Добавки для бетона — Виды, за какие свойства бетонной смеси отвечают
Добавки в бетон имеют неоценимые преимущества – они влияют на его свойства. Они включают пластифицирующие и разжижающие препараты, замедляющие или ускоряющие схватывание, аэрационные и герметизирующие.
Итак, какие существуют виды бетонных добавок и как они модифицируются.
Виды модификаторов
Бетон, строительный материал, известный почти два столетия, по-прежнему подвергается модификациям. Однако это было бы невозможно без разработки и создания новых, более эффективных примесей. Расход бетонных добавок постоянно увеличивается. На примере немецкого рынка можно заметить, что за последние 20 лет потребление добавок и примесей увеличилось в пять раз на 1 тонну использованного цемента.
Бетонные примеси включают, в частности, пластифицирующие и разжижающие препараты (пластификаторы и суперпластификаторы), замедляющие и ускоряющие схватывание, аэрационные и герметизирующие. Дополнительно включают, примеси кремнезема и армирование, например, стальные, пластиковые, углеродные и органические волокна.
Пластификаторы и суперпластификаторы
Пластификаторы — снижают поверхностное натяжение воды для смешивания до такой степени, что ее расход уменьшается примерно на 10% при сохранении той же консистенции. Суперпластификаторы, с другой стороны, вызывают образование двойного ионного слоя вокруг зерен цемента, благодаря которому силы трения уменьшаются и происходит интенсивная дисперсия цементного раствора.
Суперпластификаторы позволяют снизить расход воды для замешивания на 30-35%, сохраняя при этом заданную консистенцию. Пластификаторы и суперпластификаторы снижают внутреннее трение смеси и поверхностное натяжение воды. В результате частицы воды легче смачивают частицы связующего и заполнителей, а бетонная смесь становится более пластичной. Использование пластифицирующих и разжижающих добавок дает много преимуществ для бетонных заводов и строительных компаний, которые выполняют бетонные работы.
Целью пластификаторов и суперпластификаторов прежде всего является:
- снижение соотношения вода/связующее,
- улучшение обрабатываемости и облегчение транспортировки бетонной смеси (перекачивание),
- увеличение плотности бетона — повышение устойчивости к воздействию агрессивных факторов,
- повышение конечной прочности,
- аэрация бетонной смеси (повышение морозостойкости),
- повышение долговечности бетонных конструкций,
- улучшение внешнего вида, что имеет значение для архитектуры объекта.
Добавки для бетона — сырье для производства
Для производства пластифицирующих добавок используются соли сульфонированных меламиноформальдегидных полимеров (SMF), соли сульфонированных нафталинформальдегидных полимеров (SNF) и сульфонаты лигнина и их смеси. Эти добавки влияют на равномерное распределение заполнителя и, таким образом, на однородность бетонной смеси и равномерное увлажнение зерен наполнителя.
Чаще всего их дозируют в количестве от 1 до 5% по отношению к массе связующего. Применяемые в максимальных дозах, указанных производителем, они увеличивают аэрацию бетонной смеси и, следовательно, замедляют время схватывания цемента.
Добавление добавок в бетон
Пластифицирующие добавки можно добавлять:
- перед добавлением воды в смесь — получается слабый эффект от примеси,
- непосредственно в воду для смешивания,
- после добавления воды (в случае автомобильного транспорта) предотвращая, таким образом, разделение компонентов смеси. Часть должна быть добавлена во время смешивания, а остальная часть незадолго до бетонирования.
Эффект действия модификаторов пластификации зависит от их количества и типа, количества и типа цемента (класс, размер), количества воды для смешивания, а также от типа и качества заполнителя.
Добавки замедляющие схватывание
Основными компонентами бетонных добавок, которые задерживают схватывание, являются фосфаты и оксиды металлов. После применения таких добавок на поверхности зерен цементного клинкера образуется покрытие, препятствующее доступу воды и блокирующее кристаллизацию.
Замедляющие добавки используются в случае более длительной транспортировки бетона, чтобы предотвратить процесс схватывания. Модификаторы эти, добавленные в количестве 0,2-2,0% по отношению к количеству цемента, позволяют уменьшить количество воды затворения на 10% и замедлить время схватывания от 3 до 24 часов. Добавки, замедляющие бетон, также действуют как пластификаторы.
Добавки для бетона — побочные эффекты
Следует отметить, что после использования этих добавок могут возникнуть побочные эффекты. Например, в результате увеличения времени между началом и концом схватывания бетона, существует опасность возникновения усадочных трещин, а в результате задержки времени твердения может быть уменьшена начальная прочность.
Использование органических замедлителей в сочетании с определенными цементами может вызвать быстрое ускорение схватывания, поэтому более выгодно использовать неорганические замедлители. Передозировка может привести к образованию неконтролируемых воздушных пор, снижающих прочность.
Добавки для бетона — подбор модификатора
То, как будет применяться замедляющая добавка зависит от типа компонентов смеси, ее желаемой консистенции, времени и интенсивности перемешивания, температуры бетонирования и созревания, а также от того, будут ли использоваться другие. Использование одного и того же количества замедляющей добавки с металлургическим цементом дает лучшие результаты, чем с портландцементом.
Кроме того, щебень ограничивает действие примеси в результате ее поглощения. Высокая температура окружающей среды, ускоряющая реакцию гидратации, неблагоприятна для этих примесей. Рекомендуется использовать более короткое время перемешивания, чтобы предотвратить повреждение покрытия, создаваемого добавкой, и в то же время обеспечить надлежащую обрабатываемость при транспортировке.
Бетонные примеси для ускорения схватывания
Добавки, которые ускоряют связывание и отверждение, имеют совсем другой эффект. Они в основном используются в распыляемых, быстросхватывающихся, герметизирующих и водостойких бетонах. Используемые в количестве от 0,5 до 5,0% по отношению к массе цемента позволяют достичь максимальной прочности бетона через 6 часов.
Благодаря им пресс-формы могут быть разобраны быстрее и поэтому используются при производстве бетонных изделий. Но они могут вызывать побочные эффекты: низкую конечную прочность, большую усадку при максимальных или более высоких дозах, чем разрешенные производителем, а эффекты зависят от типа цемента.
Добавки для газобетона
Они создают в смеси воздушные поры в форме шариков диаметром 0-0,3 мм. Применение этих примесей в бетонах позволяет выполнять элементы устойчивые к атмосферным воздействиям и агрессивной среде. Чаще всего их используют в качестве добавок, улучшающих морозостойкость, повышающих долговечность бетона и снижающих его впитываемость.
Добавки для герметизации
Они уменьшают водопоглощение бетона путем гидрофобизации капиллярной системы. Обладают пластифицирующим эффектом, также позволяя получить плотную структуру. Добавки, относящиеся к этой группе, значительно улучшают долговечность и устойчивость к агрессивной среде.
Видео: Добавка в бетон ? сколько и зачем ⁉️
