Добавки в бетон
Использование бетона в современных условиях немыслимо без применения дополнительных добавок. В промышленном строительстве уже не встретить бетонного раствора классического состава: цемент, щебень, песок и вода. Такая рецептура применима для частного строительства, неответственных конструкций и начинающими специалистами.
Для чего нужны добавки в бетон
Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать свойства бетона. В первоначальном виде бетонная смесь состоит из четырех компонентов. Играя пропорциями водоцементного соотношения, регулируются показатели прочности и удобоукладываемости. Например, для того чтобы получить бетон популярной марки М300 или класса В22,5 необходимо задействовать в частях следующие материалы:
- Портландцемент марки М400 – 1часть.
- Щебень гранитный или гравийный- 3,3 части.
- Песок- 2 части.
- Вода- 0,57-0,6 части.
На выходе получается бетон с характеристиками:
- Прочность на сжатие- 29 Мпа или 270 кгс/см2.
- Подвижность или удобоукладываемость - П2. Измеряется по осадке конуса бетонной смеси относительно первоначальной формы, и составляет 7-9 см.
- Морозостойкость- F150.
- Водопроницаемость- W5.
- Плотность 2400 кг/м3.
О чем говорят эти цифры на практике. В практическом применении приготовленная смесь ведет себя следующим образом. Подвижности смеси на уровне П2 недостаточно, чтобы раствор гарантированно заполнил полости сложной опалубочной конфигурации объекта. Возникает угроза образования многочисленных пор и пустот. От этого лабораторный показатель прочности будет не 29 Мпа, а значительно ниже. Данный факт влияет на надежность бетонной конструкции и возможность выполнения возложенных на нее функций. Такой бетон сложно ровнять на площадке и формировать монолит. Необходимо придать смеси текучесть, пластичность, подвижность. Это можно сделать тремя способами:
- Внести большее количество воды. Избыток влаги неминуемо приведет к потере прочности, образованию трещин, повышению истираемости.
- Увеличить показатель тиксотропности. Тиксотропность- способность жидкости разжижаться при определенном виде механического воздействия. То есть использование бетонного вибратора решит вопрос текучести смеси. Но использование технологического оборудования влияет на удорожание работ с бетонной смесью и далеко не всегда оправданно и возможно использование виброинструмента.
- Добавить к бетонному раствору вещества, которые уменьшают сцепление частиц смеси между собой, тем самым увеличивая их подвижность. Так возникли пластификаторы.
Экспериментально установлено, что прочность близкую к 100% бетон набирает через 28 дней. Строительные нормы допускают предварительное нагружение бетона и его распалубку при 70-80% прочности. Этот показатель достигается за 5-7 дней. В существующих бизнес-моделях производства и строительства такой простой считается недопустимым. С другой стороны, в массивных и объемных конструкциях важно, чтобы процесс гидратации проходил плавно. В этом случае процесс кристаллизации раствора нужно замедлять. Для регулирования скорости кристаллохимического отверждения разработаны добавки ускорители и замедлители схватывания.
В классической по составу бетонной смеси возможна реакция гидратации только при положительных температурах. При температуре раствора +50С скорость реакции серьезно снижается, при 00С, когда вода кристаллизуется, прекращается вовсе. Фактор чрезвычайно важен тем, что непрогидратированная смесь никогда не наберет проектную прочность. Этот вопрос решают подогревом смеси или введением добавок, препятствующих замерзанию влаги.
В приведенном примере водопроницаемость бетона составляет W 5. Это значит, что при избыточном давлении воды в 5 кгс/см2 она не просочится сквозь стенку толщиной в 10 см. Изделия из бетона эксплуатируются в различных условиях, в том числе при долговременном воздействии влаги: фундаменты с высоким расположением горизонта грунтовых вод, опоры мостов, пирсы, причалы, судовые верфи. В этих случаях важно снизить проникновение воды в толщу бетона во избежание вымывания частиц вяжущего компонента, агрессивного химического воздействия и уменьшения прочности бетонной конструкции. Для улучшения показателя водонепроницаемости вводят водоотталкивающие компоненты.
Одним словом, добавки необходимы для улучшения технико-физических свойств цементных смесей и управления свойствами бетонов.
Какие бывают виды добавок
Для формирования проектных свойств в бетонные составы вносятся добавки:
- Пластификаторы
- Модификаторы
- Антиморозные добавки
- Водоотталкивающие
- Антикоррозийные
- Воздухововлекающие
- Для самоуплотнения
- Регуляторы набора прочности
- Для реставрационных работ
- Комплексные.
Пластификаторы
Наиболее популярный вид добавок. При использовании пластификаторов возможно увеличение подвижности бетонной смеси с П1 до П5. Использование пластификаторов делает бетонный раствор удобоукладываемым, прочным и долговечным. Пластификаторы обладают водоредуцирующими свойствами. То есть способны снижать расход воды без потери прочности цементного камня. Пластифицирующие добавки способны продлить жизнь раствору, препятствуют расслоению, позволяют задействовать на стройплощадке насосы. Привлечение техники ускоряет процесс закладки бетона в конструкцию и увеличивает производительность труда. Таким образом пластификаторы обладают рядом преимуществ:
- Повышают пластичность готового раствора.
- Экономят расход смеси
- Повышают трещиностойкость бетона.
- Увеличивают прочностные характеристики произведенного бетона до 30%.
- Пластифицированные бетонные растворы не требуют уплотнения.
- Возрастает морозостойкость бетона за счет снижения количества влаги при производстве.
- Растворы с пластификаторами обладают хорошей адгезией с разными поверхностями.
Пластификаторы выпускаются в виде жидкостей и порошковых смесей.
Антиморозные добавки
Не стоит полагать, что применяя антиморозные добавки, не нужно думать о температурных условиях, в которых происходит твердение бетонной смеси. Важно знать, что антиморозные добавки предназначены, в первую очередь, для того чтобы обеспечить доставку смеси в удобоукладываемом состоянии и не допустить кристаллизации влаги при укладке раствора. На площадке должны быть обеспечены меры по прогреву бетона и влажностный режим.
Противоморозные свойства добавки сводятся к одному принципу- понижению температуры замерзания воды в бетонной смеси. Это достигается за счет введения в бетонный раствор солей тех. квалификации: хлорида натрия, хлорида кальция, кальцинированной соды, поташа(карбоната калия), натриевой и кальциевой селитры, формиат натрия (натриевая соль муравьиной кислоты).
Применение исключительно противоморозных добавок сопряжено с рядом существенных минусов:
- Быстрое твердение бетона
- Используемые соли химически активны, способны вступать в реакцию с продуктами бетонной смеси, с последующим выделением вредных веществ, например, окислов азота или аммиака.
- Использование не по рецептуре приводит к коррозии арматуры и щелочной коррозии бетона.
- Снижается прочность бетона.
Чтобы нивелировать отрицательные проявления антиморозных наполнителей, рекомендуется использовать их только вкупе с пластифицирующими и воздухововлекающими компонентами, регуляторами твердения. Это позволяет снизить концентрацию противоморозных веществ.
О полной безопасности и экологичности антиморозных компонентов не может идти речи, пока в их составе есть хлор и опасные соединения азота. Поэтому лучшим способом повысит безопасность бетонной конструкции остается планирование работ в теплое время года.
Водоотталкивающие добавки
Наличие влаги в готовой бетонной конструкции может существенно влиять на ее свойства в худшую сторону. Если бетон способен впитывать, пропускать влагу, то непременно снижается прочность, долговечность и морозостойкость конструкции. Бетон способен накапливать влагу благодаря наличию в структуре пор и капилляров; присутствию внутренних напряжений и деформаций, которые ведут к образованию микро-и макротрещин. Водопроницаемость бетона обозначается буквенным индексом W. Нормируется от W2 до W20. Бетон с водопроницаемостью W4 используется в тех ситуациях, когда показатель гидрофобности (водоотталкивания) не имеет значения. W6- бетон с таким показателем наиболее часто используется в строительных работах. W8- бетон с таким показателем пропускает мало влаги и применяется для возведения фундаментов на сухих основаниях. Бетон с показателем гидрофобности выше W8 применяется для возведения гидротехнических сооружений.
Водоотталкивающие добавки в бетонную смесь работают по одному принципу: уплотняют бетонный монолит, уменьшают вероятность появления пор и капилляров. Такого эффекта удается добиться в результате химических реакций между водой цементом и наполнителем. В результате образуются нерастворимые соединения, заполняющие микропустоты. Водонепроницаемость бетона повышают нитраты, сульфаты, хлориды железа, сульфаты алюминия, добавки на основе битумных эмульсий.
Защитить бетон от проникновения влаги можно используя проникающие составы, нанося их на застывшую конструкцию. В этом случае гидрофобизатор проникает вглубь материала на 5-15 см., реагирует, образует полимерные соединения, надежно закупоривает капилляры и поры. Такой метод применяется не только для вновь возведенных строительных конструкций, но и для подверженных растрескиванию изделий.
Антикоррозийные добавки
Служат для снижения щелочной коррозии бетона. Антикоррозийный класс добавок призван связать свободные гидроксильные группы. За счет этого происходит уплотнение бетона, повышается его гидрофобность и долговечность.
Воздухововлекающие добавки
Воздухововлекающие добавки используются для увеличения морозостойкости бетона. Пузырьки воздуха в монолите образуют микропустоты. При отрицательных температурах свободная вода застывает, расширяясь и при этом разрывает бетонный камень. В случае наличия мелких пустот, вода заполняет микро- пространство, не нанося вреда монолиту. Воздухововлекающие добавки способствуют снижению плотности бетона, и следственно, прочности. Поэтому вносить воздухововлекающий наполнитель следует с осторожностью и строго следуя указаниям производителя. Воздухововлекающие компоненты применяются также для намеренного снижения удельной массы бетонной смеси; улучшения тепло-и звукоизоляции; снижения расслаиваемости раствора, увеличению трещиностойкости, предотвращению высолов. На практике оправдано применение воздухововлекающих добавок с пластификаторами бетона.
Добавки для самоуплотнения
Необходимы там, где невозможно провести механическое уплотнение смеси, в частности в часто армированных конструкциях. Применение самоуплотняющих наполнителей гарантирует заполнение опалубочного пространства без потери прочностных характеристик. Отличительной чертой самоуплотняющихся бетонных растворов является отсутствие расслаиваемости при высокой подвижности смеси. Такие свойства обеспечивает значительная вязкость раствора. Добиться этого удается внесением в рецептуру состава добавок на основе:
- Целлюлозы
- Гидролизованного крахмала
- Полиэтиленгликоля
- Полимеров.
Самоуплотненные бетоны характеризуются:
- Низким водоцементным соотношением
- Существенными водоотталкивающими свойствами
- Высокой подвижностью- П5
- Малой пористостью. Содержание пузырьков воздуха не более 5%
- Значительной прочностью на сжатие, до 100 Мпа
Регуляторы набора прочности
В строительной практике существуют ситуации, когда необходимо ускорить или замедлить схватывание бетонного раствора.
Замедлители гидратации требуются:
- В жаркую погоду. При повышенной температуре и пониженной влажности из бетонного раствора происходит активное испарение влаги, что приводит к преждевременному схватыванию.
- При заливке больших по площади объектов. При неравномерном схватывании существует угроза образования холодных швов. Это ухудшает свойства монолитной конструкции
- При возведении ответственных массивных и гидротехнических сооружений, чтобы избежать появление трещин, вызванных нелинейным твердением бетона.
Замедлить схватывание и увеличить трещиностойкость бетонного раствора способны пластификаторы. Добиться этого можно, увеличив количество вещества, вносимого в раствор. Но в данном случае возникает угроза коррозии арматуры. Поэтому с задачей замедления твердения лучше справляются следующие специализированные препараты:
- Нитрилотриметиленфосфоновая кислота, в абревиатуре НТФ, шестиосновная органическая кислота. Широко применяется для торможения процессов гидратации.
- Молочная сыворотка. Остаточный продукт переработки пищевого молока.
Механизм замедления твердения заключается в связывании гидроксильных групп веществами замедлителя, и с изоляцией частиц цемента от воздействия воды, то есть препятствию, снижению скорости реакции гидратации.
Ускорители набора прочности
Ускорение схватывания требуется для того, чтобы снизить простои на стройплощадке и оптимизировать процесс строительства объекта.
Ускорение твердения бетонного раствора- комплексный процесс, который включает в себя внесение добавок-ускорителей в смесь, повышение температуры раствора, снижение испаряемости, контроль температурно-влажностных показателей.
К добавкам, способным увеличить скорость набора прочности бетона относят такие вещества как поташ (карбонат кальция), хлорид кальция и натрия. К применению добавок- ускорителей следует относится крайне внимательно и не превышать рекомендованных производителем норм. Иначе возможно снижение прочности бетона и коррозии стальной арматуры в железобетонных изделиях.
Реставрационные добавки
Особый вид добавок, который отличается специфическими свойствами. Применяется для проведения реставрационных работ железобетонных изделий и бетонных конструкций. Реставрационные добавки должны отвечать следующим требованиям:
- Иметь повышенную адгезию.
- Препятствовать коррозийным процессам.
- Бетон с добавлением добавок должен обладать значительной прочностью.
- Раствор обязан иметь высокую пластичность и укладываемость.
Комплексные добавки
Наряду с добавками специфического, узконаправленного действия, на практике часто используются составы, в которых сбалансированы вещества, решающие несколько задач одновременно. Это удобно тем, что при замесе бетонного раствора нет необходимости в дополнительной дозировке компонентов, снимается вопрос о химической агрессивности материалов друг к другу. Эта задача решена производителем при подборе компонентов комплексной добавки.
Как правильно подобрать смесь
В заключении необходимо выделить шаги для правильного выбора состава бетона для строительства. Во-первых, состав бетонной смеси должен быть просчитан специалистами, согласно проектной документации. Во-вторых, важно произвести пробный замес, и провести экспертизу бетонного образца. Это важный момент, так как компоненты бетонного раствора неоднородны, количество примесей варьируется. В-третьих, необходимо учесть все особенности использования бетонной смеси: время на доставку, климатические особенности, технические нюансы, квалификацию работников, подъездные пути, метод разгрузки и укладки бетона. Не секрет, что даже очень качественная бетонная смесь может быть загублена халатностью и непрофессионализмом человеческих рук.
Неподъемная проблема. Для ускорения замены лифтов нужны деньги
Ускорить замену лифтов в Петербурге, считают эксперты, можно только при выделении дополнительных финансовых средств.
В Петербурге на площадке Центра импортозамещения и локализации в «Ленэкспо» прошла VI Межрегиональная лифтовая конференция «Актуальные вопросы лифтового хозяйства: капитальный ремонт, монтаж, эксплуатация, контроль». Она собрала представителей бизнеса, органов власти и надзорных ведомств.
Открыл конференцию региональный представитель Национального Лифтового Союза по СЗФО, генеральный директор ООО «МЛМ Нева трейд» Игорь Янукович. Он отметил, что в настоящее время в стране эксплуатируется около 440 тыс. лифтов. Однако около четверти из них требуют замены и модернизации. Схожий расклад и в Петербурге. В нашем городе в работе находятся приблизительно 44 тыс. лифтов. Из них 11 тыс. подъемных механизмов нуждаются в замене. При этом текущий ежегодный объем работ недостаточен для полного решения проблемы.
По мнению эксперта, решит задачу недоремонта лифтов в Петербурге увеличение финансирования. «Если представить, что бюджет фонда – это А плюс Б, где А – взносы граждан, а Б – субсидии от города, то надо либо увеличить долю слагаемых, либо ввести еще одну составляющую. Это может быть федеральное финансирование. Можно попробовать решить проблему самостоятельно, например, рассмотреть вопрос о перераспределении средств между учреждениями города. Мы слышим, что те или иные комитеты недоосваивают свои программы. Может, часть этих средств перераспределить в рамках капитального ремонта?» – сказал Игорь Янукович.
Начальник отдела формирования адресных программ по капремонту НО «Фонд – региональный оператор капитального ремонта общего имущества многоквартирных домов Санкт-Петербурга» Юрий Кукушкин сообщил, что в 2019 году городская программа капремонта сформирована в объеме 9,5 млрд рублей. Почти треть всех денег, а именно 2,5 млрд рублей, будет задействовано на ремонт и замену 875 лифтов в 268 многоквартирных домах. «Это самая большая часть средств из общей суммы выделяемых на капремонт. Однако их недостаточно, чтобы покрыть недоремонт лифтового оборудования, который имеется сейчас в Петербурге», – признается чиновник.
По словам Юрия Кукушкина, для частичного разрешения ситуации в 2019 году Фонд намерен вновь задействовать программу ускоренной замены лифтов с привлечением средств из внебюджетных источников. В ее рамках предлагается заменить около 200 лифтов.
Главный специалист отдела контроля качества производства работ НО «Фонд капитального ремонта Ленобласти» Михаил Емелин заострил внимание собравшихся на проблеме работы заказчиков с подрядчиками. В частности, он рассказал о причинах срыва работ по замене лифтового оборудования в Сосновом Бору в этом году. В настоящее время новые лифты не смонтированы подмосковной подрядной организацией и ржавеют у подъездов жилых домов. Представители лифтового сообщества, присутствующие на конференции, порекомендовали областным чиновникам заключать договоры на проведение работ по установке лифтов с известными организациями, которые работают в области или в Петербурге.
Директор департамента сервиса АДС СО «Лифтсервис» Алексей Зоточкин рассказал о текущей нормотворческой деятельности Национального Лифтового Союза. В частности, он отметил, что в настоящее время в разработке находятся российские и межгосударственные ГОСТы по замене, эксплуатации лифтов, а также по обеспечению их доступности для инвалидов и других маломобильных групп граждан и т. д.
Мнение
Андрей Васильев, заместитель генерального директора, директор по сервису и модернизации ООО «МЛМ Нева трейд»:
– Очень важно, чтобы лифты были удобны и безопасны для всех категорий граждан – в том числе и для инвалидов. В настоящее время наша компания начинает тестировать решения, направленные на помощь глухонемым людям, которые могут застрять в лифте. С помощью приложения, установленного на телефон или планшет, они могут связаться со службой сурдопереводчиков ООО «Система Забота», а те, в свою очередь, – оперативно передавать информацию в диспетчерскую службу.
Умная экономия. Производители выводят на рынок счетчики с дистанционной передачей данных
Производители приборов учета электроэнергии выводят на рынок счетчики с дистанционной передачей данных. В ближайшей перспективе они могут стать обязательными для использования всеми потребителями.
В Госдуме РФ готовится второе чтение законопроекта о развитии систем учета электрической энергии. В соответствии с ним, в стране будут внедряться интеллектуальные системы учета электроэнергии с дистанционной передачей данных. В частности, предполагается, что с 2021 года они будут обязательными для установки во всех новых жилых домах и при плановой замене счетчиков во всех объектах.
Власти Санкт-Петербурга поддерживают федеральную инициативу о внедрении в энергетику новых технологий и инноваций. Вице-губернатор города Игорь Албин на одном из последних межведомственных совещаний сообщил, что доля энергозатрат в региональной экономике по-прежнему очень высока. Необходимо рачительное и бережное распоряжение ресурсами, построение умной энергетики и как итог – умной экономики, подчеркнул он.
Отметим, что в настоящее время интеллектуальные системы учета электроэнергии уже выпускаются российскими производителями. В том числе и такими петербургскими компаниями, как АО «Ленэлектро», ООО «Тайпит-ИП». С ними, хотя пока не очень активно, сотрудничают и сбытовые компании. При этом поставщики электроэнергии признают, что спрос на счетчики с дистанционной передачей данных растет как у бизнес-структур, так и у физических лиц.
По словам специалистов, особенность «умных» счетчиков – во встроенном радиомодуле. Он позволяет автоматически передавать сведения о текущем объеме потребляемой электроэнергии на сервер энергосбытовой организации. Потребители могут следить за объемом потребляемого электричества через мобильное приложение, устанавливаемое на смартфон или планшет. Задействованные технологии помогают анализировать расход электроэнергии с точностью до месяца, дня, часа и избавляют от необходимости физического снятия показаний счетчика. Все данные уже у компании – поставщика электричества.
АО «Ленэлектро» (ставшее поставщиком «Петроэлектросбыта») одним из первых в стране начало выпускать «умные» счетчики. Генеральный директор компании Андрей Шулешко отмечает, что спрос на данные приборы учета электроэнергии в настоящее время растет. «В частности, сейчас они стали популярными в садоводческих товариществах и коттеджных поселках. Такие счетчики помогают экономить электричество, удаленно контролировать расход и предупреждать его возможное воровство. В настоящее время только в садоводствах Ленобласти установлено более 30 тыс. таких приборов», – сообщил он.
Тем не менее, по мнению Андрея Шулешко, масштабное внедрение и использование счетчиков с дистанционной передачей данных потребует серьезных затрат на обслуживание серверов хранения данных и каналов связи. Важно, чтобы затраты не ложились на плечи населения. Расходы в разумных пределах должны взять на себя эксплуатирующие организации. «Кроме того, предварительно следует решить вопросы унификации этих приборов и технологии передачи данных. Последним уже занимаются «Россети». При этом не должно происходить монополизации рынка, – считает он. – Важно, чтобы счетчик любого производителя мог без проблем работать в системе. Наиболее всего для этого подходит технология IoT».
В настоящее время IoT-сервисы («Интернет вещей») продвигаемы большинством телекоммуникационных игроков. По словам директора по работе с бизнес-рынком МТС в Петербурге Елены Абрамовой, для широкого распространения проектов, в том числе «умных» электросчетчиков, необходима энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия, которая обеспечит сбор данных с интеллектуального оборудования. «Сфера ЖКХ – один из драйверов применения технологий «Интернета вещей». На нее уже сейчас приходится порядка 15% всех проектов МТС в области IoT в Петербурге, и ежегодно их количество растет более чем на четверть», – добавила специалист.