Сколько пластификатора добавлять в цементный раствор?

Особенности применения пластифицирующих добавок в бетонах и кладочных растворах

Любое современное строительство не обходится без использования специальных добавок для бетонных смесей и цементных кладочных растворов. Добавки необходимы, чтобы модифицировать бетон и растворы с целью придания им определённых свойств, упрощающих работу и повышающих качество строительства. При этом допускается ряд ошибок, которые могут привести к отрицательным результатам. В частности, применение избыточного количества воды, с целью повышения удобоукладываемости смеси, и использовании в качестве добавок бытовых моющих веществ.

В этой части учебного курса мы расскажем о том, как использование специальных пластифицирующих добавок позволяет получить пластичную смесь и одновременно избежать падения прочности бетона.

• Почему нельзя модифицировать бетон избыточным количеством воды.
• Для чего нужны пластификаторы.
• Как добавки меняют свойства бетона и кладочных растворов.
• Какие добавки нужно использовать при проведении монолитных и кладочных работах.
• Как добавки позволяют избежать появления высолов на облицовочном кирпиче.

Водо-цементное соотношение (В/Ц). Сколько воды нужно для приготовления бетона/раствора?

Водоцементное соотношение напрямую влияет на конечное качество и прочность растворов и бетонов .

Для того, чтобы цементный камень начал твердеть должен начаться процесс гидратации цемента, а для этого, на самом деле, нужно не так много воды — около 25л на 100кг цемента. Т.е. оптимальное ВЦ для чистого цемента = 0,25.

Все зависит от количества и качества заполнителей

Оптимальным соотношением вода/цемент в бетоне (цемент, песок, щебень) является соотношение 4-4,5/10 (ВЦ = 0,4-0,45), т.е. 40-45л воды на 100кг цемента.

Точно такое же оптимальное ВЦ (0,4-0,45) мы вывели опытным путем для полусухой стяжки при замешивании цемента с песком в пропорции 1 к 4.

На практике при приготовлении раствора для стяжки (бетона) большинство строителей добавляют в него столько воды, сколько необходимо для того, чтобы он стал подвижным, жидким, удобным в работе.

Для твердения цемента (реакции гидратации) необходимо воды почти в два раза меньше. Вся лишняя вода не участвует в реакции, а лишь увеличивает подвижность.

Чем больше воды в растворе/бетоне, тем хуже будет его качество и меньше плотность.

Способ приготовления бетонной смеси с жидким пластификатором С-3

1. Раствор пластификатора тщательно перемешивают в расфасовочной таре.
2. Жидкую добавку отмеряют в расчете:

• 0,5–1 л на 100 кг цемента для подвижных бетонов, используемых при возведении стен, перекрытий, стяжек пола;
• 1–2 л на 100 кг цемента для самоуплотняющихся бетонов, которые применяют при заливке фундаментов, форм для монолитных и сложных железобетонных несущих конструкций.

1. Пластификатор добавляют в воду для растворения.
2. Воду с пластификатором заливают в работающую бетономешалку.
3. Отмеряют необходимое количество цемента и загружают в бетономешалку.
4. Добавляют твердый заполнитель и доводят раствор до готовности.

Чем больше пластификатора добавить в исходную смесь, тем больше времени понадобится для застывания бетона.

Способ применения сухого пластификатора С-3:

Сухой пластификатор представляет собой полидисперсный коричневый порошок, который добавляют к исходному материалу в виде водного раствора с концентрацией от 15 до 35%. На стройплощадку порошкообразный пластификатор поставляют в полиэтиленовых мешках от 0,8 до 25 кг.

Для замешивания бетона на основе порошкообразного пластификатора С-3 необходимо:

1. Приготовить 35% водный раствор пластификатора.

• По паспорту или сертификату пластификатора определяют его влажность. Стандартное содержание влаги в порошкообразной добавке составляет – 4,6%.
• Согласно с ТУ5745-001-97474489-2007 «Рекомендации по применению комплексной добавки «Пластификатор С-3» для приготовления 1 кг 35% раствора понадобится 366 г порошка и 634 г воды.
  1. Рассчитать количество раствора для бетонной смеси.
• Если необходимая концентрация пластификатора в исходной смеси составляет 0,5% в пересчете на абсолютно сухую добавку, то есть 0,5 кг на 100 кг цемента, то расход 35% раствора пластификатора будет равняться: 0,5*100/35=1,43 кг.
• В литрах эта величина составит: 1,43/1,192=1,2 л на 100 кг цемента, где 1,192 – плотность 35% раствора пластификатора (таб.4 ТУ5745-001-97474489-2007).
  1. Добавить раствор пластификатора в воду перед заливкой в бетономешалку.
  2. При постоянном перемешивании засыпать цемент и твердый заполнитель.
  3. Довести смесь до готовности к укладке.

Для получения однородного раствора пластификатора, порошок разбавляют в теплой воде и настаивают в течение нескольких часов.

Область применения

Суперпластификатор С-3 является универсальной добавкой, которая дает возможность изменять свойства бетонной смеси и управлять процессом ее укладки и застывания.

Добавление пластификатора позволяет:

• увеличить подвижность бетонной смеси, которая легко укладывается без образования пустот и равномерно застывает без трещин и неровностей поверхности;
• снизить количество воды в цементном растворе, что повышает прочность бетона на 20–25% при сохранении подвижности бетонной смеси;
• сэкономить до 22% цемента без изменения прочности бетона и подвижности исходного раствора;
• повысить плотность и соответственно водонепроницаемость бетона за счет пониженного содержания воды в смеси;
• увеличить адгезию (сцепление) цементной смеси с металлической арматурой и твердыми наполнителями;
• уменьшить трудозатраты и время выполнения работ по заливке бетона;
• исключить или существенно сократить вибрацию для уплотнения бетонной смеси.

Благодаря соотношению повышенной подвижности исходной смеси и конечной прочности бетона, полученного на основе суперпластификатора, его применяют при изготовлении:

• монолитных строительных конструкций из тяжелых бетонов высокой прочности;
• железобетонных труб и конструкций из тяжелых бетонов высокой прочности;
• густоармированных несущих конструкций для мостовых опор и высотных сооружений;
• железобетонных конструкций сложной конфигурации с узкими опалубками;
• монолитных плит и панелей в гражданском строительстве, требующих особой прочности и однородности бетонной смеси;
• фундаментов и монолитных конструкций с помощью бетононасосов и автобетононасов;
• ЖБИ в промышленных масштабах, что сокращает время пребывания конструкций в термокамерах, и увеличивает объемы производства.

Пропорции на куб бетона

Концентрация пластификатора в растворе зависит от того, где он будет применяться. Варьирует в пределах от 0,25 до 1,5 %.

В среднем берется:

• Полипласта ПС-1 — 0,4-0,8% от массы цемента или от 400 до 800 г на 100 кг цемента;
• СПФ С3 — 0,25-0,7% или 250-700 г.

Для получения раствора высокого качества важно правильно рассчитать водоцементное соотношение с учетом того, что количество цемента влияет на класс/марку бетона. Чем больше его в смеси, тем выше марка. В частном строительстве востребована бетонная смесь М500 с повышенными показателями прочности. Расход компонентов для приготовления 1 кубометра раствора с суперпластификатором С-3 показан в таблице.

Количество пластификатора рассчитывается по схеме.

1. Требуется ввести 0,4% сухого вещества.
2. На 100 кг цемента потребуется 0,4 кг присадки.
3. Ее добавляют в жидком виде. Концентрация приготавливаемого раствора — 35%. Потребуется Х= 100∙0,4/35= 1,142 кг.
4. Перевод в литры по формуле V=m/ρ, где:

• V — объем в л,
• m — масса сухого вещества в кг,
• ρ — плотность пластификатора (дана в таблице рекомендаций по применению комплексной добавки ТУ5745-001-97474489-2007).

Получаем 1, 142/1,185= 0,963 л

Расчет на ведро

В малом строительстве стройплощадки не всегда оборудованы весами. Сухие компоненты в таких условиях отмериваются ведрами. Пропорции для ведер на 12 литров:

На каждое ведро цемента добавляется по 0, 037 л пластификатора.

Соблюдение указаний производителя

Вводимые в смесь модифицирующие добавки видоизменяют ее.

1. Делают более пластичной и менее пористой.
2. Улучшают гидратацию.
3. Увеличивают степень морозостойкости.
4. Усиливают прочность.

Обеспечить это может только точное соблюдение рекомендаций изготовителя.

• Производством полифункциональных добавок занимаются отечественные и зарубежные компании. Ими используются идентичные ингредиенты. Но они могут отличаться плотностью, концентрацией и другими параметрами. Разной будет и дозировка воды. Она указывается на упаковке.
• Каждая присадка-пластификатор выполняет свою функцию и требует строго дозирования. Информация об этом заложена в инструкцию по применению.
• Руководство по использованию содержит требования к условиям эксплуатации смеси.

Использование добавок для теплого пола

Пластификатор для стяжки теплого пола является обязательным компонентом. Его нужно добавлять в состав для получения определенных свойств и характеристик.

1. Значительно усиливается прочность заливаемого покрытия.
2. Уменьшается температурное расширение.
3. Повышаются показатели теплопроводности и устойчивости к колебаниям температуры.
4. Снижается уровень подверженности коррозии элементов нагревательной системы.
5. Существенно уменьшается количество воздушных пузырьков.

Существует отдельная линейка добавок, предназначенных конкретно для стяжки теплого пола

В действительности, очень многие, кто выполняет устройство системы обогрева полового покрытия, игнорируют эту рекомендацию, особенно при самостоятельном приготовлении смеси для заливки стяжки. Такая ситуация приводит к отрицательным последствиям:

• Используемый раствор, особенно на цементной основе, из-за температурных колебаний подвергается постоянному расширению, что приводит к появлению деформаций и многочисленных трещин.
• Пузырьки воздуха, присутствующие в составе, способствуют значительному повышению показателей температуры внутри полового покрытия, это нарушает работу всей тепловой системы.
• Высокие показатели теплопроводности не присущи стандартной смеси, именно наличие пластификаторов повышает этот параметр и увеличивает общий КПД.

Таким образом, выбирая готовые материалы для заливки стяжки на теплый пол, целесообразно заранее проверять, входят ли в их состав необходимые добавки.

Рецепт с пластификатором

Рынок предлагает широкий ассортимент пластификаторов заводского изготовления от разных производителей. Наиболее известными и популярными являются продукты серии «Бенотех ПМФ», в частности добавка С-3. Сколько необходимо пластификатора для изготовления тротуарных плиток, чтобы получить готовые изделия с заданными характеристиками? Пропорции материалов для приготовления 1 м³ смеси с участием данной присадки, а также результаты испытаний опытных образцов хорошо видны в следующей таблице:

Если же вы самостоятельно беретесь за изготовление брусчатки, то удобнее пользоваться дозировкой ведрами. Какие материалы и сколько добавлять в формовочный раствор? За точку отсчета следует взять цемент, допустим 1 мешок. Рецепт приготовления тротуарной смеси с этим же пластификатором выглядит так:

• Цемент М500 – 50 кг. Для серой тротуарной плитки используем обычный материал. Если хотим изготовить цветную брусчатку путем добавления различных красителей, то лучше использовать белый цемент. Поскольку основа серого цвета исказит желаемый тон плиток, придаст им грязноватый оттенок.
• Щебень из смеси мелкой и средней фракции – 9 ведер;
• Песок чистый – 6 ведер;
• Пластификатор С-3 – 250 мл.

Воду добавляем постепенно, малыми порциями, до получения пластичного состава.

Разновидности материалов

Пластифицирующие добавки для бетона различают по степени действия и улучшения подвижности бетонного раствора.

В соответствии с ГОСТ выделяют 4 основных категории — от слабо действующих до суперпластификаторов:

• Слабые. Подвижность смеси меняется только на 1 пункт, но существенно увеличивается водоотталкивающая способность. В основе добавок лежат органические кремниевые соединения. Подходят только для частного строительства.
• Средние. Пластичность повышается на 1 – 3 пункта. Обеспечивают водоизоляцию, устойчивость к солевым компонентам, в основе лежат лигносульфаты. Чаще присадки вводят в бетон для конструкций оснований.
• Сильные. Увеличивают подвижность на 1 – 4 пункта, изготавливают на основе акрилатов и лигносульфатов. Добавки используют в бетоне для фундаментов, стяжечном и штукатурном растворе.
• Суперсильные. Пластичность массы меняется на 1 – 5 пунктов. Сырьем при производстве служит серная кислота, нафталин, формальдегид. Растворы с такими присадками отличаются универсальным применением.

Выпускают органические и неорганические усилители подвижности. Первые продаются в готовом виде, удобны в применении. Неорганические — глина, известь – довольно трудоемки из-за усложненной технологии приготовления.

Из чего сделать пластификатор для раствора своими руками

Пластификатор для цемента можно легко изготовить в домашних условиях, используя доступные материалы:

• гашеную известь;
• обычный шампунь;
• порошок для стирки;
• мыло жидкой консистенции;
• яичный белок;
• поливинилацетатный клей (ПВА).

Рецептура зависит от применяемого для добавки материала.

Клей ПВА — хороший пластификатор

Материалы, используемые при изготовлении пластификаторов

Умельцы не понаслышке знают, что для того чтобы сделать раствор более эластичным в него необходимо плеснуть немного жидкого мыла. Этим способом пользовались ещё наши дедушки, результат работы которых можно наблюдать и по сей день. Некоторые добавляли гашеную известь, жидкие порошки или обычный шампунь. В то время было принято руководствоваться исключительно опытом полученным методом проб и ошибок, но как ни странно, эти способы пользуются немалой популярностью, и по сей день. Впервые, в качестве пластификатора был использован обычный куриный белок. Благодаря самостоятельному изготовлению можно сэкономить значительную сумму. Но главным здесь является вовсе не экономия, а качество изготавливаемого вещества, которое состоит из шлакоблока, керамзитблока, пенобетона или теплоблока, что в значительной степени улучшает его долговечность и устойчивость. Без наличия определённой сноровки человеку, впервые занявшегося самостоятельным замесом, будет весьма сложно приспособиться.

Состав

Присадка состоит из компонентов, которые в процессе перемешивания раствора вступают в химическую реакцию с цементом, образуя массу с требуемыми физико-химическими свойствами. Содержимое пластификатора С-3:

• сульфированные поликонденсаты;
• натриевый сульфат;
• вода.

Присадку производят по технологии многоступенчатого синтеза целлюлозных компонентов по ТУ завода-изготовителя.

Чем можно заменить пластификатор

Иногда нужно изготовить небольшое количество бетона. Покупать заводскую присадку-пластификатор нецелесообразно. Заменить ее можно подручными средствами. Гашенной известью или клеем ПВА. Известь сделает раствор более клейким и придаст ему бактерицидные свойства. Ее объемная доля составляет 20% от объема цемента. ПВА-клей (200 г на ведро бетонной смеси) увеличит пластичность.

Жидкое мыло

В его составе содержатся щелочи, жирные кислоты. Близкий к щелочной среде pH-уровень не нарушает кислотность смеси. Жидкое мыло повышает адгезию между цементными частицами. При его добавлении образуется вязкая смесь. Она равномерно распределяется. Застывшая масса обладает высокой прочностью.

Имеются и отрицательные моменты:

1. За счет снижения количества капилляров ухудшается вывод влаги.
2. Увеличивается срок затвердевания.
3. Нельзя добавлять жидкое мыло в раствор для фундамента и опалубки.

Средства для мытья полов

В составе и моющих средств, и добавок-пластификаторов в качестве поверхностно-активных веществ используются сульфаты. Они совпадают по виду, классу и химической формуле. Поэтому средства для мытья полов/посуды можно добавлять в бетонные смеси.

Стиральный порошок

Приемлемая альтернатива заводским добавкам. Предварительно разводится водой. Имеет существенный недостаток: вымывает на поверхность соли.

Как развести заменители в воде

1. На мешок цемента (50 кг) требуется 200-250 мл жидкого моющего средства/мыла. Его надо лить в воду перед загрузкой цемента и песка.

• Залить в бетономешалку расчетный объем воды, уменьшенный на 0,2-0,25 л. Если ее количество не сократить, увеличится время застывания бетона (примерно на 3 часа).
• Размешать воду с мылом.
• Постепенно добавлять цемент и наполнитель.
• Перемешать до получения однородной массы.

2. Взять 100-150 г стирального порошка. Развести теплой водой. Смешать с основным объемом жидкости в корыте для замеса. Дальнейшие действия производится по аналогии с предыдущим рецептом.

И в первом, и во втором варианте сначала заливается мыльный раствор. Он склонен к пенообразованию. Что недопустимо, так как пена нивелирует свойства цемента. Поэтому перемешивать мыльную смесь надо осторожно.