Класифікація добавок для бетону

Застосування добавок охоплює широкий діапазон сучасного будівництва, починаючи від виготовлення цементних розчинів і закінчуючи складними бетонними спорудами (фундаменти, басейни, злітно-посадочні смуги аеродромів тощо).

Різноманітність добавок дозволяє підвищити морозостійкість бетону, поліпшити перекачування суміші за допомогою насосів, прискорити її твердіння, зменшити усадку, отримати легкий бетон при застосуванні піноутворювачів та багато іншого.

Найбільш поширеними модифікаторами є так звані пластифікатори, дозволяють розріджувати бетонну суміш для зручності подальшої переробки. Можна домогтися такого ж результату додаванням додаткової води, але при цьому губиться щільність, міцність бетону, мають місце усадочні тріщини й тривале висихання конструкції для продовження оздоблювальних робіт.

Застосування пластифікаторів досить універсально: з їх допомогою можна підвищити щільність (водонепроникність) і міцність бетону, зменшивши кількість води (до 30%) в суміші при збереженні її рухливості, знизити кількість води й цементу та одержати бетон з низькою усадкою.

Хімічні добавки класифікують за основним ефектом дії:

1) що регулюють властивості бетонних сумішей:
пластифікуючі добавки – збільшують рухливість бетонної суміші;
стабілізуючі добавки – попереджають розшарування бетонної суміші;
водоутримуючі добавки;

2) добавки, які регулюють тужавлення бетонних сумішей і твердіння бетону: добавки, що прискорюють або зменшують швидкість твердіння; що забезпечують твердіння при негативних температурах (протиморозні);

3) що регулюють щільність і пористість бетонної суміші та бетону: газоутворюючі, піноутворюючі, ущільнювальні;

4) добавки – регулятори деформацій бетону;

5) що підвищують захисні властивості бетону сталі, інгібітори корозії сталі;

6) добавки – стабілізатори, що підвищують стійкість бетонних сумішей проти розшарування;

7) добавки, які надають бетону спеціальні властивості:
гідрофобізаційні добавки – зменшують змочування бетону;
антикорозійні добавки – підвищують стійкість в агресивних середовищах; фарбувальні – підвищують бактерицидні та інсектицидні властивості; електроізоляційні; протирадіаційні [12].

Діючі нормативи (ДСТУ Б В.2.7-65-97 Добавки для бетонів і будівельних розчинів. Класифікація [13] та ДСТУ Б.В.2.7 171:2008 Будівельні матеріали. Добавки для бетонів і будівельних розчинів. Загальні технічні умови [14]) класифікують добавки за призначенням:

1) добавки, які регулюють властивості бетонних і розчинних сумішей:

а) пластифікуючі (І группа суперпластифікатори, II група сильнопластифікуючі, III група середньопластифікуючі, IV група слабопластифікуючі);

б) стабілізуючі;

в) водоутримуючі;

г) такі, що поліпшують перекачування;

д) такі, що регулюють зберігання бетонних сумішей;

е) такі, що сповільнюють тужавлення;

ж) такі, що прискорюють тужавлення;

и) поризуючі (для легких бетонів повітровтягувальні, піноутворюючі, газоутворюючі, табл. 1.2);

2) добавки, які регулюють тверднення бетонів і розчинів:

а) такі, що сповільнюють тверднення;

б) такі, що прискорюють тверднення;

3) добавки, які підвищують міцність і (або) корозійну стійкість, морозостійкість бетону і залізобетону та знижують проникність бетону:

а) водоредукуючі (І, II, III,IV групи,);

б) кольматуючі;

в) газоутворюючі;

г) повітровтягувальні;

д) такі, що підвищують захисні властивості бетону за відношенням до сталевої арматури (інгібітори корозії сталі);

4) добавки, які надають бетонам і розчинам спеціальні властивості:

а) протиморозні (забезпечують тверднення при мінусових температурах, (табл. 1.2));

б) гідрофобізуючі (І, II і III групи,).

В.Б. Ратінов [2] за механізмом дії добавок розподіляє їх на 4 класи (з групами):

1) речовини, що змінюють розчинність мінеральної в’яжучої речовини і не вступають з нею в хімічну реакцію:

1.1 електроліти, що містять однакові з в’яжучою речовиною іони;

1.2 електроліти, що не містять однакові з в’яжучою речовиною іони;

1.3 неелектроліти;

2) речовини, що реагують з мінеральною в’яжучою речовиною з утворенням комплексних сполук важкорозчинних або таких, що мало дисоціюють:

2.1 електроліти, що беруть участь у реакціях приєднання з утворенням:

– подвійної солі типу 3CaO·Al₂O₃·CaX₂·(10÷12)·H₂O, де Х однозарядний аніон (Cl^-, NO₂^-, NO₃^-, CH₃COO^- і т.д.) або ½ двозарядного аніона (CO₃^2-, SO₄^2-);

– гідроксисолі, наприклад гідроксихлориди Ca(OH)₂·CaCl₂·mH₂O, де m = 1 або 12; гідроксинітрати CaO·Ca(NO₃)₂·mH₂O, де m = 0,53; гідроксинітрит Ca(OH)₂·Ca(NO₂)₂·2H₂O;

2.2 електроліти, що беруть участь у реакціях заміщення;

3) готові центри кристалізації “затравки” − неорганічні мікродисперсні продукти гідратації в’яжучої речовини або споріднені речовини: для гіпсу (півгідрату) CaSO₄·0,5H₂O − двогідрат CaSO₄·2H₂O, для портландцементу − гідросилікати кальцію, мікрокремнезем, метакаолін;

4) органічні поверхнево-активні речовини (ПАР), що адсорбуються на поверхні твердої фази:

4.1 такі, що гідрофілізують пластифікуючі добавки: лігносульфонати, сульфомеламінформальдегіди, сульфонафталінформальдегіди, полікарбокси- лати, поліакрилати;

4.2 такі, що гідрофобізують гідрофобізуючі, повітровтягувальні добавки: етилсиліконат, метилсиліконат, алюмометилсиліконат, абієтат натрію, фенілетоксисилоксан, полігідросилоксани, деревний пек.