Добавки для бетона: виды и особенности применения

Бетон — один из главных строительных материалов. С его помощью возводят фундаменты, стены и другие конструктивные части зданий. Различается по классу прочности, уровню водонепроницаемости, стойкости к морозам и перепадам температур, а также другим параметрам. Специальные свойства бетон приобретает за счет введения в состав различных химических добавок. 

Что такое добавки и для чего их добавляют в бетон

Классический «рецепт» бетона крайне прост — цемент, песок, щебенка, вода в пропорциях 1/2/4/0,5. Химические добавки позволяют улучшить свойства раствора, придают ему определенные характеристики. Чаще всего в состав вводят вещества, увеличивающие прочность и стойкость материала к нагрузке, морозам, или же элементы, делающие смесь максимально гидрофобной. 

Добавки обязательно используют при создании:

• Монолитных конструкций. Зданий с повышенными требованиями к влаго- или морозостойкости. 
• Напольные покрытия, способные выдерживать высокие и экстремальные нагрузки. 
• Дорожных оснований, в том числе автомобильных трасс. 
• Тротуаров, парковок, парковочных зон и т. п. 
• Тонкостенных конструкций. 

Пластификаторы позволяют получать высокопрочный, самоуплотняющийся бетон, раствор с заполнением из нестандартных фракций, а также мелкозернистые смеси. 

Классификация

Добавки в бетон могут быть комплексными, то есть содержать сразу несколько активных веществ, моно-, двух-трёх или трехкомпонентными. Согласно ГОСТ 24211-2008 бетонные растворы подразделяются на несколько категорий:

• Пластифицирующие. 
• Суперпластифицирующие. 
• Водоредуцирующие. 
• Суперводоредуцируюшие. 
• Стабилизирующие. 
• Регулирующие степень подвижности смеси. 
• Увеличивающие водо и газосодержание. 

Подобные добавки могут ускорять или замедлять процесс твердения, повышать прочность, корозостойкость металлического каркаса, устойчивость к холоду и перепадам температур. 

Минеральные добавки подразделяются на два типа:

• Тип I. Активные. Могут обладать вяжущими свойствами или пуццолановой активностью, а также двумя этими характеристиками одновременно. 
• Тип II. Инертные. 

Маркировка бетона включает название добавки и те качества, которые она придает раствору. Так, суперпластификаторы одновременно улучшают прочность смеси, увеличивают подвижность, снижают расход материала. А регуляторы подвижности позволяют как можно дольше сохранить бетон в жидком виде. Это упрощает транспортировку или хранение раствора. 

Модификаторы способны улучшить сразу несколько характеристик бетона, в том числе прочностные показатели. С помощью регуляторов уплотняемости можно выполнять качественное бетонирование тонкостенных конструкций. 

Подробнее о свойствах бетонных добавок

У каждого типа добавки свои характеристики, все зависит от активных веществ, входящих в их состав. Показатели усредненные, точные данные того или иного состава зависят от производителя. 

Пластифицирующие добавки

Это специализированные средства, необходимые для улучшения рабочих свойств бетона. Чаще всего их используют для повышения подвижности и растекаемости бетонного раствора. Также пластифицирующие добавки чуть повышают уровень морозостойкости. Происходит это за счет регулирования концентрации воды. 

Смеси применяются при укладке черновых бетонных стяжек, системы «теплых» полов, напольных оснований на промышленных объектах. Еще одна популярная сфера использования — отливка бетонных перекрытий. 

Все пластифицирующие добавки можно разделить на 3 больших группы:

• Сильнопластифицирующие. Сюда относится Аплассан АПЛ — вещество темного цвета со слабой щелочной реакцией. Позволяет стабилизировать раствор и упростить процесс укладки бетона. Также к этой категории относят Лигнопан Б-3. Состоит из акрила, целлюлозы и неорганических солей. Позволяет стабилизировать материал, снизить выделение воды во время приготовления смеси. 
• Среднепластифицирующие. Главная их задача — увеличение подвижности с П1 до П3 без снижения эксплуатационных характеристик. К этому типу относятся такие пластификаторы, как лигносульфат (технический) или С-1. Последний снижает количество воздуха, попадающего в смесь, а также «притормаживает» скорость протекания химических реакций. 
• Слабопластифицирующие. Используются в том случае, если нужно снизить подвижность бетонного раствора с П1 до П2. Сюда относятся такие вещества как НЧК (на основе солей кальция и натрия), КЧНР (гудрон после нейтрализации) и ЧСЩ. 

Отдельно выделяют группу суперпластификаторов, о них будет сказано в следующем разделе. 

Пластификаторы делают бетонный раствор более вязким текучем. Благодаря добавкам смесь равномерно расходится по поверхности пола, выравнивается даже без использования специальных инструментов. Другие преимущества использования пластифицирующих веществ:

• Меньше расход материала. 
• Для выравнивания поверхности требуется меньше усилий. 
• Снижается риск образования трещин. 
• Покрытие становится более стойким к истиранию. 
• Более прочная, надежная связь с металлическим каркасом. 
• Поверхность лучше переносит перепады температур. 

Благодаря пластификаторам можно заливать стяжку толщиной всего 3 мм, не боясь расхождения слоев или растрескивания основания. Покрытие впитывает на 10-20% меньше влаги, а при этом теплопередача увеличивается на 10-15%.

Перед применением пластификаторов внимательно прочитайте рекомендации производителя. Обычно схема использования следующая:

• Смешайте добавку с половиной требуемой воды, перемешайте. 
• Влейте полученный раствор в бетономешалку, где уже «крутится» цемент. 
• Дождитесь полного смешивания. Оставшуюся воду добавляют постепенно. 

Расход зависит от типа бетонного раствора и сферы его применения. 

Суперпластификаторы

К суперпластификаторам относят универсальные добавки, содержащие сразу несколько компонентов. С их помощью получают бетонные смеси с повышенными показателями прочности и высокой подвижностью. В отличие от обычных пластификаторов раствор получается еще более текучим, кроме того, его можно хранить намного дольше. 

Суперпластификаторы используют при изготовлении ЖБИ, товарного бетона, ремонтных смесей. Также материал применяют при бетонировании фундаментов многоэтажных зданий, укладки стяжек, создании тротуарной плитки и т. п. 

Виды суперпластифицирующих добавок:

• С-3. В составе формальдегид и соли натрия. Продается в виде жидкости или кристаллов порошка. 
• МФ-АР. Включает меламин, формальдегид и сульфанилат натрия. 
• 40-03. Смесь солей натрия и других синтетических добавок. 

Суперпластификаторы используют для получения бетонных смесей повышенной подвижности. При этом вещества придают раствору дополнительную прочность, ускоряют и упрощают работу с материалом.

Другие преимущества супер пластифицирующих добавок:

• Меньший расход материала. 
• Укладку бетона можно производить без применения оборудования для вибрации. 
• Упрощение транспортировки. Бетонная смесь остается пригодной для применения в течение 2 часов. 
• Минимальный риск образования трещин. 

Суперпластификаторы позволяют снизить расход воды для приготовления раствора, что позитивно влияет на прочность и готового материала, его стойкость к внешним нагрузкам и морозам. При излишках воды в бетоне образуются поры, «воздушные карманы», которые могут постепенно разрушать материал. 

Порядок применения суперпластификаторов такой же, как и при работе с обычными пластификаторами. Расход зависит от марки и объект бетона, количества цемента и других компонентов. 

Суперводоредуцирующие

Добавки с функцией водоредуляции позволяют получать бетонную смесь с минимальным содержанием воды. Такие вещества незаменимы, когда нужно создать строительный материал высокой плотности. Такие растворы после застывания получают повышенную морозостойкость и долговечность. 

Суперводоредуцирующие добавки используют:

• При заливке фундаментов жилых и производственных зданий. 
• При создании монолитных конструкций, например, стен. 
• При укладке дорожного покрытия, в том числе на очень загруженных трассах. 
• При изготовлении отросток под фигурные элементы из бетона. 
• Перечень суперводоредуцирующих добавок очень широк, среди них можно выделить следующие:
• Аплассан. Получается путем отходов, содержащих сульфаты и акрилатные вещества. 
• Лесохимическая добавка (ЛХД). Получается путем нейтрализации смеси фенолов водными растворами других химических элементов. 
• Фенольное лесохимическое вещество для снижения вязкости (ПФЛХ) и т. п. 

Все водоредуцирующие добавки условно разделяют на несколько категорий. К первой относятся средства, позволяющие снизить расход воды на 20%. В каждой последующей группе добавок этот уровень постепенно снижается — сначала вещества, которые снижают уровень потребления воды на 12-19%, затем на 6-11% и, наконец, на 5% и ниже. 

Водоредуцирующие добавки обеспечивают более тесный «контакт» компонентов бетона. Достигается это за счет уменьшает уплотнения зернистых элементов в материале. Снижение пористости положительно влияют на прочность и износостойкость бетона. Другие преимущества:

• В два раза меньший расход цемента. 
• Упрощение процедуры укладки.  
• Повышение уровня водонепроницаемости. 
• Уменьшение вероятности образования усадочных трещин. 

Водоредуцирующие вещества добавляют в почти готовый бетон по следующей схеме:

• От рекомендуемого объема воды отмерьте 10-15%.
• В половине полученной жидкости растворите добавку. 
• Залейте полученную смесь в бетон. Перемешайте. 

В процессе перемешивания нужно визуально следить за состоянием смеси и добавлять воду по мере необходимости, вплоть до получения требуемой консистенции. 

Как и в других случаях, рекомендуется делать тестовые замесы в текущих условиях, с учетом температуры окружающей среды, условий эксплуатации и т. п. Все эти факторы напрямую влияют на расход материала. 

Ускоритель твердения

Это комплексная, многокомпонентная добавка, которая используется для ускорения преобразования прочностных характеристик (марочных и распалубных), повышения подвижности, увеличения долговечности раствора. Такие вещества улучшают процесс взаимодействия бетонной смеси с водой.

Преимущества ускорителей твердения:

• Увеличение ранней прочности до 40% и марочной до 20%. Это позволяет значительно снизить сроки строительства, а значит, уменьшить общие расходы. 
• Возможность регулировать степень твердения бетонной смеси в широких пределах. 
• Повышение водонепроницаемости раствора. 
• Увеличение морозостойкости. 

Некоторые виды добавок позволяют уменьшить срок отвердевания с 28 до 7-10 дней. Также ускорители содержат вещества, которые снижают риск образования коррозии при взаимодействии с арматурой. Кроме того, нет нужды применять технологию вибрирования и обеспечивать тепловую обработку смеси. 

Подобные добавки используют повсеместно:

• Для изготовления железобетонных конструкций. 
• Для возведения стен, вертикальных перекрытий. 
• Для укладки полов, черновой стяжки. 
• Для изготовления товарного бетона (для эксплуатации в условии мороза), растворов для кладки кирпича, камня, проведения ремонта. 
• Для изготовления мелкоштучных изделий. 

Бетонные смеси с ускорителями твердения незаменимы при возведении шлакоблоков, тротуарной плитки, еврозаборов. 

Включение добавки в бетонную смесь происходит стандартным способом:

• Отделите 10-15% от всего объема воды.
• Разделите пополам. 
• В одной части размешать вещество, перемешайте и влейте в бетон. 
• Добавляйте воду, пока не будет достигнута нужная вязкость. 
• Расход зависит от марки и объема бетона, количества ключевых компонентов. 

Противоморозная

Бетонирование в условии низких температур всегда вызывает трудности. Для полного отвердения цемента требуется время, за которое в бетоне образуются кристаллы замерзшей воды. Лед приводит к возникновению внутреннего напряжения, ухудшает сцепление раствора с арматурным каркасом, снижается стойкость конструкции к внешним нагрузкам. 

Чтобы избежать подобных негативных факторов, в раствор добавляют специальные противоморозные вещества. Допустимо применение добавок при температуре до -20°С для следующих работ:

• Строительство монолитных конструкций. 
• Изготовлении бетонов на основе пористых наполнителей. 
• Проведение ремонтных и восстановительных работ. 

Сегодня выделяют три типа противоморозных добавок:

• Антифризы. С их помощью можно добиться уменьшения схватывания раствора, за счет снижения температуры перехода воды в твердое состояние. 
• Сульфаты. Способны выделять большое количество тепла. Благодаря этому улучшается сцепляемость компонентов, они более равномерно и последовательно распределяются при укладке. Также сульфаты ускоряют застывание материала. 
• Различные компоненты, которые могут формировать в составе основные и двойные соли, которые снижают температуру промерзания. 

Большинство таких добавок многокомпонентные, включают сразу несколько веществ, влияющих на время кристаллизации воды. 

Главная задача противоморозных добавок — обеспечить работу с бетоном даже зимой, в экстремальных условиях. Но также подобные смеси имеют и ряд других преимуществ:

• Повышенная прочность без дополнительной термообработки. 
• Уменьшение количества воды в растворе. 
• Улучшение сцепления с основанием, другими материалами. 
• Снижение риска расхождения материала. 
• Увеличение морозостойкости. 
• Повышение срока эксплуатации объекта. 

Для введения добавки понадобится 50% воды от общего объема требуемой воды. После перемешивания смесь добавляют в бетон, перемешивают и порционно вливают воду до получения нужной консистенции. 

Есть определенные нюансы работы с противоморозными добавками. Так, заполнитель необходимо отогреть заранее и потом не допускать его промерзания. Работать можно с водой не выше +70°С, а температура готовой смеси не должна превышать 35°С. Допускается укладка раствора, температура которого не ниже + 5°С. Также нужно заранее позаботиться о защите бетонной конструкции от быстрых тепловых потерь. 

Гидроизолирующая

Бетон в процессе твердения и после постоянно испытывает воздействие влаги. Чтобы придать раствору водоотталкивающих и водонепроницаемых качеств, применяются гидроизолирующие составы. Подобные добавки не только продлевают срок службы материала, но и повышают его прочность, предотвращают появление пор, защищают арматуру от воздействия коррозии. 

Гидрофобные добавки используют:

• Для бетонирования фундаментов, подвальных и цокольных частей зданий, а также сооружений, возводимых с помощью опалубки. 
• При изготовлении растворов для кладочных и штукатурных работ. 
• Для возведения монолитных стен и бетонных оснований в помещениях с повышенным уровнем влажности — в подвалах, саунах, бассейнах, ванных комнатах и т. п. 

Также гидроизолирующие добавки используют при проведении любых других бетонных работ, где предъявляются строгие требования к гидрофобности строительного материала. 

В зависимости от состава гидроизолирующие добавки могут быть:

• Полимерными. 
• Пластифицирующими. 
• Кольматирующими. 

Классификация по способу действия:

• Проникающие. В их состав входят вещества, которые придают смеси стойкость не только к влаге, но и активным солям и кислотам. 
• Модификаторы. Способствует улучшению адгезии и пластичности раствора. 
• Фибро-присадки. В состав входят полимерные волокна, благодаря которым смесь приобретает объемное армирование, повышается стойкость к воде, внешним нагрузкам, перепадам температур. 

Водоотталкивающие добавки позволяют работать с бетонной смесью в экстремальных условиях — при повышенной влажности, прямом контакте с водой. Со специальными компонентами бетон приобретает высокую плотность, но при этом продолжает «дышать», то есть воздухопроницаемость сохраняется. Другие преимущества:

• Высокая морозостойкость. 
• Снижение риска появления плесени, грибка. 
• Минимальные теплопотери. 
• Уменьшение расхода материала. 

Способ внесения добавок в бетонную смесь такой же, как и для других компонентов. 

Многофункциональная (комплексная)

Универсальное средство, позволяющее улучшить бетонный раствор сразу по нескольким характеристикам. Особенно удобен тем, у кого нет времени на создание комбинированных смесей самостоятельно. Добавки могут иметь самый различный состав, можно без труда подобрать препарат под конкретные цели. Так, некоторые средства могут быть одновременно суперпластифицирующими, водоредуцирующими и противоморозными. 

Современный строительный рынок предлагает огромный выбор комплексных добавок для бетона. В последнее время они становятся даже более популярными по сравнению с однокомпонентными, так как придают смеси не только базовый эффект, но и дополнительные свойства. 

Эластифицирующая

Добавка представляет собой строительный клей ПВА. Его используют для упрочнения бетонных и штукатурных растворов, снижения их твердости, а также для придания смеси пластичности и повышения адгезии. Кроме того, клей обеспечивает лучшую влагостойкость материала. 

Эластифицирующее вещество добавляют в бетонный раствор в пропорции 5-10% от общего объема. То есть на 2-3 ведра цемента понадобится 0,5 литров клея. Много воды не потребуется, достаточно 5%. Укладка бетона с ПВА допустима при температуре не ниже + 7°С.

Пропиточная

Пропиточные средства представляют собой химические вещества, которые придают дополнительные защитные свойства бетону уже после его укладки и полного отвердевания. Подобную гидрофобную пропитку часто наносят на готовый фундамент, чтобы сделать его поверхность еще более устойчивой к влаге и механическим повреждениям. Пропитки необходимы в следующих случаях:

• Для улучшения гидроизоляционных качеств бетона. 
• Для повышения уровня огнестойкости. 
• Для придания поверхности стойкости к различным кислотам. 

Пропитывающие добавки различаются по составу:

• Акриловые. Имеют функции герметика. После нанесения образуют защитный слой, который предотвращает разрушение материала под воздействием ультрафиолетовых лучей и хлорсодержащих веществ. При этом такой состав помогает обеспылить основание при минимальных нагрузках. 
• Полиуретановые. Универсальная пропитка, очень стойкая, надежно защищает бетонное основание от воды и химически-активных реагентов, улучшает прочность стяжки. 
• Эпоксидные. Используются как самостоятельное покрытие, обеспечивают многопрофильную прочность бетона. 

Для решения различных декоративных задач могут использоваться цветные пропитки. Они также защищают поверхность, но при этом придают ей определенную расцветку. 

Химические пропитки могут использоваться в следующих целях:

• Для улучшения свойств штукатурки и кладочного состава. Замешиваются непосредственно в цементную смесь. 
• Для подготовки поверхности перед финишной отделкой. Пропитки глубоко проникают в структуру, предотвращают возникновение пыли, защищают от влаги и других внешних факторов. 
• Для придания бетону водонепроницаемых свойств. Средство заполняют мельчайшие поры и трещины, предотвращают попадание влаги вглубь материала. 

Также некоторые пропитки могут применяться в качестве антисептика для защиты бетонного основания от плесени и воздействия насекомых. 

Очиститель

Очистители не являются добавками в привычном понимании. Они не замешиваются в раствор перед применением, а наоборот, используются для размягчения уже затвердевшей основы. В составе содержатся активные кислотные компоненты, которые позволяют быстро удалить бетон практически с любых поверхностей. 

Незаменимы в следующих случаях:

• Для уничтожения отложений соли и ржавчины с арматуры и других конструкций. 
• Для удаления налета и высолов с кирпича или других стройматериалов. 
• Для очистки строительных инструментов, специализированного оборудования. 

В состав очистителей входят следующие компоненты:

• Кислота. Воздействует на бетон, разъедает его, помогает удалить в короткие сроки. 
• Активные ингибиторы. Защищают от появления коррозии. 
• Средства, предотвращающие разрушение металла. 

С помощью очистителей можно удалить бетон с кирпича, плитки, стеклянной поверхности.

Особенности применения очистителей:

• Для работы нужно подготовить перчатки, респиратор и очки. 
• Удалить с поверхности пыль, грязь, куски бетона, которые легко отходят от основания. 
• Нанести раствор на покрытие с помощью кисти или губки. Подождать 10-15 минут (или то время, которое указано на упаковке производителем). 
• Дождаться появления пены, затем смыть ее водой. Лучше всего подойдет шланг с большим напором воды. 
• Если с первого раза бетон смыть не удалось, повторите процедуру еще раз (или несколько). 

Добавки для бетона, полученные народными методами

Сегодня в строительных магазинах представлен большой выбор добавок для бетона, позволяющие регулировать его свойства. Но еще совсем недавно в народе использовались различные подручные средства, некоторые из которых в редких случаях актуальны даже сегодня (обычно при домашнем строительстве).

Рассмотрим самые интересные из них:

• В старину считалось, что куриные яйца придают известковой смеси дополнительную прочность. Чуть позже эта «мода» перешла и на бетон. Сегодня такой метод не используется. 
• В некоторых регионах до сих добавляют в бетон глину. Для крупного строительства такие смеси не подойдут, но для небольших и легких хозяйственных построек вполне уместны. 
• Для придания раствору дополнительной пластичности в него добавляют густое моющее средство для посуды или мыло. Методика сомнительная, но в периферии время от времени используется. 
• А вот добавление небольшого количества соли (не более 2%) придает смеси морозостойкость. 

Но все эти домашние рецепты сегодня маловостребованы, ведь за небольшую цену можно приобрести уже готовые добавки. Они имеют запатентованный состав, прошли проверку в лабораторных условиях, соответствуют установленным нормативам качества. Все это упрощает и ускоряет строительный процесс.

Добавки для бетона позволяют с минимальными затратами получить материалы с определенными свойствами, быстро изменить характеристики исходного сырья. Главное, грамотно подходить к выбору компонентов. Если нет опыта работы со строительными материалами, лучше обратиться за консультацией к опытному специалисту.