На протяжении более 100 лет строители экспериментировали с составом бетонных смесей и совместно с учеными научных лабораторий были созданы добавки для бетона. Процесс создания новых добавок для бетона непрерывно продолжается и постоянно совершенствуются формулы данных смесей под конкретные нужды.
Какие они бывают?
В настоящее время принята следующая классификация добавок согласно ГОСТу 24211-2008 «Межгосударственный стандарт добавки для бетонов и строительных растворов».
Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
1. Пластифицирующие добавки (пластифицирующие и суперпластифицирующие)
Данные добавки служат для повышения подвижности бетона. Они увеличивают плотность, прочность и водонепроницаемость бетона, а также снижают расход цемента. Снижая силу сцепления частиц исходной смеси, они защищают ее от расслаивания. Используя такие добавки можно без вибратора заполнить литьевую форму и тонкостенную опалубку фундамента. Суперпластификаторы, применяются при длительной транспортировке смеси и высокой температуре. Добавка увеличивает текучесть раствора, либо снижает количество воды затворения. Обычно к таким добавкам относят водорастворимые препараты, барда из сахарной патоки.
- Типы пластификаторы:
- Сложные эфиры фталевой кислоты (фталаты): ДМФ, ДИТДФ, ДБФ, ДИНФ, ДОФ
- Сложные эфиры адипиновой кислоты (адипинаты): ДИНА, ДИДА, ДОА, ДИБА
- Сложные эфиры себациновой кислоты (себацинаты): ДБС, ДОС
- Сложные эфиры фосфорной кислоты (фосфаты): ТБФ, ТОФ, ТКФ, ТАФ, ТФФ Прочие сложные эфиры: азелаинаты, тримеллитаты, цитраты
- Олигомерные и полимерные пластификаторы: ПГМС, ПЭГС, эпоксидированные эфиры Компании, производящие пластификаторы: ООО «Газпром нефтехим Салават» (http://salavat-neftekhim.gazprom.ru/), ПАО «Уралхимпласт» (http://www.ucp.ru/ru/), АО «Камтэкс-Химпром» (http://kamtex-himprom.ru/), ООО «Уральский завод пластификаторов» (http://uralzp.ru/), ГК «Росполихим» (http://rpch.ru/), Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ (https://www.tn.ru/), АО «ГК «Полипласт» (http://www.polyplast-un.ru/), ООО «СУПЕРПЛАСТ» (http://superplast.ru/), ООО «НИЦ Полигран» (бренд «Биотех») - http://biotech.ru/, ООО «Альянс - Строительные Технологии» (https://fibroblok.ru/), ООО «Форт» (http://modifikator.ru/).
2. Водоредуцирующие: Суперводоредуцирующие и водоредуцирующие.
Данные добавки позволяют получать бетонную смесь требуемой удобоукладываемости с пониженным расходом воды. Благодаря водоредуцирующему действию добавок I и II групп, в цементном тесте снижается объём межзернового пространства и обеспечивается более тесный контакт между оболочками из гидратных продуктов на поверхности соседних зерен вяжущего, что способствует объединению их в более плотный и прочный конгломерат. Подобное уплотнение структуры цементного камня проявляется в резком снижении его пористости и существенным ростом прочности. Добавки I группы — это добавки, снижающие расход воды на 20 % и более и повышающие марку бетона по водонепроницаемости на 4 ступени и более. Представителями этой группы добавок являются пластифицирующие добавки I группы — суперпластификаторы и комплексные добавки на их основе. А добавки II группы — это добавки, снижающие расход воды на 12...19 % и повышающие марку бетона по водонепроницаемости на 2...3 ступени. К этой группе добавок относятся сильнопластифицирующие добавки и комплексные добавки на их основе. Также, есть добавки III группы — это добавки, снижающие расход воды на 6...11 % и повышающие марку бетона по водонепроницаемости на 1...2 ступени. Добавками этой группы являются средне- и слабопластифицирующие добавки и комплексные добавки на их основе. Добавки IV группы — это добавки, снижающие расход воды на 5 % и менее и повышающие марку бетона по водонепроницаемости на 1 ступень. Представителями этой группы добавок являются воздухововлекающие добавки, электролиты и комплексные добавки на их основе.
При использовании суперпластификаторов в качестве водоредуцирующих добавок большое значение имеет также эффект адсорбционного модифицирования гидратных новообразований, вызываемый добавками.3. Стабилизирующие добавки.
Данная группа добавок обеспечивает стабильность бетонной смеси, её не расслаиваемости. Введение специальных стабилизирующих добавок в бетон, сохраняют первоначальные свойства смеси в период её транспортировки, укладки и уплотнения.4. Добавки регулирующие сохраняемость подвижности.
Данные добавки включают в себя целый пласт добавок - добавки-ускорители схватывания и добавки, замедляющие схватывание. Добавки-ускорители схватывания - применяются для уменьшения сроков схватывания и ускорения структурообразования бетона. Химические добавки-электролиты и ПАВ, используемые в качестве ускорителей. По требованиям надежности, по сравнению со смесями без добавок, смеси с добавками ускоряют процессы схватывания растворных и бетонных смесей на 25% и более (при температуре окружающего воздуха (20 ± 2) °С).
Добавки, замедляющие схватывание - добавки по требованиям надежности в 2 раза и более увеличивают время потери подвижности бетонной смеси от исходного значения до 2 см (при температуре окружающего воздуха (20 ± 2) °С). По сути, эти добавки регулируют твердение бетона в монолитном строительстве в процессе производства бетонных и железобетонных изделий на заводах.
5. Увеличивающие воздухо-, газосодержание или воздухововлекающие (сульфонол, древесная смола).
Применение данных добавок повышают удельную поверхность условно замкнутых пор, примерно в 2 раза по сравнению с бетонами без добавок, но дает большие колебания в отношении их суммарного объема и размеров. Применение скоростного перемешивания бетонной смеси с воздухововлекаюшими добавками приводит к значительному выравниванию их размеров. По требованию надежности добавки обеспечивают воздухосодержание в уплотненной бетонной смеси в пределах 2-5%.
Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
- Регулирующие кинетику твердения (ускорители, замедлители)
- Повышающие прочность бетона
- Снижающие проницаемость бетона
- Повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре
- Повышающие морозостойкость
- Повышающие коррозийную стойкость
- Расширяющие
Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
- Противоморозные: для "холодного" и "теплого" бетона
- Гидрофобизирующие
Минеральные добавки
- Минеральные добавки в зависимости от характера взаимодействия с продуктами гидратации цемента подразделяют на типы: тип I - активные минеральные и тип II - инертные минеральные.
- Активные минеральные добавки подразделяют на следующие группы: обладающие пуццолановой активностью и одновременно вяжущими свойствами, и пуццолановой активностью.
Каждая добавка отвечает за определенные свойства получаемой смеси. Условное обозначение добавки должно содержать наименование добавки и класса, к которому она относится. По качественным параметрам классификация на категории осуществляется следующим образом:
- ускорители твердения (соли натрия и кальция, полиаминовая смола);
- замедлители схватывания (этилсиликонат натрия, полигидроксилоксан, меласса);
- уплотняющие (соли железа, нитрат кальция, сульфат алюминия, этиленгликолевые смолы);
- ингибиторы коррозии (бихромат калия и натрия, нитрат натрия);
- газообразующие (алюминиевая пудра, полигидроксилоксан);
- противоморозные (хлорид кальция и натрия, нитрат кальция и натрия, мочевина) добавки в бетон.
Перечисленные виды могут использоваться как единичный компонент или применяться в комплексе друг с другом. Комбинаций добавляемых веществ большое количество. Рассмотрим свойства каждой примеси из перечисленной классификации.
Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
- регулирующие кинетику твердения: ускорители, замедлители;
- повышающие прочность;
- снижающие проницаемость;
- повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре;
- повышающие морозостойкость;
- повышающие коррозионную стойкость;
- расширяющие.
Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
- противоморозные: для "холодного" бетона, для "теплого" бетона;
- гидрофобизирующие.
Условное обозначение добавки должно содержать наименование добавки и класса, к которому она относится. Условно все добавки можно разделить на жидкие и сухие. Также, добавки можно условно классифицировать модифицирующие композиции на группы:
- пластифицирующие добавки;
- воздухововлекающие и газообразующие;
- ускоряющие (замедляющие) твердение бетона;
- уплотняющие (помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций);
- противоморозные;
- гидроизолирующие;
- красящие (пигментные).
Благодаря развитию науки о бетоне, как строительной смеси, удалось решить вопросы строительства сложных объектов военного и гражданского назначения, а также строительство сооружений в экстремальных климатических и температурных условиях.
Добавки, производимые за рубежом, имеют комплексное действие. Данные добавки применяются только в составе качественных компонентов, которые есть в Европе и США. В частности, огромное внимание уделяется зерновому составу щебня в том числе и песка. Например, в Германии фракционированный песок на бетонном производстве разделен на отдельные горки, и каждый клиент получает бетон с таким зерновым составом, который он заказывал. Значит, и добавки в таком бетоне будут работать на все 100%.
Однако, результаты многочисленных исследований, проведенных специальными лабораториями, показали, что невзирая на хорошее качество добавки, рекомендации, но, у нас, на наших инертных материалах и цементе, она не покажет хорошие результаты. В нашей стране номенклатура модификаторов, предложенных к применению, весьма обширна. Например, количество модификаторов, только входящих в перечень строительного каталога СК-4 «Химические добавки для бетонов и строительных растворов», превышает 80 наименований.
Продолжение следует…