Добавки для бетона

Дополнительные компоненты для бетона

В состав бетонной смеси всегда добавляют различные дополнительные компоненты, которые придают веществу особые свойства. Эти модификаторы играют такую же важную роль, как вода или наполнители. Известно множество разновидностей добавок для бетона.

Хлористый кальций

Это вещество ускоряет процесс нарастания прочности бетона и позволяет работать при температурах -20°C и даже -30°C. Когда становится тепло, материал оттаивает и продолжает набирать прочность. Для этой цели вместо хлористого кальция можно добавлять поташ (углекислый калий) или хлористый натрий. Морозостойкий бетон применяется для зимних работ, обычный бетон замерзает при -5°C. Этот материал можно использовать в летние месяцы, тогда срок выполнения работ значительно сократится. Хлорид кальция замедляет процесс испарения воды из бетона, благодаря этому улучшается его прочность.

Количество хлористого кальция должно составлять 2% от массы цемента. Благодаря этому прочность материала нарастает сразу после обработки, срок схватывания бетона максимально сокращается. Но если положить слишком много добавки, эффекта не будет, ускорится усадка материала. Кальциевая соль соляной кислоты очень часто добавляется в бетонную смесь. Этот компонент применяют в строительстве, а также в изготовлении отдельных штучных предметов, например, блоков из газобетона или ячеистого бетона.

Гидравлические добавки

Минеральные вещества с гидравлической активностью делают бетон долговечным, не позволяют ему разрушаться из-за болотных вод и сульфатов. Эти минералы связывают окись кальция или известь. В результате получаются силикаты, которые почти не растворяются в воде. Эти компоненты добавляют в разные виды пуццоланового портландцемента, а также в бетонные смеси пуццолана с известью. К гидравлическим добавкам относятся разные минеральные соединения — золы, пуццоланы (диатомиты, опоки, цеолит, шлаки, глиежи, пемза, сланцы и др.), силикатная пыль.

Доменный шлак

Гранулы доменного шлака представляют собой отходы, которые остаются после изготовления чугуна. Этот шлак перемалывают в порошок, добавляют клинкер и гипс, а затем насыпают в портландцемент в количестве 50–80%. Вяжущий шлак делает материал более прочным. Бетон с доменным шлаком применяется для укладки дорожного покрытия, а также для строительства несущих конструкций домов.

Зола

В результате сгорания пылевидного угля появляется зола. Тепловые электростанции создают огромное количество золы, которую можно использовать в качестве бетонной добавки. Зола оказывает сразу несколько полезных эффектов:

• пластифицирует;
• уменьшает количество воды;
• делает материал плотным и прочным;
• уменьшает поры в готовой затвердевшей массе.

Зольная добавка необходима для строительства особо прочных конструкций, рассчитанных на повышенные нагрузки. Это экологичный компонент, благодаря которому бетон не выделяет ядовитых веществ. Иногда золой полностью заменяют цемент в составе бетонной смеси. Если для изготовления каждого кубометра бетона использовать 150 кг золы, можно сэкономить 40–80 кг цемента.

Гидрофобизаторы

Под воздействием дождевой воды в бетоне накапливаются соли, из-за которых он может трескаться. Чтобы вода не впитывалась в бетон и не разрушала его, в его смесь добавляют гидрофобизаторы. Они проникают в структуру материала и делают его более прочным и непроницаемым. В бетонную смесь укладывают защитные компоненты:

• силоксаны;
• соли жирных кислот;
• силиконаты;
• вещества, активные на поверхности.

Компоненты на основе силикона защищают материал от коррозии, делают бетон морозостойким. Благодаря этому производитель может контролировать необходимое количество воды, подвижность массы. Из такого материала можно делать кровельную черепицу.

Ускорители схватывания

Некоторые вещества ускоряют процесс схватывания бетона. К ним относятся хлорид кальция, карбонат калия, тринатрийфосфат. Они содержат соли, молекулы которых в ходе электролитической диссоциации распадаются на ионы. Эти ионы попадают в воду, находящуюся внутри бетона, и тогда молекулы цемента растворяются в этой воде растворяются быстрее. За счёт этого скорость затвердения значительно увеличивается. Благодаря такому ускорению не приходится долго его выдерживать перед началом распалубки.

Добавки ускоряют схватывание на 25% и больше, если работы производятся при температуре +20°C. Многие компоненты помогают массе затвердевать в течение первых суток и увеличивают её прочность на 20%.

Воздухововлекающие

Морозоустойчивость материала можно улучшить, дополнив массу воздухововлекающими компонентами. Они делают поры и капилляры гидрофобными, тогда вода замерзает в мелких воздушных пузырьках. После этого не возникает сильное внутреннее напряжение. Бетон становится морозостойким и водонепроницаемым, но его прочность уменьшается. Каждый процент проникшего воздуха сокращает прочность на 3%. Морозоустойчивость повышается в 2 раза. Бетон с такими добавками предназначен для строительства в суровых условиях.

Суперпластификаторы

Большую экономию цемента создают суперпластификаторы — синтетические полимеры. Благодаря им смесь получается текучей и подвижной, масса быстро схватывается, конструкция надолго сохраняет прочность. Затвердевая, такой бетон становится чрезвычайно прочным. Он не деформируется в ходе усадки здания. Эти компоненты должны составлять 0,1–1,2% от веса цемента и добавляться строго в этом количестве.

Биоциды

Грибки, бактерии, плесень могут повредить бетон, поэтому в смесь добавляют биоциды. Используются фенол, хлорфенол, окислы и соли разных элементов (мышьяка, хрома, меди, бора, цинка). Широко применяются сложные соединения меди, олова, кремния, свинца, ртути. Количество этих добавок не должно превышать 0,5–2% от всего веса цемента. В минимальных количествах добавляют ластонас (оловоорганическое соединение) — не больше 0,1–0,3% от цементной массы. Выбор биоцидов зависит от вида опасных микроорганизмов, типа бетона и других факторов. Эти вещества не должны влиять на экологию.