Присадки для бетона: обзор видов, функции, описание, применение

Бетон – один из самых распространенных стройматериалов, которые в полной мере пока не могут заменять высокотехнологичные синтетические аналоги. И все-таки широкая практика улучшения его отдельных эксплуатационных качеств за счет специальных добавок существует уже не один год. Современные присадки для бетона направлены на повышение различных физических и химических свойств, которые продлевают срок службы материала и делают его более привлекательным эстетически.

Общие сведения о добавках в бетон

Бетон представляет собой завершенную строительную конструкцию, для создания которой используется специальный раствор. Обычный состав для бетона включает в себя песок, щебень и воду в разных фракциях и соотношениях. Главным же компонентом независимо от назначения смеси будет цемент той или иной марки. Данных ингредиентов будет достаточно для получения бетона для разных видов работ – от устройства капитального фундамента до заделки мелких трещин на стене. Что же представляют собой присадки для бетона? Это строительные добавки, которые также вносятся в первичный состав раствора, далее изменяя его качества. Очевидно, что перед их использованием ставится задача улучшения определенных свойств конечной конструкции. В числе наиболее популярных эффектов можно отметить повышение стойкости к воде (гидроизоляция), ускорение затвердения, укрепление структуры, улучшение защитных свойств перед высокими и низкими температурами и др. Сама добавка может поставляться и в жидкостном, и в порошковом виде. Но главное заключается в ее непосредственных физико-химических свойствах, которые в конечном счете влияют и на характеристики застывающего бетона.

Виды минеральных добавок

Базовая классификация одной из самых популярных групп добавок, предназначенных для бетонных растворов. Минеральные присадки можно разделить на две категории: активные и инертные. Первые отличаются способностью взаимодействовать в одной среде с водой и кальцием при нормальных температурах. В итоге формируются соединения, обеспечивающие более высокие вяжущие свойства. После внесения в раствор они начинают активный процесс взаимодействия с гидроксидом кальция, который выводится из портландцемента при гидратации. Какие присадки для бетона из этой категории пользуются наибольшим спросом? Благодаря доступности и востребованному эффекту самостоятельного отвердевания стал популярен молотый доменный шлак. Достаточно включить известь в улучшенную смесь, как целевая масса начнет процесс затвердевания и уплотнения структуры.

Что касается инертных минеральных присадок, то наиболее распространенным представителям этой группы считается кварцевый песок (в виде помола). Однако для начала его активной фазы должна быть обеспечена специальная температура, запускающая реакционную способность. Задействуют такие средства улучшения цементных растворов и при автоклавной обработке. Конечным эффектом применения инертных добавок является регуляция зернового состава и пустот в твердом бетоне. При создании раствора инертная добавка обычно вносится после цемента.

Модифицирующие присадки

Используются с целью коррекции механической структуры бетонных конструкций, что позволяет предотвращать расслоение и образование трещин, а также повышать влагоотталкивающие качества материала. Модификаторы выпускаются или в жидкостном виде, или в форме сыпучей смеси, которую нужно разбавлять с водой. В процессе размешивания формируется нейтральный раствор или низкощелочная эмульсия. Модификатор является одной из самых популярных присадок для бетона, что можно объяснить и востребованностью эффекта улучшения механических свойств структуры, и универсальностью добавки с точки зрения совместимости с разными марками цемента. Но и это не все достоинства модификаторов. В некоторых составах они также позволяют снижать расход материалов, усиливать адгезивные качества и текучесть раствора.

Пластификаторы

Входят в общий класс добавок, регулирующих механические свойства бетона и, в частности, его прочностные показатели. Собственно, повышается прочность внесенного в раствор цемента после его застывания. Пластификаторы могут делать бетон и более эластичным – то есть при динамических и статических нагрузках будет минимизирована вероятность появления трещин и сколов. В регионах с сейсмической активностью эта добавка весьма актуальна. Внутри группы присадки для бетона для прочности разделяют на пластифицирующие и суперпластифицирующие. Разница заключается в силе эффекта. Например, суперпластификаторы могут способствовать повышению прочности раствора до 10-20%. Что еще важно: в отличие от обычных пластификаторов, они снижают потребность в разбавлении цемента с водой. В итоге экономится цемент, а прочностные свойства бетона остаются на том же нормативном уровне.

Водоредуцирующие присадки

Если пластификаторы снижают потребность в воде лишь в виде своей косвенной функции, то для водоредуцирующих добавок это основной эффект. Коэффициент снижения водопотребности в процессе приготовления раствора превышает 20%. В конечном счете готовая конструкция обретает более высокие прочностные показатели, коррозийную защиту и морозостойкость. Кроме этого, водоотталкивающая присадка для бетона минимизирует негативные процессы расслаиваемости, ползучести и усадки конструкций. Если стоит задача целенаправленного увеличения водоотделения, то можно использовать стабилизирующие присадки. Они примерно в 2 раза повышают водоудерживающую способность и однородность цементных смесей, улучшая такие эксплуатационные качества бетона, как перекачиваемость, удобоукладываемость и отвердение.

Воздухововлекающие и газообразующие присадки

Если в случае с водой положительные эффекты достигаются благодаря минимизации ее включения в раствор при его приготовлении, то воздушные, газовые и пенные компоненты могут выполнять и положительную реактивную функцию. К слову, в этой же группе присутствуют и гидрофобные присадки. В бетонной структуре они изменяют показатели водопоглощения и водонепроницаемости, снижая плотность и теплопроводность. Это важно, если речь идет о легких и ячеистых бетонах, когда на первый план выходят микроклиматические, а не механические характеристики конструкций. Вовлечение воздушных смесей может оказывать благоприятный эффект для теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных растворов.

Морозостойкие присадки

Данную группу можно также назвать регуляторами температурной стойкости – другое дело, что основной упор в создании рецептур делается именно на защите бетонных материалов от мороза. Действие присадок против холода начинается еще в процессе затвердевания, когда структура наименее защищена от негативного влияния окружающей среды. На этом же этапе можно использовать присадки для бетона для гидроизоляции, поскольку сохранение дисперсионных замороженных капель воды в основе конструкции в дальнейшем повысит шансы на разрушение под динамическими нагрузками. Иногда практикуется и подача тепла внешними средствами к залитой площадке в период застывания. Например, в этих целях используются дизельные тепловые пушки, а присадки нужны для увеличения циклов безопасной заморозки/разморозки уже в процессе эксплуатации конструкции.

Регуляторы твердения

Применяются как добавки с эффектом ускорения, так и замедлители затвердения. Изменение периода полимеризации структуры будущего бетона должно проходить без снижения проектных физико-химических свойств, что во многом обеспечивается предварительной тепловлажностной обработкой раствора. Вместе с этим может повышаться и электротеплопроводность материала. Если присадка для бетона для быстрого затвердевания обычно влечет за собой повышение или как минимум удержание нормативных показателей жесткости и прочности, то замедление скорости полимеризации – напротив, снижает данные показатели примерно на 5-10%. Негативные эффекты оправдываются ростом подвижности бетона и сокращением скорости тепловыделения.

Технология применения присадок

Работать с большинством добавок желательно в специальной одежде, дополненной средствами индивидуальной защиты для рук, органов дыхания и зрения. Однако сам по себе модифицированный бетон токсиколого-гигиенических свойств не меняет, то есть степень его вреда для человека остается на том же уровне, что и в стандартном виде. Дозировка зависит от окружающих условий, вида добавки, ее характеристик и требований к результату. Как правило, изготовители присадок для бетона рекомендуют вносить примерно 1% от доли используемого цемента. То есть для создания 1 м³ бетона нужно будет порядка 1,5 л добавки. Приготовленную смесь следует тщательно размешать строительным миксером и использовать после того, как она настоится 5-10 мин.

Есть ли негативные стороны от использования присадок?

Благодаря специальным добавкам, модификаторам и пластификаторам можно получить уникальный по характеристикам строительный материал, подходящий специально под конкретные задачи. Однако есть и обратные стороны применения подобных средств. Главный их недостаток – это цепная химическая реакция, в ходе которой изменяются и другие качества материала. Например, гидроизоляционные присадки для бетона, которые повышают его влагостойкость, могут ухудшать свойства электротеплопроводности, а в некоторых случаях и прочность. Еще один минус заключается в необходимости применения вибрационного оборудования – в зависимости от решаемой задачи, цель подключения такого оборудования может заключаться в обезвоздушивании раствора, его равномерном распределении по площадке или уплотнении.

Заключение

Внесение присадок даст ожидаемый эффект только при условии всесторонней оценки характеристик, которыми необходимо наделить конструкцию. Например, гидроизолирующая присадка для бетона оптимально подойдет, если нужно выполнить укладку раствора по фундаментной основе. Для такого покрытия не потребуется монтаж дополнительного гидроизолятора, так как сама структура конструкции будет противостоять конденсату и воздействию грунтовых вод. И это лишь один из примеров оправданного использования присадки, но когда дело касается комплексной модификации растворов, то может потребоваться профессиональный анализ эксплуатационных свойств будущей конструкции с определением целой стратегии улучшения заготовочной смеси.