Растворимое стекло и кислотоупорный цемент: описание,виды,фото

Растворимое стекло и кислотоупорный цемент: описание,виды,фото

Растворимое стекло — силикаты натрия (Na₂O•mSiO₂) или калия (К₂О•mSiO₂), где m — модуль стекла, находящийся в пределах для натриевого стекла 2,0…3,5, а для калиевого 3,5…4,5. Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na₂CO₃ (или сульфатом натрия Na₂SO₄) и поташем К₂СО₃ в стеклова­ренных печах при 1300…1400°С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеле­ные куски, называемые силикат-глыбой.

В строительстве обычно используют раствор силикат-глыбы в воде — жидкое стекло (в быту такой раствор называют силикатный клей).
Растворение производится в автоклаве насыщенным паром. Плотность раствора 1,5…1,3 г/см 3 , что соответствует концентрации раствора 70…50 %.

При растворении в воде силикаты натрия и калия гидролизуются с образованием коллоидного раствора кремневой кислоты Si(OH)₄ и соответствующих щелочных гидроксидов. В этих условиях (рН = 12…13) раствор кремневой кислоты относительно стабилен. Жидкое стекло имеет повышенную вязкость из-за того, что кремнекислота в нем находится в полимеризованном виде. При обезвоживании (испа­рении или отсасывании воды) или при нейтрализации щелочей (на­пример, углекислым газом воздуха) раствор теряет стабильность и переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так, растворимое стекло проявляет вяжущие свойства. В обычных условиях этот процесс может идти очень долго, поэтому используют добавки — ускорители твердения.

Жидкое стекло применяют для изготовления кислотоупорных и жаростойких за­мазок и бетонов, а также как связующее в силикатных красках (только калиевое стекло).

Кислотоупорный цемент изготовляют из тонко измельченной смеси кислотоупорного наполнителя (кварца, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения — кремнефтористого натрия Na₂SiF₆. Название «цемент» для такого порошка имеет условный характер, так как сам он вяжущими свойствами не обладает и при смешивании с водой не твердеет. Вяжущим веществом в таких цементах является жидкое стекло, которым этот «цемент» и затворяют.

Ориентировочное количество Na₂SiF₆ от массы растворимого стекла (т. е. сухого вещества в составе жидкого стекла) в кислотоупорных растворах и бетонах составляет 10…15 %.

Сроки схватывания кислотоупорного цемента: начало — не ранее 20 мин., конец — не позднее 8 ч. У этого цемента нормируется предел прочности при растяжении после 28 суток твердения — не менее 2,0 МПа. Прочность при сжатии бетонов на кислотоупорном цементе составляет 20…60 МПа.

Основным достоинством и отличием кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих является способность работать в условиях действия большинства кислот (за исключением плави­ковой и фосфорной).

Кислотостойкость — сохранение массы при испытании в кислоте — не менее 93 %.

Однако при длительном воздействии воды, пара и растворов ще­лочей бетоны и растворы на жидком стекле теряют прочность.

Воздушная известь

Известь известна человечеству не одно тысячелетие и все это время активно используется им в строительстве и многих других отраслях. Это объясняется доступностью сырья, простотой технологии и доста­точно хорошими свойствами извести.

Сырьем для получения извести служат широко распространенные осадочные горные породы: известняки, мел, доломиты, состоящие преимущественно из карбоната кальция (СаСО₃). Если куски таких пород прокалить на огне, то карбонат кальция перейдет в оксид кальция:

После прокаливания куски, теряя с углекислым газом 44 % своей массы, становятся легкими и пористыми. При смачивании водой они бурно реагируют с ней, превращаясь в тонкий порошок, а при избытке воды в пластичное тесто. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называют гашением извести. Образующееся при избытке взятой воды пластичное тесто используют в качестве вяжущего. При испарении воды тесто загустевает и переходит в камневидное состояние. Недостаток извести — медленное твердение: процесс набора прочности твердею­щей известью растягивается на годы и десятилетия. В реальные сроки строительства прочность затвердевшей извести, как правило, не пре­вышает 0,5…2 МПа.

Производство.

Сырье — карбонатные породы (известняки, мел, доломиты), содержащие не более 6…8 % глинистых примесей, обжи­гают в шахтных или вращающихся печах при температуре 1000… 1200° С. В процессе обжига СаСО₃ и MgCO₃, содержащиеся в исходной породе, разлагаются на оксиды кальция СаО и магния MgO и углекислый газ. Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога и пережога.

Недожог (неразложившийся СаСО₃), получающийся при слишком низкой температуре обжига, снижает качество извести, так как не гасится и не обладает вяжущими свойствами.

Пережог образуется при слишком высокой температуре обжига в результате сплавления СаО с примесями кремнезема и глинозема. Зерна пережога медленно гасятся и могут вызвать растрескивание и разрушение уже затвердевшего материала.

Куски обожженной извести — комовая известь — обычно подвер­гают гашению водой:

Выделяющаяся при гашении теплота резко повышает температуру извести и воды, которая может даже закипеть (поэтому негашеную известь называют кипелкой).

При гашении куски комовой извести увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие (до 1 мкм) частицы.

В зависимости от количества взятой для гашения воды получают: гидратную известь — пушонку (35…40 % воды от массы извести, т. е. в количестве, необходимом для протекания реакции гидратации — про­цесса гашения); известковое тесто (воды в 3…4 раза больше, чем извести), известковое молоко (количество воды превышает теоретиче­ски необходимое в 8… 10 раз).

Виды воздушной извести.

По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает:

• кальциевая — MgO не более 5 %;

• магнезиальная — MgO > 5…20 %;

• доломитовая — MgO > 20…40 %.

По виду поставляемого на строительство продукта воздушную известь подразделяют на негашеную комовую (кипелку), негашеную порошкообразную (молотую кипелку) и гидратную (гашеную, или пушонку).

Негашеная комовая известь предстаатяет собой мелкопористые куски размером 5…10см, получаемые обжигом известняка. В зависи­мости от содержания, активных СаО + MgO и количества негасящихся зерен комовую известь разделяют на три сорта.

По скорости гашения комовая известь бывает:

Негашеную порошкообразную известь получают помолом комовой в шаровых мельницах в тонкий порошок. Часто в известь во время помола вводят активные добавки (гранулированные доменные шлаки, золы ТЭС и т. п.) в количестве 10…20 % от массы извести. Порошко­образная известь, как и комовая, делится на три сорта.

Преимущество порошкообразной извести перед комовой состоит в том, что при затворении водой она ведет себя подобно гипсовым вяжущим: сначала образует пластичное тесто, а через 20…40 мин схватывается. Это объясняется тем, что вода затворения, образующая тесто, частично расходуется на гашение извести.

При использовании порошкообразной извести воды берут 100…150 % от массы извести в зависимости от качества извести и количества активных добавок в ней. Определяют количество воды опытным путем.

Гидратная известь (пушонка) — тончайший белый порошок, получа­емый гашением извести, обычно в заводских условиях, небольшим количеством воды (несколько выше теоретически необходимого). При гашении в пушонку известь увеличивается в объеме в 2…2,5 раза. Насып­ная плотность пушонки — 400…450 кг/м 3 ; влажность — не более 5 %.

Гашение извести можно производить как на строительстве объекта, так и централизованно. В последнем случае гашение совмещается с мокрым помолом непогасившихся частиц, что увеличивает выход извести и улучшает ее качество.

На строительстве известь гасят в гасильных ящиках (творилах). В ящик загружают комовую известь не более чем на 1/3 его высоты (толщина слоя обычно около 100 мм), поскольку при гашении известь увеличивается в объеме в 2,5…3,5 раза. Быстрогасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить пере­грева и кипения воды, медленногасящуюся — небольшими порциями, следя за тем, чтобы известь не охладилась. Из 1 кг извести в зависимости ох ее качества получается 2…2,5 л известкового теста. Этот показатель называют «выход теста».

Воздушная известь — единственное вяжущее, которое превра­щается в тонкий порошок не только размолом, но и путем гашения водой.

Колоссальная удельная поверхность частиц Са(ОН)₂ и их гидрофильность обусловливает большую водоудерживающую способность и пластичность известкового теста. После отстаивания известковое тесто содержит около 50% твердых частиц и 50% воды. Каждая частица окружена тонким слоем адсорбированной воды, играющей роль свое­образной смазки, что обеспечивает высокую пластичность известко­вого теста и смесей с использованием извести.

По окончании гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где его выдерживают до тех пор, пока полностью не завершится процесс гашения (обычно не менее двух недель). Известковое тесто с размером непогасившихся зерен менее 0,6 мм можно применять сразу. Крупные непогасившиеся зерна опасны тем, что среди них могут быть пережженные зерна (пережог).

Содержание воды в известковом тесте не нормируется. Обычно в хорошо выдержанном тесте соотношение воды и извести около 1:1.

Твердение.

Известковое тесто состоит из насыщенного водного раствора Са(ОН)₂ и мельчайших нерастворившихся частиц извести; По мере испарения из него воды образуется пересыщенный раствор Са(ОН)₂, из которого выпадают кристаллы, увеличивающие содержание твердой фазы. При этом происходит усадка твердеющей системы, которая в определенных условиях (например, при твердении известковой смеси на жестком основании — штукатурный слой) может вызвать растрескивание материала. Поэтому известь всегда применяют с заполнителями (например, известково-песчаные растворы) или в смеси с другими вяжущими для придания материалу пластичности.

Известковое тесто, защищенное от высыхания, неограниченно долго сохраняет пластичность, т. е. у такой извести «отсутствует» процесс схватывания. Затвердевшее известковое тесто при увлажнении вновь переходит в пластичное состояние (известь — неводостойкий материал).

Однако при длительном твердении (десятилетия) известь приобре­тает довольно высокую прочность и относительную водостойкость (например, в кладке старых зданий). Это объясняется тем, что на воздухе известь реагирует с углекислым газом, образуя нерастворимый в воде и довольно прочный карбонат кальция, т. е. как бы обратно переходит в известняк:

Процесс этот очень длительный, и полной карбонизации извести практически не происходит.

Существует мнение, что при длительном контакте извести с квар­цевым песком в присутствии влаги между этими компонентами про­исходит взаимодействие с образованием контактного слоя из гидро­силикатов. Это так же повышает прочность и водостойкость бетонов и кирпичной кладки на извести, имеющих возраст более 200…300 лет.

Применение, транспортирование, хранение.

Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при произ­водстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для полу­чения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и др.) и для красок.

Негашеную известь, особенно порошкообразную, при транспорти­ровании и хранении предохраняют от увлажнения. Порошкообразная известь — кипелка гасится даже влагой, содержащейся в воздухе. Мак­симальный срок хранения молотой извести в бумажных мешках 25 сут, в герметичной таре (металлические барабаны) — не ограничен.

Комовую известь транспортируют навалом в закрытых вагонах и автомашинах, порошкообразную — в бумажных мешках, а также в специальных автоцистернах. В таких же цистернах перевозят пушонку и известковое тесто.

Хранят комовую известь в сараях с деревянным полом, поднятым над землей на 30 см. Недопустимо попадание на известь воды, так как это может вызвать ее разогрев и пожар. На складах извести тушение пожара водой запрещается.

Зачем добавляют жидкое стекло в бетон: разбираемся в нюансах

Чтобы упрочнить бетон, в него часто добавляют дополнительные «ингредиенты», среди которых – и жидкое стекло. Иначе он называется силикатом калия/натрия. Такое вещество делает бетон более водонепроницаемым и влагостойким. Расскажем об особенностях такого материала и правилах использования.

Жидкое стекло для бетона – универсальное средство для упрочнения бетона

Изготовление

«Жидкое стекло» появилось еще давно – в Средневековье, однако только в XIX веке оно стало производиться в промышленных масштабах. С тех пор его начали применять в строительной отрасли.

Производство этого материала происходит следующим образом: кремнистое сырье смешивают в автоклаве с раствором гидроксида натрия. Образовавшаяся смесь и представляет собой «жидкое стекло». Можно его сделать и другим способом: соду и кварцевый песок сплавляют, и на выходе также получится такой материал

Изготовить материал достаточно легко

Сфера применения

Силикат калия/натрия имеет множество способов реализации в строительстве. Прежде всего, его используют для усиления свойств бетона. Жидкое стекло, добавленное в состав, делает его прочнее и увеличивает его гидроизоляционные свойства. Все поры бетона этим материалом закрываются, а значит, вода не сможет попасть внутрь.

Важно! Нанесение в несколько слоев даст максимальный эффект.

Также жидкое стекло за счет своих свойств отлично показывает себя при изготовлении универсального клея, которым можно скрепить стекло или дерево, металл или бумагу. Еще этот материал хорошо подходит для создания негорючих силикатных красок.

Интересно! «Жидкое стекло» дополнительно обладает антибактериальными и антигрибковыми свойствами.

Применение такого материала можно найти во многих местах

Целесообразность применения

Почему в бетонный раствор добавляют «жидкое стекло»? Потому что это позволяет смеси быстро схватиться и защитить от влаги путем закупоривания всех пор. Особенно важно это при создании фундамента в месте с высоким уровнем грунтовых вод.

Цементная смесь с добавлением силиката калия/натрия можно использовать для ремонта бетонных, керамических и асбоцементных конструкций.

«Жидкое стекло» довольно неплохое решение по упрочнению конструкции

Инструкция по изготовлению смеси

Приготовить смесь цемента и жидкого стекла несложно, если соблюдать все требования и инструкции. Нарушение технологии производства повлечет уменьшение прочности бетонной конструкции.

Силикат калия/натрия добавляют в сухую смесь: сначала все сухие компоненты смешивают в нужных пропорциях. Затем постепенно вливают жидкое стекло, которое было предварительно разбавлено водой в пропорции, указанной на упаковке.

Строгое соблюдение пропорций позволит сделать качественную смесь, которую можно применить для любого бетона. Однако не нужно забывать о наличии других материалов, работающих в связке с бетоном.

Также важно учитывать силикатный модуль жидкого стекла. Он характеризует процентное содержание оксида кремния к оксиду натрия. Для его определения используют химические методы исследования, провести которые можно, как правило, лишь на специальном оборудовании. Обычно используют составы с силикатным модулем от 2,6 до 3,5. Чем выше этот показатель, тем быстрее застывает состав.

Важно! После замешивания использовать раствор нужно сразу, иначе он быстро высохнет.

Время схватывания – критерий, зависящий от количества силиката калия/натрия, добавленного в бетон.

1. До 2% — схватывается через час.
2. 5% — через 40 минут.

При этом есть одно «но»: чем больше силиката, тем меньше прочность бетона.

Пример: количество добавленного «жидкого стекла» — более 4%. Такое количество приводит к уменьшению прочности на 25%. Если добавлено 3%, такого не случится.

Итоги

Жидкое стекло – широко используемый материал, позволяющий облегчить работу с бетоном. С ним стройматериал становится прочнее и не боится воды. Только нужно учесть, что все это будет при соблюдении техники изготовления и применения.

Видео — Жидкое стекло на бетон

Укрепление слабой стяжки грунтовкой, жидким стеклом и силикатными пропитками.

Но если такое случилось, то с этим что-то нужно делать – потому, что при дальнейшей отделке, возможны сложности.

Оставить без изменений, тоже нельзя. На таком полу постоянно образуется пыль. Слабый слой легко разрушается ногами.

Первый способ. Укрепление грунтовкой.

Первое, к чему приходит большинство – укрепить грунтовкой. Вариант реальный, доступный и у всех на слуху. Но редко дает результат:

Если судить по тесту гвоздем, то стяжка вполне пригодна для облицовки плиткой внутри помещения. Есть примеры более плачевного состояния основания, которое пытались укрепить с помощью грунтовки:

По какой причине плитка отскочила от стяжки?

Рыхлую стяжку пытались укрепить грунтовкой. Но грунтовка, грунтовке рознь. Судя по цвету и образовавшейся пленке, был использован грунт-концентрат в ударной пропорции. Или грунтовали несколько раз, с полным высыханием каждого слоя (как написано на канистре). Это дало пленку на поверхности. За нее закрепился плитка с клеем. Но под пленкой остался прежний слабый слой. По нему и оторвалась плитка.

Как вариант, нужна грунтовка глубоко проникновения и лить ее ведрами за один прием. Чтобы закрепить слабый слой на большую глубину. У грунтовки глубокого проникновения (по версии изготовителей) более мелкие частицы и поэтому, могут проникать глубже, не создавая на поверхности пленку.

Укрепление стяжки грунтовкой как рекомендованная технология, встретить трудно. Это творчество народных масс. Есть, еще, похожее решение – укрепление с помощью жидкого стекла.

Укрепление цементной стяжки с помощью силикатов (жидкого стекла).

Идея использовать для ремонта слабых поверхностей жидкое стекло появилась не на пустом месте. Жидкое стекло в строительстве давно:

• Добавки в бетоны и растворы для ускорения схватывания (1-15% к массе цемента).
• Изготовление огнеупорных красок, шпаклёвок и замазок с добавлением наполнителей (тальк, мраморная пыль, мелкий песок).
• Гидроизоляция бетонных и деревянных конструкций.
• Борьба с грибком и плесенью.
• В металлургии свод печей выкладывают из шамотного кирпича на связующем из силиката натрия.

Существует три основных вида (в зависимости от состава) жидкого стекла: калиевое, натриевое и литиевое. У них разные свойства, что дает разные преимущества и разную цену.

Более распространено натриевое. Им и пытаются укреплять стяжки в гаражах и подвалах:

С этим способом можно экспериментировать. Полезно иметь при этом, хоть какой-то чужой опыт.

Ниже собраны наиболее интересные детали использования жидкого стекла. Качественным материалом для выводов это назвать трудно. Но все же:

Можно было бы всю эту суету с жидким стекло назвать колхозом и забыть, если бы не такая деталь, как рекомендации по укреплению рыхлых стяжек силикатами у многих производителей смесей. Одна из них от “MAPEY”:

Важные моменты в ролике:

• Пропитка по вязкости более похожа на грунтовку, чем на жидкое стекло в банках, которым пытаются укреплять полы в гаражах.
• Пропитку необходимо наносить непрерывно, не давая верхнему слой образовывать корочку.
• Расход может быть значительным, и 3-4 литра на метр.

Понятно, что укрепляющая грунтовка «Prosfas» состоит не из одного только силиката. Поэтому и цена ее отличается от цены на жидкое стекло. Если сравнить стоимость укрепление рыхлой стяжки силикатом от “MAPEY” и обыкновенным жидким стеклом, взяв в расчет его расход и аналогичный расход жидкого стекла, то расхождение будет значительным:

Prosfas и жидкое стекло.

Но Mapei не единственная компания, кто готовит пропитки для бетонов и стяжек.

На этой проблеме создана целая индустрия. На простой химической реакции (Ca(OH)2 преобразуется в C-S-H) между силикатом в пропитке и гидроксидом кальция в бетоне, построены миллионные бизнесы. Состав пропиток не оглашается, кроме названия одного из силикатов, на основе которого она и создана.

Подобно разным видам жидкого стекла созданы и различные укрепляющие пропитки на основе калия, натрия, магния и лития. Важное различие между ними – размер молекулы. От этого зависит насколько глубоко силикат сможет пропитать стяжку:

Пропитки на основе силикатов натрия.

Здесь подобраны примеры натриевых пропиток. Это не все. Могут появляться новые, дешевле и эффективнее. Некоторые сокращают производство и уходят с рынка:

1. Ашфорд Формула – Бренд Ashford Formula. Производитель Curecrete Chemical Co (США). Страна производитель может быть и другая.
2. Lithurin.
3. Даймонд Хард (Diamond Hard). Продукт американского химического концерна «EUCLID CHEMICAL».
4. Ликви- Хард от W.R.Meadows (США). Производитель может быть – Чехия.

Все пропитки схожи по способу нанесения:

Наносят так, чтобы вся поверхность оставалась мокрой в течение 30-60 мин. Без луж и просыхания на отдельных участках. Этого добиваются с помощью мягкой метелки, перераспределяя жидкость по стяжке. Излишки перемещают на соседние участки и удаляют водным пылесосом.

Некоторые пропитки разводятся водой (Lithurin I). У некоторых есть особенности – Ашфорд Формула не эффективна на бетоне марки ниже М 300 и на цементно-песчаных стяжках:

Укрепляющие пропитки на основе лития.

По утверждению – American Concrete Institute (ам. института бетона ACI) пропитки на основе лития имеют ряд преимуществ:

• Увеличивает прочность бетона более чем на 45% (у натрия – 37%).
• Уплотняет бетон и завершает химическую реакцию в течение 7-14 дней (эксплуатация через 2 часа). У натрия – 6-12 месяцев.
• Нет необходимости в промывке ее водой.
• Проникает на 1-5 мм, образуя химическую реакцию с верхним слоем.

Пропитки на основе лития.

ULTRALIT HARD (1)

Если верить ценам и расходу (на 20 квадратов – 1 один литр), то пропитка одного квадрата бетонной поверхности стоит 0,05 $. Страна производитель – Чехия (технология, скорее всего, США).

Налажен выпуск трех разновидностей Ultralit Hard Standart, Ultralit Hard Premium, Ultralit Hard Extra.

Mapecrete LI Hardener (2)

Жидкое средство на основе лития для новых и старых бетонных полов от MAPEI.

5.8 $ – пропитка одного квадратного метра, при расходе 0,4 кг/м2 (реальную цену можно узнать только в момент покупки).

«Concria Super Hard» и «Concria Hard» (5)

Страна производитель США. Исходя из расхода 1 литр на 10-20м2, получаем затраты на один квадратный метр: 1,2-2.2 $. C2 Hard можно использовать на полах, которые уже были обработаны другими силикатными пропитками и поверхность которых начала пылить и отслаиваться.

Кроме этих двух пропиток для укрепления налажен выпуск других, для окрашивания, придания глянца ….

SPEKTRIN LITHIUM (4) – производство Швеция /Украина. Литиумная пропитка для бетона и камня(мрамор). Глубина проникновения- около 7 мм. Повышение прочности до 16%. Снижение водопоглощения в 3,3 раза. Пропитка может применяться в пищевой и фармацевтической промышленности. Затраты (стоимость пропитки) на 1 квадратный метр -1.5 $. Используется для внутренних и наружных работ на прочном и плотном бетоне (М 300 и выше):

Первые пропитки на американском рынке появились около 50 лет назад. Поиск новых составов не прекращается. Конкуренция растет. Не имея опыта, трудно разобраться в особенностях каждой и правдивости заявленных свойств. Настораживает указание в некоторых тех картах укрепляющих пропиток: «Не наносите на пыльные, крошащиеся и непрочные основания». К еще большей путанице приводят маркетинговые войны:

Хорошее предупреждение было помещено перед покупкой одной из пропиток:

Как выход – нужна тестовая площадка 1.5м x 1.5м. Если разные поверхности, то для каждого типа поверхности – отдельная площадка. Сделав все по инструкции, дать высохнуть в течение 3-7 дней. Потом делать вывод по расходу, затратам, полученной и ожидаемой прочности поверхности.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Пластификаторы и добавки для бетона своими руками

Бетонный раствор постепенно перестаёт быть просто смесью камня и цементного молока. Современная химическая промышленность предлагает ряд соединений, способных улучшить рабочие и эксплуатационные качества бетона, что расширяет область его применения. Какие из них можно только приобрести, а какие сделать самостоятельно — вы узнаете сегодня.

Какие бывают добавки в бетон

Классификация добавок для бетона довольно обширна, но все разновидности делятся на две основные группы. В первую входят добавки, улучшающие рабочие качества смеси: время схватывания, подвижность, склонность к расслоению и прочие. Во вторую группу входят примеси, способствующие оптимизации эксплуатационных характеристик бетона: морозостойкости, водопоглощения, прочности, скорости корродирования. Заранее отметим, что многие добавки оказывают комбинированный эффект.

Можно провести различие по природе действия добавок. Часть из них химические, часть — механические. К первому типу добавок можно отнести пластификаторы, регуляторы гидратации и многие другие, практически все их разновидности, принцип действия и область применения описаны в строительном каталоге Госстроя СК-4.4.3 и ГОСТ 24211–91. Механические добавки — это всякого рода микроволокна, пористые наполнители и частицы тонкого помола, воздействие которых на структуру бетона наиболее очевидно и предсказуемо.

В данном обзоре мы будем рассматривать варианты замены популярных комбинированных добавок теми химическими соединениями, которые присутствуют в свободной продаже и производятся не строительными торговыми марками. Они вполне пригодны для улучшения наиболее важных характеристик самостоятельно приготовленного бетона, но без переплаты за именитый бренд продукта.

Средства для увеличения подвижности смеси

Подвижность бетона определяет его способность занимать форму опалубки без образования пустот. Для улучшения подвижности смеси используют поверхностно активные вещества (ПАВ) гидрофильного типа. Это, преимущественно, олеат и стеарат натрия, составляющие основу бытовых моющих средств, а также сульфитно-дрожжевая бражка (лигносульфонат) — отход целлюлозной промышленности, широко применяемый в производстве сухих строительных смесей.

Добавлять в бетон можно как смеси, содержащие указанные вещества (жидкое или хозяйственное мыло), так и жидкие/твёрдые концентраты. В последнем случае хорошо решается вопрос правильной дозировки добавок. Для справки, содержание ПАВ в бытовой моющей химии составляет от 35 до 70%, при этом всегда нужно исходить из расчёта максимальной концентрации, чтобы не превысить дозировку. Оба описанных типа пластификаторов добавляются в бетон в количестве 0,2–0,35% от массы цемента.

Побочные эффекты от применения пластификаторов в основном положительные. Это незначительное замедление схватывания смеси, снижение водоцементного соотношения на 10–15%, незначительное повышение пористости. Правильное применение лигносульфоната позволяет при сохранении объёма используемой воды сократить на 7–10% содержание в смеси цемента с сохранением марочной прочности.

Стабилизаторы расслоения

Расслоение бетонной смеси заключается в осаждении твёрдых частиц цемента и наполнителя со всплытием воды на поверхность, следствием чего является недостаток влаги для гидратации. В основном бетон расслаивается из-за чрезмерного вибрационного воздействия или при сбросе с большой высоты. Практически все пластификаторы на основе ПАВ улучшают равномерность коллоидной системы бетонной смеси, однако иногда требуется дополнительная стабилизация, например при отливке массивных монолитных конструкций.

Один из способов защитить бетон от расслоения — добавление молотых твёрдых частиц с высокой удельной площадью поверхности, за счёт чего цементная пыль лучше связывается с водой. Примером таких веществ можно назвать сажу, трепел, каолин, а также металлургические золы. Важно, чтобы используемые материалы были именно тонкого помола, иначе особого толку от них не будет. Такие добавки применяют в количестве до 10–15% массы цемента.

Иначе добиться качественной стабилизации бетонной смеси можно введением небольших порций метилцеллюлозы (МЦ) — до 0,5% от массы цемента. При использовании цемента из пластифицированного клинкера содержание МЦ снижается вдвое, также эта добавка может вводиться меньшими порциями при использовании связующего высоких марок.

Воздухововлекающие агенты и уплотнители

Пластификаторы на основе ПАВ вовлекают в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха, за счёт чего повышается пористость бетона. Такое действие вторично и имеет слабо выраженный характер, при необходимости пористость бетона можно существенно увеличить или, наоборот, сделать его более плотным.

В качестве газообразующего агента широко применяется пудра-серебрянка в очень малых дозах, порядка 0,02–0,05% от массы цемента. При желании можно использовать органосиликатный гидрофобизатор под названием ГКЖ-94. Чтобы качественно приготовить добавку для бетона на его основе, концентрированную жидкость следует развести и тщательно смешать с водой в соотношении 1:3 до образования устойчивой эмульсии, а затем этим составом доводить смесь до нужной консистенции. Итоговое содержание концентрированной ГКЖ-94 в бетоне составляет порядка 2–3% от объёма используемой воды.

Если нужно сделать бетон более плотным, в него при затворении добавляют трёхвалентное хлорное железо в концентрации около 0,1% от массы цемента. Это один из наиболее распространённых и общедоступных химикатов, применяемый в травлении печатных плат. Иначе повысить плотность бетона можно с помощью менее распространенных сульфата железа или кальциевой селитры, но их содержание в смеси сильно зависит от качеств цемента и минерального наполнителя.

Замедлители схватывания

Практически все добавки, повышающие пористость и пластичность бетона, замедляют схватывание, а уплотняющие добавки способствуют более быстрому течению гидратации. Чем больше времени остается у смеси на начальном этапе твердения, тем выше итоговая прочность конструкции. Кроме того, замедлители схватывания показаны для приготовления больших порций бетонной смеси, особенно в жаркую погоду, а также при поэтапной заливке объёмных конструкций для устранения холодных швов.

Основным средством замедления схватывания смеси являются различные формы сахара, однако эту добавку следует применять с особой осторожностью. Нормальное замедление схватывания происходит при концентрации около 0,3–0,5 грамма на каждый литр используемой для затворения воды. В более высоких дозах сахар способен нарушить течение гидратации, а то и вовсе сделать процесс твердения незавершённым. По этим причинам вместо чистого сахара применяют патоку с его содержанием, которая облегчает расчёт дозировки.

Иногда суммарный эффект от многочисленных добавок делает схватывание смеси слишком медленным, из-за чего требуется ускорить гидратацию. Для сокращения времени схватывания применяют смесь поташа и алюмината натрия или пищевой соды. Смешивать эти вещества нужно в соотношении 4–6:1, полученная смесь добавляется в сухой цемент в количестве 0,5–1 % от массы. Ускорители схватывания нужно также применять осторожно, ибо они могут негативно сказаться на прочности бетона.

Повышение морозостойкости и гидрофобности

Распространено мнение, что морозостойкий бетон обязательно должен быть плотным, ведь разрушение структуры происходит преимущественно из-за расширения воды в порах. Однако закрытая структура пор не вызывает подобной уязвимости, совсем наоборот: наличие микроскопических полостей помогает снять внутренние напряжения, вызванные линейными температурными деформациями.

Можно утверждать, что большинство воздухововлекающих пластификаторов и стабилизаторов благоприятно влияют на морозостойкость бетона. Иначе добиться требуемой устойчивости к низким температурам можно путём затворения смеси на воде с 2–2,5 % содержанием кальциевого жидкого стекла. Такая добавка надёжно закрывает поры и препятствует образованию микротрещин, за счёт чего водопоглощение бетонной конструкции снижается в разы.

Чтобы иметь возможность проводить бетонные работы при отрицательных температурах, цементное тесто затворяют на смеси воды с нитритом-нитратом-хлоридом кальция (ННХК). Такое соединение не приготовить самостоятельно, оно токсично и может использоваться только для негидрофобизированных смесей. Тем не менее других альтернатив для зимнего бетонирования практически не имеется. Бетон с применением этой добавки сохраняет повышенную морозостойкость также и при эксплуатации.

Добавки для повышения прочности

Чтобы укрепить структуру бетона, его уплотняют описанными выше методами, либо вводят механические армирующие примеси. Классический материал для дисперсного укрепления — минеральная, стальная или полимерная фибра. Её количество в бетонной смеси может составлять до 30% от объёма наполнителя. Вводят фибру либо путём сухого смешивания с цементом перед затворением, либо небольшими порциями в уже готовую смесь с тщательным механизированным перемешиванием.

Также повышение прочности происходит почти всегда при добавлении пластификаторов и стабилизаторов. Даже воздухововлекающие агенты имеют повышение прочности на сжатие в качестве вторичного эффекта, увеличивающаяся пористость компенсируется более оптимальными условиями твердения цемента.

Заключение

Промышленная разработка модификаторов бетона — довольно сложный и кропотливый процесс. Соотношение добавляемых химических соединений определяется не универсальными правилами, а разновидностью, составом и сроком хранения используемого цемента. Отдельно учитывается также тип минерального наполнителя и содержащиеся в нём пылевидные примеси.

Собирая «коктейль» из многочисленных компонентов нельзя гарантировать, что их совместное влияние на бетон не окажется негативным. Даже на предприятиях, производящих ЖБИ, количество и состав добавок в бетон определяются опытным путем через серию промежуточных испытаний. Это все говорит о том, что лучше использовать модификаторы в количествах, заведомо меньше рекомендуемых, не стремиться приготовить универсальную многокомпонентную добавку, а, наоборот, улучшать только обоснованно требуемые качества.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Для чего добавляют жидкое стекло в бетон?

С целью придания бетону дополнительных свойств в него добавляют различные вещества и растворы. Для обеспечения более быстрой цепкости, водонепроницаемости и влагостойкости принято вносить силикат натрия или калия, который называется растворимым или жидким стеклом. Для бетона его применяют в составе цементной смеси, необходимой для гидроизоляции бетонных поверхностей. Об особенностях материала и правилах его использования расскажет эта статья.

• • Состав и сфера применения жидкого стекла в бетоне
  • Для чего в бетон добавляют жидкое стекло: целесообразность применения материала
  • Жидкое стекло для бетона: инструкция по применению и изготовлению смеси
  • Технологические особенности смеси и виды пропитки бетона жидким стеклом
  • Как покрыть жидким стеклом бетонный пол?
  • Сколько жидкого стекла добавлять в бетон: рецепты приготовления составов

  Состав и сфера применения жидкого стекла в бетоне

  Словосочетание «жидкое стекло» знакомо многим, но далеко не все знают, из чего состоит эта смесь и с какой целью ее используют. Водный раствор силиката калия или натрия открыли еще алхимики в Средневековье, но первый завод по его производству появился лишь в XIX веке. Тогда и началось его широкое применение в индустрии строительства.

  Жидкое стекло состоит из водного раствора силиката натрия или калия Жидкое стекло состоит из водного раствора силиката натрия или калия

  Производят материал путем сплавки соды и песка или посредством соединения пропорций молотого кремния с горячим едким натрием. На выходе получают полупрозрачное вязкое вещество белого или желтоватого цвета, именуемое жидкое стекло. В состав раствора могут входить силикаты натрия или калия, а также их смесь.

  Материал, обладающий разными свойствами, широко используют в строительстве для гидроизоляции поверхностей из бетона. С этой целью осуществляют покрытие бетона жидким стеклом. Непосредственно на цемент наносят силикатный раствор, который впитывается в поверхность. При высыхании вещества происходит закупорка всех пор бетона, защищая его от проникновения влаги. Максимальный эффект достигается путем нанесения нескольких слоев этого состава.

  Данный материал применяют в качестве примеси к бетонному раствору. Бетон с добавлением жидкого стекла обладает высокой степенью гидроизоляции, застывает намного быстрее. Поэтому его следует использовать на протяжении определенного времени. Помимо этого, жидкое стекло употребляют с целью производства монолитных бетонных блоков разных марок и различных размеров.

  Применение вещества в разных сферах обусловлено преимуществами силикатного материала, среди которых выделяют:

  • высокую степень проникновения и слипания;
  • образование цельной водонепроницаемой пленки на поверхности покрываемого материала;
  • небольшой расход вещества в растворе;
  • приемлемую цену средства.

  Для чего в бетон добавляют жидкое стекло: целесообразность применения материала

  Главное качество бетонного раствора с добавлением жидкого стекла заключается в том, что смесь быстро схватывается и обеспечивает высокую степень защиты от влаги. Однако следует отметить, что прочность монолитного сооружения после этого снижается.

  Полезный совет! Использование цементной смеси с добавлением жидкого стекла позволит успешно отремонтировать конструкции из бетона, асбоцемента, керамики и даже провести реставрацию чугунных труб.

  Наиболее целесообразно применять силикатно-бетонный раствор для таких нужд:

  • заделки трещин жидким стеклом в бетоне, кирпичной стене, для изоляции швов;
  • срочного ремонта бетонного фундамента, разрушившегося от чрезмерного воздействия влаги;
  • укрепления бетона жидким стеклом в перекрытиях, для соединения балок и других элементов.

  В перечисленных случаях в раствор из цемента добавляют жидкое стекло в пропорции не больше чем 1:1. Далее замешивают немного раствора и сразу его используют, так как смесь цемента и силиката очень быстро высыхает. Правильное соотношение веществ позволит надолго устранить дефекты или придать дополнительную прочность бетонным конструкциям.

  Добавка жидкого стекла в бетон уместна при создании фундамента на местности, где грунт содержит высокий уровень кислых вод. Это гарантирует повышение устойчивости бетона к разрушительному воздействию влаги. Успешную заливку такого фундамента обеспечивают следующие правила:

  • добавление силиката натрия в бетонный раствор не должно превышать 3%;
  • производят дополнительную и тщательную гидроизоляцию фундамента с помощью других материалов.

  Жидкое стекло для бетона: инструкция по применению и изготовлению смеси

  Приготовить смесь цемента и жидкого стекла можно даже в домашних условиях, соблюдая при этом ряд требований. Нарушение технологии изготовления раствора может повлечь за собой образование трещин на бетоне.

  Жидкое стекло следует добавлять в сухую смесь. Для этого сначала в нужных пропорциях соединяют все сухие компоненты и тщательно их перемешивают, не используя при этом воду. Затем постепенно вливают в состав жидкое стекло, предварительно разбавленное водой.

  Необходимо строго соблюдать соотношение всех ингредиентов при приготовлении раствора в соответствии с рецептом, применяемым для конкретного вида работ. Например, если речь идет о количестве стекла в бетоне, то оно не должно превышать 25% от общего веса смеси. Для приготовления грунтовки с использованием цементного состава и силикатного клея соотношение может составлять 1:1.

  Следует учесть, что на ускорение скорости и плотности затвердевания раствора влияет именно жидкое стекло для бетона. Инструкция по применению рекомендует готовить смесь в небольшом количестве и быстро ее использовать.

  Для гидроизоляции поверхности бетона наносят жидкое стекло в несколько слоев

  Время схватывания зависит от количества жидкого стекла, добавленного в бетон. Если смесь содержит 2% данного вещества, то она начинает схватываться через час, если 5% – то уже через 40 минут. От пропорции зависит и процесс затвердевания. Если в раствор добавлено более 4% силикатного клея, то прочность бетона после полного затвердевания снизится примерно на 25%. Однако если бетон будет содержать всего 3% жидкого стекла, то прочность конструкции возрастет.

  Полезный совет! Силикат натрия, кроме гидроизоляционной функции, обладает антибактерицидными и антигрибковыми свойствами. Химический состав материала – неподходящая среда для развития любой жизни.

  Технологические особенности смеси и виды пропитки бетона жидким стеклом

  Жидкое стекло в растворе, замешанном в цементе М400 при температуре 20 °C, начинает схватываться уже через 2-3 часа, а полностью твердеет через сутки. Со временем монолитная основа только прочнеет. Максимальный эффект твердости достигается максимум через 4 недели.

  Жидкое стекло применяется также в качестве пропитки разных поверхностей, обеспечивая их гладкость, ровность и гидроизоляцию. Обработка бетона жидким стеклом проводится для таких конструкций:

  • бетонного пола;
  • плоской кровли;
  • колодцев;
  • бассейнов;
  • подвалов;
  • цоколей;
  • бетонных стен и потолков.

  Процесс пропитки включает несколько этапов. Прежде всего, требуется подготовка основы. Для этого поверхность тщательно очищают от старого покрытия, краски, мусора, пыли и грязи. Далее проводят зачистку металлической щеткой, основание покрывают битумной эмульсией слоем в 2 мм. Основе дают время просохнуть.

  Затем осуществляется пропитка поверхности раствором с жидким стеклом. Пропорции жидкого стекла в бетоне зависят от типа поверхности (в соответствии с инструкцией применения). Если поверхность горизонтальная, то на нее наносят слой в 2-3 мм и разглаживают смесь шпателем. Заливку пола и перекрытий производят в несколько слоев, делая перерыв на определенное количество часов. Использовать поверхность можно спустя пару суток.

  Во время работ нужно придерживаться ряда рекомендаций. В частности, раствор необходимо распределять равномерно. Покрытие следует производить максимально быстро, не допуская затвердевания состава. Надежную пропитку обеспечивает нанесение смеси в два или даже в три слоя. Для изоляции стен и потолка используют специальный пульверизатор, который способствует равномерному распределению раствора. Покрывают поверхность в два-три слоя.

  Как покрыть жидким стеклом бетонный пол?

  Жидкое стекло применяют не только для грунтовки, пропитки поверхностей, но и в качестве покрытия. С этой целью готовят специальный раствор, включающий тонкомолотый наполнитель, песок, добавляют в него активный кремнезем, жидкое стекло и воду. Ингредиенты смешивают строительным миксером. Полученное вещество должно быть тягучим и густым.

  Перед нанесением жидкого стекла необходимо тщательно выровнять поверхность бетонного пола

  Растворы с жидким стеклом для бетонного пола применяются для нанесения защитного гидроизоляционного слоя на полы, стены и потолки в помещениях с повышенной влажностью: в ванных, саунах, прачечных, бассейнах или банях. Также рекомендуется использовать данные смеси в подвальных помещениях.

  Перед тем как наносить жидкое стекло на бетон, обрабатываемую поверхность тщательно очищают и выравнивают. В качестве финишного покрытия жидкое стекло применяют в виде крепкого гидрофобного раствора. Покрытие поверхности осуществляют путем заливки на стяжки, которые формируются планками, установленными параллельно стене.

  Полезный совет! Жидкое стекло обладает высокой теплопроводностью. Поэтому материал часто употребляют для обеспечения дополнительной теплоизоляции. Добавление жидкого стекла в бетон в нужных пропорциях обеспечивает высокую термоизоляцию поверхности, которая может выдержать температуру до 1200 °C.

  Качество работы зависит от равномерности распределения материала. Это можно сделать с помощью специального игольчатого валика, шпателя и ракеля с удлиненной ручкой. Размер слоя составляет 2-4 мм. Учитывая короткое время высыхания жидкого стекла на бетоне, работу нужно проводить довольно быстро.

  Для этого лучше разделить покрываемую площадь на участки, а весь процесс – на несколько этапов. После подготовки поверхности пола производят покраску бетона жидким стеклом.

  Нанести жидкое стекло на бетонный пол можно с помощью валика, шпателя или ракеля

  Сколько жидкого стекла добавлять в бетон: рецепты приготовления составов

  В зависимости от цели применения жидкого стекла составляются пропорции. Главное в этом деле – ответственность и точность. Универсальный рецепт пропитки предусматривает смесь силиката с водой в соотношении 1:2. Существует несколько вариантов, разработанных опытными строителями, которые проверены временем.

  Если силикатный раствор используется в качестве грунтовки, то смесь готовят в пропорциях 1:1 (с цементом и добавлением нужного количества воды). То есть в 1 кг цемента добавляют 1 кг жидкого стекла и постепенно вливают такое количество воды, чтобы получившейся смесью было удобно грунтовать поверхность. В случае быстрого застывания раствора в него можно спустя некоторое время добавить немного воды.

  Для гидроизоляции колодцев жидкое стекло соединяют с тщательно просеянным песком в пропорции 1:1. Получившейся смесью покрывают стены колодца.

  В подземных бетонных помещениях надежную гидрозащиту обеспечит добавление жидкого стекла в бетон в таком соотношении: 1 л силикатного клея на 10 л цементного раствора. Такой состав гарантирует надежную изоляцию стен и полов подвалов, расположенных под землей. Огнеупорная смесь готовится как цементно-песчаный раствор с добавлением небольшого количества жидкого стекла.

  Количество жидкого стекла в бетоне рассчитывается в зависимости от цели применения

  Антисептик для древесины получают таким образом: смешивают жидкое стекло с водой в равных пропорциях. При этом на дереве образуется скользкая защитная пленка, которая не подлежит покраске. По этой причине такой раствор не рекомендуется наносить на бетонные стены.

  Различные виды пропитки готовятся, в основном исходя из таких пропорций: 400 мл жидкого стекла на 1 л воды. Последующий слой наносится через 20-30 минут – именно через такой промежуток времени, сколько сохнет жидкое стекло на бетоне.

  голоса

  Рейтинг статьи