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.
Бетон – это наиболее известная и часто используемая строительная смесь, состоящая из цемента, заполнителя и воды. Но поскольку используется не только для устройства стен и перекрытий жилых и общественных зданий, но и для гидротехнических сооружений, фундаментов, конструкций специального назначения (опоры мостов, виадуков и др.), то в каждом отдельном случае вещество, имеющее общее название «бетон», не может быть одинаковым.
Каждый раз при проектировании объектов производится расчет конструкций с учетом всех условий не только их строительства, но и дальнейшей эксплуатации. А так как условия эксплуатации различны, то и бетонный раствор должен быть также разным.
Поэтому, для придания бетону нужных свойств, используются разнообразные добавки, которые меняют не только свойства жидкой бетонной смеси, но и самого затвердевшего бетона.
Добавки для бетона – классификация
Добавок существует очень много, поэтому и классифицируют их по-разному. Ниже приводится одна из наиболее часто используемых классификаций:
- Модификаторы бетона – способны повысить прочность бетонной смеси и ее морозостойкость, понизить ее проницаемость, продлить эксплуатационный срок готовой бетонной смеси. В то же время они не понижают подвижность смеси, что повышает эффективность ее использования и облегчает производство работ.
- Регуляторы подвижности – их используют в жаркую погоду или в случаях длительной перевозки бетона для того, чтобы сохранить необходимую пластичность .
- Пластифицирующие добавки. Их использование позволяет снизить расход бетона, не снижая его прочности. Они также дают возможность улучшить подвижность раствора, увеличить его плотность, а некоторых случаях и водонепроницаемость.
- Противоморозные добавки – используются при укладке бетона в зимний период при температурах до -15 и даже до -25 градусов.
- Добавки для самоуплотняющихся бетонов – используют при необходимости заливки тонкостенных бетонных конструкций.
- Добавки для ускорения набора прочности – улучшают данный показатель в первые сутки после укладки смеси, а также повышают прочность уже затвердевшего бетона.
Бывают ситуации, когда необходимо улучшить сразу несколько показателей бетонной смеси. Тогда используют комплексные добавки, способные оказывать воздействие сразу на несколько показателей.
Использование нескольких добавок в такой ситуации может привести к непредсказуемым результатам, а правильно дозированный комплексный препарат гарантирует необходимое качество бетона.
Все вещества, добавляемые в бетонную смесь, также можно разделить на 2 большие группы:
- (порошки, эмульсии и водные растворы) — вводятся в бетон в небольших количествах.
- Тонколомолотые вещества (минеральные вещества тонкого помола) – используют при необходимости экономии цемента и получения стойкого плотного бетона.
Химические добавки подразделяют по тому эффекту, который они оказывают на бетонную смесь:
- гидрофобизирующие;
- увеличивающие пластичность и подвижность смеси;
- противоморозные;
- снижающие отделение жидкости из раствора;
- стабилизаторы, не дающие жидкому бетону расслаиваться;
- ускорители отвердения;
- регуляторы деформационных процессов;
- замедлители схватывания;
- газо- и пенообразующие добавки, увеличивающие пористость бетона;
- повышающие стойкость к агрессивным средам, коррозии.
Модификаторы бетона
Эти вещества предназначены для изготовления бетонов специального назначения с высокими технологическими свойствами: низкой водопроницаемостью (марка не ниже W12), высокой прочностью (до В125), коррозионной стойкостью и долговечностью.
Некоторые модификаторы предназначены для получения расширяющихся, напрягающих и компенсирующих усадку бетонов и растворов.
Эти добавки в основном используются для изготовления обычно и предварительно напряженных изделий методами вибропрессования и формования.
Регуляторы подвижности бетонной смеси
Они используются в тех ситуациях, когда невозможно организовать производство бетонной смеси нужного качества непосредственно рядом со строительной площадкой и приходится возить бетон издалека. Эти вещества также необходимы, когда технология производства предусматривает длительный процесс укладки смеси.
Обычно эти вещества входят в состав комплексных добавок.
Их производят из:
- неорганических веществ;
- органических материалов;
- органоминеральных комбинаций.
Натуральные добавки производят в основном из отходов агрохимической, нефтехимической и лесоперерабатывающей промышленности.
Добавки неорганического происхождения делают на основе концентратов формальдегида и нафталинсульфокислоты.
Они придают смеси следующие качества:
- высокую текучесть;
- повышенную прочность;
- устойчивость к температурным перепадам.
Эти вещества снижают расходы на бетонные работы, снижают расход цемента при изготовлении бетона, положительно влияют на адгезионные свойства арматуры (улучшают сцепление арматуры с бетоном).
На таких работах как заливка колонн или густоармированных конструкций применение этих веществ является обязательным.
Противоморозные добавки
В холодное время года значительно замедляется процесс твердения бетона, что крайне отрицательно сказывается на показателях его прочности – бетон становится рыхлым, а показатель его морозостойкости при этом снижается.
Если на строительной площадке нет возможности использовать прогрев бетона, то используют , которые снижают температуру замерзания воды и, таким образом, нормализуют процесс твердения бетона.
Противоморозные добавки это жидкость плотностью примерно 1,4 л/кг с массовой долей азотнокислого кальция от 42 до 45% и активностью ионов водорода от 5 до 8 рН. Цвет добавки зависит от производителя и может быть светло-серым, желтоватым и даже темно-коричневым.
Эти добавки оказывают на бетон следующее воздействие:
- ускоряют набор прочности;
- увеличивают водонепроницаемость бетона;
- повышают его подвижность;
- ингибитор коррозии, содержащийся в добавке, защищает от окисления.
Применение противоморозных добавок предотвращает появление высолов на поверхности бетонной конструкции, увеличивает ее прочность, позволяет использовать для смеси цемент более низких марок, что снижает стоимость бетонных изделий.
Эти вещества вводят в бетонную смесь при заливке монолитных и предварительно напряженных изделий — мосты, дамбы, плотины, нефтегазодобывающие платформы.
Основным требованием к этим бетонам является их стабильность к водоотделению и расслоению.
Такие бетоны используют в густоармированных конструкциях, когда обычное уплотнение смеси невозможно, поэтому необходим бетон, который может уплотняться только поз воздействием собственного веса.
В эти бетоны добавляют гиперпластификаторы, которые позволяют получать бетоны с ультравысокими эксплуатационными свойствами.
Их используют для устройства монолитных бесшовных высокопрочных , торкретбетонирования, усиления и реставрации конструкций.
Добавки для ускорения набора прочности
Чаще всего здесь используют водные растворы хлористого кальция, хлористого натрия и других хлористых солей. Они ускоряют твердение бетона и применяются при устройстве следующих конструкций:
- сборные ж/б конструкции;
- густоармированные и тонкостенные сооружения;
- изделия нестандартных форм;
- бассейны.
Все эти вещества используются в основном при промышленном производстве бетона и изделий из него. В частном домостроении наиболее используемыми являются противоморозные добавки и ускорители твердения бетонной смеси.
Что нужно учитывать при использовании добавок для бетона
При покупке добавки обращайте внимание на производителя. Многие импортные добавки рассчитаны только на бетон, изготовленный из высококачественных компонентов, которые редко используют . Лучше приобрести отечественную добавку надежного производителя.
При самостоятельном смешивании бетона с добавками нужно точно соблюдать пропорции, иначе можно получить бетон низкого качества.
Также изучите, каким именно способом нужно водить добавку – некоторые вводятся с водой, а другие требуют предварительного смешивания с одним из сухих компонентов смеси.
Для бетонов, растворов и сухих строительных смесей
Гидроизоляционная добавка в бетон "Д-5" улучшает практически все основные характеристики бетонов и растворов. Она значительно повышает прочность, водонепроницаемость , сульфатостойкость, морозостойкость и адгезию бетонов и растворов, при этом является эффективным пластификатором и ускорителем твердения. Добавка Д-5 может обеспечить сохраняемость подвижности бетонных смесей в течение нескольких часов. Гидротехнические бетоны и растворы с гидроизоляционной добавкой Д-5 приобретают уникальное свойство самозалечивания сквозных трещин, которые могут образоваться в процессе эксплуатации конструкций. Самозалечивание трещин происходит при условии фильтрации воды через эти трещины.
Расход
Состав и применение
Внимание! Перед использованием необходимо обязательно ознакомиться с .
Добавка Д-5 не содержит в своём составе компонентов, опасных для цементного камня и арматуры, она не образует токсичных соединений в воздушной среде и воде. В присутствии других нетоксичных веществ и при воздействии климатических факторов она не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Добавка Д-5 допущена к производству бетонных и железобетонных конструкций и изделий, контактирующих с питьевой водой.
Добавка Д-5 выпускается в виде порошка светло-бежевого цвета. Она может применяться как в сухом виде, так и в жидком. Для получения жидкой добавки необходимо смешать сухую добавку Д-5 с чистой питьевой водой в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Область применения: .
- фундаменты
- подземные части зданий и сооружений
- мосты
- туннели
- гидротехнические сооружения
- морские и речные порты, пирсы
- резервуары для питьевой воды
- бассейны
- очистные сооружения и др.
а также в конструкциях, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и долговечности:
- высотные здания и сооружения
- взлётно-посадочные полосы аэродромов
- градирни
- хранилища зерна
- опоры ЛЭП
- телевизионные башни
- фортификационные сооружения
- несущие сборные железобетонные конструкции, в том числе, предварительно-напряжённые (плиты перекрытий, колонны, столбы, балки, фермы, мостовые конструкции, шпалы, напорные и безнапорные трубы и др.).
Достоинства и качества
Основные свойства:
- Повышает водонепроницаемость бетонов до W 20 и более. Это позволяет полностью исключить любую другую дополнительную гидроизоляцию бетонов, при этом высокая водонепроницаемость бетона сохраняется на весь период эксплуатации конструкции;
- Повышает прочность бетона на 50% - 100% по сравнению с бетоном без добавок;
- Ускоряет процесс твердения бетона. Нормируемая 100%-ная прочность достигается на 5 - 7 сутки твердения в нормальных условиях;
- Повышает сульфатостойкость бетонов на обычном портландцементе в 3-4 раза;
- Повышает адгезию бетона на 50-70% и придает бетонам свойство самозалечивания сквозных трещин шириной до 0,8 мм, которые могут появиться в конструкции в процессе эксплуатации вследствие динамических нагрузок, включая сейсмические. В обычных условиях это свойство проявляется в том, что при длительных перерывах в бетонировании (месяц и более), стыки между старым и свежеуложенным бетоном «срастаются» и не протекают даже при высоком давлении воды;
- Пластифицирует бетонную смесь. Повышает подвижность смеси с П1 до П4-П5 или снижает расход воды на 15-30% при сохранении подвижности бетонной смеси;
- Регулирует сохраняемость подвижности бетонных смесей в течение 3 часов и более (даже в условиях жаркого климата при температуре воздуха до +50°С);
- Увеличивает морозостойкость до F400;
- Придает бетонам противоморозные свойства (до - 5°С) в массивных конструкциях;
- Позволяет сократить сроки монолитного строительства не менее, чем на 25-30% за счёт быстрого набора прочности бетона, сокращения времени его выдерживания в опалубке и полного исключения всех дополнительных работ по наружной гидроизоляции бетона;
- Позволяет исключить процесс тепловлажностной обработки при изготовлении сборных железобетонных изделий, заменив его на прогрев в условиях «термоса» при температуре 30 - 40°С;
- Позволяет снизить расход цемента на 15 - 20% без снижения прочности и долговечности бетона;
- Значительно снижает (или полностью устраняет) усадку бетона;
- Повышает защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре;
- Повышает сцепление арматуры с бетоном, не меньше, чем на 30%;
Добавку Д-5 рекомендуется применять (включая торкретирование), при ремонте помещений с повышенной влажностью, при изготовлении бетонных стяжек (в том числе под «теплые полы»), а также при производстве сухих строительных смесей и изготовлении пенобетона. Добавка Д-5 рекомендуется и для использования в закладочных смесях, используемых при заполнении горных выработок, а также при изготовлении составов для цементации забетонного пространства при строительстве гидротехнических туннелей.
Упаковка: пакеты по 1 кг и мешки по 18 кг.
Срок хранения: 24 месяца в сухих условиях, считая с даты изготовления.
После истечения гарантийного срока хранения добавку Д-5 нужно испытать. В случае положительных результатов испытаний, добавка Д-5 может быть использована по назначению, и после истечения гарантийного срока.
Инструкция по применению добавки Д-5
Прежде, чем применить добавку Д-5 на объектах строительства или на заводах сборного железобетона, необходимо провести предварительные лабораторные испытания добавки с целью выявления её эффективности при взаимодействии с теми цементами и заполнителями, которые используются на каждом конкретном бетонном заводе. Рекомендуется испытать один контрольный состав бетона (без добавки) и три основных: при дозировке добавки 1,5%, 2% и 3% от массы цемента, при этом все составы должны иметь одинаковую осадку конуса.
При изготовлении бетона или раствора добавка Д-5 (в сухом или в жидком виде) вводится в бетоносмеситель одновременно с водой или цементом. Время перемешивания бетонной (растворной) смеси после ввода всех компонентов - не менее 30 секунд (определяется отдельно в каждом конкретном случае, в зависимости от конструкции бетоносмесителя).
Перевозку бетонной смеси до объекта строительства необходимо осуществлять в автобетоносмесителях при постоянном перемешивании бетонной смеси. Время с момента изготовления бетонной смеси до начала ее укладки в опалубку не должно превышать 60-90 мин.
Когда требуется обеспечить сохранность подвижности бетонных смесей в течение 1,5 - 3 часов и более, то необходимо изготовить бетонную смесь с добавкой Д-5 с начальной осадкой конуса 21 - 23 см.
При этом, чем выше будет дозировка добавки Д-5, тем дольше бетонная смесь будет сохранять свою подвижность и тем выше будет прочность бетона. При дозировке добавки 3% от массы цемента, достаточно высокая подвижность и перекачиваемость бетона обеспечивается через три часа и более. При этом, в первые 24 часа может наблюдаться некоторое замедление прочесса твердения бетона, однако, уже со вторых суток начнется ускоренный набор прочности.
В процессе укладки бетонную смесь необходимо тщательно вибрировать, особенно если нужна повышенная водонепроницаемость. После укладки бетона в опалубку важно не допускать пересыхания бетона на солнце и максимально сохранять собственную влажность бетона, особенно в первые 7 суток твердения, укрывать его пленкой или поливать водой.
При перерывах в бетонировании , поверхность ранее уложенного бетона в месте "холодного" стыка необходимо очистить от цементной корочки материалом «АрмМикс очиститель», оголить структуру бетона, смыть водой пыль и мелкие частицы и обильно увлажнить бетон. Эту процедуру необходимо проделать дважды: через 4-12 часов после укладки бетона (когда бетон затвердеет), и второй раз - после перерыва в бетонировании, непосредственно перед укладкой свежего бетона. При соблюдении этого условия будет обеспечена высокая адгезия между старым и свежеуложенным бетоном и достигнута требуемая водонепроницаемость "холодных" стыков (без применения каких-либо дополнительных конструктивных мероприятий) , даже если перерыв составит несколько месяцев.
Планируете выполнять бетонные работы, но не знаете, как самому сделать качественный раствор? Я расскажу про различные добавки в бетон для морозостойкости и улучшения его эксплуатационных качеств. А в качестве бонуса предложу подробную технологию приготовления бетона.
Из чего делается бетон
Бетон - это искусственный каменный материал, который образуется в результате уплотнения и затвердевания жидкого раствора. Бетонный раствор состоит из крупного заполнителя, мелкого заполнителя, связующего вещества и воды. В него входят следующие компоненты:
- Цемент - связующее вещество, которое отвердевает при взаимодействии с водой, образуя искусственный цементный камень.
- Цемент в растворе связывает и скрепляет между собой частицы заполнителя, поэтому от его количества и качества зависит марочная прочность бетона;
- Для изготовления строительного товарного бетона применяется цемент марок М200-М500.
- Щебень - крупный заполнитель и основа любого бетонного изделия. В процессе эксплуатации он воспринимает на себя основную нагрузку на сжатие.
- Наиболее прочным и качественным считается колотый гранитный щебень размером от 10 до 150 мм;
- Максимальный размер частиц щебня в растворе должен быть в три раза меньше минимальной толщины бетонного изделия;
- Например, для заливки бетонной стяжки толщиной 80 мм, щебень должен иметь частицы размером 15-25 мм.
- Песок - мелкий заполнитель, который обволакивается частицами цемента, и вместе с ним заполняет пустоты между частицами щебня.
- Песок может быть мелким или крупным, главное чтобы в нем не было глины, поскольку она значительно ухудшает качество бетона;
- По этой причине для приготовления раствора лучше всего подходит промытый речной песок.
- Вода - необходима для образования цементного камня. В процессе химической реакции воды с цементом, его частицы прочно скрепляются между собой:
- Такая реакция называется гидратацией;
- Вода должна быть чистой, без солей кислот и посторонних примесей, с температурой 15-25 °C.
- Модифицирующие присадки - комплекс специальных добавок, которые придают бетонному раствору определенные свойства.
Приготовление бетонного раствора с добавками
Бетонную смесь можно купить готовую, а можно изготовить своими руками. Для приготовления бетона различных марок, все компоненты перемешиваются между собой в строго определенной пропорции до получения густой однородной массы:
| Иллюстрация | Инструкция по приготовлению бетона |
 |
Применение бетона марок М100-М400:
|
 |
|
 |
Введение добавок:
|
 |
Использование бетона:
|
Марочная прочность бетона обозначается индексом «М» и числовым значением, например, М100, М200 и т.д. Числовое значение характеризует максимально допустимую статическую нагрузку в килограммах на 1 см². К примеру, для бетона марки М150 максимально допустимая нагрузка на сжатие составляет 150 кг/см².
Что влияет на качество бетона
В ряде случаев фактическая прочность бетонных изделий, даже после созревания цементного камня может оказаться ниже заявленной марочной твердости бетона. Для этого может быть несколько причин:
- Марка цемента:
- Чем выше будет марка используемого цемента, тем более качественным и прочным получится бетонный раствор;
- Еще одно преимущество высоких марок - это экономия цемента. Например, для приготовления одной и той же марки бетона, цемента М400 требуется в два раза меньше, чем М200.
В таблице показаны пропорции компонентов и водоцементное отношение для различных марок бетонов.
- Водоцементное отношение (В/Ц):
- Этот показатель характеризуется отношением количества воды к количеству цемента в бетонном растворе. Например, если для приготовления используется 2 части цемента и 1 часть воды, то В/Ц такого раствора составляет 0,5 ;
- Для процесса гидратации достаточно соотношения 0,2, однако такой раствор получится очень густым;
- Чтобы повысить пластичность и текучесть раствора, В/Ц обычно увеличивают до 0,3-0,5;
- В тоже время, избыток воды существенно снижает прочность бетона, поэтому я не советую увеличивать показатель В/Ц более 0,8. То есть на 1 ведро цемента можно заливать не более 0,8 ведра воды.
- Вязкость раствора:
- Чтобы бетонный раствор заполнил всю форму опалубки без образования пустот и воздушных карманов, он должен быть текучим и пластичным;
- Для повышения пластичности бетонной смеси, лишнюю воду в раствор доливать нельзя;
- Чтобы сделать его более текучим без добавления воды, применяются пластифицирующие добавки.
- Проникновение воды:
- Даже самые тяжелые марки бетона имеют ячеистую структуру с открытыми порами;
- Через поры вода постепенно просачивается сквозь толщу бетона;
- Это приводит к коррозии арматуры, протеканию стенок бассейнов и разрушению силами морозного пучения.
- Воздушные полости:
- Наличие пустот, раковин и воздушных карманов снижает плотность и марочную прочность бетонных изделий;
- При замерзании воды в пустотах, она расширяется и образует микротрещины в теле бетона;
- Под действием многократных циклов замерзания/оттаивания, прочность конструкции из бетона постепенно снижается.
- Окружающая температура:
- Для нормальной работы с бетонным раствором температура окружающего воздуха должна быть не ниже 0 °С, однако уже при снижении температуры до +5°C его схватывание заметно ухудшается;
- При минусовой температуре замерзающая вода увеличивается в объеме, и разрывает связи между частицами цемента;
- Лед не может вступить в реакцию с цементом, поэтому в замерзшем растворе прекращается гидратация и образование цементного камня.
Разновидности добавок для бетона
Пластифицирующие добавки
Пластификаторы считаются наиболее распространенной добавкой, которая применяется в жилищном строительстве на протяжении всего года. Они изготавливаются на основе жидких поверхностно-активных веществ (ПАВ) с добавлением вспомогательных компонентов.
Действие пластификаторов:
- ПАВ уменьшают поверхностное натяжение воды, и улучшают смачиваемость сухих твердых частиц;
- Вода с добавлением ПАВ становится скользкой и слегка мыльной на ощупь, и за счет этого уменьшает трение между частицами крупного и мелкого заполнителя;
- Твердые компоненты раствора обволакиваются мыльной жидкостью, и легко скользят относительно друг друга под своим весом вниз, а пузырьки воздуха между ними свободно выходят наверх;
- Таким образом, при заливке бетона получается плотная однородная масса без пустот, раковин и воздушных пузырей.
Особенности применения пластифицирующих добавок:
- Добавление пластификаторов позволяет получить густой и плотный бетонный раствор с хорошими показателями подвижности, текучести и удобоукладываемости;
- Он хорошо затекает в узкие и глубокие места, проникает в густоармированные конструкции, не прилипает к стенкам форм и опалубки, а после застывания обладает повышенной устойчивостью к морозу и перепадам температуры;
- Для достижения нормальной консистенции раствора требуется добавлять меньше воды, в результате чего увеличивается плотность и прочность бетона;
- По своему действию пластифицирующие добавки делятся на два вида:
- Суперпластификаторы - позволяют уменьшить количество воды на 10% без ухудшения качества и подвижности бетонной смеси;
- Гиперпластификаторы - обладают такими же свойствами, но позволяют снизить количество воды в растворе на 20% от необходимого объема;
- За счет меньшего количества воды, в раствор можно добавлять меньшее количество связующего вещества, что позволяет более экономно расходовать дорогостоящий цемент.
Если у вас нет пластификатора, то для улучшения подвижности бетона можно использовать любое жидкое мыло или средство для мытья посуды. Его нужно добавить в воду для замешивания раствора, из расчета 1 колпачок на 2 ведра готового бетона.
Ускорители отвердевания
При нормальных условиях время схватывания бетонного раствора может длиться от 6 до 12 часов, а период окончательного созревания может продолжаться от 7 до 28 суток. В некоторых случаях время схватывания нужно увеличить или уменьшить.
Для этого применяются замедлители или ускорители твердения бетона. Такая добавка продается в виде порошка хлористого натрия или хлористого кальция с различными добавками. Хлористые соли, входящие в ее состав, оказывают двойное действие на отвердевающий бетон:
- Быстрое схватывание. Водный раствор хлорида натрия вступает в химическую реакцию с цементом, и ускоряет схватывание цементного камня;
- Низкая температура замерзания. Солевой раствор имеет температуру замерзания намного ниже 0°C, поэтому бетон с такими добавками не превращается в глыбу льда при отрицательных температурах.
Сфера применения:
- Ускорители имеет смысл использовать в тех случаях, когда заливать новую порцию бетона можно только после полного застывания предыдущего слоя раствора;
- В жилищном строительстве такая добавка в бетон может понадобиться при заливке чаши бассейна, при монтаже монолитного потолочного перекрытия, при изготовлении художественной лепнины или других деталей архитектурного декора;
- При бетонировании в сильный мороз важно чтобы бетон набрал не менее 50% своей прочности до того, как вода в растворе полностью замерзнет, иначе его качество будет очень низким, и он быстро разрушится;
- В таком случае добавление хлористых солей снижает температуру замерзания воды, и ускоряет время твердения бетона, поэтому он успевает набрать необходимую прочность.
Хлористые соли при контакте с черными металлами вызывают активную коррозию. Поэтому такие вещества не рекомендуются использовать в железобетонных изделиях с диаметром прутков арматурной обвязки менее 5 мм.
Замедлители твердения
Такая добавка для бетона тормозит реакцию гидратации и замедляет схватывание цементного камня, продлевая время жизнеспособности бетонной смеси. В жилищном строительстве замедляющие добавки используются нечасто, однако в некоторых случаях без них не обойтись, например:
- Длительная транспортировка:
- Если бетонный раствор нужно возить на большие расстояния, то за время доставки он может начать схватываться прямо в миксере, даже если его постоянно перемешивать;
- Чтобы этого не произошло, в раствор добавляется замедлитель.
- Непрерывная заливка:
- Если вы бетонируете длинный ленточный фундамент или монолитную плиту большой площади, то каждую новую порцию раствора нужно заливать до начала схватывания предыдущего слоя;
- В противном случае изделие получится немонолитным, а на стыках могут появиться усадочные трещины;
- С добавление замедлителя работа займет больше времени, однако весь объем залитого бетона будет застывать одновременно.
Время схватывания бетона напрямую зависит от окружающей температуры, поэтому в холодную погоду замедлителя нужно добавлять меньше, а в летнюю жару наоборот больше.
Зимние добавки
Выше я описал основные недостатки выполнения бетонных работ в холодное время года, однако при грамотном использовании противоморозных добавок, заливать бетон можно даже при отрицательных температурах до -25 °C.
Морозостойкие добавки для бетона бывают нескольких видов. Каждый из них применяется в зависимости от конкретных условий:
- Пластифицирующие добавки - улучшают подвижность и удобоукладываемости холодной бетонной смеси, однако сами по себе не защищают бетон от замерзания:
- Пластификаторы могут быть эффективными при температурах от +1° до +35 °C;
- При температуре ниже +1 °C их нужно использовать в комплексе с антифризами.
- Антифризные добавки - органические вещества и растворимые соли щелочных металлов, которые существенно снижают температуру замерзания воды:
- Хлористый натрий и хлористый кальций обладают хорошим антифризным действием, однако вызывают сильную коррозию стальной арматуры. Такие противоморозные добавки подходят для очень низких температур (ниже -20 °C);
- Нитрит натрия и нитрит кальция стоят немного дороже, однако не так сильно реагируют с металлами, поэтому подходят для заливки ж/д изделий с тонкой стальной арматурой. Можно использовать при температурах до -15 °C;
- Мочевина и поташ практически не вступают в реакцию с металлами, однако имеют более высокую температуру замерзания, поэтому применяются при не очень низких температурах (от +5 до -10 °C).
- Гидратирующие добавки - то же что и ускорители отвердевания, о которых я писал выше.
- Назначение зимних гидратирующих добавок заключается в том, чтобы обеспечить набор прочности бетона не менее 50-70% до того, как вся вода превратится в лед;
- Для этого чаще всего применяются комплексные присадки, состоящие из хлористых солей натрия и кальция, нитрита натрия и органических компонентов;
- Рекомендуемая температура использования гидратирующих добавок - от -25 до +10 °C;
С применением солевых добавок нужно соблюдать осторожность. Если во время приготовления раствора вы превысите рекомендуемую дозировку, то бетонная смесь может схватиться уже в течение 10-20 минут.
Воздухововлекающие и газообразующие добавки
Из названия понятно, что такие виды добавок помогают насыщать бетонный раствор пузырьками воздуха и газа. Они применяются в следующих случаях:
- Газообразующие добавки - минеральные вещества, которые вступают в реакцию с компонентами раствора, и выделят пузырьки углекислого газа:
- Применяются при производстве легких марок ячеистого бетона, пенобетона и газобетона;
- Благодаря низкой плотности и пористой структуре, такие материалы имеют небольшой удельный вес и обладают хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами;
- Вспененный раствор за счет пузырьков газа увеличивается в объеме, что позволяет более экономно расходовать дорогие компоненты для производства бетона.
- Воздухововлекающие добавки - химические препараты, которые способствуют захватыванию и удерживанию пузырьков воздуха во время перемешивания раствора в бетономешалке:
- Множество воздушных пузырьков проникают между частицами крупного и мелкого заполнителя и тем самым обеспечивают естественную смазку;
- За счет воздушной подушки уменьшается сила трения между твердыми частицами, поэтому раствор получается более подвижным и пластичным;
- Воздушные пузырьки не выходят на поверхность и остаются в застывшем бетоне, образуя демпферные полости;
- Когда замерзающая влага в порах начинает увеличиваться в объеме, она не разрывает бетон, а расширяется в демпферных карманах;
- Таким образом, вовлечение воздуха защищает бетон от растрескивания и позволяет увеличить количество циклов замерзания/размораживания.
Вспомогательные добавки
Ниже я расскажу о химических препаратах, которые сами по себе не оказывают влияния на формирование цементного камня, но в то же время позволяют улучшить эксплуатационные свойства бетона:
- Гидрофобные составы позволяют уменьшить проницаемость бетона для молекул воды. Они изготавливаются на основе полимерных, битумных или силикатных смол.
- Гидрофобизаторы применяются при заливке фундаментов, строительстве бассейнов, погребов, септиков, кессонов и прочих заглубленных бетонных конструкций;
- Жидкое стекло — наиболее распространенный и недорогой вариант. По мере застывания бетона, частицы жидкого стекла кристаллизируются и заполняют поры в бетоне;
- Пенетрон - проникающий гидрофобизатор на полимерной основе. Его можно использовать даже после отвердевания бетона. Синтетические смолы при взаимодействии с цементом полимеризуются, и плотно закупоривают все пустоты, поры и трещины.
- В результате реакции на металле остается оксидная пленка, предохраняющая его от окисления;
- Такие препараты применяются при изготовлении бетонных растворов с добавлением солевых пластификаторов и антифризов.
- Модификаторы и упрочнители - обобщающее название комплексных присадок, в которые может входить несколько компонентов. Например, препарат «Полипласт» содержит пластифицирующие, противоморозные компоненты и укоритель схватывания цемента;
- Биоцидные добавки содержат в своем составе противомикробные и антисептические препараты. Они препятствуют росту и развитию гнилостных бактерий, плесневого грибка, мха, лишайника и прочих вредоносных организмов.
- Пигментные красители позволяют окрашивать бетонные изделия в любой подходящий цвет. Применяются при изготовлении тротуарной плитки, стеновых блоков, наливных бетонных полов и малых архитектурных форм.
При использовании пигментных красок нужно иметь в виду, что бетон сам по себе имеет серый цвет. Поэтому даже при добавлении большого количества красителей, у вас не получится добиться ярких и насыщенных оттенков.
Стоимость присадок для бетона
Все описанные химикаты продаются в широком ассортименте в любом строительном гипермаркете. Сухие препараты обычно расфасованы в бумажные мешки по 2,5 или 25 кг. Жидкие реактивы разливаются в пластиковые бутылки или канистры объемом от 1 до 10 литров.
Ориентировочные цены:
- Стоимость супер- и гиперпластификаторов, а также замедлителей и ускорителей схватывания бетона примерно одинаковая, и составляет от 110 до 250 рублей за килограмм;
- Противоморозные солевые добавки стоят дешевле - от 80 до 150 руб./кг;
- Средняя цена комплексных модифицирующих добавок может быть от 200 до 400 руб./кг;
- Гидрофобные составы обойдутся дороже - от 280 до 500 руб./кг;
- Наиболее дорогими считаются воздухововлекающие компоненты - от 300 до 650 руб./кг;
- Красящие пигменты, в зависимости от их цвета могут стоить от 160 до 350 руб./кг.
Заключение
Теперь вы знаете, как правильно приготовить бетонный раствор, и в каких случаях нужно использовать пластификаторы, ускорители, замедлители и прочие гидроизоляционные добавки в бетон. Рекомендую просмотреть видео в этой статье, а все ваши пожелания и вопросы оставлять мне в комментариях.
Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.
Для чего нужны добавки?
Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.
После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.
Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:
- Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
- Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
- Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
- Приготовление мелкозернистого бетона;
- Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.
Виды упрочняющих добавок для цемента
Пластификатор . На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.
Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.
Ускоритель набора прочности . Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.
Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.
Противоморозные добавки . В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).
Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.
Комплексные присадки . Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).
Тонкости применения
Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.
Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).