Воздухововлекающая добавка: доза от 0,005 %, 4–7 % воздуха

Почему бетон разрушается на морозе и как поры его спасают

Бетон — пористый материал, и в его порах всегда есть вода. При замерзании вода расширяется примерно на девятую часть объёма, лёд давит на стенки пор, а в зоне, прилегающей ко льду, возникают осмотические и гидравлические давления. Если поры заполнены водой больше критической степени (насыщены), давление превышает прочность цементного камня, и появляются трещины и шелушение: особенно быстро это происходит при солях-антиобледенителях. Воздухововлекающая добавка меняет картину: она создаёт множество мелких замкнутых пор, куда может выдавливаться вода при замерзании, и расстояние от любой точки цементного камня до ближайшей поры становится меньше критического. Поэтому важен не общий процент воздуха, а размер и расстояние между порами: два бетона с одинаковыми 5 % воздуха могут вести себя по-разному.

Какие бывают воздухововлекающие добавки

1. Смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ). Классическая отечественная добавка на основе древесной смолы; её вводят в количестве 0,005–0,1 % от массы цемента, она даёт заметный воздухововлекающий эффект и небольшой пластифицирующий.
2. Синтетические ПАВ. Алкилсульфонаты и другие поверхностно-активные вещества: дают более предсказуемые и устойчивые поры, их используют в современных рецептурах.
3. Добавки на основе лигносульфонатов. Часто комплексные: пластифицируют и вовлекают воздух.
4. Комплексные морозостойкие добавки. Сочетают воздухововлекающий компонент и пластификатор, иногда и противоморозный.

Требования стандартов: европейский EN 934-2 (табл. 5) оценивает воздухововлекающие добавки по содержанию воздуха и характеристикам пор; американский ASTM C260 задаёт требования к химии воздухововлекающих добавок для бетона. В России добавки подпадают под ГОСТ 24211-2008 как повышающие морозостойкость.

Сколько воздуха нужно и как это измерить

Для морозостойкого бетона зарубежные руководства называют 4–7 % воздуха по объёму в свежей смеси. В затвердевшем бетоне критичен коэффициент распределения пор: расстояние от любой точки цементного камня до ближайшей поры должно быть не более 0,2 мм; его определяют на шлифах по EN 480-11 или ASTM C457. Воздух свежей смеси измеряют напорным методом (по ГОСТ 10181 в России, ASTM C231 в США, EN 12350-7 в Европе). Морозостойкость бетона как итоговое свойство определяют по ГОСТ 10060-2012: образцы насыщают водой или раствором соли, многократно замораживают и оттаивают и оценивают состояние и прочность; есть базовые методы и ускоренные — в растворе хлорида натрия. Практический вывод для технолога: измерения воздуха на узле и на объекте — это минимум; для ответственных конструкций добавляют контроль пор в затвердевшем бетоне.

Цена прочности: сколько вы теряете и как это компенсируют

Любая пора — это отсутствие материала, поэтому воздух снижает прочность: по зарубежным данным, на 3–5 % за каждый процент вовлечённого воздуха. Поэтому состав для морозостойкого бетона проектируют сразу с запасом: снижают водоцементное отношение за счёт суперпластификатора, подбирают цемент и минеральные добавки, выдерживают воздух в узком диапазоне, не допуская перебора. Если бетон должен иметь и высокую прочность, и морозостойкость, воздухововлекающая добавка идёт в связке с пластификатором: пластификатор возвращает потерянную прочность за счёт снижения воды. Подробнее про морозостойкость — в статье добавки для морозостойкости, про общую картину — добавки в бетон.

Расчёт на кубометр: почему это дёшево

Дозы настолько малы, что вклад в стоимость кубометра невелик. Пример: при расходе цемента 350 кг и дозе 0,02 % по сухому веществу нужно 0,07 кг (70 г) активного вещества на кубометр; если добавка продаётся как 10-процентный раствор, то 0,7 кг раствора. Даже при цене добавки в сотни рублей за килограмм это единицы-десятки рублей на кубометр. Поэтому сравнивать добавки по цене килограмма бессмысленно: важно, насколько стабильно добавка даёт нужный воздух и устойчивые поры в вашем составе. Серьёзную часть затрат составляют контроль и подбор: лабораторные замесы и измерения воздуха.

Почему воздух «гуляет»: пять факторов и как с ними жить

1. Температура смеси и воздуха: холодная смесь вовлекает больше воздуха, тёплая — меньше.
2. Цемент и минеральные добавки: зола-унос с несгоревшим углеродом поглощает добавку и снижает воздух; тонкость помола цемента влияет на поры.
3. Пластификаторы и суперпластификаторы: меняют размер и устойчивость пузырьков, а часть сама вовлекает воздух.
4. Время и энергия перемешивания: длительное перемешивание и вибрация уменьшают воздух.
5. Транспортировка и подача: при перекачке бетононасосом часть воздуха теряется.

Правило: подбирают добавку не на воздух «вообще», а на воздух, который останется в смеси на месте укладки; контрольные замеры делают до и после подачи насосом. Если воздух гуляет, меняют дозу, порядок ввода или тип добавки.

Где воздухововлечение нужно обязательно, а где вредит

Из таблицы видно, что воздухововлечение — не «обязательная добавка зимой», а ответ на конкретный режим эксплуатации: замораживание в водонасыщенном состоянии. Если конструкция не замерзает во влажном состоянии, воздух лучше не добавлять.

Признаки передозировки и недодозировки

Передозировка. Воздуха в смеси больше 8–10 %, смесь «пенная», подвижность растёт, но прочность падает сильнее ожидаемого, на поверхности встречаются крупные поры и раковины. Недодозировка. Воздуха меньше 3 %, морозостойкость не подтверждается испытаниями, поры редкие и крупные. Нестабильность. Воздух скачет между замесами: проверьте дозатор, температуру, время перемешивания и совместимость добавок. Правильная реакция — не «добавить ещё», а вернуться к лабораторному замесу и найти причину; именно так поступают заводы с отлаженным контролем качества.

Как закупать и проверять воздухововлекающую добавку

• Паспорт: тип, содержание сухого вещества, плотность, рекомендованный диапазон доз, совместимость.
• Пробный замес: контрольный состав без добавки и основной с добавкой; измерить воздух сразу и через 30–60 минут, подвижность, прочность в 7 и 28 суток.
• Морозостойкость: испытание по ГОСТ 10060-2012 для ответственных объектов.
• Совместимость: с пластификатором, ускорителем, противоморозной добавкой: порядок ввода и дозы.
• Хранение и дозирование: точный дозатор, раствор нужной концентрации, защита от замерзания.
• Контрольный образец партии и журнал замесов.

Что предлагаем мы

Воздухововлекающие добавки поставляем по запросу: подбираем тип (СНВ, синтетические ПАВ, комплексные) под ваш бетон и требования по морозостойкости. В каталоге есть пластификаторы PL (PL 011 с высокой ранней прочностью и PL 022 с длительной сохраняемостью), которые позволяют вернуть прочность, потерянную из-за воздуха. Пришлите в форму КП данные: класс бетона, марку по морозостойкости, цемент и минеральные добавки, способ подачи и объёмы; мы предложим варианты, отправим образцы и поможем с пробными замесами. Для зимних работ дополнительно прочитайте о противоморозных добавках, для водонепроницаемости — о гидроизоляционных добавках.

Сочетания добавок на зимний сезон: что с чем и в каком порядке

Зимний бетон для дорог и ступеней чаще всего требует сразу трёх эффектов: подвижности при малом количестве воды, набора прочности на холоде и морозостойкости готового материала. Они решаются разными добавками: пластификатором (вода и подвижность), противоморозной добавкой (набор прочности при минусовой температуре, подробности) и воздухововлекающей добавкой (поры для морозостойкости в эксплуатации). Не смешивайте их в одной ёмкости, дозируйте раздельно и не меняйте порядок ввода без замеса: отдельные пары добавок влияют на размер и устойчивость пузырьков. Если вы закупаете комплексную добавку, попросите у поставщика протокол с воздухом и прочностью в 7 и 28 суток именно на составе, близком к вашему, и результаты морозостойкости по ГОСТ 10060-2012. Эти документы стоят дешевле любых споров после первой зимы, а заодно показывают, насколько серьёзно поставщик относится к проверяемости своих утверждений и к вашей ответственности перед заказчиком.

Типичные ошибки

• Измерять воздух только на узле и не проверять на объекте.
• Считать, что чем больше воздуха, тем морозостойче: избыток снижает прочность и не улучшает поры.
• Не учитывать золу и пластификаторы: воздух «уходит» или «растёт».
• Дозировать «на глаз» — при долях процента ошибки огромны.
• Игнорировать ГОСТ 10060-2012 и считать морозостойкость по процентам воздуха.
• Не вести журнал замесов и не оставлять контрольные пробы.

Мнение компании

Воздухововлекающая добавка — тонкий инструмент: доли процента решают, будет бетон стоять десятилетия или осыплется за пару зим. Поэтому мы не продаём «литры» добавки, а помогаем подобрать состав: показываем, как измерять воздух и поры, как компенсировать потерю прочности и как закрепить результат в регламенте. С нами можно работать, потому что мы называем ограничения заранее и предлагаем проверить результат на ваших материалах. Оставьте запрос на КП — и начнём с пробных замесов.