Пластификатор бетона: для чего он нужен

С древних времен человек имеет дело с различными растворами, и все это время стремится к их усовершенствованию, например, обеспечить текучесть без нанесения ущерба прочности. Известным является пример об использовании в составе раствора белков куриных яиц и еще более дешевый материал – гашеную известь. Раствор соответствовал высоких стандартам качества.

В качестве лирического отступления нужно сказать о химических свойствах бетона: он схватывается и становится прочным из-за процесса гидратации цемента. Минералы, которые его образуют, входят в реакцию с водой и атмосферной углекислотой, создавая при этом прочную кристаллическую структуру и непосредственно связывая наполнитель в качестве песка или щебня. Но на практике может встречаться наполнитель и из керамзита или перлита, так как они способствуют улучшению свойств монолита, в том числе и теплоизоляционных. Это получается за счет химической реакции воды в растворе, при которых она уменьшается в объеме, образуя при этом поры между зернами, которые способствуют снижению долговечности итогового материала.

Количество их снижается посредством увеличения подвижности бетона и их плотности между собой, получая большую текучесть, увеличивается и наполняемость опалубки, применяя меньше усилий.

Подвижность смеси обычно увеличивается за счет ее разжижения за счет уменьшения прочности монолита. Также, чтобы добиться желаемого эффекта, увеличивается цемент в количественном соотношении за счет увеличения расходов и затрат. И собственно для увеличения подвижности смеси используется пластификатор, которое улучшает скольжение зерен относительно друг друга в наполнителе.

Особенности пластификаторов

В целом о специфике пластификатора можно говорить по сочетанию сразу нескольких функций в одной добавке. Так, например, пластификатор, рассчитанный на морозостойкость, способствует повышению подвижности бетона и увеличению гидратации цемента при минусовой температуре, что категорически необходимо, чтобы производить работы зимой.

Преимущественное количество суперпластификаторов объединяют общие функции. Наиболее важная функция с практической точки зрения – экономия цемента, так как количество потребления цемента снижается в среднем на 15%. Использование пластификаторов обуславливает такую функцию, как повышение подвижности, потому что с его применением обеспечивается удобство укладки смеси. Также прочность смеси увеличивается почти на четверть. Посредством снижения количества пор в смеси повышается ее морозостойкость, так как вода не может попасть в бетон и не в состоянии наносить повреждения структуре.

Интересно, что встречаются и дополнительные функции в продающихся гиперпластификаторах, но приставка в этом случае указывает на наличие в составе поликарбоксилатных полимеров.

Для чего нужны пластификаторы бетона?

На абсолютном большинстве предприятий, которые специализируются на производстве бетонных смесей, пластификаторы используются обязательно. И это экономически обоснованно, так как выгодно: для того, чтобы бетонная смесь имела необходимых уровень качества, в ней должна присутствовать вода, но количество ее мало для того, чтобы осуществить укладку из-за жесткости. Конечно, можно было бы просто добавить чуть больше воды и, казалось бы, проблема решена, но при этом снизиться его прочность. Но без его разжижения использование его кажется вовсе невозможным, если работа происходит посредством бетононасоса и требуется жидкая консистенция смеси. Поэтому и необходимы пластификаторы в правильном соотношении порошка к бетонной смеси. 

Суперпластификаторы

По своей сути суперпластификаторы просто более усовершенствованные по сравнению с обычными. Они обеспечивают большую экономию цемента и увеличивают подвижность бетона и прочность, по результатам практических экспериментов, на четверть.

Стандартные пластификаторы использовались еще в первой половине ХХ вв., но со временем и большой популярностью, химических состав поддается доработке и усовершенствованию. И с первоначальных характеристик, его показатели увеличились в 4 раза.

Подобные характеристики обеспечивают заливку густоармированных конструкции в условиях пониженных температур, так как морозостойкость гарантируется.

Использование пластификаторов позволяет избежать нежелательной большой усадки при постройке жилых домов спустя несколько лет после сдачи в эксплуатацию.

От использования некоторых видов суперпластификаторов можно обеспечить противостояние давлению в 100 МПА, в сравнении с обычным бетоном, выдерживающем в чистом виде без примесей только 25. Также при использовании их время пропаривания и обработки экономится, а значит экономятся все энергоресурсы в целом.

Являясь химической добавкой для бетона, пластификатор улучшает свойства бетона одновременно по нескольким показателям, а его процент в составе бетонной смеси не достигает даже 0,5%.

Человек, который хоть раз сталкивался с укладкой бетона, знает о том, какой может стать проблемой жесткая смесь, которая без пластификатора малоподвижна из-за избыточных пустот.

Конечно, при строительстве использование пластификаторов можно избежать, прибегнув к плиточному клею или мыльному раствору, так как это чревато изменением структуры бетона и от этого он подвержен разрушению, применять его не рекомендуется. Да, и в цене они значительно уступают пластификаторам, что просто не выгодно, как практически, так и экономически. 

Какие бывают пластификаторы? 

Существуют несколько видов пластификаторов, каждый их которых определяется его результативным эффектом. 

• Суперсильные.

В основу положены нафталин, сульфат натрия, формальдегид и серная кислота. Они способны изменить свойства смеси от марки П1 до П6. Однако на плотности это никак не сказывается. Тип, масса, длина активных видов, которые находятся в молекулах, влияют на эффективность. Качество бетона улучшается за счет отталкивающего эффекта разжижающего вещества. Подвижность увеличивается в разы, а спектр применения в отделочных работах велик. 

• Сильные.

Изготавливается на базе лигносульфоната, неорганических солей или же акриловых полимеров. Увеличение удобности укладки и токсичности происходит за счет соответствующего повышения пластичности с П1 до П4 за счет физической адсорбции и сглаживания поверхности зерен. В основном из них выполняются стяжки, мощные фундаменты, штукатурка, формовка конструкций. 

• Средние.

Повышают подвижность бетона только до П3 из-за использования в составе лигносульфанатов, а также гидроизоляционные характеристики тоже заметно становятся больше, а вместе с тем и устойчивость к хлоридам и сульфатам. Средние пластификаторы зачастую используются при закладке фундамента или цоколя строений. Имеет вид темно-коричневого цвета с характерным для него запахом. Концентрация составляет менее 50 %, а в массе сухих веществ 20%. 

• Слабые.

За основу при их изготовления берутся органические вещества, преимущественно кремний, фтор или натрий. Минимально увеличивает пластичность раствора не более, чем на один пункт, однако выигрывает в гидроизоляционных характеристиках вплоть до полной гидрофобности. Обычно они находят свое применение при строительстве небольших бетонных сооружений с ограниченными требованиями. 

Классификация добавок

Разнообразие пластификаторов обусловлено существование таким же разнообразием сортов бетона, а каждый требует индивидуального улучшения и корректировки свойств. В целом, как и говорилось ранее, они и имеют определенные общие характеристики.

В целом, говоря о классификации пластификаторов, чтобы знать представление о их свойствах, можно их разделить по принципу действия на ингибиторы или катализаторы для затвердения бетона, на модификаторы, необходимые для придания специальных свойств готовому

По силе действия пластификаторы можно разделить на слабые, средние и сильные, а также существуют моно-, би- и поливалентные смеси.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуется компания Rhein-ChemotechnikGmbH, зарекомендовавшая себя как качественный производитель универсального пластификатора у строителей-профессионалов.

При заключении договора о покупке партии подобных добавок крупные предприятия требуют доступ к документации, отражающей всех необходимые сведения о качестве. Если же покупатель розничный, то приобретение малого количества объема будет сложнее, но возможно сделать в специализированных магазинах. Здесь нужно оставаться на чеку, так как легко можно наткнуться на подделку, обратившись к незнакомому товару и никаких гарантий качества нет.

В виду всего вышесказанного, возникает разумный вопрос, возможно ли приготовление пластификатора из материалов, находящихся под рукой? Ответ прост – да. Этим начали заниматься еще в далекие древние времена. Дома, которые строились в древности, оставались в целости веками. Тогда в строительные растворы добавляли куриные яйца, известь, которые способствовали прочность слипания с поверхностями.

Остается важным моментом и то, что добавки вводятся в раствор на начальных стадиях приготовления, параллельно смешивая с водой. При образовании во время растворения пены, нужно дать некоторое время ей осесть. А затем использовать для приготовления смеси эту воду, в которой растворен раствор. В этих средствах содержатся такие активные вещества, которым под силу снять напряжение жидкости с поверхности, смягчить все твердые компоненты в смеси. Полученный раствор, действительно, будет удобен в работе по сравнению с остальными, в которых добавок нет.

Таким образом, можно говорить о том, что использование пластификатора для бетона имеет много достоинств. Он непосредственно нужен для сокращения расходов строительных материалов, улучшения важных для строительства качеств бетона (устойчивость к морозам, давлению), от чего снижаются и другие затраты (на обогрев раствора и других реагентов). Значительно повышается водостойкость готовых изделий, а также снижается подверженность проницаемость газами. Пластификаторы нового поколения позволяют производить работы даже под водой! Пластификатор для бетона позволяет образовать идеальный раствор с наибольшей допустимостью эластичности бетонной смеси.