Бетон с полимерными добавками

Обновлено: 11.05.2024

Композитный или геополимерный бетон стал актуальным в последнее время, так как экологическая обстановка в мире ухудшается и производители стараются выпускать продукцию, не оказывающую пагубного воздействия на окружающую среду. Такой вид материала, как геополимер, относят к экологически чистому, состоящему из натуральных материалов. В сравнении со стандартным видом, он имеет быстрый срок твердения (до 1-й недели) и более стойкий к влиянию кислот и других химических элементов.

Что собой представляет геополимерный материал?

Появление рецепта связано с полимеризацией компонентов геологического происхождения в процессе реакции материала и щелочной среды. При правильном соединении и пропорциях они составляют монолит. Этот процесс проводят при низких температурах, за счет которой происходят химические связи. Шлак придает прочность, а зола повышает запас стойкости на сжатие.

Рецепт геополимера

Инновационный материал в своем составе, вместо песка, гравия и щебня, включает также такие компоненты, как:

Зольная пыль — диспергированные частицы.
Шлак — побочный продукт от производства металла.
Вяжущие вещества, с помощью которых частицы пигмента скрепляются между собой. Вещества представлены жидким стеклом и гидроксидом калия.
Инертный заполнитель. Занимает большую часть основы полимерного бетона.
Минеральная крошка, кварцевый песок, деревянная стружка, перлит.

Количество и вид наполнителя оказывают влияние на несущие и изоляционные качества, поэтому для тяжелых типов конструкций используют зерна до 4 мм.

Свойства цемента

Достоинством геополимерного бетона является его огнеупорность и стойкость к высокой температуре.

Особое внимание исследователей в области строительства было обращено на изучение характеристик геополимерного бетона. Во время испытаний было выявлено, что геополимер устойчив к коррозии. Выделяемый углекислый газ при производстве, по сравнению с другими типами, на 90% меньше, что снижает показатели «парникового эффекта». По результатам испытаний в лаборатории на огнеупорность, материал выдерживает до 1316 °C. В процессе проведения эксперимента на образец геобетона 2 суток воздействовали высокой температурой в 230 °C. После оценки состояния был сделан вывод, что исходник не только не воспламенился, но также не дал трещин или сколов по всей его поверхности.

Зольная пыль в составе бетона обеспечивает свойства материала, по которым он не уступает портландцементу, а даже превосходит его. Для него характерно быстрое твердение и множественная цикличность «замораживания-оттаивания». Среди его основных преимуществ выделяют такие, как:

высокая прочность (как натуральный, природный камень глубинной горной породы — гранит);
отсутствие продольной и осевой деформации;
низкая, близкая к нулю, проницаемость;
высокая эластичность.

Геополимерная технология производства бетона

Сырьем для производства строительного материала является зола и шлак, запасов которых на планете много.

В помещении, где проводится замешивание, в обязательном порядке нужно следить за влажностью, она должна быть низкая. Процесс смешивания компонентов проводят быстро, чтобы смесь не загустела. Сырья для производства бетона, такого как зола и шлак, у человечества неисчерпаемое количество, поэтому производство геобетона набирает обороты. Производство геополимерного бетона выполняется по следующему нормативному документу: ТУ 5870—006—30993911—2014 «Геополимер. Технические условия».

Области применения

Ранее геобетон использовали для укладки дорожек, но с изучением материала возможности расширились. Например, в Австрии создали аэропорт с техническими постройками из такого материала. Геополимерный бетон используют для сложных конструкций: сверхпрочных балок и панелей, ж/д шпал и труб канализации. Кроме этого, из него возводят мосты и различные объемные сооружения за счет эластичности и устойчивости. А в архитектуре он целесообразен для изготовления колонн, создания скульптур или памятников. Геобетон можно использовать практически во всех элементах и изделиях, в которых применяют классический тип.

Как сделать геобетон своими руками?

Геополимерный бетон находится в стадии разработки, состав и расчет количества ингредиентов для его изготовления найти в документации сложно, поэтому предприятия опираются на ТУ. Рецепт приготовления 1 кг монолитного строительного материала своими руками следующий (компоненты указаны в граммах):

зола — 330;
стекло жидкое кристаллообразное — 200;
40% гидроксид калия, полученный электролизом— 90;
шлаковый остаток после сжигания металла — 330;
холодная вода — 55.

В состав геополимерного бетона для необходимой эластичности входят специальные полимерные добавки: клей ПВА, эпоксидная или полиамидная смола.

Подготовка к работе

Перед началом работы необходимо надеть средства защиты, чтобы избежать получения ожогов.

Для начала стоит уделить внимание средствам защиты, так как ингредиенты для замешивания агрессивны и могут вызвать ожоги слизистых. Подготавливается следующий инвентарь:

резиновые перчатки;
защита для глаз;
спецодежда;
респиратор.

При смешивании химические элементы выделяют большое количество тепла, поэтому при работе с ними используют таз или другую емкость, которая устойчива к высокой температуре. Для быстрого затвердевания теста к опалубке прикладывают электролиты. Чтобы самостоятельно в домашних условиях сделать геополимерный бетон, потребуются такие инструменты и материалы:

бадья;
деревянная лопатка при работе со щелочью;
портативные весы;
электролиты;
форма.

Замешивание раствора

Сухие компоненты и воду помещают в бетономешалку. Добавляют золу и шлак в соотношении 50:50. Следующим этапом добавляют полимеры, и тщательно вымешивают смесь. Полимерными компонентами могут быть клей ПВА, смола с водорастворимыми свойствами. Составные элементы клея заменяют вяжущее вещество. А древесина, измельченная до стружки и добавленная в смесь, позволяет добиться однородного заданного цвета после затвердевания. Ее отмачивают в воде и поддают обработке озоном, затем включают в раствор. Для снижения высокой скорости твердения при замесе применяется соль борной кислоты (Na2B4O7).

Заливка смеси в формы

Готовую смесь разливают в формы, при этом отслеживая и устраняя пустоты, если таковы появляются.

Опалубку смазывают маслом и устанавливают при необходимости арматуру. Далее форму заполняют подготовленным раствором. С помощью инвертора в течение одного часа на массу воздействуют током, после предварительного затвердевания опалубку снимают. Бетон набирает прочность в зависимости от температурных условий, и этот процесс ускоряется при прогреве электродами. При заливке отслеживают и устраняют наличие пустот, из-за которых конструкция из геополимера может в дальнейшем растрескиваться. Затвердение и образование поверхностной пленки происходит в течение суток. Пленка повышает монолитность и способность выдерживать сильные эксплуатационные нагрузки.

Преимущества и недостатки

Геополимерный бетон прост в изготовлении. Важное качество геобетона — создание гладкой поверхности, которая набирает прочность в зависимости от времени. Нужные ингредиенты для приготовления раствора легко найти и цена их невелика. При использовании инновационного раствора сокращают расходы на строительные работы, возводят сооружения с меньшим количеством исходных строительных материалов. Низкая теплопроводность геополимерного материала снижает затраты на отопление производственных помещений.

Среди преимуществ геополимерных бетонов выделяют такие, как:

малая усадка;
высокие показатели прочности бетона на сжатие;
пожаробезопасность;
низкая воздухо- и паропроницаемость;
экологичность и безопасность;
производство с добавлением отходов;
быстрое затвердевание;
податливость к механическим воздействиям, например, алмазными кругами;
невысокая стоимость;
возможность изготовить смесь за счет распространения компонентов в рецепте.

Плюсом геобетона считают стойкость к коррозии и быстрое затвердевание раствора. Через 2 суток после заполнения формы можно совершать обработку, а процесс полного затвердения происходит за 7 дн., в то время как классический вид бетона имеет срок твердения 28 дней. Геополимерный бетон — экологически безопасен с высокой степенью адгезии с материалами, выдерживает колебания температуры, не склонен к деформационным процессам и растрескиванию. Но имеет один недостаток — несовершенная технология производства (на стадии разработки). Массовое производство в связи с этим затруднено.

Отдельную нишу на рынке стройматериалов занимает композитный полимерный бетон, в составе которого находятся различные минеральные полимеры. Благодаря им, характеристики структуры бетонной смеси существенно улучшаются, и это достойная замена обычного бетона. Есть разные виды смеси с добавлением полимеров, каждый из которых имеет свои особенности и область применения. Прежде чем начать использовать этот материал, следует внимательно изучить его технические характеристики и правила применения.

Состав материала

Полимерный бетон состоит из полиэфирных смол, одним из главных свойств которых является связывание составляющих смесь компонентов между собой. Для изготовления бетонного раствора с полимером используются такие смолы:

Эпоксидные. Вещество без запаха, при добавлении в смесь придает материалу во время работы особую прочность, однако готовая поверхность получается хрупкой.
Метилметакрилатные. Смола отличается резким запахом, который сразу после полимеризирования исчезает. Такой цементно-полимерный материал быстро схватывается, однако поверхность остается уязвимой перед воздействием химических веществ.
Полиуретановые. Имеет самое широкое применение, так как придают поверхности особой прочности и надежности.

Кроме этого, в качестве вяжущего вещества применяется фурановый и полиэфирный полимеры. Еще используются дополнительные добавки в бетон, такие как:

молотый тальк;
графитовый порошок;
андезитовая мука;
измельченный базальт;
слюда.

Грубый зерновой состав включает компоненты:

гравий;
щебень;
кварцевый песок.

Свойства и характеристики

Если технология изготовления полимербетона строго соответствует принятым стандартам, состав, приготовленный на смолах и затвердителях по прочности и надежности обходит смеси, сделанные из привычных компонентов.

Основные свойства, которыми обладают полимерцементные бетоны, представлены в таблице:

Показатель	Оптимальное значение
Плотность	300—3000 кг/м3
Противостояние на сжатие	50—110 МПа
Противостояние на изгиб	3—11 МПа
Предел истирания	0,02—0,03 г/см2
Температурный предел	60—40 °C
Упругость	10000—40000 МПа
Коэффициент теплопроводности	0,05—0,85 Вт/мК
Объем поглощения влаги	0,05—0,5%

Химическая пассивность определяется ГОСТом 25246–82. Согласно этому нормативному документу, при нагревании поверхности до 200 градусов по Цельсию химическая стойкость составляющих полимербетона к азотной кислоте не менее 0,5%, а к соляной кислоте, раствору кальция и аммиаку — не меньше 0,8%. Исходя из таких характеристик, можно сделать вывод, что полимербетонные полы обладают всеми важными для строительства качествами.

Какие существуют виды?

С учетом того, в какой концентрации представлены полимерные наполнители в общей смеси, различают такие классы полимербетона:

особо тяжелый;
тяжелый;
легкий;
облегченный.

С учетом технических характеристик и метода изготовления, различают такие виды:

Полимерцементный. Отличается повышенной прочностью. Используется для отделки поверхностей, на которые оказывается максимальная нагрузка.
Пластобетон. Устойчив к кислотным и щелочным реакциям, выдерживает критические плюсовые и минусовые температуры.
Бетонополимер. Технология производства отличается от других тем, что готовый блок пропитывается мономерами. Полимер заполняет микроотверстия материала, придавая ему повышенную прочность и устойчивость к воздействию негативных механических факторов.

Как сделать своими руками?

Подготовительные работы

Для изготовления смеси необходимо определить, какие полимерные добавки в цемент будут использоваться. Кроме этого, следует подготовить дополнительные составляющие. Песок очищается от посторонних включений, гравий или щебенка промываются. Еще просеивается кварцевый песок. Для замеса смеси рекомендуется использовать бетономешалку, однако вместо нее можно использовать строительный миксер. На этом этапе приготовление завершено, можно приступать к замешиванию смеси.

Как готовятся полимербетонные растворы?

Материал довольно быстро схватывается, потому необходимо использовать его сразу.

Сделать полимерный бетон своими руками несложно. Для этого рекомендуется следовать инструкции:

Соединить все компоненты, добавить воду и смешивать все на протяжении 2 мин.
Для размягчения связующего вещества используется растворитель.
В смолу ввести пластификатор, тщательно перемешать.
Добавить в смесь связующий компонент, а затем — затвердитель.
Повторно перемешать компоненты 3—5 мин.
Раствор готов. Проводить заливку необходимо сразу, потому что материал быстро застывает.

Как производится заливка?

После подготовки формы смесь заливается в нее.

В зависимости от того, какое назначение полимербетона, технология заливки будет отличаться. Для изготовления формового блока рекомендуется следовать такому алгоритму:

Приготовить форму, поверхность обработать техническим маслом.
Заполнить готовой композитной смесью емкость, поверхность тщательно разровнять.
Поставить форму на вибрационный стол или площадку, уплотнить раствор.
Оставить изделие высыхать на сутки.

Преимущества и недостатки полимербетона

Полимерная добавка для бетона придает поверхности дополнительной прочности, предупреждая ее деформацию и разрушение. Это главное преимущество материала.

Кроме этого, можно выделить и такие плюсы:

высокая водонепроницаемость;
устойчивость к резким перепадам температурного режима, а также к воздействию химических и биологических сред;
гладкая поверхность, благодаря которой изделие имеет привлекательный внешний вид и не пачкается;
возможность добавлять в состав различные пигменты, благодаря чему можно имитировать дорогостоящие натуральные камни — мрамор, гранит и др.;
переработка и повторное использование материала по назначению;
отсутствие дополнительной обработки или декора готового изделия из полимербетона;
высокие теплоизоляционные свойства;
повышенная устойчивость к ультрафиолетовым лучам;
надежное поглощение шумов и вибрации;
небольшой вес по сравнению с цементно-бетонными изделиями.

Однако немаловажно уделить внимание недостаткам, среди которых выделяют такие:

высокая стоимость обязательных компонентов, образующих основу состава;
отсутствие на строительном рынке некоторых необходимых материалов;
наличие в составе смеси около 10% искусственных веществ;
пожароопасность полимербетона.

Применение материала

Добавляемые по технологии полимерные добавки в бетон придают материалу особую надежность и прочность, поэтому сфера применения полимербетона в строительстве обширна. Смесь используется для оформления дорожек, террас, бордюр, лестниц, заборов, бассейнов, цоколей здания. Кроме этого, растворы и полимерные наполнители подходят для внутренней и наружной отделки стеновой поверхности, а еще из полимербетона делают прочный и долговечный наливной пол. Материал отличается гибкостью и пластичностью, поэтому из него получится изготовить различные декоративные фигуры и элементы. После высыхания готовое изделие можно раскрасить с помощью акриловых красок.

Полимерный бетон — прочный материал, отличающийся эстетичным внешним видом. Прочность бетонной смеси сочетается с красотой натурального камня. Доступная цена позволяет часто применять материал при строительно-отделочных работах.

Характеристики

Полимербетон устойчив к воздействию влаги и механических факторов. Он нормально реагирует на изменения температур.Состав быстро застывает, хорошо сцепляясь с любым основанием. Материал эластичен и воздухопроницаем. Он не вступает в реакцию с химическими агентами.

Главной характеристикой полимерцементной смеси является экологическая безопасность.

Полимербетон не выделяет веществ, негативно влияющих на здоровье человека и окружающую среду. Смесь можно использовать при строительстве объектов общественного питания.

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

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

Технология производства

При производстве строительного материала используют 2 технологии:

Периодическая. В таком случае емкость после каждого цикла изготовления материала очищают. Полимербетон можно производить с помощью бетономешалки или простого таза.
Непрерывная. Технология используется крупными предприятиями. Конвейер включает литьевые установки, дозаторы и автоматические миксеры.

При изготовлении изделий из полимербетона используют формы, обрабатываемые разделительной смазкой. Состав позволяет легко извлечь готовый продукт. Форма делается из силикона, деревянных досок, стеклопластика или металла.

Процесс изготовления включает такие этапы:

Подготовка. Форма обрабатывается разделительной смазкой и покрывается гелькоутом необходимой цветовой гаммы.
Создание состава. Наполнители и полимерные добавки для бетона тщательно перемешиваются с помощью мешалки.
Укладка смеси в формы. На крупных предприятиях на этом этапе используют бетоноукладчики. При изготовлении изделий в небольшом цехе действие выполняется вручную.
Виброуплотнение. Путем вибрации смеси придают нужные свойства. Длительность этого этапа составляет 2 минуты. На заводах используется резонансная виброплощадка. Небольшие предприятия снабжаются вибростолами.

В промышленных условиях изделия из полимербетона подвергают термической обработке. Это уменьшает время застывания продукции. В остальных случаях затвердевание протекает в естественных условиях.

Достоинства материала

Полибетон обладает рядом положительных качеств, позволяющих использовать материал тогда, когда классический бетон не обеспечивает нужного результата.

К преимуществам композитного состава относятся такие характеристики:

Устойчивость к повышенной влажности. Капли воды быстро испаряются с поверхности, не успевая впитаться.
Нечувствительность к перепадам температур. Изделия не деформируются при быстром нагревании или охлаждении. Качество материала не зависит от числа циклов заморозки. При производстве бетонных смесей вместо традиционного цемента или силиката используют полимер.
Устойчивость к агрессивным веществам. Покрытие не повреждается под воздействием дезинфицирующих средств и растворителей. Это позволяет отказаться от использования дополнительных способов обработки поверхности.
Возможность восстановления поврежденных участков. Композитный массив реставрируется путем применения специальных смесей.
Увеличенная прочность. При небольшом весе эта характеристика не уступает таковой у классического бетона.
Гладкость поверхности. При изготовлении изделий не образуются неровности. Материал не скользит, не стирается. Это позволяет избежать загрязнения покрытия. При необходимости поверхность моется привычными способами.
Возможность повторной переработки. Материал используется в создании технологических отходов. Это снижает себестоимость продукта, производимого по безотходной технологии.

Особенности и сфера использования

Полимербетон применяется для изготовления таких изделий:

Столешницы. Элементы кухонного гарнитура, изготавливаемые из этого материала, отличаются повышенной прочностью, гигиеничностью и длительным сроком службы. Они хорошо вписываются в любой интерьер. Столешницы из полимербетона не отличаются от изделий, изготавливаемых из натурального камня.
Полы. Напольные покрытия отличаются устойчивостью к загрязнениям и простотой монтажа. Поверхность пластична, устойчива к механическим повреждениям, имеет эстетичный внешний вид. Слой толщиной 2 мм может эксплуатироваться в течение 10 лет.
Декоративные части фасадов. Полимербетон не отличается от мрамора или гранита. Полимерные изделия имеют небольшой вес, поэтому могут устанавливаться без создания массивного основания.
Памятники и ограждения. Полимерный массив устойчив к воздействию атмосферных факторов, что позволяет использовать его для оформления ритуальных объектов.

Виды полимерных систем

Под термином полимербетон подразумевается обширная группа строительных смесей, отличающихся составами и способами производства.

Группа пластобетонов

Свойства материала определяются типом вводимых наполнителей, полимеров, вспомогательных добавок. Для отделки помещений нельзя использовать фурфуролацетоновые смеси. Эпоксидные и метакрилатные составы безопасны для человека и животных.

По сравнению с классическим бетоном пластобетон имеет более высокие показатели влагостойкости, морозостойкости и эластичности. Недостатком считается быстрый износ.

Полимерцементные системы

В состав таких материалов входит цемент.

Получают смесь 3 способами:

Смешивание основы с водными растворами полимеров — поливинилацетата или искусственного каучука.
Введение дисперсии полимеров или мономеров. Наиболее часто используют фурановый спирт и эпоксидные смолы.
Пропитка бетона. На нужную глубину вводят полимерные компоненты, например карбамид или стирол.

Рекомендованный объем связующего компонента — 15-20%. Это позволяет сохранять структуру цементного состава. При увеличении содержания полимера изделия утрачивают прочность. В качестве заполнителя используют песок или мелкофракционный щебень. Полимерцементные смеси применяют для создания износостойких напольных покрытий.

Бетонополимерные композиции

Бетонополимер — отвержденная цементная смесь, на поверхность которой наносят жидкую пропитку. В состав материала включают металакрилатные смолы и катализаторы, которые застывают в структуре минерального каркаса.

Недостатком является наличие большого количества пор, возникающих на этапе производства изделий.

Такие дефекты уменьшают прочность и устойчивость к агрессивным веществам. Заполнение пор полимером помогает улучшить характеристики состава.

Геобетон

В строительстве все чаще начинают использовать материалы, при производстве которых используются природные компоненты. Геополимерный бетон похож на классический, однако эксплуатационные характеристики несколько отличаются. Структура напоминает строение натурального камня.

Низкая себестоимость делает материал востребованным среди индивидуальных застройщиков. Геобетон используется для строительства многоэтажных зданий и создания декоративных элементов.

Цементно-полимерный бетон своими руками

Процесс изготовления полимербетона своими руками включает такие этапы:

Подготовка компонентов. Щебень очищают от посторонних включений и промывают. Песок пропускают через сито. Влажность фракции должна составлять не более 1%. Поэтому песок тщательно просушивают.
Смешивание. Компоненты помещают в бетономешалку. В первую очередь кладут щебень, затем песок и заполнитель. Ингредиенты перемешивают в течение 2 минут. После введения воды процедуру повторяют.
Подготовка связующего компонента. Смолу размягчают, добавляя растворитель. Готовое вещество смешивают с пластификатором.
Введение связующего компонента с отвердителем и подготовленной бетонной смесью. После введения отвердителя состав перемешивают в течение 3 минут.

Добавки в цемент сегодня используются в строительстве повсеместно: специальные вещества позволяют улучшать различные характеристики и свойства, повышать механические показатели бетонного раствора для тех или иных целей. Полимерные и пластифицирующие, модифицирующие составы могут делать бетонную смесь более пластичной и практичной в работе, стойкой к воде или морозу, повышать прочность и т.д.

Большинство добавок в цемент значительно облегчают процесс укладки раствора и его уплотнения, понижая таким образом трудовые и финансовые затраты. Могут использоваться в производстве бетонных конструкций, растворов, элементов любого уровня прочности. Наиболее популярными сегодня считаются такие добавки для цемента: замедлители/ускорители схватывания бетона, противоморозные, для водонепроницаемости, воздухововлекающие, стабилизирующие и т.д.

Добавки в цементный раствор и для бетона

Чаще всего в строительстве используют специальные присадки, увеличивающие прочность высоконагруженных конструкций из бетона. Популярны гидрофобные составы, улучшающие показатели морозостойкости. В основном они добавляются прямо в замешивающийся бетонный раствор, который используется сразу после приготовления.

После завершения процессов схватывания и твердения растворы с добавками демонстрируют дополнительные эксплуатационные характеристики – стойкость к коррозии, минусовой температуре, воде, повышенную прочность на изгиб/сжатие и т.д. Применение присадок целесообразно в определенных ситуациях, при учете высокой цены бетона и раствора с вмешанными в него добавками.

Использование добавок для цемента актуально:

При производстве высоконагруженных железо-бетонных изделий – это могут быть фундаментные блоки, к примеру
Если к бетону предъявляются повышенные требования по стойкости к воде/морозу
Когда в роли заполнителя выбирают материалы нестандартных фракций – мелкий песок, например
Если есть необходимость замеса мелкозернистого бетонного раствора
В строительстве монолитных сооружений и зданий, где используют расширяющие присадки

Виды добавок

Задумываясь о том, что добавить в цемент для прочности, необходимо тщательно рассмотреть все существующие виды добавок, изучить их свойства, определить целесообразность использования тех или иных составов, просчитать предполагаемые нагрузки и другие ключевые моменты.

Ускорители набора прочности

Присадки данного типа увеличивают скорость схватывания, твердения бетонной смеси и, соответственно, существенно повышают прочность на сжатие и изгиб в сравнении с марочными показателями. Наиболее популярный и доступный по цене ускоритель набора прочности – обыкновенный хлористый кальций. Его используют при производстве пенобетонных блоков, разного типа блоков для фундамента и стен, полистиролбетона и т.д.

Добавки в цементный раствор для прочности заметно уменьшают срок экспозиции бетона в форме. Следовательно, таким образом удается добавиться существенного повышения производительности и увеличить выход готовых изделий, улучшить показатель прочности на несколько десятков процентов.

Пластификаторы

Эти добавки для цемента считаются лучшими, так как способны повысить прочность конструкции или монолита на 125-140% в среднем, что является очень хорошим результатом. Основная задача пластификаторов – увеличение подвижности бетонной смеси.

Такая добавка в цементный раствор для прочности демонстрирует прекрасные свойства еще и по морозостойкости, улучшает другие характеристики: в среднем морозостойкость бетонного раствора повышается на 1.5 марки, непроницаемость влагой – на 4 марки, расход связующего сокращается примерно на четверть. Самым популярным пластификатором, приготовленным своими руками, считаются обыкновенный стиральный порошок и обыкновенное жидкое мыло.

С противоморозным эффектом

Данный тип добавок позволяет осуществлять работы по приготовлению, заливке бетона при низких температурах – до -25С. Бетон улучшает свои прочностные характеристики, повышается уровень водонепроницаемости, готовый бетон меньше расслаивается в процессе перевозки, намного легче и проще укладывается. Самый простой вариант противоморозного раствора – нейтрализованная смола, смешанная с гидрофобизатором типа Типром-С, к примеру (можно взять еще Софексил-гель).

Модификаторы бетонных растворов

Рассматривая разные виды присадок, не стоит останавливаться лишь на поисках того, что добавляют в цементный раствор для прочности. Есть составы, которые работают по-другому, но не менее полезны. Так, модифицирующие добавки вводят для повышения эластичности смеси, стойкости к деформации, трещинам, повышения адгезии бетона с разного типа невпитывающими основаниями, арматурой.

Так, присадки значительно улучшают сцепление бетона с плиткой. Обычно это жидкие составы, придающие эластичность смеси, понижающие усадку, могут использоваться для проведения работ снаружи и внутри.

Есть вещества с антикоррозийными свойствами – они связывают в бетонном растворе свободный гидроксид кальций. Присадки, повышающие плотность, делают смесь более стойкой ко влаге. Можно повысить и время застывания – так, к примеру, этим свойством обладает гипс. Он же повышает прочность раствора, стойкость к сульфидам, минусовой температуре.

В цементы с минеральными добавками вводят измельченный клинкер. Подобные добавки представляют собой активные вещества или гранулированный шлак осадочного происхождения. Бетон с введенными в состав присадками такого типа демонстрирует повышенные показатели стойкости ко влаге, морозу, хорошо выделяет тепло.

Добавки своими руками

Решая, что добавить в цементный раствор для крепости, не обязательно приобретать дорогостоящие составы. Можно сделать добавки самостоятельно, зная свойства разных веществ.

Какие добавки можно приготовить самостоятельно:

Комплексные добавки

Добавленный в бетон такой состав повышает прочность, существенно понижает пылеотделение, улучшает характеристики морозостойкости. Так, стандартная комплексная присадка дает такой результат: прочность повышается на 70-110%, подвижность сохраняется обычная, усадка понижается на 70%, водонепроницаемость увеличивается в 2-3 раза.

Наиболее популярные комплексные присадки – «Эластобетон» типа А, Б или С (выбор зависит от функции сооружения или железо-бетонного изделия).

Для получения бетонных водонепроницаемых свойств

Полимерные добавки в цементный раствор вводятся в качестве поверхностно-активных составов, значительно повышая качество смеси, ее пластичность, понижая водопоглощение, регулируя процесс выделения влаги. Прочность бетона также повышается. Полимерные добавки способны переходить в тягучее состояние, что позволяет кольматировать поры бетона, улучшая адгезию раствора с арматурой, заполнителем.

Монолит или бетонная конструкция, изделие становятся заметно более стойкими к морозу, непроницаемыми для воды, прочными к нагрузкам на растяжение, газонепроницаемыми. Существуют и кремний-органические добавки, которые внутри раствора провоцируют выделение газов, вовлекая в реакцию воздух – так застывший монолит становится более стойким ко влаге и морозу за счет появления большего количества пор.

Принцип действий гидрофобных добавок базируется на кольматации капилляров и пор внутри бетона. Чем их меньше, тем более плотной и непроницаемой для воды становится смесь. Значительно улучшается структура монолита, он становится более прочным и стойким.

Мнения мастеров

Добавок сегодня на рынке представлено огромное множество. Также можно найти немало их «заменителей» — более простых и доступных веществ. В случае покупки готовой присадки для цемента итоговые характеристики раствора будут четко определены, обеспечат качественное выполнение работ. Если же готовить составы самостоятельно, нужно убедиться в том, что они будут работать в нужном ключе и правильно подобрать пропорции.

Мастера отзываются о добавках в цемент исключительно положительно, так как эти составы действительно позволяют значительно улучшить показатели раствора, облегчить и ускорить проведение работ, да и с учетом всех преимуществ экономически выгодны.

Некоторые характеристики использования добавок в цементном растворе

Составы, которые в бетон добавлены для прочности, морозостойкости, пластичности, удобоукладываемости, водонепроницаемости, требуют тщательного соблюдения инструкции. Приобрести готовые можно в Москве и области, других регионах либо сделать самостоятельно.

Когда жидкую присадку смешивают с уже готовым цементно-песчаным раствором, действовать она начинает мгновенно. Поэтому заранее нужно просчитать необходимые объемы бетонного раствора и оптимальные порции, которые нужно будет готовить и сразу использовать в работе. Сухие присадки начинают действовать лишь после полного растворения в воде, перемешивания с раствором.

Дозировки заводских присадок указаны в инструкции, как и технология приготовления смеси. В зависимости от материала, нужных свойств и требований, объем может быть разным, но обычно не превышает 1% веса цемента (связующего).

Используя в качестве противоморозных добавок хлориды, стоит помнить, что они повышают гигроскопичность кладки, могут стать причиной появления небезопасных высолов. Поташ и нитрит натрия – вещества ядовитые. Поэтому при работе с растворами нужно позаботиться о защитных средствах – использовать перчатки, очки.

Очень важно использовать раствор с добавками по назначению – нельзя применять кладочную смесь для заливки фундамента, к примеру (и наоборот). Это может привести к разрушению конструкции, деформациям, понижению характеристик. Также нужно учитывать, что добавки по-разному влияют на жизнеспособность раствора, отличаются по «мощности» воздействия и т.д.

При правильном выборе и использовании по технологии добавки для цемента способны намного улучшить свойства бетона и дать возможность выполнить самые сложные работы легко и быстро. Сначала нужно определиться с требованиями, потом тщательно изучить состав и свойства присадок, готовить бетонную смесь по правилам – в таком случае удастся добиться наилучшего результата.

Полимерными бетонами называют современные бетоны, разработанные для снижения или полного исключения присущих традиционным цементным бетонам недостатков, среди которых:

низкая пластичность в сравнении с другими строительными материалами;
выцветание со временем в связи с содержанием в материале растворимых солей;
относительная хрупкость (при сильном сдавливании могут образоваться трещины);
слабая прочность на растяжение (в случае чрезмерных нагрузок в изделии могут образоваться трещины, изделие может даже лопнуть);
загрязнение окружающей среды как при изготовлении основного компонента — цемента, так и при производстве самого бетона;
непривлекательный серый цвет, из-за которого во многих случаях изделия нуждаются в покраске, либо их необходимо закрывать (декорировать).

В обычных бетонах минеральным вяжущим компонентом являются силикат и цемент. Их полностью либо частично исключают из состава смеси для производства полимербетона. Вместо цемента в состав смеси добавляют полимеры.

Требования ГОСТ

Основные требования для производства полимербетона отражены в ГОСТ 27006-2019, в котором указано, как подбираются исходные составы, и ГОСТ 7473-2010, которым регламентированы составы смесей и даны ТУ (технические условия) для производства, а также описаны методики проверок бетона.

Виды полимербетонов

Полимерные бетоны делятся на:

П-бетоны (полимерные) — это спецбетоны, которые изготавливали с добавками полимеров или на основе полимеров. Их классифицируют на такие виды:

МПБ — минералополимерные бетоны. Их производят из минеральных наполнителей, но обрабатывают полимерами.
ПНБ — полимернаполненные бетоны. В процессе их изготовления вместе с минеральными наполнителями добавляют и полимерные наполнители.
МБ — модифицированные бетоны. В состав раствора входят небольшие добавки полимеров.
ФБ — фибробетоны. ФБ армируют стеклопластиковыми или полимерными волокнами, при этом стальная арматура тоже применяется.

ПЦБ (полимерцементные бетоны) делают на основе цемента. При их изготовлении в качестве добавок применяют кремнийорганические либо растворимые в воде олигомеры. Также добавляют полимеры и водные эмульсии (поливинилацетатную и ей подобные), растворимые эпоксидные смолы и т. д.

ПСИБ (полимерсиликатные бетоны) – это кислотостойкие бетоны, применяемые в первую очередь в строительстве промышленных предприятий (химическая промышленность, металлургия и т. д.). Основной компонент при изготовлении ПСИБ – жидкое стекло. В процессе изготовления в жидкое стекло добавляются полимеры. Для достижения непроницаемости через ПСИБ кислот и их растворов в смесь добавляются олигомеры, например, фуриловый спирт.

БП (бетонополимеры) изготавливаются на основе цемента. Получают БП в несколько этапов:

заливают раствор и ждут, когда он затвердеет;
при помощи тепловых пушек затвердевший материал окончательно высушивают;
пропитывают уже сухой бетон олигомерами или мономерами;
после пропитки производится радиационная или термокаталитическая полимеризация материала пропитки в структуре бетона.

Благодаря пропитке мономерами или олигомерами получают БП, прочность и плотность которого значительно выше исходного цементного бетона.

ПСБ (полимерсерный или серный бетон) получают добавлением модифицирующих материалов в расплавленную серу. Также в раствор добавляют или минеральные заполнители, или неминеральные наполнители без добавки воды и вяжущих материалов.

Производство полимерного бетона

Для изготовления полимербетонов в качестве основы применяют синтетические смолы или мономеры (низкомолекулярные вещества). В основу добавляют наполнители и заполнители из химически устойчивых материалов. При производстве в состав смеси не добавляют ни воду, ни вяжущие вещества.

Также к условно-полимерным относят виды бетонов, которые пропитываются серой, так как их прочность значительно ниже, чем у других видов полимербетонов. Производство пропитанных серой бетонов сохраняется благодаря следующим факторам:

сера стоит на порядок ниже по сравнению с мономерами;
процесс пропитки прост по сравнению с другими видами полимербетонов.

При изготовлении полноценных полимербетонов используют минимум три фракции наполнителей и заполнителей, это:

наполнители с частицами меньше 0.15 мм (мелкодисперсные);
песок в качестве заполнителя зернистостью не выше 5 мм;
щебень не крупнее 50 мм.

Полимерные растворы приготавливают без щебня.

Мастики готовятся только из наполнителей (мелкодисперсная фракция).

Изготовление своими руками

Как правило, полимерные бетоны изготавливают в заводских условиях, но при необходимости его можно сделать самостоятельно, в частности, полимерцементный бетон (ПЦБ).

Для изготовления ПЦБ собственноручно, берется наполнитель крупных фракций. Им могут быть песок, щебень, крупноизмельченное битое стекло.

Заполнитель лучше взять более мелкий, тем более мелкий помол снизит конечную стоимость. В качестве заполнителя можно применить порошки из кварца, андезита или повсеместно доступного графита.

В качестве связующего вещества можно применить полимерную смолу из приведенного списка:

ненасыщенная полиэфирная;
фурановая;
эпоксидная;
карбамидоформальдегидная.

Важно: Доля смолы в растворе составляет приблизительно 5%.

Также понадобятся отвердители, пластификаторы, красители, модифицирующие добавки, смазка для разделения форм и гелькоут для наружного покрытия. Все это имеется в свободной продаже.

В домашних условиях проблематично изготавливать ПЦБ по непрерывной технологии как на производстве, а применить периодичную технологию вполне реально.

Важно: используемые емкости следует отмывать после каждого завершенного цикла.

Приготовление раствора ведется в ведре или бетономешалке. Форма для литья делается из стеклопластика, силикона, металла. Для удешевления можно применить ДСП, ОСП или старую фанеру.

Форму, в которую будет произведена заливка, покрывают смазкой.
Путем тщательного перемешивания в бетономешалке или строительным миксером в ведре вышеуказанных компонентов, готовится композиционная смесь.
Композиционную смесь закладывают в форму.
Параллельно на разделительную пасту нетолстым слоем наносится гелькоут.
Заложенную в форму смесь подвергают виброуплотнению в течение двух минут. Лучше это делать, используя вибростол.

На заводах для более быстрого затвердения форму с раствором после вибратора помещают в термопечь. В домашних условиях вполне можно дождаться затвердения в естественных условиях, после чего извлечь изделие из формы.

Сфера и особенности применения

Полимерные бетоны имеют высокую плотность. Срок службы сделанных из него конструкций и конструктивных элементов намного выше, чем таких же конструкций и элементов из традиционных марок бетона. Полимербетоны выдерживают не меньше 400 циклов замораживания–размораживания, стойки к любым погодным условиям в любом климате.

У полимерных бетонов хорошая адгезия и конструкция быстро приобретает свой первоначальный вид.

Ремонт. В процессе эксплуатации изделия из этого материала не трескаются, не осыпаются, то есть не разрушаются. При этом сам материал не только пригоден к ремонту, но и легко ремонтируется по сравнению с традиционными цементными бетонами. Ремонт производится путем заливки поврежденных участков смесью того же состава, который применялся при заливке конструкции.

Строительство. Такие свойства материала обусловили основное направление его применения — строительство. Полимербетоны применяют для заливки монолитных стен зданий и при строительстве мостов и путепроводов, он стал незаменим во всех сферах строительной отрасли.

Архитектура. Полимерный бетон нашел широкое применение у архитекторов, дав им возможность создавать здания и сооружения с красивыми элементами. Скульпторы тоже взяли его «на вооружение» для отливки фигур и скульптурных композиций.

Созданный полимерный заменитель цементному бетону имеет более высокую плотность. Даже изделия сложных форм (с изгибами, выпуклостями, узорчатыми элементами) служат на порядок дольше.

Благодаря таким свойствам полимербетону дали название «архитектурный бетон».

Читайте также: