Воздухововлекающие добавки для бетона

Обновлено: 12.05.2024

Воздухововлекающие добавки для бетона создают в структуре множественные микропоры диаметром 0,05 см, распределенные в толще равномерно. За счет поверхностного натяжения микропоры не объединяются между собой. Применение воздухововлекающих добавок для бетона обеспечивает повышенную устойчивость изделия к низким температурам. На морозе происходит расширение внутренней влаги бетона и переход воды в поры. После оттаивания вода вновь возвращается в цементный камень. За счет этого свойства присадок бетон способен сохранить свою структуру при перепадах температур.

В качестве воздухововлекающих присадок используются различные соли, специальное вещество винсол, омыленные древесные смолы и пеки, синтетические соединения.

Для чего используют воздухововлекающие добавки для бетона

Применение присадок позволяет обеспечивать следующие факторы:

понижение проницаемости и выделения цементного молочка;
использование кварцевых песков и плотных крупнозернистых наполнителей вместо пористых песков при производстве легкого бетона;
повышение звукоизоляционных и теплоизоляционных характеристик изделий;
уменьшение эффекта расслоения раствора при транспортировке;
снижение расхода пористых компонентов и содержания воды;
уменьшение плотности конструкции.

При помощи воздухововлекающих добавок для бетона можно также повысить пластичность бетонного раствора. Это облегчает укладку смеси и формирование элементов.

Сфера применения

Воздухововлекающие добавки для бетона применяются в строительстве сборных и монолитных железобетонных объектов с повышенными требованиями морозостойкости и коррозийной устойчивости. Сфера применения присадок включает:

возведение жилых зданий;
сооружение туннелей;
строительство гидротехнических конструкций;
возведение промышленных объектов;
прокладку дорог;
строительство аэропортов в районах со сложными климатическими условиями.

Бетонный раствор с такими добавками формирует конструкции повышенной морозостойкости.

Особенности применения

При неверном применении присадок возникает риск хрупкости и недолговечности конструкции. Поэтому особенно важно точно соблюдать пропорции введения лигатур в смесь. Заполнение массы бетона воздушными пузырьками вызывает и некоторые отрицательные факторы: прочность бетона незначительно снижается. Это связано с зависимостью прочности от плотности. Большое количество пор в материале уменьшает плотность и, соответственно, прочность.

Увеличение процентного содержания воздуха в растворе на 1% понижает прочность на сжатие на 5%. На прочность на изгиб воздействие добавки меньше. При изготовлении тощих бетонов присадка дает возможность добавлять намного меньше воды, что компенсирует уменьшение прочности.

Объем вовлеченного воздуха не должен превышать 5% от объема смеси, чтобы прочность сооружения практически не изменилась. Воздухововлекающие добавки для бетона добавляют в соответствии с составом смеси и типом связующего компонента. Масса присадки составляет 0,005-0,05% от массы цемента.

Материал вносят в сухой цемент и перемешивают, или добавляют в процессе замеса в бетономешалку. При таком способе легко контролируется содержание воздушных пузырьков в массе бетона. При качественном изготовлении раствора с присадкой морозостойкость готового изделия повысится в 2 раза.

ГК «Кальматрон» предлагает широкий спектр минеральных добавок в бетон для улучшения свойств готового раствора. Приобретайте по выгодным ценам воздухововлекающие добавки для бетона, пластификаторы, ускорители твердения и другую качественную продукцию!

Воздухововлекающие добавки применяются с целью вовлечения в цементную смесь определенного количества воздуха для создания системы микропор, равномерно распределенных в толще бетона. Диаметр таких пор составляет около 0,05 см, они не могут коагулировать (объединиться между собой), поскольку поверхностное натяжение препятствует данному процессу.

Свойства воздухововлекающих присадок

« Главной целью использования добавок данного типа является повышение степени морозостойкости бетона. »

Поры создают буферное пространство:

при воздействии низких температур на бетон вода в его составе расширяется и переходит в поры,
при оттаивании возвращается в состав цементного камня.

Этот эффект позволяет уменьшить разрушительное действие на структуру бетона, связанное с температурными перепадами.

Применение воздухововлекающих присадок также позволяет:

При необходимости уменьшить плотность готовой конструкции на 50-250 кг/м3;
При изготовлении легких бетонов использовать вместо пористого песка обычный кварцевый песок или крупнозернистый заполнитель с высоким показателем плотности.
Уменьшить водосодержание смеси и расход пористых материалов.
Повысить тепло- и звукоизоляционные качества конструкций.
Понизить проницаемость и отделение цементного молока, благодаря чему повышается морозоустойчивость верхнего слоя изделия.
Уменьшить расслоения смеси во время ее перевозки и обеспечить ее лучшее уплотнение.

Еще одно действие воздухововлекающих лигатур – повышение пластичности смеси:

при одинаковых показателях удобоукладываемости раствору с такими присадками легче придать форму, чем смеси без добавок.

Другие особенности воздухововлекающих добавок

Добавки данного типа обладают и отрицательным свойством: они снижают показатель прочности бетона. Это объясняется тем, что прочность бетона находится в прямой зависимости от его плотности: чем больше пор в материале, тем меньше его плотность, а значит – и прочность.

Показатель прочности на сжатие понижается на 5.5 % при повышении содержания воздуха в смеси на 1 %. Влияние воздухововлекающих присадок на прочность при изгибе значительно меньше. Но следует учитывать и то, что присутствие в растворе добавок данного типа дает возможность снизить водоцементное отношение смеси (то есть добавлять меньше воды), что положительно сказывается на прочности конструкции.

В тощих бетонах, где отношение заполнителя к цементу составляет 8 и более, при добавлении воздухововлекающих присадок, показатель удобоукладываемости увеличивается настолько, что появляется возможность значительно снизить В/Ц отношение смеси. Благодаря этому, снижение прочности полностью компенсируется меньшим процентом воды в растворе.

Разновидности и сфера использования

Воздухововлекающим свойством обладают соли, получаемые различными способами. Наиболее распространенной разновидностью данной категории добавок уже несколько десятилетий остается винсол – вещество, которое образуется в результате нейтрализации древесной смолы. На практике применяются и другие виды присадок:

смола древесная омыленная;
омыленный древесный пек;
синтетическое ПАВ и проч.

Сфера применения суперпластификаторов и воздухововлекающих лигатур разнообразна. Они используются при создании монолитных и сборных бетонных конструкций, изготовлении железобетона, к которому предъявляются повышенные требования по стойкости к низким температурам и коррозии.

Такие добавки применяются при возведении промышленных и жилых зданий, гидротехнических сооружений, туннелей. Рекомендуется задействовать их при строительстве мостов, дорог, аэропортов, которые будут эксплуатироваться в сложных климатических условиях.

Правила использования воздухововлекающих лигатур

Присадки данной группы внедряют в раствор с таким расчетом, чтобы количество вовлеченного воздуха составляло не более 4 – 5 %, тогда это практически не влияет на прочность конструкции. Необходимое количество добавки определяется составом смести, в частности, от типа связующего. Обычно масса добавки составляет от 0.005 до 0.05 % от массы цемента.

Важно. Строго контролировать процент воздухововлекающей присадки, поскольку только при соблюдении пропорций будущая конструкция будет обладать необходимой долговечностью.

Добавки данной группы смешивают с цементом или вводят непосредственно в бетономешалку. Последний способ удобнее, поскольку он дает возможность на этапе приготовления смеси контролировать содержание воздуха.

Эффективность присадки оценивается по увеличению морозостойкости бетона. Добавка может считаться эффективной, если данный показатель после ее применения увеличился в два раза.

При приготовлении бетонной смеси в заводских условиях особое внимание уделяют такому параметру, как воздухововлечение в бетон. С помощью особых средств добиваются оптимальных показателей: количества воздушных пузырьков, их диаметра, расстояний между ними. Одним из способов получения мелких и стабильных пузырьков воздуха является применение воздухововлекающих добавок.

Назначение воздухововлекающих добавок, применяемых для бетонов

Воздухововлекающие добавки – это химические примеси, вводимые в бетонные смеси в небольших количествах. Основная группа таких присадок – поверхностно-активные вещества (ПАВ), благодаря которым в бетонной смеси появляются мелкие воздушные пузырьки. При твердении раствора они минерализуются и становятся частью искусственного камня. Выровнять размеры таких микропор позволяет интенсивное перемешивание бетонной смеси.

Благодаря введению ПАВ во внутренней структуре бетонного элемента появляется свободное пространство, которое может занять вода, расширяющаяся при замерзании. Равномерно распределенные воздушные полости значительно повышают морозостойкость затвердевшего бетона, благодаря предотвращению роста внутреннего давления во время циклов замерзания. При оттаивании вода из пор возвращается в цементный камень.

Другие преимущества получения мелких воздушных пор в бетоне с помощью воздухововлекающих добавок:

улучшение удобоукладываемости смеси. Воздушные пузырьки повышают пластичность бетона без увеличения процентного содержания воды в растворе;
повышение тепло- и звукоизоляционных характеристик строительных конструкций;
улучшение устойчивости бетонной смеси к расслоению;
совместимость с другими модификаторами.

Введение воздухововлекающих добавок позволяет при необходимости снизить плотность бетонного элемента на 50-250 кг/м 3 . Введение ПАВ дает возможность при получении легких растворов использовать вместо пористых обычные плотные заполнители.

Внимание! Эффективность воздухововлекающих добавок растет с увеличением содержания в бетонной смеси трехкальциевого силиката и снижается при росте количества трехкальциевого алюмината.

Минусы использования воздухововлекающих добавок для бетона

Воздухововлечение имеет и отрицательные стороны. С повышением количества пор прочность бетонного элемента снижается. Увеличение процентного содержания воздуха в бетоне на 1% снижает прочность на сжатие на 5,5%. А вот на прочность при изгибе количество воздушных пор влияет значительно слабее. Особенно интенсивно прочность смеси с воздухововлекающими добавками снижается при тепловлажностной обработке.

Негативное влияние роста воздушных пор на прочность конструкции частично компенсируют снижением водоцементного соотношения и/или одновременным введением добавок-ускорителей схватывания. Кроме того, перед осуществлением тепловлажностной обработки бетонные элементы выдерживают для набора начальной прочности.

Определение воздухововлечения бетона в соответствии с ГОСТом 10181-2014 – методы и используемые приборы

Пористость (воздухосодержание) бетонов оценивают:

объемом воздуха в уплотненной смеси на плотных или пористых заполнителях;
объемом межзерновых пустот в продукции на пористых заполнителях.

Способы определения воздухововлечения бетонной смеси:

Объемный. Эти испытания проводят с помощью объемометра – прибора, позволяющего установить объем воздуха в структуре с точностью до 0,1%.
Компрессионный. Анализ проводят с помощью поромеров различной конструкции. Такие испытания обеспечивают точность в 0,1%.
Расчетный. Для математического определения количества воздуха в конструкции необходимо знать: фактические массы вяжущего и заполнителей, воды, добавок в 1 м 3 смеси, истинную плотность цемента, среднюю плотность заполнителей.

В частном строительстве не всегда уделяют достаточно внимания воздухововлечению и не считают количество воздуха в структуре важной эксплуатационной характеристикой. Хотя этот критерий существенно влияет на удобство проведения работ по укладке раствора и на качество конечного результата.

Добавки-регуляторы структуры и свойств бетона

Управление процессом структурообразования бетона позволяет сознательно создавать определенное состояние системы твердеющего бетона, соответствующее принятым способам обработки, выбирать целесообразные технологические приемы и достигать при этом максимального экономического .

Водоредуцирующие добавки

Водоредуцирующие добавки — это вещества, позволяющие получать бетонную смесь требуемой удобоукладываемости с пониженным расходом воды. По основному эффекту действия добавки разделены на водоредуцирующие I, II, III и .

Кольматирующие добавки

Кольматирующие добавки — это вещества, способствующие заполнению пор в бетоне водонерастворимыми продуктами. По требованиям надежности они должны обеспечивать повышение марки бетона по водонепроницаемости на 2 .

Воздухововлекающие добавки

Воздухововлекающие добавки по требованиям надежности должны обеспечить воздухосодержание в уплотненной бетонной смеси в пределах 2. 5 % (по объёму) и повышение морозостойкости бетона в 2 раза и более.

Газообразующие добавки

Газообразующие добавки, также как и воздухововлекающие, способствуют получению более стабильной и мелкодисперсной структуры условно замкнутых пор, что обеспечивает повышение морозостойкости и водонепроницаемости бетона. По требованиям .

Добавки, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре

Стальная арматура, находящаяся в бетоне на некотором расстоянии от поверхности конструкции, в сильнощелочной среде (рН = 12,5) покрывается пленкой из g – Fe2O3,Fe3O4. Толщина .

Бетон, как один из самых популярных строительных материалов, подвергают постоянным модификациям с целью совершенствования его характеристик за счет использования современных примесей и добавок, изменяющих его свойства.

Уже в древности использовались разные вещества, придающие ему желаемые эксплуатационные свойства. В качестве примера может послужить здесь добавление в бетонную смесь яичного порошка или коровьей крови, что должно было ускорить схватывание цемента и повысить прочность готового бетона. В древнем Риме популярной добавкой в бетон был также вулканический пепел.

Используемый сегодня цементный бетон (называемый также „искусственным камнем”) производят путем смешивания цемента, соответствующего заполнителя и воды. Контакт цемента с водой приводит к гидратации, в эффекте чего выделяется тепло. В результате происходящей реакции происходит связывание бетонной смеси, в которой содержатся плотно упакованные продукты гидратации, такие как гидратированные силикаты кальция и гидратированные алюминаты кальция.

Что влияет на прочность бетона?

Параметры готового бетона и изготовленных из него элементов зависят от многих факторов. Что касается его прочности, очень важным является тип используемого цемента, вид и качество заполнителя, а также соотношение В/Ц (вода/цемент). Чрезвычайно важным является также подбор соответствующих добавок и примесей, которые влияют на удобоукладываемость, водонепроницаемость и морозостойкость готового бетона. Изменения температуры во время осенне-зимнего сезона могут приводить к тому, что структура элементов, выполненных из бетона, может ослабляться в результате повторяющегося замерзания и оттаивания воды, присутствующей в его порах. Сопутствующее этим явлениям изменение объема воды приводит к образованию трещин в бетонных элементах, что в последствии может привести к серьезным повреждениям. Самым эффективным способом повышения стойкости бетона к повторяющимся циклам замораживания и оттаивания является соответствующий уход, а также обеспечение надлежащей аэрации. Здесь особенно важны количество, форма и размер пор в структуре бетона.

Воздухововлекающие добавки в бетон

Последний из перечисленных способов – т.е. соответствующая аэрация бетона – заключается, прежде всего, в применении современных химических примесей. Это продукты, которые в небольших количествах добавляют в бетонные смеси. Основной группой компонентов, используемых в их производстве, являются ПАВ. Добавление в бетонную смесь соответствующих поверхностно-активных веществ вызывает образование мелких и стабильных пузырьков воздуха. Когда свежая смесь начинает отверждаться, находящиеся в ней пузырьки подвергаются минерализации и становятся ее неотъемлемой частью. Таким образом, образуется дополнительное пространство внутри структуры бетона, в котором расширяется замерзающая вода. Это позволяет предотвратить повышение внутреннего давления, которое отвечает за образование трещин при низких температурах. Равномерное распределение пор с воздухом по всему объему бетона повышает его морозостойкость. Наличие пузырьков воздуха в бетонной смеси улучшает также ее удобоукладываемость. Они работают по принципу подшипников, повышающих пластичность без необходимости изменения соотношения В/Ц (вода/цемент). Пузырьки воздуха уменьшают также трение, которое появляется на этапе перекачивания бетона.

Для производства воздухововлекающих добавок могут быть использованы анионные и амфотерные ПАВ, а также неиногенные поверхностно-активные вещества. Среди используемых анионных добавок следует назвать, прежде всего, соли лаурилсульфатов и соли лаурилэфирсульфатов. Высокую эффективность в создании мелких и стабильных пузырьков воздуха обеспечит также применение соли алкилбензолсульфонатов, напр. натриевой соли в виде продукта ABSNa. В свою очередь, добавление в бетонную смесь этоксилированных спиртов с дополнительными смачивающими свойствами позволяет на стабилизацию образующихся пузырьков. Амфотерные добавки, а среди них амидобетаины, т.н. ко-сурфактанты, способствуют аэрации бетона и стабилизируют устойчивость пузырьков воздуха.

Изобретение бетона в древности создало много новых возможностей тогдашней архитектуре, благодаря чему были возведены такие сооружения, как Пантеон и Колизей, которые сохранились аж до сегодняшнего дня. В настоящее время знаний об этом конструкционном материале намного больше, а постоянная оптимизация технологии производства бетона и разработка новых видов примесей позволяют создавать из него все более прочные и сложные формы и элементы. Более того, развитие строительной отрасли благодаря разработке архитектурного бетона позволяет не только создавать прочные конструкционные элементы, но и придавать новым зданиям оригинальный внешний вид и интересный дизайн.

Читайте также: