Бетонные добавки. Лучшие добавки в цемент для повышения прочности бетона. Виды упрочняющих добавок для цемента

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.

Бетон – это многофункциональный строительный состав из цемента, воды и наполнителей. Используется для создания поверхностей из искусственного камня, свойства которого он приобретает при полном застывании.

Сам по себе он крайне устойчив, прочен и долговечен, но для усиления отдельных качеств сейчас на рынке присутствует огромное количество ВИДОВ ДОБАВОК ДЛЯ БЕТОНА.

Если при внутреннем ремонте квартиры применением этих компонентов часто пренебрегают, то при ремонте аэродромов, бассейнов, дорог и причалов они просто необходимы.

Такую добавку следует использовать, если требуется одновременное применение нескольких дополнительных компонентов, но их самостоятельное смешивание может дать непредсказуемый итог.

Еще следует пом

Также не стоит смешивать добавки из разных стран производителей, т.к. никто не может гарантировать положительного результата. До окончания работ целесообразно сохранять все чеки или фото добавки в бетон, а также прочих компонентов, на случай, если потребуется докупать какой-то материал.

Пластификаторы для бетона

Это самый частый компонент, замешиваемый в бетонный состав. Они разделяются по степени выраженности свойств. Используются в нашей стране уже около 60 лет, но в последние годы их качество на конкурентном рынке сильно развилось.

К главным преимуществам таких смесей можно отнести экономию основного материала, усиление прочности примерно на 20%, удобство использования.

С применением такой добавки становится возможным заливка тонких конструкций и армированных, повышается устойчивость к перепадам температур, а также экономится энергия на приготовлении в специализированной технике.

К минусам можно отнести продление затвердевания состава. В случае ограниченности времени, лучше не смешивать данную добавку с ускорителем отвердевания, а приобрести сразу комплексную.

Ускорители и замедлители отвердения

Ускорители используются для заливки железобетонных и нестандартных конструкций, когда требуется быстрое наращивание количества слоев. Также часто применяется при заливке бассейнов, чтобы не тратить лишнее время на ожидание отвердения сначала нескольких слоев на дне, а потом еще и на стенках.

Очень популярна данная добавка для наружных работ в зимнее время, т.к. в составе имеется соль, препятствующая замерзанию воды, а в будущем – образованию трещин.

Также целесообразно применять ее для больших толщин, когда бетонирование проходит непрерывно, чтобы избежать расслаивания бетона.

Воздухововлекающие компоненты

Требуются для увеличения пористости готового слоя, в основном в северных областях, чтобы при замерзании и оттаивании не образовывались дополнительные пустоты. В основном эту добавку применяют только для верхнего слоя или внешней отделки.

Морозостойкие добавки

Противоморозные добавки созданы не для усиления стойкости готового покрытия, а именно для строительных работ в холодное время, когда застывание воды происходит быстрее, чем твердеет бетон.

Самые мощные добавки позволяют вести строительство при температуре до -25 градусов.

Модификаторы

Такой компонент классифицируется на множество подвидов, в зависимости от назначения.

Применяется он для придания смеси определенных свойств, необходимых конкретному сооружению, таким образом на одном и том же составе бетона с разными модификаторами возводится и колодец, и фасад здания.

Разумеется, на рынке присутствует еще больший список различных примесей к бетону, что позволяет выбрать необходимые компоненты для любого конкретного случая.

Фото добавок для бетона

Планируете выполнять бетонные работы, но не знаете, как самому сделать качественный раствор? Я расскажу про различные добавки в бетон для морозостойкости и улучшения его эксплуатационных качеств. А в качестве бонуса предложу подробную технологию приготовления бетона.

Из чего делается бетон

Бетон - это искусственный каменный материал, который образуется в результате уплотнения и затвердевания жидкого раствора. Бетонный раствор состоит из крупного заполнителя, мелкого заполнителя, связующего вещества и воды. В него входят следующие компоненты:

Цемент - связующее вещество, которое отвердевает при взаимодействии с водой, образуя искусственный цементный камень.

Цемент в растворе связывает и скрепляет между собой частицы заполнителя, поэтому от его количества и качества зависит марочная прочность бетона;
Для изготовления строительного товарного бетона применяется цемент марок М200-М500.

Щебень - крупный заполнитель и основа любого бетонного изделия. В процессе эксплуатации он воспринимает на себя основную нагрузку на сжатие.

Наиболее прочным и качественным считается колотый гранитный щебень размером от 10 до 150 мм;
Максимальный размер частиц щебня в растворе должен быть в три раза меньше минимальной толщины бетонного изделия;
Например, для заливки бетонной стяжки толщиной 80 мм, щебень должен иметь частицы размером 15-25 мм.

Песок - мелкий заполнитель, который обволакивается частицами цемента, и вместе с ним заполняет пустоты между частицами щебня.

Песок может быть мелким или крупным, главное чтобы в нем не было глины, поскольку она значительно ухудшает качество бетона;
По этой причине для приготовления раствора лучше всего подходит промытый речной песок.

Вода - необходима для образования цементного камня. В процессе химической реакции воды с цементом, его частицы прочно скрепляются между собой:

Такая реакция называется гидратацией;
Вода должна быть чистой, без солей кислот и посторонних примесей, с температурой 15-25 °C.

Модифицирующие присадки - комплекс специальных добавок, которые придают бетонному раствору определенные свойства.

Приготовление бетонного раствора с добавками

Бетонную смесь можно купить готовую, а можно изготовить своими руками. Для приготовления бетона различных марок, все компоненты перемешиваются между собой в строго определенной пропорции до получения густой однородной массы:

Включить бетономешалку и залить в нее половину от необходимого объема воды;
Засыпать половину от общего объема щебня и перемешать 2-3 минуты;
Засыпать цемент, а через пару минут добавить песок, и перемешать еще 2-3 минуты;
После этого досыпать весь оставшийся щебень.

Иллюстрация	Инструкция по приготовлению бетона
	Применение бетона марок М100-М400: Раствор марки М100-М150 подойдет для изготовления садовых дорожек или отмостки вокруг дома; Бетон марок М200-М250 можно использовать для фундаментов одноэтажных домов или заливки стяжки пола; Марки М300-М400 способны выдерживать большие нагрузки, поэтому используются для фундаментов и перекрытия высотных домов, а также для изготовления монолитно-бетонных изделий (септики, погреба, кессоны и пр.)

	Введение добавок: В ведре воды развести модификатор для бетона, в соответствии с заводской инструкцией по применению; В процессе перемешивания раствора, долить воду с добавками и довести его густоту до нужной консистенции. После добавления всех компонентов, перемешивать раствор можно не более 5 минут. В противном случае он расслаивается, а его качество ухудшается.
	Использование бетона: Свежеприготовленный бетонный раствор нужно израсходовать в течение 2-3 часов; Если вы бетонируете в несколько приемов, нужно успеть залить весь объем раствора до его полного схватывания; Этот период составляет 6-12 часов, поэтому работу надо закончить за один день.

Марочная прочность бетона обозначается индексом «М» и числовым значением, например, М100, М200 и т.д. Числовое значение характеризует максимально допустимую статическую нагрузку в килограммах на 1 см². К примеру, для бетона марки М150 максимально допустимая нагрузка на сжатие составляет 150 кг/см².

Что влияет на качество бетона

В ряде случаев фактическая прочность бетонных изделий, даже после созревания цементного камня может оказаться ниже заявленной марочной твердости бетона. Для этого может быть несколько причин:

Марка цемента:

Чем выше будет марка используемого цемента, тем более качественным и прочным получится бетонный раствор;
Еще одно преимущество высоких марок - это экономия цемента. Например, для приготовления одной и той же марки бетона, цемента М400 требуется в два раза меньше, чем М200.

В таблице показаны пропорции компонентов и водоцементное отношение для различных марок бетонов.

Водоцементное отношение (В/Ц):

Этот показатель характеризуется отношением количества воды к количеству цемента в бетонном растворе. Например, если для приготовления используется 2 части цемента и 1 часть воды, то В/Ц такого раствора составляет 0,5 ;
Для процесса гидратации достаточно соотношения 0,2, однако такой раствор получится очень густым;
Чтобы повысить пластичность и текучесть раствора, В/Ц обычно увеличивают до 0,3-0,5;
В тоже время, избыток воды существенно снижает прочность бетона, поэтому я не советую увеличивать показатель В/Ц более 0,8. То есть на 1 ведро цемента можно заливать не более 0,8 ведра воды.

Вязкость раствора:

Чтобы бетонный раствор заполнил всю форму опалубки без образования пустот и воздушных карманов, он должен быть текучим и пластичным;
Для повышения пластичности бетонной смеси, лишнюю воду в раствор доливать нельзя;
Чтобы сделать его более текучим без добавления воды, применяются пластифицирующие добавки.

Проникновение воды:

Даже самые тяжелые марки бетона имеют ячеистую структуру с открытыми порами;
Через поры вода постепенно просачивается сквозь толщу бетона;
Это приводит к коррозии арматуры, протеканию стенок бассейнов и разрушению силами морозного пучения.

Воздушные полости:

Наличие пустот, раковин и воздушных карманов снижает плотность и марочную прочность бетонных изделий;
При замерзании воды в пустотах, она расширяется и образует микротрещины в теле бетона;
Под действием многократных циклов замерзания/оттаивания, прочность конструкции из бетона постепенно снижается.

Окружающая температура:

Для нормальной работы с бетонным раствором температура окружающего воздуха должна быть не ниже 0 °С, однако уже при снижении температуры до +5°C его схватывание заметно ухудшается;
При минусовой температуре замерзающая вода увеличивается в объеме, и разрывает связи между частицами цемента;
Лед не может вступить в реакцию с цементом, поэтому в замерзшем растворе прекращается гидратация и образование цементного камня.

Разновидности добавок для бетона

Пластифицирующие добавки

Пластификаторы считаются наиболее распространенной добавкой, которая применяется в жилищном строительстве на протяжении всего года. Они изготавливаются на основе жидких поверхностно-активных веществ (ПАВ) с добавлением вспомогательных компонентов.

Действие пластификаторов:

ПАВ уменьшают поверхностное натяжение воды, и улучшают смачиваемость сухих твердых частиц;
Вода с добавлением ПАВ становится скользкой и слегка мыльной на ощупь, и за счет этого уменьшает трение между частицами крупного и мелкого заполнителя;
Твердые компоненты раствора обволакиваются мыльной жидкостью, и легко скользят относительно друг друга под своим весом вниз, а пузырьки воздуха между ними свободно выходят наверх;
Таким образом, при заливке бетона получается плотная однородная масса без пустот, раковин и воздушных пузырей.

Особенности применения пластифицирующих добавок:

Добавление пластификаторов позволяет получить густой и плотный бетонный раствор с хорошими показателями подвижности, текучести и удобоукладываемости;
Он хорошо затекает в узкие и глубокие места, проникает в густоармированные конструкции, не прилипает к стенкам форм и опалубки, а после застывания обладает повышенной устойчивостью к морозу и перепадам температуры;
Для достижения нормальной консистенции раствора требуется добавлять меньше воды, в результате чего увеличивается плотность и прочность бетона;
По своему действию пластифицирующие добавки делятся на два вида:

Суперпластификаторы - позволяют уменьшить количество воды на 10% без ухудшения качества и подвижности бетонной смеси;
Гиперпластификаторы - обладают такими же свойствами, но позволяют снизить количество воды в растворе на 20% от необходимого объема;

За счет меньшего количества воды, в раствор можно добавлять меньшее количество связующего вещества, что позволяет более экономно расходовать дорогостоящий цемент.

Если у вас нет пластификатора, то для улучшения подвижности бетона можно использовать любое жидкое мыло или средство для мытья посуды. Его нужно добавить в воду для замешивания раствора, из расчета 1 колпачок на 2 ведра готового бетона.

Ускорители отвердевания

При нормальных условиях время схватывания бетонного раствора может длиться от 6 до 12 часов, а период окончательного созревания может продолжаться от 7 до 28 суток. В некоторых случаях время схватывания нужно увеличить или уменьшить.

Для этого применяются замедлители или ускорители твердения бетона. Такая добавка продается в виде порошка хлористого натрия или хлористого кальция с различными добавками. Хлористые соли, входящие в ее состав, оказывают двойное действие на отвердевающий бетон:

Быстрое схватывание. Водный раствор хлорида натрия вступает в химическую реакцию с цементом, и ускоряет схватывание цементного камня;
Низкая температура замерзания. Солевой раствор имеет температуру замерзания намного ниже 0°C, поэтому бетон с такими добавками не превращается в глыбу льда при отрицательных температурах.

Сфера применения:

Ускорители имеет смысл использовать в тех случаях, когда заливать новую порцию бетона можно только после полного застывания предыдущего слоя раствора;
В жилищном строительстве такая добавка в бетон может понадобиться при заливке чаши бассейна, при монтаже монолитного потолочного перекрытия, при изготовлении художественной лепнины или других деталей архитектурного декора;
При бетонировании в сильный мороз важно чтобы бетон набрал не менее 50% своей прочности до того, как вода в растворе полностью замерзнет, иначе его качество будет очень низким, и он быстро разрушится;
В таком случае добавление хлористых солей снижает температуру замерзания воды, и ускоряет время твердения бетона, поэтому он успевает набрать необходимую прочность.

Хлористые соли при контакте с черными металлами вызывают активную коррозию. Поэтому такие вещества не рекомендуются использовать в железобетонных изделиях с диаметром прутков арматурной обвязки менее 5 мм.

Замедлители твердения

Такая добавка для бетона тормозит реакцию гидратации и замедляет схватывание цементного камня, продлевая время жизнеспособности бетонной смеси. В жилищном строительстве замедляющие добавки используются нечасто, однако в некоторых случаях без них не обойтись, например:

Длительная транспортировка:

Если бетонный раствор нужно возить на большие расстояния, то за время доставки он может начать схватываться прямо в миксере, даже если его постоянно перемешивать;
Чтобы этого не произошло, в раствор добавляется замедлитель.

Непрерывная заливка:

Если вы бетонируете длинный ленточный фундамент или монолитную плиту большой площади, то каждую новую порцию раствора нужно заливать до начала схватывания предыдущего слоя;
В противном случае изделие получится немонолитным, а на стыках могут появиться усадочные трещины;
С добавление замедлителя работа займет больше времени, однако весь объем залитого бетона будет застывать одновременно.

Время схватывания бетона напрямую зависит от окружающей температуры, поэтому в холодную погоду замедлителя нужно добавлять меньше, а в летнюю жару наоборот больше.

Зимние добавки

Выше я описал основные недостатки выполнения бетонных работ в холодное время года, однако при грамотном использовании противоморозных добавок, заливать бетон можно даже при отрицательных температурах до -25 °C.

Морозостойкие добавки для бетона бывают нескольких видов. Каждый из них применяется в зависимости от конкретных условий:

Пластифицирующие добавки - улучшают подвижность и удобоукладываемости холодной бетонной смеси, однако сами по себе не защищают бетон от замерзания:

Пластификаторы могут быть эффективными при температурах от +1° до +35 °C;
При температуре ниже +1 °C их нужно использовать в комплексе с антифризами.

Антифризные добавки - органические вещества и растворимые соли щелочных металлов, которые существенно снижают температуру замерзания воды:

Хлористый натрий и хлористый кальций обладают хорошим антифризным действием, однако вызывают сильную коррозию стальной арматуры. Такие противоморозные добавки подходят для очень низких температур (ниже -20 °C);
Нитрит натрия и нитрит кальция стоят немного дороже, однако не так сильно реагируют с металлами, поэтому подходят для заливки ж/д изделий с тонкой стальной арматурой. Можно использовать при температурах до -15 °C;
Мочевина и поташ практически не вступают в реакцию с металлами, однако имеют более высокую температуру замерзания, поэтому применяются при не очень низких температурах (от +5 до -10 °C).

Гидратирующие добавки - то же что и ускорители отвердевания, о которых я писал выше.

Назначение зимних гидратирующих добавок заключается в том, чтобы обеспечить набор прочности бетона не менее 50-70% до того, как вся вода превратится в лед;
Для этого чаще всего применяются комплексные присадки, состоящие из хлористых солей натрия и кальция, нитрита натрия и органических компонентов;
Рекомендуемая температура использования гидратирующих добавок - от -25 до +10 °C;

С применением солевых добавок нужно соблюдать осторожность. Если во время приготовления раствора вы превысите рекомендуемую дозировку, то бетонная смесь может схватиться уже в течение 10-20 минут.

Воздухововлекающие и газообразующие добавки

Из названия понятно, что такие виды добавок помогают насыщать бетонный раствор пузырьками воздуха и газа. Они применяются в следующих случаях:

Газообразующие добавки - минеральные вещества, которые вступают в реакцию с компонентами раствора, и выделят пузырьки углекислого газа:

Применяются при производстве легких марок ячеистого бетона, пенобетона и газобетона;
Благодаря низкой плотности и пористой структуре, такие материалы имеют небольшой удельный вес и обладают хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами;
Вспененный раствор за счет пузырьков газа увеличивается в объеме, что позволяет более экономно расходовать дорогие компоненты для производства бетона.

Воздухововлекающие добавки - химические препараты, которые способствуют захватыванию и удерживанию пузырьков воздуха во время перемешивания раствора в бетономешалке:

Множество воздушных пузырьков проникают между частицами крупного и мелкого заполнителя и тем самым обеспечивают естественную смазку;
За счет воздушной подушки уменьшается сила трения между твердыми частицами, поэтому раствор получается более подвижным и пластичным;
Воздушные пузырьки не выходят на поверхность и остаются в застывшем бетоне, образуя демпферные полости;
Когда замерзающая влага в порах начинает увеличиваться в объеме, она не разрывает бетон, а расширяется в демпферных карманах;
Таким образом, вовлечение воздуха защищает бетон от растрескивания и позволяет увеличить количество циклов замерзания/размораживания.

Вспомогательные добавки

Ниже я расскажу о химических препаратах, которые сами по себе не оказывают влияния на формирование цементного камня, но в то же время позволяют улучшить эксплуатационные свойства бетона:

Гидрофобные составы позволяют уменьшить проницаемость бетона для молекул воды. Они изготавливаются на основе полимерных, битумных или силикатных смол.

Гидрофобизаторы применяются при заливке фундаментов, строительстве бассейнов, погребов, септиков, кессонов и прочих заглубленных бетонных конструкций;
Жидкое стекло — наиболее распространенный и недорогой вариант. По мере застывания бетона, частицы жидкого стекла кристаллизируются и заполняют поры в бетоне;
Пенетрон - проникающий гидрофобизатор на полимерной основе. Его можно использовать даже после отвердевания бетона. Синтетические смолы при взаимодействии с цементом полимеризуются, и плотно закупоривают все пустоты, поры и трещины.
В результате реакции на металле остается оксидная пленка, предохраняющая его от окисления;
Такие препараты применяются при изготовлении бетонных растворов с добавлением солевых пластификаторов и антифризов.

Модификаторы и упрочнители - обобщающее название комплексных присадок, в которые может входить несколько компонентов. Например, препарат «Полипласт» содержит пластифицирующие, противоморозные компоненты и укоритель схватывания цемента;
Биоцидные добавки содержат в своем составе противомикробные и антисептические препараты. Они препятствуют росту и развитию гнилостных бактерий, плесневого грибка, мха, лишайника и прочих вредоносных организмов.
Пигментные красители позволяют окрашивать бетонные изделия в любой подходящий цвет. Применяются при изготовлении тротуарной плитки, стеновых блоков, наливных бетонных полов и малых архитектурных форм.

При использовании пигментных красок нужно иметь в виду, что бетон сам по себе имеет серый цвет. Поэтому даже при добавлении большого количества красителей, у вас не получится добиться ярких и насыщенных оттенков.

Стоимость присадок для бетона

Все описанные химикаты продаются в широком ассортименте в любом строительном гипермаркете. Сухие препараты обычно расфасованы в бумажные мешки по 2,5 или 25 кг. Жидкие реактивы разливаются в пластиковые бутылки или канистры объемом от 1 до 10 литров.

Ориентировочные цены:

Стоимость супер- и гиперпластификаторов, а также замедлителей и ускорителей схватывания бетона примерно одинаковая, и составляет от 110 до 250 рублей за килограмм;
Противоморозные солевые добавки стоят дешевле - от 80 до 150 руб./кг;
Средняя цена комплексных модифицирующих добавок может быть от 200 до 400 руб./кг;
Гидрофобные составы обойдутся дороже - от 280 до 500 руб./кг;
Наиболее дорогими считаются воздухововлекающие компоненты - от 300 до 650 руб./кг;
Красящие пигменты, в зависимости от их цвета могут стоить от 160 до 350 руб./кг.

Заключение

Теперь вы знаете, как правильно приготовить бетонный раствор, и в каких случаях нужно использовать пластификаторы, ускорители, замедлители и прочие гидроизоляционные добавки в бетон. Рекомендую просмотреть видео в этой статье, а все ваши пожелания и вопросы оставлять мне в комментариях.

Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.

Для чего нужны добавки?

Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.

После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.

Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:

Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
Приготовление мелкозернистого бетона;
Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.

Виды упрочняющих добавок для цемента

Пластификатор . На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.

Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.

Ускоритель набора прочности . Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.

Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.

Противоморозные добавки . В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).

Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.

Комплексные присадки . Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).

Тонкости применения

Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.

Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).