Добавки пав для бетона
Добавки в кладочные растворы – улучшаем параметры кладки
Несмотря на обилие всевозможных готовых строительных смесей, самым востребованным в частном строительстве остается самодельный раствор на базе ЦПС и его вариации. А чтобы в домашних условиях получить смесь с повышенными техническими характеристиками, в раствор вводятся различные вещества. Эти добавки обеспечивают раствору необходимые свойства, в зависимости от условий использования.
В этой части курса будут рассмотрены добавки в кладочные растворы.
- Действие добавок.
- Виды добавок.
- Выбор добавок.
- Преимущества растворов с добавками.
Действие добавок
Добавки в кладочные растворы выполняют две основных функции.
- Упрощают работу с раствором – за счет повышения пластичности массы, увеличения срока «жизнеспособности», увеличения адгезии к поверхности, расширения рабочего температурного диапазона.
- Повышают характеристики кладочного шва – упрочняют, продлевают срок службы, предотвращают образование высолов, повышают морозостойкость, снижают проницаемость, повышают декоративность.
Современные средства зачастую комплексные и действуют как на эксплуатационные свойства раствора при использовании, так и на характеристики, которых достигнет кладка.
Виды добавок
Добавки для кладочных растворов выпускаются в двух состояниях.
- Сухие – добавляются в раствор в исходном виде или требуют разведения в соответствии с дозировкой.
- Жидкие – концентрат для разведения или полностью готовый к употреблению продукт.
Разновидности добавок классифицируются по действию.
Пластификаторы – основной помощник мастера в совершенствовании кладочных растворов, они повышают подвижность, улучшают обрабатываемость и продлевают время «жизни» раствора, снижают количество воды для затворения и понижают проницаемость шва. Благодаря сочетанию функций нескольких добавок, пластификаторы упрощают процесс приготовления раствора. Кроме этого, они увеличивают процент выхода раствора с сохранением всех прочностных качеств.
Ускорители – значительно сокращают срок созревания бетона, позволяя сократить интервал между циклами строительства или при изготовлении послойных конструкций.
Противоморозные – обеспечивают работоспособность раствора при пониженных и отрицательных температурах, ускоряют созревание, предотвращают замерзание жидкости, препятствующее процессу гидратации.
Армирующие – повышают прочность шва, его устойчивость к усадкам и деформациям, ускоряют процесс твердения. Представлены разновидностями фибры (полипропиленовая, базальтовая, стеклянная).
Декоративные – красители, придающие раствору насыщенные, устойчивые к выгоранию оттенки, актуальны при проведении фасадных работ.
Выбор добавок
Выбор той или иной добавки обусловлен ее действием, необходимым результатом и спецификой применения раствора. Учитывается не только желаемый эффект, но и производимые работы – добавки для модифицирования бетона в стяжке или фундаменте не стоит использовать для кладочного раствора и наоборот, если средство не является универсальным. Оптимальный вариант – использование комплексных средств широкого спектра действия.
Добавки в кладочный раствор, как правило, являются комплексными продуктами, не требующими длительных подборов состава растворной смеси и лабораторных испытаний. У большинства производителей есть несколько продуктов для строительных растворов, отличия в которых может заключаться в сезонности применения. Бывают добавки универсальные, а бывают для зимнего строительства. Так что серьёзного выбора тут, по сути, нет. По большому счету, выбор стоит между производителями добавок – вопрос доверия и репутации.
Что касается красителей, то готовые добавки абсолютно инертны и совместимы с любыми другими, химически активными веществами, поэтому могут применяться вместе с модификаторами, пластификаторами и остальными средствами.
Зачастую при приготовлении кладочного раствора вместо специальных добавок используют бытовую химию – порошки, жидкое мыло, средства для мытья посуды. Такая популярность объясняется и доступностью подобных «улучшителей» и кажущейся эффективностью – благодаря поверхностно-активным веществам (ПАВ), входящим в состав средств, раствор становится пластичным, дольше не «садится», прибавляет в объемах. Однако на деле и экономия оказывается призрачной, особенно на фоне общих затрат, и вреда от моющих средств куда больше чем пользы. Это объясняется несколькими факторами.
- Состав – ПАВ в бытовой химии и ПАВ в добавках – совершенно разные, с разными свойствами и по-разному влияющие на характеристики застывшего раствора.
- Воздухововлечение – активные вещества в специальных добавках для растворов обеспечивают вовлечение мельчайших воздушных пузырьков, при застывании образующих микросферы определенного размера. Именно эти микросферы повышают морозостойкость раствора и снижают его проницаемость. Дозировка добавок рассчитана таким образом, чтобы образующийся объем воздушных пор, улучшающий характеристики раствора, не снижал его конечной прочности. Если же речь идет о произвольном пенообразовании, как в случае с бытовой химией, то прочность раствора и кладки может напротив, уменьшиться и значительно.
- Действие – в отличие от бытовых моющих средств, на основе ПАВ, специальные добавки для растворов могут содержать в своем составе стабилизаторы, ускорители или замедлители и другие модификаторы, оказывающие комплексное воздействие на готовый раствор.
Поголовное использование моющих средств в качестве добавки для кладочных растворов это беда российской строительной сферы. Ирония в том, что строители пытаются достичь копеечной экономии при строительстве далеко не бюджетного каменного фасада, стоимость кирпича в котором значительно превышает стоимость самого раствора. Если "на глаз" добавить ПАВ неизвестной природы, смесь действительно станет похожей на ту, что сделана на растворе со специальной добавкой, но это лишь визуальный эффект. Бесконтрольное воздухововлечение и как следствие непрогнозируемое падение прочности раствора превращает ответственную строительную работу в лотерею.
Преимущества растворов с добавками
С улучшенными посредством добавок растворами проще, удобнее и быстрее работать, они не расслаиваются и не «садятся», а получившийся шов прочнее, долговечнее и даже декоративнее, за счет гладкой, однородной поверхности. Но кроме этого, применение добавок способно предотвратить проблемы, неизбежно возникающие с течением времени – высолы и следующую за ними деструкцию.
Используя специальные добавки для кладочных растворов, и соблюдая правила производства кладочных работ, реально свести на нет риск появления высолов. Необходимо использовать специальные добавки для кладочных растворов, повышающие удобообрабатываемость раствора и повышающие его непроницаемость. Качественный раствор предотвращает вымывание кристаллических соединений (тех самых высолов) и ослабление всей кладки в целом. Но для достижения наилучших результатов стоит отказаться от проведения кладочных работ в зимний период и применения ускорителей набора прочности или противоморозных добавок, содержащих в составе различные соли.
Благодаря добавкам частники могут самостоятельно получить кладочные растворы, по характеристикам не уступающие заводским. Можно подобрать оптимальное средство, подходящее для конкретных условий и придать раствору желаемые параметры, а кладке повышенную прочность и долговечность.
Подробнее о растворах можно узнать на форуме, в разделе о строительных и отделочных материалах. О применении противоморозных добавок в статье о зимнем фундаменте. В видео рассказывается о бетоне – его качественных показателях и рекомендуемых добавках.
Приготовление водного раствора добавок в бетон
Технология приготовления бетона с добавкой отличается от обычной тем, что вместо воды затворения в бетономешалку подается водный раствор добавки рабочей концентрации.
Раствор рабочей концентрации разводится в приготовительной емкости, оборудованной системой трубопроводов для перемешивания сжатым воздухом, а при необходимости и паровыми регистрами для подогрева. Каждая приготовительная емкость должна обеспечивать бесперебойную работу бетоносмесителей не менее часа.
Контроль за качеством растворов добавок состоит в проверке их плотности. При приготовлении раствора добавок из жидких продуктов необходимое количество последних для заправки одной приготовительной емкости определяют по формуле
где Q — объем приготавливаемого раствора, л; Ц — расход цемента на 1 м 3 бетона, кг; В — расход воды на 1 м 3 бетона, л; С —дозировка добавки, проц. от массы цемента; Д — содержание безводного вещества добавки в 1 л раствора, кг.
Необходимое количество воды (Ф, л) для заправки одной приготовительной емкости определяется по формуле
Плотность раствора затворения (П) определяют по формуле
где р — плотность жидкого раствора.
Расход раствора рабочей концентрации на 1 м 3 бетона А определяют по формуле
Пластификаторы и добавки для бетона своими руками
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.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Поверхностно-активные вещества (ПАВ)
Поверхностно-активные вещества(ПАВ) это вещества, которые широко применяют при приготовлении цементных бетонов и растворов в качестве пластифицирующих добавок, в целях экономии расхода цемента и для значительного улучшения их свойств в процессе приготовления и укладки.
Поверхностно-активные добавки собой представляют особую группу органических веществ которых вводят в бетонные или растворные смеси для существенного улучшения их удобоукладываемости. Также ПАВ позволяют существенно уменьшить водоцементное отношение и сократить соответственно расход цемента без снижения прочности бетонных материалов и изделий.
ПАВ способны повышать поверхностное натяжение у поверхности раздела фаз, например на границах раздела фаз-твердое тело, вода-воздух. Мельчайшие частицы ПАВ адсорбируются , другими словами связываются прочно с внутренней поверхностью раздела тел, образуя на этих поверхностях молекулярные слои толщиной в одну молекулу.
Величина этого адсорбционного слоя относится к диаметру цементной частицы, так же как толщина спички к высоте 30-этажного дома. Применение однако в малых дозах добавок ПАВ к цементным системам существенно меняет их свойства. Используемые в бетонах, цементах и растворах поверхностно-активные добавки, по определяющему эффекту действия на цементные системы условно можно разделить на три группы:
Гидрофилизующие добавки способны при затворении водой вяжущего предотвращать слипание отдельных цементных частиц между собой на определенный срок. В таком случае несколько замедляется коагуляция новообразований, то есть высвобождается вместе с тем некоторое количество воды которое как бы застревает обычно в коагуляционных структурах. Требуемая удобоукладываемость смеси с добавкой по этой причине достигается при меньшем количестве воды затворения, чем у смеси без добавки.
Наибольшее распространение в практике приготовления цементных бетонов и растворов получили гидрофилирующие добавки на основе лигносульфатов-сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ). Эта добавка способна несколько замедлить твердение бетона в раннем возрасте и поэтому на заводах ЖБИ применяют ее в сочетании с добавками ускорителями твердения бетонных смесей.
Суперпластификаторы — новые эффективные разжижители бетонной смеси — в большинстве случаев представляют синтетические полимеры — производные меламиновой смолы или нафталинсульфокислоты. Применяют суперпластификаторС-3(НИИЖБ) — на основе нафталинсульфокислоты, суперпластификатор 10-03 (ВНИИЖелезобетон) — продукт конденсации сульфированного меламина с формальдегидом и др. При введении в бетонную смесь суперпластификатора резко увеличивается ее подвижность и текучесть.
Суперпластификаторы позволяют существенно снизить В/Ц, повысить подвижность смеси, изготовить изделия высокой прочности, насыщенных арматурой из изопластичных смесей.
Гидрофобизующие добавки, как правило, существенно повышают нерасслаиваемость, связанность бетонной (растворной) смеси, находящейся в покое. При действии внешних механических факторов (при перемешивании, укладке и т. д.) бетонная или растворная смесь с добавкой отличается повышенной пластичностью. Такое свойство гидрофобизующих смесей объясняется специфическим смазочным действием тончайших слоев по-верхностно-активныхвеществ, распределяемых в смеси.
Кроме того, эти добавки предохраняют цементы от быстрой потери активности при перевозке или хранении. В качестве гидрофобизующих добавок раньше применялись в основном природные продукты — некоторые животные жиры, алеиновая и стеариновая кислоты. Развитие химической промышленности дало возможность широко использовать новые гидрофобизующие добавки— битумные дисперсии (эмульсии и эмульсосуспензии), нафтеновые кислоты и их соли, окисленные, синтетические жирные кислоты и их кубовые остатки, кремнийорганические полимеры и др.
Воздухововлекающие добавки
Воздухововлекающие добавки позволяют получать бетонные (растворные) смеси с некоторым дополнительным количеством воздуха. Чтобы повысить пластичность смеси, обычно увеличивают объем вяжущего теста. Вовлекая воздух, увеличивается объем вяжущего теста без введения лишнего цемента. Поэтому удобоукладываемость такой системы повышается.
К тому же воздухововлекающие добавки образуют и ориентированные слои, активные в смазочном отношении. Широко применяют воздухововлекающие добавки на основе смоляных кислот: смолу нейтрализованную воздухововлекающую (СНВ), омыленный древесный пек и др.
К ускорителям твердения цемента, увеличивающим нараста ние прочности бетона, особенно в ранние сроки, относятся хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит-нитрат-хлоридкальция и др.
Влияние хлористого кальция на повышение прочности бетона объясняется его каталитическим воздействием на гидратацию C 3 S и C 2 S, а также реакцией с С 3 А и C 4 AF. Ускорители твердения не рекомендуется применять в железобетонных конструкциях и предварительно напряженных изделиях с диаметром арматуры менее 5 мм и для изделий автоклавного твердения, эксплуатирующихся в среде с влажностью более 60%. Сульфат натрия может вызвать появление высолов на изделиях.
В нитрит-нитрат-хлоридекальция ускоряющее действие хлорида сочетается с ингибирующим действием нитрата кальция. Противоморозные добавки — поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и другие — понижают точку замерзания воды, чем способствуют твердению бетона при отрицательных температурах. Для замедления схватывания применяют сахарную патоку и добавки СДБ, ГКЖ-10иГКЖ-94.
Пено- и газообразователи применяют для изготовления ячеистых бетонов. К пенообразователям относятся клееканифольные, смолосапониновые, алюмосульфонафтеновые добавки, а также пенообразователь ГК. В качестве газообразователей применяют алюминиевую пудру ПАК-3 и ПАК-4.
Комбинированные добавки, например пластификатор СДБ, ускоритель твердения (хлористый кальций) с ингибитором (нитратом натрия), способствуют экономии цемента. При этом ускоритель твердения нейтрализует некоторое замедление твердения смеси в раннем возрасте.
Специальные добавки обеспечивают получение водонепроницаемых растворов или бетонов, регулируют сроки схватывания и др.
Во время приготовления бетонных смесей добавляют следующие виды химических добавок, которые способны улучшить характеристики бетонной смеси и уменьшить расход цемента:
1.Индивидуальные- ПАВ,электролиты,полимерные смолы и другие.
2. Комплексные -ПАВ ( СДБ+ГКЖ-94,СДБ+СНВ и другие),комплексные электролиты следующих соединений(ННК+ННХК).
3.Комплексные- ПАВ и электролиты(СДБ+Na2SO4; СДБ+ННХК, СДБ+Na2SO4; СДБ+NaNO3 и другие.
Пав используются также довольно широко и в виде пластифицирующих добавок, которые позволяют не только экономить цемент но и интенсифицировать процесс твердения .Также за счет использования пластифицирующих добавок,удается снизить энергозатраты при приготовлении бетонных смесей. Применении ПАВ в рациональных, и строго дозированных количествах, позволяет снизить энергозатраты во время приготовления бетонных смесей до 50 процентов.
Широко используются на ряду с другими видами добавок суперпластификаторы С-3,НИЛ-10 ,С-4,10-03,КМБ и другие.Использование таких пластификаторов позволяет увеличивать на много прочность бетона,уменьшить водопотребность бетонной массы не уменьшая подвижность и удобоукладываемость.использование суперпластификатора 10-03 показало что увеличение подвижности бетонной смеси происходит в 7 раз.
При уменьшении доли цемента и при использовании такого же пластификатора 10-03,водопотребность бетонной массы уменьшается в два раза.Прочность бетонной массы,при этом после суточного твердения возрастает примерно до 70 процентов,а при тепловой обработки до 20 процентов.
Суперпластификаторы готовятся на основе меламиноформальдегидных смол.Также на основе продуктов конденсации нафталинсульфокислоты,формальдегида,модифицированных лигносульфонатами.На ряду с этими суперпластификаторами на предприятиях по производству бетонов применяются активно и более дешевые пластификаторы.
В частности в роли ПАВ широко используют более дешевую добавку -хлорид кальция в качестве ускорителя твердения вяжущих веществ.Но такой пластификатор вызывает коррозию стальной арматуры и уменьшает стойкость бетона ( цементного камня) в сульфатной среде. Поэтому применение такой добавки в бетонах ограничено.
Сульфат натрия используют преимущественно при тепловлажностной обработке бетона.Использование сульфата натрия дает снижение расхода цемента до 10 процентов,а также сокращается время тепловлажной обработки бетона, цикл обработки может сократится от 20 до 30 процентов.
Нитрат натрия также применяется в основном при тепловлажной обработки бетонной смеси. Использование нитрат натрия совместно с пластификатором СДБ сокращает время пропаривания до 25%, а расход цемента уменьшается до 14%. Для увеличения водопроницаемости бетона в состав бетона вводят нитрат кальция.
Комплексные добавки
Комплексные добавки в основном влияют на такие важные характеристики бетона, как темп роста прочности бетона,подвижность,сроки схватывания, усадка, морозостойкость, коррозионная стойкость и другие.
Применение комплексных добавок в бетонной смеси главным образом вызвано необходимостью уменьшить коррозию стальной арматуры,усадку,а также возможность увеличения прочности. Введение комплекса таких солей как CaCl2+NaNO2, позволяет исключить практически полностью коррозию стальной арматуры. Коррозия арматуры в бетоне происходит за счет агрессивных ионов хлора, которые регулируется солями CaCl2+NaNO2. Для увеличения прочности в бетонную смесь вводят хлорид кальция.
Таблица-1. Влияние вида и количество комплексных добавок на расход цемента
Таблица-2. Рекомендуемое количество пластифицирующих добавок а также пластифицирующе-воздухововлекающих добавок для тяжелого и легкого бетонов.
Рекомендуемое количество воздухововлекающих добавок для тяжелых и легких бетонов ,% по массе следующее:
Особенности применения пластифицирующих добавок в бетонах и кладочных растворах
Любое современное строительство не обходится без использования специальных добавок для бетонных смесей и цементных кладочных растворов. Добавки необходимы, чтобы модифицировать бетон и растворы с целью придания им определённых свойств, упрощающих работу и повышающих качество строительства. При этом допускается ряд ошибок, которые могут привести к отрицательным результатам. В частности, применение избыточного количества воды, с целью повышения удобоукладываемости смеси, и использовании в качестве добавок бытовых моющих веществ.
В этой части учебного курса мы расскажем о том, как использование специальных пластифицирующих добавок позволяет получить пластичную смесь и одновременно избежать падения прочности бетона.
- Почему нельзя модифицировать бетон избыточным количеством воды.
- Для чего нужны пластификаторы.
- Как добавки меняют свойства бетона и кладочных растворов.
- Какие добавки нужно использовать при проведении монолитных и кладочных работах.
- Как добавки позволяют избежать появления высолов на облицовочном кирпиче.
Почему избыток воды приводит к снижению прочности бетона
Бетон — это составной материал, состоящий из цемента, щебня, песка и воды. Цемент — главный компонент бетона, т.к. при затворении смеси водой происходит реакция гидратации. Т.е. образуется т.н. цементный клей, который связывает все остальные наполнители друг с другом. После затвердения получается прочный искусственный материал — цементный камень.
Вода является самым дешевым компонентом в бетонной смеси и одновременно пластифицирующим элементом. Этим часто пользуются нерадивые или неопытные строители, добавляя в смесь избыточное количество воды, т.к. чем больше воды, тем подвижнее, а значит более удобоукладываемой получается бетон.
Подобный подход приводит к отрицательным результатам. Важно: чем больше воды в бетоне, тем менее прочным он становится, т.е. падает его марочность. Также уменьшаются его долговечность, морозостойкость и водонепроницаемость. Добавление лишней воды приводит к расслоению бетонной смеси, сильной усадке и повышенному трещинообразованию конструкции.
Параметры бетона характеризуются классом и марками: В (класс бетона на сжатие), F (марка по морозостойкости), W (марка по водонепроницаемости и П (подвижность смеси П1-П5). Чем выше марка по подвижности, тем более подвижная (жидкая) бетонная смесь. С подвижной смесью удобно работать строителям, например, укладывая бетон в густоармированную конструкцию. Но для твердения бетона необходимо определенное количество воды, а чем больше будет «лишней» воды, тем больше останется пор, следовательно, уменьшится прочность бетона. Поэтому каждый состав бетонной смеси необходимо грамотно рассчитать. Причём в разных конструкциях, в зависимости от их назначения, требуется определённая прочность бетона.
Для чего необходимо использовать пластификаторы
В погоне за пластичностью, как уже говорилось выше, строители часто льют в бетон дополнительную воду, которая в дальнейшем приводит к снижению прочности, например, фундамента. На первый взгляд кажется, что, чтобы этого избежать, надо уменьшить количество воды, т.к. для протекания реакции гидратации её не требуется много.
Но, недостаточная пластичность, т.н. «жесткой смеси», в свою очередь также может привести к пустотам, так как бетонная смесь просто не сможет проникнуть через густое армирование в конструкции. Поэтому необходимо использовать добавку для водоредуцирования, т.е. снижения количества воды затворения при увеличении подвижности бетонной смеси.
В зависимости от назначения добавки, в качестве пластифицирующих компонентов, производители используют различные химические соединения. Добавки классифицируются, на: пластифицирующие, замедляющие и ускоряющие схватывание (твердение), противоморозные, позволяющие производить работы в зимнее время, и др.
Кроме того, бетонная смесь с пластификатором не прилипает к стенкам бетономешалок, легче подается бетононасосом, также продлевается время доставки раствора с помощью миксера от бетонного узла до объекта строительства.
Особенности использования добавок при кладочных работах
При проведении строительных работ важно разделять добавки, в зависимости от конструкций, где они должны использоваться. Например, при монолитных работах, заливке фундамента, перекрытий, несущих колонн важно добиться проектной конструктивной прочности. В то время как кладочному раствору избыточная прочность не нужна.
Существует большое количество разных пластификаторов. Нельзя бездумно использовать одни и те же добавки для кладочных и для бетонных работ, т.к. они отличаются друг от друга по химическому составу. Также добавки отличаются «мощностью» действия, влиянием на жизнеспособность раствора и смеси. Схожесть всех пластификаторов в том, что они уменьшают количество воды затворения, но, к бетону для фундамента и к кладочной смеси, предъявляются совершенно разные требования. Если пренебречь этим правилом, можно получить отрицательный результат, который приведет к большим проблемам.
При кладочных работах каменщику нужно, чтобы с раствором было удобно работать. Раствор должен быть легким, воздушным, как говорят «тянуться за мастерком».
Для этого используются добавки, которые обеспечивают не только пластичность, но и повышенную воздухововлекаемость. Это приводит к снижению прочности раствора, которая не нужна строителям при кладке лицевого кирпича.
Специальные добавки для кладки увеличивают выход объёма готового раствора. Например, без добавки можно, из равного объёма компонентов, получить 200 литров раствора, а с добавкой уже 230-240 л.
Важно: Если использовать добавку для кладочного раствора при бетонировании фундамента, где важна плотность бетона, то это может привести к существенному снижению прочности конструкции. Т.е. вместо запланированного М350 можно получить бетон М100-М50. В итоге: фундамент не сможет выдерживать и перераспределять нагрузку на грунт вес от вышележащих конструкций и его придётся демонтировать.
И наоборот, не следует применять добавки для бетонирования при проведении кладочных работ, т.к. они не обеспечат лёгкости, воздушности смеси и долгого времени жизни раствора, что важно для каменщиков.
Использование добавок для минимизации высолообразования на кирпичной кладке
Итак, модифицирующие добавки повышают качество раствора, его удобоукладываемость, прочность, морозостойкость и т.д. Кроме это использование пластификаторов для кладочных растворов позволяют уменьшить вероятность образования высолов на лицевых кирпичных стенах.
Высолы появляются из-за того, что через кладочный раствор начинает мигрировать влага, вынося с собой на лицевую сторону кирпича соли и другие легкорастворимые соединения. Т.к. добавка блокирует капилляры (снижается проницаемость раствора), то через них влага уже не может так легко вынести растворимые соединения. Помимо этого, сокращается количество воды для приготовления раствора, а это также уменьшает вероятность высолообразования.
Большая часть каменщиков обычно, всегда, при кладочных работах, использует средства для модифицирования раствора. Часто для этих целей применяются бытовых моющие средства — жидкое мыло, порошок и т.д. Мотивируется это тем, что и профессиональные добавки и «народные» средства содержат ПАВ (поверхностно-активные вещества), влияющие на вовлечение воздуха в смесь.
Важно: бытовые моющие средства, модифицирующие смесь, обеспечивают только похожий визуальный эффект, как и при применении специальных пластификаторов. Но в добавках для кладочных растворов есть разные ПАВ, которые, например, вовлекают в смесь воздух для крупных воздушных пор. Другие поверхностно-активные вещества не просто вовлекают воздух, а разбивают его на микропоры. Получается система замкнутых микропор, что обеспечивает повышение морозостойкости смеси и т.д.
Использование профессиональных добавок, от хорошо зарекомендовавшего себя производителя, позволяют гарантировать качество бетонных смесей и кладочных растворов.В стоимости всего каменного фасада, цена на профессиональные добавки невелика, поэтому нет смысла рисковать дорогим лицевым кирпичом и использовать для кладки бытовые моющие вещества. Т.к. это может привести к непредсказуемым конечным результатам в долгосрочной перспективе.
Читайте также: