Пластификаторы и добавки для бетона своими руками

Оборудование и материалы

Для производства необходимо иметь оборудование:

• бетономешалка;
• вибростол;
• водяной насос.

Вместо водяного насоса можно использовать портативную мойку для автомобиля. Она удобнее ибо напор струи и её ширину можно регулировать.

Основное сырьё для производства это:

• вода;
• песок;
• цемент М400;
• пластификаторы;
• замедлители твердения.

В качестве наполнителя необходимо использовать материалы с плотной поверхностью:

• мраморную или гранитную крошку:
• цветную гальку.

При использовании наполнителя из пористых материалов возможно проникновение в поры цементного молочка, которое потом будет трудно или даже невозможно удалить.

Замедлители схватывания и твердения бетона

Эти добавки используют в строительстве объектов, где через большие расстояния от бетонного узла до стройплощадки невозможно обеспечить непрерывную подачу раствора. Добавки уменьшают не только время схватывания, но одновременно и прочность на время их действия. Поэтому через сутки, технологией предусмотрено их вымывание под напором воды. В промышленном строительстве применяются замедлители:

• Нитрилотриметиленфосфоновая кислота;
• РСБ-500;
• Кормовая сахарная патока;
• Молочная сыворотка;
• Аддимент ВЗ 2;
• Перамин Р;
• Поззолит 100-ИксР;
• Сементол Ретард;
• Зика Ретард;
• Глюконат натрия.

Деактиватор проникает в поверхностный слой, удерживающий каменную гальку на глубину до 10 мм.

Сроки схватывания цемента

Важная техническая характеристика любого бетонного раствора – начало схватывания цемента гост 30515-2013 при стандартных условиях (средняя температура окружающего воздуха 20 градусов Цельсия, средняя влажность окружающего воздуха 75%). «Святое писание» каждого строителя – ГОСТ 30515-2013, дифференцирует общестроительные цементы на три категории:

• Медленносхватывающиеся. Время начала схватывания более 2 часов после затворения.
• Нормально схватывающиеся. Время начала схватывания более 45 минут до 2 часов после затворения.
• Быстросхватывающиеся. Время начала схватывания менее 45 минут после затворения.

Также ГОСТ 30515-2013 определяет предельные отклонения начала схватывания. Для медленносхватывающихся и нормально схватывающихся цементов – минус 15 минут от нормируемого показателя, для быстросхватывающихся – плюс 5 минут от нормируемого показателя. На скорость гидратации цемента кардинально влияет температура воздуха.

При понижении температуры до 5 градусов Цельсия и ниже процесс гидратации практически останавливается. В этом случае конструкцию укрывают специальными матами, строят над ней временный шатер, либо прогревают другими доступными способами. Сроки схватывания любого цемента можно как увеличить, так и уменьшать внесением специальных добавок.

Сохранение прочности смеси

Чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему, поэтому конструкции необходимо постоянно смачивать по всей поверхности.

Чтобы химическая реакция внутри раствора имела возможность протекать, необходима жидкость, ведь благодаря воде происходит схватывание. Но поскольку твердение как процесс длится не один день, вода просто может улетучиться. Чтобы этого не произошло, требуется поверхность конструкции обязательно полить водой, а затем укрыть пленкой или рубероидом. Бетон нужно увлажнять постоянно, особенно в жаркую и сухую пору года. Если погода ветреная, углы и поверхность открытого основания высохнут быстрее, чем остальные части внутри. А ведь чтобы бетон был прочнее, он должен равномерно сохнуть по всему своему объему.

Следует помнить о том, что бетон в процессе затвердевания меняет свой объем и дает усадку. Усадка быстрее происходит в поверхностных слоях основания. Если не обеспечить его достаточным количеством воды, то на поверхности будут образовываться усадочные трещины, появление которых снизит прочность и долговечность конструкции.

В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают. Частникам же рекомендуется не заливать бетон в холода.

В холодное время года нежелательно заливать бетонное основание собственного дома или каких-либо построек на приусадебном участке. Это связано с тем, что вода, которая содержится в растворе, может просто-напросто замерзнуть. Замерзая, она увеличится в объеме и начнет изнутри уничтожать бетон, а его твердение прекратится. Если температура воздуха ниже 10 градусов, то процесс отвердевания будет протекать очень медленно. В промышленном строительстве бетонную конструкцию во время ее созревания постоянно подогревают, поэтому можно выполнять работы по заливке оснований в любое время года. А вот частникам рекомендуется строить фундамент только летом при температуре воздуха плюс 20 градусов и выше.

Добавки-ускорители

Трубы полиэтиленовые: особенности, использование для водопровода

Схема твердения конуса бетонной смеси.

Нужно ускорять время твердения при зимних работах и изготовлении железобетонных изделий.

Чтобы получить быстрое твердение бетона, используются различные необходимые добавки для достижения лучшего результата причем в строгих пропорциях: нитрат натрия, нитрат кальция, нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-сульфат натрия и нитрит-нитрат-хлорид кальция – 4%, сульфат натрия – 2%, хлорид кальция в неармированных конструкций – 3%, в армированных конструкций – 2%. Добавки хлорида кальция, нитрит-нитрат хлорида кальция не применяют в предварительно-напряженных конструкциях.

Укладка (заливка) бетона при различных температурах

Бетонирование при высокой температуре

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда в бетоне образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов. (Усадка пористых ячеистых бетонов протекает по другим механизмам). При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок . Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона. Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей. При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед. Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается. Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой. Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.

Принцип действия замедлителей твердения

Из молекул ПАВ (поверхностно-активных веществ) на поверхности частиц цемента сформировываются адсорбционные оболочки, что увеличивает концентрацию вещества на границе двух фаз: жидкой и твёрдой. Проще говоря, эта добавка замедляет кинетику твердения. Вязкость при этом увеличится, но если смешать больше ПАВ, чем допустимо, это приведёт к затруднению прохождения воды к частицам цемента, замедлению гидратации или вовсе её прекращению

Поэтому важно соблюдать процентное соотношение массы цемента и замедлителя

Нужно учитывать, что прочность бетона снижается на 30% и более в промежутке до семи суток. А вот спустя 28 суток прочность застывшей смеси, наоборот, увеличивается, а проницаемость – снижается.

Где применяются замедлители схватывания бетона

• При высоких температурах окружающей среды. В таких климатических условиях замедлитель схватывания – незаменимая вещь.
• При транспортировке на большие расстояния, а также при затруднённом движении (заторы).
• При создании высокомарочных смесей. В составах таких бетонов содержание вяжущего вещества очень высоко, что урезает время на транспортировку, заливку и укладку, а замедлители не только приостанавливают протекание процесса схватывания, но и повышают прочность конечного изделия.
• При поэтапной заливке бетона, когда необходимо залить сложную, крупную конструкцию. Таким способом добиваются монолитности изделия из бетона.
• При химических взаимодействиях со смесью замедлители уменьшают количество выделяемого тепла. При такой реакции, но уже без добавки, качество бетона может снизиться из-за излишней теплоты.

МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

Для сокращения сроков распалубки монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций, ускорения сдачи их под эксплуатационную нагрузку применяются различные методы интенсификации твердения в раннем возрасте (1..7 суток) цементных бетонов. В зависимости от вида изготавливаемых строительных конструкций, условий бетонирования, необходимых сроков набора бетоном отпускной прочности применяются способы ускорения твердения бетонов:

-химические, основанные на применении химических добавок — уско-рителей твердения;

-тепловые, основанные на повышении температуры твердеющего бетона пропариванием или электропрогревом (электрообогревом);

-механические, основанные на применении домолотого цемента сухим или мокрым способом с добавкой гипса 2…5% от массы цемента в шаровых мельницах или вибромельницах.

Наибольший ускоряющий эффект достигается при применении комплексного метода включающего в себя вышеперечисленные способы ускоренного твердения.

Строительными нормами допускается применение в качестве химических добавок – ускорителей твердения бетона соединения виды и дозировка которых, указанны в таблице 18.1.

Таблица 18.1

Химические добавки – ускорители твердения для бетона

Ускоряющее действие указанных в таблице солей – электролитов основано на их способности при взаимодействии с минералами цемента активизировать их гидратацию.

Тепловые методы активации твердения бетона основаны на ускорении скорости протекания химических реакций гидратации цемента при повышении температуры. Так при повышении температуры бетонной смеси с 20° С до 80°С скорость реакции гидратации увеличивается в 6 раз. Из различных способов тепловой обработки бетона наибольшее распространение получило в заводских условиях пропаривание, а в условиях строительной площадки – электропрогрев и электрообогрев.

Пропаривание бетона осуществляется в тепловых камерах, в которых за счет подачи насыщенного водяного пара при атмосферном давлении создается температура Т= 80…90°С и высокая влажность воздуха φ = 95…100 %. Режим пропаривания в обязательном порядке должен состоять из ряда последовательных стадий: этапа предварительного выдерживания бетона отформованных изделий или конструкций при обычной температуре, этапа подъема температуры до температуры изотермического прогрева, этапа изотермического прогрева и этапа охлаждения (остывания) бетона до обычной температуры.

Для осуществления электропрогрева забетонированных конструкций применяются металлические электроды и греющие провода в изоляционной оболочке, укладываемые в тело бетона. Электрообогрев бетона выполняется с использованием различных по конструкции элетронагревательных устройств – излучателей тепловой энергии.

При механическом домоле цемента значительно увеличивается его удель-ная поверхность. Цемент, обладающей развитой удельной поверхностью зерен, твердеет более интенсивно. Это объясняется тем, что одновременно в реакцию взаимодействия с водой затворения вступает большее количество его вещества.

Обзор добавок

Добавки, которые пользуются популярностью, а также их краткую характеристику перечисляем ниже.

Универсал П-2

Данная добавка позволяет отказаться от пропарки железобетонных изделий, также бетон быстрее набирает свою прочность. Такой ускоритель твердения содержит антикоррозийные добавки, которые способствуют сохранность арматуры.

Форт УП-2

Данная добавка является комплексной. Приготовлена она на основе натриевых солей, которые увеличивают затвердевание, примерно на тридцать процентов.

Эта добавка увеличивает подвижность бетонной смеси до класса П5 и это не зависит от соотношения воды и цемента. Такое качество Форт УП-2 позволяет увеличить прочность конструкции до ста пятидесяти процентов за счёт уменьшения количества воды.

Используется такая добавка для изготовления изделий высокой плотности и с улучшенными поверхностями.

Асилин-12

Производится в жидком виде, используется при производстве пеноблоков.

Асилин -12 добавляют в бетонную смесь, когда температура воздуха составляет плюс двадцать пять градусов либо не достигает плюса десяти градусов.

Хлористый кальций

Ускоряет твердение и улучшает износостойкость бетона. Хлористый кальций вытягивает воду, прямо из окружающей среды и удерживает её в бетоне.

Изделие получается качественным и вызревает в 2,5-3 раза быстрее!

Релаксол

Противоморозный пластификатор и ускоритель твердения. Используется при температуре минус пятнадцать градусов.

Бетон при добавлении этого пластификатора затвердевает в течение трёх суток.

Ускоритель Реламикс

Это несколько видов пластифицирующих добавок, которые сокращают быстрое твердение бетона.

Реламикс-М и Реламикс-М2. Эти добавки нужны для того чтобы увеличить скорость твердения бетона, чтобы работать с ним в агрессивной среде.

Реламикс-Торкрет, этот пластификатор необходим, для изготовления без щелочных растворов, которые наносят машинным способом.

Реламикс-ПК, он в своём составе не содержит хлоридов, по этой причине его используют в качестве добавки для быстрого твердения железобетонных изделий.

Реламикс-СЛ, он на калийных и натриевых солях. Его чаще всего используют для ячеистых бетонов и для конструкций высокой прочности.

Конкрит-Ф

Ускоритель обеспечивает набор прочности в первые сутки, и затвердевание происходит в 2-3 раза быстрее.

Поверхность изделия или конструкции при добавлении этого пластификатора обладают особой устойчивостью к износу.

Конкрит-Ф добавляют в бетон при изготовлении тротуарной плитки, заборов и других и формовочных изделий.

Addiment BE

BE2 — производство Германия. Выпускают такой пластификатор для растворов, которые необходимо наносить машинным способом.

ВЕ5 – противоморозная добавка.

ВЕ6 — такую добавку привозят уже в готовом виде и добавляют для приготовления ремонтных растворов, для быстрого схватывания.

Существует много универсальных добавок для ускорения затвердевания бетона, а также они позволяют улучшить качество бетона. Но если сравнивать менее функциональные добавки и эти, то они будут стоить дороже и самый дорогой компонент это ускоритель. Надеемся, что эта статья была для вас информативной.

Процесс затвердевания бетона

При строительстве любых объектов важнейшее значение имеет качественное основание, на котором и стоит здание или дом. Часто для заливки фундамента или плиты применяют бетонные смеси. Чтобы постройки в будущем выдержали любые нагрузки на основание, нужно использовать для него смеси отличного качества. Само залитое основание должно быть готовым для возведения над ним стен и последующих перекрытий, то есть требуется выждать определенный срок, для того чтобы завершилось твердение бетона. Как происходит этот процесс, сколько времени на него требуется и можно ли ускорить твердение?

Смеси применяются для заливки оснований конструкций и плит перекрытия.

Процесс застывания

После того как цемент и воду перемешали для получения раствора, между ними начинается сложное взаимодействие, в результате которого образуется совершенно новое соединение со свойственными ему характеристиками. Вода постепенно проникает в цементные зерна, минералы которых вступают с ней в химическую реакцию. Во время протекания этой реакции минералы превращаются в гидросиликаты калия. Этот процесс и называется затвердеванием бетона.

Степень затвердевания бетона можно проверить с помощью специализированных средств диагностики.

Затвердевание не завершается за один день. Для того чтобы бетон обрел необходимую ему прочность и перестал быть пластичным, требуется определенный срок. Его и называют временем твердения. Застывание может длиться годами, что может значительно растянуть процесс возведения сооружений на очень долгое время. Строители не могут ждать так много, и они рассчитали контрольный срок схватывания, по истечении которого основание может выдержать расчетную нагрузку.

Контрольный срок схватывания

Чтобы бетон достиг своей марочной крепости на сжатие, нужны благоприятные условия. К ним относят температуру окружающей среды и влажность воздуха.

При высокой температуре и влажности воздуха твердение идет быстрее, а при низких оно замедляется. Воздействие нулевых и отрицательных температур воздуха может остановить процесс схватывания. Оптимальная температура для застывания составляет 20-30 градусов выше ноля, влажность воздуха не должна быть ниже 90%. В лабораторных условиях было установлено, что наиболее активно при описанных условиях твердение происходит в первую неделю после его заливки. За этот срок бетон может набрать до 70% своей крепости. 100- процентной марочной крепости достигает через 28 дней после заливки.

График затвердевания в зависимости от температуры.

В реальных условиях температура воздуха не может быть постоянной: днем она выше, а ночью снижается, влажность тоже меняется в разное время суток. Поэтому специалисты рекомендуют подождать с возведением постройки на основание еще несколько дней. Таким образом, можно продолжать строительные работы не ранее чем через месяц после заливки.

Хотя оптимальным для строительных работ считается срок 28 дней, в некоторых случаях его нужно увеличить. Речь идет о сооружениях, которые в процессе эксплуатации будут постоянно соприкасаться с влагой. Это пирсы, плотины, дамбы. Застывание таких конструкций с их упрочнением составляет 3 месяца. Как уже было сказано выше, твердение продолжается и спустя 28 дней, и спустя полгода. Однако этот процесс идет намного медленнее начальных стадий схватывания и гарантирует надежность конструкций, которые со временем становятся еще тверже и прочнее.

Отечественные добавки

В Москве и других городах России выпускаются такие ускорители застывания бетона:

1. Форт УП-2.

   Использование комплексной добавки позволяет повысить прочность на 30-60%. Средство совместимо с бетонами разных марок подвижности. Состав имеет вид порошка темного цвета. Он содержит соли, которые вводят после разбавления цементно-песчаной смеси водой. Порошок применяется для ускорения схватывания пористых бетонов.

2. Кальций хлористый.

   Добавка создана для ускорения набора прочности бетонных изделий и увеличения срока их эксплуатации. Активное вещество получает влагу из воздуха, способствуя ее накоплению в структуре материала.

3. Конкрит-Ф.

   Добавка производится на основе хлористого кальция, уменьшающего время затвердевания. К положительным качествам средства относят повышение устойчивости бетона к промерзанию и износу, возможность ускоренной выемки залитых блоков из форм. Отвердитель добавляют на этапе смешивания сухих компонентов с водой. Конкрит-Ф нередко применяют при изготовлении брусчатки, чтобы блоки не имели крупных пор и сколов.

4. Релаксор.

   Входит в группу суперпластификаторов, выпускаемых в виде порошка, жидкости или геля. Средство комплексного действия уменьшает время застывания и набора прочности монолитных конструкций. Релаксор используется для повышения устойчивости материала к морозам. Опалубку можно удалять через сутки после заливки. При использовании добавки в сочетании с прогревом время затвердевания уменьшается на 4-8 часов.

5. Реламикс.

   Серия включает несколько средств, имеющих разные свойства и назначения. Все типы добавок увеличивают прочность монолита на ранних этапах схватывания. Они повышают устойчивость бетонной смеси к чрезмерной влажности и агрессивным веществам.

Отечественные добавки

В Москве и других городах России выпускаются такие ускорители застывания бетона:

1. Форт УП-2.

   Использование комплексной добавки позволяет повысить прочность на 30-60%. Средство совместимо с бетонами разных марок подвижности. Состав имеет вид порошка темного цвета. Он содержит соли, которые вводят после разбавления цементно-песчаной смеси водой. Порошок применяется для ускорения схватывания пористых бетонов.

2. Кальций хлористый.

   Добавка создана для ускорения набора прочности бетонных изделий и увеличения срока их эксплуатации. Активное вещество получает влагу из воздуха, способствуя ее накоплению в структуре материала.

3. Конкрит-Ф.

   Добавка производится на основе хлористого кальция, уменьшающего время затвердевания. К положительным качествам средства относят повышение устойчивости бетона к промерзанию и износу, возможность ускоренной выемки залитых блоков из форм. Отвердитель добавляют на этапе смешивания сухих компонентов с водой. Конкрит-Ф нередко применяют при изготовлении брусчатки, чтобы блоки не имели крупных пор и сколов.

4. Релаксор.

   Входит в группу суперпластификаторов, выпускаемых в виде порошка, жидкости или геля. Средство комплексного действия уменьшает время застывания и набора прочности монолитных конструкций. Релаксор используется для повышения устойчивости материала к морозам. Опалубку можно удалять через сутки после заливки. При использовании добавки в сочетании с прогревом время затвердевания уменьшается на 4-8 часов.

5. Реламикс.

   Серия включает несколько средств, имеющих разные свойства и назначения. Все типы добавок увеличивают прочность монолита на ранних этапах схватывания. Они повышают устойчивость бетонной смеси к чрезмерной влажности и агрессивным веществам.