Классификация добавок в бетон

Добавки в бетон позволяют удовлетворить любые пожелания застройщиков. Бетон — главный строительный материал, который применяют практически при любом строительстве. Разные условия строительства выдвигают и различные требования к материалу.

Бетон — самый используемый материал в строительстве, благодаря технологичности и высокой прочности.

Бетон обладает высокой прочностью и технологичностью, но добавки в бетон позволяют сделать эти свойства еще более весомыми. В настоящее время предлагается множество составов для улучшения бетонных смесей. Важно не утонуть в этом море предложений, а найти то, что нужно.

Необходимость добавок

В своем классическом виде бетон — это смесь цемента, песка, заполнителя и воды. Такой набор компонентов придает материалу высокую прочность. В то же время можно отметить некоторые отрицательные стороны простых смесей, а именно такие, как:

Таблица прочности различных классов бетона.

• недостаточная влагостойкость;
• длительный набор максимальной прочности;
• недостаточная стойкость к некоторым средам;
• высокий вес;
• недостаточная технологичность, выраженная в низкой эластичности раствора, быстром схватывании;
• невозможность укладки при низких температурах;
• время твердения бетона;
• недостаточные теплоизоляционные свойства и некоторые другие.

Для устранения перечисленных недостатков при сохранении положительных свойств применяются специальные добавки для бетона.

Классификация добавок

В общем случае добавки в бетон представляют собой химическое вещество, которое дополнительно в небольших количествах вводится в бетонную смесь и обеспечивает специфические свойства. Такие составы можно разделить на типы по их функциональной направленности.

Для начала нужно отметить добавки, регулирующие свойства бетона. Их можно подразделить на пластифицирующие вещества для увеличения эластичности и подвижности, стабилизирующие составы для предотвращения расслоения массы, водоудерживающие компоненты для снижения скорости отделения воды. Второй тип охватывает добавки, изменяющие процесс твердения и схватывания раствора. Его действие направлено на ускорение или замедление процесса, а также расширение температурных границ использования раствора (в т.ч. при минусовых температурах).

Классификация добавок для бетона.

Следующий тип добавок — вещества, способные изменить плотность материала. К ним относятся составы для пенообразования, образования пор, уплотнения структуры. Большую группу составляют антикоррозионные добавки, увеличивающие стойкость бетона в агрессивных средах, биологическую стойкость к микроорганизмам, снижающие коррозию стальных армирующих элементов. Гидроизоляционные свойства повышают гидрофобные добавки. Используются специальные добавки для регулирования деформационных процессов в бетоне, в т.ч. усадки или расширения. Отдельным видом считаются добавки комплексного действия, которые находят в последнее время наиболее широкое применение.

При введении в бетонную смесь дополнительных компонентов оценивается эффективность их применения и побочный эффект, который они могут оказать. Внутри каждой группы они подразделяются по категории эффективности.

Пластификаторы для бетона

Пластификаторы выполняют двойную задачу: повышают эластичность самой структуры бетона для снижения растрескивания в период эксплуатации и увеличивают пластичность раствора, что облегчает процесс укладки и повышает качество раствора. По эффективности воздействия такие добавки в бетоны и растворы можно подразделить на четыре категории: суперпластификаторы, а также пластификаторы сильного, среднего и слабого действия.

Таблица пластификаторов для бетона.

В качестве суперпластификатора давно используются нафталиновые составы и кремнийорганические соединения. Наибольшее распространение находит применение поверхностно-активных веществ. В растворы собственного приготовления добавляется известь и моющие средства. Из стандартных составов следует отметить сульфитную дрожжевую бражку (кальциевая соль), улучшающую текучесть раствора за счет гидрофильного воздействия. К этому же типу действия относится адипиновый щелочной раствор (ПАЩ-1), пластификатор марки ВРП-1 и т.п.

Ряд пластификаторов использует принцип вовлечения в раствор пузырьков воздуха. К воздухововлекающим добавкам для бетона можно отнести смолу СНВ, натриевую соль абиетиновой кислоты, препарат ЦНПИПС-1, сульфанол, составы на основе отходов нефтепереработки и т.д.

Наибольшее применение находит древесная смола, которая значительно увеличивает текучесть и пластичность массы.

Противоморозные смеси

В условиях России важное значение приобретает обеспечение возможности строительства при низких температурах, что обеспечивают противоморозные добавки в бетон. Сложность использования бетона в зимнее время обусловливается тем, что вода замерзает внутри материала, что не может обеспечить нормальное формирование прочной структуры. Добавка должна обеспечить быстрое твердение бетона при минусовых температурах.

Таблица противоморозных добавок для бетона.

Для этой цели используется поташ, который способен работать при температуре до -30ºС, но имеющий небольшой недостаток — возможность появления на поверхности пятен (высолов). Рекомендуется современный комплексный противоморозный состав М15 плюс.

Использование таких веществ имеет некоторые ограничительные условия: не рекомендуется применять при влажности более 60% и при наличии в смеси химически активного кремнезема.

Гидроизоляционные свойства

Гидроизоляционные добавки для бетона входят в его структуру, повышая стойкость к воздействию влаги. Обычно такие составы используются для фундаментов и при строительстве бассейнов, колодцев и т.д. Принцип действия основан на образовании кристаллической структуры на основе эттрингита при контакте цемента с водой. Широкое применение во всем мире находит смесь Пенетрон ADMIX, который показал свою достаточную эффективность. Можно использовать более дешевый состав «Кристалл», защищающий бетон и металлическую арматуру в нем и повышающий водостойкость на 3-4 класса.

Замедлители схватывания бетона и армирующие добавки

При заливке бетонного раствора необходимо, чтобы раствор не схватывался раньше времени, т.е. до его заливки, так как это значительно усложняет процесс строительства. Для устранения этого ненужного эффекта используются замедлители твердения. Можно рекомендовать следующие вещества, такие как сахарная патока, нитрилотриметиленфосфоновая кислота, составы типа СДБ, ГКЖ-10 и ГКЖ-94.

Схема изготовления бетона с добавками.

Для увеличения прочности применяются армирующие добавки в бетон. Можно выделить следующие основные типы армирующих элементов: арматура, полимерная или базальтовая фибра, стекловолокно, металлические элементы в виде сетки или фибры. В качестве полимерной добавки широко используется полипропиленовая фибра или фиброволокно. Норма ее расхода составляет всего 0,9 кг на 1 куб.м смеси, но при этом обеспечивается значительное увеличение прочности. Фибра связывает структуру материала на микроуровне, быстро засыхает и производит микроармирование. Стекловолокно также широко используется для армирования в виде добавки для растворов и вводится в сухую смесь.

Комплексные добавки

Разные добавки для бетона не учитывают разных требований, возникающих при строительстве, поэтому порой трудно выбрать нужный компонент. В связи с этим современные добавки для бетона основаны на комплексном воздействии на структуру материала. Принято выделять пять групп комплексных составов:

• смесь ПАВ;
• совмещение ПАВ и электролитов;
• сочетание разных электролитов;
• составы на основе суперпластификаторов;
• сложные системы.

Так, смесь ПАВ из жирных кислот с остатками продуктов жирных спиртов позволяет повысить пластичность, увеличить время схватывания раствора и повысить гидроизоляционные свойства. Введение комплексных электролитов управляет процессом твердения раствора, улучшает механические свойства, упрочняет структуру.

Комплексная добавка в бетон получила второе дыхание после разработки суперпластификатора. Основные суперпластификаторы представляют собой добавки на базе совмещения высокоэффективных поверхностно-активных веществ. Так, пластификатор С-3, наряду с основой, продуктом реакции нафталинсульфокислоты и формальдегида, включает лигносульфонат и сульфат натрия. Для комплексной помощи бетону в пластификаторы вводятся хлориды и нитраты кальция, бикарбонат натрия, полиоксиэтилен, карбоксиметилцеллюлоза, синтетические вещества для пенообразования, соли винной кислоты, производные сахаров и другие вещества.

Добавки, вводимые в состав бетона, способны значительно улучшить его свойства. Они значительно расширяют технологические и функциональные возможности материала. Вопрос о том, как выбрать нужную добавку, следует решать комплексно.