Добавки к бетону. Добавки к бетону

Бетон и добавки

Свойства свежего и затвердевшего бетона можно изменять с помощью добавок. Современные технологии дают возможность использования разнообразных добавок к бетонам, спектр которых невероятно широк и охватывает практически все свойства бетонных конструкций и деталей – от цвета до твердости.

Средства, добавляемые к бетону

строительство из бетона Первое испытание должно учитывать конкретную ситуацию на стройплощадке, так как, например, различные наружные температуры могут иметь существенное влияние на действие добавок к бетону. Добавки в зависимости от длительности их действия вносятся только в ограниченных количествах либо в воду затворения, либо в уже приготовленную бетонную смесь. Жидкие добавки следует хранить в защищенном от мороза месте, поскольку они не являются морозоустойчивыми.

Допускается применять только добавки с действительными знаками испытаний, дабы не использовать те из них, которые потеряли свои свойства.

Пластифицирующие и смачивающие добавки

Пластифицирующие добавки и добавки, смачивающие бетон, нужны для того, чтобы сделать раствор более пластичным и избежать растрескивания его в процессе высыхания. Пластифицирующие и смачивающие добавки снижают поверхностное натяжение воды и позволяют за счет этого уменьшить добавку воды почти на 10%.

Удобоукладываемость свежего бетона при этом улучшается, хотя водоцементное отношение остается постоянным. При уменьшении добавления воды водоцементное отношение становится меньше, а бетон — плотнее. Опасность расслоения свежего бетона становится меньше, водоотделение (выделение цементного молока) не происходит. Различают пластификаторы и смачивающие добавки, повышающие текучесть. Текучесть необходима в том случае, если требуется заливка сложной конструкции.

Смачивающие средства

Смачивающие средства — это особенно сильнодействующие пластифицирующие добавки. Они позволяют при нормальном количестве воды затворения изготавливать бетон жидкой консистенции (жидкий бетон). При этом бетон может легче и экономичнее укладываться в усложненных условиях. Шумовая нагрузка на окружающую среду становится меньше, так как можно применять более простые машины и механизмы.

При применении смачивающих добавок следует, однако, учитывать, что их действие прекращается через 45 минут. Поэтому внесение смачивающих

добавок в транспортируемый бетон должно происходить уже на стройплощадке.

Порообразователи

Поры в бетоне порой необходимы для обеспечения таких его качеств, как теплоизоляция и легкость. Порообразователи образуют в зависимости от наибольшего зерна заполнителя от 3 до 5% очень мелких закрытых пор в бетоне. Расстояние между ними должно составлять менее 0,2 мм. Эти воздушные поры действуют как шарики в шарикоподшипнике. При этом свежий бетон становится более пластичным и лучше укладывается. Кроме того, воздушные поры служат для выравнивания давления при замерзании капиллярной воды в бетоне. Повышается сопротивление действию мороза и оттаивающих средств. Поэтому бетоны с порообразователями применяются в основном в дорожном и мостовом строительстве. Для особо пористого легкого бетона применяются пенообразующие материалы.

Замедлители схватывания

Замедлители схватывания передвигают время начала схватывания на более поздний срок, при этом они делают тепловыделение более замедленным. Вследствие этого процессы гидратации проходят медленнее и удлиняется время укладки. Действие замедлителей зависит от применяемого цемента и от наружной температуры на стройплощадке во время укладки. Замедлители добавляются для растворов и бетонов, производимых на заводе и транспортируемых на стройплощадку. Кроме того, они применяются при возведении массивных конструкций, например при строительстве мостов, а также для бетонирования при высоких наружных температурах, например, летом в условиях жаркого климата.

Ускорители твердения

Иногда требуется ускорить время твердения бетона. Ускорители уменьшают время твердения. Они содержат составные части, которые вызывают коррозию арматуры. Поэтому ускорители не должны применяться для железобетона. Они могут применяться, например, в сборных бетонных элементах для повышения их ранней прочности, в ремонтных растворах для заделки водопроницаемых мест, а также в торкретбетоне.

Уплотняющие средства

Уплотняющие средства снижают водопоглощение бетона и уменьшают капиллярное действие. Однако в течение длительного времени они показали себя как малоэффективные, и их применяют не часто.

Добавки, помогающие запрессовывать бетон

Добавки для запрессовывания помогают в преднапряженных железобетонных конструкциях запрессовать цементный раствор и улучшают затекание раствора в каналы для напрягаемой арматуры. За счет умеренного разбухания раствора при затвердевании исключаются пустоты в верхней части каналов.

Стабилизаторы

Стабилизаторы делают свежий бетон гомогенным и более скользким. При этом улучшается удобоукладываемость бетона, его легче закачивать бетононасосами. Плоскости фасадного бетона становятся более гладкими. Стабилизаторы применяются в основном для легких бетонов, так как за счет лучшего сцепления зерен легкого заполнителя при заглаживании они не всплывают, и вторая рабочая операция по заглаживанию отпадает.

Прочие добавки к бетону

Однако они не должны влиять на твердение цемента, его прочность на сжатие, сопротивление истиранию, а также на защиту от коррозии арматуры или снижать эти качества. Поэтому можно применять только нормированные или допущенные органами строительного надзора добавки к бетону. Добавки к бетону (наполнители) в больших количествах обычно добавляются при расчетах объема материала, и свойства затвердевшего бетона должны подтверждаться первыми испытаниями.

Минеральные добавки — это каменная мука, мелко молотый трасс и доменные шлаки. Кроме того, на бетонных заводах все чаще применяют каменноугольную летучую золу. При ее применении необходимо обеспечить минимальное содержание цемента и наибольшее допустимое водоцементное отношение. Это же относится и к применению силикатной пыли (SF = silica fume), т.е. порошкообразной добавки к бетону.

Органические добавки — это, например, синтетические смолы, которые экономят воду затворения и улучшают удобоукладываемость свежего бетона.

Красящие средства используют для придания бетону определенной окраски Можно применять только такие красящие средства, которые соединяются с цементом, т.е. они не должны реагировать с цементом и не должны терять свой цвет.

Красящие средства — это в основном окислы металлов, как, например, окислы железа для красной, желтой, коричневой и черной окраски, окислы хрома для зеленой, кобальтовой окраски, алюминиевые оксиды хрома для синей окраски или окислы титана для белой окраски бетона. Чем более мелкозернистым является материал красящей добавки, тем больше ее окрашивающее действие, которое, однако, можно оценить только на затвердевшем бетоне.

Внимание! Данная статья написана эксклюзивно для сайта www.real-cottage.ru. Полная или частичная перепечатка материалов возможна только при условии размещения прямой (индексируемой поисковыми системами) ссылки на источник (например: Реал коттедж).

Если Вам понравилась статья, то можете подписаться на обновления, чтобы всегда быть в курсе свежих новостей.

real-cottage.ru

Добавки к бетону - Как сделать ремонт квартиры самостоятельно?

Свойства свежего и затвердевшего бетона можно изменять с помощью добавок.

Средства, добавляемые к бетону

Средства, добавляемые к бетону, — это жидкие или порошковые материалы, которые преимущественно положительно влияют на определенные свойства свежего бетона, как, например удобоукладываемость или начало твердения. Так как они, тем не менее, могут отрицательно влиять на другие важные свойства бетона, то количество вносимых добавок должно всегда определяться первым испытанием. Первое испытание должно учитывать конкретную ситуацию на стройплощадке, так как, например, различные наружные температуры могут иметь существенное влияние на действие добавок к бетону. Добавки в зависимости от длительности их действия вносятся только в ограниченных количествах либо в воду затворения, либо в уже приготовленную бетонную смесь. Жидкие добавки следует хранить в защищенном от мороза месте. Допускается применять только добавки с действительными знаками испытаний (табл. 1).

Таблица 1. Добавки к бетону
Вид	Краткое обозначение	Отличительный цвет
Пластифицирующие и смачивающие добавки	BV	Желтый
Порообразующие добавки	LP	Синий
Уплотняющие средства	DM	Коричневый
Замедлители начала схватывания	VZ	Красный
Ускорители схватывания	BE	Зеленый
Добавки, помогающие запрессовать бетон	EH	Бепый
Стабилизирующие добавки	ST	Фиолетовый

Применение пластифицирующих и смачивающих добавок

При одном и том же водоцементном отношении:
- повышение текучести свежего бетона при одном и том же содержании воды
- повышение расширяемости
- изменение консистенции
- бопее легкая и быстрая укладка свежего бетона
Уменьшение водоцементного отношения:
- сохранение консистенции
- меньшее содержание воды
- меньшая усадка
- более высокая прочность на сжатие
- более высокая ранняя прочность
- более высокая плотность
- более высокая долговечность

Пластифицирующие и смачивающие добавки (BV)

Пластифицирующие и смачивающие добавки снижают поверхностное натяжение воды и позволяют за счет этого уменьшить добавку воды почти на 10%. Удобоукладываемость свежего бетона при этом улучшается, хотя водоцементное отношение остается постоянным. При уменьшении добавления воды водоцементное отношение становится меньше, а бетон — плотнее. Опасность расслоения свежего бетона становится меньше, водоотде-ление (выделение цементного молока) не происходит. Различают пластификаторы и смачивающие добавки, повышающие текучесть.

Пластификаторы добавляются к бетонам с жесткой консистенцией. Они делают раствор и бетон более гомогенными (однородными) и более пластичными. Бетон легче перекачивается бетононасосами и легче уплотняется; качество фасадного бетона улучшается. Смачивающие средства (FM) — это особенно сильнодействующие пластифицирующие добавки (рис. 1). Они позволяют при нормальном количестве воды затворения изготавливать бетон жидкой консистенции (жидкий бетон). При этом бетон может легче и экономичнее укладываться в усложненных условиях. Шумовая нагрузка на окружающую среду становится меньше, так как можно применять более простые машины и механизмы.

Рис. 1. Действие смачивающих добавок

При применении смачивающих добавок следует, однако, учитывать, что их действие прекращается через 45 минут. Поэтому внесение смачивающих добавок в транспортируемый бетон должно происходить уже на стройпощадке.

Порообразователи (LP)

Порообразователи образуют в зависимости от наибольшего зерна заполнителя от 3 до 5% очень мелких закрытых пор в бетоне. Расстояние между ними должно составлять менее 0,2 мм (рис. 2). Эти воздушные поры действуют как шарики в шарикоподшипнике. При этом свежий бетон становится более пластичным и лучше укладывается. Кроме того, воздушные поры служат для выравнивания давления при замерзании капиллярной воды в бетоне. Повышается сопротивление действию мороза и оттаивающих средств. Поэтому бетоны с порообразователями применяются в основном в дорожном и мостовом строительстве. Для особо пористого легкого бетона применяются пенообразующие материалы.

Рис. 2. Воздушные поры (сильно увеличенная структура бетона)

Замедлители схватывания (VZ)

Замедлители схватывания передвигают время начала схватывания на более поздний срок, при этом они делают более замедленным тепловыделение. Вследствие этого процессы гидратации проходят медленнее и удлиняется время укладки. Действие замедлителей зависит от применяемого цемента и от наружной температуры на стройплощадке во время укладки. Замедлители добавляются для растворов и бетонов, производимых на заводе и транспортируемых на стройплощадку. Кроме того, они применяются при возведении массивных конструкций, например при строительстве мостов, а также для бетонирования при высоких наружных температурах, например летом (рис. 3).

Рис. 3. Укладка бетона с замедлителем в летний день

Ускорители твердения (BE)

Ускорители уменьшают время твердения. Они содержат составные части, которые вызывают коррозию арматуры. Поэтому ускорители не должны применяться для железобетона. Они могут применяться, например, в сборных бетонных элементах для повышения их ранней прочности, в ремонтных растворах для заделки водопроницаемых мест, а также в торкрет-бетоне.

Уплотняющие средства (DM)

Уплотняющие средства снижают водопоглощение бетона и уменьшают капиллярное действие. Однако в течение длительного времени они показали себя как малоэффективные.

Добавки, помогающие запрессовывать бетон (ЕН)

Добавки для запрессовывания помогают в пред-напряженных железобетонных конструкциях запрессовать цементный раствор и улучшают затекание раствора в каналы для напрягаемой арматуры. За счет умеренного разбухания раствора при затвердевании исключаются пустоты в верхней части каналов (рис. 4).

Рис. 4. Предварительно напряженная бетонная стена со шлангами для контроля полного заполнения каналов запрессовываемым раствором

Стабилизаторы (ST)

Стабилизаторы делают свежий бетон более гомогенным и более скользким. При этом улучшается удобоукладываемость бетона, его легче закачивать бетононасосами. Плоскости фасадного бетона становятся более гладкими. Стабилизаторы применяются в основном для легких бетонов, так как за счет лучшего сцепления зерен легкого заполнителя при заглаживании они не всплывают, и вторая рабочая операция по заглаживанию отпадает.

Прочие добавки к бетону

Под прочими добавками к бетону понимают минеральные или органические материалы, которые влияют на определенные свойства бетонов. Так, они могут, например, повысить содержание порошковой составляющей, которое изменит консистенцию и удобоукладываемость свежего бетона, а в уже застывшем бетоне будут влиять на прочность на сжатие, на плотность, на истираемость, на водопроницаемость и на цвет. Однако они не должны влиять на твердение цемента, его прочность на сжатие, сопротивление истиранию, а также на защиту от коррозии арматуры или снижать эти качества. Поэтому можно применять только нормированные или допущенные органами строительного надзора добавки к бетону. Добавки к бетону (наполнители) в больших количествах обычно добавляются при расчетах объема материала, и свойства затвердевшего бетона должны подтверждаться первыми испытаниями.

Минеральные добавки — это каменная мука, мелкомолотый трасс и доменные шлаки. Кроме того, на бетонных заводах все чаще применяют каменноугольную летучую золу (SFA). При ее применении необходимо обеспечить минимальное содержание цемента по DIN 1045 и наибольшее допустимое водоцементное отношение. Это же относится и к применению силикатной пыли (SF = silica fume), т.е. порошкообразной добавки к бетону. Органические добавки — это, например, синтетические смолы, которые экономят воду затворения и улучшают удобоукладываемость свежего бетона.

Красящие средства используют для придания бетону определенной окраски. Можно применять только такие красящие средства, которые соединяются с цементом, т.е. они не должны реагировать с цементом и не должны терять свой цвет. Красящие средства — это в основном окислы металлов, как, например, окислы железа для красной, желтой, коричневой и черной окраски, окислы хрома для зеленой, кобальтовой окраски, алюминиевые оксиды хрома для синей окраски или окислы титана для белой окраски бетона. Чем более мелкозернистым является материал красящей добавки, тем больше ее окрашивающее действие, которое, однако, можно оценить только на затвердевшем бетоне.

spravochnik-stroitelya.ru

Добавки к бетону - Бетонные работы - Полезная информация

С самого начала изобретения цемента предлагались различные добавки к бетону, начиная от химикалиев и кончая всевозможными отходами. Некоторые из добавок, например хлористый кальций, при определенных обстоятельствах приносят существенную пользу. Однако прежде чем решить, какую использовать добавку, необходимо убедиться, что ее применение, повышая некоторые качества бетона, не сказывается неблагоприятно на других его качествах и что расходы по хранению и дозированию дополнительного материала меньше, чем стоимость того количества цемента, которое экономится применением данной добавки. Некоторые добавки часто вызывают повышенное растрескивание бетона в результате того, что увеличивают коэффициент усадки (на практике часто не обращают внимания на это). Поэтому перед добавлением в бетон того или иного вещества необходимо путем испытаний проверить влияние его на основные свойства бетона.

Эффект от применения добавок, якобы улучшающих водонепроницаемость бетонов, является сомнительным. Даже в том случае, если эти вещества действительно улучшают водонепроницаемость бетона, они совершенно не препятствуют проникновению воды через трещины, швы и т. п., которые на практике являются наиболее уязвимыми для проникновения воды. Хороший бетон практически водонепроницаем сам по себе, без всяких добавок.

Хлористый кальций

Вероятно, наиболее важной из добавок является хлористый кальций, который широко применяется при работе в холодное время для увеличения скорости нарастания прочности бетона. Хлористый кальций обычно добавляется в количестве, равном 2% от веса цемента. При такой его концентрации увеличивается прочность бетона, особенно в раннем возрасте, и несколько сокращается срок схватывания. Недостатком применения хлористого кальция является увеличение усадки бетона. По данным Ньюмена (Newman) , усадка увеличивается на 40% для бетона состава 1:2:4 с водоцементным отношением 0,60 на обычном портландцементе при добавлении 2% хлористого кальция. Дальнейшее увеличение содержания хлористого кальция уже не дает заметного улучшения прочности бетона и может слишком сократить сроки схватывания бетона и увеличить его усадку

Эффективность применения хлористого кальция различна для разных цементов и даже для разных партий одного и того же цемента, поэтому степень увеличения прочности бетона, достигаемая в результате добавления хлористого кальция, не может быть точно определена.

Часто утверждают, что хлористый кальций увеличивает опасность коррозии стальной арматуры, однако эта точка зрения не нашла достаточных подтверждений. Незначительная начальная коррозия стальной арматуры действительно отмечалась, однако при позднейших исследованиях было обнаружено, что коррозия не прогрессировала с возрастом и арматура в общем оставалась чистой.

Хлористый алюминий оказывает такое же действие, как и хлористый кальций, но в более сильной степени. Он часто применяется для получения бетона, твердеющего в течение нескольких минут, необходимого, например, в условиях фильтрации воды под давлением.

Тонкомолотые и гидравлические добавки

Часто в бетон для улучшения его удобоукладываемости и других свойств добавляются различные материалы в тонко размолотом виде. Некоторые из этих добавок действуют как простые наполнители, другие, например гидравлические добавки, реагируют с цементом.

Известь. В прошлом гашеная известь широко применялась в качестве добавки к бетону, так как считалось, что она, улучшает удобоукладываемость и водонепроницаемость бетона. Однако в настоящее время ценность применения извести вызывает сомнение. Во всяком случае, добавка извести не имеет никаких преимуществ по сравнению с применением более жирной бетонной смеси.

Инертные наполнители. Эффективность применения инертных наполнителей (диатомовой земли, бентонита, каолина и каменной муки) вызывает сомнение. Они улучшают удобоукладываемость бетонной смеси и связность ее частиц, однако требуют увеличения водоцементного отношения, что приводит к снижению прочности бетона.

Эти материалы увеличивают также усадку бетона при высыхании, и в этом отношении они мало отличаются от ила и каменной пыли, которые тщательно отсортировываются при подготовке заполнителей.

Гидравлические добавки

Гидравлическими или пуццолановыми добавками являются материалы, которые реагируют с известью, освобождающейся в процессе гидролиза цемента, и тем самым увеличивают долговечность бетона; они также увеличивают сопротивляемость бетона агрессии сульфатов, болотных вод и т. д. Тем не менее Калле сообщает о разрушении пуццоланового цемента в Гавре. Гидравлические добавки применяются как дополнение к цементу или для частичной его замены (до 40%). Основным их недостатком является то, что они снижают скорость твердения бетона. По имеющимся данным, предел прочности бетона при замене до 20% клинкерного цемента гидравлическими добавками меняется незначительно.

Молотый доменный шлак

Шлакопортландцемент выпускается уже много лет. Существует также новый метод использования доменных шлаков, известный под названием метода Триффа: обычный портландцемент и доменный шлак подаются на строительную площадку отдельно, а затем совместно перемалываются непосредственно перед приготовлением бетонной смеси. Указывается, что при этом методе доля шлака может составлять до 60%. Следует предполагать, что результаты этого метода аналогичны применению шлакопортландцемента. Вследствие необходимости осуществлять на месте работ совместный помол цемента и шлака данный метод может применяться только на крупных стройках.

Зола

Зола получается при сжигании пылевидного угля, поэтому основным ее поставщиком являются тепловые электростанции. В золе может содержаться некоторое количество несгоревшего угля, которое в случае применения золы в качестве добавки к бетону не должно превышать 8%. Содержание несгоревшего угля в золе из одного источника может время от времени меняться, достигая максимального значения во время неэффективной работы топок сразу же после пуска или когда котлы работают с неполной нагрузкой. Поэтому, для того чтобы избежать попадания в бетон золы с повышенным содержанием несгоревшего угля, необходимо производить частые ее анализы. Свойства золы из различных источников также могут меняться, поэтому в каждом случае анализы совершенно необходимы.

В общем, зола в бетоне действует так же, как и гидравлические добавки, т. е. замедляет сроки схватывания и твердения, но конечная прочность бетона может быть не ниже прочности бетона на одном цементе. Это справедливо, если золой заменено не более 20% цемента.

Делались предложения заменять золой часть песка в бетонной смеси. Испытания показали, что замена до 20% песка золой приводит к улучшению удобо-укладываемости жестких бетонных смесей, однако не таких, в которых содержится достаточное количество мелкого заполнителя. Одновременно достигается некоторое повышение прочности, если удобоукладываемость поддерживается на постоянном уровне.

Ввиду недостаточности собранных сведений нельзя судить о влиянии золы на долговечность бетона. В пределах пропорций золы в бетоне, указанных выше, его усадка не изменяется.

Гидрофобные добавки

Промышленность выпускает большое число гидрофобных добавок, назначение которых — предотвратить проникновение дождевой воды в бетон. От проникновения воды под давлением эти добавки не защищают.

Гидрофобным материалом, вызывающим скатывание воды с поверхности бетона, обычно является нерастворимое мыло или растительные и минеральные масла. Постоянное просачивание дождевой воды со временем уменьшает эффективность этих добавок.

Смачивающие и диспергирующие вещества

Существует ряд веществ, добавление которых к бетону в очень небольшом количестве улучшает его удобоукладываемость. Влияние этих веществ связано с их воздействием на поверхностное натяжение, однако в некоторых случаях влияние добавок может быть следствием незначительного захвата воздуха (воздухововлечения).

Смачивающие и диспергирующие вещества несколько уменьшают прочность бетона.

Воздухововлечение

Воздухововлекающие добавки к бетону нашли широкое применение в США, где считается, что они обеспечивают лучшую удобоукладываемость бетона без необходимости увеличения вэ-доцементного отношения и значительно повышают его долговечность, в частности, морозостойкость. Однако вовлечение воздуха связано со снижением прочности бетона. Американский институт бетона (American Concrete Institute) в своей инструкции 613—54 допускает при введении воздухововлекающих добавок снижение прочности бетона на величину до 20%. Например,, для обычного бетона с водоцементным отношением 0,54 в возрасте 28 дней вероятная прочность составляет 280 кг/см2, тогда как для такого же бетона с воздухововле-кающими добавками эта прочность снижается до 225 кг/см2.

Такое снижение прочности бетона равносильно увеличению общего содержания воздуха на 3—4%. Оно будет получено, если увеличить водоцементное отношение на 0,07—0,08. С другой стороны, и степень удобо-укладываемости бетона увеличиваетсяприблизительно на величину, равноценную указанному изменению водоцементного отношения. Преимущества воздухововлекающих добавок заключаются в основном в том, что они позволяют получить лучшую удобо-укладываемость бетона при более низком водоцементном отношении, чем это было бы возможно в других условиях. Таким образом, уменьшается опасность разрушения бетона под действием попеременного замораживания и оттаивания.

Считается также, что воздухововлекающие добавки уменьшают способность бетонной смеси к водоотделению при уплотнении. Так как водоотделение приводит к образованию тонких, пустот под частицами крупного заполнителя, по которым впоследствии может просачиваться вода, то уменьшение способности бетонной смеси к водоотделению способствует увеличению-водонепроницаемости и долговечности бетона.

Воздухововлекающие добавки могут применяться только при условии хорошего лабораторного контроля на строительной площадке, так как количество захваченного воздуха может сильно меняться с изменением гранулометрического состава песка, при ошибках в составе бетонной смеси, при изменениях ее удобо-укладываемости и температуры.

Размещено: 23.03.2010