При возведении крупных конструкций (фундаментов, бетонных лестниц, стяжек) используется бетонный раствор. Для улучшения его характеристик на стадии приготовления в смесь добавляют пластификаторы.
Зачем добавляют пластификаторы
Добавки-пластификаторы повышают подвижность и эластичность бетона. Усиливают технологические свойства смеси. Повышают удобство работы. Классифицируются:
- По составу:
- полимерно-силиконовые;
- лигносульфонатные (с поверхностно-активным веществом);
- поликарбоксилатные.
- По основному действующему ингредиенту;
- По эффективности: слабые, средние, сильные, суперсильные;
- По количеству входящих активно действующих компонентов: простые, комплексные;
- По принципу действия:
- Самоуплотняющиеся — удаляют мелкие пузырьки воздуха, повышая плотность состава,
- Каталитические — ускоряют затвердевание;
- Воздухововлекающие — содержат вспенивающие вещества, повышающие пористость материала, его термостойкость и морозоустойчивость;
- Антифризовые — обеспечивают взаимодействие воды с цементной смесью в условиях замедления гидратации при низкой температуре окружающего среды.
Выбирают добавку с учетом того, какие свойства нужно улучшить.
Влияние на текучесть
Текучесть (подвижность) — характеристика, с учетом которой готовится раствор для конкретного вида работ.
- Показывает способность бетонной смеси к заполнению пустот в опалубке.
- Повышает степень удобоукладываемости.
Обычный раствор сохраняет подвижность в течение 2 часов с момента изготовления. Комплексные суперпластификаторы С-3 и Полипласт СП-1 увеличивают период сохранности свойств до 6 часов, повышают текучесть до 22 см (исходная — 4 см), снижают расход цемента на 15%.
Пластичность
Показатель, характеризующий легкость укладывания смеси, способность к уплотнению без образования пустот.
Повышение пластичности обеспечивают комплексные добавки и монодобавки органического/неорганического происхождения, относящиеся к категории гидрофобизирующих. Алгоритм их действия:
- Вовлекают в раствор воздушные пузырьки.
- Пузырьки равномерно распределяются в нем.
- Уменьшают поверхностное натяжение входящей в смесь воды.
Бетон становится более пластичным. Повышаются его водоотталкивающие свойства.
При долгой транспортировке смеси
Используются стабилизирующие присадки, сохраняющие однородность состава. При их добавлении раствор остается подвижным на протяжении 5-7 часов. Не происходит его расслоения при перевозке на дальние расстояния, перекачке и укладке.
Уменьшение усадки
В период схватывания бетон подвергается усадке. Линейные размеры продолжают уменьшаться и после окончания процесса затвердевания. Введение в раствор пластификаторов сокращает:
- Время усадки — в 2,5 раза;
- Ее величину — на 0,6-0,7%.
Морозоустойчивость
Пластифицирующие добавки увеличивают марку бетона по морозостойкости. По назначению они делятся:
- На специальные, повышающие морозоустойчивость за счет уменьшения до минимума размера пор;
- Комплексные;
- Гидрофобизаторы, препятствующие проникновению влаги в отвердевшую структуру.
Для повышения класса бетонной смеси по морозостойкому показателю применяют:
- Присадки-ускорители твердения на основе нитрата кальция и нитрата натрия;
- Добавки-замедлители твердения, основной компонент которых — мочевина;
- Комплексный суперпластификатор универсального назначения;
- Добавки-лигносульфонаты.
Повышение свойств
Трансформировать состав бетонной смеси и улучшить ее качество помогают модификаторы. Их результативность показывает простой пример. В момент введения присадки-модификатора состав соответствует марке М500. После застывания его качественные показатели повышаются на один уровень. Кондиционные показатели сооружения приравниваются к выполненным из М600.
Если нужно оперативно получить заданный уровень готовности вводят ускорители прочности. Они в разы сокращают время заливки монолита.
Использование бетононасосов
Добавки-пластификаторы делают бетонный раствор более подвижным. Можно механизировать его укладку. Подавать модифицированный бетон обычными или автобетононасосами. На прочности сооружений это никак не сказывается.
Пропорции на куб бетона
Концентрация пластификатора в растворе зависит от того, где он будет применяться. Варьирует в пределах от 0,25 до 1,5 %.
В среднем берется:
- Полипласта ПС-1 — 0,4-0,8% от массы цемента или от 400 до 800 г на 100 кг цемента;
- СПФ С3 — 0,25-0,7% или 250-700 г.
Для получения раствора высокого качества важно правильно рассчитать водоцементное соотношение с учетом того, что количество цемента влияет на класс/марку бетона. Чем больше его в смеси, тем выше марка. В частном строительстве востребована бетонная смесь М500 с повышенными показателями прочности. Расход компонентов для приготовления 1 кубометра раствора с суперпластификатором С-3 показан в таблице.
| Марка | М500 |
|---|---|
| Соотношение цемент:песок:щебень:вода | 1 : 1,7 : 2,6 : 0,4 |
| Цемент, кг | 405 |
| Песок, кг | 675 |
| Щебень, кг | 1065 |
| Вода, л | 180 |
| С3, кг | 5-9 |
Количество пластификатора рассчитывается по схеме.
- Требуется ввести 0,4% сухого вещества.
- На 100 кг цемента потребуется 0,4 кг присадки.
- Ее добавляют в жидком виде. Концентрация приготавливаемого раствора — 35%. Потребуется Х= 100∙0,4/35= 1,142 кг.
- Перевод в литры по формуле V=m/ρ, где:
- V — объем в л,
- m — масса сухого вещества в кг,
- ρ — плотность пластификатора (дана в таблице рекомендаций по применению комплексной добавки ТУ5745-001-97474489-2007).
Получаем 1, 142/1,185= 0,963 л
Расчет на ведро
В малом строительстве стройплощадки не всегда оборудованы весами. Сухие компоненты в таких условиях отмериваются ведрами. Пропорции для ведер на 12 литров:
| Компонент | Количество ведер |
|---|---|
| Цемент | 25, 9 (405 делим на 15,6) |
| Песок | 30 крупного или 39, 7 мелкого |
| Щебень | 62,6 |
| Вода | 15 |
На каждое ведро цемента добавляется по 0, 037 л пластификатора.
Соблюдение указаний производителя
Вводимые в смесь модифицирующие добавки видоизменяют ее.
- Делают более пластичной и менее пористой.
- Улучшают гидратацию.
- Увеличивают степень морозостойкости.
- Усиливают прочность.
Обеспечить это может только точное соблюдение рекомендаций изготовителя.
- Производством полифункциональных добавок занимаются отечественные и зарубежные компании. Ими используются идентичные ингредиенты. Но они могут отличаться плотностью, концентрацией и другими параметрами. Разной будет и дозировка воды. Она указывается на упаковке.
- Каждая присадка-пластификатор выполняет свою функцию и требует строго дозирования. Информация об этом заложена в инструкцию по применению.
- Руководство по использованию содержит требования к условиям эксплуатации смеси.
Чем можно заменить пластификатор
Иногда нужно изготовить небольшое количество бетона. Покупать заводскую присадку-пластификатор нецелесообразно. Заменить ее можно подручными средствами. Гашенной известью или клеем ПВА. Известь сделает раствор более клейким и придаст ему бактерицидные свойства. Ее объемная доля составляет 20% от объема цемента. ПВА-клей (200 г на ведро бетонной смеси) увеличит пластичность.
Жидкое мыло
В его составе содержатся щелочи, жирные кислоты. Близкий к щелочной среде pH-уровень не нарушает кислотность смеси. Жидкое мыло повышает адгезию между цементными частицами. При его добавлении образуется вязкая смесь. Она равномерно распределяется. Застывшая масса обладает высокой прочностью.
Имеются и отрицательные моменты:
- За счет снижения количества капилляров ухудшается вывод влаги.
- Увеличивается срок затвердевания.
- Нельзя добавлять жидкое мыло в раствор для фундамента и опалубки.
Средства для мытья полов
В составе и моющих средств, и добавок-пластификаторов в качестве поверхностно-активных веществ используются сульфаты. Они совпадают по виду, классу и химической формуле. Поэтому средства для мытья полов/посуды можно добавлять в бетонные смеси.
Стиральный порошок
Приемлемая альтернатива заводским добавкам. Предварительно разводится водой. Имеет существенный недостаток: вымывает на поверхность соли.
Как развести заменители в воде
- На мешок цемента (50 кг) требуется 200-250 мл жидкого моющего средства/мыла. Его надо лить в воду перед загрузкой цемента и песка.
- Залить в бетономешалку расчетный объем воды, уменьшенный на 0,2-0,25 л. Если ее количество не сократить, увеличится время застывания бетона (примерно на 3 часа).
- Размешать воду с мылом.
- Постепенно добавлять цемент и наполнитель.
- Перемешать до получения однородной массы.
- Взять 100-150 г стирального порошка. Развести теплой водой. Смешать с основным объемом жидкости в корыте для замеса. Дальнейшие действия производится по аналогии с предыдущим рецептом.
И в первом, и во втором варианте сначала заливается мыльный раствор. Он склонен к пенообразованию. Что недопустимо, так как пена нивелирует свойства цемента. Поэтому перемешивать мыльную смесь надо осторожно.
