Добавки в бетон: какие они бывают и зачем применяются? Добавки в бетон: характеристика, классификация, выбор.

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:

1. 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.
2. Регуляторы подвижности – их используют в жаркую погоду или в случаях длительной перевозки бетона для того, чтобы сохранить необходимую пластичность .
3. 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.
4. Противоморозные добавки – используются при укладке бетона в зимний период при температурах до -15 и даже до -25 градусов.
5. Добавки для самоуплотняющихся бетонов – используют при необходимости заливки тонкостенных бетонных конструкций.
6. 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:

1. (порошки, эмульсии и водные растворы) — вводятся в бетон в небольших количествах.
2. 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.

• О составляющих и качестве
• Действие присадок
• Морозостойкая добавка
• Антикоррозийная добавка

О составляющих и качестве

Применение бетонов и их растворов в строительстве широко распространено. Это самый популярный материал. Бетон получают из смеси:

• песка;
• цемента;
• щебня (гравия);
• воды.

От качества песка, щебня или гравия и цемента непосредственно зависит качество бетона.

От непосредственных характеристик и качества каждого составляющих напрямую зависит и качество бетонов и производных растворов. Составы принято оценивать по таким показателям, как средняя плотность, прочность при растяжении и сжатии, водо-, газо- и воздухонепроницаемость, морозостойкость, долговечность и т. д. Однако основные компоненты не всегда способны обеспечить требуемые характеристики смеси, особенно, если потребности имеют весьма специфический характер (подводное строительство, постройки в местах с суровым климатом, аэродромные покрытия, места хранения нефтепродуктов и т. п.).

Поэтому для улучшения существующих показателей и придания новых свойств в строительстве широко распространено применение добавок в бетоны и растворы, которые существенно расширяют сферу и возможности применения бетонов и растворов.

Применение комплексных добавок позволяет увеличить плотность и прочность бетона, его водонепроницаемость и морозостойкость.

Добавки принято разделять на следующие виды:

• суперпластификаторы;
• для сохранения подвижности;
• ускоряющие набор прочности;
• модификаторы;
• для морозостойкости;
• для самоуплотняющихся составов;
• комплексные.

Данная классификация охватывает лишь самые распространенные типы добавок в бетоны и растворы, на сегодняшний день их существует просто огромное количество, от разных производителей и для разных целей. Свойства добавок в бетоны и растворы могут быть уникальными, или же улучшать сразу несколько характеристик бетонов и растворов. Добавки представляют собой порошковые, гранулированные или жидкие вещества. Они могут как входить в состав смеси, так и покрывать уже затвердевший состав, качественно изменяя его свойства. Добавки – это эффективный и недорогой способ повысить качество смеси, удешевить и ускорить строительство.

Вернуться к оглавлению

Действие присадок

Благодаря применению суперпластификаторов качество бетона улучшается по разным направлениям: повышается его прочность, коррозионная стойкость, водонепроницаемость, морозоустойчивость, увеличивается пластичность,снижается расход вяжущих элементов, а также минимизируются процессы деформации и усадки и увеличивается срок эксплуатации бетонных конструкций в целом.

Суперпластификаторы призваны повысить подвижность смеси и придать дополнительную прочность, плотность и водонепроницаемость. Их используют, чтобы снизить расход цемента, но в то же время обеспечит необходимую прочность конструкции. Чтобы повысить марочную прочность смеси или увеличить скорость набора прочности на первых этапах твердения используют специальные ускорители.

Если требуется длительная перевозка смеси, или же на улице стоит особо жаркая погода, для сохранения подвижности состава используют специальные присадки. Противоморозная добавка актуальна зимой или при низких температурах, до -25 °С. Добавив ее в раствор, можно спокойно проводить строительные работы. Модификаторы делают составы более долговечными, устойчивыми к коррозии, морозам. При этом смесь сохраняет повышенную подвижность и пониженную проницаемость.

Для заливки тонкостенных и густоармированных конструкций очень удобна присадка для самоуплотняющихся бетонов. Комплексные присадки существенно упрощают подбор нескольких необходимых компонентов: нет необходимости выискивать одного производителя или хорошо разбираться в химии, чтобы обеспечить максимально эффективное взаимодействие компонентов присадки.

При работе с бетонными добавками очень важно соблюдать инструкции, прописанные производителем, в частности, касательно необходимых пропорций.

Важно тщательно соблюдать рекомендации производителя присадок, не допускать диспропорции или нарушения этапов. Иногда оптимальная дозировка присадок в конструкциях может устанавливаться экспериментально, когда подбирается . Помните, что количество ускорителей твердения, уплотняющих добавок и ингибиторов коррозии стали, в том числе и входящих в состав комплексных присадок, не может превышать 1,5-3% массы цемента. Присадки не способствуют увеличению объема и не являются единственным фактором успеха. Бетон по-прежнему нужно правильно замесить с соблюдением пропорций до однородного состояния, а потом укласть и выдержать согласно технологии.

Вернуться к оглавлению

Полимерная и водонепроницаемая присадка

Полимерные добавки, вводимые в бетонные смеси, повышают пластичность бетона, улучшают показатели водо и воздухонепроницаемости и морозостойкости, а также увеличивают прочность растворов.

Полимерные добавки действуют как поверхностно-активные вещества. Они призваны повышать качество растворов и бетонов. Одни добавки улучшают пластичность составов, уменьшают водоотделение, снижают потребность в воде. Это позволяет увеличить прочность растворов и бетонов. При определенных условиях полимерные добавки могут образовывать материал с пространственной структурой.

Так, полимерные добавки при ТВО способны переходить в текуче-вязкое состояние. При этом они кольматируют поры бетонов и растворов, повышают сцепление заполнителей и цемента. В таком состоянии полимерные добавки улучшают ряд физико-механических свойств бетонов и растворов: водонепроницаемость, прочность при растяжении, воздухонепроницаемость, морозостойкость и газонепроницаемость.

Водонепроницаемую добавку в бетон используют при изготовлении гидроизоляции бетонов,а также для увеличения их прочности, морозостойкости и повышения водонепроницаемости.

Другие полимерные добавки, которые называют кремнийорганическими, обладают способностью к газовыделению в растворной или бетонной смеси, поэтому они способствуют вовлечению воздуха. Вместе со свойством частичной гидрофобизации поверхности капилляров и пор это позволяет повысить морозостойкость растворов и бетонов. Добавки, повышающие водонепроницаемость растворов и бетонов, действуют благодаря кольматации капилляров или других неплотных сечений, размером больше 1 мкм. Через них влага мигрирует. Водонепроницаемые добавки улучшают структуру, повышают плотность цементного камня. Чтобы определить эффективность и рациональность использования водонепроницаемых добавок, учитывается разница стоимости работ без применения добавок, сэкономленного цемента и непосредственно добавок. Чтобы посчитать технико-экономическую эффективность, определяется стоимость сэкономленного цемента и разница в цене обычных растворов или бетонов.

Вернуться к оглавлению

Морозостойкая добавка

Морозостойкая добавка применяется для работ в зимний период и обеспечивает быстрый набор прочности бетона и долгую жизнеспособность бетонной смеси.

Отрицательная температура вредна для обычных бетонов, растворов и других каменных материалов, под ее воздействием они могут разрушаться, ведь при переходе воды из жидкого состояния в твердое при замерзании, объем воды увеличивает и развиваются значительные усилия. Эффективность сопротивления материалов воздействию этих усилий называется морозостойкостью. Морозостойкость зависит от плотности растворов и бетонов, прочности, наличия полностью или неполностью заполненных пор. В таких порах может размещаться лед без создания давления на стенки, или же с меньшим усилием воздействуя на стены пор.

Самыми эффективными добавками для повышения морозостойкости являются добавки, содержащие повехностно-активные вещества. Пластифицирующие добавки типа СДБ имеют благотворное влияние на морозостойкость растворов и бетонов, так как формируют оптимальную структуру. Оптимальной в таких условиях считается не микропористая, а плотная структура, которая замедляет процесс схватывания цементного теста и способствует более полной седиментации. Иногда в раствор вводятся пластифицирующие газообразующие и воздухововлекающие добавки, которые формируют в составах микропоры шаровидной формы, повышающие морозостойкость растворов и бетонов.

Должный эффект от присадок наблюдается только при строгом соблюдении пропорций и рекомендаций производителя. Если добавить мало морозостойкой присадки в состав, то бетон начнет замерзать при минусовой температуре. Это значит, что цементный камень образовываться не будет. Когда температура повысится, гидратация цемента снова восстановится, но структура смеси претерпит существенные изменения, неминуемо отразящиеся на прочности конструкции в будущем.

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.

Зачастую строительные компании и частные застройщики вынуждены идти на дополнительные затраты – добавлять в бетон или бетонный раствор специальные упрочняющие добавки. Благодаря этому строительные конструкции приобретают дополнительную прочность, долговечность и другие полезные качества.

В связи с тем, что внесение добавок ведет к существенному удорожанию конечного материала стоит перечислить основные случаи, в которых требуется вносить в бетон упрочняющие и другие присадки:

• Повышенные требования к прочности, водонепроницаемости и морозостойкости строительных конструкций;
• Использование в качестве заполнителя мелкого песка;
• При производстве изделий испытывающих повышенные механические и истирающие нагрузки: брусчатка, бордюрный камень, тротуарная плитка;
• Возведение зданий и сооружений по монолитной технологии.

Добавки в бетон для повышения прочности представляют собой специальные химические вещества, добавляемые в бетон в момент его замешивания вместе с основными наполнителями. В зависимости от назначения добавки для бетонных и железобетонных растворов подразделяются на следующие виды:

• . Основная цель пластификатора – увеличение подвижности материала. В то же время бетон с пластификатором имеет более высокую конечную прочность, чем конструкция, залитая бетоном без пластификатора. Увеличение прочности до 25%. Попутно снимается расход цемента, в среднем на 15%, в также увеличивается водонепроницаемость, морозостойкость и трещиностойкость. Самый распространенный пластификатор – «С-3» от компании «Полипласт»;
• Ускоритель набора прочности. Это комплексная химическая добавка на основе водных растворов хлористых солей (натрия, кальция и других). Раствор соли воздействует на бетонную смесь, активируя процессы гидратации клинкера. Это приводит к значительному уменьшению времени схватывания и твердения. Применение ускорителя набора прочности позволяет: увеличить марочную прочность бетона на несколько процентов, уменьшить количество воды для затворения и значительно ускорить технологически процесс. Добавку используют при производстве тротуарной плитки, товарного бетона и различных видов ЖБИ. Самые распросраненные ускорители твердения – линейка добавок «Реламикс» и «Экономикс» от компании «Полипаст»;
• Противоморозные добавки. Этот вид присадок увеличивает не только морозостойкость и водонепроницаемость бетонной конструкции, но и существенно повышает ее прочность за счет так называемого образовании первичного структурного каркаса затвердевшего бетона, обрастающего гидросиликатами кальция. Благодаря последнему фактору применение противоморозных добавок позволяет снизить «материалоемкость» заливки на 5-10% за счет уменьшения проектных габаритов конструкции. Самые распространенные противоморозные добавки: поташ, карбамид, соединения нитрата кальция с мочевиной,

Готовясь к заливке фундамента нужно получить максимум информации о бетоне – основе любой монолитной конструкции. Подбирая оптимальное соотношение компонентов исходной смеси (вода-цемент-песок-щебень), не забывайте о добавках, улучшающих ее свойства.

Ассортимент строительной химии сегодня насчитывает сотни наименований. Не зная, какие бывают добавки в бетон, нельзя вести работы в экстремальных погодных условиях и рассчитывать на высокое качество.

В этой статье мы рассмотрим самые распространенные виды добавок в бетонные смеси, изучим механизм их действия и оценим эффект от использования.

Разновидности добавок в бетон

Необходимость изменения свойств бетона обусловлена следующими факторами:

• Климатическими (низкие и высокие температуры воздуха).
• Технологическими (ускорение работ, улучшение удобоукладываемости, необходимость транспортировки).
• Эксплуатационными (повышение прочности, водо- и термостойкости).
• Финансовыми (экономия цемента).
• Химической агрессией окружающей среды (морская соль, грунтовые воды с повышенным содержанием веществ, разрушающих цементный камень).

Применение добавок для бетона позволяет строителям менять его свойства в широком диапазоне, улучшая качество возводимых конструкций.

Классификатор модифицирующих композиций включает несколько групп:

• пластифицирующие добавки;
• воздухововлекающие и газообразующие;
• ускоряющие (замедляющие) твердение бетона;
• уплотняющие;
• противоморозные;
• гидроизолирующие;
• красящие (пигментные).

Зачем нужны пластифицирующие добавки?

Новичку в строительстве может показаться, что бетонная смесь не нуждается в повышении пластичности. Налей воды побольше, и бетон без всяких добавок станет жидким и удобным для укладки. На самом деле лишняя вода — враг бетона.

Существует жесткая зависимость между количеством цемента и воды, при которой застывающая смесь набирает максимальную прочность. Строители называют ее водоцементным соотношением. Проще говоря, если вам хочется сделать качественный бетон, то в 10 кг цемента разрешается добавлять не более 7 литров воды. Налив больше жидкости, вы резко снизите прочность конструкции (повысится пористость бетона).

Чем плотнее бетон, тем лучше он сопротивляется нагрузкам. Поэтому, например, для производства тротуарной плитки к 10 кг цемента добавляют не более 4 литров воды. Как распределить такую жесткую смесь в опалубке равномерно, без пустот и раковин? Здесь на помощь строителям приходят пластифицирующие добавки. Они делают бетон текучим без добавления лишней воды.

Пластификаторы для бетона – самые востребованные виды добавок. Снижая силу сцепления частиц исходной смеси, они защищают ее от расслаивания. Используя такие добавки можно без вибратора заполнить литьевую форму и тонкостенную опалубку фундамента.

В продаже этот вид добавок встречается под названиями супер и гиперпластификаторы. Разница между ними заключается в силе действия. Гиперпластифицирующие добавки снижают количество воды без уменьшения прочности бетона на 20%. У суперпластификаторов этот показатель не превышает 10%.

Еще один положительный эффект от применения пластификаторов – экономия цемента. Уменьшив содержание воды в бетоне, можно пропорционально снизить массовую долю цемента, не нарушая «водно-цементного баланса».

Зачем бетону воздух?

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

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

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

Ускорители и замедлители твердения

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

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

Чем плотнее, тем прочнее!

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

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

Нам мороз нипочем!

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

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

Гидроизолирующие добавки

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

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

Пигменты для окрашивания бетона

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

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

Популярные производители и цены

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

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

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

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

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

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