Добавки для бетонов и растворов

Добавки для бетонов и растворов - неорганические и органические вещества естественного и искусственного происхождения, применяемые в качестве модификаторов свойств бетонных и растворных смесей, бетонов и строительных растворов. Добавки вводятся в смеси в процессе их приготовления с целью направленного регулирования их технологических свойств и/или строительно-технических свойств бетонов и растворов, и/или придания им новых свойств.

В зависимости от назначения и свойств добавки классифицируются на ряд групп.

Активные минеральные Д. — тонкоизмельчённые вещества, содержащие водный кремнезём или метакаолинит в химически активной форме. При затворении водой эти вещества в смеси с известью или портландцементом вступают с последними (при обычной температуре) в химическое взаимодействие с образованием труднорастворимых гидросиликатов и др. соединений кальция. В результате известь приобретает способность твердеть в воде, а цемент — повышенную стойкость в пресных и сульфатосодержащих водах. Активные минеральные Д., подразделяемые на природные (диатомиты, трепелы, опоки, вулканические пеплы, туфы, трассы и др.) и искусственные (доменные гранулированные шлаки, топливные шлаки и золы, нефелиновый шлам, цемянки, глинит и др.), широко применяются в производстве цементов, известковопуццолановых вяжущих, а также для повышения плотности, водостойкости и солестойкости бетонов и растворов.

 Поверхностно-активные Д. — органические вещества, обладающие способностью адсорбироваться на частицах цемента и изменять их поверхностные свойства. Их подразделяют на пластифицирующие (концентраты сульфитно-дрожжевой бражки), повышающие смачиваемость цементного порошка водой, и гидрофобно-пластифицирующие (мылонафт, асидол, кремнийорганические жидкости и др.), понижающие её. Оба вида этих Д. повышают удобоукладываемость бетонных и растворных смесей, уменьшают расход цемента, увеличивают морозостойкость и коррозионную стойкость бетонов. Поверхностно-активные Д. применяют для получения пластифицированного и гидрофобного портландцементов, а также для уменьшения водопотребности смесей и повышения стойкости бетонов в агрессивных средах.

 Д. — пено- и газообразователи — вещества, используемые при изготовлении ячеистых бетонов (пенобетонов и газобетонов). Пенообразователи — органические поверхностно-активные вещества, водные растворы которых при взбалтывании образуют пену. Для повышения устойчивости пены в пенообразователь обычно вводят стабилизаторы (животный клей, растворимое стекло и др.). Газообразователи — вещества, способные в результате химических реакций, протекающих непосредственно в тесте из вяжущего, выделять газы, которые, вспучивая массу, образуют мельчайшие поры. Для изготовления пенобетонов применяют пенообразователи — клееканифольные, смолосапониновые, алюмосульфонафтеновые и др., а газобетонов — газообразователи — алюминиевую пудру, технический пергидроль и др.

 Д. — ускорители и замедлители схватывания и твердения вяжущих — вещества, влияющие на скорость гидратации вяжущих. Для ускорения схватывания и твердения портландцемента и его разновидностей применяют хлористые кальций и натрий, сернокислый натрий, поташ. Для замедления схватывания полуводного гипса используют кератиновый замедлитель, известково-клеевой и др.

Классификация

ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» предлагает следующую классификацию добавок:

1. Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
   • пластифицирующие добавки повышают подвижность бетонной смеси без увеличения расхода воды;
   • водоредуцирующие добавки позволяют понизить водосодержание смесей без изменения подвижности;
   • стабилизирующие добавки снижают расслаиваемость смесей (растворо- и/или водоотделение);
   • добавки регулирующие сохраняемость подвижности смеси востребованы в жаркое время года, а также при необходимости длительной транспортировки смеси;
   • добавки увеличивающие воздухо- (газо) содержание смеси или воздухововлекающие добавки повышают морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к коррозии, но несколько снижают прочность будущей конструкции;
2. Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
   • регулирующие кинетику твердения бетона:
     • замедлители применяют, когда возникает необходимость увеличить время до начала схватывания бетонной смеси в случае длительной транспортировки;
     • ускорители сокращают время твердения бетона;
   • повышающие прочность бетона — добавки этого типа увеличивают стойкость бетона к истиранию, ударам и раскалыванию;
   • снижающие проницаемость — вещества, повышающие плотность структуры бетона;
   • добавки повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре применяют для предотвращения коррозии при непосредственном контакте бетона с арматурой в железобетонных конструкциях;
   • добавки повышающие морозостойкость увеличивают количество циклов попеременного замерзания и оттаивания бетона без потери прочностных свойств;
   • добавки повышающие коррозионную стойкость бетона в условиях среды, вызывающей ухудшение свойств материала;
   • расширяющие добавки применяют с целью компенсировать усадку бетона в процессе эксплуатации конструкции;
3. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
   • противоморозные добавки при растворении в воде сильно понижают температуру замерзания смеси, предотвращая её замерзание при транспортировке, а также обеспечивают набор прочности бетона при отрицательных температурах;
   • гидрофобизирующие добавки придают стенкам пор бетона водоотталкивающие свойства, увеличивая водонепроницаемость бетона, а также препятствует возникновению капиллярного эффекта;
   • фотокаталитические добавки придают бетону свойства самоочищаться, в результате такой реакции происходит разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д.
4. Минеральные добавки для бетона:
   • тип I — активные минеральные:
     • обладающие вяжущими свойствами (например, микрокремнезем, метакаолин);
     • обладающие пуццолановой активностью;
     • обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью.
   • тип II — инертные минеральные, такие как тонкомолотые известняки, доломиты, пески, низкоактивные шлаки, золы и т.д. Их вводят для замещения крупных частиц клинкера, извести и т.п., которые при твердении не гидратируются полностью. Такая замена, существенно не отражаясь на прочности смешанного вяжущего, уменьшает его усадочные деформации и снижает стоимость материала. Добавки для кислотостойких, щёлочестойких и жаростойких бетонов и растворов — тонкомолотые неорганические материалы, отличающиеся повышенной стойкостью к действию кислот, щелочей или высоких температур. Выполняя роль микронаполнителей, эти добавки способствуют повышению стойкости бетонов и растворов к агрессивным воздействиям. Кислотостойкие добавки — андезит, базальт, диабаз, гранит, кварц, а также фарфор и каменное литьё; щёлочестойкие — плотные известняки, доломит, магнезит, известняковый песчаник и разновидности этих пород. В качестве добавок к жаростойким бетонам и растворам используют тонкомолотый хромит, магнезит, шамот, бой полукислых огнеупорных изделий, металлургический магнезит.