Модификатор бетона – виды, свойства, характеристики

Сегодня без бетона не обходится ни одна нормальная стройка. Этот материал стал незаменимым, но многие его свойства делают работу с ним не очень удобной в тех или иных ситуациях. Разрешить проблему призваны специальные добавки, как, например, модификатор бетона мб 1, которые наделяют бетон нужными свойствами.

Сегодня мы с вами разберемся в видах данных добавок, научимся их самостоятельно применять и узнаем, какие свойства бетон при этом будет приобретать.

Разновидности модификаторов

Вещества, называемые модификаторами для бетона – это продукты химической промышленности, которые могут быть органического и неорганического происхождения. Их включают в состав смесей, чтобы повлиять на их физико-химические свойства, а также для придания бетону высоких эксплуатационных характеристик.

• Всего добавок для бетона насчитывается более 800 разновидностей, и все они имеют различное назначение и сочетание свойств. Из-за такого многообразия, подобрать оптимальный состав для смеси становится очень сложной задачей, доступной, порой только специалистам. Однако мы не будем с вами углубляться в тему настолько сильно, и разберем самые распространенные варианты, которые могут пригодиться в домашней стройке.
• Чтобы правильно ориентироваться в модификаторах, нужно научиться понимать их классификацию, назначение и принцип действия. Давайте обо всем по порядку.

Модификаторы для бетона, которые чаще всего применяются в строительстве в нашей стране, согласно ГОСТ 24211-2003, можно разделить на три основные группы:

• Добавки, которые регулируют основные характеристики смесей уже готовых к применению;
• Модификаторы, которые изменяют основные свойства бетона;
• Лигатуры, которые придают бетонам специальные свойства.

Отдельно стоит отметить составы, наделяющие бетонные смеси сразу несколькими свойствами. Они могут быть одновременно увеличивающими пластичность, способствующими газообразованию и воздухововлечению. Чтобы классифицировать такие добавки, смотрят на основной эффект, который всегда выражен сильнее остальных.

Огромным плюсом, связанным с применением модифицирующих добавок, становятся хороший экономический эффект и качественный результат, превосходящий по свойствам обычные аналоги.

А именно:

• Происходит повышение технологического качества смесей – улучшается подвижность, однородность;
• Достигается увеличение прочности при уменьшении расхода вяжущего вещества;
• Увеличение скорости твердения бетона, что позволяет существенно сокращать время строительных работ;
• Также можно сократить время для тепловлажностной обработки твердеющего бетона;
• Можно добиться нормального твердения бетона при отрицательных температурах, вплоть до -25 градусов по Цельсию;
• Вы сможете увеличить прочность и влагонепроницаемость бетона на 1-2 марки;
• Существенно увеличивается морозостойкость изделий при применении соответствующих составов;
• Также бетон можно сделать устойчивым к химическим и температурным воздействиям.

Давайте теперь подробнее разберем все типы присадок для бетона.

Добавки для изменения характеристик готовых смесей

Чтобы было понятнее, к данному виду добавок относятся все те, которые влияют на состояние жидкой смеси. Сюда можно отнести пластификаторы, суперпластификаторы, воздухововлекающие и стабилизирующие добавки.

Давайте расскажем обо всех них подробнее.

Группа пластификаторы

• Под пластификацией бетонной смеси понимается эффект разжижения, достигаемый за счет введения в ее состав соответствующих лигатур.
• Данный класс веществ относится к поверхностно-активным (ПАВ). Представлены они могут быть в виде суспензии или порошка.
• При введении их в бетонный раствор образуются слабощелочные или нейтральные соединения, которые и регулируют удобоукладываемость смеси.
• Часто такие добавки применяются при формовании изделий из бетона, так как смесь долго сохраняет свое подвижное состояние.
• Также увеличивается плотность бетона и снижается расход цемента.

Добавки, которые позволяют регулировать состояние смеси направленно можно разделить на:

1. Технические лигносульфонаты (ЛСТ). В их состав входят соли натрия, лигносульфоновые кислоты и различные минеральные вещества.

2. СДБ или сульфитно-дрожжевые бражки. Их получают их отходов целлюлозного производства.

3. СПД – синтетическая поверхностная активная добавка. Именно ее используют в стандартных тяжелых бетонах. Он способен уменьшить расход вяжущего и воды до 12%. По этой причине его применяют для строений, в которых проектное содержание цемента очень высокое.

Интересно знать! СПД всегда применяют одновременно с добавками, ускоряющими твердение, так как сам он имеет противоположное действие.

Суперпластификатор

Суперпластификаторы также увеличивают подвижность бетонной смеси, но эти составы имеют куда более широкий спектр воздействия, поэтому их называют комплексными добавками.

• Суперпластификаторы способны разжижать бетонные смеси намного сильнее, чем предыдущие варианты. При этом не происходит потери прочности бетона при любых испытательных сроках.
• Они также относятся к синтетическим веществам, но в отличие от СПД не замедляют скорости его схватывания.
• Расход данных присадок составляет всего 0,1-1,2% от общего объема бетонной смеси.
• Суперпластификаторы имеют ограниченный срок воздействия на жидкий бетон – обычно это время составляет всего 2-3 часа, после их введения в раствор.

Суперпластификаторы имеют свою классификацию, которую вы можете увидеть на схеме ниже.

Каждый из них имеет определенные свойства. Вдаваться сейчас в подробности не будем, так как при желании вы легко отыщете информацию в сети сами.

• Суперпластификаторы способны уменьшать внутреннее трение частиц в структуре бетона, что достигается за счет эффекта образования на зернах цемента, а также мелкозернистых наполнителях, читай — песка, адсорбционных оболочек.
• Основным преимуществом СП является возможность применять бетонные смеси с низким водоцементным соотношением при сооружении различных конструкций из железобетона, класс которых превышает В15. Используются при этом самые простые технологические приемы.

• Суперпластификаторы способны увеличивать прочность готового бетона до 60-80 Мпа.
• Они позволяют сократить время вибрационного уплотнения смесей с низким водоцементным соотношением до минимума.
• Повышают скорость формовки бетонных изделий.
• С ними намного проще заливать фигуры сложной формы.
• Поверхность изделий из бетона с СП добавкой получается более ровной и гладкой – при хорошем уплотнении можно достичь даже эффекта полированной поверхности.
• При этом снижается расход цемента и бетоны можно готовить на нестандартных заполнителях.
• Возможность применения напрягающих цементов, а также расширяющих добавок для монолитных конструкций.

Одной из самых распространенных суперпластифицирующих добавок является состав С3. Она имеет превосходные характеристики, если рассматривать их по соотношению цена-качество.

Давайте рассмотрим, что происходит с бетоном, на его примере:

• Пластичность смеси возрастает в 1,5 раз;
• Подвижность возрастает вплоть до П4, П5;
• Водоцементное соотношение падает до 25%;
• Бетон наделяется гидроизоляционными свойствами до W10 и выше;
• Возрастает и прочность бетона на 25%;
• Смесь приобретает класс морозостойкости F300;
• Растет адгезия бетона с арматурным каркасом до 1,6 раз.

Согласитесь, бонусы, которые мы получаем, просто огромны. Качество бетонной поверхности становится намного лучше, тогда как дополнительные затраты на их фоне кажутся несущественными.

Добавки стабилизирующего типа

К этим модификаторам относят химические вещества и минеральные соединения, которые предотвращают расслаивание готовой смеси. Также повышается ее однородность, способность удерживать влагу. Все это помогает лучше проходить раствору по трубопроводам при подаче через бетононасосы.

• Если в бетон добавить стабилизирующие присадки, то он автоматически перейдет в разряд самоуплотняющихся смесей.
• Они снижают жесткость раствора, поэтому растет удобоукладываемость. Бетон получает интересное свойство самостоятельно выдавливать воздух из своей массы.
• При взаимодействии состава с цементными зернами, на них образуется некий микрогель, не дающий компонентам расслаиваться. При этом смесь может спокойно перемешиваться.
• Первое, для чего используют данные добавки, это когда требуется заливать бетон в густоармированные конструкции, где применение вибратора малоэффективно, а зачастую и невозможно вовсе.

• Наиболее известной из таких добавок, выпускаемых на территории нашей страны, является метилцеллюлоза, растворимая в воде.
• Такая добавка может применяться совместно с любым типом цемента.
• Она не оказывает влияния на время твердения.

Присадки воздухововлекающие

Этот класс модификаторов используется для того, чтобы в процессе замешивания бетона вовлекать в смесь воздух, который при застывании будет образовывать систему пор, равномерно распределенную внутри бетона. Нужно это для того, чтобы получать бетоны с высокой морозостойкостью F300 и выше.

• Также позволяет снизить плотность бетона до 250 кг/м3, снижая тем самым его вес.
• Снижает водопотребность раствора, расход пористых материалов.
• Увеличивает деформационные характеристики изделий и теплоэффективность.
• Позволяет делать изделия с однородной структурой.
• Увеличивает подвижность готового раствора.
• Увеличивает звукоизоляционные свойства материала.

Модификаторы, меняющие свойства бетонов

Переходим к следующему виду присадок. Теперь нас интересую составы, способные изменить характеристики бетона.

Эту группу также можно разделить на несколько подвидов:

• Замедлители и ускорители твердения;
• Добавки, регулирующие расширение и усадку;
• Противоморозные присадки.

Как регулируется кинетика твердения

Нередко на стройплощадках возникают условия, требующие замедления или ускорения твердения заливаемого бетона.

Например:

• Если строятся большие объекты из монолитного железобетона, замедление твердения (при условии хорошей подвижности смеси) поможет избавиться от образования «холодных» швов.
• Если работа ведется в жаркое летнее время, то с момента изготовления до доставки раствора на объект он может начать схватываться, что сильно сказывается на его удобоукладываемости.
• Также замедление твердения поможет избавиться от образования трещин, когда идет строительство гидротехнического сооружения.

Критерий, по которому определяются ускорители и замедлители твердения – увеличение или падение прочности бетона за определенный промежуток времени.

Ускорители твердения

При добавлении ускорителей твердения в бетон, они увеличивают скорость гидратации цемента. Скорость твердения возрастает примерно на 25%. При этом эти добавки положительно сказываются на формировании бетонного камня, увеличивая его прочность до 20%.

Существуют следующие ускорители:

• Поташ или карбонат кальция – белый порошок с высокими щелочными свойствами. Образует в бетоне крупнопористую структуру и ускоряет его схватывание. Расход данного модификатора может составлять до 5% от общей массы бетона.

Совет! Если использовать поташ с кремнеземистыми заполнителями, то возникает сильная коррозия арматурного каркаса, поэтому делать этого не рекомендуется.

• Хлористый кальций – имеет невероятный показатель по увеличению скорости схватывания и набору прочности – в 2 раза. Введение этой присадки в раствор увеличит его температуру на 17 градусов.

Совет! Этот модификатор не применяется при изготовлении железобетона, так как он вызывает ускоренную коррозию металла.

• Вещество, в виде гранул разного размера и формы, имеющее белый цвет, водорастворимое – как мы завуалировали обычную соль. Добавляется в бетон в количестве 4% от общей массы.

Совет! Если увеличить расход, то можно получить противоморозный эффект.

• Соль в значительной степени ускоряет процессы твердения бетона. Ее активно применяли во времена массовых сталинских застроек, но как показало время, бетон сильно теряет из-за нее в сроке службы. Все что понастроили тогда с применением этого вещества, уже давно с успехом разрушилось.

• Алюминат натрия кладется в раствор в количестве 3% от его массы.

Интересно знать! Добавление ускорителей в пенобетонные изделия, которые твердеют в автоклаве, позволяет сократить расход вяжущего на 15% и уменьшить время термической обработки в два раза.

Замедлители

По большому счету, все пластифицирующие добавки, если превысить их дозировку, замедляют процесс твердения бетона. Как вы помните, эти вещества образуют вокруг цементных зерен некую пленку, которая и препятствует процессам гидратации. Однако существуют и специальные вещества, используемые для замедления твердения.

К ним относятся:

• Сокращенно НТФ – кристаллики белого цвета, способные растворяться в воде. Не вызывает коррозии арматуры, кладется в раствор в количестве от 0,02 до 0,15%.

• Обычная молочная сыворотка, являющаяся отходом молочного производства. Имеет в составе набор жиров, белки и лактозу. Добавляется в раствор во время его замешивания в количестве 1,5-3%.

• Цементол – замедлитель твердения, выпускаемый в Словении. Добавляется в сухую смесь бетона, в виде водного раствора. Расход составляет 0,2-0,8% от всей массы смеси.

Регуляторы расширения и усадки

Следующими по очереди идут добавки, позволяющие менять бетонную смесь в объеме.

Всем знакома ситуация, когда в бетоне появляются усадочные трещины. Происходит это по нескольким причинам – трансформация бетона в результате обезвоживания, усадка в процессе гидратации, карбонизация цемента.

• Первый момент связан с тем, что влага покидает бетон слишком быстро, и он не успевает набрать оптимальной прочности. Это происходит при неправильном уходе за свежезалитым бетоном. Данное явление можно регулировать водоцементным соотношением (его снижением). Принцип прост – чем меньше изначально воды, тем меньше усадка при высыхании.
• Гидратационная усадка является химическим процессом. Возникает вследствие взаимодействия цемента с водой, поэтому устранение этой проблемы является самой сложной из прочих.
• На данную реакцию никак не влияют показатели по влажности окружающей среды. Чтобы уменьшить это эффект используют расширяющие добавки. Фактически потерянный объем восполняется за счет образования эттрингита.
• Оба процесса происходят в бетоне одновременно, поэтому его текущий объем не изменяется.

Не даем бетону замерзнуть

Применение противоморозных добавок позволяет работать с ним при отрицательных температурах. Если попытаться залить раствор при температуре ниже +5 градусов без соответствующих присадок, то ничего хорошего не выйдет – при такой температуре не происходит процесс гидратации, расширяющаяся вода при замерзании разрывает связи внутри бетона, быстро разрушая его.

• Отсюда напрашивается простейший вывод – противоморозные модификаторы препятствуют замерзанию воды и ускоряют процессы гидратации в бетоне.
• Не сложно догадаться, что в качестве таковых можно использовать любые ускорители твердения, о которых мы писали выше, но есть и специализированные составы.

• Антифриз уменьшает температурный порог, при котором вода начинает кристаллизоваться. При этом возрастает время схватывания раствора. Такая присадка никак не влияет на структуру бетона.

• Противоморозные модификаторы сульфатные – позволяют достичь оптимальной скорости схватывания бетона. При введении их в смесь возникает эффект выделения большого количества тепла, что не дает смеси замерзнуть.

Модификаторы свойств готового бетона

Завершают наш список добавки, способные наделять затвердевший бетон определенными свойствами. В частности, имеется в виду гидрофобизация и биоцидная стойкость.

Гидрофобизаторы

Данный тип присадок дает капиллярам в бетоне водоотталкивающие свойства. Для изготовления таких добавок используют два класса веществ: кремнийорганические соединения в виде сухого вещества или водного раствора и нерастворимые в воде силаны, силиконы, силоксаны.

Добавок этого типа  на рынке представлено большое количество. Вы можете отыскать продукцию как отечественного, так и зарубежного производства.

Возьмем в качестве примера гидрофобизатор ГЖ 136-41. Его добавление в раствор даст бетону следующие свойства:

• Пятикратное увеличение морозостойкости;
• Двукратное увеличение коррозионной стойкости;
• Отсутствие высолов;
• Высокую водонепроницаемость;
• Меньший расход вяжущего;
• Ускоренное твердение.

Биоцидные присадки

Смысл данных модификаторов ни для кого не секрет. Многие думают, что микроорганизмы не способны нанести вред бетону, но это совсем не так.

• Бактерии и грибки, живущие на бетоне, постоянно выделяют органические кислоты, которые приводят к карбонизации материала и его ускоренному разрушению.
• Также микроорганизмы могут воздействовать на металлическую арматуру в толще бетона.
• Именно поэтому при приготовлении бетона в его состав вводят биоцидные добавки.

Если хотите подробнее узнать о подборе данного вида добавок можете прочесть текст вышеупомянутого ГОСТа.

Нанобетон

Наномодифицированный бетон – это одна из последних и очень интересных разработок в строительной индустрии. Про этот материал на нашем сайте есть большая и очень информативная статья, обязательно почитайте.

Сейчас мы только скажем, что этот материал обладает уникальными свойствами, которые достигаются за счет введения в обычный бетон модифицированной базальтовой микрофибры и ССГД (специальные смеси готовых добавок). В свободной продаже их практически не найти.

Итак, мы свами разобрали все виды модификаторов бетона. Большинство из них вы сможете отыскать в магазинах и использовать при приготовлении смесей своими руками. Видео в этой статье дополнит наш рассказ.