Добавки в бетон и раствор: народные пластификаторы и гидрофобизаторы

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.

Кирилл Лебедев

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.

Необходимое количество добавки нужно рассчитывать от массы цемента, а не от массы готовой смеси. Пластифицирующие добавки также позволяют снизить расход цемента.

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.

Как ускорить застывание бетона, и для чего это может требоваться

Основной вопрос при изготовлении бетона: как достичь расчетной прочности в оптимальные сроки.

Представим в общих чертах, как протекают процессы затвердевания и набора прочности, и какие факторы могут привести к изменениям в них.

Химия процесса

В составе бетонной смеси цементный камень – продукт реакций гидратации, происходящих при смешивании цемента с водой.

Цемент – основной компонент смеси; от его марки и соотношения с водой зависит прочность готового бетона и скорость его отвердевания.

Важно!

Водоцементное отношение (В/Ц) – это отношение количества воды затворения к количеству цемента. Оно обычно составляет 0,3-05 и выше.

В состав цемента входят такие соединения, как кальциевые силикаты, алюминаты и алюмоферриты. При смешивании этих соединений с водой начинаются химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла (благодаря чему увеличивается скорость протекания реакций гидратации).

Важно!

Чем быстрее водный раствор насыщается, тем лучше и быстрее происходит кристаллизация, то есть схватывание цемента. Вот почему бетоны с пониженным содержанием воды схватываются быстрее.

Процесс твердения бетона состоит из двух фаз:

схватывание,
отвердевание.

Схватывание бетона в условиях оптимальной температуры и влажности окружающей среды начинается через 2 часа и протекает довольно быстро, в течение часа. В этой фазе на бетон можно воздействовать, он остается подвижным.

После окончания первой фазы начинается отвердевание. В оптимальных условиях распалубочная прочность достигается на 7-10-е сутки, расчетная – по истечении 28 дней, затем набор прочности продолжается еще несколько месяцев, но с очень низкой скоростью.

Классификация замедлителей схватывания: воздействие на состав бетона

Наиболее подходящими для этих целей классами являются первый, второй и четвёртый.

Добавки первого класса представляют собой электролиты, меняющие растворимость вяжущих веществ. К ним относятся амины, органические кислоты, а также спирты. На данный момент пользуются меньшим спросом.
Добавки второго класса взаимодействуют с вяжущими веществами, создавая труднорастворимые или малодиссоциированные соединения. Замедляющий эффект добавок этого класса можно объяснить появлением экранирующих плёнок, что получаются из продуктов реакции.
Добавки четвертого класса – наиболее походящий вариант добавок. К ним относят ПАВ, что способны адсорбироваться и на вяжущих, и на гидратных образованиях. Различают два основных вида замедлителей: химического и физического воздействий.

Первые основаны на торможении процесса роста кристаллической решётки в смеси. Благодаря медленному росту решётка приобретает более сложный и равномерный вид, что положительно сказывается на прочности готового бетона. Из плюсов можно также отметить повышение показателей морозостойкости и водонепроницаемости всей конструкции. Но здесь, как и говорилось выше, необходимо соблюдать строгую дозировку. Избыток добавки в растворе может привести к критической потере прочности бетона.

Вторые сформировывают труднопроницаемую пленку на самих зернах цемента, замедляя их схватывание. Это повышает адгезию и влагозащиту, но плохо сказывается на общей прочности готовой конструкции.

Воздухововлекающие (LP)

Этот вид химических добавок образует устойчивую пену с микропузырьками воздуха (0,05 см3) общим объемом 2-5%. С помощью присадки формируется микропористая структура бетонной смеси, которая обладает повышенной устойчивостью к морозам, водонепроницаемостью, высокой пластичностью.

Пузырьки придают гидрофобные свойства строительному материалу, и делают его влагонепроницаемым. При замерзании бетона образованные поры сжимаются, снимая внутреннее напряжение и обеспечивая морозостойкость.

Пенная структура продукта повышает пластичность, снижает расслаиваемость, предотвращает образование трещин при затвердевании и набора прочности бетона. Увеличивая подвижность на 15-30 %, вы улучшаете формовочные свойства бетонного раствора.

Воздухововлекающие порообразователи используются при строительстве мостов, эстакад, тоннелей, дорог и магистралей, взлетно-посадочных полос, гидротехнических сооружений. Воздухововлекающие добавки используемые для приготовления ячеистого бетона вводятся в раствор вместе с водой, отдельно от других добавок для бетона.

Похожими характеристиками обладают газообразующие присадки, соединение создает микрополости. Но они применяются, чтобы уменьшить вес и повысить теплоизолирующие свойства изделия (при производстве газо- и пеноблоков).

Глина

Ее используют по большей части для снижения стоимости раствора, поскольку глина является заменителем цемента. Нет, она не обладает аналогичными свойствами и значительно уступает сухой строительной смеси по уровню качества. Но при грамотно подобранных пропорциях глина разбавляет цемент, сохраняя при этом ключевые показатели — прочность, вязкость, цепкость.

Перебарщивать с добавлением глины нельзя ни в коем случае. Учтите, что раствор, полученный таким образом, не годится для создания монолитных конструкций, на которые приходятся большие нагрузки. Иными словами, такой бетон не подойдет для строительных целей, создания фундамента и пр. Его можно использовать для заливки дорожек на заднем дворе и создания малых архитектурных форм.

Практика применения пластифицирующих добавок

В настоящее время в продаже можно найти огромное количество жидких пластификаторов как брендовые, так и относительно малоизвестные препараты. Большинство из них рекламируются как универсальные, способные обеспечить все или большинство известных эффектов от применения пластификаторов.

Путаное описание и длинный список эффектов может попросту сбить с толку при подборе пластификатора для бетона своими руками, поэтому будет правильным сделать упрощенную классификацию добавок в бетон:

Присадки, улучшающие подвижность и пластичность бетонной смеси с помощью увеличения количества пузырьков воздуха в бетоне. Иногда называют заменителем извести. Обычно в виде жидкости или гранул порошка темно-коричневого цвета. Применение пластификатора убирает высолы на бетоне и уменьшает усадку. Используется для приготовления кладочного и штукатурных растворов;
Ускорители твердения позволяют заливать бетон при температурах до -15оС, на вторые сутки в обычных условиях прочность бетонной отливки достигает 70-80% от расчетной величины, через 28 дней прочность бетона на 30% больше нормативной. По составу и внешнему виду напоминает предыдущий вариант;
Добавки для объемной гидрофобизации, как правило, содержат щелочь и жидкое стекло. Используются для защиты от проникновения влаги в толщу кладки или бетонной стяжки, но при этом сохраняется возможность газообмена;
Кольматирующие добавки, уплотняющие структуру бетона, снижающие количество пор в структуре, соответственно, максимально повышают гидрофобность бетонной поверхности и увеличивают стойкость к циклическому замораживанию.

К сведению! Кольматы позволяют добиться высокой прочности и сплошности бетона без использования вибратора, их широко применяют при производстве тротуарной плитки, фундаментов и даже для бетонных стен бассейнов.

Кроме перечисленных, для получения тонких и эластичных покрытий, например, при обустройстве наливных полов, в бетон добавляют смеси на основе акрил-латексного композита. Все остальные добавки, независимо от того, что написано на упаковке, повысить гибкость и упругость бетона не могут.

Практически все пластифицирующие присадки изготавливаются на основе сложного химического соединения, продукта переработки целлюлозы — сульфатированная фенолформальдегидная смола, конденсированная с многоатомными спиртами, и лигниносульфонат. Добавка безвредная, но из-за распада в водной среде срок хранения ограничен одним годом.

Вторая группа, в том числе кольматы, изготавливаются на основе поверхностно-активных веществ, тех же многоатомных спиртов, но с добавлением силиката натрия и щелочи. Из-за изменения кислотного числа резко увеличивается разъедающее действие бетонной массы, поэтому металлическую арматуру лучше защищать обработкой фосфатированием.

Мнения мастеров

Добавок сегодня на рынке представлено огромное множество. Также можно найти немало их «заменителей» — более простых и доступных веществ. В случае покупки готовой присадки для цемента итоговые характеристики раствора будут четко определены, обеспечат качественное выполнение работ. Если же готовить составы самостоятельно, нужно убедиться в том, что они будут работать в нужном ключе и правильно подобрать пропорции.

Мастера отзываются о добавках в цемент исключительно положительно, так как эти составы действительно позволяют значительно улучшить показатели раствора, облегчить и ускорить проведение работ, да и с учетом всех преимуществ экономически выгодны.

Техническая соль

Весьма интересный вариант, которые рекомендуется рассмотреть детально. Техническая соль увеличивает морозостойкость раствора, являясь своего рода пластификатором. Ее добавление в разумном количестве не ухудшает потребительские качества бетона. По словам профессионалов, 2% от общей массы будет достаточно, чтобы бетон получился невосприимчивым к заморозкам и быстро затвердевал при минусовой температуре.

В народе активно используется и обычная соль. Она повышает жаростойкость раствора, поэтому добавляется при кладке печей, очагов и пр

Обратите внимание, что чрезмерное количество соли в бетонном растворе может привести к ускорению коррозийных процессов, что недопустимо в случае изготовления армированных конструкций

Как рассчитать дозировку противоморозной жидкости

При подборе состава бетонной смеси необходимо учитывать технические характеристики используемых материалов. От качества инертных материалов будет зависеть количество расхода цемента, соотношение песка и щебня, возможность проектирования высокомарочных бетонов. Огромное значение для бетона имеет цемент: его активность, тонкость помола, скорость твердения и т.п. Но неправильно рассчитанная дозировка противоморозной присадки может отрицательно повлиять на качество бетона, злоупотреблять добавками не следует.

Количество противоморозной жидкости в растворе зависит от количества цемента и температуры воздуха.

Василий Шрамко

Дозировки нашего продукта очень просты: на каждые -5 градусов надо добавлять примерно 3 л добавки на куб бетона (более подробно о дозировке можете узнать в инструкции по применению на этикетке). Таким образом, потребитель страхует свою конструкцию от промерзания и может быть уверен, что бетон, который он уложил в конструкцию, покажет нужную прочность.

Технология нанесения эпоксидных пропиток

Материал наносится на бетон марки не ниже М200. Влажность основания не должна превышать 4% по массе. Относительная влажность нормируется не выше 80%. Эпоксидные пропитки наносятся на зрелый бетон (выдержка не менее 28 суток), гораздо реже работают по свежим основаниям.

Температура воздух-основание должна быть на 3 градуса выше точки росы; основания, воздуха — +5-25 градусов; пропитки — +15-25 градусов.

Подготовка

С основания удаляется верхний рыхлый слой, для чего используются шлифовальные машины и жесткие щетки. Рабочая смесь тоже требуется подготовки, — оба компонента смешиваются и прорабатываются строительным миксером. В результате должен образоваться однородный состав, который оставляют на несколько минут для выхода вовлеченного воздуха.

Нанесение

Перед внесением пропитки бетон обеспыливают при помощи промышленного пылесоса. Состав наносят валиками или кистями, действуя «крест-накрест», контролируя образование луж. Как правило, реализуется 1-2 слоя. Необходимо соблюдать послойную сушку 16-24 ч. Средний расход – 220-500 г/кв.м.

Куриные яйца

Это кажется невероятным, но обыкновенные куриные яйца значительно повышают качество бетона, делая его пригодным даже для возведения всевозможных конструкций. Рецепт замешивания смеси с добавлением куриных яиц пришел из давних лет.

Сейчас для приготовления бетона используется качественный цемент, обладающий высокой степенью вязкости, но многие все равно добавляют куриные яйца, которые помогают:

улучшить прочность;
повысить сцепляющие свойства;
увеличить показатели плотности;
усилить водонепроницаемость.

Возникает вопрос: сколько яиц требуется для приготовления сверхкачественного бетона. Ответ прост — много. В современных реалиях это нецелесообразно, к тому же есть множество других способов улучшения качества бетона, а куриные яйца лучше оставить для готовки.

Какие добавки в бетон рекомендуют специалисты

Познакомиться с большинством эффективных присадок можно, прочитав инструкции по их применению.Среди брендов можно отметить:

PENETRON ADMIX

Penetron Admix

Сухой материал не токсичен, считается экологически чистым. Поэтому его широко используют для работы в учреждениях, где предъявляются особые требования: это здания больниц, учебных заведений, бассейнов. Даже резервуары для питьевой воды строятся с применением Пенетрон Адмикс. Долго хранится в среде с переменными показателями влажности и температуры.

Добавляется на этапе формирования смеси.

Кальматрон

Сухая смесь. Материал проникающего типа.

Годится как добавка в бетон с целью гидроизоляции гидротехнических строений и сооружений: резервуаров, бассейнов и других. Защищает от сложных агрессивных воздействий, применим для емкостей с питьевой водой.

Полипласт

Полипласт СП-1

Компания Полипласт производит под своим брендом добавки в бетон. Виды: пластифицирующая, водоредуцирующая, противоморозная, расширяющая, стабилизирующая и другие.

Пример: Полипласт СП-1 – суперпластификатор. Основная область применения — добавление к товарному бетону различного вида. Подходит для изделий из легкого, мелкозернистого и тяжелого цементного материала. Хорошо взаимодействует с самоуплотняющимися видами строительного материала.

Sika

Sikament BV 3M

Швейцарская компания с вековой историей производит строительные смеси, среди них — присадки для цементных растворов.

Пример: Sikament BV 3M — пластифицирующая добавка, особенно применима для стяжки пола. Обладает хорошими качествами пластичности, надежна в работе. Срок хранения более года.

Чем заменить С-3 в домашних условиях?

При самостоятельном изготовлении бетонного раствора в домашних условиях нередко возникает соблазн сэкономить на добавках промышленного производства и обойтись рецептами, которые можно найти в руководствах народных умельцев.

Поскольку большинство пластификаторов изготавливаются на основе поверхностно-активных веществ, народ догадывается, что заменить их можно моющими средствами, которые тоже содержат ПАВ.

В ход идут стиральные порошки, средства для мытья посуды, недорогие сорта жидкого мыла и шампуней и другие подручные материалы.

Для увеличения подвижности и пластичности смеси рекомендуется добавить 0,25-0,40% моющего средства от объема сухого цемента, одновременно слегка снизив водоцементное соотношение. Моющее средство нужно предварительно развести в воде.

Пользуясь подобными советами, нужно понимать, что все ПАВ обладают разными характеристиками. В средствах для бытового использования и личной гигиены не применяются те виды поверхностно-активных веществ, которые входят в состав пластифицирующих добавок. Поэтому, хотя бетонный раствор и становится пластичнее, чем смесь без присадок, раствору с добавлением пластификатора он проигрывает по многим показателям.

Другой важный момент: не всегда возможно узнать, какова дозировка ПАВ в каждом конкретном моющем средстве, соответственно, точно отмерить и развести самодельную присадку не получится. Выяснять, сколько добавить средства, придется опытным путем. А чрезмерное добавление ПАВ ведет к снижению прочности готового бетона.

Недостатки моющего средства как пластифицирующей добавки в бетон по сравнению с пластификатором С-3:

Невозможность точной дозировки ПАВ.
Меньшая подвижность бетона по сравнению с раствором, в который добавлен пластификатор. Фактически, раствор разжижается и насыщается мелкими пузырьками воздуха, в то время как пластификатор обволакивает частицы цемента и наполнителя, позволяя им легче скользить относительно друг друга.
В моющих средствах ПАВ другие по химическому составу и действию, поэтому результат их применения не предсказуем.
В результате применения моющих средств, в смеси образуются воздушные пузырьки, а готовый бетон получается более пористым и легким (разница в массе между стандартным бетоном и бетоном с добавлением моющего средства может достигать 30%).
Из-за уменьшения плотности снижается прочность бетона.
Пористый бетон, получившийся в результате добавления моющих средств, активнее впитывает влагу, что может приводить к появлению плесени, трещин и быстрому разрушению бетона.

В связи с этим, самодельным присадкам не следует слишком доверять

Их использование может быть оправданным при самостоятельном изготовлении конструкций низкой важности

Видео: Fairy плюс бетон. Как влияет на свойства бетона добавление пластификатора или Fairy

В случае серьезного строительства целесообразно правильнее купить добавки промышленного производства. Они есть в продаже в строительных магазинах, их легко приобрести, они не удорожают бетон либо удорожают его незначительно, снабжены инструкцией по применению и дозировке и гарантируют получение заявленного результата.

Пластификатор Plastix зарекомендовал себя как надежная комплексная добавка, позволяющая сэкономить цемент и получить бетонную смесь повышенной удобоукладываемости и бетонные изделия высокой прочности. Plastix экономит ваше время и средства.

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 добавляют куриные яйца и глину в бетон?

Издавна при строительстве храмов в раствор добавляли куриное яйцо, и это факт. Конечно же, состав тогдашнего строительного раствора существенно отличался от сегодняшнего. В нем больше присутствовало извести, раствору из которой, собственно говоря, и придавали прочность куриные яйца.

Однако, уже доказано, и факт остается фактом, что при добавлении в бетон и цементный раствор куриных яиц, тем самым, можно существенно улучшить прочность, плотность, сцепляющие свойства и водонепроницаемость строительной смеси. Многие из тех построек, которые возводились с использованием извести, куриных яиц и неорганических добавок, стоят и по сей день, удивляя своей небывалой прочностью. Что уж тут говорить, наши предки знали толк в строительстве, и им не нужны были суперпластификаторы для этих целей.

Второй компонент, который использовался задолго до появления цемента, это глина, которая придавала строительному раствору необычайной крепости. Готовилась смесь с использованием глины очень долго, однако и постройки, возведённые с её использованием, стоят до сих пор. Сегодня глину добавляют в бетон, скорее всего для удешевления строительной смеси, нежели чтобы повысить ее прочностные показатели.

К сожалению, бетон с добавлением глины не походит для заливки фундаментов и других элементов дома, к которым предъявляются особые требования касательно прочности и надежности.

Народные добавки в раствор и бетон для увеличения его прочности и не только

Еще одним компонентом, который позволяет существенно увеличить морозоустойчивость раствора, является техническая соль

При этом важно не переборщить при добавлении соли в бетон, её должно быть не более 2%. В противном случае, возможно, только усугубить ситуацию коррозионными процессами, которые и так воздействуют на металлические части железобетонной конструкции

В случае с растворами для кладки и отделки печей, самая обычная соль, позволяет улучшить их жаростойкость.

Активно используют при изготовлении бетонов и раствором, также и мыльные растворы с порошком. Что они дают? В первую очередь позволяют увеличить подвижность строительной смеси, сделать её более пластичной и податливой в работе. Особенно это касается цементного раствора для оштукатуривания стен, работать с ним становится намного легче и проще, если добавить при изготовлении небольшое количество жидкого мыла.

Не менее популярные при изготовлении строительных смесей на основе цемента, являются и такие добавки, как клей ПВХ и гашеная известь-пушонка. Второй компонент способен придать раствору эластичности и клейкости, улучшить сцепляющие свойства смеси и придать ей бактерицидных свойств. Раствор с добавлением извести-пушонки становится намного устойчивее против воздействия грибков и плесени.

Что же касается добавления клея ПВА в бетон, то он способен улучшить его подвижность, существенно увеличить показатели касательно прочности и водостойкости.

Зачем нужны пластифицирующие добавки?

Вывод

Широкий ассортимент модифицирующей химии позволяет выбрать тот продукт, который будет максимально соответствовать требованиям каждого конкретного случая, повысить эффективность песко-цементного состава, продлить эксплуатацию готового изделия

Однако при работе с цементными добавками важно в точности соблюдать рекомендации и инструкции по используемым пропорциям, указанным специалистами скайтрейд. Желаемый эффект не будет достигнут, если допустить диспропорцию или нарушить последовательность приготовления

В любом случае количество всех добавок, используемых для одного объема, не должно превышать 1,5—3% массы цемента

Несмотря на свой положительный эффект, применение модификаторов не исключает важности соблюдения точной технологии приготовления, смешения до однородности, кладки и выдержки строительной массы

Народные добавки в бетон: яйца, глина, соль, жидкое мыло и другие

Для чего необходимо использовать пластификаторы