Химические добавки для бетона представляют собой природные или искусственные вещества, вносимые в бетонную смесь на стадии приготовления с целью изменения свойств и улучшения характеристик конечного продукта.
Классификация добавок
Добавки для бетона классифицируются по видам, назначению, воздействию на свойства смеси и получаемого окончательного варианта материала. Выпускаются в различных агрегатных состояниях:
- жидкие (растворы, эмульсии, суспензии);
- сыпучие (гранулы, порошки);
- пастообразные;
- в виде монолит-глыбы.
Добавки, регулирующие свойства смесей
Данный вид добавок применяется для увеличения подвижности (растекаемости), снижения водопотребности, расслаиваемости бетонной смеси и как ускоряющие или замедляющие твердение готового бетона. Дополнительными факторами применения этого вида добавок являются повышение водонепроницаемости, морозостойкости, коррозионной стойкости и снижение ползучести бетона.
К регуляторам свойств смеси относятся:
- Пластификаторы – увеличивают подвижность смеси;
- Водоредуцирующие добавки – снижают водопотребность;
- Стабилизирующие – снижают расслаиваемость смеси;
- Замедлители (ускорители) твердения – замедляют (ускоряют) процесс твердения;
- Модифицирующие – повышают морозостойкость, коррозионные свойства, способствуют получению безусадочных бетонов (уплотняющие, поризующие, ингибиторы коррозии).
К регуляторам свойств бетона относятся:
- Противоморозные добавки – обеспечивают твердение бетона без разрушения при отрицательных температурах;
- Гидрофобизирующие – придают бетону водоотталкивающие свойства;
- Препятствующие образованию высолов – связывают водорастворимые соли;
- Пигменты – обеспечивают окраску бетона в различные цвета;
- Фиброволокно – применяется для армирования бетона.
Наибольшей популярностью пользуются комплексные добавки. Например, упрочняющие, состоящие из пластификатора и ускорителя твердения. Такая добавка одновременно снижает водопотребность смеси, повышает ее подвижность и ускоряет твердение. Конечный продукт получает повышенную плотность, прочность, обладает повышенными водопроницаемостью и химической стойкостью.
К комплексным относятся противоморозные добавки, основу которых составляет хлорид кальция. Его отрицательная черта – агрессивное воздействие на арматуру. Для нейтрализации этого явления в добавке содержится ингибиторы коррозии, не снижающие противоморозные свойства.
Наиболее подробно показатели эффективности применения добавок представлены в ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические требования» в виде таблицы (см. табл. 1).
|
Классы и подклассы добавок |
Основной эффект действия добавок в смесях, бетонах и растворах |
Показатель основного эффекта действия добавок |
Критерий эффективности добавок |
Возможные дополнительные эффекты действия добавок |
|
Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов |
||||
|
2.1 Регулирующие кинетику твердения 2.1.1 Ускорители 2.1.2 Замедлители |
Ускорение процесса твердения бетонов и растворов Увеличение прочности бетонов и растворов |
— после суток нормального твердения — после тепловлажной обработки |
— на 30 % и более — на 20 % и более |
Повышение электропроводности смесей, бетонов и растворов; увеличение скорости тепловыделения бетонов и растворов; образование высолов |
|
Замедление процесса твердения бетонов и растворов |
Снижение прочности бетонов и растворов сроком 1, 2 или 3 суток нормального твердения при снижении прочности по истечении 28 суток не более чем на 5% |
На 30% и более |
Повышение подвижности смеси и ее сохраняемости; снижение скорости тепловыделения бетонов и растворов |
|
|
2.2 Повышающие прочность |
Повышение прочности бетонов и растворов в проектном сроке |
Увеличение прочности бетонов и растворов в проектном сроке |
на 20 % и более |
Снижение проницаемости, повышение коррозионной стойкости, усадки и ползучести бетонов, а также растворов |
|
2.3 Снижающие проницаемость |
Снижение проницаемости бетонов и растворов |
Увеличение марки бетонов и растворов по водонепроницаемости. Снижение коэффициента диффузии |
на 2 марки и более в 10 раз и более |
Изменение удобоукладываемости смесей; увеличение прочности, повышение коррозионной стойкости и морозостойкости бетонов и растворов, их защитного действия по отношению к стальной арматуре |
|
2.4 Повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре (ингибиторы) |
Усиление защитного действия бетонов и растворов по отношению к стальной арматуре |
Отсутствие коррозии арматуры |
Плотность тока пассивации стали не более 10 мА/см при потенциале +300 мВ |
Увеличение подвижности смесей; снижение проницаемости, увеличение электропроводности бетонов и растворов |
|
2.5 Повышающие морозостойкость |
Повышение стойкости бетонов и растворов в условиях многократного попеременного замораживания и оттаивания |
Повышение морозостойкости бетонов и растворов |
На 2 марки и более |
Снижение плотности, изменение прочности, проницаемости и водопоглощения бетонов и растворов |
|
2.6 Повышающие коррозионную стойкость |
Повышение коррозионной стойкости бетонов и растворов в условиях воздействия различных агрессивных сред |
Увеличение стойкости бетонов и растворов по отношению: — к коррозионноактивным средам — к внутренней коррозии |
В 1,5 раза и более Обеспечение деформаций расширения не более 0,04% |
Изменение технологических свойств смесей и физико-технических свойств бетонов и растворов |
|
2.7 Расширяющие |
Получение безусадочных и расширяющихся бетонов и растворов |
Компенсация усадки, обеспечение деформаций расширения бетонов и растворов |
Обеспечение деформаций расширения 0,2% и боле |
Снижение времени сохраняемости удобоукладываемости смесей; увеличение скорости тепловыделения, ускорение схватывания, снижение проницаемости, повышение прочности, коррозионной стойкости, морозостойкости и трещиностойкости бетонов и растворов |
Таблица 1 (фрагмент)
Оценка эффективности добавок
Технологическая и техническая эффективность использования химии для бетонов и растворов оценивается в соответствии с требованиями ГОСТ 24211-2008. Качество добавок оценивается по следующим критериям:
- Эффекту действия;
- Сохранению свойств;
- Сравнению с контрольным составом.
Так, например, эффективность пластификатора по водоредуцированию осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 30459-2008. Методика оценки заключается в сравнении количества введенной воды при затворении двух подготовленных объемов бетонной смеси с одинаковым количеством компонентов до получения заданной подвижности. Первая смесь не содержит пластификатор, вторая готовится с пластификатором. При достижении значения контрольной подвижности второй смесью замеряется количество введенной в нее воды.
Затем по формуле Bp = [(Vk — Vo) / Vk] *100 %, где Vk — объем воды в первой смеси; Vo — объем воды во второй смеси высчитывается эффективность водоредуцирования.
Практическое значение водоредуцирования заключается в снижении вовлекаемой воды при приготовлении бетона, что в свою очередь повышает его прочность.
Для обеспечения безопасности и долговечности эксплуатации железобетонных конструкций производится проверка на внутреннюю коррозию. Необходимость такой проверки вызвана рядом факторов:
- исключением возможности внезапного разрушения конструкции из-за коррозии арматуры;
- экономии на ремонте (обнаружение дефектов на ранней стадии дешевле замены или капитального ремонта железобетонных сооружений);
- увеличение долговечности эксплуатации железнобетонных изделий (своевременная гидроизоляция, инъектирование состава).
Правила оценки состояния бетона включают:
- комплексный подход к диагностике (неразрушающий контроль, лабораторные исследования);
- ), определение концентрации хлоридов и сульфатов, измерение глубины карбонизации);
- послойный контроль состояния изделия;
- оценка условий эксплуатации (уровень воды, глубину залегания грунтовых вод, воздействие температурных перепадов, контактирование с вредными средами);
- соблюдение регулярности и периодичности (в сроки, установленные НТД).
Правильное применение добавок повышает надежность железнобетонных конструкций и экономичность строительства в целом.
