Добавки для бетонов и строительных растворов

Для улучшения свойств бетонов и строительных растворов, необходимых для возведения зданий и сооружений из бетона и железобетона, а также для приготовления сборных и монолитных конструкций высокого качества в наиболее оптимальные сроки, в их состав вводят специальные вещества - добавки.

Согласно ГОСТ 24211-2003 "Добавки для бетонов и растворов. Общие технические условия" п. 3: "Добавка - это продукт, вводимый в бетонные и растворные смеси с целью улучшения их технологических свойств, повышения строительно-технических свойств бетонов и растворов и придания им новых свойств".

Введение добавок в бетонную смесь улучшает технологические, механические и реологические свойства бетонов.

Другими словами, улучшаются свойства бетонных и растворных смесей от момента изготовления, транспортирования до укладки в опалубку и уплотнения, оптимально регулируются сроки и механизмы твердения искусственных конгломератов, улучшается их структура и конечные характеристики (на момент полного вызревания).

Так, например, для обеспечения легкой выгрузки, укладывания в опалубку и уплотнения бетонных смесей, иными словами, улучшения одного из основных свойств бетонной смеси - удобоукладываемости (подвижности, жесткости), применят добавки пластификаторы.

Для устранения таких нежелательных явлений как расслоение и потеря подвижности при транспортировки бетонных и растворных смесей, особенно на дальние расстояния, рекомендуется при их приготовлении добавлять замедлители схватывания или стабилизирующие добавки.

Применение добавок-ускорителей твердения, добавок, улучшающих текстуру бетона и, конечно же, пластификаторов и суперпластификаторов в процессе изготовления изделий и конструкций из сборного железобетона, способствует увеличению темпов оборачиваемости форм и бортоснастки; ускорению набора бетоном отпускной и передаточной прочности; улучшается текстура и качество поверхности изделий.

В решении вопроса экономии вяжущего, как наиболее дорогостоящего компонента бетонов, при сохранение всех его заданных характеристик - удобоукладываемости, плотности, прочности и долговечности, непревзойденными помощниками выступают добавки пластификаторы и суперпластификаторы, позволяющие существенно снизить расход цемента с 1 м³ бетона или раствора (до 17-20% от первоначального значения).

Введение в бетонную смесь на стадии приготовления пластификаторов, воздухововлекающих добавок, добавок, уплотняющих структуру бетона, а также добавок-"гибридов" или многофункциональных модификаторов, сочетающих в себе несколько эффектов сразу, способствует оптимизации таких характеристик бетона, как морозостойкость и водонепроницаемость, отвечающих за долговечность бетона и изделий из него.

Ведение работ по транспортированию, укладке и вызреванию бетона в зимних условиях возможно с применением различных видов прогрева смеси или же путем введения добавок специального назначения - противоморозных.

Противоморозные добавки, понижая температуру замерзания воды в бетоне (растворе), позволяют вновь уложенным конструкциям продолжать твердение вплоть до минус 15-20°С наружного воздуха, и окончательно добирать прочность при наступлении положительных температур - до достижения бетоном (раствором) характеристик проектного значения.

В нашей стране одним из крупнейших производителей такого рода продукции является компания ООО "Полипласт", предлагающая широкий ассортимент добавок различного назначения. Сеть филиалов данной компании охватывает всю территорию РФ, что обеспечивает доступность данной продукции значительному кругу потребителей.

Специалисты ООО "СтройМеханики" провели ряд исследований поведения добавок в бетонных смесях, их влияния на качество получаемого бетона, а также на предполагаемую экономию вяжущего вещества.

Все испытания проходили по ГОСТ 30459-2003 "Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности" и на соответствие ГОСТ 24211-2003 "Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия".

В качестве объекта испытаний были выбраны добавки компании ООО "Полипласт - Новомосковск", а именно:

• пластифицирующее-водоредуцирующая добавка суперпластификатор "С-3";
• пластифицирующая и регулирующая сроки схватывания (замедляющая твердение) добавка "Линамикс";
• регулирующая сроки схватывания (ускоритель твердения) добавка "Реламикс";
• пластифицирующая добавка с воздухоподавляющим эффектом (для улучшения текстуры бетона) "Дефомикс";
• противоморозная добавка "Формиат натрия"

Испытания добавок проводились на бетонных смесях, приготовленных на местных материалах. В качестве исходных компонентов состава бетона использовались:

• Портландцемент ОАО "Михайловцемент" - ПЦ 400Д0 - ГОСТ 10178-85;
• Песок для строительных работ, Мкр - 2,06 - ГОСТ 8736-93, ЗАО "Порт Серпухов";
• Щебень из плотных горных пород (известняк) см. фр. 5-20 мм - ГОСТ 8267-93, ОАО "Дорснаб" КСМиК "Берники", Др 600;
• Вода по ГОСТ 23732-79.

Контрольный и основные составы бетона изготавливались с учетом требования ГОСТ 30450-2003.

Из каждого состава (КС, ОС) изготавливалось 4 серии образцов по 6 штук в каждой для определения прочности на сжатие в возрасте 1, 3, 28 суток и через 4 часа после пропаривания. Размер образцов - 100×100×100 мм.

Пропаривание образцов осуществлялось в лабораторной пропарочной камере в течение 12 часов по режиму (3+3+6+2) при температуре изотермической выдержки 80°С, где:

• 3 - время предварительной выдержки;
• 3 - время подъема температуры;
• 6 - время изотермической выдержки;
• 2 - время снижения температуры.

Остальные образцы твердели в нормальных условиях: при температуре +20°С и относительной влажности воздуха у поверхности образцов 97%.

Результаты испытаний по каждому виду добавок приведены в таблицах 1-5.

Таблица 1 - Результаты испытаний добавки "С-3"

Наименование состава	Расход составляющих на 1 м³, кг					В/Ц	ОК, см	Прочность на сжатие, Rсж, кгс/см², в возрасте:				Прирост прочности, % от прочности КС в 28 суток
	Ц	В	П	Щ	Д (% от Ц)			1 сут	3 сут	28 сут	п/п
Контрольный состав - КС	350	180	685	1100	-	0,51	4	46	74	329	238	100
Основной состав 1 - ОС1	350	180	685	1100	0,4	0,51	16	43	71	327	236	99
Основной состав 2 - ОС2	350	180	685	1100	0,6	0,51	20	39	71	323	233	98
Основной состав 3 - ОС3	350	140	685	1100	0,4	0,4	13	76	134	379	297	115
Основной состав 4 - ОС4	350	120	685	1100	0,6	0,34	13	83	145	411	364	124
Вывод: Применение добавки "С-3" позволит: Сократить расход цемента на 1м³ бетона до 20% от массы вяжущего без снижения удобоукладываемости и проектной прочности бетона за счет уменьшения В/Ц; повысить показатели прочности и долговечности бетонов при неизменной удобоукладываемости смеси с пониженным В/Ц за счет сокращения воды; увеличить удобоукладываемость без изменения В/Ц, а значит, без изменения прочности и показателей долговечности бетона; одновременно увеличить прочность, долговечность и удобоукладываемость бетона, снижая В/Ц. Применять при необходимости нестандартные заполнители (мелкие пески и известняковый щебень) без снижения качества получаемой продукции.

Рекомендуемая дозировка добавки "Линамикс" как пластифицирующей составляет 0,3-0,4 % от массы цемента по сухому веществу. В количестве 0,4% от массы цемента данная добавка выступает как замедлитель скорости твердения бетонной смеси.

В связи с этим добавка "Линамикс" проходила испытания как пластифицирующая, замедляющая скорость твердения и как регулирующая сохраняемость подвижности бетонной смеси.

Таблица 2 - Результаты испытаний добавки "Линамикс", как регулирующей сохраняемость удобоукладываемости бетонной смеси.

Наименование состава	ОК, см через время, мин										Показатель эффективности Пу = tосн/tк
	Сразу после перемешивания	15	30	45	60	75	90	105	120	135
Контрольный состав - КС	11	11	11	11	11	10	10	9	7	5	1,75
Основной состав 1 - ОС1	11	11	11	11	11	11	11	11	10	10
Вывод: Применение добавки "Линамикс" позволит: Получать бетонные и растворные смеси с повышенной сохраняемостью свойст во времени без снижения прочности и долговечности бетона (В/Ц=const); сократить расход цемента на 1м³ бетона до 9-11% от массы вяжущего без снижения удобоукладываемости и проектной прочности бетона за счет уменьшения В/Ц; повысить показатели прочности и долговечности бетонов в проектном возрасте при неизменной удобоукладываемости смеси с пониженным В/Ц за счет сокращения воды; увеличить удобоукладываемость без изменения В/Ц, а значит, без изменения прочности и показателей долговечности бетона; возводить конструкции с малым модулем поверхности для снижения тепловыделения бетона, и, как следствие, его усадочных деформаций; сократить количество швов при бетонировании монолитных конструкций.

Таблица 3 - Результаты испытаний добавки "Реламикс"

Наименование состава	Расход составляющих на 1 м³, кг					В/Ц	ОК, см	Прочность на сжатие, Rсж, кгс/см², в возрасте:				Прирост прочности, % от прочности КС в 28 суток
	Ц	В	П	Щ	Д (% от Ц)			1 сут	3 сут	28 сут	п/п
Контрольный состав - КС	350	210	685	1100	-	0,6	11	59	104	297	221	100
Основной состав 1 - ОС1	350	175	685	1100	0,6	0,5	11	75	102	335	291	113
Основной состав 2 - ОС2	350	160	685	1100	0,8	0,45	11	91	147	366	311	123
Вывод: применение добавки "Реламикс" позволит: Ускорить набор прочности бетона в ранние сроки для обеспечения ранней распалубки ЖБИ и К; сократить время или температуру ТВО изделий до 50% или совсем отказаться от пропаривания; сократить расход цемента на 1м³ бетона до 15% от массы вяжущего без снижения удобоукладываемости и проектной прочности бетона за счет уменьшения В/Ц; повысить показатели прочности и долговечности бетонов в проектном возрасте при неизменной удобоукладываемости смеси с пониженным В/Ц за счет сокращения воды; увеличить удобоукладываемость без изменения В/Ц, а значит, без изменения прочности и показателей долговечности бетона; одновременно увеличить прочность, долговечность и удобоукладываемость бетона, снижая В/Ц; применять при необходимости нестандартные заполнители (мелкие пески и известняковый щебень) без снижения качества получаемой продукции.

Таблица 4 - Результаты испытаний добавки "Дефомикс"

Наименование состава	Расход составляющих на 1 м³, кг					В/Ц	ОК, см	Прочность на сжатие, Rсж, кгс/см², в возрасте:				Прирост прочности, % от прочности КС в 28 суток
	Ц	В	П	Щ	Д (% от Ц)			1 сут	3 сут	28 сут	п/п
Контрольный состав - КС	350	180	685	1100	-	0,51	4	46	74	329	238	100
Основной состав 1 - ОС1	350	180	685	1100	0,5	0,51	13	69	121	342	276	104
Основной состав 2 - ОС2	350	180	685	1100	0,7	0,51	18	66	117	334	267	102
Основной состав 3 - ОС3	350	180	685	1100	0,9	0,4	передозировка
Основной состав 4 - ОС4	350	145	685	1100	0,5	0,41	12	75	129	371	318	113
Основной состав 5 - ОС5	350	130	685	1100	0,7	0,37	11	77	136	384	337	117
Вывод: применение добавки "Дефомикс" позволит: Обеспечить получение бетонных и железобетонных изделий и конструкций с высоким качеством текстуры поверхности; сократить расход цемента на 1 м³ бетона до 13-17 % от массы вяжущего без снижения удобоукладываемости и проектной прочности бетона за счет В/Ц; повысить показатели прочности и долговечности бетонов в проектном возрасте при неизменной удобоукладываемости смеси с пониженным В/Ц за счет сокращения воды; увеличить удобоукладываемость без изменения В/Ц, а значит, без изменения прочности и показателей долговечности бетона; одновременно увеличить прочность, долговечность и удобоукладываемость бетона, снижая В/Ц; применять при необходимости нестандартные заполнители (мелкие пески и известняковый щебень) без снижения качества получаемой продукции.

Добавка "Формиат натрия" проходила испытания по ГОСТ 30450-2003 как противоморозная.

Образцы контрольного состава твердели 28 суток в нормальных условиях при температуре наружного воздуха +20°С и относительной влажности у поверхности образцов 97%, образцы основных составов - при отрицательных температурах, на которые было рассчитано количество добавки.

Таблица 5 - Результаты испытаний противоморозной добавки "Формиат натрия"

Наименование состава	Количество добавки, % от массы цемента	Условия твердения (расчетная температура), °С	Прочность на сжатие, кгс/см²	Прочность на сжатие, % от проектной
Контрольный состав - КС	0	20(±3) (нормальные условия)	309	100
Основной состав 1 - ОС1	2	-5	189	61
Основной состав 2 - ОС2	3	-10	145	47
Основной состав 3 - ОС3	4	-15	108	35
Вывод: Применение противоморозной добавки формиата натрия позволит предотвратить замерзание растворной или бетонной смеси в условиях отрицательных температур окружающей среды, обеспечит постепенное вызревание бетона и раствора, а после наступления положительных температур - достижение прочности проектных значений.