Добавки для бетона

Добавки-модификаторы - такой же обязательный компонент бетонной смеси, как вяжущие заполнители и вода. Рассмотрим основные виды и назначение добавок к бетонам.

Хлористый кальций используется при работе в холодное время для увеличения скорости нарастания прочности бетона. Применение хлористого кальция (хлористого натрия, углекислого калия (поташа)) позволяет увеличить производительность при изготовлении изделий из цемента. Он позволяет бетону затвердевать и набирать достаточную прочность при температуре -20-30 град.С (тогда как обычный бетон замерзает уже при -5 град.С). При наступлении плюсовых температур бетон оттаивает и набирает оставшуюся прочность.

Хлористый кальций обычно добавляется в количестве, равном 2% от веса цемента. При такой его концентрации возрастает прочность бетона (особенно в начале) и несколько сокращается срок схватывания. Повышение содержание хлористого кальция уже не дает заметного роста прочности, а вот усадка при этом увеличивается.

Гидравлические минеральные добавки - вещества, обладающие гидравлической активностью, т.е. способностью связывать известь или окись кальция, выделяющуюся в цементе при его твердении с образованием труднорастворимых силикатов.

Гидравлические добавки увеличивают долговечность бетона, его сопротивляемость к агрессии сульфатов, болотных вод и т. д. Используются для производства пуццоланового портландцемента, сульфатостойкого пуццоланового портландцемента, известково-пуццолановых вяжущих.

Молотый доменный шлак - отход производства чугуна, гранулированный материал. От размалывается примерно до степени дисперсности портландцемента и вводится в раствор, также применяется при изготовлении сборных бетонных изделий.

Шлак обладает вяжущими свойствами. При добавлении в бетон способствует развитию его прочности. Шлаком можно заменить до 50% портландцемента (в ряде случаев этот показатель достигает 80%).

Зола образуется при сжигании пылевидного угля, основным ее поставщиком являются тепловые электростанции. Зола оказывает на бетон тройное действие. Как и инертные добавки, она делает его более плотным. Создает пластифицирующий эффект, что позволяет снизить количество воды в бетоне, повысить его прочность и плотность. И, наконец, введение золы способствует химическому уплотнению и уменьшению пор в затвердевшем бетоне.

Гидрофобизаторы. Чем опасна вода для бетона? Ее впитывание и последующее испарение приводит к выщелачиванию. Из бетона вымываются соединения кальция, он становится менее прочным. Одновременно вода, особенно дождевая, приносит в бетон минеральные соли, которые могут стать причиной трещин.

Действие гидрофобных добавок направлено на защиту бетона от воды. В качестве гидрофобизаторов применяют соли жирных кислот и некоторых металлов, ПАВ (поверхностно-активных вещества), составы на основе кремнийорганики (силиконаты и силоксаны). Силиконовые гидрофобизаторы повышают коррозионную стойкость и морозостойкость бетона, позволяют регулировать подвижность, водопотребность, удобоукладываемость бетонной смеси.

Ускорители схватывания. В ряде случаев при бетонировании конструкций нужно ускорить рост прочности уложенного бетона и сократить срок его выдержки перед распалубкой.

Основной критерий эффективности добавок-ускорителей - ускорение процесса схватывания на 25% и более (при температуре окружающего воздуха 20 град.С). По требованию надежности необходимо повышение прочности бетона на 20% и более в возрасте 1 суток нормального твердения.

В качестве добавок-ускорителей применяются карбонат калия, хлорид кальция, тринатрийфосфат и другие.

Воздухововлекающие добавки применяются главным образом для повышения морозостойкости бетонов и растворов. Эти добавки в некоторой степени понижают прочность бетона (1% вовлеченного воздуха снижает прочность бетона на сжатие на 3%).

Воздухововлекающие добавки гидрофобизируют поры и капилляры бетона, а воздушные пузырьки служат резервным объемом для замерзания воды без образования больших внутренних напряжений. В результате повышаются водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

Суперпластификаторы. Эти добавки увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси, улучшают строительно-технологические свойства бетона и могут в значительной степени сэкономить цемент.

В большинстве своем суперпластификаторы - это синтетические полимерные вещества, которые вводят в бетонную смесь в количестве 0.1-1.2% от массы цемента.

Применение суперпластификаторов позволяет применять бетоны с низким водоцементным соотношением и получать высокую прочность, сократить время формования изделий, уменьшить расход цемента и пр. Применение суперпластификатора позволяет увеличить подвижность бетонной смеси без снижения прочности и долговечности бетона.

Биоциды - модификаторы, применяемые для защиты бетона и других строительных материалов от биоповреждений. Они предназначены для придания биоцидности (бактерицидности, фунгицидности). В качестве химических средств защиты бетона используются неорганические соединения (окислы и соли бора, меди, хрома, цинка, мышьяка и др.), органические соединения (фенолы и хлорфенолы), элементоорганические и комплексные соединения олова, меди, свинца, мышьяка, кремния, ртути и пр.

В зависимости от условий эксплуатации бетона, дозировка биоцидов составляет 0.5-2% от массы цемента. Оловоорганический биоцид - ластонас - вводится в количестве 0.1-0.3% от массы цемента.

Биоцидные добавки выбираются в зависимости от вида бетона или строительного раствора, видов микроорганизмов, которые могут поселиться на поверхности или внутри железобетонных конструкций. Биоциды должны обладать высокой активностью и не воздействовать на окружающую среду.