Какие добавки добавляют в бетон?

Бетон — один из самых распространенных материалов, используемых в строительстве. Все благодаря  его эксплуатационным свойствам: прочности, долговечности, доступной стоимости и удобстве в работе. Чтобы добиться нужных свойств, в производстве используют разные добавки. В статье расскажем, какими они бывают, на что влияют и как правильно их применять.

Зачем нужны добавки в бетоне

Бетон состоит из четырех основных компонентов:

• крупный заполнитель — образует каркас искусственного камня;
• мелкий заполнитель — заполняет пустоты между крупным щебнем и повышает плотность смеси;
• вяжущее — скрепляет частицы заполнителя;
• вода — запускает химическую реакцию в цементе.

От количества ингредиентов зависят потребительские и физико-механические свойства бетонного раствора и готового материала. Состав может улучшить или снизить характеристики бетона. При этом зависимости будут не всегда линейны. Например, если нужно увеличить морозостойкость материала, то необходимо повышать плотность раствора. При этом неизбежно увеличится его жесткость, и работать с ним станет гораздо труднее. Если попытаться разбавить смесь водой для повышения ее удобоукладываемости, то это приведет к расслоению раствора и снижению несущей способности бетона.

Добавки позволяют скорректировать свойства бетона, необходимые для выполнения конкретной задачи без потери его свойств. Так, для повышения морозостойкости в раствор вносят специальный пластификатор. Он сохранит пластичность и текучесть бетона, чтобы его можно было без проблем залить даже в опалубку сложной формы, но не меняет плотность и прочность застывшего камня или даже немного увеличивает ее.

Типы добавок для бетона

В строительстве чаще всего используют три типа добавок:

• Пигментные, или красители. Не меняют физико-механические свойства. Применяются, если нужно придать более эстетичный вид готовым железобетонным изделиям.
• Минеральные. Их производят из осадочных или изверженных горных пород: известняка, туфа, кремнезема, доломита и др. Или из продуктов промышленности: золы уноса, металлургических шлаков. Минеральные добавки делят на два вида:
  • Активные. Имеют химическую активность, схожую с цементной. Это значит, что они выступают в роли вяжущего. Позволяют снизить расход портландцемента и итоговую стоимость бетона без ущерба для его прочности.
  • Инертные. Они улучшают свойства раствора. Например, благодаря большой удельной поверхности вовлекают больше воды к частицам цемента, снижают водоцементное соотношение смеси (В/Ц) и повышают прочность застывшего бетонного камня. Другой положительный эффект — добавки заполняют микропоры между песчаными частицами и, как следствие, увеличивают плотность изделий и их влагостойкость.

Минеральные добавки практически недоступны для самостоятельного применения в частном строительстве. Их сложно использовать: чтобы получить бетон с нужными свойствами, нужно точно дозировать компоненты и перемешивать их. Это возможно только с помощью промышленного оборудования. Кроме того, положительный эффект от их использования заметен только при больших объемах работ, поэтому более детально рассматривать их мы не будем.

• Химические. Сюда входит большое количество различных добавок, модифицирующих свойства бетонных смесей. Этот тип представляет наибольший интерес, так как они простые в использовании, недорогие могут изменять характеристики бетона. Их мы рассмотрим ниже.

Химические добавки для бетона

Существует большое количество различных добавок для корректировки свойств бетонных смесей. Их делят на группы в зависимости от того, какое влияние они оказывают на раствор.

Пластифицирующие. Это добавки, которые значительно повышают пластичность смеси, делают работу с ней более удобной, а процесс укладки в опалубку — проще. Дополнительное преимущество таких составов — небольшое увеличение плотности за счет снижения количества микропор и пустот в толще бетона.

Таблица. Характеристики

Правила использования:

• Перед затворением раствора влить добавку в 30-50% расчетного количества воды.
• Внести воду смесь, размешать до однородной массы.
• Постепенно влить остатки воды до получения необходимого уровня пластичности.
• Перемешать в течение 1-2 мин.

Суперводоредуцирующие. Обладают гидрофильными свойствами. Снижение водоцементного соотношения значительно повышает плотность застывшего бетона и, как следствие, увеличивает его прочность, водостойкость и морозостойкость.

Таблица. Характеристики

Правила использования:

• Отмерить необходимое количество воды.
• В половине этого объема развести добавку.
• Замещать компоненты бетона и затворить водой с добавкой.
• Тщательно перемешать и постепенно влить остатки воды до получения нужной консистенции.

Ускорители твердения. После запуска реакции гидратации цемента добавка ускоряет испарение воды. Это позволяет ускорить процесс затвердевания смеси. Срок набора распалубочной и марочной прочности сокращается на 25-35%. Существуют добавки, снижающие время твердения бетона с 28 до 8-10 дней.

Таблица. Характеристики

Правила использования:

• Тщательно размешать добавку в половине объема воды, необходимой для затворения смеси.
• Влить воду в бетон, замещать до однородности.
• Медленно добавить оставшуюся воду до получения нужной консистенции раствора.

Сухие порошки можно засыпать в инертные материалы и смешивать с цементом до внесения воды.

Противоморозные. Противоморозная добавка для бетона применяется в тех же случаях, что и ускорители твердения, но воздействует на раствор по-другому. Она снижает температуру замерзания воды, препятствуя процессу ее кристаллизации. Это увеличивает время жизни раствора, частицы цемента успевают вступить в реакцию с молекулами воды, и процесс набора прочности не останавливается даже при небольших отрицательных температурах.

Таблица. Характеристики

Правила использования:

• Тщательно размешать добавку в половине объема воды, необходимой для затворения.
• Прогреть инертные материалы и воду до температуры получения готовой смеси (18-22 градусов).
• Затворить смесь водой с добавкой и тщательно перемешать.
• Влить остатки воды до получения нужной консистенции.

Противоморозная добавка защищает бетон от замерзания воды, но это не значит, что она позволяет проводить бетонирование при очень низких температурах. Поэтому важно, чтобы место проведения работ, опалубка и армирующий пояс разогревались перед заливкой.

Гидроизолирующие. Придают застывшему материалу водоотталкивающие свойства. Гидроизоляционная добавка в бетон относится к группе гидрофобных ПАВ, создающих на поверхности частиц несмачиваемый слой. Это позволяет материалу лучше сопротивляться воздействию влаги и меньше впитывать воду, стать более износостойким.

Таблица. Характеристики

Правила использования:

• Тщательно перемешать инертные материалы с цементом.
• Внести добавку вместе с водой.
• Перемешать смесь до однородности.
• При необходимости добавить воды.

Суперпластификатор. Эти смеси совмещают в себе несколько типов добавок. Имеют комбинированный эффект и применяются в случаях, когда сложно обеспечить необходимые условия для заливки бетона. Защищают растворы на этапе их укладки или уже застывший бетонный камень.

Таблица. Характеристики

Суперпластифицирующие добавки можно вносить как в момент затворения смеси в воду, так и в готовый раствор. Единственное условие — нужно немного увеличить время перемешивания для равномерного распределения добавки.

Заключение

Добавки в бетон уже не редкость, а необходимый минимум для производства прочных и долговечных изделий и конструкций. С их помощью возможно значительно улучшить свойства исходной смеси, повысить ее удобоукладываемость и плотность, улучшить водоцементное соотношение. При этом даже использование химических добавок не делает бетон неэкологичным материалом: после застывания искусственного камня все химические реакции в нем прекращаются и эксплуатация таких изделий совершенно безопасна для человека. Немаловажно, что правильно подобранные добавки могут не только повысить качество бетона, но и снизить его стоимость.