Добавки в бетон: какие они бывают и зачем применяются?

Готовясь к заливке фундамента нужно получить максимум информации о бетоне – основе любой монолитной конструкции. Подбирая оптимальное соотношение компонентов исходной смеси (вода-цемент-песок-щебень), не забывайте о добавках, улучшающих ее свойства.

Ассортимент строительной химии сегодня насчитывает сотни наименований. Не зная, какие бывают добавки в бетон, нельзя вести работы в экстремальных погодных условиях и рассчитывать на высокое качество.

В этой статье мы рассмотрим самые распространенные виды добавок в бетонные смеси, изучим механизм их действия и оценим эффект от использования.

Разновидности добавок в бетон

Необходимость изменения свойств бетона обусловлена следующими факторами:

Климатическими (низкие и высокие температуры воздуха).
Технологическими (ускорение работ, улучшение удобоукладываемости, необходимость транспортировки).
Эксплуатационными (повышение прочности, водо- и термостойкости).
Финансовыми (экономия цемента).
Химической агрессией окружающей среды (морская соль, грунтовые воды с повышенным содержанием веществ, разрушающих цементный камень).

Применение добавок для бетона позволяет строителям менять его свойства в широком диапазоне, улучшая качество возводимых конструкций.

Классификатор модифицирующих композиций включает несколько групп:

пластифицирующие добавки;
воздухововлекающие и газообразующие;
ускоряющие (замедляющие) твердение бетона;
уплотняющие;
противоморозные;
гидроизолирующие;
красящие (пигментные).

Зачем нужны пластифицирующие добавки?

Новичку в строительстве может показаться, что бетонная смесь не нуждается в повышении пластичности. Налей воды побольше, и бетон без всяких добавок станет жидким и удобным для укладки. На самом деле лишняя вода — враг бетона.

Существует жесткая зависимость между количеством цемента и воды, при которой застывающая смесь набирает максимальную прочность. Строители называют ее водоцементным соотношением. Проще говоря, если вам хочется сделать качественный бетон, то в 10 кг цемента разрешается добавлять не более 7 литров воды. Налив больше жидкости, вы резко снизите прочность конструкции (повысится пористость бетона).

Чем плотнее бетон, тем лучше он сопротивляется нагрузкам. Поэтому, например, для производства тротуарной плитки к 10 кг цемента добавляют не более 4 литров воды. Как распределить такую жесткую смесь в опалубке равномерно, без пустот и раковин? Здесь на помощь строителям приходят пластифицирующие добавки. Они делают бетон текучим без добавления лишней воды.

Пластификаторы для бетона – самые востребованные виды добавок. Снижая силу сцепления частиц исходной смеси, они защищают ее от расслаивания. Используя такие добавки можно без вибратора заполнить литьевую форму и тонкостенную опалубку фундамента.

В продаже этот вид добавок встречается под названиями супер и гиперпластификаторы. Разница между ними заключается в силе действия. Гиперпластифицирующие добавки снижают количество воды без уменьшения прочности бетона на 20%. У суперпластификаторов этот показатель не превышает 10%.

Еще один положительный эффект от применения пластификаторов – экономия цемента. Уменьшив содержание воды в бетоне, можно пропорционально снизить массовую долю цемента, не нарушая «водно-цементного баланса».

Зачем бетону воздух?

Действие воздухововлекающих добавок понятно из их названия. Для новичков необходимость их использования не всегда очевидна. Воздушные полости в бетоне снижают его прочность. Однако, в небольшом количестве они полезны, поскольку повышают морозостойкость монолитной конструкции.

Механизм действия воздухововлекающих веществ очень простой. Вода, замерзая, рвет бетон как бумагу. Создавая в материале воздушные полости, мы даем воде место для расширения и уменьшаем ее разрушительную силу. Эту задачу выполняют воздухововлекающие составы. Их процентное содержание должно быть минимальным, чтобы не снизить прочность конструкции.

Газообразующие добавки по действию схожи с воздухововлекающими. Они тоже создают в бетоне микрополости, но их главная задача другая: уменьшить вес бетона и повысить его теплоизолирующие свойства. Поэтому газообразующие вещества применяют в производстве стеновых материалов (пено и газоблоков).

Ускорители и замедлители твердения

Рассматривая модифицирующие добавки, нужно сказать несколько слов о композициях, повышающих скорость гидратации цементного камня. В холодную погоду бетонная смесь твердеет очень медленно, а на морозе этот процесс останавливается. Если не добавить в воду, используемую для замеса, ускоритель твердения, то работать с бетоном при минусовой температуре будет невозможно. Альтернативный вариант – электропрогрев смеси достаточно сложен и затратен.

Замедление скорости созревания бетонной смеси необходимо при ее транспортировке на большие расстояния. Кроме этого, замедлители необходимы при бетонировании массивных и протяженных конструкций (фундаментов и полов). В этом случае технология требует, чтобы до момента окончания заливки весь бетон находился в жидком состоянии. Без использования замедлителей участки фундамента, залитые раньше других, начинают твердеть, образуя стыки, ослабляющие конструкцию.

Чем плотнее, тем прочнее!

Между плотностью бетона и его прочностными характеристиками существует прямая зависимость. Добавка-уплотнитель уменьшает количество пор в бетоне, заполняя микро пустоты между его частицами. Вместе с ростом прочности происходит повышение водо- и морозостойкости конструкции (комплексный эффект улучшения свойств).

Расход уплотнительной добавки невысок (200-600 граммов на 100 кг цемента), а достигаемый эффект значительно превышает затраты на покупку.

Нам мороз нипочем!

Бороться с разрушительной силой мороза можно двумя путями. О первом мы уже сказали, рассматривая ускорители твердения. Второй способ — противоморозные добавки, придающие воде свойства антифриза. Замерзая не при 0С, а при минусовой температуре (до -25С), вода успевает полностью прореагировать с цементом.

Следует отметить, что многие виды ускорителей твердения оказывают на цементный раствор противоморозное действие (нитрит натрия, смесь хлорида натрия с хлоридом кальция, мочевина в сочетании с нитрит и нитратом кальция). Этот факт нужно учитывать при выборе.

Гидроизолирующие добавки

Бетон очень часто используется для заливки фундаментов. Поэтому защита подвальных помещений и стен здания от проникновения воды – очень важная задача. Без добавок бетон медленно, но все-таки пропускает воду через микропоры. Гидроизоляционные добавки придают ему гидрофобные свойства (отталкивание молекул воды). Используя их, можно без рубероида или битумной обмазки перекрыть грунтовым водам доступ в тело конструкции.

Самый популярный в прошлом гидроизолятор бетона — жидкое стекло. «Стаж его работы» на стройках превышает полвека. Единственный недостаток данной добавки – большой расход (на 10 литров бетона – 1 литр жидкого стекла). Сегодня на смену жидкому стеклу пришла проникающая гидроизоляция – Пенетрон и его аналоги, работающие по другому принципу. При контакте добавки с цементом она кристаллизуется и закупоривает трещины и поры в бетоне. Кроме гидроизолирующего эффекта Пенетрон обладает антикоррозионным действием, защищая арматурный каркас от разрушения.

Пигменты для окрашивания бетона

Рассматривая виды добавок для бетона и их назначение, не следует забывать о пигментах. Они используются для поверхностного окрашивания и колерования в массе тротуарной плитки, наливных полов, стеновых блоков и фигурного литья.

Придать бетону нужный цвет – задача не простая. Этот материал обладает сильной щелочной реакцией и быстро обесцвечивает обычные красители. Поэтому для окрашивания бетонных изделий используют окислы железа и хрома, стойкие к щелочам и солнечному ультрафиолету.