Зачем в бетон добавляют жидкое мыло?

Пластифицирующим воздействием на бетон обладает обычная вода. Чем ее больше, тем пластичнее цементный раствор. Он хорошо растекается и заполняет все пустоты. Но увеличение воды в бетонной смеси негативно влияет на характеристики готового бетона: снижается прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность конструкции.

Бетонные смеси замешиваются по ГОСТу. Пропорция воды к бетону (так называемое водоцементное соотношение) составляет от 0,3 до 0,55. Этого количества воды достаточно для гидратации компонентов цемента, но совершенно не достаточно для получения удобного в работе раствора.

Тяжелый, плотный раствор плохо укладывается в форму, особенно если применяется арматура. Он требует больших затрат на обработку, и все равно в готовой конструкции могут остаться полости, которые снизят прочностные характеристики бетона.

Бетонные растворы классифицируются по подвижности на 5 классов: от П1 – малоподвижные до П5 – текучие.

Как же добиться того, чтобы, не изменяя водоцементное соотношение, изменить класс подвижности бетонной смеси?

Решение этой непростой задачи – применение пластификатора.

Пластификаторы – это составы на основе определенных видов поверхностно-активных веществ.

Применение пластификатора позволяет сделать строительный или штукатурный раствор более подвижным, не добавляя в него лишнюю воду.

Пластификаторы делятся на группы по силе воздействия на бетон.

Пропорции ввода

Жидкое мыло не входит в печень разрешимых добавок в бетон, его доза по отношению к остальным компонентам не нормирована. Верхний предел у любого заводского пластификатора составляет 5 % от общей массы цемента, но на практике его добавляют гораздо меньше – от 0,5 до 1 %. Для готовых специализированных примесей это объясняется как дорогой стоимостью и высокой эффективностью, так и риском образования высолов на поверхности, для мыла – теми же причинами, плюс отсутствием контроля за сроками затвердевания и ухудшением водо- и морозостойкости из-за нарушения процессов гидратации вяжущего. Чем сложнее состав моющего средства, тем меньше оно подходит для ввода в строительные цементные растворы, предпочтение отдается простым дешевым маркам.

Рекомендуемые пропорции зависят от вида и объема приготавливаемых смесей:

• 1 чайная ложка (5-10 мл) на 10 кг портландцемента. Это соотношение универсальное, его можно использовать при вливании мыла в штукатурный и кладочный состав, приготовлении выравнивающих составов для стяжки. Оно указано для составов в жидком виде.
• 50-100 г (мл) на 1 емкость бетономешалки среднего объема при приготовлении растворов на основе цементов с добавлением крупнофракционного наполнителя: щебня или гравия для заливки монолитных конструкций, включая фундаменты. Соотношение В/Ц минимальное – около 0,5-0,65.
• 50-100 г жидкого мыла на 1 ведро портландцемента с маркой прочности М400 и 4 ведра песка при замесе кладочного раствора.
• 1-2 столовые ложки на 25 кг цемента при приготовлении керамзитобетонов. Чем крупнее фракции керамзита, тем выше эффект от применения пластификатора. Жидкое мыло в этом случае по аналогии с обычными бетонами смешивается с водой, но образование пены будет малозаметным, ожидать высокой подвижности не стоит. Его наличие в составе улучшает прочностные характеристики, вяжущее быстрее обволакивает гладкие фракции обожженной глины и хорошо их склеивает.

Действует общее правило: пропорции жидкого мыла рассчитываются исходя из веса цемента вне зависимости от его марки прочности. Верхняя допустимая доза при смешивании компонентов в пределах стандартных соотношений соблюдается всегда. При использовании цемента М300 или М500 объем заливаемого с водой мыла одинаков.

Уменьшение дозы бессмысленно – эффект улучшения адгезии и пластичности просто не будет достигнут, увеличение нежелательно: возможно образование высолов из-за вымывания солей из смеси.

В ряде случаев ввод разбавленного мыла нежелателен: к таким относят приготовление цементного раствора на основе песка с высоким содержанием глины или другими посторонними примесями. Но этот недостаток легко устранить – достаточно просто промыть и высушить наполнитель. С залитых такими бетонами конструкций легче снимается опалубка, но их скорость схватывания и затвердевания замедляется, при ограниченных сроках проведения работ стоит поискать другой способ улучшения адгезии. Иногда мыло заливают в бетономешалку только на последнем замесе с целью упрощения ее отмывания.

В отличие от многих добавок в бетоны и цементные смеси эту вводят не в конце, а в начале, вместе с основной дозой воды. В этом случае состав полностью распределяется между зернами вяжущего и наполнителей и равномерно их обволакивает. Мыло в жидком состоянии перемешивают с водой, но не взбалтывают, при образовании пены бетоносмеситель или строительный миксер останавливают и ждут ее оседания. Правильно замешенный цементный раствор не должен расслаиваться и иметь белесых разводов. Его можно использовать сразу же после приготовления, на всех остальных этапах работ он не отличается от обычного.

Лабораторные исследования

Главная характеристика бетона, которая нас интересует – это прочность на сжатие. Чтобы понять, действительно ли обычное моющее средство способно потеснить специализированный пластификатор, было взято по 4 тестовых образца обеих смесей. Все 8 поместили в специальную камеру, где на протяжении 28 дней бетон набирал марочную прочность. После этого были проведены испытания с использованием гидравлического пресса. Что из этого получилось?

А получилось все довольно предсказуемо для специалиста, и удивительно для того, кто верил в чудодейственное свойство мыла. Усредненная прочность 4 образцов с пластификатором SikaPlast составила 640 кН. Это означает, что добавка выполнила свою функцию. Получается, теперь перед нами уже бетон марки М600, чего более чем достаточно для возведения высокопрочной конструкции.

Усредненные результаты 4 образцов со средством для мытья были более чем печальными – 99 кН. Это означает, что в итоге даже не получился тощий бетон, так как показатели не дотягивают даже до М100. Более того, в смеси четко прослеживалось образование пористой структуры. Такой бетон не стоит использовать даже при монтаже стяжки в помещении бытового типа. А уж строить с использованием такого состава фундамент точно является самой бесполезной затеей.

И это еще не все. В образцах с моющим средством удалось выявить огромный процент (20%) вовлечения воздуха. Это означает, что если даже вы построите такой фундамент на тощем бетоне, то конструкция будет отличаться высоким водопоглощением. Несколько смен сезонов и характерных перепадов температур и нужно будет возводить новое основание.

А самое интересное, что такое падение показателей произошло лишь из-за 8 г «народной» присадки. Если учесть, что многие просто смело льют такую добавку в смесь, то можно только догадываться, какие показатели будут у основания после набора прочности.

Какие пропорции использовать?

Как правило, на одну порцию бетона добавляют от 50 г до 100 г мыла. Это приблизительно то же самое, что чайная ложка на ведро цемента. Уменьшение пропорций не приведет к ожидаемому эффекту, а увеличение приведет к тому, что из раствора выйдут все соли, а после высыхания образуются высолы.

Если пены слишком много, процесс гидратации цемента нарушается. Этого нельзя допустить, особенно при бетонировании в условиях низкой температуры.

Выбранные пропорции не зависят от марки бетона, а также от портландцемента, который входит в состав. Они очень простые и легко запоминающиеся – 5% от всей массы.

Советуем затворять раствор постепенно, добавляя последние 10-15% воды небольшими порциями. Это следует делать для того, чтобы не влиять на соотношение В/Ц.

Для 10 килограмм портландцемента достаточно использовать 5-10 мл жидкого мыла. Мыло следует заливать в жидком виде прямо в бетономешалку. Перед этим нужно забросить мелко- и крупнофракционный наполнитель.

Помните, что в цементный раствор лучше не добавлять мыло, если в составе уже содержится много глины. Мелкая взвесь только ухудшит качество соединений.

Также мы не рекомендуем применять чистящие порошки или тертое хозяйственное мыло, потому что оно выводит соли из бетона. К чему это приводит, мы уже писали.

А теперь простой пример, чтобы было еще понятнее, как готовить цементный раствор с добавлением мыла. Для создания смеси с маркой М-100 пропорция следующая:

1. Одно ведро цемента М-400;
2. Четыре ведра песка;
3. 50-100 грамм жидкого мыла.

При увеличении марки прочности цемента, его пропорции снижаются. У кладочного раствора М-100 и портландцемента М-500 применяется соотношение 1:5, но моющего средства нужно добавлять столько же.

Техническая соль

Весьма интересный вариант, которые рекомендуется рассмотреть детально. Техническая соль увеличивает морозостойкость раствора, являясь своего рода пластификатором. Ее добавление в разумном количестве не ухудшает потребительские качества бетона. По словам профессионалов, 2% от общей массы будет достаточно, чтобы бетон получился невосприимчивым к заморозкам и быстро затвердевал при минусовой температуре.

В народе активно используется и обычная соль. Она повышает жаростойкость раствора, поэтому добавляется при кладке печей, очагов и пр. Обратите внимание, что чрезмерное количество соли в бетонном растворе может привести к ускорению коррозийных процессов, что недопустимо в случае изготовления армированных конструкций.

Пропорции жидкого стекла в бетоне

Перед тем как ввести жидкое стекло в бетон, необходимо приготовить водный раствор на его основе. Жидкое стекло разбавляем водой в пропорциях 1/2 и тщательно перемешиваем, затем полученную смесь соединяем с цементным раствором. Связующее вещество в виде жидкого клея должно составлять не менее 25% от общей массы бетона. Применение раствора силикатов оправдано его экономией и свойствами, благодаря которым это вещество становится незаменимым при повышенных требованиях к гидроизоляции строения. Низкая стоимость жидкого стекла позволяет использовать его при больших объемах строительства. Однако при использовании раствора жидкого стекла следует знать о том, что он изменяет физические характеристики бетонной смеси. После добавления силикатного клея в бетонную смесь исключается любая обработка бетона после застывания, в том числе и покраска. В жидком стекле есть вещества, которые не дадут обычной краске лечь на поверхность бетона гладко и ровно.

Жидкое стекло для приготовления бетона часто используется как добавка при штукатурных и шпаклевочных работах.

Жидкое стекло также используется в грунтовке, в таком случае пропорции смеси должны составлять один к одному с раствором из цемента. Силикатный клей на пару с цементом применяется при кладке каминов и печей. Для приготовления такого раствора необходимо четко соблюсти пропорции. На 1 кг цемента берем 3 кг песка, добавляем силикатный раствор в количестве 1/5 от общей массы цемента, после чего добавляем воду и замешиваем массу.

Жидкое стекло для бетона очень часто используют как добавку при различных штукатурных и шпаклевочных работах. Если немного изменить процент вхождения ингредиентов в смесь, например, взяв цемент и песок из расчета 1 к 2,5, затем добавить 15% силиката, налить воды и хорошенько перемешать, то получится превосходная водозащитная штукатурка.

Зачем нужны пластификаторы

Иногда домашние умельцы, пытаясь изготовить тротуарную плитку своими руками, сталкиваются с проблемой: бетонная смесь отказывается «склеиваться», а после высыхания готовые блоки крошатся и рассыпаются под нагрузкой. Чтобы избежать подобных проблем, применяют пластификаторы. Это щелочные, химически инертные соединения, которые облегчают работу с бетонным раствором и повышают качество готовых изделий.

Роль основного пластификатора в бетонной смеси выполняет вода

Готовая тротуарная плитка состоит из трёх компонентов: цемента, щебня и песка. В сухом виде эта смесь не эластична и полна пустот. При добавлении воды раствор приобретает текучесть и легко заполняет форму.

Но одной лишь воды недостаточно. Даже если плитка получается прочной и без трещин, срок её эксплуатации небольшой из-за того, что готовое изделие обладает высокой пористостью. Поры ослабляют материал и позволяют воде проникать внутрь. При сильных морозах вода замерзает и разрушает бетон изнутри. В результате приходится каждую весну заменять вышедшую из строя плитку новой.

Из-за перепадов температур плитка быстро разрушается

Чтобы избежать этой проблемы, применяют специальные присадки. Кроме повышения морозоустойчивости, пластификаторы положительно влияют и на другие свойства как бетонного раствора, так и готовых изделий. В частности:

-увеличивается подвижность и пластичность бетона, предотвращается появление сколов и других дефектов, поверхность плитки не деформируется;

-раствор поглощает воды меньше на 10%;

-расход цемента уменьшается на 10–15%;

-плотность раствора повышается почти на четверть;

-смесь приобретает большую однородность;

-лучше заполняются раковины и пустоты, выравниваются ямки, поверхность становится гладкой и ровной;

-повышается текучесть смеси, что облегчает процесс заливки;

-раствор не прилипает к форме;

-увеличивается прочность высохшей смеси;

-во время эксплуатации тротуарная плитка сохраняет первоначальный цвет;

-не образуются высолы;

-повышаются водоотталкивающие свойства плитки.

Кроме того, в очень жаркую погоду пластификатор увеличивает время высыхания бетонной смеси, чем предотвращает её растрескивание. А в холодное время года раствор долгое время не замерзает.

И, наконец, применение пластификаторов позволяет обходиться без вибростола, то есть такие бетонные смеси являются само уплотняющимися

Пластификаторы позволяют обходиться без вибропрессования заготовок

Пластификаторы на основе моющих средств

Они продлевают время жизнестойкости строительного раствора с 1 часа до 3 и защищают его от расслоения и оседания тяжелых фракций. Подходящими характеристиками обладают моющие средства на основе жидкого мыла, включая составы для посуды, шампунь, стиральные порошки. Максимальный эффект от их применения наблюдается в жаркое время года, являясь поверхностно-активными веществами, они препятствуют испарению влаги из цементного раствора.

Однозначными их плюсами являются низкая цена, повышение пластичности смеси и простота ввода при приготовлении строительных растворов своими силами. Нет необходимости в сложных процедурах, достаточно залить жидкое мыло в бетономешалку одновременно с водой. К минусам относят образование пены и, как следствие, высолов на поверхности, ухудшение прочности застываемого бетона при превышении пропорций и отсутствие контроля за этим процессом, невозможность разбавления готовых растворов.

Для устранения негативных последствий от обильной пены смесь оставляют перед выгрузкой в бетономешалке на несколько минут. Стиральный порошок лучше купить для автоматической стирки, избегают сложных и неизученных составов. Не следует ждать от моющих средств чуда, и уж тем более не стоит их вводить в уже замешанный раствор, распределение будет некачественным. Но с основными задачами – улучшением удобоукладываемости бетона и соблюдением правильных пропорций воды они справляются хорошо.

Влияние извести, жидкого стенка, поливинилацетата

Пушонка по праву считается самым дешевым пластификатором, ее небольшая доля улучшает эластичность смесей и увеличивает стойкость к биологическим воздействиям. Заметный эффект наблюдается при вводе извести в растворы для кладочных и штукатурных работ, при высыхании слои менее подвержены растрескиванию. К минусам относят снижение прочности, этот вариант не используются при замесе бетонов для фундамента и наружных несущих конструкций. Лучше всего известь себя ведет в штукатурных растворах для внутренних работ.

Силикатный клей относится к пластификаторам лишь условно, эта добавка ускоряет сроки затвердевания бетона и улучшает его огне- и влагостойкость. Из сходных последствий остается лишь гладкость поверхности. Раствор с жидким стеклом расходуется как можно быстрее, по окончании работ все инструменты тщательно промываются.

Чем можно заменить пластификатор

Иногда нужно изготовить небольшое количество бетона. Покупать заводскую присадку-пластификатор нецелесообразно. Заменить ее можно подручными средствами. Гашенной известью или клеем ПВА. Известь сделает раствор более клейким и придаст ему бактерицидные свойства. Ее объемная доля составляет 20% от объема цемента. ПВА-клей (200 г на ведро бетонной смеси) увеличит пластичность.

Жидкое мыло

В его составе содержатся щелочи, жирные кислоты. Близкий к щелочной среде pH-уровень не нарушает кислотность смеси. Жидкое мыло повышает адгезию между цементными частицами. При его добавлении образуется вязкая смесь. Она равномерно распределяется. Застывшая масса обладает высокой прочностью.

Имеются и отрицательные моменты:

1. За счет снижения количества капилляров ухудшается вывод влаги.
2. Увеличивается срок затвердевания.
3. Нельзя добавлять жидкое мыло в раствор для фундамента и опалубки.

Средства для мытья полов

В составе и моющих средств, и добавок-пластификаторов в качестве поверхностно-активных веществ используются сульфаты. Они совпадают по виду, классу и химической формуле. Поэтому средства для мытья полов/посуды можно добавлять в бетонные смеси.

Стиральный порошок

Приемлемая альтернатива заводским добавкам. Предварительно разводится водой. Имеет существенный недостаток: вымывает на поверхность соли.

Как развести заменители в воде

1. На мешок цемента (50 кг) требуется 200-250 мл жидкого моющего средства/мыла. Его надо лить в воду перед загрузкой цемента и песка.

• Залить в бетономешалку расчетный объем воды, уменьшенный на 0,2-0,25 л. Если ее количество не сократить, увеличится время застывания бетона (примерно на 3 часа).
• Размешать воду с мылом.
• Постепенно добавлять цемент и наполнитель.
• Перемешать до получения однородной массы.

2. Взять 100-150 г стирального порошка. Развести теплой водой. Смешать с основным объемом жидкости в корыте для замеса. Дальнейшие действия производится по аналогии с предыдущим рецептом.

И в первом, и во втором варианте сначала заливается мыльный раствор. Он склонен к пенообразованию. Что недопустимо, так как пена нивелирует свойства цемента. Поэтому перемешивать мыльную смесь надо осторожно.