрытых и равномерно разделенных по всему объему конструкции воздушных пор.

Использование воздухововлекающих лигатур позволяет:

• получать бетон высокой морозостойкости FЗОО и более;
• при необходимости, понизить плотность готовых изделий на 50-250 кг/м3;
• применять для приготовления легкого бетона крупнозернистый заполнитель высокой плотности или обычный кварцевый песок (взамен пористого);
• снизить расход пористых материалов, уменьшить водопотребность раствора, повысить теплофизические и деформационные свойства изделий;
• при малом содержании мелкозернистого заполнителя изготавливать изделия с монолитной однородной структурой;
• увеличивать подвижность бетонной смеси и тем самым, сокращать время формования изделий, увеличивать уплотнение смеси, снижать ее расслоение при доставке и укладке в формы;
• улучшать звуко- и теплоизоляционные характеристики изделий.

Весьма эффективным способом повышения морозостойкости конструкций является применение воздухововлекающих присадок. Для получения бетона с высокими морозостойкими свойствами необходимо, чтобы величина зазора между соседними пузырьками воздуха не была больше 0,025 см.

Поэтому, для соответствующего эффекта необходим не только запланированный объем воздуха, но и создание воздушных ячеек как можно меньшего размера.

Все эти условия, для повышения морозостойкости бетона, помогают осуществить воздухововлекающие составы.

Обычно в смеси с воздухововлекающими добавками пористая поверхность составляет 1000–2000 см 2 /см 3 , а размер самих пор — 0,005–0,1 см. При этом оптимальное количество вовлеченного воздуха должно быть 4–6% от общего объема цемента. Расход цемента может быть увеличен при снижении зернистости заполнителя.

Следующая группа модифицирующих составов изменяет стандартные свойства бетонов:

• регуляторы твердения (замедлители, ускорители);
• регуляторы усадки и расширения;
• противоморозные добавки.

В зависимости от условий производства бетонных изделий, иногда возникает необходимость в удлинении или сокращении сроков твердения цементных композиций.

Необходимость в увеличении или уменьшении периода затвердевания бетонных растворов может возникать в следующих ситуациях:

1. При производстве работ в жаркий период времени. В промежутке между разгрузкой и заливкой бетона, может происходить раннее схватывание цементного состава, влияющее на удобокладываемость смесей.
2. При строительстве больших объектов — добавление замедлителей в сочетании с хорошей подвижностью растворов, может предотвратить формирование холодных швов при продолжительной заливке бетона.
3. Снижение тепловыделения и предотвращение образования трещин в момент твердения бетона при строительстве гидротехнических сооружений достигается за счет введения замедляющих присадок.

Критерий, по которому можно определить, какие модификаторы относятся к группе замедлителей или ускорителей — это относительное падение или прирост прочности бетона в установленный промежуток времени.

Так, эффективность ускорителей твердения определяется увеличением прочности минимум на 20% в течении суток при нормальном схватывании. Эффективность замедлителей — это снижение показателя на 30% в продолжение 7 суток при нормальных условиях.

В принципе, все присадки пластификаторы, вводимые в бетонную смесь в завышенных дозировках, наряду с процессом пластификации приводят к замедлению твердения и уменьшению прочности бетона. Это обусловлено способностью пластифицирующих составов образовывать адсорбционные пленки вокруг зерен цемента, препятствующие прохождению нормальной гидратации.

В результате наблюдается замедление образования структуры цементного камня, а значит, и запаздывание кинетики аккумуляции прочности бетона.

К специальным веществам, помогающим замедлению процесса твердения, относят следующие известные материалы иностранного и отечественного производства:

1. НТФ — Нитрилотриметиленфосфоновая кислота. Кристаллический порошок белого цвета, легко растворимый в воде. Отличается пластифицирующим действием, не способствует коррозии арматуры. Расход 0,02–0,15% от объема цемента.

1. Молочная сыворотка — отходы молочного производства, представляющие собой жидкость желтоватого цвета, в структуру которой входят белок, жир и молочный сахар. Водится непосредственно в момент приготовления бетона в количестве 1,5–3,0% от массы цемента.

1. Cementol Retarde — замедлитель-пластификатор иностранного производства (Словения). Добавляется в сухую бетонную смесь в виде предварительно приготовленного водного раствора. Рекомендуемый расход — 0,2–0,8 % от общего объема цемента.

Помимо рекомендуемых дозировок, указанных в главе, оптимальный расход добавок необходимо определять экспериментально в зависимости от проектных характеристик изделия.

Ускорители твердения, при добавлении в бетонную смесь, активируют процесс гидратации цемента и положительно влияют на формирование цементного камня. Эффект действия ускорителей схватывания характеризуется увеличением скорости твердения на 25% с повышением прочности бетона более чем на 20% в раннем возрасте при нормальных условиях.

В настоящее время в строительстве применяются следующие типы ускорителей процесса гидратации цемента:

1. Карбонат кальция (поташ) — это порошок белого цвета, обладающий высокими щелочными характеристиками. Обеспечивает быстрое схватывание бетонного раствора с образованием крупнопористой структуры в готовом изделии. Расход присадки от 1,5–5% от массы цемента. Не рекомендуется применять в сочетании с кремнеземистыми заполнителями во избежание коррозии арматурного каркаса.

1. Хлористый кальций (ХК) — ускоряет в 2 раза схватывание и набор прочности бетона. Например, введение 1% хлорида кальция повышает температуру раствора на 17°С. Не рекомендуется применять в производстве железобетона из-за ускорения коррозии армирующих деталей.

1. Хлористый натрий (ХН). Сухой состав белого цвета, разводимый в воде. Оптимальный расход — до 4 % от массы цемента. При повышении расхода, может применяться в качестве противоморозной добавки. Хлористый натрий в обиходе — это поваренная соль, поэтому, при необходимости, смесь с такой добавкой доступно приготовить своими руками.

Применение ускорителей для легких пористых бетонов, подвергаемых автоклавной обработке, позволяет в 2 раза уменьшить время изотермического прогрева, и на 10–15% снизить расход цемента.

В этом видео рассказывается о том, как ускорить твердение бетона.

Суммарные причины усадки складываются из пластических изменений: трансформаций в результате обезвоживания смеси, усадочных явлений в результате гидратации и карбонизации цемента.

• Усадка от обезвоживания связана с быстрым высыханием бетона, и может длиться несколько месяцев. Влажностные изменения можно регулировать снижением водоцементного соотношения. С уменьшением количества свободной воды, в растворе снижаются значения усадки от высыхания.
• Низкие характеристики проницаемости также приводят к снижению скорости высушивания бетона. Усадка от обезвоживания еще может регулироваться технологически правильными способами ухода за твердеющим основанием.
• Химические усадочные процессы (гидратационные) являются результатом соединения цемента и воды в процессе гидратации и являются самыми проблемными в технологии производства сборного железобетона.
• Эта реакция происходит независимо от показателей влажности окружающей среды, и всецело определяется степенью химической реакции происходящей в результате гидратации цемента.
• Результативным методом снижения химической усадки является применение сульфоалюминатных расширяющих добавок. Механизм действия таких добавок основан на химической реакции образования эттрингита, увеличивающегося в объеме в процессе формирования структуры.
• Твердение цемента в этом случае сопровождается двумя этапами: на первом этапе — это химическая усадка, а на втором — расширение материала. Причем, эти процессы проходят параллельно, уменьшая при этом химическую усадку изделия.

Используя сульфоалюминатные расширяющие композиции, регулируя их количество и состав, можно активно воздействовать на объемные трансформации твердеющего бетона.

Наиболее эффективным средством против усадки является органоминеральная комплексная модифицирующая добавка — Calumex E.A, представляющая собой многокомпонентный продукт. Он содержит в своей структуре расширяющие инградиенты, способствующие предотвращению усадочных деформаций и созданию высокопрочных бетонов даже на основе сильно подвижных смесей.

Бетонирование при отрицательных температурах связано с рисками размораживания бетона. При температуре +5°С и ниже, влага, находящаяся в растворе, кристаллизуется и прекращается процесс гидратации цемента.

• Кроме того, вода при кристаллизации (замерзании) увеличивается в объеме, и при расширении разрывает существующие структурные связи, которые при оттаивании уже не восстанавливаются.
• Следовательно, к противоморозным присадкам относят химические вещества, препятствующие замерзанию воды в растворе, и продлевающие или сокращающие время гидратации цемента.
• Как упоминалось выше, в роли противоморозных добавок, при необходимой дозировке, могут выступать все виды ускорителей твердения бетона.

Помимо них, в зависимости от химических составляющих, различают еще два вида противоморозных добавок:

1. Антифриз способствует снижению температуры кристаллизации воды, и одновременно продлевает время схватывания раствора. При этом данный вид химической присадки не влияет на формирование структуры.

1. Противоморозные реагенты на основе сульфатов обеспечивают оптимальную скорость схватывания раствора. Эффект действия данных добавок выражается в обильном выделении тепла в момент соединения компонента с продуктами гидратации.

Обратите внимание! Подбор состава бетона с необходимыми добавками зависит от температуры воздуха и типа монолитной конструкции. Объем вводимых присадок увеличивается пропорционально снижению температуры.

Критерием выбора той или иной добавки служат результаты проведенных испытаний на коррозийное воздействие, образование высолов на поверхности конструкций, необходимая скорость схватывания раствора и прочностные эксплуатационные характеристики изделия.

Для придания специальных свойств бетонным изделиям, в зависимости от эксплуатационных требований, существует ряд химических добавок в виде гидрофобизаторов и биоцидных присадок.

Гидрофобизаторы — это химические вещества, придающие оболочке капилляров в бетоне водоотталкивающие свойства. Эффект действия гидрофобных присадок объясняется тем, что они, участвуя в процессе гидратации цемента, осаждаются на стенках мелких капилляров, образуя гидрофобные оболочки c измененным углом смачивания, способствующим удалению излишков воды на поверхность материала.

В качестве основы для производства гидрофобизирующих составов, наиболее распространены кремнийорганические композиции двух классов:

1. Сухие или водные растворы кремнеорганических соединений.
2. Нерастворимые в водной среде: силиконы, силаны, силоксаны.

Многие зарубежные и отечественные специализированные предприятия предлагают готовые гидрофобизирующие смеси на основе вышеперечисленных материалов под различными обозначениями.

Например, кремнеорганическая добавка ГКЖ 136-41 позволяет улучшить следующие характеристики бетонных конструкций:

• в 5 раз увеличить морозостойкость;
• увеличить в 2 раза коррозийную стойкость;
• предотвращает появление высолов, плесени на поверхности изделий;
• на 30–40% сократить расход вяжущего;
• повысить водонепроницаемость;
• сократить сроки твердения на 20–50%;

Инструкция по использованию гидрофобизаторов рекомендует их применение в густоармированных тонкостенных конструкциях, для устройства полов, стен резервуаров и др.

Подсказки: содержание гидрофобизирующих присадок не должно превышать указанные в инструкции объемы, так как их ненормируемое применение может привести к снижению плотности и водостойкости покрытий.

Для предотвращения развития бактерий, грибков и других микроорганизмов в жилых и общественных зданиях бетонные конструкции должны быть наделены биоцидными свойствами.

Бактерии в период своей жизнедеятельности вырабатывают органические кислоты, которые в сочетании с силикатными реагентами образуют кальциевые легкорастворимые соли. Плесень, откладываясь на загрязненном основании, выделяет кислоты (щавелевые, лимонные), которые в период эксплуатации конструкций также могут образовывать агрессивные соединения.

Все эти, и другие подобные образования способствуют увеличению карбонизации бетона, приводящей к его разрушению.

• Микроорганизмы могут энергично разрушать не только покрытия, но и арматурный каркас — путем образования азотнокислых соединений, влияющих на стойкость металлических изделий.
• Для защиты от биохимической коррозии, в структуру материала в момент приготовления вводят специализированные биоцидные добавки.
• Биоциды по своему агрегатному состоянию могут выпускаться в виде сухих растворов, жидкостей и газообразных соединений.
• Выбор необходимого действия добавки зависит от состава бетона и вида микроорганизмов. Биоцидные модифицирующие присадки должны характеризоваться высокой активностью, экологичностью, и не оказывать влияния на эксплуатационные свойства конструкций.

ГОСТ 24211 2003 добавки к бетону действует и на органику, и на неорганические модификаторы. Состав того или иного вида присадок, а так же возможность их применения, обычно определяется опытным путем — с параллельной проверкой образцов на растяжение–сжатие в соответствии с действующими нормативными документами.

источник

19 Июл 2019      admin         14      

Похожие записи
• 
  Акриловые краски для камня и бетона
• 
  Проекты домов из бетона и бруса
• 
  Можно ли мешать бетон строительным миксером
• 
  Декоративные столбики для забора из бетона