Разнообразие химических присадок для бетона очень велико. Человеку без специального образования может быть сложно понять, какие из них нужны для конкретной задачи.
Общую классификацию добавок по ГОСТ мы приводили в статье Виды добавок для бетона. А на этой странице мы сфокусируемся на практической стороне вопроса. Мы расскажем, какие присадки можно использовать для решения тех или иных проблем, возникающих в ходе строительства.
Правила подбора добавок и их дозировок можно найти в следующих документах:
- Руководство по применению химических добавок к бетону
- Рекомендации по применению суперпластификаторов в производстве сборного и монолитного железобетона
При желании вы можете ознакомиться с ними самостоятельно. А ниже мы приведем выжимку основных рекомендаций с пояснениями.
Итак, перед строителем, который работает с бетоном, могут возникнуть такие задачи:
- Снизить расходы на строительство
- Улучшить технологические характеристики бетонной смеси
- Улучшить характеристики бетона
- Устранить проблемы, которые возникают при твердении бетона
В этой статье мы разберем последние два пункта.
Добавки для улучшения характеристик бетона
Свойства бетона в первую очередь зависят от качества его компонентов.
Так, на них влияют:
- Марка цемента
- Марка по дробимости крупного заполнителя
- Зерновой состав крупного и мелкого заполнителя
- Наличие пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках в заполнителях
Но не всегда изготовителю бетона или строителю доступны материалы высокого качества. Например, в России есть целые регионы, в которых нет своего гранитного щебня. И на стройках с ограниченным бюджетом его заменяют более доступным гравием.
Что же делать, если те материалы, которые есть в наличии, не обеспечивают нужных бетону свойств? Здесь на помощь опять приходят добавки.
Они позволяют улучшить:
- Прочность
- Морозостойкость
- Водонепроницаемость
- Солестойкость
Конечно, химические присадки не могут сотворить чудо и превратить низкомарочную смесь в материал высшего качества. Но с их помощью можно «подтянуть» характеристики бетона до требований проекта.
Остановимся подробнее на каждой задаче.
Добавки для повышения прочности бетона
Марка по прочности на сжатие – это одна из самых важных характеристик готового бетона. Именно на нее смотрят в первую очередь, когда оценивают качество материала.
Большое влияние на прочность оказывает водоцементное отношение (В/Ц) в бетоне. Чтобы его узнать, нужно разделить массу воды в смеси на массу цемента. Чем ниже В/Ц, тем выше будет марочная прочность бетона после затвердевания.
Для уменьшения В/Ц используют пластификаторы: СДБ, ССБ, суперпластификаторы типа С-3, 10-03 и другие. Они понижают содержание воды в смеси на 7-20% и более.
В следующей таблице приведено примерное соответствие между маркой бетона по прочности и содержанием воды в смеси.
Так, если у вас изначально был «чистый» бетон на цементе М400 и с водоцементным отношением 0,75, то при помощи пластификатора (например, СДБ или ССБ) вы можете сократить В/Ц до 0,63. Марка по прочности тогда увеличится с М150 до М200.
Также для повышения прочности используют:
- Ускорители твердения
Оптимальная температура для твердения бетона – от +15°C до +25°C. Именно в таких условиях он набирает проектную прочность за 28 суток. Но в России такие температуры бывают только летом (и то – не во всех регионах), а строят из бетона практически круглый год. Чтобы смесь успешно набирала прочность в холодную погоду, в нее добавляют ускорители твердения: нитрит или нитрат кальция, хлорид кальция, хлорид натрия и другие соли. - Комплексные добавки
Пластифицирующие добавки позволяют снижать В/Ц, но при этом замедляют темпы набора прочности бетоном. Чтобы нивелировать этот недостаток, их сочетают с ускорителями.
При выборе упрочняющей добавки можно руководствоваться такими принципами:
- Если бетон заливают в теплое время года или в опалубку с подогревом, достаточно будет одного пластификатора
- Если бетон изначально имеет достаточную прочность, но его заливают в холодную погоду – рационально будет добавить в смесь ускоритель твердения
- Если нужно одновременно обеспечить высокую прочность и быстрое твердение, лучшим выбором будет комплексная добавка
Добавки для повышения морозостойкости бетона
Морозостойкостью называют способность бетона переносить многократные циклы заморозки и оттаивания без потери прочности. Но почему этот материал вообще боится минусовых температур?
Все дело тут во влаге, которая сквозь мельчайшие поры и капилляры просачивается в толщу бетонного камня. Как известно, вода при замерзании расширяется. Причем происходит это так резко, что при избытке влаги она может буквально разорвать материал.
Для повышения морозостойкости бетона используют:
- Пластифицирующие (водоредуцирующие) добавки
Пластификаторы типа СДБ и ССБ дают небольшое плюс к морозостойкости за счет общего улучшения структуры бетона. Но эффект этот достаточно слабый. - Воздухововлекающие добавки
Они образуют в толще бетона небольшие пустоты, в которые выдавливаются излишки влаги при замерзании. Благодаря этому снижается внутреннее давление на материал.
К этой группе присадок относятся поверхностно-активная добавка СПД и нейтрализованная смола СНВ. Такие добавки дают самое высокое увеличение морозостойкости – в 2-3 раза. - Пластифицирующе-воздухововлекающие добавки
Они не только улучшают морозостойкость материала, но также повышают подвижность и связность бетонной смеси. Впрочем, оба эффекта у них выражены чуть слабее, чем у чисто пластифицирующих или чисто воздухововлекающих присадок.
К этой группе относятся мылонафт, омыленная растворимая смола ВЛХК, силиконаты натрия ГКЖ-10 и ГКЖ-11. Они дают улучшение морозостойкости в 1,5-2 раза. - Микрогазообразующие добавки
По эффекту действия они схожи с воздухововлекающими. Разница лишь в том, что пузырьки воздуха в бетоне образуются не механическим, а химическим путем. Добавка вступает в реакцию с известью в составе цемента, в результате чего выделяется водород.
Чаще всего в качестве микрогазообразователя применяют кремнийорганическую жидкость ГКЖ-94. - Комплексные добавки
Увеличение пористости бетона приводит к снижению его прочности. Решить эту проблему можно путем снижения В/Ц и добавления пластификаторов типа СДБ или ССБ. А эффект замедления твердения, который оказывают добавки ГКЖ-10, ГКЖ-11 и ГКЖ-94, можно убрать при помощи нитрата кальция и других солей.
При выборе добавки для повышения морозостойкости вы можете опираться на следующую таблицу.
Добавки для повышения водонепроницаемости бетона
Вода представляет опасность для бетона не только в твердом, но и в жидком виде. Попадая внутрь материала, она постепенно вымывает из него растворимые соединения: гидроксид кальция, сульфат кальция и другие.
Требования по водонепроницаемости предъявляют к бетонным конструкциям, которые:
- Находятся под открытым небом и подвергаются воздействию атмосферных осадков (дороги, тротуары, отмостки, площадки, фасады, крыши)
- Зарыты в землю и могут вступать в контакт с грунтовыми водами (столбы, сваи, фундаменты)
- Эксплуатируются в водных средах (трубы, колодцы, дренажи, стоки)
Во всех этих случаях бетон должен иметь марку по водонепроницаемости, которая установлена в нормативах. Иначе он быстро разрушится и придет в негодность.
Для повышения водонепроницаемости используют:
- Ускорители твердения
Здесь чаще всего применяют нитрат кальция, а также нитрит-нитрат кальция (ННК) и нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК). Они не только ускоряют гидратацию цемента, но и улучшают структуру бетонного камня, делают ее более плотной и непроницаемой для воды. - Пластификаторы СДБ, ССБ и другие
За счет увеличения подвижности бетонная смесь лучше уплотняется. А это значит, что в ней образуется меньше пор, через которые в материал может попадать вода. - Порообразующие добавки с эффектом гидрофобизации
Морозостойкость, как мы отмечали выше, повышают путем увеличения пористости. Но чем выше пористость, тем легче воде попадать в материал. Безвыходная дилемма? Вовсе нет. Ведь добавки мылонафта, ВЛХК, ГКЖ-10, ГКЖ-11 и ГКЖ-94 не только создают в бетоне нужный объем воздуха, но и придают его порам и капиллярам водоотталкивающие свойства.
Выбрать подходящую добавку для своей задачи вы можете по следующей таблице.
Добавки для повышения солестойкости бетона
Большинство жителей России регулярно сталкивается с зимней гололедицей. Бороться с ней можно разными способами. Но самым эффективным остается применение противогололедных реагентов.
Проблема в том, что растворы солей достаточно агрессивны. И разъедают они не только обувь прохожих, но и дорожные покрытия. Именно поэтому в строительстве наряду с водо- и морозостойкостью возникло такое понятие как солестойкость бетона.
Оно важно для:
- Бетонных покрытий дорог, тротуаров, дорожек и парковок
- Несущих конструкций мостов, эстакад, путепроводов
- Уличных лестниц и крылец
- Элементов морских гидротехнических сооружений
Во всех этих задачах нужно использовать такой материал, который будет выдерживать воздействие не только пресной, но и соленой воды.
Для повышения солестойкости применяют:
- Воздухововлекающие добавки СНВ и СПД
- Пластифицирующе-воздухововлекающие добавки мылонафта, ВЛХК
- Кремнийорганические жидкости ГКЖ-10, ГКЖ-11 и ГКЖ-94
При выборе добавки ориентируются на классификацию сред по агрессивности:
- К слабоагрессивным относятся растворы, содержащие нитраты кальция, бария, свинца, магния, а также карбамид и карбонаты щелочных металлов
- К среднеагрессивным – сульфаты, нитраты, нитриты, первичные фосфаты
- К сильноагрессивным – хлориды
Более точно тип среды определяют по СП 28.13330.2017.
Целесообразность применения той или иной добавки отражена в таблице ниже.
Таким образом, при изготовлении бетона для дорожных покрытий и морских гидросооружений наиболее эффективными будут добавки ГКЖ-10, ГКЖ-11 и ГКЖ-94.
В заключительном разделе мы рассмотрим частые проблемы, которые возникают на этапе ухода за бетоном, и поговорим о том, как их можно решить при помощи химических присадок.
Добавки для устранения проблем при твердении бетона
Бетон – это в каком-то смысле «капризный» стройматериал. После изготовления и укладки он требует дальнейшего ухода.
На этом этапе строитель может столкнуться с такими проблемами:
- Бетон растрескивается из-за высокого тепловыделения
- На поверхности бетона образуются высолы
Давайте разберемся, какие присадки помогают их решить.
Добавки для замедления тепловыделения
В процессе гидратации цемента бетон разогревается. В первые сутки после укладки его температура может достигать 60-70°С. Это полезное свойство, ведь именно за счет высокой температуры материал набирает прочность.
Проблема возникает при заливке массивных несущих конструкций. В этом случае поверхность бетона быстро остывает, а внутри он, наоборот, долго сохраняет тепло. Из-за резкого перепада температур возникает напряжение, и бетонный камень может пойти трещинами.
Решить эту проблему можно при помощи органических добавок.
Наиболее эффективно снижают тепловыделение:
- Пластификаторы СДБ и ССБ
- Кремнийорганические жидкости ГКЖ-10, ГКЖ-11 и ГКЖ-94
Они замедляют гидратацию цемента и снижают количество выделяемого тепла. А значит – бетон разогревается постепенно и более равномерно.
Добавки для борьбы с высолами на бетоне
Появление высолов (выцветов) – это очень распространенная проблема. Они представляют собой белесый налет, который образуется на поверхности бетонного камня.
С технической точки зрения высолы неопасны и не свидетельствуют о низком качестве бетона.
Но в то же время они:
- Портят внешний вид бетонных конструкций
- Ухудшают сцепление с облицовочными материалами и штукатуркой
Поэтому их появление все-таки нежелательно.
Высолы бывают:
- Первичные
Их основу составляет гидроксид кальция (известь) – один из продуктов гидратации цемента. В виде раствора известь поднимается по капиллярам бетона и выходит на поверхность. Там она вступает в реакцию с углекислым газом из воздуха, превращаясь в нерастворимое вещество – карбонат кальция. Первичные высолы образуются вскоре после затвердения бетона. - Вторичные
Они появляются в ходе эксплуатации бетонных конструкций по разным причинам (например, если бетон регулярно насыщается влагой, которая выносит из него растворимые соединения).
Избежать появления высолов можно при помощи химических присадок.
Для этого в смесь вводят:
- Мылонафт
- ВЛХК
- СНВ
- СПД
- Кремнийорганические жидкости ГКЖ-10, ГКЖ-11 или ГКЖ-94
- Омыленный древесный пек ЦНИПС-1
Эти присадки придают порам и капиллярам в бетоне свойство отталкивать влагу, а значит прекращается перенос солей на поверхность материала.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
