Гидрофобизирующие добавки

Гидрофобизирующие добавки

Гидрофобизирующие добавки — это вещества, придающие стенкам пор и капилляров в бетоне гидрофобные (водоотталкивающие) свойства.

Гидрофобизирующие добавки, к числу которых принадлежат многие органические вещества с резкой ассиметрией в строении их молекул, вводят в бетонные и растворные смеси с целью:

уменьшения смачивания стенок пор и капилляров, а также поверхности  изделий;

воздухововлечения или газообразования, сопровождающегося гидрофобизацией образующихся газовых полостей;

повышения связности и  подвижности бетонной смеси, происходящего  за счет равномерно распределенных в  ней пузырьков воздуха или  газа.

Придание бетонам  и растворам водоотталкивающих свойств с применением гидрофобизирующих добавок наиболее эффективно в тонкостенных элементах конструкций полов, облицовок резервуаров, лотков, а также при необходимости исключить возможность взаимодействия жидкостей с цементом и при высоких гигиенических требованиях к покрытию полов, резервуаров и других поверхностей, увлажнение которых нежелательно по технологическим или гигиеническим соображениям.

В зависимости от эффекта  действия гидрофобизирующие добавки разделены на три группы.

I группа

Фенилэтоксисилоксан 113-63 (бывш. ФЭС-50). Прозрачная подвижная жидкость, нерастворимая в воде, образует эмульсию. Введение добавки способствует длительному сохранению подвижности бетонной смеси, но приводит к снижению прочности бетона. Не рекомендуется тепловлажностная обработка бетона.

Алюмометилсиликонат натрия АМСР-3. Продукт взаимодействия металлического алюминия с метилсиликрнатом натрия. Бесцветная или желтоватая жидкость, смешивающаяся с водой в любых соотношениях.

ПластИЛ. Гидрофобизатор для растворов и бетонов на портланд- и шлакопортландцементе. Добавка не содержит хлоридов, вызывающих коррозию арматуры; повышает жизнеспособность и не расслаиваемость смесей; обладает пластифицирующим действием. Добавку вводят в бетонную (растворную) смесь в сухом виде или в виде суспензии. Рекомендуемая дозировка — 1,5 % массы цемента. Производитель: ОАО «Спецстройматериалы».

ГИДРОБЕТОН. Гидрофобизатор для растворов и бетонов. Белый  порошок, который предварительно смешивается с сухой смесью цемента и песка. Рекомендуемая дозировка - 2,0...3,0 % массы цемента. Производитель: ОАО «Завод сухих смесей».

Добавки зарубежных производителей:

Аддимент ДМ 2 (Addiment DM 2). Гидрофобизатор для растворов и бетонов. Добавка не содержит хлоридов, вызывающих коррозию арматуры. Рекомендуемая дозировка — 0,2...0,8 % массы цемента. Производитель: Addiment Sika (ФРГ).

Олеат натрия (Liga Natriumoleat 90). Активный гидрофобный агент в виде порошка для растворов и бетонов. Рекомендуемая дозировка — 0,05...0,6 % массы цемента. Производитель: ЗАО «Еврохим».

Зикагард-702 В-Аквафоб (Sikagard-702 W-Aquahod). Концентрат силиконовой микро эмульсии: при разбавлении водой служит водоотталкивающей пропиткой с высокой проникающей способностью. Желтоватая жидкость плотностью 0,9 кг/л. Расход материала в зависимости от пористости основания - 0,15 кг/м². Рекомендуется наносить 2...3 слоя пропитки. Производитель: Sika (Швейцария).

Добавки этой группы по требованиям  надежности должны обеспечивать снижение водопоглощения бетона в 5 раз и более (через 28 сут испытания).

II группа

Полигидросилоксаны 136-41 (бывш. ГКЖ-94) и 136-157М (бывш. ГКЖ-94М). Полимеры этилгидросилоксана, образующиеся при гидролизе этилдихлорсилана. Содержание активного водорода в ГКЖ-94 -1,3... 1,42 %, в ГКЖ-94М - 1,76 %. При использовании указанных добавок температура смеси не должна превышать 30 °С. Не допускается электропрогрев смеси. Эффективность действия добавок выше для пуццолановых портланддементов и шлакопортландцементов.

Комплексная органо-минеральная добавка КОМД-С. Добавка из прямой эмульсии соапстока растительных масел в водном растворе сульфидно-дрожжевой бражки и нитрита натрия. Растворима в воде. Обладает усиленным пластифицирующем действии (на 35...45 %).

Добавки зарубежных производителей:

Стеарат цинка (Stavinor Zn E). Гидрофобный агент с большой удельной поверхностью и продолжительным эффектом действия для штукатурных растворов. Обладает действием альгицида (препятствует образованию водорослей). Дозировка - 0,1... 1,0 % массы цемента. Производитель: ЗАО «Еврохим».

Стеарат кальция (Stavinor Ca PSE). Гидрофобный агент с большой удельной поверхностью для штукатурных растворов. Дозировка - 0,2...1,0 % массы цемента. Производитель: ЗАО «Еврохим».

Гидрофоб Е (HIDROFOB Е). Гидрофобный агент для строительных растворов. Обладает пластифицирующим действием. Молочно-желтая или желтая жидкость. Дозировка для цементных растворов - 3 % массы цемента; для известково-цементных растворов — 4...5 % массы вяжущего; для известковых растворов — 7...10 % массы вяжущего. Производитель: Фирма ТКК (Словения).

Сементол Е (Cementol Е). Гидрофобизатор для строительных растворов с пластифицирующим действием. Дозировка для цементных растворов — 3 % массы цемента; для известково-цементных растворов — 3...5 % массы вяжущего; для известковых растворов — 7...10 % массы вяжущего. Производитель: Фирма ТКК (Словения).

Зикалайт (Sikalite). Гидрофобная добавка для строительных растворов. Бежевый порошок, который следует предварительно смешивать с сухой смесью цемента и песка. Дозировка — 2 % массы цемента. Производитель: Sika (Швейцария).

Зикагард-700С (Sikagard-700S). Водоотталкивающая  пропитка на основе алкилалкокси-силокcанов для оснований на основе цемента. Бесцветная жидкость плотностью 0,8 кг/л. Расход материала в зависимости от пористости основания — 0,15 кг/м². Рекомендуется наносить 2...3 слоя пропитки. Производитель: Sika (Швейцария).

Полигидросилоксаны и другие добавки, используемые как гидрофобизаторы II группы, должны снижать водопоглощение бетона в 2...4,9 раза (через 28 сут испытания).

III группа

Сернокислые соли пеназолинов ССП. Водный раствор от светло-желтого до светло-коричневого цвета, имеет водородный показатель рН = 7, снижает поверхностное натяжение.

Этилсиликонат натрия ГКЖ-10 и метилсиликонат натрия ГКЖ-11. Прозрачные жидкости от бледно-желтого до коричневого цвета.

Гидрофобизирующие добавки III группы должны снижать водопоглощение бетона в 1,4. ..1,9 раза (через 28 сут испытания).

Механизм действия гидрофобизирующих добавок состоит в том, что они при контакте с продуктами гидратации цемента осаждаются в виде мельчайших капелек на стенках мелких пор и капилляров, образуя гидрофобные покрытия. В результате этого возникает контакт, имеющий обратный угол, при котором силы поверхностного натяжения выталкивают воду из пор.

Эффективность гидрофобизирующих добавок оценивают по степени уменьшения водопоглощения бетона в соответствии с требованиями ГОСТ 30459. Показатель уменьшения водопоглощения (по массе) Пw вычисляют по формуле:

П_w = W_к / W_д, %

где W_к - водопоглощение образцов контрольного состава (без добавок), %,

W_д - водопоглощение образцов основных составов (с добавкой), %.

Применение гидрофобизирующих добавок в цементных системах способствует формированию плотной и однородной структуры. Это выражается в уменьшении количества и размеров макропор (радиус пор менее 10 мкм), а также в их более равномерном распределении в массе цементного камня. Количество макропор в цементных системах с добавками в 2...4 раза меньше, чем в без добавочных системах. Макропоры, как правило, замкнутые, имеют правильные окружные формы с ровными краями. Их размеры находятся в пределах от 0,5 до 0,05 мм с преобладанием пор размером 0,1 мм.

Гидрофобизирующие добавки способствуют модифицированию продуктов гидратации цемента. Исследованиями установлено, что использование комплексных органоминеральных добавок КОМД-С приводит к увеличению количества гелеобразных волокнистых и тонкоигольчатых гидросиликатов кальция среди гидратных продуктов, в результате чего дисперсность структуры цементного камня повышается и она становится более однородной. Новообразования в цементном камне, получающиеся в процессе структурообразрвания при введении органоминеральной добавки, по своей природе не отличаются от гидратных образований, возникающих при добавлении соли ННХК, однако, за счет увеличения адсорбционно-связанной воды, в бетонах с добавкой КОМД-С наблюдается повышение средней плотности и прочности.

При использовании гидрофобизирующих добавок для устройства полов и стен важно определить, не будут ли они препятствовать сцеплению с применяемыми покрытиями, клеящими составами или штукатуркой.

Рекомендуемая дозировка  гидрофобизирующих добавок в зависимости от вида применяемого цемента приведена в табл. 1.

Содержание добавок в  бетонах и растворах не должно превышать указанных величин, так  как их использование в большем  количестве, чем рекомендуется, может  вызвать уменьшение плотности, прочности и водостойкости. Плохое и недостаточное перемешивание бетонных смесей с гидрофобизирующими добавками также может привести к снижению водоотталкивающих свойств бетона.

Таблица 1. Рекомендуемая  дозировка гидрофобизирующих добавок

Вид портландцемента	Количество сухого вещества, % массы цемента
	113-63, АМСР-3, КОМД-С	136-41, 136-157М	ГКЖ-10, ГКЖ-11,ССП
Обычный,быстротвердеющий	0,1…0,2	0,06...0,08	0,1...0,2
Сульфатостойкий	0,03...0,1	0,05...0,07	0,05…0,15
Пластифицированный	0,03...0,1	0,03...0,05	0,05...0,15
Шлакопортландцемент	0,1…0,2	0,06...0,08	0,1…0,2
Пуццолановый	0,1...0,2	0,06...0,08	0,1...0,2