Добавки для цементного раствора

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.

Производители добавок

Большинство крупных производителей цемента и строительных смесей выпускают различные присадки для улучшения технических характеристик бетона. Наибольшей популярностью пользуется продукция марок:

• «Полипласт»;
• «ТехноНиколь»;
• «Биотех»;
• «Форт»;
• «Альянс»;
• «Суперпласт»;
• «МетаПро»;
• «Мастер».

Добавки для бетона компании Полипласт

Присадки реализуются в порошках с фасовкой 10–25 кг, в канистрах по 1–10 л. Средняя стоимость морозостойких добавок — 35–50 рублей/кг, ускорителей и замедлителей твердения — 50–90 рублей, пластификаторов — 70–110, воздухововлекающих присадок — 100–300 рублей. Правильное применение добавок гарантирует высокую прочность и длительный срок службы бетонной конструкции, поэтому экономия на присадках является нецелесообразной.

Производители добавок

Большинство крупных производителей цемента и строительных смесей выпускают различные присадки для улучшения технических характеристик бетона. Наибольшей популярностью пользуется продукция марок:

• «Полипласт»,
• «ТехноНиколь»,
• «Биотех»,
• «Форт»,
• «Альянс»,
• «Суперпласт»,
• «МетаПро»,
• «Мастер».

Добавки для бетона компании Полипласт

Присадки реализуются в порошках с фасовкой 10–25 кг, в канистрах по 1–10 л. Средняя стоимость морозостойких добавок — 35–50 рублей/кг, ускорителей и замедлителей твердения — 50–90 рублей, пластификаторов — 70–110, воздухововлекающих присадок — 100–300 рублей. Правильное применение добавок гарантирует высокую прочность и длительный срок службы бетонной конструкции, поэтому экономия на присадках является нецелесообразной.

Виды быстросохнущего цемента и маркировка

Всего существует два вида цемента с высокой скоростью схватывания и твердения – особобыстротвердеющий и сверхбыстротвердеющий. Они отличаются определенным особенностями в составе и свойствах.

Типы быстросхватывающегося цемента:

1. Особобыстротвердеющий – здесь почти нет минеральных добавок, клинкер мелется до показателя в 4000 см2/г, включает около 8% целита и 68% алита. Плотность бетона через сутки равна 30 МПа, через трое суток – 45 МПа.
2. Сверхбыстротвердеющий цемент – его состав строго стандартизирован, включает галогеносодержащие вещества, приводящие к увеличению алюминатов. Нормативная тонкость помола составляет примерно 8000-9000 см2/г. Через 2-4 часа после заливки бетонных изделий можно демонтировать опалубку (бетон набирает прочность в пределах 10 МПа), через сутки бетон набирает до 70% нормативной прочности.

Быстросохнущий цемент обозначается буквой Б, которая стоит рядом с указанием марки. Содержание минеральных и иных добавок отображается в процентах и указывается рядом с буквой Д.

Расшифровка индекса ПЦ 400 Д30 Б:

• ПЦ – портландцемент (может также быть ШПЦ – шлакопортландцемент)
• 400 – показатель марки, который говорит, что образец при тестах продемонстрировал стойкость к нагрузке до 400 кг/см2
• Д30 – в составе есть минеральные добавки в количестве 30% от общего веса (если Д0 – наполнителей нет)
• Б – быстросохнущий

Также могут быть указаны индексы: ВРЦ – водонепроницаемость, СС – сульфатостойкость, Н – нормальнотвердеющий цемент.

Также стоит помнить, что в 2004 году ввели новые обозначения международного образца, но маркировочные данные остались теми же – БТЦ Москва и область реализует со старым типом маркировки, к примеру. Тем не менее, если на упаковке указано ЦЕМ (CEM) I (II) 32.5 Б (Н), это значит: I – добавок нет, II – добавки есть, 32.5 – класс прочности, Б – быстротвердеющий бетон, Н – нормальнотвердеющий.

Прочие способы укрепления бетона

Укрепление бетона без применения добавок и присадок на стадии его формирования возможно с помощью армирующего волокна. В строительных магазинах можно купить фибра волокно, которое добавляют в раствор при замешивании. Фибра выступает в качестве своеобразной арматуры, существенно добавляя прочность готовому изделию.

Если необходимо укрепить уже готовую бетонную поверхность, применяют упрочнители твердого и жидкого типа, но нужно учитывать, что лучше всего такие упрочнители работают на горизонтальных поверхностях.

Жидкие упрочнители

Пропитки или праймеры по бетону производятся в жидком виде как водорастворимые неорганические смеси. Их наносят на готовые поверхности кистью или распылителем. В результате реакции упрочнитель проникает вглубь материала до 5 мм и образует нерастворимые соединения, защищающие бетон от внешнего агрессивного воздействия и повышающие его характеристики.

Жидкие составы можно наносить на старые и новые изделия из бетона, но нужно помнить, что нанесение пропиток в агрессивной среде бесполезно.

Сухие упрочнители

Укрепить готовые изделия из бетона можно и с помощью специальных сухих смесей с большой долей содержания цемента. Этот процесс напоминает железнение, которое практиковалось раньше.

Нанесение сухого упрочнителя помогает увеличить прочность бетонной конструкции на сжатие до 70 МПА. Также повышается способность бетона сопротивляться нагрузкам на растяжение и в целом повышается износостойкость. Срок службы увеличивается на 10 лет.

Агрессивность среды, в отличие от жидких пропиток, не мешает использовать сухие упрочнители, но для их применения нужно тщательно готовить поверхность бетонной конструкции. Поверхность выравнивается и освобождается от пыли и грязи. Для нанесения упрочнителя его разводят водой в соответствии с указаниями инструкции.

Сухой упрочнитель бетона

Правильное топпинговое устройство пола предусматривает корректный выбор требуемой смеси. Таковых в строительной индустрии существует несколько.

Благодаря этому, его стоимость остается на достаточно привлекательном уровне.

Среди других его характеристик можно выделить:

• Применяется только в том случае, когда напольное покрытие подвергается незначительным нагрузкам;
• Срок службы бетонного основания увеличивается в 1,5-2 раза после нанесения;
• Используется для реализации декоративных задач – кварцевый топпинг хорошо взаимодействует с красящими пигментами;
• Раствор характеризуется влагостойкостью и экологической безопасностью.

Сухой упрочнитель бетона можно купить в строительном магазине

На втором месте по частоте встречаемости находится корундовый топпинг. Его главным составным элементом является корундовая крошка, характеризующаяся повышенной прочностью и отменными эстетическими качествами. К примеру, верхним слоем можно царапать камень или другой твердый элемент без опасений за сохранность поверхности. Помимо этого, такой укрепитель бетонного пола вообще не подвержен абразивному истиранию.

Логичным местом его использования является комната или зал, где постоянно находится большое количество людей. Третью строчку популярности занимает металлизированный топпинг. Используется он реже других в силу более высокой стоимости, которая, справедливости ради, сбалансирована высоким качеством. Как следует из названия, изготавливается он с добавлением металлической стружки.

Состав каждой смеси подразумевают определенную сферу использования, поэтому перед началом работы рекомендуется ознакомиться с рекомендациями завода-изготовителя.

Классификация замедлителей схватывания: воздействие на состав бетона

Наиболее подходящими для этих целей классами являются первый, второй и четвёртый.

1. Добавки первого класса представляют собой электролиты, меняющие растворимость вяжущих веществ. К ним относятся амины, органические кислоты, а также спирты. На данный момент пользуются меньшим спросом.
2. Добавки второго класса взаимодействуют с вяжущими веществами, создавая труднорастворимые или малодиссоциированные соединения. Замедляющий эффект добавок этого класса можно объяснить появлением экранирующих плёнок, что получаются из продуктов реакции.
3. Добавки четвертого класса – наиболее походящий вариант добавок. К ним относят ПАВ, что способны адсорбироваться и на вяжущих, и на гидратных образованиях. Различают два основных вида замедлителей: химического и физического воздействий.

Первые основаны на торможении процесса роста кристаллической решётки в смеси. Благодаря медленному росту решётка приобретает более сложный и равномерный вид, что положительно сказывается на прочности готового бетона. Из плюсов можно также отметить повышение показателей морозостойкости и водонепроницаемости всей конструкции. Но здесь, как и говорилось выше, необходимо соблюдать строгую дозировку. Избыток добавки в растворе может привести к критической потере прочности бетона.

Вторые сформировывают труднопроницаемую пленку на самих зернах цемента, замедляя их схватывание. Это повышает адгезию и влагозащиту, но плохо сказывается на общей прочности готовой конструкции.

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.

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.

Время застывания бетона в опалубке, марочная прочность, cпособы ускорения твердения

От правильного соблюдения времени застывания бетона, залитого в опалубку, зависит прочность и долговечность возводимой конструкции. Твердение цементных смесей представляет собой сложный процесс, на который параллельно влияет множество факторов: от температурных условий до состава и структуры раствора. Минимальное время нахождения бетона в опалубочном каркасе — 1 день, верхний предел достигает 1 месяца.

Считается, что для окончательного схватывания, после которого цементная структура перестанет отдавать влагу, требуется не менее 28 дней, но соблюдать такие сроки в строительных работах нецелесообразно. Поэтому лучше выяснить: через какое время снимают опалубку для конкретно выбранного объекта из бетона, с определенными (контролируемыми) параметрами и вносить коррективы с учетом внешних условий (погоды, технологии заливки и ухода).

Зависимость сроков твердения от марки раствора

Существуют строительные нормы, разрешающие провести снятие щитов после достижения определенного процента прочности. Они напрямую связаны с маркой бетона, чем ниже качество, тем выше показатель. Данная зависимость отражена в таблице:

На практике это означает, что снятие опалубки для бетона М500 разрешается при достижении 30 % прочности, то есть использование высококачественных марок ускоряет стройку, и наоборот. Конкретное время безопасного схватывания определяется с учетом других внешних факторов по специальному графику.

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

1. Крупнофракционный наполнитель. В качестве этого элемента используют битое стекло, щебень, песок.
2. Мелкофракционный наполнитель. Введение такого компонента снижает стоимость продукта. Наполнителем становится графит или кварц.
3. Связующее звено. В смесь вводят полимерную смолу, например полиэфирную, фурановую, карбамидоформальдегидную или эпоксидную. Полимербетон содержит 5% связующего вещества.
4. Вспомогательные добавки. К ним относят вещества, повышающие эластичность и морозостойкость, придающие составу нужный цвет.

Добавки — ускорители твердения бетона

Данные ускорители твердения бетона рекомендуется использовать при следующих работах:

— изготовление железобетонных компонентов сборного типа и преднапряженного материала;
— возведение строений монолитного типа, используя тяжелые бетонные ингредиенты;
— изготовление бетонного материала имеющего структурный состав мелкозернистого типа;
— строительство зданий с легким бетоном;
— возведение строений из материалов густоармированного типа;
— для образования конструкционных элементов с тонкими перегородочными секторами;
— изготовление сложноконфигурационных элементов.

КПД ускорителя твердения бетона увеличивается, когда производят высокоподвижные смеси и получают прочные бетоны. Это происходит и тогда, когда бетон с хорошими показателями по прочности быстро затвердевает на первые или вторые сутки.

Типы отечественных добавок твердения бетона:

Калия карбонат способствует быстрому твердению бетона.

1. Калия карбонат. Имеет вид порошка белого кристаллического — соль с яркими щелочными показателями; может занимать до 5% цементной массы. Бетонная смесь схватывается быстро и приобретает крупнопористую структуру.
2. Кальция хлорид. Является порошком кристаллическим белым, который способен расплываться при длительном нахождении на открытом воздухе.
3. Кальция нитрат. Является кристаллами бесцветными, обладающими хорошей растворимостью в воде.
4. Кристаллогидрат технический натрия сульфата. Является отходом создания аскорбиновой кислоты. Нельзя применять в конструкциях, находящихся под влиянием тока постоянного.
5. Лигнопан Б2. Ускоритель твердения, обладающий пластифицирующим действием. За счет отсутствия хлоридов в составе не способствует возникновению коррозии арматуры, а еще бетона. Используется для создания изделий с безопалубочным формированием. Дозировка — 0.6-1.5%.

Ускорители и замедлители отвердения

Ускорители используются для заливки железобетонных и нестандартных конструкций, когда требуется быстрое наращивание количества слоев. Также часто применяется при заливке бассейнов, чтобы не тратить лишнее время на ожидание отвердения сначала нескольких слоев на дне, а потом еще и на стенках.

Замедлители имеют противоположный эффект, в основном применяются при перевозке готовой смеси, а также для больших площадей, на залив которых уходит больше времени.

Также целесообразно применять ее для больших толщин, когда бетонирование проходит непрерывно, чтобы избежать расслаивания бетона.

Что происходит с бетоном при низких температурах?

При обустройстве основания часто возникает вопрос: “Можно ли заливать фундамент зимой, используя обычный бетон?” Нет, нельзя. Для этих целей подходит тот, в состав которого входят специальные модификаторы. Благодаря присадкам бетон успевает набрать необходимые качества, он не схватывается раньше времени. Ко всему прочему, модифицирующие добавки намного облегчают заливку бетонного раствора в опалубку.

При выборе модификаторов следует обращать внимание на показатели морозоустойчивости и скорость затвердевания бетона. Необходимое количество вещества определяют по шкале, указанной на упаковке. Процесс отвердевания бетона, или, как еще говорят строители и инженеры, набор проектной прочности – результат постепенной потери молекул воды из раствора

Длительность отвердевания в большой степени зависит от состава раствора (см. таблицу 1), но еще больше на процесс влияет температура окружающей среды

Процесс отвердевания бетона, или, как еще говорят строители и инженеры, набор проектной прочности – результат постепенной потери молекул воды из раствора. Длительность отвердевания в большой степени зависит от состава раствора (см. таблицу 1), но еще больше на процесс влияет температура окружающей среды.

В зависимости от температуры, марочную прочность он может приобрести за 14 и более дней, и чем холоднее воздух – и бетонная масса – тем больше времени потребуется для набора полной прочности.

При этом для замерзшего и потом оттаявшего бетона набор прочности идет тем быстрее и равномернее, чем позже замерзла смесь.

На графике представлены кривые:1. не замороженный бетон;2. смесь замерзла на седьмые сутки с момента заливки;3. бетон замерз на третьи-четвертые сутки от заливки;4. замерзание произошло в первые сутки с момента бетонирования.

Если считать «зимними условиями» температуру от 5 до -3 градусов Цельсия, то заливать фундамент зимой можно. Если же принимать более типичную для нашей страны температуру в 10 и ниже градусов мороза, придется строительные работы отложить или, как минимум, воспользоваться специальными добавками.

Планируя заливку фундамента зимой, необходимо заранее подумать о специальных добавках в бетонную смесь – ускорителях твердения и противоморозных присадках.

Эти добавки выпускаются в виде порошка и жидкости, процентное содержание в бетоне зависит от температуры внешней среды и состава присадки.

Для сравнения представлены данные по трем видам добавок.