Замедлители схватывания бетона

Если не вдаваться в технологические подробности, мытый бетон – это материал из цементного камня, поверхность которого не гладкая, а каменистая. Причем для облицовки используется не обычный гравий, а галька из гранита, мрамора и других пород, а также цветные стеклянные или каменные включения. Иными словами, уложенный раствор, недошедший до нужной прочности, размывается в верхнем слое, благодаря чему и получается описываемый эффект. Суть технологии создания мытой каменисто фактуры заключается в расслоении бетонного раствора по скорости набора прочности: на классический рабочий состав, уложенный в форму опалубки, наносят гелевый замедлитель твердения. За счет этого основной объем конструкции или изделия доходит до проектного состояния гораздо быстрее, чем поверхность, с которой убираются излишки раствора.

Обзор наиболее популярных замедлителей схватывания цемента

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор. Подробнее
Холодные швы — это места сниженной прочности бетона, поэтому при необходимости их устройства должны соблюдаться определенные правила:

холодные швы устраивают в тех местах, сниженная прочность которых не будет негативно влиять на прочность конструкции;
кромка схватившегося бетона перед укладкой новой порции смеси должна быть зачищена до обнажения крупного заполнителя (что является дополнительным трудоемким процессом);
металлическая арматура выпускается таким образом, чтобы она пересекала плоскость холодного шва.

Конечно, было бы неплохо иметь возможность избежать дополнительных трудозатрат, и сейчас, благодаря достижениям химической промышленности, такая возможность у строителей есть.

Современным технологическим решением вышеперечисленных проблем является применение замедлителей твердения бетона.

В каких еще случаях применяются добавки-замедлители

Добавки-замедлителя являются воздухововлекающими добавками для растворов, поэтому их можно применять при производстве изделий из легких бетонов. Примеры применения:

керамзитобетон;
перлитобетон;
пенополистеролбетон.

Классификация замедлителей схватывания: воздействие на состав бетона

Наиболее подходящими для этих целей классами являются первый, второй и четвёртый.

Добавки первого класса представляют собой электролиты, меняющие растворимость вяжущих веществ. К ним относятся амины, органические кислоты, а также спирты. На данный момент пользуются меньшим спросом.
Добавки второго класса взаимодействуют с вяжущими веществами, создавая труднорастворимые или малодиссоциированные соединения. Замедляющий эффект добавок этого класса можно объяснить появлением экранирующих плёнок, что получаются из продуктов реакции.
Добавки четвертого класса – наиболее походящий вариант добавок. К ним относят ПАВ, что способны адсорбироваться и на вяжущих, и на гидратных образованиях. Различают два основных вида замедлителей: химического и физического воздействий.

Первые основаны на торможении процесса роста кристаллической решётки в смеси. Благодаря медленному росту решётка приобретает более сложный и равномерный вид, что положительно сказывается на прочности готового бетона. Из плюсов можно также отметить повышение показателей морозостойкости и водонепроницаемости всей конструкции. Но здесь, как и говорилось выше, необходимо соблюдать строгую дозировку. Избыток добавки в растворе может привести к критической потере прочности бетона.

Вторые сформировывают труднопроницаемую пленку на самих зернах цемента, замедляя их схватывание. Это повышает адгезию и влагозащиту, но плохо сказывается на общей прочности готовой конструкции.

Инструкция по использованию ЛАКА — замедлителя твердения для нанесения на поверхность бетона

1. Приготовить бетонную смесь. Заполнитель может вводиться в состав бетона или наноситься на поверхность отдельно. 2. Уложить бетонную смесь на заранее подготовленную поверхность. 3. Оставить до исчезновения с поверхности цементного молока (время зависит от В/Ц марки бетона, температуры окружающей среды, толщины слоя). 4. Если декоративный Заполнитель наноситься только на поверхность бетона, а не вводиться в объем всей смеси — необходимо дождаться набора бетоном прочности «пластилина» и равномерно распределить Заполнитель по поверхности. Затем сверху укладываем слой пескобетона с В/Ц >= 0.45 и затираем гладилкой. Дожидаемся исчезновения цементного молока с поверхности (становиться матовой). 5. С помощью садового распылителя (без давления) равномерно нанести Лак для поверхностного замедления твердения бетона, предварительно тщательно перемешав реагент миксером или встряхиванием. Примерный расход Лака — 120 гр/м2. 6. Сразу после нанесения лака — обязательно накрыть поверхность плёнкой для предотвращения испарения влаги и защиты от осадков. 7. Оставить до набора бетоном минимальной прочности для смывания не затвердевшего слоя. Необходимое время примерно 12-24 часа (зависит от марки цемента, температуры). 8. Снять плёнку. С помощью мойки высокого давления (либо шланга с проточной водой и капроновой щётки) смыть не затвердевший верхний слой, оголяя наполнитель. 9. Нарезать деформационные швы для предотвращения неконтролируемого растрескивания. 10. Повторно закрыть поверхность пленкой и оставить для набора дальнейшей прочности на срок 5-7 дней. 11. Заделать деформационные швы герметиком. 12. При необходимости выполнить финишную обработку поверхности (гидрофобизатор, упрочняющая пропитка, лак для бетона с эффектом «мокрый камень»)

Дополнительная обработка поверхности изделий по технологии «мытый бетон»

Финишная обработка поверхности изделий и конструкций по технологии «мытый бетон» включает в себя несколько пунктов, которые не являются обязательными, но позволят как повысить износостойкость, так и увеличить эстетическую привлекательность. Финишная обработка включает :

Нанесение упрочняющей пропитки — состав укрепляющий верхний слой бетона и предотвращающий выпадение (особенно под нагрузкой) частично обнаженного Заполнителя из поверхности мытого бетона. Это особенно важно для монолитного бетона заливаемого на площадки (не в формы) где верхний слой является наименее прочным.
Гидрофобизация — нанесение гидрофобизирующего состава на поверхность, уменьшающего в 10-15 раз влагопоглощение и соответственно повышающего морозостойкость. Гидрофобизация поверхности камня выполняется кремнеорганическим гидрофобизатором (Аквасил) или полимерными упрочняющими пропитками и лаком. Упрочняющая полимерная пропитка или лак для бетона часто совмещают в себе функции гидрофобизатора с другим функционалом.
Покрытие лаком для бетона (для наружного применения) — придает поверхности эффект мокрого камня и выполняет упрочняющую и защитную роль. Придает поверхности гидрофобные свойства. Основное предназначение — улучшение эстетических свойств за счет усиления цвета Заполнителя и окрашенного пигментами бетона.

Область применения

Чаще всего из такого бетона создают садовые дорожки и тротуары, элементы фасадов зданий, подпорные стенки, цветочницы, садовые скамейки, мусорные урны. С помощью материала можно сделать забор, колонну, лестницы и перила, разные декоративные элементы. Мытым бетоном отделывают парковочные площадки, широко применяют его в ландшафтном и парковом дизайне.

Малые архитектурные формы для ландшафтного дизайна

Замедлители схватывания: назначение и характеристики

Чтобы обеспечить монолитность бетонных изделий, необходимо обеспечить беспрерывный цикл работ. Однако это невозможно при значительных размерах конструкции или при заливке сложных форм. Тогда приходится прибегать к методу устройства рабочих швов.

Устройство монолитной конструкции при помощи замедлителей

Такие швы – слабое место в любой бетонной конструкции. Их необходимо устраивать в сечениях, где стыки с более ранней заливкой не смогут негативным образом повлиять на прочность изделия в целом. Кроме того. устройство рабочих швов связано с дополнительными временными и трудозатратами, поскольку для качественной сцепки старого и нового бетона необходима специальная обработка: очистка от цементной пленки до крупного заполнителя, промывка струей воды и продувка сжатым воздухом либо протирка щетками из твердой проволоки.

Всех этих сложных и длительных работ есть возможность избежать, если обеспечить непрерывный процесс бетонирования, или же делать небольшие перерывы, в течение которых цемент не успевает схватиться. Один из возможных способов решения проблемы – введение в состав специальных замедлителей схватывания. Процесс осуществляется с учетом бесперебойной подачи готового бетона на площадку и согласованного графика работ.

Другой важный фактор использования замедлителей схватывания связан со случаями, когда раствор нужно транспортировать на значительные расстояния до стройплощадки. В производстве ЖБИ добавки, замедляющие схватывание, применяют при бетонировании наружных стеновых панелей, чтобы успеть вскрыть поверхностный слой и обнажить декоративный наполнитель после быстрого твердения.

Эффективность замедлителей схватывания бетона

К этому типу химических добавок предъявляются определенные требования надежности и эффективности:

увеличение времени потери подвижности до 2 см на 100% и больше (при т-ре воздуха 20±2 °С)
снижение прочности конструкции на 30 процентов и больше в срок до 7-ми суток. Через 28 дней прочность конструкции должна повыситься, а ее проницаемость — снизиться.

Механизм действия

Механизм действия замедлителей заключается в торможении гидратационных процессов и гидролизации клинкерных минералов, то есть в медленном выделении извести в смесь и замедлении процессов сближения цементных зерен и коагуляции. В итоге интенсивность схватывания клинкерных цементов, затворенных в воде, значительно понижается.

Схватывание теста можно замедлить и при помощи добавок, действующих по принципу быстрого связывания свободной извести, что выделяет C3S, без препятствий гидролизу клинкерных минералов и гидратации. Отдельные электролиты также могут воздействовать на замедление схватывания, препятствуя коаголяции и появлению гидратных новообразований, в зависимости от процентного содержания их в растворе.

Из чего делают замедлители схватывания?

В современной строительной практике на сегодня наработан огромный опыт использования различных замедлителей как отечественного, так и импортного производства на основе НТФ (нитрилотриметиленфосфоновой кислоты), отходов сахарной и молокоперерабатывающей промышленности. Влияние всех этих химсоставов на итоговую долговечность и крепость бетона, зависящую от участия их в различных химических реакциях в растворе, зачастую бывает непредсказуема. Поэтому есть только один способ добиться эффективности – определять количество необходимых добавок экспериментальным путем, проверяя прочность во время сжатия и сообразуясь с действующими нормативными требованиями.

Как работают замедлители твердения

Добавки для замедления схватывания и твердения бетона тормозят процессы гидратации клинкерных минералов, а также содержат электролиты, препятствующие коагуляции коллоидного раствора и гидратных соединений.

Классификация замедлителей твердения бетона по принципу действия

Существуют два основных вида замедлителей твердения бетона

Физические замедлители твердения

Эти добавки создают пленку на поверхности цементного зерна, препятствуя гидратации. Минусом таких добавок является возможное снижение прочности бетона.

Химические добавки

При использовании в рекомендованных концентрациях не оказывают влияния на итоговую прочность бетона. Они замедляют естественный рост кристаллической структуры бетона, вследствие чего она формируется более равномерно, а это в итоге положительно влияет на прочность материала.

Критерий работы добавки-замедлителя — уменьшение прочности бетона на 30% в возрасте до одной недели без снижения прочности в возрасте четырех недель.

Также в качестве замедлителей твердения используются следующие вещества:

молочная сыворотка (1,5–3% от массы бетона);
кормовая сахарная патока (0,05–0,3% от массы цемента);
костный клей;
крахмал.

В применении этих добавок есть те или иные ограничения, к примеру, сахарная патока не подходит для железобетонных конструкций.

Оборудование и материалы

Для производства необходимо иметь оборудование:

бетономешалка;
вибростол;
водяной насос.

Вместо водяного насоса можно использовать портативную мойку для автомобиля. Она удобнее ибо напор струи и её ширину можно регулировать.

Основное сырьё для производства это:

вода;
песок;
цемент М400;
пластификаторы;
замедлители твердения.

В качестве наполнителя необходимо использовать материалы с плотной поверхностью:

мраморную или гранитную крошку:
цветную гальку.

При использовании наполнителя из пористых материалов возможно проникновение в поры цементного молочка, которое потом будет трудно или даже невозможно удалить.

Совет: при подготовительных работах, перед заливкой формы своими руками гель для мытого бетона (деактиватор) наносите на её стенки: краскопультом, валиком или кистью.

Замедлители схватывания и твердения бетона

Эти добавки используют в строительстве объектов, где через большие расстояния от бетонного узла до стройплощадки невозможно обеспечить непрерывную подачу раствора. Добавки уменьшают не только время схватывания, но одновременно и прочность на время их действия. Поэтому через сутки, технологией предусмотрено их вымывание под напором воды. В промышленном строительстве применяются замедлители:

Нитрилотриметиленфосфоновая кислота;
РСБ-500;
Кормовая сахарная патока;
Молочная сыворотка;
Аддимент ВЗ 2;
Перамин Р;
Поззолит 100-ИксР;
Сементол Ретард;
Зика Ретард;
Глюконат натрия.

Деактиватор проникает в поверхностный слой, удерживающий каменную гальку на глубину до 10 мм.

Обратите внимание: количество замедлителя рассчитывается от веса цемента, а не от общего объёма бетона.

Замедлители схватывания и противоморозные добавки бетона

Некоторое замедление схватывания может быть полезно для монолитного бетона: при длительном транспортировании смеси или возникновении перерывов в ее укладке. В ряде случаев оно позволяет избежать рабочих швов бетонирования. Замедлители могут быть применены и при бетонировании в жаркую погоду.Известными замедлителями являются сахара (глюкоза, фруктоза и т. д.), кормовая сахарная патока, неочищенные лигно-сульфонаты (содержащие сахара). Используются и другие добавки (лимонная кислота, глюконат натрия и т. д.). Некоторые пластифицирующие добавки также замедляют схватывание бетона (например лигносульфонаты). Дозировки замедлителей схватывания невелики: 0,1-0,15% от массы цемента, — а эффект, регулируемый расходом добавки, может быть весьма значительным: замедление схватывания от нескольких часов до нескольких суток, а при передозировке — вообще на неопределенное время. Даже ограниченное замедление гидратации цемента в бетонной смеси обычно распространяется и на твердение бетона, вызывая меньший рост прочности в раннем возрасте.Эффект добавок — замедлителей, как и многих других добавок, зависит от характеристик цемента, температуры смеси и ряда других факторов, поэтому их дозировку следует определять в эксперименте. При этом учитывается не только замедление схватывания, но и влияние добавок на кинетику твердения бетона.По ГОСТ эти добавки должны обеспечивать замедление схватывания бетона на 30% и более при снижении прочности в возрасте 28 суток не более чем на на 5%.

Добавки-замедлители схватывания могут использоваться и при внезапно возникших задержках при доставке или укладке бетонной смеси. Водителю автобетоносмесителя следует иметь с собой раствор добавки-замедлителя и данные о связи дозировки и замедляющего эффекта.

Применение противоморозных добавок является одним из приемов зимнего бетонирования. Он может осуществляться отдельно или в комплексе с другими приемами (метод термоса или различные способы дополнительной подачи тепла в отформованный бетон). В последнем случае роль противоморозных добавок ограничивается защитой бетонной смеси от замерзания при ее доставке и укладке.Физической основой применения противоморозных добавок является снижение температуры замерзания воды при растворении в ней соли. Упрощенно можно представить, что ионы соли «мешают» построению кристалической решетки льда при понижении температуры воды. Поэтому чем больше концентрация раствора, тем ниже температура его замерзания.Понижение температуры замерзания достигает —21 °С (при концентрации раствора 23%). Определив максимальную отрицательную температуру, при которой бетонная смесь не должна замерзать, по диаграмме находят требуемую для этого концентрацию раствора. Добавку в этом случае лучше рассчитывать в процентах к воде затворения. Это дает более надежные результаты, так как именно концентрация соли в воде определяет температуру замерзания. На практике чаще относят добавки к цементу (особенно комплексные). При этом следует учитывать, что чем выше будет В/Ц смеси, тем ниже концентрация соли в воде и выше температура замерзания смеси.В качестве противоморозных добавок используются в основном те же соли, что применяются для ускорения твердения бетона. Учитывая ограничения по применению хлористых солей и в этой области основная тенденция — применение бесхлоридных добавок.Противоморозные добавки используют, как правило, в виде комплексов. В частности, их комбинация с пластификаторами позволит снизить В/Ц и дополнительно ускорить твердение бетона, что особенно важно при зимнем бетонировании.

ГОСТ предусматривает два варианта применения противоморозных добавок:

для «холодного» бетона и раствора: обеспечение твердения при отрицательных температурах. В этом случае добавки должны обеспечивать до замораживания бетона в зависимости от его класса набор 30—50% от 28-суточной прочности контрольного бетона нормального твердения;
для «теплого» бетона и раствора: обеспечение зашиты смесей от замерзания на время от изготовления до укладки и подачи внешнего тепла. При этом должен обеспечиваться набор не менее 95% 28-суточной прочности контрольного бетона нормального твердения.

Следует отметить, что противоморозные добавки не только предохраняют смесь от замерзания, но и обеспечивают ее твердение при отрицательных температурах. Но скорость твердения достаточно мала.

Использование замедлителей

Замедлители схватывания – это добавки, которые увеличивают время застывания алебастра. Они делятся на органические и неорганические. Вот полный список замедлителей, использование которых подтверждено на практике:

ПВА,
Обойный клей,
Жидкость для мытья посуды (Ферри),
Жидкое мыло,
Борная и лимонная кислота,
Стиральный порошок,
Шпатлёвка Ветонит,
Молоко 3,2 жирности,
Пластификатор бетона.

Производство мытого бетона своими руками в домашних условиях

Сделать мытый бетон своими руками в домашних условиях не очень сложно, эту технологию можно реализовать на территории загородного дома.

Поэтапно этот процесс выглядит следующим образом:

Берут цемент, песок, наполнитель (гравий, гальку, щебень размером 2-5 мм) в пропорции 1:1,5:1. Наполнителя можно брать больше, до трех частей, это зависит от того, какой внешний вид нужно получить.
Материалы загружают в бетономешалку: в ней можно равномерно перемешать все компоненты и делать небольшие замесы. В итоге должна получиться сметанообразная консистенция.

Важно! Для получения однородной массы к сухим компонентам добавляют воды – до половины от объема цемента.

Строительные формы укладывают на вибростол, наносят на дно гель или выстилают бумагу с реагентами, замедляющими схватывание бетона.
Готовой массой заполняют емкости и запускают вибрацию для уплотнения раствора.
Когда нижний слой бетона схватится, форму снимают. Время застывания для небольших объектов примерно сутки, для крупных – до двух суток.
Верхний слой промывают мощной струей воды, убирая гель. Чтобы вымыть максимальное количество раствора, струю направляют под наклоном.

Важно! Если гель вымывается плохо, то можно помочь губкой или щеткой с мягкой щетиной.

Для строительства больших объектов или заливки монолитной плиты устанавливают деревянную опалубку. Ее также выстилают бумагой-деактиватором или обрабатывают гелем. После застывания центральной части декора, опалубку снимают и вымывают массу с наружной стороны изделия.

Большое значение уделяется оптимальному времени застывания. Преждевременное снятие опалубки или извлечение объекта из формы приведет к слишком сильному вымыванию декоративных элементов с поверхности. И наоборот: если передержать объект, то не удастся оголить заполнитель до нужной глубины.

Важно! Мастера рекомендуют провести тест на образце, чтобы выяснить время застывания конкретного замеса раствора.

Если готовая поверхность будет активно эксплуатироваться (например, это тротуарная плитка, площадка или дорожка), то ее покрывают финишным средством, которое предотвращает крошение заполнителя и увеличивает срок службы ландшафтного элемента. В магазинах можно найти три основных типа обработки:

Упрочняющая пропитка – она связывает и укрепляет между собой гальку, щебень, гравий и прочие заполнители, которые оголяются при вымывании и могут высыпаться.
Лак для бетона (во время наружных работ) – создает на поверхности эффекта мокрого камня. Лак придает гидрофобные свойства заполнителю и также выполняет укрепляющую роль.
Состав для усиленной защиты от влаги готового объекта. Благодаря химическим присадкам, средство в 10-15 раз снижает впитывание жидкости. То есть при перепадах температур, влага не будет застывать в углублениях рельефа и нарушать прочность наружного слоя.

Что потребуется

Чтобы сделать мытый бетон, нам нужны те же компоненты, что и для обычного бетонного раствора, но есть несколько нюансов.

Шероховатую поверхность, получают так: укладывают бетон как обычно, а после вымывают тонкий верхний слой цементно-песчаного раствора – так, чтобы камни частично оголились. Это невозможно сделать без специального деактиватора, который замедляет схватывание. Они выпускаются в виде лаков и гелей.

Средство наносится после укладки и проникает на заданную толщину (0,5-0,8 мм), так что замедление первичного твердения идёт только в верхнем слое. Остальная масса бетона сохнет с нормальной скоростью, набирая прочность. Не застывший слабый слой легко снимается струёй воды. Всё, что под ним при этом остаётся целым.

Расход геля будет около – 90-180 г/м2, а лака – 180 г/м2.

При изготовлении тротуарных плиток замедлитель наносится на дно формы. Промывают их уже после распалубки.

Получается, для работы нам понадобятся:

замедлитель твердения бетона;
распылитель или широкая кисть, чтобы нанести замедлитель;
водяной насос с распылителем или компрессор (давление не больше 0,5 МПа, чтобы не повредить верхний слой в процессе смывания);
опалубка (формы) для мытого бетона;
укладочная бумага для формы;
ёмкость для раствора;
бетономешалка;
инструменты для укладки – лопата, мастерок, шпатель.

Ну а состав стандартный:

вода;
цемент;
песок;
крупный заполнитель (5-20 мм).

Цемент должен быть марки М400 и выше. Заполнитель подходит любой: щебень, галька, доломит, кварцит, мраморная и гранитная крошка.

Как можно влиять на скорость схватывания

Скорость схватывания влияет на качество бетонной смеси. Любое отклонение от стандартов негативно отражается на прочности и долговечности.

Как замедлить схватывание бетона

Отсрочить схватывание требуется в следующих случаях:

При заливке бетона в жаркую погоду.
При транспортировке бетонной смеси на большие расстояния.
При затруднённом, интенсивном движении на дорогах, когда автобетоносмесителю приходится длительное время стоять в пробках.
При поэтапной заливке бетона, чтобы смесь находилась в изначальном состоянии длительное время.

С помощью замедлителей удаётся отложить химическую реакцию между цементными зёрнами и водой на несколько часов, от 48 до 72. При этом сохраняются свойства бетонной смеси, включая прочность и долговечность. Применяются следующие замедлители схватывания бетона:

Линамикс;
Полипласт Ретард;
Sika Retarder.

Что потребуется

Для изготовления декоративного строительного материала потребуется:

вода;
песок (любой);
заполнитель фракцией от 5 до 20 мм (щебень, гранитная крошка, мрамор, доломит);
цемент (марки М 400 и выше);
замедлитель схватывания бетонной смеси (Peramin R, G-05, Cementol Retarde или любой другой);
емкость для смешивания раствора;
водяной насос или пистолет-распылитель с компрессором (для изготовления дорожки для загородного участка будет достаточно обычного насоса для побелки);
готовые пластиковые или самодельные деревянные формы;
бетономешалка;
вибростол (желательно);
распылитель для нанесения замедлителя.

Полезно! Если подразумевается приготовление раствора для большой конструкции, то лучше использовать инерционную бетономешалку («груша» не подойдет). Для приготовления небольшого объема смеси можно замешивать бетон вручную.

Полезно! Дорогостоящий гель-затвердитель можно заменить обычным сахарным сиропом или моющим средством.

Подготовив все необходимое, можно приступать к работе.