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.

Приготовление в домашних условиях пластификатора для бетона и цементного раствора своими руками

Рецепт 1: добавляем жидкое мыло или шампунь

Вводится при затворении смеси. Требуется 200-250 мл на 50 кг цемента (далее мешок).

• Замешиваем воду с  200-250 мл. жидкого мыла и выливаем в ведро/корыто для приготовления раствора.
• Начинаем добавлять цемент (1 мешок) и наполнитель.
• Качественно перемешиваем раствор и заполняем им наши формы или опалубку.

Имейте в виду, что если не сократить кол-во воды на 200-250 мл. (т.е. на количество добавленного нами жидкого мыла) – время застывания бетона увеличится на 3 часа.

Рецепт 2: добавляем стиральный порошок

Предварительно растворяется в воде. Вводится при затворении смеси. Требуется 100-150 г. на мешок цемента.

• Растворяем 100-150 г. стирального порошка в теплой воде
• Замешиваем воду с  раствором порошка и выливаем в ведро/корыто для приготовления раствора.
• Начинаем добавлять цемент (1 мешок).
• Качественно перемешиваем раствор и заполняем им наши формы или опалубку.

Комментарий к Рецептам 1 и 2:

Стоит учесть, что мыльный раствор заливается первым и мешать надо очень аккуратно – это позволит избежать появления пены, которая при взаимодействии мелкими частицами цемента нивелирует его свойства – т.е. испортит цементосодержащий раствор.

Какие недостатки и проблемы можно получить от применения такого мыльного пластификатора:

• Мыльные растворы вымывают соли на поверхность, что приводит к появлению высолов (соляных разводов).
• Поверхность готового бетона не покрывается специальной водоотталкивающей пленкой
• Жидкое мыло не позволяет образовываться микропузырькам внутри бетонного раствора, что затрудняет миграцию воды по раствору. В следствие этого бетонная конструкция быстро намокает и в слабопроветриваемых помещениях или без антисептической обработки может покрываться плесенью и грибком.

Рецепт 2: добавляем гашеную известь-пушенку

Данная технология, возможно с небольшими отступлениями, широко применялась при строительстве кирпичных домов в советское время. Гашеная известь придает раствору повышенную клейкость и эластичность, добавляет сцепляющих возможностей, а также придает бетону бактерицидные свойства и предотвращает появление на поверхности плесени и грибка.

Как и мыльный раствор, гашеную известь добавляют первой в количестве не более 15-20% от массы цемента.

Рецепт 2: добавляем клей ПВА

Технология широко применяется в дачном строительстве и ремонтных работах в гаражах и квартирах. Клей ПВА, добавленный в цементный раствор, улучшает его подвижность, повышает итоговую прочность и водостойкость бетона.

Вводится при затворении смеси. Требуется 200 г. на ведро раствора.

Противоморозные добавки

Позволяют заливать опалубку и заливочные формы с очень низкими теплоизолирующими свойствами при минусовых температурах не допуская, при этом!, замерзания воды в растворе. Регламентируется согласно ГОСТ 1006(0-4)-95.

Марка морозостойкости идентифицируется буквой "F" и числом от 25 до 1000 (больше показатель -> выше морозостойкость). Марки F25-100 допускаются к применению при строительстве жилых домов. Марки выше F100 - при возведении гидротехнических сооружений.

Противоморозные добавки своими руками в бетон и цементосодержащий раствор в домашних условиях

В нашей стране в качестве противоморозной добавки часто используют соли (хлориды). Хлористая соль сильно опускает температуру замерзания жидкостей в растворе и, как следствие, уменьшает время его схватывания дополнительно сокращая расход цемента. Т.е. по сути есть 2 проверенных и доступных варианта: соль хлорид натрия (по сути это техническая соль) и хлорид кальция (на данный момент недорогая и эффективная противоморозная добавка).

К недостаткам применения соли можно отнести невозможность ее применения при работе с армированными металлом (арматурой, металлической фиброй) бетона, т.к. соли способствуют коррозии. Выходом из ситуации может стать добавление в раствор ингибиторов коррозии (например Нитрит-нитрат кальция добавляется в от же количестве, что и соль).

Вводится вместе с водой затворения в процессе размешивания раствора.

Ускорители твердения

Применяются как компенсатор замедленного схватывания и при потребностях в ускоренном схватывании раствора при бетонировании - т.е. когда требуется быстрый переход к следующим этапам работ.

Ускорители твердения, схватывания, застывания и гидратации цементосодержащей смеси (бетона) своими руками в бытовых условиях

Если не брать строительную химию, способствующую ускорению схватывания бетона, то реально работающих народных средств не так уж и много. Наиболее распространенный в промышленности способ ускорить твердение бетона - это его тепловая обработка насыщенным паром. При наличии специальной камеры применение данной технологии наиболее удобно.

Если нет спец. оборудования, то используют электропрогрев самого бетона или опалубки.

Электропрогрев бетона проводами

Технология достаточно проста и применяется в основном при температуре ниже -5C. Способ позволяет ускорить гидратацию цемента в бытовых условиях и основывается на применении ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая оболочка) и понижающего трансформатора, в качестве которого можно задействовать сварочный аппарат.

Перед заливкой внутри каркаса из арматуры, укладывают петли из ПНСВ, которые будут нагреваться понижающим трансформатором. Кабель надо укладывать аккуратно, закрепив к каркасу и не перетерев, при этом, изоляцию. При поврежденной изоляции возникнет КЗ через землю и петля целиком выйдет из строя.

Достоинством является доступность и, относительная, дешевизна способа. Недостатками - неудобства прокладки кабеля (укладки петель).

Электропрогрев бетона электродами

Технология прогрева опалубки электродами аналогичен по сути методу с ПНСВ. Отличие лишь в том, что в этом способе нагревательный элемент это арматура и/или катанка (8-10 мм). Технология удобна при возведении вертикальных бетоноконструкций с применением вертикальной опалубки.

Электроды для удобства втыкают сразу после этапа заливки бетона на расстоянии 0,6-1 м между прутками. Интервалы выбираются в зависимости от температуры по принципу: чем ниже, тем меньше расстояние. Особенностью такого подхода является то, что нагрев идет не электродов, а жидкости между ними по принципу кипятильника из двух лезвий. Так, например, для прогрева столба хватит всего одного прутка арматуры, который будет фазой, а роль земли возьмет на себя металлический каркас.

Недостатком прогрева электродами является высокая энергозатратность, т.к. только один электрод потребляет 45-50А.

Электропрогрев опалубки бетона

Само название метода говорит за себя - монтаж нагревательных элементов происходит прямо в щиты опалубки.

Достоинством технологии электропрогрева опалубки являются:

• возможность простой замены в греющих элементов практически в любой момент,
• опалубка может быть практически не ограниченной высоты
• возможность применять способ до -25С

К недостаткам можно отнести высокую стоимость при работе с малыми и нестандартными конструкциями.

Замедлители твердения

В основном применяются при транспортировке бетонных и цементосодержащих растворов, а в бытовых условиях необходимость в них крайне мала, т.к. даже в рамках дачи всегда можно сделать ровно то количество бетонного раствора, которое необходимо.

Микроармирующие добавки - фибра

Применяется как альтернатива армирующей сетке или как дополняющий элемент, способствует борьбе с образованием микротрещин в бетоне. Заводы выпускают металлическую, полипропиленовую, базальтовую, полиэфирную фибру и стекловолокно. Современные технологии позволяют выпускать микроармирующие добавки, способные полностью выдавить традиционные методы армирования из ряда строительных и производственных отраслей. Например уже редко где встретишь армированные бордюры, колодезные кольца и т.д.

В домашних условиях изготовить качественное фиброволокно из полипропилена или базальта крайне сложно, а точнее даже невозможно, но металлическое волокно сделать вполне реально.

Фибра и фиброволокно своими руками в домашних условиях

Еще в стародавние времена роль микроармирующего элемента выполняли подручные материалы и мы до сих пор можем встретить избы-мазанки при изготовлении стен, которых использовалась солома или сено. Сейчас практикуется нарезка проволоки нужной длины, но надо понимать, что характеристики сильно зависят от формы.