В строительстве всегда актуальна задача повышения качества бетонных смесей, которая решается с помощью создания специальных химических добавок. Особое место среди них занимают пластификаторы — добавки для бетона, придающие раствору пластичность и хорошую текучесть с минимальным соотношением цемента и воды. Они существенно ускоряют темпы строительства и снижают расходы на стройматериалы. В этой статье мы рассмотрим основные типы, пластифицирующих добавок, их функции и преимущества.
Функции пластификаторов
Пластифицирующие добавки уменьшают жесткость растворной бетонной смеси в 2 и боле раз, увеличивают ее подвижность. Основной эффект от их действия — повышение прочности бетона за счет уменьшения процента воды. Если такая задача не стоит, можно одновременно снизить и количество цемента, что экономит средства. Основные функции пластификатора для бетона:
- повышение пластичности бетонного раствора;
- экономия расхода цементного раствора;
- повышение коррозионной стойкости;
- увеличение прочности бетона на 25–30 %;
- замедление (ускорение) схватывания;
- увеличение адгезии раствора с поверхностями;
- уменьшение времени тепловой обработки бетона;
- увеличение морозостойкости за счет уменьшения воды.
Увеличение текучести бетонной смеси обеспечивает возможность ее укладки в сложные формы и получения бетонных изделий сложной конфигурации без механического уплотнения или с минимальными усилиями. Пластификаторы применяются в процессе изготовления конструкций сборного и монолитного железобетона, повышая их прочность на сжатие, при изготовлении столбов, бордюров, фонтанов и других объектов малой архитектуры. Конструкции с добавкой в бетон пластификаторов получаются более стойкими и имеют большой срок службы.
Типы пластификаторов по составу
Не существует универсальной пластифицирующей добавки, одинаково эффективной для всех технологий производства бетона и любого сырья. Для каждого случая добавка подбирается индивидуально в соответствии с требуемыми характеристиками бетона.
Выделяется три группы пластификаторов, используемых в производстве строительных материалов:
- соединения на основе сульфинированных полимеров;
- с использованием технических лигносульфонатов (ЛСТ);
- поликарбоксилатные эфиры (ПКС).
Наиболее эффективными считаются добавки на основе поликарбоксилазы, их относят к гиперпластификаторам. При минимальной дозировке ПКС обеспечивается высокая разжижающая способность, нерасслаиваемость бетонных смесей и их высокие эксплуатационные характеристики. Суперпластификаторы производятся преимущественно с использованием полимеров, их добавляют к бетону в количестве 0,3-1,5 % в форме водных растворов. Они имеют достаточно высокую стоимость, поэтому их использование в бетонных и растворных смесях должно быть экономически обосновано. На основе лигносульфатов обычно производятся среднепластифицирующие добавки.
Рис. 1. Химические добавки, регулирующие свойства бетона.
Преимущества использования
Около 80 % производимого бетона содержит различные химические добавки, регулирующие свойства бетонных смесей. Пластификаторы дают возможность заливать большие объемы без использования дополнительной техники, при любой погоде и даже под водой. Их применение обеспечивает массу преимуществ.
- Снижение времени вибрации при укладке бетонной смеси, а иногда полное исключение высокочастотной вибрации и замена ее низкочастотным воздействием.
- Пластификаторы, повышающие морозостойкость, позволяют выполнять бетонные работы в холодное время года без снижения прочностных характеристик конструкции.
- Пластифицирующие добавки в сочетании с ускорителем прочности повышают марку бетона, оптимизируют состав смеси для исключения побочных эффектов.
- Бетонная смесь с пластификатором дольше сохраняет подвижность, что позволяет доставить ее на строительную площадку в активном для заливки состоянии.
- Увеличивается срок службы бетономешалки, так как пластичная смесь меньше налипает на лопасти и стенки, снижая нагрузку на двигатель.
- Снижается трудоемкость и энергозатраты при бетонных работах, их стоимость.
- Улучшаются конечные характеристики строительной конструкции в отношении морозостойкости, влагопроницаемости, прочности, процесса застывания.
Расход пластификатора для бетона зависит от назначения бетонной смеси, марки цемента, его состава, количества других минеральных добавок и обычно составляет от 0,1 до 1% из пересчета на сухое вещество. На практике оптимальное соотношение достигается путем эксперимента с бетонной смесью. Большинство пластифицирующих добавок совместимы друг с другом, а их сочетание позволяет создать бетон с нужными характеристиками текучести, прочности, морозостойкости.
Ограничения и ошибки применения
Применение химических, в том числе пластифицирующих добавок в бетон, регулируется ГОСТ 24211-2008. На него ориентируются производители, подбирая оптимальную дозировку модификатора, дающую технологический эффект без снижения качества бетонной смеси. Проблемы при использовании пластификаторов чаще всего возникают из-за нарушения их дозировки и неправильного смешивания добавок. Чтобы избежать их, необходимо:
- учитывать свойства добавок и их влияние на показатель подвижности бетона (П1–П5);
- консультироваться со специалистами перед приобретением модификаторов;
- находить оптимальное сочетание и дозировку добавок опытным путем на образцах.
Так, перед добавлением пластификатора в товарный бетон, нужно уточнить у производителя, какие добавки в нем уже предусмотрены и в каком процентном соотношении. Иначе можно получить материал с избыточным содержанием модификатора, проблему несовместимости добавок и, соответственно, бетон с непредсказуемыми характеристиками.
Незначительная передозировка рекомендуемой дозы пластификатора (менее 50 %) на практике может привести к долгой схватываемости бетонной смеси, излишней подвижности, иногда к расслоению, но обычно не снижает прочность конструкции. Более значительный излишек может безнадежно испортить раствор.
Не стоит превышать рекомендуемые дозировки пластификаторов, особенно когда в составе бетонной смеси присутствуют противоморозные и другие добавки. По мнению некоторых экологов это может негативно влиять на микроклимат в здании вследствие выделения бетоном соединений аммиака, что может стать причиной загрязнения воздуха в помещениях в течение длительного периода времени.
ООО «Композит Групп» производит различные добавки, включая жидкие пластификаторы для бетона, сертифицированные для применения в строительстве. Техническая документация к каждому продукту содержит рекомендуемые дозы и способы применения для бетонных смесей с цементами разного состава.