Гидрофобизирующие добавки в бетон: виды, применение

Гидрофобизирующие добавки в бетон — это органические или минеральные вещества, вводимые в бетонную смесь в момент ее приготовления с целью улучшения параметров водонепроницаемости, морозостойкости и увеличения срока службы эксплуатируемых строительных конструкций.

Долговечность зданий во многом зависит от уровня защиты бетонных сооружений по отношению к агрессивному влиянию окружающей среды, и главного ее фактора — влаги. Добавки в бетон для водонепроницаемости позволяют снизить способность изделий смачиваться водой при сохранении свойств газо- и паропроницаемости.

Обзор гидрофобизаторов

Одной из главных особенностей строительных изделий является их пористость, а в результате — высокое водопоглощение. Влага, проникая вглубь бетона, ослабляет однородную структуру конструкций, способствует образованию раковин, трещин, а впоследствии вызывает разрушение и самих сооружений.

Водоотталкивающие добавки для бетона образуют тонкие пленки на стенках капилляров, что обеспечивает практически любые поверхности промышленных и гражданских зданий надежной защитой от воздействия большинства внешних агрессивных факторов:

• защищают от проникновения влаги вглубь материала;
• повышают теплоизоляционные свойства поверхностей;
• предотвращают образование высолов;
• увеличивают коррозийную стойкость конструкций;
• обеспечивают биоцидную защиту — предотвращают рост лишайников и различных микроорганизмов на поверхности изделий;
• укрепляют структуру материала.

Что добавить в бетон для водонепроницаемости?

В современном строительстве гидрофобные добавки в бетон практически все основаны на кремнийорганических олигомерах (силиконы) и кремнийорганических полимерах (силоксаны). Доступная цена и способность эффективно противодействовать воздействию влаги на бетонные конструкции позволило этим веществам занять одну из главных позиций в сфере гидроизоляции элементов зданий и сооружений.

Однако гидрофобизирующая добавка в бетон, при использовании ее в чистом виде, помимо своего прямого назначения, значительно замедляет процесс твердения бетонных растворов. Поэтому, этот вид присадок обычно применяют в комплексе с другими модификаторами такими как ускорители твердения, пластификаторами и др.

Подсказки: объем гидрофобизирующих присадок не должен превышать расчетные значения, так как их ненормируемое использование может привести к значительному снижению плотности изделий.

Классификация добавок

Помимо своей химической природы, гидродобавки для бетона отличаются методами применения и конечным результатом, который называется — эффект действия добавки. В зависимости от эффекта действия, добавки в бетон водоотталкивающие разделены на три группы.

Первая группа

По техническим условиям материалы, объединенные в эту группу должны обеспечивать защиту конструкций от влаги и снижать водопоглощение бетона как минимум в 5 раз.

Добавки в бетон гидрофобизирующие I группы представлены следующими реагентами:

1. Фенилэтоксисилоксан 113-63. Бесцветная эмульсия, нерастворимая в воде. Введение данной добавки способствует увеличению подвижности смесей, но замедляет процесс твердения и снижает прочность бетона. Не рекомендована автоклавная обработка изделий.
2. Добавки гидрофобные для бетона на основе алюмометилсиликоната натрия (АМСР-3). Данные вещества — это продукты химического взаимодействия метилсиликоната натрия и металлического алюминия. Представляют собой желтоватую или прозрачную жидкость, хорошо взаимодействующую с водой.
3. Гидрофобизатор ПластИЛ предназначен для тяжелых бетонов на шлакопортландцементах. Эта присадка не содержит хлоридов, способствующих коррозии арматуры, повышает пластичность растворов и снижает возможность расслаивания смесей. Выпускается в виде порошка или суспензии на его основе. Расход — 1,5% от общего объема цемента.
4. ГИДРОБЕТОН — белый порошок, который вводится в бетонную сухую смесь на стадии приготовления бетона. Расход — 2–3% от общей массы цемента.

Вторая группа

Все представленные добавки II группы, используемые для гидрофобизации строительных материалов, снижают водопоглощение бетонов в 2–4,9 раза:

• Полигидросилоксан 136-41 и 136—157М (ГКЖ). Применяются для увеличения гидрофобности бетонов на основе шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента. В момент добавления данных веществ, температура растворов не должна быть выше 30°С.

• КОМД—С — органоминеральная присадка комплексного действия на основе соединения растительных масел, нитрита натрия и сульфидно-дрожжевой бражки. Хорошо растворяется в воде. Характеризуется высоким пластифицирующим эффектом (35–45%).
• Sikalite — это гидрофобизатор швейцарской компании Sika. Представляет собой порошок бежевого цвета, который смешивается с сухой песчано-цементной смесью. Расход — 2% от суммарного объема цемента.

Третья группа

III группа самая немногочисленная и состоит из следующих гидрофобизаторов:

1. Сернокислая соль пеназолина (ССП). Водная эмульсия или воскообразное вещество светло-желтого цвета.
2. ГКЖ—11 — метилсиликонат натрия и ГКЖ—10 — этилсиликонат натрия ГКЖ-10. Суспензии бледно-желтого цвета.

Гидрофобные добавки данной группы снижают водопоглощение конструкций в 1,4–1,9 раза.

Эффект действия всех перечисленных выше материалов заключается в том, что в результате химической реакции в момент гидратации цемента они оседают на стенках капилляров, образуя при этом тончайшие гидрофобные покрытия. А в период соединения с продуктами гидратации, образуют обратный угол, в результате чего силы поверхностного натяжения выдавливают воду из пор на поверхность конструкции.

Биоцидные модификаторы

Наравне с гидрофобизаторами для защиты строительных конструкций от влияния влаги и образования вредных микроорганизмов применяются биоцидные добавки в бетон (см. фото).

Бактерии, попадая на поверхность бетонных конструкций, а затем, в период своей жизнедеятельности выделяют едкие органические кислоты, которые взаимодействуя с алюмосиликатами и силикатами образуют хорошо растворимые в воде соли кальция. Данные соединения легко вымываются из структуры материала, снижая тем самым плотность бетона что способствует быстрому разрушению строительных конструкций.

Биоцидные грунт и добавки для бетона призваны защищать поверхность сооружений от биохимической коррозии.

В зависимости от необходимого эффекта, специальные добавки могут быть следующих видов:

• бактерицидные — защита от образования бактерий;
• альгицидные — предотвращают появление водорослей на поверхности гидросооружений;
• фунгицидные — противостоят грибковым образованиям.

В качестве средств зашиты бетонных поверхностей могут применяться органические или неорганические соединения и химические продукты на их основе:

• неорганические — соли и окислы меди, цинка, бора, мышьяка и др.;
• органические — хлорфенолы и фенолы, соединения карбоновых, карбаминовых, оксикарбоновых кислот и пр.;
• комплексные и элементоорганические соединения меди, олова, свинца, кремния, мышьяка, ртути и др.

Применение

Добавки гидрофобные для бетона рекомендованы к применению для всех классов тяжелых бетонов не ниже В10: при производстве сборных железобетонных конструкций и на всех стадиях монолитного строительства жилых и промышленных сооружений, это:

• конструкции коммерческого и жилищного строительства (фундаменты, подвалы, балконы и др.);
• здания агропромышленного и промышленного назначения (градирни, овощехранилища, шахты и т.д.);
• объекты МЧС и ГО (пожарные емкости, убежища);
• сооружения энергетического комплекса (плотины, насосные станции, кабельные тоннели и др.);
• элементы транспортной инфраструктуры (мосты, метрополитены, аэродромы и т.д.).

Сам механизм действия гидрофобных добавок рассмотрим на примере продукции наиболее известной в России компании — ICS/Penetron International Ltd.

Сухая гидрофобизирующая присадка Пенетрон Адмикс применяется для гидроизоляции ограждающих бетонных конструкций с целью повышения их водонепроницаемости за счет герметизации пор и капилляров кристаллическими новообразованиями на основе реагентов присутствующих в применяемой добавке. Использование данного модификатора (см. видео в этой статье) позволяет исключить наружную гидроизоляцию элементов зданий, повысить их химическую стойкость и исключить бактерицидные образования на поверхности бетонных конструкций.

Инструкция по применению своими руками гидрофобизирующей добавки:

• В подготовленную емкость поместить необходимое количество сухой смеси.
• Добавить расчетное количество воды (1,5 части смеси на 1 часть воды).

• При помощи миксера перемешать компоненты. Время смешивания — 1–2 минуты.

• Добавляем в бетономешалку или автобетоносмеситель готовую смесь Пенетрон Адмикс с последующим перемешиванием всех составляющих в течении 10–15 мин.

Подсказки: необходимо строго следовать инструкции по приготовлению добавки (расположена на упаковке), и главное — в момент приготовления раствора добавлять воду в смесь, а не наоборот.

Гидрофобные добавки в бетон дают возможность исключить контакт поверхности используемых изделий с агрессивной водной средой, что позволяет их использование при возведении зданий с высокими технологическими и гигиеническими требованиями.