Добавки-регуляторы свойств бетона (специальные добавки)
Бетон состоит из трех основных компонентов: вяжущее вещество, заполнители и затворитель. Но в качестве модификаторов и регуляторов некоторых свойств в бетонную смесь также могут вносить специальные добавки. Они бывают различного происхождения. Подробно о них мы писали в нашей статье Виды добавок для бетона. Кроме того, вы можете самостоятельно ознакомиться с их классификацией в ГОСТ 24211-2008.
Самой обширной группой присадок считаются так называемые добавки по эффекту действия.
Они могут быть:
- Регулирующими свойства бетонных смесей
- Регулирующими свойства бетонов (модифицирующими)
- Комплексными
- Специальными, придающими бетонам особые свойства
Первые три группы присадок из списка модифицируют эксплуатационные свойства бетона. Но есть еще отдельный – четвертый – класс добавок, которые не совсем вписываются в приведенную выше классификацию. О них мы и расскажем в этой статье.
К этой группе относятся:
- Противоморозные добавки
- Гидрофобизирующие добавки
- Добавки, препятствующие образованию высолов
- Пигменты
- Фиброволокно
Остановимся на каждой присадке подробнее.
Противоморозные добавки
Для активации цемента нужна вода. Но при минусовой температуре вода превращается в лед. Как же тогда люди умудряются строить из бетона круглый год?
Ответ очень прост – они используют противоморозные добавки. Это соли (реже – органические соединения), которые понижают температуру замерзания воды и тем самым не дают ей превратиться в лед.
По эффекту действия противоморозные добавки делятся на:
- Антифризные
Они предотвращают замерзание воды, но оказывают очень слабое влияние на гидратацию цемента. К ним относятся нитрит натрия, хлорид натрия*, слабые электролиты. Их используют при заливке «теплого» бетона, который после укладки будет прогреваться. Они призваны защитить смесь до подачи внешнего тепла. - Антифризные + ускоряющие твердение бетона
Это высокоактивные добавки двойного действия. Их вносят в состав «холодных» бетонов и растворов, которые набирают прочность без дополнительного прогрева. К этой группе относятся поташ (углекислый калий), хлорид кальция*, нитрит натрия, нитрит-нитрат кальция и мочевина. Дозировка противоморозных добавок довольно высокая, поэтому эффект ускорения твердения может быть слишком сильным. В таком случае в смесь добавляют замедлители твердения: тетраборат натрия или лигносульфонаты.
Обратите внимание, что добавки, отмеченные звездочкой (*), могут вызывать коррозию стальной арматуры. Поэтому их используют в сочетании с ингибиторами коррозии.
Кроме того, противоморозные добавки могут иметь следующие дополнительные эффекты:
- Ускорение схватывания и твердения
- Повышение электропроводности бетона
- Образование высолов
Также мы хотим обратить ваше внимание на следующее:
Гидрофобизирующие добавки
Вода – это главный «враг» бетонных конструкций. Именно она вызывает разрушение материала при отрицательных температурах. Кроме того, почти все агрессивные к бетону реагенты попадают в него в виде водных растворов.
Если речь идет о качественном бетоне, который эксплуатируют в нормальных условиях, то свойств самого материала достаточно для того, чтобы вынести это разрушающее воздействие. Но для объектов, предназначенных для использования в агрессивных средах, нужна дополнительная защита.
Гидрофобизирующие добавки при гидратации цемента образуют на стенках капилляров и пор тонкие водоотталкивающие пленки. Они не позволяют влаге скапливаться в толще материала, а агрессивным веществам – вступать в реакции с цементным камнем.
В качестве гидрофобизирующих добавок используют:
- Этилсиликонат натрия ГКЖ-10
- Метилсиликонат натрия ГКЖ-11
- Фенилэтоксисилоксин ФЭС-50
- Алюмометилсиликонат натрия АМСР
- Гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ 136-41
- Сернокислые соли пеназолинов ССП
Они особенно полезны при изготовлении морозостойких бетонов с поризующими добавками. Ведь увеличение пористости ведет к повышению проницаемости – а значит, снижению водо- и коррозионной стойкости. Гидрофобизация пор решает эту проблему.
Кроме того, такие добавки дополнительно могут:
- Замедлить схватывание и твердение
- Снизить скорость тепловыделения
- Снизить прочность
- Повысить морозостойкость
- Повысить коррозионную стойкость
Добавки, препятствующие образованию высолов
При твердении бетона лишняя влага поднимается по капиллярам, испаряясь. Часто она несет в себе различные водорастворимые соли. Оказавшись на поверхности бетона, они кристаллизуются и образуют характерный белесый налет. Это так называемые высолы.
С эксплуатационной точки зрения высолы не особо опасны. Но они заметно портят внешний вид конструкций из бетона.
Частая причина образования высолов – это использование большого количества противоморозных добавок и ускорителей твердения. Но просто взять и отказаться от них не всегда возможно.
Поэтому для борьбы с высолообразованием применяют:
- Лигносульфонаты
- Гидрофобизирующие добавки
Учтите, что также эти вещества дополнительно могут спровоцировать:
- Изменение подвижности смеси
- Замедление схватывания и твердения
Самый простой способ избежать появления налета на бетоне – это использовать комплексные противоморозные добавки и ускорители твердения. В них уже содержатся вещества, которые нейтрализуют негативное воздействие солей.
Пигменты
Бетон активно применяют не только в строительных, но и в отделочных работах. Из него делают облицовочную и тротуарную плитку, фасадные панели, возводят малые архитектурные формы и так далее. Для этих работ невзрачный серый материал не подойдет.
Тут на помощь и приходят красящие пигменты. Используя их, материалу можно придать практически любой оттенок.
Пигменты для бетона бывают:
- Железоокисные (однокомпонентные)
Это оксиды и другие соединения различных металлов. Они легко распределяются в бетонной смеси и дают стойкий долговечный цвет. - Смесевые
Они состоят из двух компонентов: железоокисного пигмента и органической добавки – фталоцианина. При этом оксиды отвечают за цвет, а фталоцианин придает краске стойкость к выцветанию под прямыми солнечными лучами. Такие пигменты чуть более сложны в использовании.
Красящие добавки выпускают в виде порошков или готовых паст.
Ассортимент самых популярных пигментов представлен в таблице ниже:
Соединение | Цвет |
Диоксид титана | Белый |
Оксид железа (II, III) | Черный |
Оксид железа (III) | Красный |
Оксид-гидроксид железа | Желтый |
Смеси оксидов железа | Коричневый
Оранжевый |
Оксид хрома | Зеленый |
Алюмосиликат натрия с включением полисульфидов натрия | Ультрамарин |
Алюминат кобальта | Голубой |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Кроме того, красящие пигменты могут ускорить схватывание бетона, а также изменить некоторые его свойства. Последнее нужно обязательно уточнять перед покупкой пигмента.
Узнать о том, в каких работах используют бетоны с красящими добавками, вы можете в нашей статье Бетон для декоративных работ – применение архитектурного бетона.
Фиброволокно
Фиброй называют материал, похожий на тонкие нити, ленты или вату. В бетоне он выполняет функцию дисперсного армирования. Он как бы «прошивает» материал во всех трех измерениях, увеличивая его прочность и предотвращая появление трещин.
Фиброволокно используют для:
- Заливки тонкостенных конструкций, в которых нельзя использовать арматуру
- Изготовления прочных декоративных и облицовочных изделий, малых архитектурных форм, мебели
- Усиления стеновых блоков
- Улучшения водо- и трещиностойкости железобетонных изделий и конструкций
Оно получило широкое распространение в строительстве благодаря своей эффективности.
Так, добавление в бетон фиброволокна способствует повышению его:
- Прочности
- Водонепроницаемости
- Ударной стойкости
- Морозостойкости
- Коррозийной стойкости
Из отрицательных эффектов можно отметить снижение подвижности бетонной смеси и повышение трещиностойкости бетона.
Фибра бывает разных видов:
- Стальная
Она представляет собой отрезки тонкой стальной проволоки. Значительно улучшает прочность бетона на растяжение и сжатие, но имеет низкую коррозионную стойкость к воде и солям. - Стеклянная
Очень тонкие нити, полученные путем экструдирования расплавленного стекла. По прочности на растяжение несколько уступает стальной, но зато имеет низкую плотность и не утяжеляет конструкции. Обычная (не щелочестойкая) стеклянная фибра разрушается в среде цемента, но зато отлично сочетается с гипсовым вяжущим. - Базальтовая
Прочное огне- и химически стойкое волокно, получаемое из расплавов горных пород. По характеристикам не уступает стальному и стеклянному материалу, пользуется большой популярностью у строителей. - Углеродная
Самая прочная из всех известных видов фибры. В России практически не применяется из-за сложного производства и высокой стоимости. - Полимерная
Ее получают из полипропилена, полиэтилена, полиэфира и других полимеров. В отличие от приведенных выше разновидностей, она мало влияет на прочность бетона. Зато резко улучшает его ударную стойкость, упругость, водонепроницаемость и морозостойкость. Она пользуется популярностью при изготовлении стеновых блоков, заливке полов, изготовлении мелкоштучных изделий.
Подробно о них вы можете узнать в нашей статье Фибра для бетона. Кроме того, читайте нашу статью Фибробетон (дисперсно-армированный бетон). Там мы описали все особенности бетона с добавкой фибры.
Подведем итог.
Добавки для бетонов бывают нескольких видов. Одна из групп присадок по эффективности – придающая материалу специальные свойства. В нее входят добавки противоморозные, гидрофобизирующие, препятствующие образованию высолов, а также пигменты и фиброволокно.
Рекомендуем также ознакомиться с нашими следующими статьями по теме: