Пластифицирующие добавки для бетона

Среди множества добавок в цемент чаще всего используются пластификаторы. Практика показывает, что даже некоторые профессиональные строители путают этот вид присадок с модификаторами, ретардерами и другими смесями, изменяющими характеристики цементно-песчаного раствора, а в конечном итоге и бетона.

Отсюда и ошибочный выбор вида добавок в бетонный раствор, дающий довольно часто обратный, от ожидаемого, результат. Это дало повод поговорить о том, для чего нужен пластификатор в бетоне, где используется, можно ли изготовить в домашних условиях и т.д. Разобраться в проблеме мы попросили постоянного эксперта сайта StroyGuru.com.

Что это и зачем нужен

Пластификатор (от англ. plasticizer) – это вещество, добавляемое к материалу, чтобы сделать его более пластичным, мягким, гибким и менее вязким, что позволяет уменьшить трение при обращении с ним в производстве.

Приведенное определение пластифицирующих присадок позволяет, во-первых, провести четкую границу между данного вида добавками и модификаторами, ускорителями, замедлителями и т.д., во-вторых, дать определение присадкам в бетонном растворе.

Пластификатор в ЦПР – это активная сухая или жидкая добавка на основе фосфатов, фталевых кислот, парафинов и разного вида полимерных соединений в строительные растворы (штукатурка) и бетонные смеси (0,15…0,3 % от массы вяжущего вещества) для облегчения укладки в опалубку (форму) или нанесения на различные поверхности под последующую их отделку.

В завершение отметим, что пластифицирующие вещества продлевают время жизнеспособности строительных смесей. Всем известно, что остановить процесс загустевания цементного раствора в начале схватывания помогает вода. Но мало кто знает, что ее увеличение в составе раствора ведет к потере прочности бетоном на 20-25%. Добавление в замес пластификаторов снижает этот риск, продлевая текучесть и пластичность смеси до 3 часов и более.

Состав

Каждый производитель обязан в соответствии со строительными правилами (СНиП и ГОСТ) указывать рецептуру присадки на упаковке. Однако их пропорции в смеси являются коммерческой тайной. Поэтому приведем перечень химических веществ, которые можно встретить в составе пластифицирующих присадок:

• сульфат натрия (концентрация 7-10%);
• концентрат серной кислоты;
• очищенные фенолы;
• пеногасители;
• формалин и другие.

Сфера применения пластификаторов

Пластифицирующие добавки для бетона используются не только в промышленном строительстве, но и в частном. Особенно часто их добавляют в раствор:

• при возведении фундаментов: ленточных, столбчатых, плитных;
• заливке стяжек, колонн и буронабивных свай;
• устройстве монолитных, наливных и теплых полов;
• кладке кирпича, блоков, искусственного и природного камня (кладочный раствор);
• отделке декоративной штукатуркой фасадов;
• приготовлении штукатурных составов для внутренних работ;
• изготовлении тротуарной плитки;
• строительстве садовых дорожек, открытых летних площадок, подъездов к дому или гаражу;
• обустройстве бассейнов.

Виды пластификаторов и их характеристика

Пластификаторы для цемента можно классифицировать по следующим критериям:

• по базовым свойствам;
• принципу действия;
• силе воздействия (эффективность);
• форме выпуска.

Базовые свойства

Развитие прикладной науки позволило от простых пластификаторов перейти в настоящее время к сложным. Отличаются они способами создания и влиянием на свойства цементных растворов и штукатурных смесей, а также на эксплуатационные характеристики бетонов и новых строительных материалов. Могут быть:

• пластификаторами первого поколения;
• суперпластификаторами;
• гиперпластификаторами.

Пластификаторы первого поколения

Самый первый пластификатор был получен из побочного продукта для обработки древесины. Известен как лигносульфонат. Позже к нему добавились:

• последрожжевая барда;
• отходы производства щелочей и кислот;
• полимерный фенол;
• смола МФ-АР;
• разжижитель С-3.

Действуют как уменьшители количества воды в растворе среднего уровня, что позволяет улучшить текучесть бетонной смеси, повысить водонепроницаемость и прочность конструкции.

Суперпластификаторы

Использование меламина-формальдегидных конденсатов (МФ) для пластификации бетонных растворов вывело этот вид присадок на новый уровень, который был обозначен приставкой супер. Чуть позже суперпластификаторы стали производить и из нафталин-формальдегидных конденсатов (НФ).

Действие добавок основано на свойстве молекул и частиц с одинаковым электростатическим зарядом отталкиваться друг от друга, а с разным – притягиваться. Забирая у воды протон или электрон, присадка отдает его цементу (или наоборот). В результате наблюдается такая картина: молекулы одного вещества, в соответствии с законами физики, расходятся в разные стороны, стремясь в то же время соединиться с веществом, имеющим противоположный заряд.

Гиперпластификаторы

Гиперпластификаторы – это пластификаторы последней версии, способные создавать запрограммированные эксплуатационные характеристики бетона. Действие основано на так называемом стерическом эффекте (влияние пространственного расположения молекул на ход химической реакции). Не вдаваясь в подробности, отметим, что технологи интерпретируют процесс как клеевой молекулярный раствор. По оценкам специалистов такие присадки в 3 раза эффективней пластификаторов первого поколения и в 2 раза второго.

Принцип действия

По принципу действия пластифицирующие присадки могут быть:

• гидрофильными – улучшают смачиваемость частиц цемента;
• гидрофобизирующими – насыщают ЦПС мелкими пузырьками воздуха, в результате чего снижается поверхностное натяжение молекул воды.

Сила воздействия

По эффективности можно определить, какой пластификатор для бетона лучше. Здесь выделяются четыре группы добавок:

• слабые – увеличивают пластичность всего на один пункт. Используются в небольших по объему бетонных растворах;
• средние – повышают пластичность до П3. Вводят в состав растворов для фундамента;
• сильные – улучшают пластичность до П4. Применяют для стяжек, различных фундаментов, штукатурных растворов;
• суперсильные – изготовленные из нафталина, увеличивают показатель подвижности на 5 пунктов. Можно вводить в любые растворы и смеси на основе цемента.

Форма выпуска

В продажу пластификаторы поступают в виде:

• сухих смесей (порошок);
• жидкого концентрата;
• готового к применению продукта (раствора).

Преимущества и недостатки

В настоящее время пластификаторы применяются практически повсеместно. Этому есть простое объяснение: их достоинства.

Чем можно заменить пластификатор для бетона

Имея желание можно сделать пластификатор для цементного раствора своими руками. При этом в ряде случаев домашние добавки не хуже продукта со сложной химической формулой. Среди заменителей хорошо известные всем вещества:

• моющие средства – жидкое мыло и стиральный порошок;
• гашеная известь;
• силикатный (канцелярский) клей;
• клей ПВА.

При этом надо понимать, что самостоятельное изготовление сводится к разведению перечисленных веществ водой и вводу в раствор в нужный момент в определенной пропорции к кубу готовой смеси. Замена добавок дает экономию средств, но не большую.

Моющие средства. Пластификаторы на основе жидкого мыла, в том числе и средств для мойки посуды, шампуня и стирального порошка увеличивают жизнедеятельности раствора с часа до двух, предотвращают расслоение и оседание щебня (гравия). Максимальный эффект достигается в жаркую погоду – предотвращают испарение влаги из ЦПР. К достоинствам следует отнести и низкую цену с простой технологией использования.

Однако, применять такие добавки нужно с осторожностью. Во-первых, мыльные добавки вымывают соли, вынося их на поверхность. Результат – высолы (соляные разводы). Во-вторых, не всегда известна концентрация активно действующего в растворе вещества, в результате чего может быть нарушено оптимальное соотношение присадки и цемента. Результат в таком случае никто предсказать не сможет. Поэтому не стоит ждать от моющих средств чуда. Но со своей задачей улучшить пластичность раствора они справятся в любом случае.

Пушонка. Гашеная известь (не более 15-20% от массы цемента) повышает клейкость раствора и эластичность, предотвращает появление на поверхности бетона плесени и грибка.

Жидкое стекло. Силикатный клей одна из лучших добавок в цементный и бетонный раствор, благодаря многофункциональности и универсальности. Понять, зачем нужно в первую очередь рассматривать возможность использовать силикат натрия в качестве пластификатора поможет работа «Жидкое стекло в строительстве».

Клей ПВА. Улучшает пластичность смеси, повышает прочность и водостойкость бетона. Оптимальные соотношения добавок и цемента, а также правила ввода приведены в таблице 1.

Таблица 1. Рекомендуемые соотношения добавок и цемента.

Инструкция по замешиванию раствора с пластификатором

Пластифицирующие добавки для цемента продаются как готовыми к употреблению растворами так и в виде сухого порошка. Разницы между ними в эффективности нет. Вопрос в цене.

Жидкие составы – это те же порошкообразные присадки, только разведенные водой прямо на производстве. Естественно, что они будут стоить дороже: в цену заложен процесс размешивания, тара (канистры, бочки) и более высокие транспортные расходы (приходится перевозить воду – 65-70% от общей массы).

Поэтому в целях экономии стоит предпочесть добавки в сухом виде. Развести такой пластификатор для бетона своими руками не очень сложно. Главное, внимательно читать инструкцию производителя и быть в ладах с арифметикой уровня 4-5 класса. Кстати, готовый к употреблению состав хранится меньшее время, чем исходный материал.

При приготовлении раствора в домашних условиях рекомендуется делать его меньшей концентрации, чем предлагает производитель: превышение может дать обратный эффект.

Оптимальную дозировку рассчитаем на примере добавки С-3 весом 3 кг. Производитель рекомендует использовать сухое вещество от 0,6 до 1,5% по отношению к весу цемента. Усредненное значение составит 1% (всегда лучше брать золотую середину, чтобы не ошибиться). Тогда на мешок цемента массой 50 кг нужно добавлять 500 г порошка. Аналогично считаются пропорции и по другим видам пластификатора, где значения сухого остатка присадки в цементе другие.

Дальше просто. Считаем, сколько на замес потребуется цемента, и на его массу корректируем вес добавки. Например, в небольшую бетономешалку засыпаются песок, щебень и примерно 12 кг портландцемента. Даже при ошибке в 1 кг в одну или другую сторону добавление 120 г пластификатора не приведет к превышению его концентрации в растворе.

Присадка вводится в замес в уже растворенном виде. Для этого в строительное пластиковое ведро на 12 л (можно брать и большего объема) с метками внутри (удобно контролировать) наливается 7-8 л горячей воды. Не обязательно кипяток. Достаточно нагреть до 50-60^oС.

С помощью дрели или шуруповерта с миксерной насадкой вода раскручивается до образования воронки, после чего в водоворот тонкой струйкой засыпается пластификатор из пакета (весь). Перемешивание около 5 минут. В конце желательно посмотреть, не остался ли на дне осадок. В результате должно получиться около 10-11 л раствора. При этом в 1 л находится примерно 300 г пластифицирующего вещества. Нам необходимо 120 г. С помощью простых дробей высчитываем, что в бетономешалку на один замес нужно доливать 400 мл готовой смеси.

Рассчитать сколько нужно раствора при других объемах цемента и дозировке присадки не составит труда.

Популярные производители и цены

Производители предлагают обширную линейку пластификаторов. Среди них наибольшим спросом пользуются (это не означает, что они лучшие) следующие бренды и торговые марки.

«PROF GOODHIM» F, 7,5 КГ * 77289

Гелеобразный силикат натрия «PROF GOODHIM» F (7,5 кг) по праву считается лидером продаж. Высокоэффективное и доступное жидкое стекло позволяет одновременно решить несколько проблем: повысить пластичность и адгезионные свойства раствора, увеличить прочность и долговечность бетона. Это еще и противоморозная присадка.

Цена начинается от 530 руб. за 7,5 кг.

«CEMMIX PLASTIX»

Многофункциональная пластифицирующая и водоредуцирующая добавка для бетонов «CEMMIX» PLASTIX (производитель Россия) используется для корректировки технико-эксплуатационных характеристик бетонных и штукатурных растворов, а также других строительных смесей.

Стоит обратить внимание и на такие торговые марки:

• «Mapei Planicrete». Присадка на латексной основе хорошо подходит для цементных и бетонных растворов при изготовлении различных стяжек, штукатурок и фундаментов, повышая текучесть раствора и увеличивая прочность цементного камня;
• «Coral» MasterTherm. Специализированный состав для увеличения подвижности раствора. Также «Coral» MasterTherm ускоряет процесс гидратации, усиливает стойкость к агрессивным химическим веществам, снижает расход воды;
• «Суперпластификатор» С-3. Основная задача добавки – увеличение пластичности раствора с одновременным упрочнением цементного камня.

Заключение

Пластифицирующие средства для бетона незаменимы в промышленном и частном строительстве. Они улучшают эксплуатационные характеристики бетонных конструкций, увеличивая их прочность, долговечность и устойчивость к воздействию разного рода негативных факторов. Однако достичь максимальной эффективности можно лишь при правильном выборе присадки.

Довольно часто по независящим от застройщика причинам приобрести на строительном рынке нужный товар не получается. Надеемся, что данная работа помогла узнать, чем можно заменить пластификатор для бетона. Изготовить его и правильно применить.