Пластификатор для бетона: виды, состав, назначение

Пластификаторами для бетона называют ряд химических добавок, улучшающих физико-механические и химические свойства бетонных смесей. Их могут добавлять в смесь в процессе ее приготовления на заводе или непосредственно перед выгрузкой в автобетоносмесители. При взаимодействии с веществами, входящими в состав смесей, добавки-пластификаторы могут менять потребительские свойства бетонных составов, увеличить их прочность и срок эксплуатации.

В современном строительстве применение пластификаторов считается необходимым условием для создания качественных и долговечных конструкций и изделий из бетона.

Для чего нужен пластификатор

Назначение пластификатора для бетона зависит от его состава. Чаще всего их применяют для:

• увеличения прочности на сжатие и изгиб;
• снижения водопоглощения;
• увеличения морозостойкости;
• ускорения или замедления процесса твердения;
• повышения текучести смеси.

Кроме очевидных преимуществ, добавки позволяют увеличить время жизни смеси, позволяя перевозить ее на большие расстояния или повысить ее удобоукладываемость. 

За счет улучшения характеристик уплотнения можно немного снизить расход бетона, а при корректировке водоцементного соотношения — его компонентов, например, цемента. Именно эта характеристика оказывает положительное влияние на прочность бетонных смесей. Зависимость очень простая: бетон становится прочнее, если уменьшить в нем содержание воды. Однако такие составы будут «жесткими»: они плохо растекаются по опалубке, с ними тяжело работать, а при укладке могут возникать пустоты. Для повышения пластичности смеси при том же количестве воды и применяются добавки, позволяющие получить текучий раствор, который легко заполнит форму без пустот, не расслаивалась и не усаживаясь.

Разновидности бетонных пластификаторов

В строительстве применяется большое количество различных видов пластификаторов для бетона. Некоторые из них влияют на одну конкретную характеристику смеси, другие затрагивают несколько параметров. Все добавки для бетона можно классифицировать по четырем признакам: по функциям, по происхождению, по форме выпуска и по составу. Рассмотрим эти классификации и разберем плюсы и минусы применения различных пластификаторов.

Типы добавок по функциям

• Гидрофильные. Снижают объем жидкости, необходимый для приготовления бетонного раствора. При их применении бетон становится пластичнее, что помогает хорошо заполнять формы и опалубку, избавляя от пустот и пузырей. Как следствие, повышается плотность застывшей смеси, а значит, увеличивается прочность. При нарушении технологии приготовления может стать причиной расслоения раствора.
• Гидрофобизирующие. Поверхностно активные добавки, которые после окончания реакции твердения бетона создают эффект отталкивания воды. Это улучшает морозостойкость конструкций и повышает срок их эксплуатации. 
• Противоморозные. Эти пластификаторы замедляют процесс кристаллизации воды в составах при снижении температуры. Это защищает незастывший бетон от расслоения и увеличивает срок жизни раствора при его транспортировке, особенно в холодное время года.
• Стабилизирующие. Данные примеси связывают частички цемента с молекулами воды, исключая расслоение смеси. Благодаря этому, бетон можно перевозить на большие расстояния автобетоносмесителями, сохраняя его свойства.
• Воздухововлекающие. Вызывают химическую реакцию, способствующую выделению воздушных пузырьков в растворе. Процесс протекает равномерно по всему объему, и помогает компенсировать внутренние растягивающие и сжимающие нагрузки, возникающие при застывании бетона. Чаще всего эти добавки используются в кладочных растворах для защиты от образования трещин, особенно при низких температурах. 
• Замедлители. Увеличивают время протекания реакции твердения, удерживая воду в растворе. Это полезно при многослойной заливке больших площадей.
• Ускорители. Пластификаторы этой группы увеличивают динамику затвердевания смесей примерно на 25%, ускоряя выпаривание воды после начала реакции. Это свойство чаще всего применяется при строительстве в условиях низких температур или при производстве сложных железобетонных конструкций.
• Суперпластификаторы. Это добавки, совмещающие свойства сразу нескольких типов пластификаторов. Они применяются при заливке ответственных инженерных сооружений с высокими требованиями к прочности и качеству бетона.

Химический состав присадок

Пластификаторы можно разделить по происхождению их основы.

• Минеральные. Изготавливаются на основе природных минералов, например, диамонита или известняка. Минеральный порошок работает как ПАВ (поверхностно-активная добавка), взаимодействуя с мелким заполнителем или цементом в бетонном растворе.
• Органические. Это продукты переработки нефти. К ним относятся, например, нафталин и различные полимеры. Основная цель таких добавок — взаимодействие с молекулами воды.
• Комбинированные. Сложные смеси, состоящие одновременно из органических и минеральных компонентов. 

Формы выпуска пластификаторов

Выпускаются присадки в трех формах:

• сухие;
• жидкие;
• в виде готового раствора.

Сухие выпускаются в виде мелкодисперсного порошка. Такая форма удобна тем, что при нормальных условиях хранения без перепадов температуры и низкой влажности срок ее годности практически не ограничен. Это полезно для частного малоэтажного строительства, когда затворение бетонной смеси производится своими силами, и есть вероятность, что строительные материалы будут использоваться не сразу. Однако у порошкообразных добавок есть минус: их сложнее равномерно распределить, поэтому время приготовления бетона увеличивается.

Жидкие присадки поставляются в канистрах в виде концентрата. В отличие от порошка с ними работать удобнее, поскольку они лучше растворяются лучше. Перед применением их нужно разбавить водой — так будет проще приготовить замес. Хранить их долго не получится: со временем жидкость может расслоиться, и на дне емкости образуется густой осадок. Перемещать такую добавку сложно, а если случайно добавить в бетонный раствор расслоившийся пластификатор, он испортится.

Жидкая добавка в виде готового раствора поставляется в объемной таре и уже готова к применению. Ее можно добавлять в бетон как на этапе приготовления, так и уже после, например, непосредственно перед выгрузкой из автобетоносмесителя.

Состав пластификаторов для бетона

Сам по себе пластификатор для бетона – смесь различных химических элементов, взаимодействующих с компонентами бетонной смеси. Часто для производства добавок используются следующие группы веществ.

• Поликарбоксилатные добавки. Применяются для повышения пластичности и удобоукладываемости смеси, а также положительно сказываются на прочности бетона и уменьшения усадки.
• Лигносульфонаты. Сделанный на основе этих веществ пластификатор для бетона имеет следующие плюсы: увеличивает подвижность смеси в условиях низких температур, снижает коэффициент водопоглощения застывшего бетона, увеличивает его морозостойкость и прочность на сжатие.
• Эфиры поликарбоксилатов. Увеличивают время жизни раствора, позволяя перевозить его на большие расстояния. Кроме того, они улучшают устойчивость цементного камня к химически агрессивным средам.
• Сульфатно-нафталиновые. Так же, как и эфиры, защищают бетон от воздействия агрессивных сред и снижают его коррозию. Их применение снижает усадку при застывании смеси и увеличивают морозостойкость.
• Алифатические и ароматические сульфонаты. Пластификаторы на их основе делают бетонные растворы более текучими, избавляя заливочную форму от пустот. Это позволяет повысить плотность застывшего бетона, его прочность и морозоустойчивость.

Иногда свойства пластификаторов для бетона разных видов могут быть схожими. Например, противоморозная добавка увеличивает время жизни раствора. Этим она похожа на замедлитель твердения. Но в отличие от замедлителя противоморозный пластификатор работает по-другому: он не задерживает воду в растворе и не позволяет ей быстро кристаллизоваться с понижением температуры. То есть, основное назначение этой добавки — защита бетонной смеси от воздействия низких температур, а замедление схватывания — следствие. 

При выборе пластификаторов нужно внимательно изучать их спецификацию и применять их строго по назначению. 

Применение пластификаторов для бетона

Работа с пластификаторами предполагает точный расчет количества добавки на нужный объем бетонной смеси. Если вы не покупаете готовый товарный бетон на заводе, будьте внимательны при проведении работ. Порядок действий:

1. рассчитайте точное количество необходимого бетонного раствора для работы и не забывайте о небольшом запасе в 8–10 % на всякий случай (лучше, чтобы немного раствора осталось);
2. подготовьте компоненты в необходимом количестве;
3. отмерьте нужное количество пластификатора в процентном соотношении по количеству используемого цемента и тщательно перемешайте его с водой – в зависимости от типа добавки понадобится от 2% до 10% от массы цемента;
4. вручную или с помощью бетономешалки замешайте инертный заполнитель с цементом;
5. добавьте воду с пластификатором в сухой замес и тщательно перемешайте до однородности.

Перед применением любого пластификатора обязательно стоит ознакомиться с инструкцией, прилагаемой к этим добавкам. Неправильный выбор типа присадки для бетона или некорректная ее дозировка могут привести к тому, что раствор будет испорчен. Если это удастся выявить в момент замешивания, вы потеряете только стоимость всех компонентов – гораздо хуже будет незаметное глазу нарушение качества бетона, которое может привести к разрушению уже готового строения. Помните, что перед использованием добавок для бетона стоит посоветоваться с профессиональными строителями и не экономить при выборе пластификатора.