Использование добавок для бетона
Приоритетной задачей строителей всегда было повышение срока службы строительных материалов. Например, в Древнем Китае для этих целей применяли рисовую пасту, тунговое масло, патоку и экстракты бананов; в Америке и Перу – сок кактуса и латексные волокна из каучуконоса; Майя использовали дробленые экстракты и молодые побеги. В греческой цивилизации еще несколько тысяч лет назад для защиты и украшения жилищ часто использовали известковые растворы с добавкой вулканического пепла, добываемого на острове Санторин. Для улучшения свойств штукатурных растворов в качестве пластификаторов использовались добавки яичного белка, свиного сала, свернувшегося молока. Остатки древних растворов или бетона на извести, можно увидеть в конструкциях, сохранившихся до наших дней - Базилике Константина и Пантеоне в Риме.
Подобные вяжущие вещества применялись и на Руси. Известковыми растворами скрепляли камни, штукатурили стены, крепили мозаику. Для стен Софийского собора в Киеве, построенного в XI в., использован известковый кладочный раствор с добавлением измельченного кирпича. Бетоны и растворы на извести находили применение при возведении фундаментов, оборонительных сооружений, канализационных систем. В Петербурге и Твери для кладочных растворов тонких стен использовали свинорецкую известь; пудовскую и боровицкую – для штукатурки и побелки стен. В русских летописях указывается, что для повышения стойкости растворов добавляли отвар еловой коры, творог, яичный белок, коровье молоко, льняное масло или бычью кровь.
С развитием химической отрасли научного знания при производстве бетона на портландцементе для регулирования сроков схватывания стали применять добавку гипса, а для повышения непроницаемости - тонкомолотые порошки. Использование добавок хлористого кальция как ускорителя или сахара как замедлителя относится к 20 годам прошлого века. Пластификаторы используются с 1930-х годов, воздухововлекающие добавки – с 1950-х. Сейчас многочисленные добавки позволяют модифицировать определенные характеристики растворов и бетонов, расширяя области их применения.
Классификация добавок для бетона
Введение добавок – один из наиболее эффективных факторов, повышающих долговечность бетона. Действие различных типов добавок (пластифицирующих, воздухововлекающих, комплексных) достаточно хорошо изучено.
Добавки для бетонов - природные или искусственные химические продукты, вводимые в составы бетонов при их изготовлении с целью улучшения технологических свойств бетонных смесей, физико-химических свойств бетонов, снижения их стоимости.
ГОСТ 24211-91 классифицирует все добавки для бетонов. В зависимости от назначения (основного эффекта действия) добавки для бетонов подразделяют на виды.
1. Регулирующие свойства бетонных смесей:
- пластифицирующие I группы (суперпластификаторы), пластифицирующие II группы (сильнопластифицирующие), пластифицирующие III группы (среднепластифицирующие), пластифицирующие IV группы (слабопластифицирующие);
- стабилизирующие;
- водоудерживающие;
- улучшающие перекачиваемость;
- регулирующие сохраняемость бетонных смесей;
- замедляющие схватывание;
- ускоряющие схватывание;
- поризующие (для легких бетонов): воздухововлекающие, пенообразующие, газообразующие.
2. Регулирующие твердение бетона:
- замедляющие твердение;
- ускоряющие твердение.
3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
- водоредуцирующие I, II, III и IV групп;
- кольматирующие;
- газообразующие;
- воздухововлекающие;
- повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).
4. Придающие бетону специальные свойства:
- противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
- гидрофобизирующие I, II и III групп.
Наиболее распространенные добавки для бетона
| Наименование добавки |
Назначение добавки |
| Разжижитель С-3, Дофен, 10-03, Лигносульфонаты технические |
Пластификаторы, водоредуцирующие добавки |
| Полиэтиленоксид, полиоксиэтилен, метилцеллюлоза |
Стабилизирующие, водоудерживающие и улучшающие перекачиваемость добавки |
| Кормовая сахарная патока, кремнийорганическая жидкость 113-63, Лигносульфонаты технические |
Добавки, замедляющие схватывание бетонных смесей и твердение бетона |
| Поташ, хлорид кальция, нитрат кальция |
Добавки, ускоряющие схватывание бетонных смесей и твердение бетона |
| Сульфат алюминия, хлорид железа, полиаминная смола №89 |
Добавки, кольматирующие поры |
| Полигидросилоксаны, пудра алюминиевая |
Газообразующие добавки |
| Смола воздухововлекающая пековая, клен талловый омыленный, этилсиликонат натрия, подмыленный щелок |
Воздухововлекающие добавки |
| Нитрит натрия, мочевина |
Противоморозные добавки |
| Метилсиликонат натрия |
Гидрофобизирующие добавки |
Повышение прочности вяжущего вещества обусловлено в основном пластифицирующим воздействием этих добавок на водные пасты, в результате чего водотвердое отношение равнопластичных паст при 0,5% добавок уменьшается на 20…25% в зависимости от состава вяжущего вещества. Помимо этого существенную роль играют диспергирующее воздействие добавки на цемент.
Химические и полимерные добавки являются весьма эффективным технологическим средством оптимизации условий формирования цементного камня, поэтому их использование при получении различных композиционных материалов является необходимым.
Широкое распространение в качестве добавок к бетону получили вещества, применяемые в виде дисперсий и эмульсий. Эти вещества, загустевая в теле цементного камня, в условиях уже сформировавшейся его структуры, кольматируют поры в цементном камне.
| 
