Добавки в бетон – это материалы, кроме цемента и воды, которые добавляют в бетон либо до, либо во время смешивания, чтобы изменить его свойства, такие как морозоустойчивость или цвет. Некоторые примеси были в эксплуатации в течение очень долгого времени, такие как хлорид кальция.
Другие являются более поздними разработками и представляют собой большое поле для расширения возможностей повышения производительности. Не все примеси являются экономичными.
Добавки в бетон - сложная тема, требующая глубоких знаний и опыта. К общим вариантам добавок в бетон, добавляются принципы, основанные на климатические условия и других требованиях работы. Все примеси можно разделить на следующие пять основных категорий:
• Замедляющие примеси
• Ускоряющие примеси
• Суперпластификаторы
• Примеси, снижающие содержание воды
• Воздухововлекающие примеси
Среди других важных примесей, которые не вписываются в эти категории, можно отметить примеси в функции которых входит упрочнение связи, снижение усадки, гидроизоляция и придание цвета.
Замедляющие примеси
Они замедляют гидратацию цемента. Замедлители используют в жаркую погоду, чтобы замедлить испарение воды. Поскольку большинство замедлителей также выступают в качестве редукторов воды, их часто называют водоредуцирующими замедлителями. По химическим примесям выделяют классы ASTM, ASTM C-494. Тип В является просто замедляющей добавкой, в то время как тип D является и замедлителем, и редуктором воды, в результате чего повышается прочность бетона на сжатие благодаря более низкому водоцементному отношению.
Замедляющие примеси состоят из органических и неорганических веществ. Органические ингибиторы включают нерафинированные соли кальция, натрия, аммония, лигносульфоновой кислоты, углеводов. Неорганические ингибиторы включают также оксиды свинца и цинка, фосфаты, соли магния и бораты. Например, лигносернистая кислота и оксикарбоновые кислоты замедляют начало затвердевания, по крайней мере, на час, но не более трех часов при температуре от 20 до 40 градусов по Цельсию. Учитывая специфические требования работы, цели и задачи, конкретные поставщик должен предложить соответствующие добавки и бетонные смеси, из которых можно выбирать.
Ускоряющие примеси
Ускорители сокращают установленное время застывания бетона, что важно в холодную погоду, в случае необходимости быстрой отделки поверхности, при досрочном применении нагрузки. Необходимо правильно подобрать тип и долю ускорителей, так как зачастую ускорители могут привести к увеличению усадки при высыхании бетона.
Хлорид кальция является общим ускорителем, используемым для уменьшения времени застывания. Он должен отвечать требованиям ASTM D 98.Чрезмерное количество хлористого кальция в бетонной смеси может привести к слишком быстрому застыванию, увеличению усадки при высыхании и к коррозии арматуры. В холодном климате, хлорид кальция не должен быть использован в качестве антифриза. Избыток хлорида кальция снижает точку замерзания бетона, что может привести к разрушению бетона.
Суперпластификаторы
Суперпластификаторы, также известные как пластификаторы, включают воду для снижения доли примесей. По сравнению с тем, что обычно называют "водным редуктором" или " редуктором среднего уровня воды", суперпластификаторы являются "редукторами высокого уровня воды".
Редукторы высокого уровня воды позволяют значительно снизить содержание воды при большей текучести (как определено производителями, поставщиками бетона и отраслевыми стандартами) без существенного замедления затвердевания или увеличения вовлечения воздуха.
Каждый тип суперпластификаторов имеет свой диапазон необходимого количества конкретных ингредиентов смеси, что дает нужный эффект. Они могут продлевать работоспособность бетона, значительно уменьшая количество воды. Дозы варьируют в зависимости от конкретной бетонной смеси и типа используемого суперпластификатора. Суперпластификаторы также могут обеспечить высокую прочность бетона. Как и большинство типов примесей, суперпластификаторы могут повлиять на другие свойства бетона. Специфические эффекты должны быть указаны у производителя или конкретного поставщика.
Водоснижающие примеси
Водоснижающие примеси требуют меньше воды для равного спада, или могут увеличить спад бетона при том же содержании воды. Они могут иметь побочный эффект, изменяя время начала затвердевания. Водные редукторы в основном используются для горячей укладки бетона с помощью закачки. Они представляют собой гигроскопичный порошок, который может вовлекать воздух в бетонную смесь через влияние на поверхностное натяжение воды, тем самым, обеспечивая некоторые преимущества (см. ниже).
Воздухововлекающие примеси
Воздухововлекатели вовлекают маленькие пузырьки воздуха в бетон. Основным преимуществом этого является повышение прочности в циклах замораживания-оттаивания, особенно актуальное в условиях холодного климата. Хотя некоторые потери прочности обычно сопровождают увеличение содержания воздуха в бетоне, это может быть преодолено за счет снижения водоцементного соотношения с помощью улучшенной обрабатываемости (в связи с воздухововлекающим агентом) или с помощью других соответствующих примесей. Как всегда, примеси должны быть внесены в бетонную смесь профессионально, потому что некоторые из них могут оказывать нежелательное воздействие.
Внесение примесей, в том числе добавление веществ и материалов, таких как поливинилхлорид, хлориды и ацетаты, акриловые и бутадиен-стирольные сополимеры, может быть использовано для улучшения связи нового (свежего) бетона со старым.
Красители стали более широко использоваться, особенно для патио и дорожек. Большинство из них применяется поверхностно и часто имеет дополнительный эффект поверхностного упрочнения.
Гидроизоляционные примеси, в том числе мыла, бутилстеарат, нефтепродукты и битумные эмульсии, используются, чтобы уменьшить количество воды, проникающей в крупных порах бетона. "Антифризные" примеси, как правило, являются ускорителями и используются в очень высоких дозах, имея соответствующую высокую цену, для достижения очень быстрого застывания, хотя они и не защищают от замерзания сами по себе. Однако, в целом, они не используются для бытовых работ.
Цементные заменители также изменяют свойства бетона, но обычно не классифицируются как примеси.
Большинство органических химических примесей зависят от типа и марки цемента, водоцементного отношения, температуры. Применение гидроизоляции и гидроизоляционных примесей связано с некоторыми рисками. Правда, зарегистрировано всего лишь два случая, которые указывают на то, что обучение обязательно требуется от тех, кто работает с примесями. В некоторых случаях, если желаемый эффект не достигнут, может потребоваться добавление дополнительных материалов, чтобы сбалансировать отрицательные или нежелательные побочные эффекты. Например, тормозящие примеси, как правило, обеспечивают возможность быстрого застывания, в результате возможны трудности в укладке бетона и в отделке. Таким образом, глубокое знание потенциально сложных взаимосвязанных эффектов необходимо для успешного использования ряда примесей. Это тем более важно, когда увеличивается число сторон, участвующих в производстве бетона. Выбор соответствующих добавок для конкретной работы должен быть выполнен опытными экспертами. Альтернативы использованию примесей всегда должны быть рассмотрены.
Воздействия на окружающую среду определенных примесей вызывает сомнения. Некоторые суперпластификаторы могут повлиять на окружающую среду в результате загрязнения грунтовых и поверхностных вод. Количество исследований в этой области увеличивается.
Наконец, добавки не могут компенсировать плохую работу и низкое качество материалов.
