Изготовление пластификатора для бетона своими руками

Какие бывают добавки в бетон

Классификация добавок для бетона довольно обширна, но все разновидности делятся на две основные группы. В первую входят добавки, улучшающие рабочие качества смеси: время схватывания, подвижность, склонность к расслоению и прочие. Во вторую группу входят примеси, способствующие оптимизации эксплуатационных характеристик бетона: морозостойкости, водопоглощения, прочности, скорости корродирования. Заранее отметим, что многие добавки оказывают комбинированный эффект.

Можно провести различие по природе действия добавок. Часть из них химические, часть — механические. К первому типу добавок можно отнести пластификаторы, регуляторы гидратации и многие другие, практически все их разновидности, принцип действия и область применения описаны в строительном каталоге Госстроя СК-4.4.

В данном обзоре мы будем рассматривать варианты замены популярных комбинированных добавок теми химическими соединениями, которые присутствуют в свободной продаже и производятся не строительными торговыми марками. Они вполне пригодны для улучшения наиболее важных характеристик самостоятельно приготовленного бетона, но без переплаты за именитый бренд продукта.

Цели и задачи, что представляет собой химический пластификатор

Понятно, что химические добавки разрабатывались не для замедления схватывания бетонной массы, кроме случаев, когда в жару нужно законсервировать смесь на время доставки к месту заливки. В остальных случаях это, скорее, побочный эффект, иногда даже вредный для бетонирования, так как может привести к расслоению залитой смеси и потере прочности.

Так для чего нужен пластификатор для бетона? По сути, это своего рода допинг для бетонной массы, улучшающий взаимодействие микрочастиц цемента, песчаной массы и молекул воды на микроуровне. Но использовать добавки-пластификаторы в бетон нужно крайне осторожно, чтобы не получить обратного эффекта.

Традиционно пластификаторы используются для решения следующих задач:

  • Увеличения морозостойкости бетонной смеси и снижения внутренних напряжений. Для этого с помощью небольшого количества газообразующего вещества, перекиси водорода, например, увеличивают внутреннюю пористость бетонного материала;
  • Увеличения прочности на изгиб и контактное давление. В этом случае пластификатор вытесняет излишки воздуха из бетонной массы, улучшает слипаемость и глубину взаимодействия цементного зерна с водой и песком, из-за чего бетонная конструкция может набрать прочность больше проектной на 15-20%;
  • Снижения эффекта вымораживания воды, что позволяет качественно выполнять бетонирование даже при низких температурах;
  • Увеличение пластичности и текучести бетонной массы без снижения прочности отливки. Благодаря пластификатору можно залить опалубку очень сложной формы, с большим процентом армирования и тонкими перешейками.

К сведению! Пластификаторы предпочитают использовать на удаленных объектах, куда сложно доставить вибраторы для уплотнения, кроме того, сам процесс доставки бетона может занять значительное время.

Понятно, что благодаря выравниванию характеристик и хорошему уплотнению за счет применения пластификатора для бетона снижается его расход. Добавка пластификатора или суперпластификатора позволяет сохранить первоначальные структуру и качество, предотвратить образование агрегатов и комков, сделать бетонную отливку более мелкозернистой.

Но есть и два негативных фактора применения пластификаторов и супермодификаторов:

  • Использование пластификатора для приготовления бетона повышает стоимость строительного материала;
  • При подборе нужного состава пластификаторов бетона необходимо учитывать побочные эффекты от взаимного влияния химических веществ, например, образование усадочных трещин и преждевременного старения бетонных конструкций.

Перед массовым применением пластификаторов, как правило, выполняют несколько контрольных отливок бетона, и только по результатам практических испытаний принимается решение об их использовании. Разумеется, подобная работа по силам только серьезным строительным организациям, поэтому в домашних условиях, при малом строительстве пластификаторы применяют достаточно ограниченно.

Наиболее популярные добавки — пластификаторы для бетонной смеси

Присадки промышленного производства, конечно же, хороши, но их не всегда можно найти в магазине. Кроме того, профессиональные пластификаторы продаются в десятилитровых канистрах, а в бетонную смесь их добавляют совсем немного. Куда девать остатки?

Чтобы сделать идеальную тротуарную плитку своими руками, в качестве пластификатора для бетонной смеси можно использовать подручные материалы.

Мыльный раствор очень текуч и проникает даже в самые мелкие поры, обволакивает каждую отдельную частичку. При этом раствор становится более эластичным, с ним проще работать.

Свойствами пластификатора обладают любые моющие и чистящие средства на щелочной основе

В каждом доме найдётся:

  • средство для мытья посуды;
  • стиральный порошок;
  • шампунь;
  • жидкое мыло.

С точки зрения экономии, лучше всего использовать мыло. В магазинах бытовой химии продаётся дешёвое жидкое мыло в пятилитровых ёмкостях. Продавцы утверждают, что его чаще всего покупают именно строители. Используют и обычное кусковое мыло: его измельчают на тёрке и растворяют в горячей воде.

Применяя в качестве пластификатора кусковое мыло, его предварительно измельчают на терке

Ещё одним материалом, который применяют в качестве пластификатора, является известь.

Известь применяют, чтобы повысить пластичность раствора и предотвратить появление трещин. Тротуарная плитка из такого бетона получается прочной, ровной, гладкой, и устойчивой к резким перепадам температур. Если в качестве пластификатора используется известь, в бетонную смесь нельзя добавлять другие виды присадок.

Прочитайте также:  Как избавиться от муравьев в квартире за считанные дни?

Самой известной добавкой для модификации структуры и характеристик бетонных смесей считается пластификатор для бетона Sikament, производства компании Sika (Германия) и более универсальный, но и более дорогой японский Майти-100. Практически 99% всех производимых в стране пластификаторов являются химическими копиями Сикамента и Майти.

Можно отметить только два отличия пластификаторов Sika. Высокая цена, хотя на рынке можно встретить и более дешевую продукцию, изготавливаемую совместными с Sika предприятиями. Точный эффект при соблюдении дозировки. Большинство пластификаторов Sikament не являются универсальными, а поэтому рассчитаны на решение конкретной проблемы.

Пластификаторы группы Sikament применяются для повышения прочности бетона, снижения трещинообразования, повышения водонепроницаемости. Для каждого из направлений предлагается своя рецептура, поэтому смешивать в одной бетонной массе разные пластификаторы не рекомендуется.

Подвижность бетона определяет его способность занимать форму опалубки без образования пустот. Для улучшения подвижности смеси используют поверхностно активные вещества (ПАВ) гидрофильного типа. Это, преимущественно, олеат и стеарат натрия, составляющие основу бытовых моющих средств, а также сульфитно-дрожжевая бражка (лигносульфонат) — отход целлюлозной промышленности, широко применяемый в производстве сухих строительных смесей.

Добавлять в бетон можно как смеси, содержащие указанные вещества (жидкое или хозяйственное мыло), так и жидкие/твёрдые концентраты. В последнем случае хорошо решается вопрос правильной дозировки добавок. Для справки, содержание ПАВ в бытовой моющей химии составляет от 35 до 70%, при этом всегда нужно исходить из расчёта максимальной концентрации, чтобы не превысить дозировку. Оба описанных типа пластификаторов добавляются в бетон в количестве 0,2–0,35% от массы цемента.

Побочные эффекты от применения пластификаторов в основном положительные. Это незначительное замедление схватывания смеси, снижение водоцементного соотношения на 10–15%, незначительное повышение пористости. Правильное применение лигносульфоната позволяет при сохранении объёма используемой воды сократить на 7–10% содержание в смеси цемента с сохранением марочной прочности.

Практика применения пластифицирующих добавок

В настоящее время в продаже можно найти огромное количество жидких пластификаторов как брендовые, так и относительно малоизвестные препараты. Большинство из них рекламируются как универсальные, способные обеспечить все или большинство известных эффектов от применения пластификаторов.

Путаное описание и длинный список эффектов может попросту сбить с толку при подборе пластификатора для бетона своими руками, поэтому будет правильным сделать упрощенную классификацию добавок в бетон:

  • Присадки, улучшающие подвижность и пластичность бетонной смеси с помощью увеличения количества пузырьков воздуха в бетоне. Иногда называют заменителем извести. Обычно в виде жидкости или гранул порошка темно-коричневого цвета. Применение пластификатора убирает высолы на бетоне и уменьшает усадку. Используется для приготовления кладочного и штукатурных растворов;
  • Ускорители твердения позволяют заливать бетон при температурах до -15оС, на вторые сутки в обычных условиях прочность бетонной отливки достигает 70-80% от расчетной величины, через 28 дней прочность бетона на 30% больше нормативной. По составу и внешнему виду напоминает предыдущий вариант;
  • Добавки для объемной гидрофобизации, как правило, содержат щелочь и жидкое стекло. Используются для защиты от проникновения влаги в толщу кладки или бетонной стяжки, но при этом сохраняется возможность газообмена;
  • Кольматирующие добавки, уплотняющие структуру бетона, снижающие количество пор в структуре, соответственно, максимально повышают гидрофобность бетонной поверхности и увеличивают стойкость к циклическому замораживанию.

К сведению! Кольматы позволяют добиться высокой прочности и сплошности бетона без использования вибратора, их широко применяют при производстве тротуарной плитки, фундаментов и даже для бетонных стен бассейнов.

Кроме перечисленных, для получения тонких и эластичных покрытий, например, при обустройстве наливных полов, в бетон добавляют смеси на основе акрил-латексного композита. Все остальные добавки, независимо от того, что написано на упаковке, повысить гибкость и упругость бетона не могут.

Практически все пластифицирующие присадки изготавливаются на основе сложного химического соединения, продукта переработки целлюлозы — сульфатированная фенолформальдегидная смола, конденсированная с многоатомными спиртами, и лигниносульфонат. Добавка безвредная, но из-за распада в водной среде срок хранения ограничен одним годом.

Вторая группа, в том числе кольматы, изготавливаются на основе поверхностно-активных веществ, тех же многоатомных спиртов, но с добавлением силиката натрия и щелочи. Из-за изменения кислотного числа резко увеличивается разъедающее действие бетонной массы, поэтому металлическую арматуру лучше защищать обработкой фосфатированием.

Стабилизаторы расслоения

Расслоение бетонной смеси заключается в осаждении твёрдых частиц цемента и наполнителя со всплытием воды на поверхность, следствием чего является недостаток влаги для гидратации. В основном бетон расслаивается из-за чрезмерного вибрационного воздействия или при сбросе с большой высоты. Практически все пластификаторы на основе ПАВ улучшают равномерность коллоидной системы бетонной смеси, однако иногда требуется дополнительная стабилизация, например при отливке массивных монолитных конструкций.

Прочитайте также:  Гараж на даче строим своими руками

Один из способов защитить бетон от расслоения — добавление молотых твёрдых частиц с высокой удельной площадью поверхности, за счёт чего цементная пыль лучше связывается с водой. Примером таких веществ можно назвать сажу, трепел, каолин, а также металлургические золы. Важно, чтобы используемые материалы были именно тонкого помола, иначе особого толку от них не будет. Такие добавки применяют в количестве до 10–15% массы цемента.

Иначе добиться качественной стабилизации бетонной смеси можно введением небольших порций метилцеллюлозы (МЦ) — до 0,5% от массы цемента. При использовании цемента из пластифицированного клинкера содержание МЦ снижается вдвое, также эта добавка может вводиться меньшими порциями при использовании связующего высоких марок.

Воздухововлекающие агенты и уплотнители

Пластификаторы на основе ПАВ вовлекают в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха, за счёт чего повышается пористость бетона. Такое действие вторично и имеет слабо выраженный характер, при необходимости пористость бетона можно существенно увеличить или, наоборот, сделать его более плотным.

Если нужно сделать бетон более плотным, в него при затворении добавляют трёхвалентное хлорное железо в концентрации около 0,1% от массы цемента. Это один из наиболее распространённых и общедоступных химикатов, применяемый в травлении печатных плат. Иначе повысить плотность бетона можно с помощью менее распространенных сульфата железа или кальциевой селитры, но их содержание в смеси сильно зависит от качеств цемента и минерального наполнителя.

Пластификатор российского производства С3

Если объемы бетонирования требуют применения пластификатора в значительных количествах, имеет смысл заменить дорогостоящий Sikament более дешевым российским пластификатором С3. По химическому составу это усовершенствованный аналог пластификаторов Sika, но изготовленный из отечественных, более дешевых лигниносульфоноловых соединений.

В отличие от Sika пластификатор С3 для бетона считается более универсальным и рассчитан на повышение сразу нескольких характеристик бетона:

  • Хорошее воздухововлечение делает бетон пластичным, не жидким, так как при соблюдении пропорций увеличение количества воды в бетонной массе составляет всего 1-2%. По заявлениям производителей, пластичность бетона под действием пластификатора увеличивается в пять раз;
  • Высокое сопротивление действию мороза, доведение водонепроницаемости до уровня W=10;
  • Увеличение прочности бетона минимум на 15%, адгезия с арматурой возрастает на 50-60%.

Особенно ценным оказался пластификатор для работы с фундаментом, цокольными участками стен, оборудования подвалов в «мокрых» грунтах. Сегодня пластификатор С3 обеспечивает рентабельность изготовления мелких партий бордюрного камня, плитки, бетонных деталей для канализации, колодцев и септиков. Снижается расход цемента, увеличивается прочность и износостойкость бетонной массы.

В продажу пластификатор поступает в двух формах – в виде готового раствора кофейно-черного цвета в таре 1 л и 5 л и в форме сухого гранулята в мешках по 25 кг.

Замедлители схватывания

Практически все добавки, повышающие пористость и пластичность бетона, замедляют схватывание, а уплотняющие добавки способствуют более быстрому течению гидратации. Чем больше времени остается у смеси на начальном этапе твердения, тем выше итоговая прочность конструкции. Кроме того, замедлители схватывания показаны для приготовления больших порций бетонной смеси, особенно в жаркую погоду, а также при поэтапной заливке объёмных конструкций для устранения холодных швов.

Основным средством замедления схватывания смеси являются различные формы сахара, однако эту добавку следует применять с особой осторожностью. Нормальное замедление схватывания происходит при концентрации около 0,3–0,5 грамма на каждый литр используемой для затворения воды. В более высоких дозах сахар способен нарушить течение гидратации, а то и вовсе сделать процесс твердения незавершённым. По этим причинам вместо чистого сахара применяют патоку с его содержанием, которая облегчает расчёт дозировки.

Иногда суммарный эффект от многочисленных добавок делает схватывание смеси слишком медленным, из-за чего требуется ускорить гидратацию. Для сокращения времени схватывания применяют смесь поташа и алюмината натрия или пищевой соды. Смешивать эти вещества нужно в соотношении 4–6:1, полученная смесь добавляется в сухой цемент в количестве 0,5–1 % от массы. Ускорители схватывания нужно также применять осторожно, ибо они могут негативно сказаться на прочности бетона.

Как правильно вносить пластификатор в раствор

Чтобы приготовить бетонную смесь для тротуарной плитки, постепенно смешивают цемент, воду, песок, щебень, пластификатор и красящий пигмент. Мыло добавляют уже на первом этапе.

Мыльный раствор добавляют в самом начале замешивания

Если моющее средство добавить позже, его поглотит щебень. В результате раствор не достигнет нужной однородности и будет обладать такими же свойствами, как если бы пластификатор вовсе не был добавлен. Для получения качественной бетонной смеси все компоненты добавляют в строгой последовательности:

  1. В бетономешалку заливают 20 литров пресной чистой воды и добавляют 4 столовые ложки жидкого мыла либо 2 чайные ложки жидкости для мытья посуды. Хорошо перемешивают. Если используют стиральный порошок, его предварительно растворяют в небольшом количестве горячей воды.
  2. В жидкость добавляют железоокисный красящий пигмент.
  3. Засыпают 2 ведра щебня. После добавления каждого последующего компонента смесь хорошо перемешивают.
  4. Засыпают два ведра сухого портландцемента.
  5. Добавляют ещё ведро щебёнки.
  6. Засыпают 4 ведра крупного песка.
  7. Добавляют последнее ведро щебня. Хорошо всё перемешивают.
Прочитайте также:  Как сделать огородное пугало своими руками

Известь, как и мыло, добавляют на первом этапе замешивания бетона.

Для получения максимального эффекта содержание пластификатора в бетоне должно быть в пределах 0,5-1,2% от массы цемента, использованного для приготовления бетона. Если пересчитывать на сухое вещество, то получится 50 г порошка на 10 кг цемента М400. Обычно пластификатор вводится в бетонную смесь в виде раствора концентрацией 20-35%. Это значит, что для 100 кг бетона, на который ушло 30 кг цемента, нужно будет использовать 150 г порошка, растворенного в 1,2 л воды.

Перед приготовлением бетонного раствора нужно будет проверить влажность сухого порошка, так как все расчеты принимаются для безводного препарата. После перемешивания концентрат выдерживается в течение двух-трех часов в теплом месте для того, чтобы компоненты максимально растворились в воде.

Готовый концентрат выливают в бетономешалку вместе с расчетным количеством воды, необходимым для приготовления одного замеса бетона. Использовать бетонную смесь нужно в течение часа.

При желании можно провести самостоятельную проверку, насколько купленный на рынке препарат соответствует рекламе на упаковке. Для этого нужно будет приготовить два небольших замеса бетона, в один добавить пластификатор, второй оставить без присадок. Далее бетонную массу заправляют в пожарное ведро и переворачивают на твердую ровную поверхность. Разница между конусом бетона с добавкой и конусом без присадок в высоте расплывания должна составлять как минимум 4-5 см.

Повышение морозостойкости и гидрофобности

Распространено мнение, что морозостойкий бетон обязательно должен быть плотным, ведь разрушение структуры происходит преимущественно из-за расширения воды в порах. Однако закрытая структура пор не вызывает подобной уязвимости, совсем наоборот: наличие микроскопических полостей помогает снять внутренние напряжения, вызванные линейными температурными деформациями.

Изготовление пластификатора для бетона своими руками

Можно утверждать, что большинство воздухововлекающих пластификаторов и стабилизаторов благоприятно влияют на морозостойкость бетона. Иначе добиться требуемой устойчивости к низким температурам можно путём затворения смеси на воде с 2–2,5 % содержанием кальциевого жидкого стекла. Такая добавка надёжно закрывает поры и препятствует образованию микротрещин, за счёт чего водопоглощение бетонной конструкции снижается в разы.

Чтобы иметь возможность проводить бетонные работы при отрицательных температурах, цементное тесто затворяют на смеси воды с нитритом-нитратом-хлоридом кальция (ННХК). Такое соединение не приготовить самостоятельно, оно токсично и может использоваться только для негидрофобизированных смесей. Тем не менее других альтернатив для зимнего бетонирования практически не имеется. Бетон с применением этой добавки сохраняет повышенную морозостойкость также и при эксплуатации.

Чтобы укрепить структуру бетона, его уплотняют описанными выше методами, либо вводят механические армирующие примеси. Классический материал для дисперсного укрепления — минеральная, стальная или полимерная фибра. Её количество в бетонной смеси может составлять до 30% от объёма наполнителя. Вводят фибру либо путём сухого смешивания с цементом перед затворением, либо небольшими порциями в уже готовую смесь с тщательным механизированным перемешиванием.

Также повышение прочности происходит почти всегда при добавлении пластификаторов и стабилизаторов. Даже воздухововлекающие агенты имеют повышение прочности на сжатие в качестве вторичного эффекта, увеличивающаяся пористость компенсируется более оптимальными условиями твердения цемента.

Заключение

Не стоит пытаться заменить С3 стиральным порошком или жидким мылом. Помимо получения огромного количества пены и высолов на бетоне, фосфаты, содержащиеся в моющем средстве, действуют разрушительно на металл и на окружающую среду. Если уложить тротуарную плитку с порошком вокруг клумбы, вполне возможно, что растения будут болеть или погибнут.

Подвергая бетон модификации при помощи различных добавок, вы сможете изменять его свойства, получая при этом свой собственный раствор, позволяющий контролировать уровень его экологической безопасности. Кроме этого, использование недорогих пластификаторов облегчит строительные работы и даст возможность сэкономить денежные средства, как, например, в случае упомянутого самостоятельного производства тротуарной плитки или брусчатки для тротуара.

Щелочные мыльные пластификаторы увеличивают время рабочего состояния бетонной смеси, а так же препятствуют оседанию тяжелых частиц и расслоению цементного раствора.

Промышленная разработка модификаторов бетона — довольно сложный и кропотливый процесс. Соотношение добавляемых химических соединений определяется не универсальными правилами, а разновидностью, составом и сроком хранения используемого цемента. Отдельно учитывается также тип минерального наполнителя и содержащиеся в нём пылевидные примеси.

Собирая «коктейль» из многочисленных компонентов нельзя гарантировать, что их совместное влияние на бетон не окажется негативным. Даже на предприятиях, производящих ЖБИ, количество и состав добавок в бетон определяются опытным путем через серию промежуточных испытаний. Это все говорит о том, что лучше использовать модификаторы в количествах, заведомо меньше рекомендуемых, не стремиться приготовить универсальную многокомпонентную добавку, а, наоборот, улучшать только обоснованно требуемые качества.

рмнт.ру

25.04.17

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Огородик
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector