Что такое быстросхватывающиеся бетоны и когда целесообразно их использовать

Что такое быстросхватывающиеся бетоны и когда целесообразно их использовать?

Используется быстротвердеющий бетон в строительстве многоэтажных зданий и монолитных бетонных сооружений для сокращения время ожидания между различными этапами строительства и увеличения качества постройки. Чтобы ускорить затвердевание, в раствор добавляют отвердители и специальные химические добавки. Такой метод имеет низкую себестоимость и широко доступен. Более редким и эффективным способом является измельчение цементного порошка и увеличение площади его контакта с водой.

Добавление строительного гипса ускоряет процесс затвердения в несколько раз, однако такая методика является устаревшей.

Быстросохнущий цемент

Основное отличие обычного цемента от быстросохнущего заключается в скорости затвердевания. Обозначается эта характеристика буквой Б после указания содержания в смеси добавок к примеру: М500 Д20 Б. На начальной стадии смешивания быстросохнущего (быстрозатвердевающего) цемента с водой происходит скорое схватывание смеси. При этом такой раствор набирает прочность в более короткие сроки, чем обычный ПЦ.

Быстросохнущий цемент

Область применения

Наибольшую популярность быстросохнущие цементы нашли в производстве железобетонных изделий, исключающем использование пропаривающих камер (например, промышленное изготовление фундаментных блоков т.п.). Особенно ярко проявляются свойства быстротвердеющего цемента в ходе кладочных работ. Применение данного строительного материала практически исключает риск простоев в работе, которые имеют место при работе с обычным цементом, когда нижние ряды кирпича начинают смещаться вод весом верхнего ряда. Сократить скорость затвердевания раствора также можно путем добавления в смесь ускорителей отвердевания.

Изготовление быстротвердеющего бетона

Производство данного материала осуществляется по технологии, предусматривающей тонкий помол цементного клинкера. В результате такого помола существенно увеличивается площадь поверхности цементных «зерен», что обеспечивает более высокие показатели схватывания цементной смеси. Также возможен вариант применения особого клинкера, обладающего специфическим минеральным составом.

Последний способ позволяет повысить экономию энергоресурсов и также поднять производственные показатели. Тонкий помол цемента достигается в результате дорогостоящего и довольного длительного производственного процесса, который влечет за собой износ оборудования, при этом объем изготовленного материала существенно снижается.

Сооотношение между компонентами цементного раствора

Если на мешках с цементом вы увидели маркировку, свидетельствующую о высоком процентном содержании трехкальцевых силикатов и алюминатов, его по праву можно считать быстротвердеющем цементом. Важное значение имеет и содержание таких компонентов в составе стройматериала, как С3А — 10% и C3S — 50%, специальных минеральных активных добавок. Количественно содержание введенных добавок может варьировать от 0 до 20. Данные показатель отражается в индексе Д.

Использование быстросохнущих портландцементов, содержащих специальные добавки, позволяет увеличить скорость оборачивания съемной опалубки и форм в изготовлении железобетонных изделий.

Согласно требованиям ГОСТ 10178-62 быстросохнущие цементы обязаны иметь предел прочности на изгиб — не менее 40 кгс/см 2 . Такую характеристику имеют железобетонные изделия через 3 дня твердения в стандартных условиях. При этом классическая 28-суточная прочность для портландцементов быстросохнущего типа не регламентируется.

Виды быстросохнущего цемента

• особобыстротвердеющий,
• сверхбыстротвердеющий.

Минеральные активные добавки в особобыстротвердеющем составе практически отсутствуют, при этом клинкер имеет тонкость помола 4000 см 2 /г и включает до 68% алита и 8% целита. Через сутки после заливки плотность такого цемента составляет 30 МПа, через 3 суток – 45 МПа.

Химико-минералогический состав сверхбыстротвердеющего ПЦ строго нормирован. Он включает галогеносодержащие вещества (например, фторид кальция), которые способствуют увеличению содержания алюминатов. Такой ПЦ имеет тонкость помола 7000-9000 см 2 /г. Уже через 1-4 часа после заливки об обретает прочность до 10 Мпа, которой вполне достаточно для того, чтобы начать проведение распалубки. Через сутки изделие набирает 60-70% нормативной прочности, применимой к бетону.

Растущая потребность в быстротвердеющих цементах объясняется стремительно увеличивающимися объемами производства строительных сухих смесей.

Сколько сохнет цемент?

Процесс высыхания и набора прочности бетона состоит из двух стадий:

• схватывание бетона. Это довольно короткий период – в течение первых двух часов после затворения смеси происходит схватывание цемента. Окончание процесса схватывания наступает приблизительно через 3 часа. Продолжительность процесса схватывания – всего 1 час (при температуре 20°С). Однако, если температура 0°С этот процесс растягивается до 20 часов. Причем начало схватывания начинается спустя 6-10 после затворения смеси. При пропаривании в специальных камерах период схватывания бетона не превышает 20 минут!

Набор прочности кладки

• твердение бетона. Данный процесс наступает непосредственно после схватывания цемента. Для того чтобы гарантировать нужную марку бетона следует выждать 28 дней. Сколько сохнет цемент, зависит от его состава. Если в смеси содержатся биологически активные добавки, то при затворении водой они вступают в химическую реакцию и процесс твердения бетона происходит гораздо быстрее.

Именно поэтому быстросохнущие цементы нашли широкое применение в скоростном строительстве.

Пластификатор для бетона своими руками

Пластификатор – вещество, которое придает большую эластичность и пластичность материалу, в данном случае бетону.

• Он частично способен заменить собой воду в составе смеси. Соответственно, снижается расход воды.
• Препятствует растрескиванию смеси при высыхании.
• «Просто бетон» – разведенный, но не используемый – со временем начинает расслаиваться. Пластификатор этому препятствует. Его действие не вечно, конечно, но «жизнь» смеси он удлинить способен.
• С пластификатором улучшается сцепка бетона с материалами, на которые он наносится, например армирующими элементами. Итоговое изделие становится крепче.
• Благодаря своему синтетическому составу пластификатор – это еще и дополнительная защита бетона от воды.
• Бетон с пластификатором в составе легче укладывать.

В общем, не бетон получается, а мечта. Но мы не ищем легких путей: за пластификатором не идем в магазин, а делаем его сами.

Яйца и глина – как деды завещали

В старину при строительстве в известковый раствор добавляли куриные яйца. Цемент изобрели относительно недавно, в XIX веке, но и в него тоже стали их добавлять. Для больших сооружений в приготовленный состав яйца кидали сотнями. Целиком или только белки – сведения разнятся. Обе части обладают хорошими сцепляющими свойствами, белок еще и водонепроницаемыми, также он уплотняет раствор.

Эталонная технология приготовления строительной смеси с яйцами в составе, скорее всего, утрачена. Слишком уж различаются возможности строителей прошлого и наших современников. У одного бетона сколько марок! А когда-то работали только с известью. Но можно «походить» по специализированным форумам, пообщаться с реставраторами.

Другой старинный стройматериал – глина. Когда еще не было цемента, ее использовали в сложном рецепте, включающем как вышеназванные яйца, так и гашеную известь, кровь животных и другие непривычные для современника ингредиенты. Готовили долго. Зато и постройки получались на века.

Сегодня с глиной обходятся проще. Зачастую именно глиной удешевляют бетон, заменяя частично тот же цемент. В каких пропорциях – остается на совести и фантазии строителей.

Бетон с глиной для фундаментов не годится! Возможны разрушения. Экспериментировать – так на незначительных постройках.

На суперпрочность такие составы не претендуют, но вполне оправдывают себя в небольшом дачном строительстве.

Мыло – дешево и просто

В составе мыла находится щелочь. У цемента тоже щелочная среда. Так что мыло с бетоном (цементом) совместимо. При попадании в строительную смесь мыло обволакивает ее частички, уменьшает трение между ними, и в целом раствор становится более пластичным.

Мыло рекомендуется вводить вместе с водой или сразу после нее в количестве не более 5 % от общей массы. Удобнее использовать жидкое мыло (или моющее средство, так как по сути это одно и то же).

Технические характеристики пластификатора

Пластификаторы для бетона – компоненты, основанные на полимерных составляющих и жидкого бетонного раствора. Применяются для эластичности кладочной смеси, достижения нужных свойств текучести и оптимальной степени поглощения влаги. В состав добавки входят реагенты, вступающие в реакцию с элементами бетона, образуя пластичную массу. Это улучшает адгезию, увеличивает плотность и прочность смеси.

Определенные типы пластификаторов придают бетону следующие свойства: увеличение текучести, повышение морозостойкости, усиление гидроизоляционных свойств

В процессе застывания раствор не распадается на отдельные фрагменты, не выделяется вода. И хотя срок застывания заметно увеличивается, это скорее плюс, так как появляется возможность вовремя исправить допущенные при заливке ошибки.

При наличии в составе пластичных добавок вся прослойка застывает равномерно, не образуя трещин и щелей, при этом значительно увеличивается устойчивость к температурным пикам.

Главным условием качественного состава является полная совместимость с элементами, входящими в состав смеси, низкий уровень летучести и высокая степень выносливости перед растворителями.

ВИДЕО: Как отличается состав с пластификатором и без него

Для чего применяют смеси?

Компонент применяется для решения определенных проблемных вопросов. В первую очередь, он регулирует уровень текучести и подвижности бетонной смеси. Это дает возможность при укладке раствора, избежать образования пустотных зон и в результате получить монолитную структуру.

Добавка повышает адгезию бетонных элементов непосредственно между собой и металлическим армированием. Она способствует сокращению воздушных ячеек в жидкой смеси, тем самым увеличивая эксплуатационный срок службы, прочностные характеристики и водонепроницаемость.

Кроме того, смесь повышает барьер замерзания жидкости, которую впитывает бетон. Таким образом, застывший раствор не подвергается разрушению из-за влияния низкого температурного режима.

Даже визуально заметна разница между обычным бетонным раствором и тем, в котором присутствуют пластификаторы

На данный момент, строительный рынок предлагает широкий ассортимент различных добавок, однако не все изделия способны качественно выполнять функцию по своему предназначению. В связи с этим, строители разрабатывают разнообразные способы, чем заменить пластификатор для бетона.

Разновидности пластификаторов для бетона

Выделяют 2 критерия классификации – по происхождению входящих в состав компонентов и по принципу действия.

По происхождению элементов выделяют:

• органические;
• органоминеральные;
• неорганические.

Первый вариант состава включает масла как производные нефтяной переработки, отходы лесообрабатывающей и агрохимической промышленности.

Во второй к ранее перечисленным добавляются минеральные добавки.

В третью группу добавляют формальдегиды и/или нафтолсульфокислоты, значительно повышающие качественные характеристики бетона.

По принципу действия пластификаторы разделяют на следующие группы:

1. Модифицирующие компоненты, задача которых заключается в усилении прочностных характеристик готового состава.

Ускорители для затвердения бетона

1. Морозоустойчивые – эти вещества также увеличивают прочность, но уже по отношению к критическим температурам. При проведении работ в зимнее время они не дают замерзнуть раствору еще до того, как он равномерно уляжется.
2. Суперпластификаторы замедляют процесс застывания, что особенно актуально при транспортировке жидких масс в бетономешалках. За счет такого ингредиента увеличивается эластичность и подвижность.
3. Аэропродуцирующие добавки, за счет которых масса наполняется воздухом. Уже застывший раствор внешне напоминает пористый шоколад. При этом влага попадает в поры и даже при замерзании не повреждает поверхностный слой.
4. Самоуплотняющиеся добавки – этот компонент используется для заливки конструкций с сильным армированием, когда обычный густой раствор может попросту не проникнуть.

Самодельные добавки

На протяжении долгого периода было разработано большое количество присадок, добавок и прочих составов для цементного раствора. Варианты, пришедшие из девятнадцатого века, предусматривают применение белка от куриных яиц, из двадцатого – добавление гашеных известняковых элементов. На сегодняшний день при создании смеси в домашней обстановке используют порошок для стирки или другие подобные средства.

Чтобы подобрать наиболее подходящий вариант, рассмотрим несколько рецептов, как создать пластификатор для раствора своими руками.

Способ 1: Шампунь или мыльный раствор

Вводить мыло в жидком виде нужно в момент затворения, соблюдая пропорции: 220-250 мл мыльного вещества на 50 кг цементного раствора (стандартный объем мешка).

Пошаговая инструкция создания пластификатора для бетона своими руками:

1. Растворите мыло, шампунь в воде.
2. Постепенно высыпайте в раствор цемент, не переставая мешать компоненты.
3. Когда мешок скрепляющей смеси будет полностью погружен в воду, перемешивайте консистенцию до тех пор, пока она не станет однородной без примеси комков.
4. После этого можно заливать смесь в формы или опалубку.

Важно знать, при добавлении мыльного компонента необходимо уменьшить порцию воды, ровно на столько, сколько миллилитров было использовано шампуня. Иначе бетонный раствор будет затвердевать на три часа дольше положенного.

Способ 2: Порошок для стирки

Порошок нужно предварительно растворить в воде и вводить при затворении цемента. На один мешок бетона для последующего применения, предполагается 100-170 гр. стиральной смеси.

Порошок, мыло или шампунь всегда вводят только в момент затворения — не раньше, но и не позже

1. Растворите необходимое количество стирального ингредиента в теплой воде.
2. Постепенно высыпайте в жидкость цемент и одновременно производите помешивание.
3. Доведите массу до однородности, без примеси цементных комков и заполняйте ею формы для блоков или опалубки.

Рекомендации и недостатки:

Важно учитывать тот фактор, что мыльные вещества необходимо смешить в первую очередь с водой, только потом в жидкость добавлять цемент. Это дает возможность исключить появление пены, которая может нивелировать свойства бетонного раствора.

Мыльные компоненты, входящие в состав пластификатора, вытесняют солевые вещества на поверхность. Это приводит к образованию сильных разводов. Шампунь не позволяет образоваться микро-ячейкам в бетонном составе, что значительно усложняет миграцию воды по бетонной смеси. Впоследствии бетонная стена при контакте с влажностью быстро намокает и появляется вероятность образования плесени или грибка.

Способ 3: Гашеная известь

Гашеная известь-пушонка – еще, чем можно заменить производственный пластификатор. Она придает смеси улучшенную клейкость, пластичность, увеличивает сцепление и действует как антибактериальное вещество, предотвращающее образование плесени.

Гашеная известь в качестве добавки

Как и в первых случаях, пушонку в количестве 15-20% от общего объема раствора, смешивают с водой, после – с цементом.

Способ 4: Клей ПВА

Данная технология имеет широкий ряд применения в строительной сфере. Добавление клея ПВА позволяет повысить прочностные характеристики, устойчивость раствора перед влажностью и улучшить его подвижность.

Рекомендуется использовать 200 гр. клея на одно ведро цементного раствора.

Другие добавки в бетон

Наряду с готовыми и самодельными смесями, строители используют ряд дополнительных компонентов. В их числе:

Противоморозные вещества

Наиболее популярным вариантом считается хлористая соль – хлорид натрия или хлорит кальция. Вещества способны сильно занизить температурный режим замерзания воды в растворе. Однако в данном случае, соль одновременно будет замедлять и его схватывание.

Следует знать, что использование солевых смесей запрещено при работе с армированными элементами, поскольку они способствуют образованию коррозии.

Ускоритель затвердевания

Используется при необходимости быстрого застывания смеси. Строительная химия не способна значительно ускорить процесс твердения. Поэтому, чтобы уменьшить затраты времени, предназначенного для высыхания бетона, следует применить технологию обработки насыщенным паром. Для осуществления данного процесса требуется специальное оборудование или электропрогрев бетонной конструкции с опалубкой.

Ускорение затвердевания бетонных смесей

Микроармирующие вещества

Используются в качестве альтернативы армирующей сетки. Также возможно применение в виде дополнительного укрепления будущего сооружения. Для решения задачи зачастую используют фибру следующего вида:

• Металлического;
• Полиэфирного;
• Стекловолокнистого;
• Полипропиленового.

Создать компоненты в домашних условиях невозможно, поэтому армирование следует производить при помощи металлического волокна.

Цены на продукцию

Если строитель не уверен в своих силах, что он сможет правильно подготовить, лучше не рисковать и купить пластификатор для бетонной смеси.

Если требуется произвести формовочные изделия из железобетона или монолитов, специалисты рекомендуют приобрести модификацию С3, стоимость на которую варьируется от 60 руб./кг.

Для создания стяжек или обустройства кладки лучше применить пластификатор, предназначенный именно для бетона по цене от 70 руб./кг.

Для чего их добавляют?

К основным плюсам введения в состав бетонов поверхностно-активных добавок относят:

• Увеличение текучести и подвижности раствора, в результате повышается удобноукладываемость, он лучше заполняет опалубку. Вероятность образования пустот, особенно при заполнении каркасов сложных конструкций, где вибропрессование затруднено, при этом снижается.
• Уменьшение количества воды в растворе: он быстрее набирает прочность.
• Лучшее сцепление с поверхностью (адгезия).
• Устойчивость к растрескиванию и перепадам температур. Морозостойкость.
• Усиление водоотталкивающих свойств штукатурки.
• Равномерное перемешивание и снижение вероятности расслоения и отделения воды.
• Увеличение прочности и срока эксплуатации бетона.

По способам воздействия все пластификаторы можно подразделить на:

1. Гидрофильного действия. Увеличивая смачиваемость, снижают время образования коллоидов (частиц, перемешанных в среде с другим веществом), в результате чего повышается текучесть и пластичность.
2. Гидрофобные. Обогащают пузырьками воздуха. Увеличивают пластичность смеси и прочность штукатурки.

По степени эффективности пластификаторы подразделяются на:

• Суперпластификаторы. Изготавливаются на основе меламиновых полимеров.
• Гиперпластификаторы. В состав вводятся поликарбоксилаты. Более активны, чем суперпластификаторы. Ввиду высокой стоимости используются в основном для создания тонкослойных самонивелирующихся растворов, к примеру, для самовыравнивающихся полов.

Заключение

Руководствуясь приведенными рекомендациями несложно самостоятельно подготовить специальный состав – пластификатор для цемента, улучшающий технические характеристики раствора. Важно соблюдать пропорции при самостоятельном введении в бетонную смесь пластифицирующих добавок. Это позволит получить качественную цементную смесь, обладающую необходимыми эксплуатационными характеристиками. Изготавливая пластификатор для раствора своими руками, легко достичь экономии денежных средств. Можете в этом убедиться!

Советы и рекомендации по железнению

Не стоит приступать к работе с бетонными поверхностями, если на них остаются пятна, грязь, пыль. Это сильно ухудшит качество сцепления с ремонтным раствором.

Любого рода мусор надо удалить с основания. В составе для железнения не должно быть примесей и посторонних добавок, так как они тоже плохо сказываются на результате, блокируют заполнение пор основными активными веществами.

Железнение — это важная и необходимая процедура по защите бетона, которая предупреждает его разрушение и предотвращает лишние затраты на ремонт. Способ значительно повышает срок службы конструкций, поэтому широко рекомендуется специалистами.