Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Модифицирующие добавки для бетона

К бетонам зачастую предъявляют высокие требования. В первую очередь это касается конструкций, которые выполняют несущую функцию или эксплуатируются в агрессивных средах. В таких случаях не обойтись без специальных добавок, которые способны регулировать свойства готового материала.

Добавки, которые влияют на характеристики бетона, называются модифицирующими. Они относятся к самой обширной группе – по эффекту действия. В общих чертах классификация прописана в ГОСТ 24211-2008. В этой же статье мы остановимся только на модифицирующих веществах.

Если вам интересно, какие еще бывают добавки, рекомендуем ознакомиться с нашими следующими статьями:

А мы переходим к описанию модифицирующих.

Итак, к регулирующим свойства бетона добавкам относят:

  • Упрочняющие
  • Уплотняющие
  • Поризующие
  • Ингибиторы коррозии
  • Расширяющие

Рассмотрим каждую разновидность подробнее.

Замешивание бетонной смеси
Дамба из бетона

Упрочняющие добавки

Марочная прочность бетона определяет сферу его применения. Ее можно назвать одной из самых важных характеристик материала.

Наибольшее влияние на нее оказывают:

  • Химический состав цементного камня
  • Плотность бетона
  • Количество воды затворения в смеси

Для повышения марки используют добавки, которые влияют на одно или несколько из этих свойств. Вы можете ознакомиться с ними в следующей таблице.

Добавки…
повышающие прочность бетонов снижающие прочность бетонов
Пластификаторы

Уплотняющие (кольматирующие)

Расширяющие

Ускорители твердения

Поризующие

Гидрофобизирующие

Замедлители твердения

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Таблица добавок, повышающих и понижающих марочную прочность бетона

Обо всех этих присадках вы можете прочитать в нашей статье Виды добавок для бетона.

Можно выделить следующие дополнительные эффекты упрочняющих добавок:

  • Снижение проницаемости
  • Повышение коррозионной стойкости
  • Снижение усадки
  • Снижение ползучести

Отметим также, что при применении тех или иных присадок важно учитывать, как они будут сказываться на прочности бетона. Их негативный эффект можно нивелировать сочетанием с другими добавками. Так, например, при изготовлении пористых бетонов в их состав вводят пластификаторы и/или ускорители твердения.

Читайте также наши статьи по теме:

Проверка бетонного образца на прочность в лаборатории

Уплотняющие (кольматирующие) добавки

Любой бетон имеет пористость – то есть множество небольших пустот, заполненных воздухом. Она варьируется в пределах от 5-7% в тяжелом бетоне до 80-90% в ячеистом.

Пористость материала влияет на его:

  • Прочность
  • Водонепроницаемость
  • Химическую стойкость

Наличие пор – особенно открытых, выходящих на поверхность – делает материал уязвимым к воздействию воды, кислот, щелочей, солей и других химических агрессивных веществ. Поэтому бетоны, которые рассчитаны на эксплуатацию в агрессивных средах, часто изготавливают с применением кольматирующих добавок. Последние способны увеличить марки бетона по водонепроницаемости на 2 марки и больше, а также снизить коэффициент диффузии в 10 и более раз.

Уплотняющие присадки бывают двух видов:

  • Минеральные
    Это порошки, которые получают путем помола доменных и топливных шлаков, трепела, опоки и других материалов, обладающих гидравлической активностью. В бетоне они выполняют двойную функцию. С одной стороны, они заполняют самые мельчайшие поры и капилляры сечением меньше 1 мкм. С другой, они реагируют с соединениями цемента, придавая ему дополнительную прочность.
  • Водорастворимые
    Это химические присадки, которые выпускают в форме смол, эмульсий и гранул. При добавлении в бетон они интенсифицируют гидратацию цемента и увеличивают объем гелеобразных масс, которые закупоривают поры и капилляры в толще материала. К этой группе относятся такие добавки как полиаминная и алифатическая эпоксидная смола, битумная эмульсия, сульфаты аммония, алюминия и железа, хлорид железа и другие.

Такие добавки используют в работах с повышенными требованиями к материалам: например, при возведении гидротехнических объектов, обустройстве канализаций, строительстве химических лабораторий и цехов.

Возможные дополнительные эффекты, которые могут оказывать уплотняющие (кольматирующие) добавки:

  • Изменение подвижности смеси
  • Повышение коррозионной стойкости
  • Повышение морозостойкости
  • Снижение коррозионной нагрузки на арматуру

Читайте также наши статьи по теме:

Бетон

Поризующие добавки

Не всегда уместно использовать бетон максимальной плотности. Иногда, наоборот, нужно получить материал с повышенным содержанием воздуха.

Пористость важна при изготовлении бетона:

  • Конструкционно-теплоизоляционного и теплоизоляционного
    Воздух, в отличие от твердых материалов, очень плохо проводит тепло. Поэтому образование пустот в бетонном камне снижает его теплопроводность.
  • Морозостойкого
    Вода при замерзании расширяется. Происходит это так стремительно, что резко возросшее внутреннее давление может в прямом смысле разорвать материал. Небольшие пузырьки воздуха в бетоне играют роль резервуаров, в которые вытесняются излишки влаги. Это позволяет снизить нагрузку на него.

Таким образом, поризующие добавки имеют двойную сферу применения. Их используют как для понижения теплопроводности, так и для повышения морозостойкости.

Для этого используют:

  • Алюминиевую пудру или пасту
  • Соли, получаемые из древесной смолы
  • Синтетические моющие вещества
  • Соли лигносульфоновых кислот
  • Соли нефтяных кислот
  • Соли, получаемые из протеинов
  • Соли органических сульфокислот

У воздухововлекающих и газообразующих добавок есть серьезный побочный эффект. Дело в том, что при увеличении пористости бетона снижается его прочность. Это очень заметно на примере ячеистых бетонов, в которых содержание воздуха может достигать 80%. Такие материалы относятся к малопрочным.

Кроме того, такие добавки способны:

  • Увеличить подвижность бетонной смеси
  • Снизить расслаиваемость смеси
  • Повысить коррозионную стойкость
  • Увеличить проницаемость
  • Увеличить водопоглощение

Читайте также наши статьи по теме:

Строительство дома из газоблоков

Ингибиторы и пассиваторы коррозии

Бетон отлично переносит физические нагрузки, но вот с химическими дела у него обстоят не так хорошо. Материал уязвим к воздействию сульфатов, кислот, солей и микроорганизмов.

Различают такие виды коррозии в бетонном камне:

  • Сульфатная
    Она характерна для конструкций, которые регулярно подвергаются воздействию морских, пресных или грунтовых вод с высоким содержанием сульфатов. Эти соли вступают в реакции с цементом и образуют водонерастворимые кристаллы в порах бетона. С течением времени они разрастаются и «разрывают» камень изнутри.
  • Выщелачивающая
    Этот вид коррозии протекает при воздействии мягких (то есть имеющих низкое содержание солей) вод. Они постепенно вымывают из бетона водорастворимые соединения – в первую очередь гидроксид кальция (известь).
  • Углекислая
    Она характерна для конструкций, которые эксплуатируются в водах с высоким содержанием углекислого газа. Он реагирует с известью, образуя сначала малорастворимый карбонат кальция, а затем – растворимый гидрокарбонат. Получившееся вещество легко вымывается водой.
  • Биологическая
    Как и любой материал, бетон разрушается под воздействием бактерий, грибков, мхов и лишайников. Биокоррозия актуальна для конструкций на агропромышленных предприятиях, где условия для развития вредных микроорганизмов наиболее благоприятны.
  • Коррозия арматуры
    Стальная арматура при контакте с водой покрывается ржавчиной. Из-за этого бетон отслаивается от арматуры, начинает трескаться и откалываться.

Эту проблему и решают добавки, направленные на повышение коррозионной стойкости.

Они делятся на две группы:

  • Прямого действия
    Присадки, которые непосредственно вступают в реакции с агрессивными веществами, нейтрализуя их, либо увеличивают химическую стойкость самого бетона.
  • Косвенного действия
    Это такие добавки, которые дают повышение стойкости в качестве побочного эффекта. Как правило, они направлены на увеличение плотности и водонепроницаемости бетона. К этой группе относятся пластифицирующие, комальтирующие, воздухововлекающие и гидрофобизирующие добавки.

Примеры антикоррозийных добавок прямого действия приведены в следующей таблице.

Тип коррозии Пример добавки Механизм действия Возможные дополнительные эффекты
Сульфатная Карбонат бария Химический – нейтрализация действия агрессивных реагентов Изменение свойств бетонных смесей и бетонов
Выщелачивающая

Углекислая

Сульфатная

  • Высокоактивные пуццоланы
  • Доменный основной шлак
Биологическая
  • Фторид натрия
  • Фторид калия
  • Кремнефторид натрия
Биоцидный – уничтожение вредных бактерий и грибков
  • Изменение подвижности смеси
  • Изменение прочности
  • Изменение проницаемости
Коррозия арматуры
  • Нитрит
  • Нитрит-нитрат кальция
Пассивация коррозии – образование на поверхности арматуры защитных оксидных пленок
  • Увеличение подвижности смеси
  • Снижение водопроницаемости бетона
  • Увеличение электропроводности бетона
  • Амины
  • Фосфорорганические соединения
  • ПАВ катионактивного действия
Ингибирование коррозии – образование абсорбционных пленок на поверхности арматуры

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Примеры антикоррозийных добавок прямого действия

Больше узнать о том, какие типы коррозии бетона существуют и в каких условиях они проявляются, вы можете в статье Коррозийная стойкость бетона.

Читайте также наши статьи по теме:

Бетонный мост
Коррозия бетона

Расширяющие добавки

Как известно, бетон при затвердении дает усадку – то есть уменьшается в объеме.

На то есть две главных причины:

  • Во-первых, испарение свободной воды, которая не вступила в реакцию с цементом
  • Во-вторых – химические реакции в самом цементном камне

На первый взгляд усадка совсем незначительна – обычно не больше 3%. Но в реальности такая потеря объема может привести к серьезным последствиям, если ее заранее не учесть. Конструкции из малопрочных бетонов вообще могут пойти трещинами еще до начала эксплуатации.

Для борьбы с этой проблемой применяют расширяющие добавки.

С их помощью изготавливают:

  • Безусадочный бетон (цемент)
    Специальные добавки в таком материале компенсируют деформации усадки, за счет чего он практически не изменяется в объеме после заливки.
  • Напрягающий бетон (цемент)
    Такая разновидность бетона в процессе твердения не усаживается, а наоборот – расширяется. Ее используют для производства предварительно напряженного железобетона.

К расширяющим добавкам относятся:

  • Алюминатную или сульфатоалюминатную добавку РД-Н
  • Расширяющий сульфоалюминатный модификатор РСАМ

Возможные дополнительные эффекты от использования этих присадок:

  • Ускорение схватывания
  • Увеличение скорости тепловыделения
  • Снижение проницаемости
  • Повышение прочности
  • Повышение коррозионной стойкости
  • Повышение морозостойкости
  • Повышение трещиностойкости

Расширяющие добавки чаще всего применяют в строительстве объектов, подвергающихся очень высоким нагрузкам: мостов, инженерных сооружений, железобетонных труб и тому подобных. В частном строительстве проблему усадки обычно решают более простыми методами – например, нарезкой деформационных швов.

Читайте также наши статьи по теме:

Железобетонные трубы

Подведем итог.

Модифицирующие добавки способны повлиять на свойства бетона, изменить его технические характеристики. Без них практически не обходится ответственное строительство. Ведь при возведении многоэтажных домов, инженерных конструкций и сооружений к бетону предъявляются особые требования.

Рекомендуем также ознакомиться с нашими следующими статьями по теме: