Jak si vyrobit dobrý plastifikátor do betonu vlastníma rukama

Aby bylo možné správně připravit a použít plastifikátory do betonu, je nutné mít představu o tom, co to je a k čemu se používá. Princip účinku plastifikačních přísad bude jasnější, pokud budete znát vlastnosti procesů probíhajících v betonových roztocích během jejich přípravy a tvrdnutí.

Některé teorie

Klasická betonová malta se skládá z:

Hlavní složkou, která zajišťuje spojení částic plniva a pevnost betonového monolitu, je cement. Díky minerálům obsaženým v jeho složení dochází k hydratační reakci s vodou přidanou do směsi.

Jednoduše řečeno, jde o vznik silné krystalové mřížky v důsledku odpařování vody a vlivu oxidu uhličitého přítomného v okolním vzduchu.

Všechny reakce probíhající v betonové směsi procházejí dvěma fázemi:

První začíná mícháním roztoku a pokračuje v průměru 24 hodin.

Tato doba závisí na okolní teplotě. Čím nižší je, tím delší je doba tuhnutí. Během této doby si betonová směs zachovává určitou mobilitu a lze ji ovlivnit tak, aby se zlepšily její pracovní a provozní vlastnosti.

V další fázi monolit přímo krystalizuje a získává na pevnosti. Toto období může trvat od několika měsíců do několika let.

Účely zavedení změkčovadel

Pro získání odolného monolitu je nutné zajistit rovnoměrné rozložení cementové malty mezi částicemi plniva. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je zvýšit hmotnostní podíl vody.

Na jedné straně to umožňuje zvýšit tekutost směsi, na druhé straně přebytečná vlhkost zhoršuje technické vlastnosti betonu po vytvrzení.

Optimálním řešením tohoto problému by bylo použití změkčovadel, jejichž zavedení do směsi umožňuje vyřešit několik problémů:

• když se sníží množství vody a cementu, pevnost se zvýší o 15 – 20 %;
• snižuje riziko praskání;
• zvyšuje plasticitu a tekutost betonové směsi;
• dochází k výraznému snížení smrštění betonu během tvrdnutí;
• zvyšuje se odolnost proti mrazu a vlhkosti;
• zlepšuje přilnavost směsi k výztuži;
• Životnost hotového řešení se prodlužuje.

Výroba vlastního změkčovadla

Přestože na trhu existuje velké množství průmyslově vyráběných možností, mnoho lidí, zejména v soukromé výstavbě, používá domácí přísady do betonu.

Jako plastifikační přísady se používají nejdostupnější komponenty, které lze zakoupit v železářství.

V carském Rusku stavitelé hojně používali bílkovinu slepičích vajec. Budovy postavené na takovém roztoku dodnes neztratily svou pevnost. Vzhledem k současným cenám potravin není používání vajec pro betonové roztoky příliš ziskové.

Skvělou alternativou by mohlo být:

• lepidlo PVA;
• hašené vápno;
• šampony;
• tekuté mýdlo;
• pracích prášků.

Každá složka má své vlastní vlastnosti a reaguje odlišně s betonovým roztokem. Proto je při přidávání do směsi nutné dodržovat poměry a brát v úvahu dobu zavedení přísady.

Jíl PVA připočteno k hotovému řešení ve výpočtu 200 g na kbelíkTato složka se používá v omezené míře kvůli přítomnosti škrobu ve složení. Častěji se používá polyvinylacetát.

Vápno se přidává při míchání hlavních složek betonového roztoku a mělo by být 20% z celkové hmotnosti. Beton s přídavkem vápna se stává pružnějším. Zvyšuje se také adhezní kapacita roztoku.

Šampon nebo tekuté mýdlo se také přidává během přípravy směsi v poměru 200 ml na pytel cementu.

Prací prášky jsou předem rozpuštěny ve vodě. Pro dosažení nejlepších výsledků na 50 kg cementu je třeba přidat 100 – 150 g.

Hlavní nevýhodou tekutého mýdla a dalších přípravků na bázi pracích prostředků je tvorba velkého množství pěny. Tento problém se řeší použitím složek se sníženou pěnivostí nebo čekáním na usazení bublinového víčka.

Při použití pracího prášku jako plastifikační složky je třeba upřednostňovat typy určené pro automatické pračky. Tyto prací prostředky se vyznačují menší tvorbou pěny.

Všechny látky používané jako změkčovadla musí splňovat následující požadavky:

• složení složky by nemělo obsahovat těkavé látky;
• používání toxických látek není povoleno;
• teplota, při které začíná destrukce kompozice použité jako plastifikační přísada, musí být nižší než provozní teplota;
• Chemická odolnost je předpokladem.

Konečně,

Použití domácích plastifikátorů pomáhá zjednodušit a do jisté míry snížit náklady na stavební proces. Bez řádných zkušeností však můžete místo zlepšení kvality betonové směsi dosáhnout opačného výsledku.

Průmyslové plastifikátory se vyrábějí v přísném souladu s recepturou, testují se jak v laboratorních podmínkách, tak i při zkouškách na staveništích. Použití domácích přísad je spojeno s určitými riziky.

Nejosvědčenější složkou pro použití jako plastifikátor je hašené vápno, jehož účinek byl testován více než jednou generací stavitelů.

Směs písku a štěrku je stavební materiál skládající se z písku a štěrku. Je široce používán, protože se používá jak v čisté formě, tak jako plnivo do betonových směsí.

Požadavky na směsi písku a štěrku jsou obsaženy v GOST 23735-2014 „Směsi písku a štěrku pro stavební práce. Technické podmínky“.

Druhy pískových a štěrkových směsí

V souladu s normou se pískové a štěrkové směsi (nebo PGS) vyrábějí ve dvou typech:

1. Přírodní směsi písku a štěrku (SGM), které se získávají z písku a štěrkopísku a dodávají se bez zpracování nebo rafinace.
2. Obohacené směsi písku a štěrku (ESGM). Jedná se o směsi získané zpracováním přírodních štěrkopískových a balvanitých štěrkopískových hornin. Při zpracování lze do směsi přidat (nebo z nich odstranit) některé frakce písku, štěrku, ale i prachové či jílové částice, valouny tak, aby směs měla standardizované frakční ukazatele a poměr písku a štěrku.

Písek, štěrk a balvany jsou v různé míře zaoblené úlomky minerálů a hornin. Liší se velikostí: zrna písku mají velikost od 0,05 do 5 m; zrna štěrku – nad 5 mm do 70 mm; balvany – přes 70 mm.

Obecné ukazatele vlastností pískových a štěrkových směsí

PGS a OPGS mají následující společné standardizované indikátory:

1. Složení zrn. Vyznačuje se obsahem pískových frakcí o velikosti menší než 0,16 mm, 0,16–0,315 mm, 0,315–0,63 mm, 0,63–1,25 mm, 1,25–2,5 mm, 2,5–5 mm; frakce štěrku – velikosti 5-10 mm, 10-20 mm, 20-40 mm, 40-70 mm; frakce balvanů – velikosti 70-100 mm a 100-150 mm.
2. Obsahuje písek, štěrk, balvany. U směsí přírodního písku a štěrku se obsah štěrku pohybuje od 10 do 90 % hmotnosti.
3. Největší velikost zrn štěrkopísku u směsí písku a štěrku je od 10 do 70 mm, pro OPGS se používají zrnitosti štěrku 10, 20, 40 nebo 70 mm. Je povoleno dodávat pískové a štěrkové směsi s největší zrnitostí štěrku nad 70 mm, nejvýše však 150 mm.
4. Obsah jílových a prachových částic ve směsi písku a štěrku by neměl překročit 5%, včetně obsahu jílu v hrudkách – 1%; v OPGS – ne více než 3 % a 0,5 %, v tomto pořadí.
5. Objemová hmotnost.
6. Specifická efektivní aktivita přírodních radionuklidů (uvedená v GOST 30108, Příloha A).
7. Filtrační koeficient (nastavený dle požadavků zákazníka).

Druhy obohacených pískových a štěrkových směsí

OPGS jsou rozděleny do pěti skupin v závislosti na obsahu štěrku:

1. 15–25 %;
2. více než 25 % až 35 %;
3. více než 35 % až 50 %;
4. více než 50 % až 65 %;
5. přes 65 % až 75 %.

K získání takových indikátorů lze do přírodní směsi písku a štěrku přidat (nebo z ní odebrat) určité složky.

Indikátory štěrkové složky směsí

Hlavní standardizované ukazatele štěrkopískové složky štěrkopískových směsí a štěrkopískových směsí otevřeného typu jsou:

1. složení zrna;
2. pevnost (musí splňovat požadavky GOST 8267);
3. obsah zrn slabých hornin (musí splňovat požadavky GOST 8267);
4. obsah jílu a prachových částic;
5. obsah hlíny v hrudkách;
6. mineralogické a petrografické složení.

Indikátory pískové složky směsí

Mezi standardizované ukazatele pískové složky přírodních a obohacených pískových a štěrkových směsí patří:

1. složení zrna (písky ve složení pískových a štěrkových směsí musí splňovat požadavky GOST 8736 pro hrubé, střední, jemné a velmi jemné písky a ve složení otevřených štěrkopískových směsí – požadavky GOST 8736 pro hrubé, střední a jemné písky);
2. modul jemnosti;
3. obsah jílu a prachových částic;
4. obsah hlíny v hrudkách;
5. mineralogické a petrografické složení (na přání zákazníka).

Oblast použití směsí písku a štěrku

Směsi písku a štěrku a směsi písku a štěrku odpovídající GOST 23735-2014 „Směsi písku a štěrku pro stavební práce. Platí technické podmínky:

1. pro stavbu spodních vrstev základů pro povrchy vozovek, násypů, drenážních vrstev, provizorních dálnic;
2. pro zasypávání příkopů a jam;
3. pro konstrukci polštářů pod monolitickými základy;
4. pro vyplňování základů pro místa;
5. při zlepšování území.

Tato norma se však nevztahuje na směsi písku a štěrku používané jako plniva do betonu.

Lze PGS použít jako plnivo do betonu?

Jak bylo uvedeno výše, standardní směsi písku a štěrku a OPGS, které splňují požadavky GOST 23735-2014, se pro přípravu betonu nepoužívají.

V praxi se však beton stále vyrábí ze směsí písku a štěrku. V tomto případě mluvíme o objektech nízké třídy odpovědnosti (podle GOST 27751 – KS-1). Jedná se o zahradní plochy a cesty, ploty, budovy s omezenou životností a osoby v nich pobývající (přístavby, vany, nízkopodlažní soukromé domy). Písko-štěrkový beton se pro stavbu důležitých staveb nepoužívá.

Proč se PGS používá v betonu?

Beton je kompozitní materiál složitého složení. Jeho hlavní složkou je pojivo (nejčastěji cement). Při smíchání cementu s vodou se spustí chemické reakce hydratace složek slínku, které po 28 dnech (za normálních podmínek – 18-22 °C, vlhkost vzduchu nad 90 %) vedou ke vzniku tvrdého cementového kamene.

Během procesu tvrdnutí se však cementový kámen velmi smršťuje, což způsobuje tvorbu trhlin, které snižují jeho pevnost. Aby se těmto nežádoucím jevům zabránilo, kromě pojiv a vody se do betonových směsí přidávají plniva.

Plniva jsou materiály, které nereagují. Mají vzhled pevných zrn jedné nebo druhé velikosti a podle velikosti zrna se dělí na hrubé a jemné plnivo.

Hrubá zrna kameniva působí jako kostra a zároveň snižují množství pojiva v betonové směsi. Mohou zabírat 70–80 % nebo více objemu betonu. Přidání hrubého kameniva snižuje smršťování a zvyšuje pevnost betonu.

Mezi velkými zrny takového plniva však zůstávají značné dutiny, které musí být vyplněny cementovou pastou. Pro snížení množství použitého cementu se do betonové směsi přidává jemné kamenivo.

GOST 25192-2012 „Mezistátní standard. Konkrétní. Klasifikace a obecné technické požadavky“ klasifikuje betony podle různých vlastností. V závislosti na průměrné hustotě (tj. hmotnosti metru krychlového betonu v kilogramech) se betony dělí do čtyř skupin:

1. zejména světlo (průměrná hustota menší než D800);
2. světlo (průměrná hustota D800–D2000);
3. těžký (průměrná hustota D2000–D2500);
4. zvláště těžké (průměrná hustota nad D2500).

Lehký beton, v souladu s GOST 25820-2014 „Mezistátní standard. Beton je lehký. Technické podmínky“ jsou betony na cementovém pojivu s přírodními nebo umělými porézními velkými anorganickými plnivy, kterými mohou být materiály jako perlit, šungit, agloporit, vermikulit, keramzit atd.

Lehký beton se tedy nepřipravuje ze směsí písku a štěrku.

Těžký beton, podle GOST 26633-2015 „Mezistátní standard. Betony jsou těžké a jemnozrnné. Technické podmínky“, jsou vyrobeny na cementovém pojivu a hutných plnivech:

1. těžké – na velké a malé;
2. jemnozrnné – pouze na jemné.

V souladu s normou se do těžkého betonu používají jako velké husté výplně:

1. štěrk z hustých hornin (GOST 8267);
2. drcený kámen;
3. drcený štěrk;
4. drcený beton a železobetonová suť (GOST 32495);
5. drcený kámen z vysokopecních a feroslitinových strusek metalurgie železa (GOST 5578);
6. drcený kámen z drcené pevné horniny (GOST 31424) – pouze pro beton třídy ne vyšší než B35.

Hustota hrubého kameniva v těžkém betonu je 2000–3000 kg/m3, největší zrnitost stanoví projektová dokumentace.

Husté jemné kamenivo se používá v těžkém i jemnozrnném betonu. Jeho hustota by měla být 2000–2800 kg/m3 včetně, obsah jílových a prachových částic by měl být do 3 % hmotnosti (nebo do 2 % u betonu pevnostní třídy vyšší než B60).

Jako jemné kamenivo do betonových směsí se používají tyto materiály:

1. přírodní písek (GOST 8736);
2. písek z drceného kamenného prosévání podle GOST 31424 nebo jeho směs s přírodním pískem;
3. písek z vysokopecních a feroslitinových strusek metalurgie železa (GOST 5578);
4. jemnozrnné směsi popela a strusky (GOST 25592).

Vidíme tedy, že složení směsi písku a štěrku zahrnuje stejné materiály, které jsou součástí směsi písku a štěrku a směsi opgs. Otázkou jsou pouze jejich vlastnosti a proporce, ve kterých jsou namíchány.

Výhody a nevýhody použití pískových a štěrkových směsí v betonu

Nepochybnými výhodami použití směsí písku a štěrku pro přípravu betonu jsou:

1. Snadné použití. Směs je jeden materiál, ne dva, jako je hrubé a jemné kamenivo.
2. Ukládání. Cena směsi písku a štěrku je nižší než cena štěrku (drceného kamene) a písku odděleně.

Existují však také určité nevýhody (i když vezmeme v úvahu, že směs písku a štěrku se používá pouze v betonu, který se používá pro stavbu nekritických objektů).

Hlavní nevýhodou je obtížnost výběru množství směsi písku a štěrku na metr krychlový betonu. Je nutné vzít v úvahu poměr písku a štěrku, zrnitost a přepočítat složení směsi, abychom získali beton požadované pevnosti. Samozřejmě, v individuální výstavbě, při stavbě objektů nízké třídy odpovědnosti, je složení betonové směsi vybráno přibližně, protože pevnost hotového betonu závisí nejen na složení betonové směsi, ale také na mnoha dalších faktorech.

Další nevýhodou je přítomnost štěrku ve směsi písku a štěrku. Štěrk jsou zaoblené úlomky hornin a minerálů, které mají na rozdíl od hrubšího drceného kamene relativně hladký povrch. Proto drcený kámen ve složení betonu poskytuje lepší přilnavost k cementovému kameni a z tohoto důvodu je preferován jako hrubé kamenivo do betonu.

Jak vyrobit beton ze směsi písku a štěrku

Při stavbě soukromých budov lze beton získat dvěma způsoby:

1. pořádek u minometné jednotky;
2. namíchejte si to sami.

První cesta je často odmítána kvůli složitosti organizačního plánu. Beton nepočká; Jakmile je dodán, je nutné začít s jeho pokládkou. V praxi se však již na staveništi často objevují některé nedostatky. Vyžaduje velmi dobrou organizaci a pečlivé plánování.

Navíc, pokud máte malou míchačku na beton, můžete si betonovou směs připravit sami ve správný čas a bude to dokonce levnější než hotové. Zásobu zdrojových materiálů lze mít po ruce.

Zvažme, jak připravit betonovou směs s pískovou a štěrkovou směsí pro stavbu objektů s nízkými kritérii.

Nejprve je nutné určit pevnost betonu potřebnou pro stavbu.

Pevnost v tlaku je hlavní normovanou charakteristikou betonu. Na základě pevnosti je beton vybrán pro stavbu určitých objektů. Těžké betony mohou mít třídy pevnosti v tlaku B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60; B65; B70; B75; B80 a střední třídy – B22,5 a B27,5.

Číselný koeficient zde udává sílu v MPa, kterou 95 % vzorků betonu daného složení vydrží bez destrukce, to znamená, že čím vyšší koeficient, tím větší pevnost betonu v tlaku.

V investiční výstavbě se pevnost betonu volí metodou mezního stavu a složení betonové směsi se volí podle doporučení GOST 27006–2019. “Konkrétní. Pravidla pro výběr složení“ a testováno v laboratoři. Při individuální výstavbě se složení betonové směsi volí přibližně, s určitou přebytečnou pevností, na základě známých receptur.

Pevnost betonu, jak již bylo zmíněno výše, závisí na mnoha faktorech, mezi něž patří čerstvost, jemnost mletí a zrnitosti cementu a kvalita dalších materiálů, způsoby míchání, pokládky a hutnění betonové směsi a správná péče o čerstvě položený beton.

Hlavním faktorem jsou ale poměry složek betonové směsi, zejména množství cementu na metr krychlový betonu a poměr voda-cement. Čím větší je množství cementu v betonové směsi a čím nižší je poměr voda-cement (ale ne méně než 0,3), tím pevnější je beton. Pevnost betonu však musí být dostatečná, ale ne nadměrná, protože nadměrná pevnost bude vyžadovat nadměrné výdaje na drahé materiály a finanční zdroje.

V individuální výstavbě se nejčastěji používá beton třídy pevnosti v tlaku B15.

Beton této pevnosti se používá k výrobě:

1. pásové, deskové a sloupové základy pro vany, dřevěné domy nepřesahující dvě podlaží, garáže, hospodářské budovy;
2. základy pro sloupy, terasy, ploty;
3. podlahy na zemi v garáži nebo skladu;
4. potěr;
5. příprava povrchu hlavní vozovky a krajnic;
6. zahradní cesty a plochy.

Cement pro přípravu betonu se vybírá s třídou pevnosti v tlaku, která je minimálně dvakrát vyšší než plánovaná pevnost betonu. Potřebujeme-li například získat beton pevnostní třídy B15, potřebujeme cement pevnostní třídy 32,5.

Pokud se složky směsi měří objemově, například v kbelících, pak na jeden kbelík 10 litrů cementu vezměte 32 litrů jemného kameniva a 49 litrů hrubého kameniva.

Pokud se měření provádí hmotnostně, pak se na jeden hmotnostní díl cementu bere 3,5 dílů jemného kameniva a 5,6 dílů hrubého kameniva.

Vidíme tedy, že hmotnostně množství jemného kameniva z celkového množství kameniva je asi 38 % a hrubého 62 %.

Vzhledem k tomu, že obsah štěrku ve směsích písku a štěrkopísku kolísá od 10 do 90 %, lze jako směsi kameniva použít směsi písku a štěrku s blízkým poměrem písku a štěrku.

Důležitá je také největší zrnitost hrubého betonového kameniva. U vyztužených konstrukcí by měla být menší než ¾ vzdálenosti mezi výztužnými tyčemi. Pokud se beton lije do potěru, volí se maximální zrnitost plniva v závislosti na tloušťce výrobku a je obvykle 5–15 mm; pro koleje – 5–20 mm.

Jako výplňovou směs do betonu určenou pro výrobu různých individuálních stavebních projektů, jako jsou základy lehkých nízkopodlažních budov, zahradní cesty, ploty apod., je vhodnější použít spíše OPGS než PGS, protože se jedná o čistší materiál bez nečistot a lze zvolit požadovaný poměr písku a štěrku (v tomto případě je vhodný OPGS 4. skupiny).

Ukazuje se, že na jeden hmotnostní díl cementu pevnostní třídy 32,5 bude potřeba 9,1 dílů OPGS 4. skupiny.

Do betonové směsi se přidává voda, dokud není dosaženo požadované konzistence, ale je třeba pamatovat na to, že optimální množství je 0,3 z hmotnosti cementu.

Zvýšení množství vody vede ke snížení pevnosti betonu. Ale „správný“ poměr voda-cement umožňuje získat pouze velmi tuhou betonovou směs, která vyžaduje značné vibrační ošetření pomocí speciálního zařízení.

V moderní výstavbě stále více stavebníků preferuje směsi, které se zhutňují vlastní vahou, s minimální úpravou vibrací nebo i bez ní. Soukromí stavitelé navíc nemají vždy sofistikované vybavení.

Moderní plastifikátory a superplastifikátory jsou chemické přísady, které po přidání do betonové směsi v zanedbatelném množství (do 5 % cementové hmoty) zvyšují její pohyblivost o 3–4 body, to znamená, že tuhá směs se bez vibrací přemění na mobilní a samonosnou. To ale není jejich jediná výhoda.

Zvyšují životaschopnost řešení, zabraňují jeho stratifikaci, snižují spotřebu vody, zvyšují pevnost a trvanlivost betonu a také umožňují úsporu cca 10 % cementu bez snížení pevnosti betonu. Náklady na tyto doplňky jsou tedy plně a více než kompenzovány.