Если готовый бетон требуется получить определенной плотности, то в состав бетонной смеси обязательно добавляют порообразующие или уплотняющие добавки.
Плотность и пористость бетона
Опытным путем было установлено, что пористость и плотность бетона зависят в основном от количества воды и порообразователя в составе бетонной смеси, а так же от вида и количества вяжущего вещества в ее составе.
Различают капиллярную, гелевую и контракционную пористость. Капиллярная пористость оказывает существенное влияние на взаимодействие готового бетона с водой и при увеличении такой пористости растет и водопоглощение бетона. Так же капиллярная пористость оказывает влияние на коррозионную стойкость и морозостойкость бетона. В свою очередь гелевая и контракционная пористость практически не оказывают никакого влияния на физические и механические свойства бетона или оказывают в гораздо меньшей степени.
Для регулирования плотности и пористости бетона существуют следующие виды добавок:
- воздухововлекающие добавки;
- пенообразующие добавки;
- газообразующие добавки;
- уплотняющие добавки.
Далее мы рассмотрим действие каждого вида добавок на свойства готового бетона.
Воздухововлекающие добавки
Как можно догадаться из названия, действие воздухововлекающих добавок заключается в удержании микропузырьков воздуха в бетонной смеси. Такие добавки не только увеличивают пористость готового бетона, но и облегчают перемешивание компонентов бетонной смеси, а микропузырки воздуха в данном случае выполняют роль смазки.
Такой эффект достигается благодаря тому, что в состав бетонной смеси, воздухововлекающие добавки вводят в виде щелочных мыл, которые обладают отличной пенообразующей способностью.
При использовании данных видов добавок в составе легких и тяжелых бетонах, необходимо помнить, что микропузырки увеличивают однородность и удобоукладываемость и соответственно уменьшают вязкость.
Влияние воздухововлекающих добавок на цементно-песчаные смеси, зависит от соотношения песка и цемента в их составе. При этом стоит помнить о том, что эффективность воздухововлечения снижается при увеличении расхода цемента.
Такие добавки, кроме порообразования, еще увеличивают морозостойкость и воздухонепроницаемость бетонов, а так же снижают вероятность коррозии металла. Использование воздухововлекающих добавок позволяет снизить расход извести, увеличить подвижность смеси без увеличения расхода цемента, а так же получать легкие литые растворы.
Пенообразующие добавки
Эффективность влияния пенообразующих добавок в основном зависит от их пенообразующей способности и поверхностной активности. Эти качества в первую очередь связаны с поверхностным натяжением раствора, которое понижается с увеличением количества пенообразующих добавок в составе смеси.
Для того чтобы раствор обеспечивал максимальную стабильность пены, его концентрация должна равняться концентрации при которой наступает адсорбционное насыщение на поверхности раствора и внутри его во всех местах, где находятся пузырьки воздуха.
Для того чтобы максимально уменьшить размер воздушных пузырьков в растворе, необходимо снизить поверхностное натяжение раствора, а для этого необходимо увеличить концентрацию поверхностно-активного вещества в составе смеси.
Газообразующие добавки
Газообразующие добавки образуют в бетонной смеси замкнутые поры, которые равномерно распределены по всему объему раствора. Один из достоинств данных добавок в том, что их помощью можно улучшить качество готового бетона, не влияя на его формовочные свойства. Это достигается благодаря тому, что газообразующие добавки образуют до 2% микропузырьков из газа, а так же обеспечивают частичную гидрофобизацию внутренней поверхности пор.
При поризации ячеистого бетона, в бетонной смеси образуются вяжущие газовые пузырьки, которые и создают ячеистую структуру цементного теста.
При использовании газообразующих добавок с целью получения микропористой структуры готового бетона, необходимо помнить о том, что газообразование зависит от количества добавок, от содержания в составе бетонной смеси цемента и щелочи, а так же от температуры этой смеси. Так же необходимо помнить, что эти добавки замедляют процесс твердения бетона на ранней стадии.
Уплотняющие добавки
Для того чтобы увеличить плотность бетона и его долговечность соответственно, применяют минеральные и водорастворимые добавки. Минеральные вещества, которые содержат активный кремнезем, заполняют все поры в бетоне, а так же взаимодействуют с гидроксидом кальция на химическом уровне, что приводит к образованию двухкальциевого силиката. В итоге все это приводит к увеличению плотности готового бетона, а это в свою очередь увеличивает прочность на сжатие и другие механические характеристики.
