Химические добавки.

Применение добавок является наиболее эффективным способом, повышающим качество бетонов, не требующим больших капитальных затрат. Грамотное применение целевых комплексных добавок позволяет решить любые проблемы, связанные с получением бетонов с заданными свойствами. Высокая прочность. низкая проницаемость, повышенная долговечность и морозостойкость могут быть достигнуты с применением высокоподвижных бетонных смесей, содержащих современные добавки.

Все добавки можно разделить на:

Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона, или снизить расход цемента при обеспечении требуемой прочности бетона.

Ускорители набора прочности – увеличивают скорость набора прочности в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают марочную прочность бетона.

Добавки, регулирующие сохраняемость подвижности бетонной смеси. – востребованы в жаркое время года или при необходимости длительной перевозки бетонной смеси.

Добавки с противоморозным эффектом – обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15 о С и даже до минус 25 о С.

Модификаторы бетона – бетоны с этими добавками имеют класс по прочности до В80 при применении цементов марки 500, отличаются пониженной проницаемостью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью и долговечностью, при этом бетонная смесь может иметь высокую подвижность.

Добавки для самоуплотняющихся бетонов – помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций.

Комплексные добавки – объединяют в себе несколько видов воздействия на бетонную смесь.

Кроме того, комплексные добавки избавляют производителей бетона от поисков нескольких разных компонентов для получения нужных свойств. Ведь эти компоненты должны еще и мирно «уживаться» в одной смеси, не вступать между собой в какие-то нежелательные реакции.

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольшом количестве (0,1- 2% от массы цемента) и изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5-20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышения стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств. Если ранее наиболее широко в строительстве использовались в виде добавок отдельные химические продукты и модифицированные отходы промышленности, то в настоящее время преобладают добавки, специально приготовленные для бетона (суперпластификаторы, органо-минеральные и другие).

Химические добавки классифицируют по основному эффекту действия:

1) регулирующие свойства бетонных смесей:

  • пластифицирующие добавки, увеличивающие подвижность бетонной смеси;
  • стабилизирующие добавки, предупреждающие расслоение бетонной смеси;
  • водоудерживающие, уменьшающие водоотделение;

2) добавки регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона:

  • добавки, ускоряющие или замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах (противоморозные);

3) регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона: воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие, уплотняющие (воздухоудаляющие и кольматирующие поры бетона);

4) добавки - регуляторы деформаций бетона, расширяющие добавки;

5) повышающие защитные свойства бетона стали, ингибиторы коррозии стали;

6) добавки - стабилизаторы, повышающие стойкость бетонных смесей против расслоения, снижающие водоотделение;

7) добавки придающие бетону специальные свойства:

  • гидрофобизирующие добавки, уменьшающие смачивание бетона;
  • антикоррозионные добавки, повышающие стойкость в агрессивных средах, красящие, повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства, электроизоляционные, электропроводящие, противорадиационные.

В технологии производства бетонных смесей и растворов есть парадоксальное противоречие: чтобы сделать бетон или ЖБИ прочней и долговечней, необходимо по максимуму сократить количество воды затворения (снизить водоцементное отношение). В идеале, желательно оставить лишь то количество воды, которое необходимо для полноценного процесса гидратации цемента. В жизни это не совсем реально по причине невозможности качественной укладки получившейся, так называемой, жёсткой смеси. Для того чтобы смесь была более-менее подвижной, вводится количество воды значительно большее, чем нужно для гидратации. А лишняя вода снижает расчётную прочность бетонной смеси. Что же делать, если нужна жидкая (литая) смесь, когда для её укладки в опалубку используется бетононасос.

Вот здесь и приходят на помощь специальные добавки для бетона - пластификаторы. которые начали использовать ещё с сороковых годов прошлого столетия. На сегодняшний день, мы в основном имеем дело с их новой версией, так называемыми суперпластификаторами. Они появились в СССР ещё в начале восьмидесятых. Безусловный лидер здесь - пластификатор с-3.

В чем же заключаются преимущества пластификаторов:

  • Экономия цемента. Для получения равнопрочного бетона одинаковой подвижности с применением пластификатора с-3 и без него, на один куб бетонной смеси расходуется цемента на 15% меньше. Достигается это за счёт снижения количества воды затворения. Но для сохранения необходимой подвижности смеси, производители обязательно вводят суперпластификаторы или пластификаторы в бетон. Таким образом одновременно снижается водоцементное соотношение и при этом не снижается подвижность.
  • Без ущерба для прочности будущих ЖБИ и железобетонных конструкций повышается подвижность смеси. Что особенно актуально для монолитного строительства, где часто применяются бетононасосы и автобетононасосы, требующие для нормальной работы бетон п4-п5 (осадка конуса от 16 см).
  • Увеличение окончательных прочностных характеристик до 25%.
  • Возможность без особых проблем заливать густоармированные конструкции: колонны, узкие опалубки стен и так далее.
  • Получение составов повышенной плотности (высокая непроницаемость), что положительно сказывается на водонепроницаемости ЖБИ и железобетонных конструкций в целом.
  • Повышение морозостойкости вплоть до F350 и трещиностойкости.
  • Снижается усадка твердеющего бетона или ЖБИ.
  • Возможность получать высокопрочные ЖБИ и бетоны, с показателями прочности на сжатие свыше 100МПа! К примеру: бетонный образец марки М-350 (B25) 28 суточного возраста обладает прочностью на сжатие всего лишь 25 МПа. То есть - в четыре раза меньшей. Применяя специальные модификаторы возможно получить смесь с марочной прочностью превышающёй марку используемого при затворении цемента.
  • Заводы выпускающие ЖБИ получают свою выгоду от использования пластификаторов за счёт сокращения времени пропаривания или снижения температуры в камерах. А это существенная экономия энергоресурсов, ускорение оборачиваемости формоснастки и как следствие - увеличение объёмов производства.
  • Увеличивается сцепляемость арматуры с бетоном  в 1,5 раза

Другие виды добавок для бетонов и растворов

Ускорители твердения бетона Для компенсации действия пластификатора, немного тормозящего процесс твердения, иногда вводятся специальные добавки - ускорители твердения. Так же ускорители твердения могут применяться при нестандартных заливках, когда требуется быстрая схватываемость нижнего слоя бетонного массива, чтобы можно было без проблем продолжать лить дальше. Классический пример - монолитная чаша бассейна, когда в объединённую опалубку дна и стен бассейна необходимо уложить бетонную смесь так, чтобы при заливке в стены она не выдавила своей массой только что отлитое дно. Обычно этот процесс растягивается во времени, но его можно существенно сократить, если использовать ускорители твердения бетона. Ещё одна область применения ускорителей - бетонирование в холодную погоду. Ведь, чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленней происходит процесс гидратации цемента, начало и конец схватывания и набор прочности происходят в замедленном темпе. Здесь тоже помогают ускорители.

Замедлители твердения бетона Применяют их для увеличения времени живучести бетонной смеси. В основном это может быть надо для транспортировки на дальние расстояния, при невозможности быстрой заливки .

Воздухововлекающие добавки При замешивании смеси создаются миллионы мельчайших микропузырьков воздуха. Для чего это нужно. Основная задача - создание в бетоне или ЖБИ микропористой структуры.Благодаря наличию этих самых пор повышается морозостойкость бетонной конструкции или ЖБИ. Почему? Да потому как пропитавшей бетонную конструкцию воде, при замерзании, есть куда расширяться.

Противоморозные добавки для бетона Основное предназначение противоморозных добавок (ПМД) - обеспечение возможности зимнего бетонирования при минусовых температурах и отсутствии дополнительного прогрева залитой конструкции. Отдельные виды добавок позволяют производить бетонирование при температуре до - 25 градусов

Главная суть застывания раствора или бетонной смеси - это так называемая гидратация цемента. Попросту - процесс кристаллизации минералов (силикатов, алюминатов) присутствующих в цементе, при взаимодействии его с водой. Скорость этого процесса существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При низких положительных температурах процесс схватывания цемента растягивается во времени (в несколько раз), при отрицательных температурах - он останавливается вовсе, по банальной причине замерзания той самой воды. Вот с  этим и борется, в силу своих возможностей, противоморозная добавка для бетона.

Главные задачи современных противоморозных добавок - сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона (в условиях низких температур), понизить температуру замерзания воды.  Наверное помните, что солёная вода - классический пример понижения температуры замерзания.

Существует довольно много мифов относительно вредности и полезности тех или иных противоморозных добавок для бетонов.

Миф первый: при применении противоморозных добавок, в монолитном железобетоне или самодельных ЖБИ происходит коррозия арматуры. Взять самый распространённый в России нитрит натрия, так он наоборот является ингибитором коррозии. Многие противоморозные добавки положительно влияют на сцепляемость арматуры с бетоном

Миф второй: снижение прочности. При нормальном % введении добавок в бетон наблюдается некоторое отставание в темпах набора прочности, но по достижении классического подросткового возраста 28 суток лидирование лабораторного бездобавочного бетонного образца (твердеющего при +20 градусах) сходит на нет, и дальше часто наблюдается больший прирост марочной прочности именно у бетонов с противоморозными добавками

Однако, не стоит забывать и про ненормальное % введение добавки в бетон. Вот тут и кроются возможные неприятности.При недостаточном введении ПМД, смесь замораживается, процесс гидратации цемента останавливается и возобновляется лишь с приходом температуры достаточной для оттаивания замерзшей жидкости. В большинстве случаев это проходит безболезненно.

У совсем бездобавочных бетонов, случайно замерзших при резком снижении температуры, дело обстоит несколько хуже, но тоже вполне терпимо, при условии, что отлитые конструкции не нагружены. Однако, многое зависит от размера (объема) отлитого ЖБИ. Опять же, важно - когда конкретно бетон замёрз: в какой стадии находился цемент, набралась ли критическая прочность; воздействовала ли вода (дождь, снег тающий) на неокрепшую бетонную поверхность и т.д. Вот тут пожалуй возможна потеря прочности в среднем до 20% и в отдельных случаях снижение морозостойкости процентов до 50, так же наблюдается отшелушение верхнего слоя, эррозия и т.д.

Если рассматривать результаты лабораторных и натурных испытаний, можно сделать вывод, что противоморозная добавка для бетона (особенно комплексная) положительно влияет на результирующие характеристики бетонной конструкции, или железобетона. Увеличивается плотность (водонепроницаемость), обещается позитивное ингибирующее воздействие на арматуру, повышается проектная прочность в сравнении с бездобавочным бетоном.

Рекомендуем ознакомится: http://beton-cy47.ru