Ускорители схватывания и твердения бетонных смесей

Замедлитель схватывания бетона CemStone

]Cemmix в линейке своих добавок для бетона выпускает Комплексную добавку для кладочных и строительных растворов CemStone.

Комплексная добавка CemStone — это химическая добавка, которая совмещает свойства замедлителя бетона со свойствами пластификатора, а это значит, что она имеет дополнительные преимущества:

1. повышает подвижность смеси с П1 до П4;
2. улучшает обрабатываемость бетонных смесей, позволяет получать самоукладывающиеся бетонные смеси;
3. снижает водопотребность растворов на 10–20%;
4. позволяет экономить от 10% цемента без снижения прочности;
5. снижает усадку и связанные с ней деформации на 50%;
6. препятствует расслаиванию раствора;
7. увеличивает срок жизни растворов до 5 часов;
8. препятствует появлению высолов.

Добавка CemStone применяется в штукатурных и кладочных растворах, при изготовлении дорожек, брусчатки и различных типов бетона.

Комплексная добавка CemStone эффективна для увеличения срока жизни цементных растворов, а также обеспечивает преимущества пластификатора. Она поставляется в удобной жидкой форме, поэтому ее несложно добавить в бетонную смесь или раствор, а возможность сэкономить цемент окупает ее стоимость.

Обзор отечественных и иностранных составов

Среди востребованных российских марок выделяют линейки Реламикс и Форт, комплексные и многофункциональные добавки Универсал П-2, Асилин-12, Битрон, Лигнопан, Конкрит-Ф. Также используются вещества в чистом виде: хлористый кальций, поташ, нитрат калия, сульфаты и алюминаты натрия. Большинство зарубежный ускорителей относятся к суперпластифицирующим комплексным добавкам для бетона. Среди них выделяют Coral MasterFix, Cementol Omega P и линейку Addiment.

Форт УП-2.

Комплексный ускоритель твердения, обеспечивающий прирост прочности от 30 до 70 % от нормы за первые сутки в строительных растворах на портландцементах с разной степенью подвижности (увеличивая их до П5). Представляет собой сухой порошок коричневого цвета на основе натриевых солей, вводимый после предварительного затворения водой. Добавления Форт УП-2 позволяет снизить расход вяжущего на 8-12 % и увеличить конечную прочность изделий на 10%. Помимо стандартных строительных смесей сфера применения включает товарные, легкие и ячеистые бетоны, максимальный эффект достигается при твердении монолитных конструкций и изготовлении ЖБИ без пропарки.

Конкрит-Ф.

Состав на основе хлористого кальция, существенно сокращающий сроки затвердевания. К преимуществам его применения относят повышение стойкости к поверхностному износу (прочность возрастает в 1,5 раза и выше), минусовым температурам и ускоренное высвобождение заливаемых элементов из форм и опалубки. Полностью растворяется в воде и вводится при затворении сухих компонентов. Характеристики Конкрит-Ф хорошо подходят при приготовлении бетона для тротуарной плитки, помимо ускорения производственного процесса в 2-3 раза такие изделия практически не имеют сколов или пустот.

Релаксор.

Суперпластификатор, выпускаемый в виде порошка, пасты или водного раствора. Обладает комбинированными свойствами и используется как с целью ускорения процесса схватывания и набора прочности, так и в качестве противоморозной добавки. Рекомендуется при заливке бетоном монолитных конструкций (благодаря быстрому затвердеванию разрешается снятие опалубке уже через сутки), комбинировании с электропрогревом (продолжительность сокращается на 3-6 ч) и замесе раствором с нестандартными наполнителями. Ввод этой добавки позволяет снизить расход цемента до 30 %.

Addiment.

Продукция немецкого производителя Sika, общепризнанного лидера по выпуску строительной химии. Представлена ускорителями в виде порошков и готовых смесей, используемых с разными целями: для машинного нанесения, ведения работ в зимнее время, сокращения сроков схватывания. К преимуществам относят улучшение структуры бетона и повышение его водонепроницаемости, к минусам – высокую стоимость. Дозировка зависит от разновидности и варьируется от 1 до 5 %.

Реламикс.

Линейка продукции компании Полипласт включает 8 марок с разным составом и целевым назначением. Все виды относятся к комплексным и помимо обеспечения высоких показателей прочности на ранних сроках твердения улучшают такие характеристики бетона как водонепроницаемость, стойкость к агрессивным средам и подвижность. Максимальный эффект от ввода наблюдается при приготовлении растворов высокого класса (от В40 и выше). Преимущество – экономичность, стандартная дозировка не превышает 1 %.

Стоимость ускорителей для бетона

Наименование, страна-производитель	Тип добавки	Рекомендуемая дозировка, в % от массы цемента	Фасовка, кг	Цена, рубли
Форт УП-2, Россия	Комплексная, для ускорения твердения	0,5-0,7	20	1000
Конкрит-Ф, Россия	Пластифицирующая, рекомендуемая при изготовлении формовочных изделий	0,5-2 –при нормальных условиях твердения, до 3 –при заливке неармированных конструкций	15	2700
Релаксор С-3Р, Россия	Суперпластификатор с противоморозными свойствами	0,5-2,5	25	850
Cementol Omega P, Словения	Улучшающая водонепроницаемость	1-2,5	50	5350
Addiment BE2, Германия	Состав для торкретированного нанесения смесей	2-4	5	3150
Addiment BE5, концентрат 1:4 Германия	Противоморозная добавка, обеспечивает быстрое твердение и хорошую водонепроницаемость	До 5	5	3360
Реламикс М2, Россия	Ускоритель набора прочности для всех видов бетона, подходит для густоармированных конструкций	0,6-1	50	4200

Как сделать собственноручно

Итак, чтобы сделать пластификатор для бетона, используйте порошкообразными препаратами, которые предназначены для разведения.

Чтобы сделать качественную присадку, следует:

• Брать только горячую воду (от +70 до +90 градусов) в том количестве, что указано на этикетке.
• Растворять порошок, добавляя воду и смешивая.
• Продолжать постоянно мешать, дать настояться смеси пару-тройку часов.

Порошок будет храниться дольше жидкого раствора, по крайней мере, в 2 раза. Другие добавки следует водить лишь после того, как настоится раствор. Взболтайте готовый состав перед тем, как влить в воду. Не забывайте о технике безопасности, пользуйтесь респиратором, специальной одеждой с длинными рукавами, резиновыми перчатками и очками.

Добавки в бетон своими руками

Базовой характеристикой бетона и цементосодержащих растворов является прочность на сжатие готовых изделий. Процесс схватывания и набора прочности залитого раствора привязан к гидратации цемента. Входящие в его состав минералы реагируют с водой и атмосферной углекислотой, что ведет к созданию прочной кристаллической структуры, которая, в свою очередь, связывает наполнитель: песок, гравий, шлак, щебень, керамзит…. В данной статье мы коснемся основных добавок в бетон и цементный раствор, модифицирующий их свойства и, которые можно сделать своими руками в бытовых условиях квартиры или дачи.

Цементный раствор и бетон своими руками, что это и зачем — вводная

По сути это это наиболее простой вариант бетона: смесь цементного раствора с песком крупных фракций. Применяется в основном в качестве подложек к фундаментам или как наполнитель металлических форм (сваи). Воды на раствор требуется совсем немного — только для удобного размешивания и гидратации цемента. Допускается замешевание смеси непосредственно в заливочной форме или опалубке.

Для получения более прочного цемента — необходимо добавлять наполнитель. Любопытно, что если наполнителем выступают пористые материалы (например керамзит, шлак, перлит,…) — бетон получает улучшенные теплоизоляционные свойства. Обычно используют щебень с фракцией от 2-3 мм до 30-35 мм

Важно!: щебень, как и любой другой наполнитель, должен быть чистым! Так же рекомендуется использовать заполнители разных размеров с неглаткими поверхностями, т.е. добытые дроблением горных пород

В рецептах ниже будем считать, что 1 мешок цемента составляет 50кг. если явно не указано иное.

Итак, как самостоятельно приготовить бетон:

• Готовим форму или опалубку.
• Выбираем заполнитель с разными размерами, например смешанные крупный гравий или щебень со средним. Т.к. в домашних условиях обычно отсутствует оборудование для качественной утрамбовки бетона — именно разный размер камня позволит обеспечить плотное прилегание элементов заполнителя друг к другу, что не позволяет образовываться крупным пустотам.
• Смешиваем песок с цементом в корыте, ведре или бетономешалке.
• Заливаем воду, которая должна быть максимальновозможно чистой и без посторонних щелочных или кислотных включений.
• Понемногу начинаем добавлять цемент и заполнитель постоянно перемешивая.
• Тщательно перемешав!!!, выливаем готовый раствор в форму или опалубку и, по возможности, утрамбовываем его подручными средствами.

Пропорции в технологии приготовления бетона не даны, т.к. для разных целей требуется и разный его состав. Фундаменты под дом или крупные строения требуют включения крупных заполнителей и цементный раствор нужен достаточно текучим и в количестве, достаточном для их сцепления/закрепления. Наиболее распространены пропорции бетонного раствора 1:3:6, где соответственно цемент, песок и заполнитель + к этому 0,5-1 воды. Покомпонентный с пропорциями состав бетона изложен в ГОСТ 7473-94 и СНиП 5.01.23-83.

Пластификаторы своими руками

История знает много рецептов и методик по улучшению характеристик бетона. Например уже в 19 веке для увеличения пластичности и адгезии в раствор добавляли белок от куриного яйца, в 20-м веке, после появления гашеной извести (пушонки), переключились на нее. Сейчас в домашних условиях иногда добавляют стиральный порошок или другие моющие средства.

Виды и особенности

Упрочнитель бетона (топпинг) бывает разных типов. Необходимо выделить следующие:

• Сухой. Что это такое? Данный упрочнитель бетона являет собой смесь из высококачественного цемента и минеральных добавок, что имеют повышенную абразивность. Обычно в составе имеется корундовая либо же гранитная крошка. Также сюда входят поверхностно-активные добавки. Они призваны улучшить сцепление состава с бетонным раствором. Среди преимуществ сухих смесей отзывы выделяют низкую стоимость.
• Химический. Эта пропитка являет собой раствор из солей и оксидов, которые усиливают кристаллические связи цемента со щебнем, гравием и песком. После застывания раствора пропитка уменьшает поглощение влаги.
• Двухкомпонентный. В основе данного упрочнителя бетона лежит эпоксидная смола. Она проникает в толщу уже застывшего раствора. Далее смолы в процессе полимеризации связывают между собой твердые частицы. В итоге получается монолитная поверхность, устойчивая к влаге.
• На основе полиуретановых смол. Это проникающие составы, которые работают так же, как и предыдущие. Но после кристаллизации они выдерживают более низкую нагрузку.

Обратите внимание, что для нормальной реакции упрочнителя с бетоном необходимо придерживаться определенных требований. Не рекомендуется применять составы, если температура поверхности составляет менее +10 градусов Цельсия

Применение корундового топпинга

Корундовый топпинг применяется для устройства бетонных полов на складах, в гаражах, различных мастерских и других помещениях, где существуют повышенные требования к сопротивляемости истиранию и не допускается пылеобразование.

Устраивая промышленные полы, топпинг из корунда наносят на еще не застывший бетон. Основание должно состоять из композитного бетона, отличающегося низкой усадкой. Поверхность выравнивают, проводят вибрирование. К нанесению топпинга приступают после затвердения бетона до такой консистенции, что на его поверхность можно будет становиться, не оставив выразительных следов.

Отвердитель рассыпается вручную или с помощью механических приспособлений, а затем выравнивается сглаживающими рейками. Затирают топпинг корундовый с помощью крыльчатых затирающих устройств. Первое затирание осуществляют диском, все последующие – «крылышками».

После затирки и полирования топпинга производится заливка полов пропиткой с помощью распылителя. При ее нанесении в помещении не должно быть сквозняков.

Сроки схватывания цемента

Важная техническая характеристика любого бетонного раствора – начало схватывания цемента гост 30515-2013 при стандартных условиях (средняя температура окружающего воздуха 20 градусов Цельсия, средняя влажность окружающего воздуха 75%). «Святое писание» каждого строителя – ГОСТ 30515-2013, дифференцирует общестроительные цементы на три категории:

• Медленносхватывающиеся. Время начала схватывания более 2 часов после затворения.
• Нормально схватывающиеся. Время начала схватывания более 45 минут до 2 часов после затворения.
• Быстросхватывающиеся. Время начала схватывания менее 45 минут после затворения.

Также ГОСТ 30515-2013 определяет предельные отклонения начала схватывания. Для медленносхватывающихся и нормально схватывающихся цементов – минус 15 минут от нормируемого показателя, для быстросхватывающихся – плюс 5 минут от нормируемого показателя. На скорость гидратации цемента кардинально влияет температура воздуха.

При понижении температуры до 5 градусов Цельсия и ниже процесс гидратации практически останавливается. В этом случае конструкцию укрывают специальными матами, строят над ней временный шатер, либо прогревают другими доступными способами. Сроки схватывания любого цемента можно как увеличить, так и уменьшать внесением специальных добавок.

Увеличение скорости набора прочности

Скорость нарастания прочности можно увеличить добавлением сульфата натрия (Na2SO4) и хлористого кальция (CaCl2) – не больше 1-2% на всю массу цемента.

Введение затравочных кристаллов из предварительно гидратированного цемента также будет способствовать ускоренному набору прочности цементного раствора при бетонировании.

Для ускорения процесса твердения цемента можно использовать гидротепловую обработку, общая длительность которой занимает от 12 до 13 часов при температуре 80°С.

Как добавлять наполнитель в мытый бетон

Вариант-1 : готовим инертный Наполнитель — это смесь из щебня (или крошки, гальки) и мелкого песка для заливки в формы

Для данного метода важно правильно выбрать пропорции Заполнителя и песка. Пропорции составляют примерно 1.7-2.1 частей крупного заполнителя (чем крупнее тем больше) и 1 часть мелко или среднезернистого песка

Для уточнения соотношения крупного Заполнителя и Песка необходимо взять любую емкость достаточного обьема и взвесить ее. Затем до верха наполняем ее крупным Заполнителем. Опять взвешиваем и по разнице получаем вес заполнителя (М1). Затем насыпаем периодически встряхивая в эту емкость с заполнителем песок пока он полностью не заполнит весь обьем емкости с заполнителем. Опять взвешиваем емкость содержащую теперь и заполнитель и песок. По разнице с предыдущим взвешиванием получаем вес песка (М2). Делим вес Заполнителя (М1) на вес песка (М2) и получаем ОПТИМАЛЬНОЕ соотношение для выбранного Вами Заполнителя которое позволит избежать появление «проплешин» без Заполнителя.

Конечно, это соотношение может быть меньше, например 1:1. Но не стоит ожидать что крупный заполнитель распределиться по смеси равномерно и тогда после смытия результатом будет неравномерное распределение заполнителя по поверхности (если конечно это не было специально задумано).

Важно помнить, что размер крупного заполнителя не должен превышать 1/3 толщины бетона иначе прочность изделия будет падать. Затем добавляем цемент (1 часть цемента и 3-4 весовых части инертного наполнителя (смесь)), воду (оптимально 0.45 части по весу от массы цемента) и обязательно пластификатор (1-1.2% от массы цемента) и при необходимости — краситель для бетона (сухой железоокисный пигмент для окраски бетона в массе)

Затем добавляем цемент (1 часть цемента и 3-4 весовых части инертного наполнителя (смесь)), воду (оптимально 0.45 части по весу от массы цемента) и обязательно пластификатор (1-1.2% от массы цемента) и при необходимости — краситель для бетона (сухой железоокисный пигмент для окраски бетона в массе).

Далее используем полученный бетонный раствор для заливки в форму обработанную гелем или на подготовленную поверхность с последующей затиркой поверхности и нанесением лака-замедлителя.

Вариант-2 : Аналогичен первому варианту, но подходит только для плоских форм (тротуарная плитка, брусчатка, козырек столба или панели забора и.т.д). Не применяется для вазонов, урн и других сложных форм.

В данном варианте также готовиться смесь из Варианта-1, с расчетным соотношением декоративного Заполнителя и песка, но в форму выкладывается тонкий слой (1/3 толщины плитки) такой смеси и после кратковременной вибрации остальная часть формы заполняется простым не окрашенным пескобетоном.

В таком варианте достигается экономия дорогостоящего декоративного заполнителя и пигмента для окраски бетона.

Вариант-3 (только для плоских поверхностей) : Готовим обычный бетон для заливки и заливаем подготовленную площадку. Дожидаемся набора бетоном минимальной прочности (прочность пластилина) чтобы заполнитель не провалился в глубину при затирке.

Далее используем крупный заполнитель (щебень, крошка, галька или например чугунная дробь диаметром 5-15 мм) и равномерно распределяем по поверхности уложенного бетона.

Затем сверху укладываем слой подготовленного отдельно пескобетона с В/Ц >= 0.45 и высокой подвижностью (обязательно использование пластификатора), и пигмента если необходим окрашенный базовый слой. Затираем его гладилкой. Далее на подготовленную поверхность наносим замедлитель-лак.

При таком варианте расход декоративного Заполнителя будет минимальным, а остальная часть бетона (80-90%) готовиться на обычном гравийном или гранитном щебне или песке.

Аналогично данный вариант применяется при заливке в плоские формы (тротуарная плитка). Декоративный Заполнитель равномерно распределяется по поверхности формы обработанной Гелем и затем форма заполняется пескобетоном

В этом варианте важно чтобы Заполнитель не ушел в толщу бетона при вибрации формы на вибростоле, поэтому применяется кратковременная вибрация или самоуплотняющийся состав бетона на основе гиперпластификаторов для которых достаточно минимального ручного уплотнения (встряхивания формы)

В описании товаров (гель, лак) Вы можете найти рекомендуемый состав (пропорции) смеси для технологии «мытый бетон».

Добавки-замедлители схватывания и твердения

В эту категорию входят практически все добавки-пластификаторы, основанные на поверхностно-активных веществах. Принцип их действия основан на создании адсорбционных оболочек или пленок из молекул ПАВ на поверхности частиц цемента. Это увеличивает вязкость раствора, но если увеличить количество вносимого пластификатора ПАВ, то эти молекулы затруднят доступ воды к частицам цемента и замедлят процесс гидратации, что в свою очередь замедлит формирование структуры цементного камня. Это и есть замедление процесса кинетики набора прочности бетона.

Группу замедлителей твердения представляют следующие вещества:

• ЛИГНОСУЛЬФОНАТ ТЕХНИЧЕСКИЙ (ЛСТ) — в дозировках более 0,3% от массы цемента обладает свойством замедлителя схватывания цемента и твердения бетона;
• НИТРОЛТРИМЕТИЛФОСФОНОВАЯ КИСЛОТА (ТНФ) — белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Поставляется в виде порошка или 40% водного раствора. Применяется в количествах 0,02-0,15% от массы цемента с водой затворения. При передозировке добавки наблюдается снижение прочности раствора и бетона. Добавка обладает пластифицирующим действием и не вызывает коррозии стальной арматуры;
• МЕЛАССА (КОРМОВАЯ САХАРНАЯ ПАТОКА – КП) — отход сахарной промышленности, представляет собой густую вязкую жидкость темно-коричневого цвета. Хорошо растворяется в воде. Поставляется в металлических емкостях, применяется в количестве 0,05–0,3% от массы цемента. Замедляет набор прочности бетона или раствора до 7 суток. Обладает пластифицирующим действием, но не рекомендуется в качестве добавки при производстве сборного железобетона;
• РЕЛАКСОЛ–ТЕМП 4 — эффективный замедлитель схватывания, предназначен для монолитного бетонирования в летнее время, с целью улучшения технологических свойств бетонной смеси, увеличения времени сохраняемости ее свойств (подвижности, удобоукладываемости, однородности и т.д.) в процессе транспортировки и укладки, в том числе и для монолитного дорожного покрытия. Возможно использование этой добавки для производства массивных и особо ответственных конструкций. Добавка повышает однородность бетонной смеси, замедляет схватывание цемента, обладает сильным пластифицирующим действием. Увеличение времени потери подвижности бетонной смеси достигается до 3-х часов. Дозировка: от 1,0 до 3,0% от массы цемента по сухому веществу;
• RETARDAL TKP — добавка, замедляющая твердение бетона с одновременно сильным пластифицирующим действием. Удобна для товарного бетона и бетонирования при высоких летних температурах. Значительно повышает прочность бетона;
• BC RETARDER — замедлитель твердения в жидком виде, необходимый для получения «вымывного бетона». Используется как для негативного, так и позитивного методов;
• BC LANOSAN 70 H 120 — замедлитель твердения в виде пасты, необходимый для получения «вымывного бетона». Используется как для негативного, так и позитивного методов;
• BC WASCHBETONLACK — замедлитель твердения в виде лака, необходимый для получения «вымывного бетона». Используется для негативного метода;
• BC VZ PAPIER — замедлитель твердения в виде пропитанной раствором бумаги, необходимый для получения «вымывного бетона»;
• БИСИЛ РЕТАРДЕР-СХ – добавка, предназначенная для замедления начала схватывания бетона и строительных растворов. Добавляется в воду затворения;
• БИСИЛ ФС — не содержащая хлоридов добавка, ускоряющая процесс схватывания бетона и строительных растворов. Добавки серии «БИСИЛ» производятся испанским концерном «Доризо»;
• производит и реализует замедлители схватывания под торговой маркой ЛИНАМИКС ХХХ. По своей сути эти добавки являются комплексными, но из-за наличия свойств замедлителя схватывания указаны здесь, перед применением необходимо внимательно изучить инструкцию производителя;
• Хорошие результаты, в ряде случаев, для замедления схватывания и твердения достигаются при применении кремнийорганических жидкостей, буры (тетраборат натрия), костного и мездрового клеев, крахмала, декстрина, тринатрийфосфата и ряда других добавок.

Укладка (заливка) бетона при различных температурах

Бетонирование при высокой температуре

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда в бетоне образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов. (Усадка пористых ячеистых бетонов протекает по другим механизмам). При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50% для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок . Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона. Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей. При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки. В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед. Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается. Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой. Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.