Пластификаторы — это химические добавки, которые меняют физико-механические свойства бетонного раствора: делают смесь более подвижной или густой, ускоряют или замедляют схватывание, сокращают количество воды, необходимое для затворения цемента. Некоторые добавки также повышают влагостойкость бетона или снижают температуру замерзания воды в растворе.
Эти изменения улучшают качество готового бетона: он становится плотнее, прочнее, устойчивее к морозу и влаге, лучше выдерживает нагрузки. Именно поэтому пластификаторы используют при строительстве ответственных высоконагруженных конструкций — от фундаментов до мостовых пролетов.
В статье разберемся, что такое пластификатор для бетона, как выбрать подходящий и как им пользоваться.
Виды пластификаторов для бетона
В современном строительстве используются различные пластификаторы. Некоторые из них применяются для конкретной задачи, другие могут менять сразу несколько параметров смеси. Все химические добавки для бетона можно классифицировать по назначению и форме выпуска.
Типы пластификаторов по назначению
Рассмотрим основные виды добавок, применяемых в строительстве, в таблице.
|
Добавка |
Действие |
Результат |
Применение |
|
Противоморозная |
Повышение плотности бетона |
Уменьшается количество пор в растворе, растет влагостойкость |
В районах с холодным климатом и частыми переходами среднесуточной температуры через 0°С |
|
Гидрофильная |
Снижение водопотребности смеси |
Цемент лучше затворяется водой, поэтому ее расход снижается, смесь становится пластичнее |
В конструкциях, где необходима высокая подвижность смеси (заливка колонн, плит перекрытия, монолитных каркасов) |
|
Гидрофобизирующая |
Увеличение поверхностной водонепроницаемости |
Поверхность бетона лучше отталкивает влагу, не впитывая ее |
Для возведения конструкций, контактирующих с влагой (фундаментов, отмосток, лотков, колец) |
|
Стабилизирующая |
Снижение вероятности расслоения раствора |
При перевозке из раствора не выделяется цементное молочко |
При необходимости транспортировки бетона на большие расстояния (более 1,5 часов в пути) |
|
Замедлитель твердения |
Увеличение времени застывания раствора |
Вода удерживается в растворе, не испаряясь раньше времени; смесь дольше остается жидкой |
Для транспортировки на большие расстояния или если разрыв между заливками раствора превышает 3 часа |
|
Ускоритель твердения |
Уменьшение времени застывания раствора |
После затворения смеси испарение воды ускоряется, и раствор застывает быстрее |
При работе в осенне-весенний период, когда температура воздуха ниже 10 °С |
|
Воздухововлекающая |
Снижение воздействия внутренних напряжений |
В смеси образуются пузырьки воздуха |
При производстве различных цементных растворов |
|
Суперпластификатор |
Комплексное действие: сочетает несколько эффектов одновременно |
Запускает сразу несколько химических процессов, меняя разные свойства одновременно |
В ответственных конструкциях (путепроводы, мосты, каркасы высотных зданий) |
Важно помнить, что нельзя использовать несколько добавок одновременно: они могут вступать в реакцию друг с другом — это может привести к ослаблению их свойств или испортить раствор. Если требуется улучшить несколько характеристик бетона, то в раствор добавляют соответствующий суперпластификатор.
Форма выпуска
Пластификаторы выпускаются в трех формах:
- Жидкие. Поставляются в виде концентрата в канистрах. Перед использованием разводятся водой, которой затворяют раствор. Удобны в работе, но имеют ограниченный срок хранения — могут расслаиваться. Также не подходят для использования при низких температурах.
- Сухие. Выпускаются в мешках в виде мелкодисперсного порошка. Их можно добавлять в воду или в инертные материалы, тщательно перемешивая перед введением цемента и воды. При хранении в сухих помещениях долго сохраняют свои свойства.
- Готовые растворы. Поставляются в канистрах, как и жидкие добавки, но не в концентрированном виде, а уже разведенными. Их можно добавлять на любом этапе приготовления — в том числе после, перед укладкой готового бетона. В отличие от концентратов, расход таких добавок выше.
Как работает пластификатор для бетона
Любой пластификатор — это химически активное вещество. Попадая в бетонный раствор, оно вступает в реакцию с водой или цементом, меняя свойства смеси. Рассмотрим, из чего делают пластификаторы для бетона и как они действуют:
- Противоморозные добавки. Основные активные вещества — соли, например, хлорид кальция, нитрат натрия или комплексные соли (нитрит-нитрат-хлорид кальция). Они понижают температуру замерзания воды, что позволяет реакции гидратации цемента продолжаться даже при отрицательных температурах. Дополнительный эффект — повышение прочности бетона на сжатие и ускорение его твердения.
- Гидрофильные добавки. Улучшают смачиваемость и диспергирование (рассеивание) частиц цемента в воде. Молекулы добавки адсорбируются на частицах цемента, создавая тонкую пленку, которая притягивает молекулы воды и одновременно отталкивает другие частицы цемента. В состав гидрофильных добавок могут входить сульфитно-спиртовая барда (ССБ) или нанодиоксид кремния.
- Гидрофобные добавки. Могут состоять из нефтеполимерных смол, стеарата кальция или кремнийорганических соединений. Их молекулы адсорбируются на стенках пор и капилляров цементного камня, образуя несмачиваемую пленку. Бетон перестает впитывать воду, и его влагостойкость повышается. Следует учитывать, что такие добавки могут ускорять набор прочности бетона.
- Стабилизирующие добавки. Изготавливаются на основе крахмала или целлюлозы. Повышают однородность бетонной смеси и предотвращают ее расслоение. Механизм действия основан на связывании свободной воды, не участвующей в реакции с цементом. Это увеличивает связность смеси и делает ее более однородной.
- Ускорители твердения. Ускоряют процесс гидратации цемента. Они катализируют химическую реакцию образования переходных гидратных соединений, которые формируют первые устойчивые связи в цементном камне. Бетон набирает прочность значительно быстрее. В качестве ускорителей используют сульфат алюминия, фторид натрия, диэтаноламин. Хлорид кальция также может работать как ускоритель (и одновременно как противоморозная добавка).
- Замедлители твердения. Производятся на основе гидрола, сульфитно-дрожжевой бражки или мелассы. Эти вещества связываются с частицами цемента, образуя растворимую в воде пленку. Она временно замедляет реакцию цемента с водой, а затем разрушается, запуская процесс гидратации.
Некоторые добавки имеют схожие свойства. Например, ускорители твердения снижают температуру замерзания воды — так же, как и противоморозные добавки. Но это не означает, что эти пластификаторы взаимозаменяемы. Основная задача ускорителя — сократить время набора прочности бетона. Противоморозная добавка, напротив, нужна, чтобы процесс гидратации продолжался при низких температурах, и материал набирал прочность даже на холоде. Этот пластификатор тоже может ускорять твердение, но это лишь его дополнительный эффект, а не основная функция. Поэтому перед выбором добавки важно внимательно изучить инструкцию — в ней указано, для чего предназначен каждый конкретный пластификатор.
Как выбрать пластификатор для бетона
Чтобы правильно выбрать добавку, необходимо определить следующие параметры:
- Задача бетона.
|
Задача |
Тип пластификатора |
|
Заливка фундамента, колонн, балок, сейсмопояса |
Ускоритель твердения (помогает конструкции быстрее набрать прочность и позволяет снять опалубку раньше) или противоморозная добавка (защищает конструкцию от воздействия влаги и перепадов температур, повышает прочность) |
|
Устройство стяжки пола |
Гидрофильная добавка — увеличивает подвижность смеси, делая ее более текучей для формирования монолитной стяжки |
|
Заливка сложной опалубки с большим количеством арматуры (нестандартные плиты перекрытия, лестничные марши, арочные конструкции) |
Суперпластификатор, в составе которого есть гидрофильные добавки и ускорители твердения — увеличивает удобоукладываемость раствора, делает его более плотным и уменьшает время набора прочности |
|
Строительство легких бетонных конструкций (фундамент забора, подбетонка, основания под столбы и т.п.) |
Гидрофобизирующая добавка — создает защитный слой, который снижает водопоглощение бетона и увеличивает срок его службы |
|
Устройство основания для тротуарной плитки |
Воздухововлекающая добавка — микропузырьки снижают напряжение в бетоне, поэтому основание не растрескивается при подвижках грунта |
|
Монтаж бетонных подпорных стенок |
Гидрофобизирующая (повышает влагостойкость) или противоморозная (увеличивает плотность и прочность бетона) |
|
Изготовление лотков водоотведения |
Суперпластификатор, содержащий гидрофобизирующие и противоморозные добавки — увеличивает влаго- и морозостойкость бетона |
В таблицу не вошли стабилизирующие добавки и замедлители твердения, так как они используются не для конкретных работ, а в случаях, когда нужно соблюсти технологию строительства. Например, стабилизаторы применяются, если необходимо довезти бетонный раствор от завода до отдаленной стройплощадки. Замедлители используются, если работы ведутся при высокой температуре или возможен большой перерыв между заливками монолитной конструкции. Эти добавки могут применяться как самостоятельно, так и в составе суперпластификаторов.
- Форма выпуска добавки.
|
Особенности работ |
Вид добавки |
|
Замес производится вручную, работы запланированы на ближайшее время |
Готовый раствор или концентрат |
|
Замес производится вручную, работы запланированы через несколько недель |
Готовый раствор |
|
Замесы производятся на механической бетономешалке в ближайшее время |
Концентрат или сухие добавки |
|
Замесы производятся на механической бетономешалке, но запланированы через несколько недель |
Готовый раствор или сухие добавки |
|
На стройплощадку заказан товарный бетон с доставкой автобетоносмесителем |
Готовый раствор (заливается прямо в бетоносмеситель) |
- Расход пластификатора.
Важно знать, сколько пластификатора для бетона нужно добавлять на 1 м³ — это поможет заранее рассчитать необходимое количество добавок.
Сухие пластификаторы и концентраты обычно имеют небольшой расход: примерно 0,5–2 кг на кубометр. Готовые растворы измеряют в литрах и добавляют в большем количестве — до 10 л/м³.
Точные данные о расходе указаны в инструкции к добавке. Как правило, дозировку приводят в процентах от массы цемента в растворе. Например, если на упаковке указано 0,6%, то для приготовления бетона марки М250 с содержанием цемента 330 кг потребуется почти 2 кг пластификатора: 330 × 0,006 = 1,98 кг.
Ошибки при использовании пластификаторов для бетона
- Добавлять пластификатор без точных дозировок. Пластификатор — это химически активная добавка, поэтому ее недостаточное или избыточное количество может привести к структурным изменениям в смеси и нарушить процесс формирования цементного камня. Бетон станет менее прочным или не получит нужных свойств.
- Использовать неподходящую добавку. У каждого пластификатора своя задача. Если заменить нужную добавку на схожую, но предназначенную для других работ, получится бетон ненадлежащего качества. Например, стабилизирующая добавка сделает смесь подвижнее, но не поможет равномерно заполнить сложную опалубку без пустот, как гидрофильная. В результате в материале могут образоваться пустоты, снижающие прочность конструкции.
- Смешивать несколько добавок без проверки совместимости. Разные пластификаторы могут вступать в реакцию друг с другом. В лучшем случае они просто перестанут работать и не изменят свойства бетона, в худшем — вызовут расслоение смеси, ее разогрев или преждевременное затвердевание.
- Не учитывать инструкцию производителя. Некоторые добавки имеют дополнительные условия применения, например, определенную температуру воды для затворения или требования к марке цемента. Несоблюдение этих условий может привести к тому, что пластификатор не сработает, и бетон не получит требуемых свойств.
- Использовать бытовые средства вместо специализированных добавок. В составе заводских пластификаторов для бетона помимо действующего вещества есть присадки, обеспечивающие стабильное протекание химических реакций. Использование бытовых средств, например, соли в качестве противоморозной добавки, может ухудшить гидратацию цемента или снизить интенсивность образования газосиликатных связей. В результате прочность бетона снизится.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли смешивать несколько пластификаторов в одном замесе?
Нет, так делать не рекомендуется. Разные химические добавки могут вступить в нежелательную реакцию, что приведет к ослаблению их свойств, расслоению смеси или даже ее преждевременному затвердеванию. Если требуется улучшить сразу несколько характеристик бетона, используйте комплексный суперпластификатор.
Что будет, если добавить пластификатор на глаз?
Пластификатор — это химически активное вещество. Его недостаток не даст нужного эффекта, а избыток может нарушить процесс гидратации цемента, снизить прочность бетона или вызвать его расслоение.
Можно ли использовать противоморозную добавку летом или ускоритель твердения зимой?
Не стоит. Ускоритель твердения ускоряет набор прочности, но не защищает воду от замерзания. Противоморозная добавка снижает температуру замерзания воды, позволяя гидратации идти даже на морозе, а ускорение прочности — это ее дополнительный эффект. Всегда выбирайте добавку строго с учетом основной задачи и сезона работ.
Как рассчитать количество пластификатора для своего замеса?
Расход всегда указан в инструкции в % от массы цемента. Если на упаковке написано «0,6%», а в замесе на 1 м³ используется 330 кг цемента, то потребуется 330 × 0,006 = 1,98 кг добавки на кубометр. Для готовых жидких растворов расход может измеряться в литрах на 1 м³.
