Пластификаторы и добавки для бетона своими руками. Какие существуют добавки в бетон и сфера их применения Современные добавки в бетон

Для улучшения при его приготовлении добавляются различные присадки. Они позволяют увеличить прочность сооружений или повысить пластичность. Чтобы раствор не терял своих первоначальных качеств, используются специальные добавки в бетон.

Для чего применяются

При замешивании между его наполнителями, связующим веществом и водой происходит гидратация — химическая реакция, в ходе которой вода распадается на молекулы, образуются кристаллы и бетон затвердевает. Чем больше наполнителей содержится в составе, тем большее количество необратимых реакций произойдет в разное время. Для регулирования скорости гидратации в смесь добавляются вещества, с помощью которых структура бетона может изменяться.

Присадки способствуют протеканию различных процессов:

снижение температуры застывания;
усиление текучести;
повышение адгезионных свойств;
уменьшение объема бетона и его расхода;
предотвращение образования трещин;
увеличение водоотталкивающих свойств;
сужение пор и пр.

Кроме того, добавки бетонные используются для получения строительного материала с требуемыми характеристиками. Практически все компоненты в своей основе имеют химические соединения и производятся в сухом и жидком видах.

Виды добавок для бетона

Все добавки можно разделить на несколько групп:

пластифицирующие и модифицирующие;
замедлители и ;
газообразующие и воздухововлекающие;
антиморозные;
гидроизоляционные;
уплотняющие;
пигментные красители.

Пигментные красители для бетона

Каждый вид обладает своими свойствами, благодаря которым бетонная смесь приобретает те или иные характеристики для строительства.

Модификаторы

Добавки-модификаторы предназначены для улучшения таких свойств бетона, как продолжительный срок службы, прочность сооружений, устойчивость к низким температурам. Добавление модифицирующих присадок снижает проницаемость бетона, а также повышает подвижность раствора, способствуя более глубокому и равномерному заполнению пор и щелей.

Выбор модификатора обуславливается сферой применения бетона. Например, для сооружения площадок подходит один вид модифицирующего вещества, а при строительстве колодца или бассейна — другой.

Пластификаторы

Этот вид добавок является самым востребованным, поскольку с его помощью можно добиться текучести и нужной подвижности бетона. Действие пластифицирующих веществ заключается в уменьшении силы сцепления частиц смеси и предотвращении ее расслаивания.

Основное достоинство пластификаторов — экономичность. Благодаря добавлению присадок, можно снизить потребляемый объем цемента. Вторым преимуществом является возможность быстрого заполнения раствором тонкостенной опалубки или отливки отдельных сегментов из бетона (бордюров или плитки для садовых дорожек).

Кроме того, пластифицирующие примеси в составе увеличивают морозостойкость сооружений.

Добавки-пластификаторы могут различаться по степени уменьшения использования жидкости (воды). Классификация выглядит следующим образом:

Слабая (до 5%).
Средняя (5%).
Сильная (5-10%).
Сверхсильная (свыше 20%).

Из недостатков отмечается снижение скорости застывания бетона вследствие повышения пластичности и подвижности раствора, поэтому рекомендуется использовать одновременно пластификаторы и ускорители отвердения.

Антиморозная

Для повышения сооружений в смесь на стадии приготовления добавляется противоморозная присадка. Ее действие заключается в снижении температуры застывания раствора. Это значит, что бетонная смесь может застыть и при отрицательной температуре воздуха.

Главное достоинство противоморозных добавок — возможность проведения строительных работ с помощью бетонного состава в холодное время года без предварительного подогрева. При этом цемент успевает вступить в реакцию с водой и не застыть при нулевой температуре воздуха.

Регуляторы подвижности

С их помощью раствор сохраняет свою пластичность в самых неблагоприятных условиях. Лучшее время для применения таких веществ — лето, когда заливают бетонные полы. Регуляторы подвижности добавляют в состав для получения однородной массы при работе со стяжкой пола.

Главная особенность регуляторов подвижности — пригодность для работы даже после длительной транспортировки.

Добавки в бетон для набора прочности

Эти добавки являются катализаторами процесса набора прочности бетона и выполняют роль пластифицирующих соединений и ускорителей застывания одновременно. Они состоят из органических соединений.

В своем составе эти добавки имеют химические соединения:

модифицирующие подвижность и пластичность бетона;
повышающие влагостойкость и задерживающие влагу внутри раствора;
стабилизаторы против расслаивания цементно-песчаной смеси;
антиотвердители и отвердители;
воздухововлекающие и газообразующие соединения.

Они также могут выполнять антикоррозийные и противоморозные функции.

Воздухообразующие добавки предназначаются для образования микропор в смеси. Поскольку получается пена и появляются поры внутри конструкции, то возникает необходимость в гидроизоляции сооружения. Поэтому воздухововлекающие составы лучше использовать совместно с гидроизолирующими, чтобы увеличить морозостойкость бетона.

Кроме того, производятся вещества с антигрибковым эффектом. Присутствие таких добавок снижает риск образования плесени и грибковых поражений в местах стыков, подвергающихся частому и вынужденному увлажнению (например, в местах соединений фундамента с отмосткой).

Такие добавки приобретаются для изготовления пено- и газоблоков.

Антикоррозийные

При добавлении этих присадок раствор приобретает такие свойства смеси, как стойкость к воздействию агрессивных сред, вызывающих коррозию бетонной конструкции. Добавки защищают сооружения от разрушающей способности труднорастворимых соединений, предотвращают вымывание микрочастиц упрочнителей бетона, препятствуют растворению веществ.

Кроме того, антикоррозийные компоненты смеси добавляются в состав для повышения влагостойкости и увеличения плотности бетона.

Присадки для самоуплотняющихся смесей

Такие добавки с успехом применяются при изготовлении сооружений с тонкими стенами для повышения прочности конструкции и включают в себя пластификаторы, улучшающие подвижность бетонной массы. С их помощью увеличивается плотность состава и водонепроницаемость готовых изделий.

Регуляторы плотности способствуют уменьшению расхода связующего вещества, сохраняя при этом его качество.

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

Для того чтобы бетонная конструкция получила повышенную прочность, рекомендуется применять специальные материалы, добавляемые прямо в приготавливаемый цементно-песчаный раствор. Застывая, смесь, в которую добавили упрочнитель бетона, приобретает намного больше полезных характеристик, способствующих ее более длительному сроку службы. Кроме прочности к ним может относиться еще и водонепроницаемость, коррозионная стойкость и др.

Применение

Как правило, добавки в бетон, которые нужны для увеличения его прочности, применяют далеко не всегда. Использование таких материалов допустимо в случае:

наличия высоких требований к бетонным или железобетонным конструкциям по водонепроницаемости или морозостойкости;
применения в растворе нестандартных заполнителей типа мелкого песка;
изготовления бетонных изделий, на которые будет действовать высокая нагрузка (например, брусчатки из тяжелого или мелкозернистого бетона);
возведения конструкций монолитного типа, в которых используются минеральные расширяющие добавки.

Классификация и характеристики добавок

Упрочняющие смеси, добавки к бетону представляют собой специально приготовленные химические продукты. Они добавляются в конструкцию или изделие во время приготовления и застывают вместе с основными материалами.

Основным достоинством добавок является полная защита всего бетона по объему. А недостатком можно назвать невозможность укрепить уже созданную конструкцию (эту функцию выполняют укрепляющие пропитки, предназначенные для бетона).

Задачей пластификаторов, входящих в состав бетонных растворов, является повышение их подвижности. При этом удается как повысить прочность получающегося в результате бетона на 120-140 процентов, так и придать ему следующие свойства:

морозостойкость, повышенная на 1,5 марки;
водонепроницаемость больше на 3–4 марки.

Также применение пластификаторов снижает расход цемента до 25 процентов, что позволяет сэкономить на строительных работах.

Для ускорителей набора прочности характерно увеличение скорости твердения бетона, а также повышение его марочной прочности. Одним из таких веществ является гранулированный хлористый кальций, используемый при изготовлении пенобетонов, тротуарных плиток, стеновых камней и полистиролбетонов.

С его помощью производственный процесс ускоряется за счет меньшего простоя изделия в специальной форме, а количество выпускаемой продукции, соответственно, увеличивается. При этом наблюдается укрепление бетонов на несколько процентов. А на изделиях уменьшается количество сколов, ухудшающих их товарный вид.

В число полезных качеств, которые добавляет материалу упрочнитель бетона с противоморозным эффектом, входит не только увеличение прочности, но и устранение влияния низких (до минус 25 градусов) температур на процесс застывания.

Одним из самых популярных веществ данного типа является нейтрализованная смола, применяемая в комплекте с гидрофобизаторами (например, Софексил-гель и Типром-С).

Еще одним преимуществом добавки является повышение удобства обработки смеси.

Кроме того, получившееся изделие становится водонепроницаемым (и, таким образом, не требует гидроизоляции). А при транспортировке раствора заметно уменьшается его расслаиваемость.

Модификаторы бетонных растворов

Модификаторы — это добавка в бетон для повышения прочности, которая увеличивает также морозостойкость и подвижность состава. Есть модификаторы, способные улучшить противокоррозионные свойства бетона.

Комплексные добавки

Комплексные добавки для повышения прочности бетона дают дополнительные положительные эффекты. Например, некоторые вещества повышают удобоукладываемость бетона, его строительно-технические характеристики (водонепроницаемость и морозостойкость), сокращают количество затрачиваемой на приготовление воды, снижают расход цемента. При этом все компоненты добавки отлично взаимодействуют друг с другом.

Нюансы использования

Зная, как увеличить прочность бетона, какая добавка лучше подходит для поставленных целей, остается разобраться с правильным выполнением работ. В первую очередь вещество разводится в теплой воде до тех пор, пока не растворится. Если добавка смешивается с песчано-цементным раствором в жидком состоянии, она начинает действовать сразу. Сухой материал требует некоторого времени для полного растворения и перемешивания.

Расчетное количество добавки зависит от дозировки, указанной на конкретном материале его производителем, а также от степени увеличения прочности, которую необходимо получить. Рекомендуемое количество для пластификаторов не превышает 1% по массе цемента.

Другие способы упрочнения бетона

К укрепляющим относятся не только те материалы, что добавляют в бетон при его создании для повышения прочности. Когда конструкция уже готова и не подлежит замене, применяются другие вещества и другие методики. Популярнее всего в строительстве и при проведении ремонтных работ укрепление бетона с использованием жидких и твердых упрочнителей. Как правило, они лучше всего подходят для полов и других горизонтальных поверхностей.

Жидкие упрочнители или пропитки содержат в составе водорастворимые неорганические соединения. Они способны проникать в обычный бетон (который предварительно не обрабатывали гидрофобизаторами) на глубину 3–5 мм. Внутри материала жидкость вступает с ним в реакцию, образуя нерастворимые соединения, выступающие в роли упрочнителей.

Такая упрочняющая пропитка для бетона наносится как на старые конструкции, так и на новые, увеличение прочности которых не было предусмотрено в процессе изготовления. Недостатком пропиток является невозможность нанесения в условиях агрессивной среды. Достоинством – придание бетону способности выдерживать более сильные нагрузки.

Для укрепления бетона можно использовать и сухой упрочнитель, в составе которого содержится цемент. Конструкция, прочность которой увеличили таким способом, может выдерживать до 70 МПА. Кроме того, повышается прочность бетона на слабое растяжение и его износостойкость.

На процесс нанесения сухого упрочнителя не влияет агрессивность среды. Однако наносят его (в разведенном водой состоянии) только на гладкую и очищенную от пыли поверхность. Срок службы конструкции при этом увеличивается минимум на 10–15 лет.

Бетонный раствор постепенно перестаёт быть просто смесью камня и цементного молока. Современная химическая промышленность предлагает ряд соединений, способных улучшить рабочие и эксплуатационные качества бетона, что расширяет область его применения. Какие из них можно только приобрести, а какие сделать самостоятельно — вы узнаете сегодня.

Какие бывают добавки в бетон

Классификация добавок для бетона довольно обширна, но все разновидности делятся на две основные группы. В первую входят добавки, улучшающие рабочие качества смеси: время схватывания, подвижность, склонность к расслоению и прочие. Во вторую группу входят примеси, способствующие оптимизации эксплуатационных характеристик бетона: морозостойкости, водопоглощения , прочности, скорости корродирования. Заранее отметим, что многие добавки оказывают комбинированный эффект.

Можно провести различие по природе действия добавок. Часть из них химические, часть — механические. К первому типу добавок можно отнести пластификаторы, регуляторы гидратации и многие другие, практически все их разновидности, принцип действия и область применения описаны в строительном каталоге Госстроя СК-4.4.3 и ГОСТ 24211-91. Механические добавки — это всякого рода микроволокна , пористые наполнители и частицы тонкого помола, воздействие которых на структуру бетона наиболее очевидно и предсказуемо.

В данном обзоре мы будем рассматривать варианты замены популярных комбинированных добавок теми химическими соединениями, которые присутствуют в свободной продаже и производятся не строительными торговыми марками. Они вполне пригодны для улучшения наиболее важных характеристик самостоятельно приготовленного бетона, но без переплаты за именитый бренд продукта.

Средства для увеличения подвижности смеси

Подвижность бетона определяет его способность занимать форму опалубки без образования пустот. Для улучшения подвижности смеси используют поверхностно активные вещества (ПАВ) гидрофильного типа. Это, преимущественно, олеат и стеарат натрия, составляющие основу бытовых моющих средств, а также сульфитно-дрожжевая бражка (лигносульфонат) — отход целлюлозной промышленности, широко применяемый в производстве сухих строительных смесей.

Добавлять в бетон можно как смеси, содержащие указанные вещества (жидкое или хозяйственное мыло), так и жидкие/твёрдые концентраты. В последнем случае хорошо решается вопрос правильной дозировки добавок. Для справки, содержание ПАВ в бытовой моющей химии составляет от 35 до 70%, при этом всегда нужно исходить из расчёта максимальной концентрации, чтобы не превысить дозировку. Оба описанных типа пластификаторов добавляются в бетон в количестве 0,2-0,35% от массы цемента.

Побочные эффекты от применения пластификаторов в основном положительные. Это незначительное замедление схватывания смеси, снижение водоцементного соотношения на 10-15%, незначительное повышение пористости. Правильное применение лигносульфоната позволяет при сохранении объёма используемой воды сократить на 7-10% содержание в смеси цемента с сохранением марочной прочности.

Стабилизаторы расслоения

Расслоение бетонной смеси заключается в осаждении твёрдых частиц цемента и наполнителя со всплытием воды на поверхность, следствием чего является недостаток влаги для гидратации. В основном бетон расслаивается из-за чрезмерного вибрационного воздействия или при сбросе с большой высоты. Практически все пластификаторы на основе ПАВ улучшают равномерность коллоидной системы бетонной смеси, однако иногда требуется дополнительная стабилизация, например при отливке массивных монолитных конструкций.

Один из способов защитить бетон от расслоения — добавление молотых твёрдых частиц с высокой удельной площадью поверхности, за счёт чего цементная пыль лучше связывается с водой. Примером таких веществ можно назвать сажу, трепел, каолин, а также металлургические золы. Важно, чтобы используемые материалы были именно тонкого помола, иначе особого толку от них не будет. Такие добавки применяют в количестве до 10-15% массы цемента.

Иначе добиться качественной стабилизации бетонной смеси можно введением небольших порций метилцеллюлозы (МЦ) — до 0,5% от массы цемента. При использовании цемента из пластифицированного клинкера содержание МЦ снижается вдвое, также эта добавка может вводиться меньшими порциями при использовании связующего высоких марок.

Воздухововлекающие агенты и уплотнители

Пластификаторы на основе ПАВ вовлекают в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха, за счёт чего повышается пористость бетона. Такое действие вторично и имеет слабо выраженный характер, при необходимости пористость бетона можно существенно увеличить или, наоборот, сделать его более плотным.

В качестве газообразующего агента широко применяется пудра-серебрянка в очень малых дозах, порядка 0,02-0,05% от массы цемента. При желании можно использовать органосиликатный гидрофобизатор под названием ГКЖ-94. Чтобы качественно приготовить добавку для бетона на его основе, концентрированную жидкость следует развести и тщательно смешать с водой в соотношении 1:3 до образования устойчивой эмульсии, а затем этим составом доводить смесь до нужной консистенции. Итоговое содержание концентрированной ГКЖ-94 в бетоне составляет порядка 2-3% от объёма используемой воды.

Если нужно сделать бетон более плотным, в него при затворении добавляют трёхвалентное хлорное железо в концентрации около 0,1% от массы цемента. Это один из наиболее распространённых и общедоступных химикатов, применяемый в травлении печатных плат. Иначе повысить плотность бетона можно с помощью менее распространенных сульфата железа или кальциевой селитры, но их содержание в смеси сильно зависит от качеств цемента и минерального наполнителя.

Замедлители схватывания

Практически все добавки, повышающие пористость и пластичность бетона, замедляют схватывание, а уплотняющие добавки способствуют более быстрому течению гидратации. Чем больше времени остается у смеси на начальном этапе твердения, тем выше итоговая прочность конструкции. Кроме того, замедлители схватывания показаны для приготовления больших порций бетонной смеси, особенно в жаркую погоду, а также при поэтапной заливке объёмных конструкций для устранения холодных швов.

Основным средством замедления схватывания смеси являются различные формы сахара, однако эту добавку следует применять с особой осторожностью. Нормальное замедление схватывания происходит при концентрации около 0,3-0,5 грамма на каждый литр используемой для затворения воды. В более высоких дозах сахар способен нарушить течение гидратации, а то и вовсе сделать процесс твердения незавершённым. По этим причинам вместо чистого сахара применяют патоку с его содержанием, которая облегчает расчёт дозировки.

Иногда суммарный эффект от многочисленных добавок делает схватывание смеси слишком медленным, из-за чего требуется ускорить гидратацию. Для сокращения времени схватывания применяют смесь поташа и алюмината натрия или пищевой соды. Смешивать эти вещества нужно в соотношении 4-6:1, полученная смесь добавляется в сухой цемент в количестве 0,5-1 % от массы. Ускорители схватывания нужно также применять осторожно, ибо они могут негативно сказаться на прочности бетона.

Повышение морозостойкости и гидрофобности

Распространено мнение, что морозостойкий бетон обязательно должен быть плотным, ведь разрушение структуры происходит преимущественно из-за расширения воды в порах. Однако закрытая структура пор не вызывает подобной уязвимости, совсем наоборот: наличие микроскопических полостей помогает снять внутренние напряжения, вызванные линейными температурными деформациями.

Можно утверждать, что большинство воздухововлекающих пластификаторов и стабилизаторов благоприятно влияют на морозостойкость бетона. Иначе добиться требуемой устойчивости к низким температурам можно путём затворения смеси на воде с 2-2,5 % содержанием кальциевого жидкого стекла. Такая добавка надёжно закрывает поры и препятствует образованию микротрещин, за счёт чего водопоглощение бетонной конструкции снижается в разы.

Чтобы иметь возможность проводить бетонные работы при отрицательных температурах , цементное тесто затворяют на смеси воды с нитритом-нитратом-хлоридом кальция (ННХК). Такое соединение не приготовить самостоятельно, оно токсично и может использоваться только для негидрофобизированных смесей. Тем не менее других альтернатив для зимнего бетонирования практически не имеется. Бетон с применением этой добавки сохраняет повышенную морозостойкость также и при эксплуатации.

Добавки для повышения прочности

Чтобы укрепить структуру бетона, его уплотняют описанными выше методами, либо вводят механические армирующие примеси. Классический материал для дисперсного укрепления — минеральная, стальная или полимерная фибра. Её количество в бетонной смеси может составлять до 30% от объёма наполнителя. Вводят фибру либо путём сухого смешивания с цементом перед затворением, либо небольшими порциями в уже готовую смесь с тщательным механизированным перемешиванием.

Также повышение прочности происходит почти всегда при добавлении пластификаторов и стабилизаторов. Даже воздухововлекающие агенты имеют повышение прочности на сжатие в качестве вторичного эффекта, увеличивающаяся пористость компенсируется более оптимальными условиями твердения цемента.

Заключение

Промышленная разработка модификаторов бетона — довольно сложный и кропотливый процесс. Соотношение добавляемых химических соединений определяется не универсальными правилами, а разновидностью, составом и сроком хранения используемого цемента. Отдельно учитывается также тип минерального наполнителя и содержащиеся в нём пылевидные примеси.

Собирая «коктейль» из многочисленных компонентов нельзя гарантировать, что их совместное влияние на бетон не окажется негативным. Даже на предприятиях, производящих ЖБИ, количество и состав добавок в бетон определяются опытным путем через серию промежуточных испытаний. Это все говорит о том, что лучше использовать модификаторы в количествах, заведомо меньше рекомендуемых, не стремиться приготовить универсальную многокомпонентную добавку, а, наоборот, улучшать только обоснованно требуемые качества.

Хоть и говорится, что лучшее - враг хорошего, а вот технологи нашей Компании так не считают. Практически ни одно современное предприятие осуществляющее производство ЖБИ, цемента или бетонных смесей не обходится без применения специальных добавок для бетона, существенно улучшающих качество и характеристики смеси и регулирующих процессы схватывания цемента и его твердения.

Казалось бы, к чему эти добавки для бетона, если бетонная смесь изготовлена на современном оборудовании, и при её производстве не были нарушены все нормы и требования по времени и тщательности замешивания, соблюдён состав смеси, использованы качественные наполнители: цемент, песок, щебень, вода? Хорошая бетонная смесь - сама по себе хороша, но если есть возможность сделать её лучше: увеличить прочность, сделать её более подвижной, повысить её влагонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость, защиту от солей, нефтепродуктов и так далее тому подобное, то почему бы это не сделать?

Современное производство бетона , ЖБИ и цемента на то и современное, что учитывает все возможности и нюансы, позволяющие сделать продукцию "быстрее, выше, сильнее". Вот здесь на помощь комбинатам производящим ЖБИ и различным бетонным заводам приходят специальные добавки для бетона, воздействующие на поведение цемента на различных стадиях схватывания и твердения, и влияющие на качественные характеристики изготовленного ЖБИ , или, монолитной железобетонной конструкции, в течении всего периода эксплуатации.

Давайте рассмотрим основные виды химических добавок, которые используются на современном бетонном и ЖБИ производстве. Их можно условно разделить на группы:

добавки в бетон, регулирующие основные свойства смеси, такие как подвижность, пластичность, водоудержание, порообразование и т.д.
виды добавок, регулирующих сохраняемость и отвечающих за скорость твердения бетона, скорость схватывания цемента, в основном, влияющие на процесс гидратации в начальной стадии схватывания, твердения и набора прочности бетона.
добавка для придания ЖБИ или железобетону специальных свойств: полимерная, биоцидная и т.д.
противоморозные добавки для бетона, позволяющие производить бетонирование при минусовых температурах.
добавка в бетон, повышающая его прочность, морозостойкость, коррозионную стойкость.
ингибиторы коррозии стали, ибо стальная арматура , входящая в состав любых ЖБИ или монолитного железобетона, подвержена разрушающему воздействию агрессивных сред, в которых приходится работать многим железобетонным конструкциям.
расширяющие добавки в цемент, снижающие усадку, повышающие трещиностойкость, создающих самонапряжение ЖБИ и монолитных железобетонных конструкций.
красящие добавки - пигменты для бетона .
добавки в бетон для гидроизоляции, к которым можно отнести различные кольматриующие добавки, гидрофобизаторы и другие средства понижающие проницаемость бетонной конструкции.
различные поризующие виды добавок для лёгких бетонов: газообразующие, воздуховолекающие, пенообразующие и т.д.

Если у нас набралось столько групп, то сколько же будет добавок? Сразу скажу - много! Перечислять их всех - вряд ли хватит сил и времени. Выделим лишь основные, которые могут быть полезны широкому кругу строителей. Наверное не совру, если скажу, что, а вернее, его более продвинутый наследник - - самая используемая на сегодня добавка для бетона, используемая при производстве бетонных смесей. Во всяком случае Компания БЭСТО пластификатор с-3 используется практически всегда. Вообще, химические добавки, способствующие уменьшению водосодержания в составе бетонных смесей - наиболее востребованы. Очень много плюсов от их использования, а именно: повышается текучесть бетонной смеси без добавления лишней воды, она становится более пластичной, экономится цемент, повышается плотность, водонепроницаемость, морозостойкость и т.д.

Вот здесь и приходят на помощь специальные добавки для бетона - пластификаторы , которые начали использовать ещё с сороковых годов прошлого столетия. На сегодняшний день, мы в основном имеем дело с их новой версией, так называемыми суперпластификаторами. Они появились в СССР ещё в начале восьмидесятых. Безусловный лидер здесь - пластификатор с-3 . Одним из главных производителей суперпластификатора с-3 является компания "Полипласт". Чем же так хороши пластификаторы, давайте поглядим:

Экономия цемента. Для получения равнопрочного бетона одинаковой подвижности с применением пластификатора с-3 и без него, на один куб бетонной смеси расходуется цемента на 15% меньше. Достигается сиё великолепие за счёт снижения количества воды затворения. Но для сохранения необходимой подвижности смеси, производители обязательно вводят суперпластификаторы или пластификаторы в бетон. Таким образом одновременно снижается водоцементное отношение и при этом не снижается подвижность.
Без ущерба для прочности будущих ЖБИ и железобетонных конструкций повышается подвижность смеси. Что особенно актуально для монолитного строительства, где вовсю применяются бетононасосы и автобетононасосы , требующие для нормальной работы бетон п4-п5 (осадка конуса от 16 см).
Увеличение окончательных прочностных характеристик до 25%.
Благодаря улучшенной удобоукладываемости отпадает необходимость вибрирования свежеуложенной смеси!
Возможность без особых проблем заливать густоармированные конструкции: колонны, узкие опалубки стен и так далее.
Получение составов повышенной плотности (высокая непроницаемость), что положительно сказывается на водонепроницаемости ЖБИ и железобетонных конструкций в целом.
Повышение морозостойкости вплоть до F350 и трещиностойкости.
Снижается усадка твердеющего бетона или ЖБИ.
Возможность получать высокопрочные ЖБИ и бетоны, с показателями прочности на сжатие свыше 100МПа! К примеру: бетонный образец марки м-350 (B25) 28 суточного возраста обладает прочностью на сжатие всего лишь 25 МПа. То есть - в четыре раза меньшей. Применяя специальные модификаторы возможно получить смесь с марочной прочностью превышающёй марку используемого при затворении цемента.
Заводы выпускающие ЖБИ получают свою выгоду от использования пластификаторов за счёт сокращения времени пропаривания или снижения температуры в камерах. А это существенная экономия энергоресурсов, ускорение оборачиваемости формоснастки и как следствие - увеличение объёмов производства.
Увеличивается сцепляемость арматуры с бетоном аж в 1,5 раза (если не врут конечно физики-химики)

Мне кажется, что перечисленных плюсов вполне достаточно для того чтобы понять, что производить бетонные смеси или ЖБИ без пластификаторов - не самое выгодное мероприятие. Однако, в нашей бочке мёда есть и ложка дёгтя. Маленькая такая, но есть. И дёготь этот - незначительное замедление сроков схватывания и твердения бетонной конструкции. Можно считать это отрицательным эффектом, может кому-то он покажется и положительным, но суть одна. Для компенсации замедляющего действия пластификаторов иногда вводится специальная добавка для бетона - ускоритель твердения. Она и компенсирует всё, что подпортил пластификатор, а именно график нормального твердения отлитой конструкции.

На сегодняшний момент всё чаще и чаще применяются комплексные виды добавок в бетон. Как правило, они двухкомпонентные. Например: в основе пластификатор с-3, а в довесок ускоритель твердения, либо воздухововлекающая добавка, либо микрокремнезём и т.д. Благодаря таким комбинациям бетонные заводы получают высокопрочные смеси с уникальными характеристиками.

Другие виды добавок для бетонов и растворов

Ускорители твердения бетона Для компенсации действия пластификатора, немного тормозящего процесс твердения, иногда вводятся специальные добавки - ускорители твердения. Так же ускорители твердения могут применяться при нестандартных заливках, когда требуется быстрая схватываемость нижнего слоя бетонного массива, чтобы можно было без проблем продолжать лить дальше. Классический пример - монолитная чаша бассейна, когда в объединённую опалубку дна и стен бассейна необходимо уложить бетонную смесь так, чтобы при заливке в стены она не выдавила своей массой только что отлитое дно. Обычно этот процесс растягивается во времени, но его можно существенно сократить, если использовать ускорители твердения бетона. Ещё одна область применения ускорителей - бетонирование в холодную погоду. Ведь, чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленней происходит процесс гидратации цемента, начало и конец схватывания и набор прочности происходят в замедленном темпе. Здесь тоже помогают ускорители.

Замедлители твердения бетона По названию понятно - что делают подобные виды добавок. Применяют их для увеличения времени живучести бетонной смеси. В основном это может быть надо для транспортировки на дальние расстояния, при невозможности быстрой заливки и так далее. То есть, с применением замедлителей твердения мы берём тайм аут, чтобы успеть кое-что сделать: поесть пончиков, попить пива, поспать пока бетон будет отдыхать в бадье или корыте. Причем, растягивается это удовольствие аж на несколько часов. Как-то так. В группу замедлителей можно отнести водопонизители. Они так же оказывают замедляющий эффект.

Воздухововлекающие добавки Как Вы уже поняли из названия, они "вовлекают" воздух. При замешивании смеси создаются миллионы мельчайших микропузырьков воздуха. Для чего это нужно. Основная задача - создание в бетоне или ЖБИ микропористой структуры. Пористый шоколад помните? Вот тоже самое, только поры микроскопические. Благодаря наличию этих самых пор повышается морозостойкость бетонной конструкции или ЖБИ. Почему? Да потому как пропитавшей бетонную конструкцию воде, при замерзании, есть куда расширяться. В те самые поры. Дёшево и сердито.

Однако, и здесь не без дёгтя. Цементный камень то они уберегают от разрушения, а вот заполнители нет. Щебню так же достаётся от мороза и воды, как и без волшебных пузырьков. Но это уже совсем другая песня. Из минусов подобных добавок - снижение прочности бетонной конструкции. Незначительно, но есть. Во всяком случае, высокопрочный бетон с такими добавками не сделаешь. А морозостойкость можно повысить и другими способами, например: снизить водоцементное отношение, либо ввести в состав смеси золу уноса, при том же количестве цемента. Благодаря этому существенно повышается водонепроницаемость (коэффициент W в маркировке смесей) и плотность. Вода просто не попадает в бетонную структуру.

Противоморозные добавки для бетона Основное предназначение противоморозных добавок (ПМД) - обеспечение возможности зимнего бетонирования при минусовых температурах и отсутствии дополнительного прогрева залитой конструкции. Отдельные виды добавок позволяют производить бетонирование при температуре до - 25 градусов. Это "жесть" конечно, но если есть такая необходимость, то выбирать не приходится. Так как же действуют противоморозные добавки. Тем, кто знаком с "предметом" и так понятно, всем остальным постараюсь объяснить в нескольких фразах.

Главная суть застывания раствора или бетонной смеси - это так называемая гидратация цемента . Попросту - процесс кристаллизации минералов (силикатов, алюминатов) присутствующих в цементе, при взаимодействии его с водой. Скорость этого процесса существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При низких положительных температурах процесс схватывания цемента растягивается во времени (в несколько раз), при отрицательных температурах - он останавливается вовсе, по банальной причине замерзания той самой воды. Вот с двумя этими гадостями и борется, в силу своих возможностей, противоморозная добавка для бетона.

Главные задачи современных противоморозных добавок - сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона (в условиях низких температур), понизить температуру замерзания воды. По-русски выражаясь - сделать так, чтобы вода замерзала не при 0 градусов, а при -10 или -20. Наверное помните, что солёная вода - классический пример понижения температуры замерзания. Есть ещё одна задача у современных противоморозных добавок - не навреди. Прям как у Гиппократа: "...сообразно с моими силами и моим разумением, воздерживаясь от причинения всякого вреда..." А навредить они могут. Не все, но могут.

Существует довольно много мифов относительно вредности и полезности тех или иных противоморозных добавок для бетонов. Им приписывают все страшные грехи: и тебе коррозия арматуры, и снижение прочности, и снижение морозостойкости, и ещё пёс знает чего из того, что взбредёт в голову. К сожалению, я не химик и не естествоиспытатель, но попробую суммировать некогда прочитанное, услышанное и самим попробованное.

Миф первый: при применении противоморозных добавок, в монолитном железобетоне или самодельных ЖБИ происходит коррозия арматуры. Этот миф к нам пришёл из далёких времён - "когда деревья были большими". Взять самый распространённый в России нитрит натрия, так он наоборот является ингибитором коррозии. Многие противоморозные добавки положительно влияют на сцепляемость арматуры с бетоном. Я уж не говорю про современные комплексные добавки.

Миф второй: снижение прочности. При нормальном % введении добавок в бетон наблюдается некоторое отставание в темпах набора прочности, но по достижении классического подросткового возраста 28 суток лидирование лабораторного бездобавочного бетонного образца (твердеющего при +20 градусах) сходит на нет, и дальше часто наблюдается больший прирост марочной прочности именно у бетонов с противоморозными добавками. Вот тебе бабушка и снижение прочности.

Однако, не стоит забывать и про ненормальное % введение добавки в бетон. Вот тут и кроются возможные неприятности. Здесь разговор может затянуться, если начать вспоминать всякие методики раннего замораживания и т.д. Поэтому, обойдёмся двумя репликами. При недостаточном введении ПМД, смесь замораживается, процесс гидратации цемента останавливается и возобновляется лишь с приходом температуры достаточной для оттаивания замерзшей жидкости. В большинстве случаев это проходит безболезненно. Если конечно это не мост и не несущий ригель, который успели за зиму загрузить чем-нибудь тяжёленьким.

У совсем бездобавочных бетонов, случайно замерзших при резком снижении температуры, дело обстоит несколько хуже, но тоже вполне терпимо, при условии, что отлитые конструкции не нагружены. Однако, многое зависит от размера (объема) отлитого ЖБИ. Опять же, важно - когда конкретно бетон замёрз: в какой стадии находился цемент , набралась ли критическая прочность; воздействовала ли вода (дождь, снег тающий) на неокрепшую бетонную поверхность и т.д. Вот тут пожалуй возможна потеря прочности в среднем до 20% и в отдельных случаях снижение морозостойкости процентов до 50, так же наблюдается отшелушение верхнего слоя, эррозия и т.д.

Если рассматривать результаты лабораторных и натурных испытаний, можно сделать вывод, что противоморозная добавка для бетона (особенно комплексная) положительно влияет на результирующие характеристики бетонной конструкции, или железобетона. Увеличивается плотность (водонепроницаемость), обещается позитивное ингибирующее воздействие на арматуру, повышается проектная прочность в сравнении с бездобавочным бетоном.

Опять же, всё это возможно при одном условии, что добавка не левая. Если уверенности нет, то риск сродни "Русской рулетке". Есть проверенный временем Полипласт, но где гарантия, что это Полипласт, а не Равшанпласт разлитый в соседнем ангаре на строительном рынке. Контрафакт - наша всеобщая беда. Одно дело черкизовские Гучи и Карден, и совсем другое - когда эрзац-продукт касается здоровья и строительства. Если задуматься о возможных последствиях, становится немного не по себе.

Добавок конечно много. Перечислить их и описать - задача непростая. Я упомянул лишь самые используемые. По мере возможностей и сил постараюсь со временем дополнить эту страницу описанием проигнорированных ныне составов. А пока, что есть - то есть. С суперпластифицированным незамерзающим приветом, Эдуард Минаев.

Марка добавки	Назначение	Стоимость, руб.*
ТЕХНОНИКОЛЬ Master		750-850 руб./1 л; 500-700 руб./10 л
Полипласт СП-1	Пластификатор, противоморозная	900 руб./10 л; 120 руб./1 кг или 3000 руб./25 кг
Полипласт СП-3	Суперпластификатор, водонепроницаемая, для стяжки пола	От 70 руб./0,4 кг
АрмМикс СУПЕРПЛАСТ	Универсальная	От 70 руб./1 кг
Добавка Д-5	Гидроизоляция	От 130 руб./1 кг
Форт УП-3	Противоморозная, пластификатор	От 40 руб./1 кг
Biotech	Модификатор, пенообразующая	От 70 руб./1 кг
Форт УП-2М	Комплексная для устранения расслаивания раствора	От 70 руб./1 кг

Пластификаторы и добавки для бетона своими руками. Какие существуют добавки в бетон и сфера их применения Современные добавки в бетон

Для чего применяются