Добавление моющих средств в цементную смесь
Основная цель добавления моющего средства или жидкого мыла в бетон – повышение пластичности и качества сцепления ингредиентов между собой. Они успешно заменяют дорогостоящие пластификаторы, в разы улучшая эластичность и способности к проникновению в мелкие пустоты. Вводится с обязательным соблюдением пропорций – не более 5 % от общей массы вяжущего, точное значение зависит от вида используемого раствора. Этот вид примесей требует тщательного перемешивания, нужный эффект достигается только при равномерном распределении составов между компонентами штукатурки, бетона, кладочных или выравнивающих смесей.
Целесообразность добавления жидкого мыла в строительные растворы
Все моющие средства содержат жирные кислоты и имеют одинаковую с цементом щелочную среду. Они растворяются в воде без остатка и хорошо проникают вглубь структуры. К преимуществам их добавления относят достижение заметной пластичности при минимальном соотношении В/Ц, улучшение адгезии как между частицами и фракциями, так и с рабочей поверхностью и арматурой. При вводе этих составов в бетон наблюдается снижение пустотности и упрощается процесс заливки и уплотнения. Мыло в жидком виде можно смело использовать при работе со штукатуркой и кладочными растворами, помимо улучшения трещиноустойчивости цементная смесь не расслаивается и дольше сохраняет подвижность в емкости.
Эта добавка считается труднозаменимой при:
- Приготовлении бетонов для густоармированных конструкций.
- То же для керамзитобетона, составов с крупными фракциями, тяжелых бетонов или аналогичных растворов с низким соотношением В/Ц.
- Самостоятельном приготовлении штукатурки или кладочных смесей на основе портландцемента для монтажа пористых блоков.
Жидкое мыло добавляют в цемент исключительно в разбавленном виде, в идеале – на начальной стадии смешивания компонентов. Его ввод предусматривается заранее, не стоит использовать его как средство для увеличения подвижности начавших схватывание смесей. Оно в любом случае уступает по функциональности заводским суперпластификаторам (эффект достигается за счет разных процессов) и не оказывает положительного влияния на такие характеристики как усадка, водостойкость, выдерживаемое число циклов промерзания. Прочность улучшается косвенно: за счет минимизации пустот при более равномерном распределении наполнителей. К недостаткам применения относят нарушение гидратации цемента: при избытке пластификаторов изменяется структура застываемого раствора, в частности, не образуются выводящие в поверхности влагу капилляры.
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.
Бытовая химия в бетоне: заблуждения и последствия
Безудержное стремление человека к непрерывному «изобретению велосипеда» и неуёмное желание своими руками превзойти профессиональные строительные решения, в последнее время породило множество опасных рекомендаций по самостоятельному приготовлению бетонной смеси с применением различных средств бытовой химии. Например, для повышения пластичности бетонного раствора мнимые профессионалы советуют использовать бытовые моющие средства, шампуни и стиральные порошки. Тысячи интернет-страниц заполнены чудодейственными рецептами бетонных смесей с применением популярных моющих средств и бытового мыла, пластичность которых вызывает у мастеров искренний восторг при заливке в опалубку.
Главной задачей, которую преследуют все эти изобретатели, является экономия на покупке специальных добавок-пластификаторов, используемых на бетонных заводах и предназначенных для производства высококачественного бетона. И это несмотря на то, что первые пластифицирующие добавки для бетона в России появились ещё в 30-е годы предыдущего столетия, а их активное применение началось ближе к 60-ым. На текущий момент рынок профессиональных материалов для бетонов и растворов изобилует добавками для любых целей и задач.
Что касается решений для частного строительства, то заметный прорыв наступил только в последнем десятилетии. Ряд крупных компаний, работающих в области производства профессиональной строительной химии, начали выводить на розничный рынок целый спектр адаптированных решений, предназначенных в первую очередь для индивидуальных мастеров, прорабов и энтузиастов.
Для того чтобы разобраться в размерах экономии строителей-рационализаторов, использующих бытовую химию в качестве пластифицирующих добавок, и возможных последствиях их рационализаторского труда, достаточно провести один несложный лабораторный эксперимент. Для этого потребуются два одинаковых состава бетонной смеси, к примеру, марки М400, содержащих равное количество цемента, песка и щебня. Отличаться же составы будут только количеством воды, необходимой для получения высокой пластичности смеси, и используемой добавкой.
Именно такой эксперимент провели специалисты компании Sika в своей лаборатории. В составе №1 был использован суперпластификатор SikaPlast 520N, а в составе №2 одно из популярных моющих средств.
Цемент ЦЕМ I 42,5
Расходы добавок подбирались таким образом, чтобы оба состава бетонной смеси имели равновысокую пластичность, при которой укладка раствора в опалубку требует минимальных усилий. Как мы видим, расход популярного моющего средства оказался ниже профессионального пластификатора. Приведённая стоимость добавки SikaPlast 520N в составе №1 составила 11,28 ₽, а в составе №2 – 1,47 ₽ (на основании средней розничной цены материалов на март 2017 года). На первый взгляд выгода от применения бытовой химии очевидна.
Проверим так ли это в лабораторных испытаниях. Дело в том, что моющие средства в бетоне можно сравнить с айсбергами в Атлантическом океане – основная их часть, представляющая угрозу, скрыта от невооруженного взгляда обывателя. Взглянем на основную характеристику бетона – его прочность на сжатие. После приготовления двух наших составов мы сделали по 4 образца каждого состава и поместили их в камеру нормального хранения на 28 суток, ведь именно столько бетон набирает марочную прочность. Результаты испытаний на гидравлическом прессе, очевидные для профессионалов, могут шокировать неподготовленного человека. Усреднённая прочность бетона по 4 образцам, приготовленного с помощью профессионального пластификатора, составила 640 кН, что соответствует марке бетона М600. Данное значение сильно превосходит типовую марку бетона М350-М400, а вот со вторым составом дела обстоят иначе.
Показатели прочности бетона с использованием добавки SikaPlast 520N (Состав №1):
Показатели прочности бетона с использованием моющего средства (Состав №2):
Последствием применения моющего средства стало угрожающее падение прочности бетона – всего 99 кН, что даже не дотягивает до марки бетона М100, и образование ярко выраженной пористой структуры цементного камня. Подобной прочности недостаточно даже для стяжки в бытовых помещениях, не говоря уже о фундаментах и перекрытиях зданий. Результаты измерений образцов, приготовленных с применением моющего средства, показали колоссальное вовлечение воздуха в бетонную смесь – 20%. На практике, помимо резкого падения прочности фундамента и его несущей способности, вы получите высокое водопоглощение конструкции и быстрое разрушение бетона под действием отрицательных температур в осенне-зимний период. И стоит отметить то, что подобное обрушение прочности произошло всего-навсего из-за 8 г моющего средства, а ведь на практике строители редко когда ограничивают себя при дозировании подобных «добавок», наливая его колпачками или стаканами. В итоге, кажущаяся выгода от применения бытового моющего средства обернулась колоссальным падением прочности бетона и недолговечностью сооружения.
Кирилл Лебедев. Технический специалист отдела “Бетон” корпорации Sika.
Почему не стоит использовать жидкое мыло вместо пластификатора для бетона
Специалисты, химики и технологи постоянно разрабатывают более совершенные, специализированные добавки в бетон. Но некоторые люди считают, что все это блажь и только наивные будут платить за пластификаторы. И действительно, зачем, если на просторах интернета есть масса «народных рецептов» того, как дешево приготовить прочный, эластичный и буквально неразрушимый бетон.
Домашние химики долго экспериментировали с шампунями, мылом и всем, что есть под рукой и пришли к выводу, что никакие пластификаторы не нужны, когда есть моющие средства. Именно они, по их мнению, способны наделить бетонную смесь всеми нужными характеристиками. Поэтому многие отбросили идею о пластификаторах и с радостью стали заливать в опалубку моющие средства за 30-50 рублей. Но, стоит ли это делать или скупой платит дважды? Давайте разбираться на наглядных тестах.
Сравнение специализированного пластификатора и моющего средства
Дабы не быть голословными, рассмотрим уже проведенный лабораторный эксперимент, который наглядно демонстрирует, что такое рационализаторство не всегда приносит хороший результат. Итак, для тестов были использованы совершенно одинаковые бетонные смеси (М400), в которых присутствовал в равных долях песок (6,8 кг), цемент (3,2 кг) и щебень фракцией 5-20 (8 кг). Изменения коснулись только количества воды. Для первого состава было использовано 1,41 л, а для второго 1,62 л. Также «Смесь №1» получила пластификатор SikaPlast 520N (1 литр стоит примерно 260-280 рублей), а в «Смесь №2» было добавлено одно очень популярное моющее средство (450 мл стоит около 60 рублей, но можно найти и более дешевое).
Важно! Жидкое мыло и прочие моющие средства не входят в перечень допустимых добавок для бетонных смесей. Соответственно и не существует норматива, в котором бы говорилось о соотношении мыла к остальным компонентам.
Количество добавок было рассчитано таким образом, чтобы обе смеси обладали высокими показателями пластичности, дабы упростить процесс укладки бетона в опалубку. Исходя их этого в первый состав было добавлено 40 г пластификатора, а во второй – 8 г. Если учесть долю добавки и ее стоимость, то сразу бросается в глаза то, что обычного дешевого моющего средства требуется намного меньше, чтобы получить такой же уровень пластичности. Соответственно и конченая стоимость такого бетона разительно отличается. Но не торопитесь радоваться.
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.
Нет никакого смысла использовать дорогое жидкое мыло от известных производителей. Наоборот, чем проще состав, тем меньше риск присутствия в нем веществ, несовместимых с портландцементом или влияющих на него неожиданным образом. Все, что требуется от этой добавки — пена и быстрое растворение в воде. Стоит учесть, что ввод ее в уже готовый раствор не дает никакого ощутимого эффекта (в отличие от многих других модифицирующих компонентов, которые по правилам засыпаются в бетономешалку на последних минутах вращения). Именно поэтому жидкое мыло добавляется в начале замеса, обволакивая и соединяя все частицы и фракции.
Время приготовления раствора увеличивается на 3‒5 минут, до полного растворения вещества в воде. Но оно компенсируется ускорением процесса замеса для бетонов с керамзитом.
Некоторые специалисты советуют при использовании мыльных составов засыпать сухой наполнитель частями: сначала половину его доли, затем весь цемент, и потом — остаток песка. Готовый раствор имеет густую консистенцию, вода не должна выделяться. И что немаловажно, следует дождаться распределения и растворения пены, работать со вспененными составами нельзя. То есть действует все тот же принцип: чем однороднее бетон, тем он лучше.
Не следует ждать от моющих средств чуда: они не повышают качество цемента и не влияют положительно на основные характеристики растворов на его основе. Предположение, что при добавке мыла можно получить хороший бетон из плохих и просроченных компонентов, ошибочно. Возрастает именно адгезия и текучесть, упрощается замес цементных растворов с крупнофракционным наполнителем. Максимальный эффект от добавки ощущается при заливке форм с риском образования пустот, нет оснований использовать ее при бетонировании стяжек или внешней отделке.
Загрузка...