зачем добавляют пластификатор в раствор

Особенности применения пластифицирующих добавок в бетонах и кладочных растворах

Любое современное строительство не обходится без использования специальных добавок для бетонных смесей и цементных кладочных растворов. Добавки необходимы, чтобы модифицировать бетон и растворы с целью придания им определённых свойств, упрощающих работу и повышающих качество строительства. При этом допускается ряд ошибок, которые могут привести к отрицательным результатам. В частности, применение избыточного количества воды, с целью повышения удобоукладываемости смеси, и использовании в качестве добавок бытовых моющих веществ.

В этой части учебного курса мы расскажем о том, как использование специальных пластифицирующих добавок позволяет получить пластичную смесь и одновременно избежать падения прочности бетона.

Почему избыток воды приводит к снижению прочности бетона

Бетон — это составной материал, состоящий из цемента, щебня, песка и воды. Цемент — главный компонент бетона, т.к. при затворении смеси водой происходит реакция гидратации. Т.е. образуется т.н. цементный клей, который связывает все остальные наполнители друг с другом. После затвердения получается прочный искусственный материал — цементный камень.

Вода является самым дешевым компонентом в бетонной смеси и одновременно пластифицирующим элементом. Этим часто пользуются нерадивые или неопытные строители, добавляя в смесь избыточное количество воды, т.к. чем больше воды, тем подвижнее, а значит более удобоукладываемой получается бетон.

Подобный подход приводит к отрицательным результатам. Важно: чем больше воды в бетоне, тем менее прочным он становится, т.е. падает его марочность. Также уменьшаются его долговечность, морозостойкость и водонепроницаемость. Добавление лишней воды приводит к расслоению бетонной смеси, сильной усадке и повышенному трещинообразованию конструкции.

Параметры бетона характеризуются классом и марками: В (класс бетона на сжатие), F (марка по морозостойкости), W (марка по водонепроницаемости и П (подвижность смеси П1-П5). Чем выше марка по подвижности, тем более подвижная (жидкая) бетонная смесь. С подвижной смесью удобно работать строителям, например, укладывая бетон в густоармированную конструкцию. Но для твердения бетона необходимо определенное количество воды, а чем больше будет «лишней» воды, тем больше останется пор, следовательно, уменьшится прочность бетона. Поэтому каждый состав бетонной смеси необходимо грамотно рассчитать. Причём в разных конструкциях, в зависимости от их назначения, требуется определённая прочность бетона.

Для чего необходимо использовать пластификаторы

В погоне за пластичностью, как уже говорилось выше, строители часто льют в бетон дополнительную воду, которая в дальнейшем приводит к снижению прочности, например, фундамента. На первый взгляд кажется, что, чтобы этого избежать, надо уменьшить количество воды, т.к. для протекания реакции гидратации её не требуется много.

Но, недостаточная пластичность, т.н. «жесткой смеси», в свою очередь также может привести к пустотам, так как бетонная смесь просто не сможет проникнуть через густое армирование в конструкции. Поэтому необходимо использовать добавку для водоредуцирования, т.е. снижения количества воды затворения при увеличении подвижности бетонной смеси.

В зависимости от назначения добавки, в качестве пластифицирующих компонентов, производители используют различные химические соединения. Добавки классифицируются, на: пластифицирующие, замедляющие и ускоряющие схватывание (твердение), противоморозные, позволяющие производить работы в зимнее время, и др.

Кроме того, бетонная смесь с пластификатором не прилипает к стенкам бетономешалок, легче подается бетононасосом, также продлевается время доставки раствора с помощью миксера от бетонного узла до объекта строительства.

Особенности использования добавок при кладочных работах

При проведении строительных работ важно разделять добавки, в зависимости от конструкций, где они должны использоваться. Например, при монолитных работах, заливке фундамента, перекрытий, несущих колонн важно добиться проектной конструктивной прочности. В то время как кладочному раствору избыточная прочность не нужна.

Существует большое количество разных пластификаторов. Нельзя бездумно использовать одни и те же добавки для кладочных и для бетонных работ, т.к. они отличаются друг от друга по химическому составу. Также добавки отличаются «мощностью» действия, влиянием на жизнеспособность раствора и смеси. Схожесть всех пластификаторов в том, что они уменьшают количество воды затворения, но, к бетону для фундамента и к кладочной смеси, предъявляются совершенно разные требования. Если пренебречь этим правилом, можно получить отрицательный результат, который приведет к большим проблемам.

При кладочных работах каменщику нужно, чтобы с раствором было удобно работать. Раствор должен быть легким, воздушным, как говорят «тянуться за мастерком».

Для этого используются добавки, которые обеспечивают не только пластичность, но и повышенную воздухововлекаемость. Это приводит к снижению прочности раствора, которая не нужна строителям при кладке лицевого кирпича.

Специальные добавки для кладки увеличивают выход объёма готового раствора. Например, без добавки можно, из равного объёма компонентов, получить 200 литров раствора, а с добавкой уже 230-240 л.

Важно: Если использовать добавку для кладочного раствора при бетонировании фундамента, где важна плотность бетона, то это может привести к существенному снижению прочности конструкции. Т.е. вместо запланированного М350 можно получить бетон М100-М50. В итоге: фундамент не сможет выдерживать и перераспределять нагрузку на грунт вес от вышележащих конструкций и его придётся демонтировать.

И наоборот, не следует применять добавки для бетонирования при проведении кладочных работ, т.к. они не обеспечат лёгкости, воздушности смеси и долгого времени жизни раствора, что важно для каменщиков.

Использование добавок для минимизации высолообразования на кирпичной кладке

Итак, модифицирующие добавки повышают качество раствора, его удобоукладываемость, прочность, морозостойкость и т.д. Кроме это использование пластификаторов для кладочных растворов позволяют уменьшить вероятность образования высолов на лицевых кирпичных стенах.

Высолы появляются из-за того, что через кладочный раствор начинает мигрировать влага, вынося с собой на лицевую сторону кирпича соли и другие легкорастворимые соединения. Т.к. добавка блокирует капилляры (снижается проницаемость раствора), то через них влага уже не может так легко вынести растворимые соединения. Помимо этого, сокращается количество воды для приготовления раствора, а это также уменьшает вероятность высолообразования.

Большая часть каменщиков обычно, всегда, при кладочных работах, использует средства для модифицирования раствора. Часто для этих целей применяются бытовых моющие средства — жидкое мыло, порошок и т.д. Мотивируется это тем, что и профессиональные добавки и «народные» средства содержат ПАВ (поверхностно-активные вещества), влияющие на вовлечение воздуха в смесь.

Важно: бытовые моющие средства, модифицирующие смесь, обеспечивают только похожий визуальный эффект, как и при применении специальных пластификаторов. Но в добавках для кладочных растворов есть разные ПАВ, которые, например, вовлекают в смесь воздух для крупных воздушных пор. Другие поверхностно-активные вещества не просто вовлекают воздух, а разбивают его на микропоры. Получается система замкнутых микропор, что обеспечивает повышение морозостойкости смеси и т.д.

В стоимости всего каменного фасада, цена на профессиональные добавки невелика, поэтому нет смысла рисковать дорогим лицевым кирпичом и использовать для кладки бытовые моющие вещества. Т.к. это может привести к непредсказуемым конечным результатам в долгосрочной перспективе.

Источник

Пластификатор для бетона против моющего средства. Кто победитель?

В сети интернет на различных форумах или просто в комментариях к статьям идут жаркие споры на тему: можно ли заменить дорогие пластификаторы для бетона обычными моющими средствами?

И почему вообще возник такой спор?

Дело в том, что пластификаторы стоят довольно недешево, а вот различные моющие средства для посуды, автомобилей и т.п. продаются практически на каждом углу и стоят копейки. Причем добавляя моющие средства в раствор можно добиться практически такой же пластичности бетонной смеси, как и при добавке дорогих пластификаторов. В общем, главная причина – это цена и доступность вещества.

Данная статья – это попытка разобраться в ситуации. Выводы, сделанные в этой статье, надеюсь помогут людям сделать свой выбор: стоит ли заменять пластификаторы моющими средствами или нет.

Во время бетонных работ строители часто сталкиваются с тем, что смесь не имеет достаточной подвижности. Это плохо сказывается на качестве бетонной конструкции. В ней могут появиться пустоты и значительно снизится прочность всей конструкции.

Есть два способа увеличить пластичность смеси и, следовательно, избавиться от этих недостатков. Это добавить воды или специальный пластификатор.

Вода – это самый дешевый пластификатор. Чем больше её количество в смеси, тем выше подвижность бетона. Но с повышением количества воды резко падают такие показатели, как прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Поэтому вместе с водой придется добавить цемент в соотношении 1:2 (правильное водоцементное соотношение). Это избавит от вышеперечисленных проблем. То есть, на каждый 1кг(литр) воды следует добавить 2 кг цемента. Таким образом, смесь получится с необходимой пластичностью и показатели не будут снижены. В этом способе увеличения пластичности бетонной смеси недостаток только один — это дополнительный расход цемента.

Итак, чтобы разобраться в ситуации сначала нужно понять, что это такое пластификатор. Для этого обратимся к общеизвестному источнику.

«Пластификаторы — это вещества, которые вводят в состав полимерных материалов для придания (или повышения) эластичности или пластичности при переработке и эксплуатации. Пластификаторы облегчают диспергирование ингредиентов, снижают температуру технологической обработки композиций, улучшают морозостойкость полимеров, но иногда ухудшают их теплостойкость. Некоторые пластификаторы могут повышать огне-, свето- и термостойкость полимеров. Пластификаторы — это также поверхностно-активные добавки, которые вводят в строительные растворы и бетонные смеси (0,15…0,3 % от массы вяжущего) для облегчения укладки в форму и снижения содержания воды. Это улучшает большинство характеристик затвердевшей смеси, а также позволяет снизить расход цемента, уменьшить энергозатраты при вибрировании бетона (самоуплотняющиеся смеси) или разравнивании стяжек (наливные самовыравнивающиеся смеси для полов).» — Википедия

Вернемся к поверхностно-активным добавкам (ПАВ), описанным в википедии, и посмотрим их области применения.

«Моющие средства. Основное применение ПАВ — в качестве активного компонента моющих и чистящих средств (в том числе, применяемых для дезактивации), мыла, для ухода за помещениями, посудой, одеждой, вещами, автомобилями и пр. В 2007 году в России было произведено более 1 млн тонн синтетических моющих средств, главным образом — стиральных порошков. В настоящее время самым распространенным ПАВ в синтетических моющих средствах является алкилбензосульфонат. К группе анионных ПАВ также принадлежат алкансульфонат (SAS), алкилсульфат (FAS) и летучий алкилсульфат (FAES).
Строительство. ПАВ называемые пластификаторами, добавляют к цементно-песчаным смесям и бетонам для уменьшения их водопотребности при сохранении подвижности. Это увеличивает конечную прочность (марку) затвердевшего материала, его плотность, морозостойкость, водонепроницаемость.» — Википедия

Возьмём для примера пластификатор С-3 или его другое название «ПОЛИПЛАСТ СП-1» и посмотрим его состав. Добавка «ПОЛИПЛАСТ СП-1» представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы.

Если внимательно посмотреть названия веществ, которые используются для производства моющих средств и пластификатора С-3, то можно выделить сульфаты.

В таблице ниже отображены классы и виды ПАВ. Красным прямоугольником выделены виды ПАВ с названием сульфаты. То есть, глядя на данную таблицу, можно сделать вывод, что ПАВ, из которых производят моющие средства и пластификаторы, совпадают по классу и виду. Другими словами, это очень близкие вещества по химической формуле.

Теперь становится понятно, откуда у моющих средств берется способность делать бетонную смесь более пластичной.

Какой можно сделать вывод из вышесказанного? Так как в моющих средствах и пластификаторах содержаться вещества одного класса и вида, то логически можно предположить, что моющие средства можно использовать в качестве добавки к бетону.

Осталось только такие теоретические выкладки подтвердить лабораторными испытаниями. К сожалению, крупные компании такие испытания проводить не будут, так как это им невыгодно. Если испытания подтвердят эффективность моющих средств, тогда кто будет покупать дорогие пластификаторы, когда можно использовать дешевые моющие средства?

Поэтому такими испытаниями занимаются только заинтересованные люди. Ниже этой статьи можно посмотреть два видеоролика на эту тему. Рекомендую посмотреть!

Вкратце смысл первого видео таков: один человек нашел лабораторию и предоставил для испытаний бетон, сделанный с разными добавками. Результаты испытаний получились очень удивительные. Я не берусь говорить, правильно ли были приготовлены образцы бетона, в нужном ли количестве были добавлены моющее средство и пластификатор и, вообще, насколько правдив данный ролик. Но думаю каждый сможет сделать для себя определенный вывод.

В таблице ниже можно увидеть результаты испытаний разных образцов. В столбце “М” указана марка бетона, которая получилась. В строке “%” указана на сколько процентов получившейся бетон соответствует ожидаемой марке.

По второму ролику могу лишь сказать, что пластификатор замедляет набор прочности и поэтому, возможно, бетон, сделанный с применением пластификатора и моющего средства, просто не успел набрать прочности по сравнению с образцом, сделанным без этих добавок.

Что же касается меня, то я сделал вывод, что лучше всего изготавливать бетонную смесь без применения добавок. Если позволяет бюджет и нужно получить качественный марочный бетон, то для улучшения подвижности смеси следует добавлять воду и цемент в пропорции 1:2. Если же с бюджетом совсем туго, то можно добавлять только одну воду, но в разумных количествах. Да, так снизится марка бетона, но совсем немного, что для многих конструкций можно считать приемлемым.

Источник

Зачем в бетонный раствор добавлять пластификатор?

Большое содержание воды в растворе снижает его морозоустойчивость, разрыхляет, поэтому важно использовать пластифицирующие добавки для бетона, повышающие его эксплуатационные характеристики и качество заливки в опалубку. Выполняя бетонирование своими силами, можно сделать смесь для формирования монолита с купленными заранее пластификаторами. Пропорции компонентов выбирают на основании инструкции производителя и опыта применения в данных климатических условиях.

Для повышения текучести при заливке труднодоступных мест в бетон добавляют пластификатор, который позволяет выбирать минимальное соотношение воды для приготовления раствора. В простой смеси цемента и песка непросто найти баланс между консистенцией получаемой массы и возможностью равномерно распределить ее в узкой опалубке. Еще одним обстоятельством является способность бетононасоса перекачивать густой состав.

По принципу действия пластификаторы делятся на 2 вида:

Во многих пластификаторах промышленного производства химическим веществом, определяющим свойства смеси, является полинафталинметиленсульфонат натрия или нафталинсульфонат. Простейшим способом добиться похожего результата самому – это добавить в рецептуру жидкое мыло или моющие средства на его основе.

Сегодня в строительстве пластификатор для бетона обязательно вносят практически в каждый раствор по следующим причинам:

При использовании пластификатора смесь застывает дольше, поэтому для интенсификации процесса в нее можно вливать специальные ускорители. Перед тем, как делать раствор выбранного типа, нужно не только соблюсти пропорции компонентов, но и убедиться в инструкции производителей об их совместимости.

Варианты замены промышленных пластификаторов

При небольших объемах строительства частного дома самостоятельно вносят различные пластификаторы при замесе бетона, особенно заливая фундамент. Технология возведения в таких случаях позволяет применять в качестве добавок дешевые по стоимости (в сравнении с промышленным производством) составы не в ущерб эксплуатационным характеристикам получаемого монолита. Требуется только выдержать правильное соотношение ингредиентов.

Чтобы сделать смесь более текучей, подойдут:

Другим вариантом будет применение как пластификатора гашенной извести. Она делает массу более эластичной и клейкой. Это часто используют при выборе раствора на кирпичную кладку (равномерность распределения по шву).

В индивидуальном строительстве обычно расход жидкого мыла составляет 50-100 г на 1 замес в бетономешалке (чайная ложна на 1 ведро цемента). Изменение пропорций в меньшую сторону не дает эффекта, увеличение – активизирует выход солей (высолы) после застывания. Избыток пены в барабане нарушает процесс гидратации цемента. Это недопустимо, особенно когда бетонирование производится при низкой температуре окружающего воздуха.

Для получения смеси марки М100 лучшее соотношение цемента к жидкому мылу будет 10 кг/5-10 г. При увеличении марки снижаются пропорции связующего к песку, количество пластификатора остается постоянным.

Жидкое мыло вносят в бетономешалку перед песком и щебнем. Если они содержат глинистые примеси, то нельзя использовать моющие средства – мелкие пылевые взвеси ухудшат качество. Хозяйственное тертое мыло плохо растворяется (неравномерно расходится по составу) и способствует появлению высолов. Добавление жидкого мыла важно сделать в самом начале замеса, так как неравномерное его распределение приводит к потере им своих характеристик.

Внесение ПВА в пропорции к портландцементу от 5 до 20 % в зависимости от условий применения. Для стяжки соотношение делают 5-10 % клея, 20% ПВА используют для облицовки фундамента плиткой. На 2-3 ведра смеси для стяжки расход – 0,5 л ПВА. Клей сначала разбавляют водой для равномерного перемешивания.

Такой пластификатор будет лучше для бетона, так как позволяет прогнозировать все необходимые параметры монолита. Технологические особенности (температура воды, окружающего воздуха, время перемешивания и схватывания) уже разработаны производителем. Сырьем для изготовления служат органические и минеральные вещества.

По принципу действия делятся таким образом:

Пластификаторы могут быть в виде жидкости или сухого состава. Их выйдет купить в мешках или канистрах. При незначительном расходе жидкие продукты дают возможность увеличить тягучесть бетона в более чем 5 раз. Показатели прочности полученного материала растут ориентировочно на 30%.

Популярный в индивидуальном строительстве пластификатор С-3 выпускается 2 видов (цвет – оттенки коричневого):

Сухой состав можно купить в мешках по 25 кг, жидкость – в пластиковых емкостях 0,5 л. Выбор зависит от скорости использования – для длительного хранения приобретают сухой вариант. Жидкий лучше брать при строительстве небольших конструкций с малым расходом раствора.

Своим действием пластификатор С-3 продлевает срок затвердевания. При критичности этого фактора (сроки работ) добавляют ускоритель твердения. Область применения: монолитные ж/б конструкции с густым армированием, трубы, опоры мостов, панели, плиты, высотные сооружения, фундаменты сложной конфигурации.

Универсальный Sika Sikament BV-3M готовят на основе лигносульфонатов, их преимущественно используют для товарных марок. Его рекомендуется выбирать для получения плотного, водонепроницаемого монолита, при заливке предварительно напряженных ЖБИ, гидротехнических сооружений (постоянный контакт с водой).

Отличительные качества Sikament BV-3M:

Максимальный расход – на 1 кг цемента 8,4 мл (0,95 % веса связующего). Допускается внесение в почти готовый бетон при условии последующего тщательного перемешивания. Длительность этого процесса зависит от параметров оборудования.

Гиперпластификаторы – составы нового поколения, их изготавливают на основе эфиров поликарбоксилатов, применяются в производстве марок тяжелого бетона.

Превышение количества добавки для увеличения морозостойкости приводит к образованию слишком крупных пузырьков воздуха, их неравномерному распределению, что дает потерю прочности и совершенно не повышает сопротивляемость холоду. Передозировка влечет за собой расслоение раствора. Прочность такого изделия не соответствует ожидаемым характеристикам. Пластификаторы можно купить в различной таре: жидкие от 2 л, сухие – от 2 кг. Цена зависит от расхода, эффекта и бренда.

Расценки

Источник