Обзор добавок для бетона: виды, особенности, применение
Применение бетона в строительстве обеспечивает надежную и долговечную эксплуатацию сооружения, но для таких условий эксплуатации объекта требуется получить бетон с необходимыми характеристиками.
Получение бетонов заданного класса прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и другими характеристиками возможно только при введении в смеси специальных химических добавок.
Зачем нужны добавки для бетона и раствора
Добавки вносятся в состав бетона и раствора, чтобы улучшить его характеристики. Наиболее распространены химические добавки для увеличения прочности высоконагруженных конструкций и гидрофобные составы для улучшения показателей морозостойкости и водонепроницаемости. Применение таких добавок позволяет получить смеси с требуемой подвижностью для повышения удобоукладываемости и качества выполняемых работ.
Их использование особенно актуально в следующих случаях:
Классификация
Наиболее популярными являются комплексные добавки, которые придают бетонной смеси сразу несколько характеристик. Но есть и вещества, отвечающие за одно или два-три свойства.
В соответствии с ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
1 Добавки, применяемые для модифицирования свойств смесей, бетонов и растворов, в зависимости от основного эффекта действия подразделяют на классы, приведенные в 4.1.1-4.1.4.
1.1 Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
1.2 Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
1.3 Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.4 Минеральные добавки
1.4.1 Минеральные добавки в зависимости от характера взаимодействия с продуктами гидратации цемента подразделяют на типы;
1.4.2 Активные минеральные добавки подразделяют на следующие группы:
2 Условное обозначение добавки должно содержать наименование добавки и класса, к которому она относится.
Стандартная классификация выделяет шесть основных групп добавок для бетона:
Добавки для бетона и растворов: особенности, характеристики и применение каждого вида
У каждого вида добавки свои особенности и возможности, более того, они различаются. Все зависит от того, какие вещества использовал производитель, чтобы добиться того или иного эффекта.
Ниже дано краткое описание каждой группы добавок для бетона. Такие данные как «плотность», «внешний вид», «показатель pH» могут варьироваться от добавки к добавке. Мы использовали в качестве ориентира характеристики товаров из каталога Cemmix (первого товара, упомянутого в ячейке «В каталоге»). Если вы закупаете добавки другого производителя, уточняйте их характеристики заранее.
Пластифицирующая
Повышение подвижности и растекаемости бетонной смеси – вот главная задача пластифицирующей добавки. Дополнительным, но незначительным плюсом считается повышение порога морозостойкости. Пластификатор работает за счет того, что позволяет создать бетонный состав с оптимальной концентрацией воды.
Смеси с использованием добавок подобного класса используются для:
Пластифицирующие добавки делятся на три большие группы:
Особняком можно стоит I группа – суперпластификаторы, о которых будет рассказано в следующем разделе.
Модифицирующие добавки для бетона: виды, применение
Модифицирующие добавки для бетона — это химические продукты неорганического или органического происхождения, включаемые в состав смесей с целью повышения их физико-химических характеристик и придания конечных положительных свойств бетону, необходимых для получения строительных конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками и в наиболее приемлемые сроки.
Назначение добавок очень разнообразно, а их ассортимент включает в себя более 800 разновидностей. Таким образом, выбор необходимых присадок для корректировки свойств изделий и повышения технологии изготовления железобетонных конструкций являет собой невероятно сложную задачу.
Для того чтобы правильно использовать те или иные лигатуры, применимо к конкретным требованиям и условиям производства, необходимо иметь осознанное представление о назначении, классификации и механизме действия модификаторов (см. видео в этой статье).
Виды модификаторов для повышения технологических свойств бетона
Наиболее изученные и свободно применяемые в нашей стране добавки (ГОСТ 24211-2003), в зависимости от основного получаемого эффекта действия, условно можно распределить на три группы:
Некоторые типы присадок обладают многофункциональным действием, например, воздухововлекающие, пластифицирующие, газообразующие и др. В этом случае модифицирующую добавку классифицируют с учетом наиболее выраженного эффекта действия.
Химические реагенты, вводимые в состав растворов — это эффективный метод прямого воздействия на архитектуру и физико-технические характеристики бетонов, позволяющий получить серьезный экономический эффект и высокие показатели качества готовых изделий:
Из этого видео Вы узнаете, как модифицирующие добавки для бетона изменяют состав строительной смеси.
Присадки, регулирующие состояние бетонных смесей
В этой главе рассмотрим добавки, относящиеся непосредственно к улучшению качества смесей путем изменения их основных характеристик в процессе укладки в опалубку конструкций:
Пластификаторы
Эффект разжижения, укладываемого в конструкцию бетона, получаемый в результате введения специальных модифицирующих лигатур называется пластификацией. Пластификаторы — это поверхностно-активные добавки представляющие собой жидкие суспензии или порошкообразные сухие смеси, которые при введении в раствор образуют нейтральные или слабощелочные соединения, регулирующие подвижность (удобоукладываемость) цементных бетонов.
Использование данных лигатур в производстве железобетонных конструкций позволяет упростить формование изделий за счет стабильного подвижного состояния применяемых составов. Помимо этого, сократить расход цемента, снизить водопотребность раствора и при этом увеличить плотность готового бетона.
К числу пластификаторов, которые дают возможность направленно регулировать характеристики цементных смесей относятся следующие добавки:
В стандартных тяжелых бетонах обычно используют пластификатор СДБ, хорошо повышающий подвижность смесей и позволяющий уменьшить расход цемента и водопотребность раствора на 8–12%. Поэтому, наиболее эффективно его использование при производстве конструкций с высоким проектным содержанием цемента.
Подсказки: применение добавки СДБ замедляет схватывание бетона и ее рекомендовано использовать только в сочетании с присадками, ускоряющими твердение растворов.
Суперпластификаторы
Первое место среди пластифицирующих добавок по праву занимают суперпластификаторы, относящиеся к разряду комплексных регуляторов состояния бетонных смесей.
Основные виды СП представлены в таблице (см. фото).
Высокий эффект суперпластификаторов обусловлен их способностью образовывать на поверхностях зерен цемента и мелкозернистых заполнителей адсорбционных оболочек, уменьшающих внутреннее трение в структуре бетона.
Применение СП дает возможность широко применять бетонные смеси с низким водоцементным соотношением (В/Ц) при сооружении любых типов конструкций из монолитного железобетона классов прочности В15 и выше, при этом, используя простые технологические приемы, получить следующие преимущества:
Эффект действия пластификаторов рассмотрим на примере наиболее распространенной добавки С–3 с прекрасными эксплуатационными характеристиками в соотношении цена–качество.
Пластифицирующая присадка С–3 вводится в смесь в форме водной суспензии необходимой концентрации. Состав используемого пластификатора выбирается потребителем с учетом проектных характеристик готового изделия. Эффективность действия добавки зависит от марки цемента и состава заполнителей.
Применение данного пластификатора позволяет получить следующие преимущества:
Стабилизирующие добавки
Данный вид модификаторов — это минеральные или химические соединения, предотвращающие расслаиваемость бетонной смеси. Повышают ее однородность, водоудерживающую способность (проницаемость) и способствуют улучшению прохождения материала по трубопроводам.
Из отечественных известных добавок — метилцеллюлоза водорастворимая. Представляет собой волокнистое белое вещество с легким желтоватым оттенком. Данное вещество позволяет легко регулировать плотность и реологические характеристики растворов, устраняет усадку и расслоение, повышает клеящую способность.
Все это дает возможность транспортировать смесь по трубопроводам с сохранением всех проектных требований. Может применяться с любым типом цемента, не оказывает влияния на сроки твердения и раннюю прочность.
Воздухововлекающие модифицирующие присадки
Воздухововлекающие добавки используются для вовлечения в цементную смесь установленного объема воздуха — с целью формирования в бетоне системы закрытых и равномерно разделенных по всему объему конструкции воздушных пор.
Использование воздухововлекающих лигатур позволяет:
Весьма эффективным способом повышения морозостойкости конструкций является применение воздухововлекающих присадок. Для получения бетона с высокими морозостойкими свойствами необходимо, чтобы величина зазора между соседними пузырьками воздуха не была больше 0,025 см.
Поэтому, для соответствующего эффекта необходим не только запланированный объем воздуха, но и создание воздушных ячеек как можно меньшего размера.
Все эти условия, для повышения морозостойкости бетона, помогают осуществить воздухововлекающие составы.
Расчет состава бетона
Модификаторы для изменения основных характеристик бетонов
Следующая группа модифицирующих составов изменяет стандартные свойства бетонов:
Регуляторы кинетики твердения
В зависимости от условий производства бетонных изделий, иногда возникает необходимость в удлинении или сокращении сроков твердения цементных композиций.
Необходимость в увеличении или уменьшении периода затвердевания бетонных растворов может возникать в следующих ситуациях:
Критерий, по которому можно определить, какие модификаторы относятся к группе замедлителей или ускорителей — это относительное падение или прирост прочности бетона в установленный промежуток времени.
Так, эффективность ускорителей твердения определяется увеличением прочности минимум на 20% в течении суток при нормальном схватывании. Эффективность замедлителей — это снижение показателя на 30% в продолжение 7 суток при нормальных условиях.
Замедлители
В принципе, все присадки пластификаторы, вводимые в бетонную смесь в завышенных дозировках, наряду с процессом пластификации приводят к замедлению твердения и уменьшению прочности бетона. Это обусловлено способностью пластифицирующих составов образовывать адсорбционные пленки вокруг зерен цемента, препятствующие прохождению нормальной гидратации.
В результате наблюдается замедление образования структуры цементного камня, а значит, и запаздывание кинетики аккумуляции прочности бетона.
К специальным веществам, помогающим замедлению процесса твердения, относят следующие известные материалы иностранного и отечественного производства:
Помимо рекомендуемых дозировок, указанных в главе, оптимальный расход добавок необходимо определять экспериментально в зависимости от проектных характеристик изделия.
Ускорители схватывания
Ускорители твердения, при добавлении в бетонную смесь, активируют процесс гидратации цемента и положительно влияют на формирование цементного камня. Эффект действия ускорителей схватывания характеризуется увеличением скорости твердения на 25% с повышением прочности бетона более чем на 20% в раннем возрасте при нормальных условиях.
В настоящее время в строительстве применяются следующие типы ускорителей процесса гидратации цемента:
Применение ускорителей для легких пористых бетонов, подвергаемых автоклавной обработке, позволяет в 2 раза уменьшить время изотермического прогрева, и на 10–15% снизить расход цемента.
В этом видео рассказывается о том, как ускорить твердение бетона.
Регуляторы усадки и расширения
Суммарные причины усадки складываются из пластических изменений: трансформаций в результате обезвоживания смеси, усадочных явлений в результате гидратации и карбонизации цемента.
Используя сульфоалюминатные расширяющие композиции, регулируя их количество и состав, можно активно воздействовать на объемные трансформации твердеющего бетона.
Наиболее эффективным средством против усадки является органоминеральная комплексная модифицирующая добавка — Calumex E.A, представляющая собой многокомпонентный продукт. Он содержит в своей структуре расширяющие инградиенты, способствующие предотвращению усадочных деформаций и созданию высокопрочных бетонов даже на основе сильно подвижных смесей.
Противоморозные добавки
Бетонирование при отрицательных температурах связано с рисками размораживания бетона. При температуре +5°С и ниже, влага, находящаяся в растворе, кристаллизуется и прекращается процесс гидратации цемента.
Помимо них, в зависимости от химических составляющих, различают еще два вида противоморозных добавок:
Обратите внимание! Подбор состава бетона с необходимыми добавками зависит от температуры воздуха и типа монолитной конструкции. Объем вводимых присадок увеличивается пропорционально снижению температуры.
Критерием выбора той или иной добавки служат результаты проведенных испытаний на коррозийное воздействие, образование высолов на поверхности конструкций, необходимая скорость схватывания раствора и прочностные эксплуатационные характеристики изделия.
Расчет состава бетона
Модификаторы специальных свойств бетонов
Для придания специальных свойств бетонным изделиям, в зависимости от эксплуатационных требований, существует ряд химических добавок в виде гидрофобизаторов и биоцидных присадок.
Гидрофобизирующие добавки
Гидрофобизаторы — это химические вещества, придающие оболочке капилляров в бетоне водоотталкивающие свойства. Эффект действия гидрофобных присадок объясняется тем, что они, участвуя в процессе гидратации цемента, осаждаются на стенках мелких капилляров, образуя гидрофобные оболочки c измененным углом смачивания, способствующим удалению излишков воды на поверхность материала.
В качестве основы для производства гидрофобизирующих составов, наиболее распространены кремнийорганические композиции двух классов:
Многие зарубежные и отечественные специализированные предприятия предлагают готовые гидрофобизирующие смеси на основе вышеперечисленных материалов под различными обозначениями.
Например, кремнеорганическая добавка ГКЖ 136-41 позволяет улучшить следующие характеристики бетонных конструкций:
Инструкция по использованию гидрофобизаторов рекомендует их применение в густоармированных тонкостенных конструкциях, для устройства полов, стен резервуаров и др.
Подсказки: содержание гидрофобизирующих присадок не должно превышать указанные в инструкции объемы, так как их ненормируемое применение может привести к снижению плотности и водостойкости покрытий.
Биоцидная защита
Для предотвращения развития бактерий, грибков и других микроорганизмов в жилых и общественных зданиях бетонные конструкции должны быть наделены биоцидными свойствами.
Бактерии в период своей жизнедеятельности вырабатывают органические кислоты, которые в сочетании с силикатными реагентами образуют кальциевые легкорастворимые соли. Плесень, откладываясь на загрязненном основании, выделяет кислоты (щавелевые, лимонные), которые в период эксплуатации конструкций также могут образовывать агрессивные соединения.
Все эти, и другие подобные образования способствуют увеличению карбонизации бетона, приводящей к его разрушению.
ГОСТ 24211 2003 добавки к бетону действует и на органику, и на неорганические модификаторы. Состав того или иного вида присадок, а так же возможность их применения, обычно определяется опытным путем — с параллельной проверкой образцов на растяжение–сжатие в соответствии с действующими нормативными документами.
Модификатор бетона – виды, свойства, характеристики
Сегодня без бетона не обходится ни одна нормальная стройка. Этот материал стал незаменимым, но многие его свойства делают работу с ним не очень удобной в тех или иных ситуациях. Разрешить проблему призваны специальные добавки, как, например, модификатор бетона мб 1, которые наделяют бетон нужными свойствами.
Сегодня мы с вами разберемся в видах данных добавок, научимся их самостоятельно применять и узнаем, какие свойства бетон при этом будет приобретать.
Разновидности модификаторов
Вещества, называемые модификаторами для бетона – это продукты химической промышленности, которые могут быть органического и неорганического происхождения. Их включают в состав смесей, чтобы повлиять на их физико-химические свойства, а также для придания бетону высоких эксплуатационных характеристик.
Модификаторы для бетона, которые чаще всего применяются в строительстве в нашей стране, согласно ГОСТ 24211-2003, можно разделить на три основные группы:
Отдельно стоит отметить составы, наделяющие бетонные смеси сразу несколькими свойствами. Они могут быть одновременно увеличивающими пластичность, способствующими газообразованию и воздухововлечению. Чтобы классифицировать такие добавки, смотрят на основной эффект, который всегда выражен сильнее остальных.
Огромным плюсом, связанным с применением модифицирующих добавок, становятся хороший экономический эффект и качественный результат, превосходящий по свойствам обычные аналоги.
Давайте теперь подробнее разберем все типы присадок для бетона.
Добавки для изменения характеристик готовых смесей
Чтобы было понятнее, к данному виду добавок относятся все те, которые влияют на состояние жидкой смеси. Сюда можно отнести пластификаторы, суперпластификаторы, воздухововлекающие и стабилизирующие добавки.
Давайте расскажем обо всех них подробнее.
Группа пластификаторы
Добавки, которые позволяют регулировать состояние смеси направленно можно разделить на:
Интересно знать! СПД всегда применяют одновременно с добавками, ускоряющими твердение, так как сам он имеет противоположное действие.
Суперпластификатор
Суперпластификаторы также увеличивают подвижность бетонной смеси, но эти составы имеют куда более широкий спектр воздействия, поэтому их называют комплексными добавками.
Суперпластификаторы имеют свою классификацию, которую вы можете увидеть на схеме ниже.
Каждый из них имеет определенные свойства. Вдаваться сейчас в подробности не будем, так как при желании вы легко отыщете информацию в сети сами.
Одной из самых распространенных суперпластифицирующих добавок является состав С3. Она имеет превосходные характеристики, если рассматривать их по соотношению цена-качество.
Давайте рассмотрим, что происходит с бетоном, на его примере:
Согласитесь, бонусы, которые мы получаем, просто огромны. Качество бетонной поверхности становится намного лучше, тогда как дополнительные затраты на их фоне кажутся несущественными.
Добавки стабилизирующего типа
К этим модификаторам относят химические вещества и минеральные соединения, которые предотвращают расслаивание готовой смеси. Также повышается ее однородность, способность удерживать влагу. Все это помогает лучше проходить раствору по трубопроводам при подаче через бетононасосы.
Присадки воздухововлекающие
Этот класс модификаторов используется для того, чтобы в процессе замешивания бетона вовлекать в смесь воздух, который при застывании будет образовывать систему пор, равномерно распределенную внутри бетона. Нужно это для того, чтобы получать бетоны с высокой морозостойкостью F300 и выше.
Модификаторы, меняющие свойства бетонов
Переходим к следующему виду присадок. Теперь нас интересую составы, способные изменить характеристики бетона.
Эту группу также можно разделить на несколько подвидов:
Как регулируется кинетика твердения
Нередко на стройплощадках возникают условия, требующие замедления или ускорения твердения заливаемого бетона.
Критерий, по которому определяются ускорители и замедлители твердения – увеличение или падение прочности бетона за определенный промежуток времени.
Ускорители твердения
При добавлении ускорителей твердения в бетон, они увеличивают скорость гидратации цемента. Скорость твердения возрастает примерно на 25%. При этом эти добавки положительно сказываются на формировании бетонного камня, увеличивая его прочность до 20%.
Существуют следующие ускорители:
Совет! Если использовать поташ с кремнеземистыми заполнителями, то возникает сильная коррозия арматурного каркаса, поэтому делать этого не рекомендуется.
Совет! Этот модификатор не применяется при изготовлении железобетона, так как он вызывает ускоренную коррозию металла.
Совет! Если увеличить расход, то можно получить противоморозный эффект.
Интересно знать! Добавление ускорителей в пенобетонные изделия, которые твердеют в автоклаве, позволяет сократить расход вяжущего на 15% и уменьшить время термической обработки в два раза.
Замедлители
По большому счету, все пластифицирующие добавки, если превысить их дозировку, замедляют процесс твердения бетона. Как вы помните, эти вещества образуют вокруг цементных зерен некую пленку, которая и препятствует процессам гидратации. Однако существуют и специальные вещества, используемые для замедления твердения.
Регуляторы расширения и усадки
Следующими по очереди идут добавки, позволяющие менять бетонную смесь в объеме.
Всем знакома ситуация, когда в бетоне появляются усадочные трещины. Происходит это по нескольким причинам – трансформация бетона в результате обезвоживания, усадка в процессе гидратации, карбонизация цемента.
Не даем бетону замерзнуть
Применение противоморозных добавок позволяет работать с ним при отрицательных температурах. Если попытаться залить раствор при температуре ниже +5 градусов без соответствующих присадок, то ничего хорошего не выйдет – при такой температуре не происходит процесс гидратации, расширяющаяся вода при замерзании разрывает связи внутри бетона, быстро разрушая его.
Модификаторы свойств готового бетона
Завершают наш список добавки, способные наделять затвердевший бетон определенными свойствами. В частности, имеется в виду гидрофобизация и биоцидная стойкость.
Гидрофобизаторы
Данный тип присадок дает капиллярам в бетоне водоотталкивающие свойства. Для изготовления таких добавок используют два класса веществ: кремнийорганические соединения в виде сухого вещества или водного раствора и нерастворимые в воде силаны, силиконы, силоксаны.
Добавок этого типа на рынке представлено большое количество. Вы можете отыскать продукцию как отечественного, так и зарубежного производства.
Возьмем в качестве примера гидрофобизатор ГЖ 136-41. Его добавление в раствор даст бетону следующие свойства:
Биоцидные присадки
Смысл данных модификаторов ни для кого не секрет. Многие думают, что микроорганизмы не способны нанести вред бетону, но это совсем не так.
Если хотите подробнее узнать о подборе данного вида добавок можете прочесть текст вышеупомянутого ГОСТа.
Нанобетон
Наномодифицированный бетон – это одна из последних и очень интересных разработок в строительной индустрии. Про этот материал на нашем сайте есть большая и очень информативная статья, обязательно почитайте.
Сейчас мы только скажем, что этот материал обладает уникальными свойствами, которые достигаются за счет введения в обычный бетон модифицированной базальтовой микрофибры и ССГД (специальные смеси готовых добавок). В свободной продаже их практически не найти.
Итак, мы свами разобрали все виды модификаторов бетона. Большинство из них вы сможете отыскать в магазинах и использовать при приготовлении смесей своими руками. Видео в этой статье дополнит наш рассказ.