Что можно добавлять в бетон вместо пластификатора
Назначение пластификатора для бетона. Делаем состав своими руками.
Оглавление:
Чтобы правильно приготовить и использовать пластификаторы для бетона, необходимо иметь понятие о том, что это такое, для чего применяется. Принцип действия пластифицирующих добавок будет понятнее, если знать особенности процессов, происходящих в бетонных растворах при их приготовлении и затвердевании.
Немного теории
Классический бетонный раствор состоит из:
Главным компонентом, обеспечивающим соединение частиц наполнителя и прочность бетонного монолита, является цемент. Благодаря минералам, входящим в его состав, происходит реакция гидратации с введенной в смесь водой.
Говоря простым языком – это образование прочной кристаллической решетки в результате испарения воды и воздействия углекислого газа, присутствующего в окружающем воздухе.
Все происходящие в бетонной смеси реакции проходят две стадии:
Первая начинается с замеса раствора и продолжается, в среднем, 24 часа.
Это время зависит от температуры окружающего воздуха. Чем она ниже, тем продолжительнее период схватывания. В это время бетонная смесь сохраняет некоторую подвижность и на нее может быть оказано воздействие для улучшения рабочих и эксплуатационных характеристик.
Во время следующей стадии происходит непосредственная кристаллизация монолита и набор прочности. Этот период может занять от нескольких месяцев до нескольких лет.
Цели введения пластификаторов
Для получения прочного монолита необходимо обеспечить равномерное распределение цементного раствора между частицами наполнителя. Самым простым способом достижения этого является увеличение массовой доли воды.
С одной стороны, это позволяет увеличить текучесть смеси, с другой – лишняя влага ухудшает технические характеристики бетона после затвердения.
Оптимальным решением этой задачи будет использование пластификаторов, введение которых в смесь позволяет решить несколько задач:
при уменьшении количества воды и цемента происходит увеличение прочности на 15 – 20 %;
уменьшается риск растрескивания;
повышается пластичность и текучесть бетонной смеси;
происходит значительное сокращение снижения усадки бетона при затвердевании;
увеличиваются морозо- и влагостойкость;
улучшается сцепляемость смеси с арматурой;
повышается время жизни готового раствора.
Самостоятельное приготовление пластификатора
Несмотря на то, что в продаже имеется большое количество вариантов промышленного изготовления, многие, особенно в частном строительстве, используют самодельные добавки для бетона.
Для использования в качестве пластифицирующих добавок применяются самые доступные компоненты, которые можно приобрести в хозяйственном магазине.
В царской России строители широко применяли белок их куриных яиц. Возведенные на таком растворе здания не потеряли своей прочности до нашего времени. Учитывая нынешнюю стоимость продуктов питания, использование яиц для бетонных растворов не очень выгодно.
Отличной альтернативой могут послужить:
клей ПВА;
Каждый компонент имеет свои свойства и по-разному реагирует с бетонным раствором. Поэтому при добавлении в смесь необходимо соблюдать пропорции, и учитывать время введения добавки.
Клей ПВА добавляется в готовый раствор в расчете 200 г на одно ведро. Этот компонент применяется ограниченно из-за присутствия в составе крахмала. Чаще используется поливинилацетат.
Известь вносится при смешивании основных составляющих бетонного раствора и должна составлять 20 % от общей массы. Бетон с добавлением извести становится более эластичным. Так же усиливается клеящая способность раствора.
Шампунь или жидкое мыло так же вводится во время приготовления смеси в пропорции 200 мл на мешок цемента.
Порошки для стирки предварительно растворяются в воде. Для получения наилучшего эффекта на 50 кг цемента необходимо добавить 100 – 150 г.
Основным недостатком составов на основе жидкого мыла и других моющих средств является появление большой массы пены. Эта проблема решается использованием компонентов с пониженным пенообразованием или выжиданием осаждения пузырьковой шапки.
При использовании в качестве пластифицирующего компонента порошка для стирки предпочтение следует отдать видам, предназначенным для автоматических стиральных машин. Эти моющие средства отличаются меньшим образованием пены.
Все вещества, используемые в качестве пластификаторов, должны удовлетворять следующим требованиям:
состав компонента не должен содержать летучих веществ;
не допускается применение токсических веществ;
температура, при которой начинается разрушение состава, используемого в качестве пластифицирующей добавки, должна быть ниже рабочей;
Обязательным условием является химическая устойчивость.
В заключение
Применение самодельных пластификаторов помогает упростить и, в какой-то мере, удешевить процесс строительства. Однако без должного опыта вместо улучшения качества бетонной смеси можно получить обратный результат.
Пластификаторы промышленного производства изготавливаются в точном соответствии с рецептурой, проверенной как в лабораторных условиях, так и на испытаниях на строящихся объектах. Применение самодельных добавок связанно с некоторыми рисками.
Наиболее проверенным компонентом для использования в качестве пластификатора является гашенная известь, действие которой проверено не одним поколением строителей.
Как самостоятельно сделать пластификатор для бетона?
Использование пластификаторов при замесе бетона и строительных растворов позволяет улучшить удобоукладываемость готовой смеси без нарушения пропорций затворяемой воды. Но помимо основного назначения эти добавки в той или иной степени положительно влияют на прочностные характеристики и улучшают внешний вид застывших поверхностей. Стоимость таких составов высокая, вопрос, как сделать пластификатор для бетона своими руками, часто задают на строительных форумах. Простейшим вариантом считается жидкое мыло и другие моющие средства, но их введение требует осторожности, при нарушении соотношения или неравномерном распределении они приносят больше вреда, чем пользы.
Описание материала, целесообразность применения
Пластификатор для бетона представляет собой сухую или жидкую добавку на основе сложных эфиров: фосфатов, фталевых кислот, парафинов и различных полимерных соединений. При взаимодействии с водой они образуют слабощелочные растворы, тем самым снижая ее объем в бетоне без ухудшения текучести. Применение пластификаторов позволяет продлить срок жизнеспособности строительных смесей. Всем известный факт – добавление воды спасает начинающий загустевать раствор от затвердевания, но немногие знают, что изменение ее соотношения с цементом приводит к потере прочности на 20-25 %. Введение специальных добавок еще на стадии замеса снижает этот риск, раствор сохраняет эластичность до 3 часов и выше.
Ввод пластификатора в бетон рекомендуется прежде всего при:
Пластификаторы вводятся в раствор на стадии замеса (оптимальный вариант, таким образом они распределяются вокруг каждого зерна цемента и увеличивают его адгезию) или по частям (исключительно при необходимости восстановления подвижности). В зависимости от целевого назначения профессиональные добавки снижают расход вяжущего, усиливают его водонепроницаемость, ускоряют или замедляют процесс отвердевания, позволяют проводить работы при минусовых температурах или имеют комплексный эффект. Главным условием технологии является ввод в соответствии с пропорциями и указаниями производителя, превышение их в большую сторону недопустимо. Все современные пластификаторы для бетона не содержат токсичных или летучих веществ, химически устойчивы и имеют температуру разложения ниже деструктивной.
Чем можно заменить профессиональные составы?
Никто не требует изготавливать в домашних условиях сложные химические соединения, для улучшения пластичности используются всем известные вещества. К таким относят:
Таким образом, под самостоятельно приготовленным пластификатором подразумевается разбавление этих веществ в правильной пропорции и ввод их в бетон в нужный момент. Экономия от такой операции значительная: минимальная стоимость 1 кг или литра профессиональных средств составляет 50 рублей, в среднем это величина совпадает с расходом на 100 кг цемента. Их замена позволяет сократить затраты при приготовлении бетона своими руками в разы (у них более низкие пропорции и цены).
Пластификаторы на основе моющих средств
Они продлевают время жизнестойкости строительного раствора с 1 часа до 3 и защищают его от расслоения и оседания тяжелых фракций. Подходящими характеристиками обладают моющие средства на основе жидкого мыла, включая составы для посуды, шампунь, стиральные порошки. Максимальный эффект от их применения наблюдается в жаркое время года, являясь поверхностно-активными веществами, они препятствуют испарению влаги из цементного раствора.
Однозначными их плюсами являются низкая цена, повышение пластичности смеси и простота ввода при приготовлении строительных растворов своими силами. Нет необходимости в сложных процедурах, достаточно залить жидкое мыло в бетономешалку одновременно с водой. К минусам относят образование пены и, как следствие, высолов на поверхности, ухудшение прочности застываемого бетона при превышении пропорций и отсутствие контроля за этим процессом, невозможность разбавления готовых растворов.
Для устранения негативных последствий от обильной пены смесь оставляют перед выгрузкой в бетономешалке на несколько минут. Стиральный порошок лучше купить для автоматической стирки, избегают сложных и неизученных составов. Не следует ждать от моющих средств чуда, и уж тем более не стоит их вводить в уже замешанный раствор, распределение будет некачественным. Но с основными задачами – улучшением удобоукладываемости бетона и соблюдением правильных пропорций воды они справляются хорошо.
Влияние извести, жидкого стенка, поливинилацетата
Пушонка по праву считается самым дешевым пластификатором, ее небольшая доля улучшает эластичность смесей и увеличивает стойкость к биологическим воздействиям. Заметный эффект наблюдается при вводе извести в растворы для кладочных и штукатурных работ, при высыхании слои менее подвержены растрескиванию. К минусам относят снижение прочности, этот вариант не используются при замесе бетонов для фундамента и наружных несущих конструкций. Лучше всего известь себя ведет в штукатурных растворах для внутренних работ.
Силикатный клей относится к пластификаторам лишь условно, эта добавка ускоряет сроки затвердевания бетона и улучшает его огне- и влагостойкость. Из сходных последствий остается лишь гладкость поверхности. Раствор с жидким стеклом расходуется как можно быстрее, по окончании работ все инструменты тщательно промываются.
Из всех самодельных пластифицирующих добавок для бетона максимальное улучшение адгезийных свойств обеспечивает поливинилацетат. ПВА советуют купить при заливке тонких стяжек: при незначительном снижении прочности в разы возрастает эластичность раствора и устойчивость к нагрузкам на излом.
Рекомендуемые соотношения
Главный принцип добавления пластификаторов при замесе бетона своими руками – избыток недопустим, ошибиться лучше в меньшую сторону. Оптимальные пропорции для заменяющих профессиональные составы веществ указаны в таблице:
| Наименование | Рекомендуемое соотношение, не более | Общие правила ввода |
| Шампунь | 200-400 мл на 100 кг цемента | Добавляют на стадии заливки, одновременно с водой, но не в вспененном виде |
| Жидкое мыло | ||
| Стиральный порошок для автоматов | 200-300 г на 100 кг вяжущего | Вводят исключительно в разбавленном виде |
| Гашеная известь | От 1:1 у штукатурных смесей для внутреннего применения, до 1:6 у растворов для наружных работ. | Допускается перемешивание пушонки с цементом, но для достижения максимального эффекта известь лучше добавить в сметанообразном состоянии |
| Силикатный клей | От 2 до 10 % от общей массы раствора, переизбыток приводит к практически моментальному затвердеванию и рассыпанию. Еще одна рекомендуемая пропорция –1:50 по отношению к цементу. | В разбавленном состоянии |
| Поливинилацетат | 5-20 л на 1 м3 раствора |
Сложно сказать, какой пластификатор лучше для бетона, выбор окончательного варианта зависит от целевого назначения строительных конструкций и условий проведения работ. Вышеперечисленные добавки нельзя расценивать в качестве противоморозных или комплексных, в этом плане однозначно выигрывают готовые заводские составы. При выборе последних обращается внимание на расход, цену, температуру применения и эксплуатации, возможные ограничения. Все эти данные обязательно прописываются в инструкции.
Чем заменить пластификатор для бетона
Основной состав бетона — это цемент, песок, щебень и вода. Чистая смесь этих компонентов после затворения быстро теряет свою рабочую способность, потому что тяжёлые щебень и песок оседают, а вода поднимается на поверхность. В результате бетонная смесь с трудом распределяется и неравномерно заполняет полости. Для устранения этой проблемы применяются специальные добавки — пластификаторы. Каждому строителю будет полезно узнать, какими подручными средствами можно заменить пластификатор для бетона.
Для чего нужен пластификатор для бетона
Многие промышленные пластификаторы имеют комбинированный эффект
Насыщение бетона пластификаторами в зависимости от их предназначения способно:
По своей природе все добавки для бетона делятся на химические и механические.
Доступные аналоги заводских пластификаторов
Для улучшения подвижности смеси используют поверхностно активные вещества (ПАВ) гидрофильного типа — это олеат и стеарат натрия, составляющие основу бытовых моющих средств
В промышленном строительстве для улучшения качеств бетона применяются пластификаторы со сложным химическим составом. Набор компонентов и дозировка промышленных добавок зависят от тех показателей, которыми должна обладать готовая бетонная смесь. Чем заменить пластификатор, чтобы для бетона не наступили негативные последствия:
Дозировка заменителей промышленных пластификаторов должна производиться с таким расчётом, чтобы не ухудшить качественные показатели бетона. Стоит учитывать, что сверхнормативный объём этих добавок способен привести к тому, что готовое основание будет долго набирать прочность, может покрыться трещинами или станет впитывать влагу.
Жидкий пластификатор или жидкое мыло?
Прочность бетона зависит не только от марки используемого цемента, но и от рецептуры смеси и качества укладки бетонного раствора, температуры и влажности окружающего воздуха и ухода за залитым бетоном.
Важно, чтобы смесь хорошо заполняла опалубку и не вовлекала лишний воздух; тогда готовая конструкция получится плотной, прочной и долговечной.
Зачем в бетон добавляют пластификаторы
Пластифицирующим воздействием на бетон обладает обычная вода. Чем ее больше, тем пластичнее цементный раствор. Он хорошо растекается и заполняет все пустоты. Но увеличение воды в бетонной смеси негативно влияет на характеристики готового бетона: снижается прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность конструкции.
Бетонные смеси замешиваются по ГОСТу. Пропорция воды к бетону (так называемое водоцементное соотношение) составляет от 0,3 до 0,55. Этого количества воды достаточно для гидратации компонентов цемента, но совершенно не достаточно для получения удобного в работе раствора.
Тяжелый, плотный раствор плохо укладывается в форму, особенно если применяется арматура. Он требует больших затрат на обработку, и все равно в готовой конструкции могут остаться полости, которые снизят прочностные характеристики бетона.
Бетонные растворы классифицируются по подвижности на 5 классов: от П1 – малоподвижные до П5 – текучие.
Как же добиться того, чтобы, не изменяя водоцементное соотношение, изменить класс подвижности бетонной смеси?
Решение этой непростой задачи – применение пластификатора.
Пластификаторы – это составы на основе определенных видов поверхностно-активных веществ.
Применение пластификатора позволяет сделать строительный или штукатурный раствор более подвижным, не добавляя в него лишнюю воду.
Пластификаторы делятся на группы по силе воздействия на бетон.
Преимущества и недостатки добавки
Пластифицирующие добавки бывают сухие и жидкие. Преимущество жидких добавок – легкость дозирования и смешивания. Они легко растворяются в воде, которую используют при замесе бетона; можно добавлять их и непосредственно при замешивании.
Плюсы жидких пластификаторов:
Альтернативы пластификатору
В качестве пластификаторов для бетона используют несколько видов добавок: клей ПВА-МБ или дисперсию ПВА, известь либо бытовые моющие средства.
Клей ПВА делает бетон более пластичным, прочным и увеличивает адгезию. Его недостаток – необходимость добавлять его в раствор в больших количествах (от 5 до 20% от массы сухого цемента). ПВА используют при замесе штукатурки под плитку.
В штукатурных растворах в качестве пластификатора используют известь.
Свойства жидкого мыла менее очевидны, поскольку точный состав этой добавки не известен.
Жидкое мыло или пластификатор? Почему вместо пластификатора используют жидкое мыло
Несмотря на то, что покупка пластификатора помогает экономить деньги на закупке расходных материалов, некоторые строители решают сэкономить еще больше и использовать в качестве добавки в бетонный раствор жидкое мыло или другие моющие средства:
На первый взгляд логика понятна: многие пластификаторы изготовлены на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) так же, как и бытовые моющие средства. К тому же, стоят они дешевле пластификаторов и дозируются экономнее, поэтому кажется, что использовать жидкое мыло лучше.
Жидкое мыло и пластификатор: принципиальное отличие состава
Чем же отличается жидкое мыло от пластификатора? Может ли оно заменить пластификатор?
Пластификатор разработан в лаборатории в качестве добавки для бетона и, прежде чем поступить в продажу, испытан, поэтому есть точная, проверенная информация о том, как его дозировать, и какие свойства он придает бетону.
Бытовые моющие средства разрабатываются совсем с другими целями, соответственно, должны иметь определенные характеристики, отвечающие этим целям.
Существует огромное количество разновидностей поверхностно-активных веществ, которые изготавливаются из сырья минерального или растительного происхождения и подразделяются на четыре основные группы:
Как правило, в состав пластификаторов входят анионные ПАВ. В составе моющего средства анионные поверхностно-активные вещества комбинируются с амфотерными или неионогенными.
Концентрация ПАВ в моющих средствах указывается приблизительно, и мы никогда не сможем точно узнать, сколько какого ПАВ в жидком мыле или шампуне. Любые заявления опытных строителей, что средство Х нужно добавить, скажем, в количестве 50 г на мешок цемента, не распространяются на средство Y, поскольку составы моющих средств сильно отличаются друг от друга.
Моющие средства содержат большое количество вспомогательных компонентов; даже средства для мытья посуды сейчас содержат глицерин, эмоленты и другие, не нужные в бетоне ингредиенты. Как они повлияют на бетон – не известно, поскольку никто не проводил таких испытаний.
Но самая главная проблема жидкого мыла – хлористые соли в составе.
Хлорид натрия используется в моющих средствах как дешевый загуститель анионных ПАВ. Но для бетона он не полезен, поскольку способствует коррозии арматуры и появлению высолов на поверхности бетона.
Какие проблемы может спровоцировать применение жидкого мыла в качестве пластификатора
Моющие средства, действительно, делают бетонную смесь более пластичной и предотвращают ее расслоение и осаживание заполнителей (песка и щебня), но это происходит с вовлечением в раствор воздуха. В результате получается менее плотный бетон сниженной прочности, что наглядно демонстрирует проведенный в лаборатории эксперимент.
Прочность бетона на сжатие. Лабораторный эксперимент
Было изготовлено 4 образца с ожидаемым классом бетона В15, из них:
После изготовления образцы созревали в камере в течение 3 месяцев, затем их взвесили и провели испытания.
Оказалось, что образец с моющим средством является самым легким (при одинаковом объеме образцов), а значит, его плотность снижена. Кроме того, даже увеличение воды на 50% не дало такого критического снижения прочности.
Проблемы, спровоцированные применением жидкого мыла, выявятся не на этапе замеса и укладки бетона, а значительно позже. Мокнущий, крошащийся бетон и ржавая арматура обратят на себя внимание, когда уже нельзя будет что-то изменить. Стоит ли незначительная экономия таких проблем?
Дозирование пластификатора и жидкого мыла
Жидкие пластификаторы добавляются в бетонные смеси из расчета 0,25–1% от массы сухого цемента. Это значит, что при замесе раствора из стандартного мешка цемента, добавляется от 125 до 500 г пластификатора. Точные дозировки нужно обязательно смотреть на упаковке конкретного пластификатора.
Рекомендации по применению моющих средств в качестве пластифицирующей добавки в бетон, можно найти в сообщениях на тематических форумах; обычно рекомендуют добавлять их из расчета 1 г на 1 кг сухого портландцемента, то есть, на стандартный мешок потребуется 50 г добавки. Но какое именно моющее имеют в виду, мы не знаем, а значит, не знаем и точную концентрацию ПАВ в бетоне. (Вспоминаем рекламу жидкостей для мытья посуды: бутылки одной жидкости хватает на мытье N стопок тарелок, а бутылки другой жидкости – на 5 или даже 10*N стопок тарелок; очевидно одно из этих средств более концентрированное, но точных цифр нам не узнать).
Добавляя бытовые моющие средства в бетонный раствор, вы используете в ответственном строительном материале жидкости неизвестного состава в неизвестной дозировке и получаете непредсказуемый результат. Жидкое мыло – пластификатор для тех, кто любит сюрпризы.
Советуем ознакомиться: пластификаторы CEMMIX CemPlast, Plastix, Cem Thermo
Пластификаторы промышленного производства разрабатываются с целью сделать бетонные смеси более подвижными и способствовать их уплотнению, хорошему сцеплению с арматурой, удобству укладки и повышению прочности готовых конструкций. Их составы и дозировки проверены сериями лабораторных испытаний и гарантируют заявленный результат. Мнимая экономия при использовании бытовых моющих средств в качестве пластификаторов может обернуться крупными финансовыми потерями из-за низкого качества возведенных конструкций. Мнимое удорожание смеси добавлением пластификаторов оборачивается существенной экономией цемента, воды, электроэнергии и трудозатрат.