Зачем в бетон добавляют жидкое мыло?

Жидкий пластификатор или жидкое мыло?

Прочность бетона зависит не только от марки используемого цемента, но и от рецептуры смеси и качества укладки бетонного раствора, температуры и влажности окружающего воздуха и ухода за залитым бетоном.

Важно, чтобы смесь хорошо заполняла опалубку и не вовлекала лишний воздух; тогда готовая конструкция получится плотной, прочной и долговечной.

Зачем в бетон добавляют пластификаторы

Пластифицирующим воздействием на бетон обладает обычная вода. Чем ее больше, тем пластичнее цементный раствор. Он хорошо растекается и заполняет все пустоты. Но увеличение воды в бетонной смеси негативно влияет на характеристики готового бетона: снижается прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность конструкции.

Бетонные смеси замешиваются по ГОСТу. Пропорция воды к бетону (так называемое водоцементное соотношение) составляет от 0,3 до 0,55. Этого количества воды достаточно для гидратации компонентов цемента, но совершенно не достаточно для получения удобного в работе раствора.

Тяжелый, плотный раствор плохо укладывается в форму, особенно если применяется арматура. Он требует больших затрат на обработку, и все равно в готовой конструкции могут остаться полости, которые снизят прочностные характеристики бетона.

Бетонные растворы классифицируются по подвижности на 5 классов: от П1 – малоподвижные до П5 – текучие.

Как же добиться того, чтобы, не изменяя водоцементное соотношение, изменить класс подвижности бетонной смеси?

Решение этой непростой задачи – применение пластификатора.

Пластификаторы – это составы на основе определенных видов поверхностно-активных веществ.

Применение пластификатора позволяет сделать строительный или штукатурный раствор более подвижным, не добавляя в него лишнюю воду.

Пластификаторы делятся на группы по силе воздействия на бетон.

Преимущества и недостатки добавки

Пластифицирующие добавки бывают сухие и жидкие. Преимущество жидких добавок – легкость дозирования и смешивания. Они легко растворяются в воде, которую используют при замесе бетона; можно добавлять их и непосредственно при замешивании.

Плюсы жидких пластификаторов:

  1. Повышают пластичность и текучесть смеси.
  2. Улучшают удобоукладываемость, снижают затраты на обработку бетона вибрацией.
  3. Смеси с пластификатором, благодаря подвижности, хорошо заполняют даже густоармированную опалубку, не образовывая пустот.
  4. Способствуют уплотнению бетонной смеси, и бетон получается плотным и прочным.
  5. Увеличивают водонепроницаемость и морозоустойчивость готовых конструкций.
  6. Снижают расход цемента и воды. Это означает, что с пластификатором можно получить класс бетона выше заявленного, поэтому можно использовать цемент более низкой марки или уменьшить его количество на 10-15% без потери прочности. (Например, при использовании добавки для теплых полов CEMMIX CemThermo, заявленная прочность бетона достигается уже в возрасте 10 суток).
  7. Улучшают сцепление с арматурой.
  8. Улучшают смешивание компонентов цементного раствора, препятствуют расслоению смеси и оседанию заполнителей.
  9. Увеличивают время работы с раствором. Бетонный раствор без добавок начинает схватываться уже через 3–4 часа, что неудобно, если его нужно транспортировать. Добавление пластификатора решает эту проблему.
  10. Специальные пластификаторы для теплых полов уплотняют стяжку и увеличивают теплоотдачу.
  1. Пластификаторы в виде порошка нужно заранее растворять в воде.
  2. Большое количество пластификаторов приводит к тому, что бетон слишком долго не схватывается.
  3. Пластификаторы нужно покупать. Но, затрачивая деньги на покупку этих добавок, одновременно экономим деньги на цементе, воде, электроэнергии, необходимой для обработки бетона.

Альтернативы пластификатору

В качестве пластификаторов для бетона используют несколько видов добавок: клей ПВА-МБ или дисперсию ПВА, известь либо бытовые моющие средства.

Клей ПВА делает бетон более пластичным, прочным и увеличивает адгезию. Его недостаток – необходимость добавлять его в раствор в больших количествах (от 5 до 20% от массы сухого цемента). ПВА используют при замесе штукатурки под плитку.

В штукатурных растворах в качестве пластификатора используют известь.

Свойства жидкого мыла менее очевидны, поскольку точный состав этой добавки не известен.

Жидкое мыло или пластификатор? Почему вместо пластификатора используют жидкое мыло

Несмотря на то, что покупка пластификатора помогает экономить деньги на закупке расходных материалов, некоторые строители решают сэкономить еще больше и использовать в качестве добавки в бетонный раствор жидкое мыло или другие моющие средства:

  1. стиральный порошок;
  2. шампунь;
  3. моющее средство для посуды.

На первый взгляд логика понятна: многие пластификаторы изготовлены на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) так же, как и бытовые моющие средства. К тому же, стоят они дешевле пластификаторов и дозируются экономнее, поэтому кажется, что использовать жидкое мыло лучше.

Жидкое мыло и пластификатор: принципиальное отличие состава

Чем же отличается жидкое мыло от пластификатора? Может ли оно заменить пластификатор?

Пластификатор разработан в лаборатории в качестве добавки для бетона и, прежде чем поступить в продажу, испытан, поэтому есть точная, проверенная информация о том, как его дозировать, и какие свойства он придает бетону.

Бытовые моющие средства разрабатываются совсем с другими целями, соответственно, должны иметь определенные характеристики, отвечающие этим целям.

Существует огромное количество разновидностей поверхностно-активных веществ, которые изготавливаются из сырья минерального или растительного происхождения и подразделяются на четыре основные группы:

  1. анионные;
  2. катионные;
  3. амфотерные;
  4. неионогенные.

Как правило, в состав пластификаторов входят анионные ПАВ. В составе моющего средства анионные поверхностно-активные вещества комбинируются с амфотерными или неионогенными.

Концентрация ПАВ в моющих средствах указывается приблизительно, и мы никогда не сможем точно узнать, сколько какого ПАВ в жидком мыле или шампуне. Любые заявления опытных строителей, что средство Х нужно добавить, скажем, в количестве 50 г на мешок цемента, не распространяются на средство Y, поскольку составы моющих средств сильно отличаются друг от друга.

Моющие средства содержат большое количество вспомогательных компонентов; даже средства для мытья посуды сейчас содержат глицерин, эмоленты и другие, не нужные в бетоне ингредиенты. Как они повлияют на бетон – не известно, поскольку никто не проводил таких испытаний.

Но самая главная проблема жидкого мыла – хлористые соли в составе.

Хлорид натрия используется в моющих средствах как дешевый загуститель анионных ПАВ. Но для бетона он не полезен, поскольку способствует коррозии арматуры и появлению высолов на поверхности бетона.

Какие проблемы может спровоцировать применение жидкого мыла в качестве пластификатора

Моющие средства, действительно, делают бетонную смесь более пластичной и предотвращают ее расслоение и осаживание заполнителей (песка и щебня), но это происходит с вовлечением в раствор воздуха. В результате получается менее плотный бетон сниженной прочности, что наглядно демонстрирует проведенный в лаборатории эксперимент.

Прочность бетона на сжатие. Лабораторный эксперимент

Было изготовлено 4 образца с ожидаемым классом бетона В15, из них:

  1. раствор изготовлен по ГОСТ;
  2. добавлено на 25% больше воды, чем требует ГОСТ;
  3. добавлено на 50% больше воды, чем требует ГОСТ;
  4. вода добавлена по ГОСТ, в качестве пластификатора использовано жидкое мыло.

После изготовления образцы созревали в камере в течение 3 месяцев, затем их взвесили и провели испытания.

Оказалось, что образец с моющим средством является самым легким (при одинаковом объеме образцов), а значит, его плотность снижена. Кроме того, даже увеличение воды на 50% не дало такого критического снижения прочности.

Читайте также  Стяжка из керамзитобетона своими руками

Проблемы, спровоцированные применением жидкого мыла, выявятся не на этапе замеса и укладки бетона, а значительно позже. Мокнущий, крошащийся бетон и ржавая арматура обратят на себя внимание, когда уже нельзя будет что-то изменить. Стоит ли незначительная экономия таких проблем?

Дозирование пластификатора и жидкого мыла

Жидкие пластификаторы добавляются в бетонные смеси из расчета 0,25–1% от массы сухого цемента. Это значит, что при замесе раствора из стандартного мешка цемента, добавляется от 125 до 500 г пластификатора. Точные дозировки нужно обязательно смотреть на упаковке конкретного пластификатора.

Рекомендации по применению моющих средств в качестве пластифицирующей добавки в бетон, можно найти в сообщениях на тематических форумах; обычно рекомендуют добавлять их из расчета 1 г на 1 кг сухого портландцемента, то есть, на стандартный мешок потребуется 50 г добавки. Но какое именно моющее имеют в виду, мы не знаем, а значит, не знаем и точную концентрацию ПАВ в бетоне. (Вспоминаем рекламу жидкостей для мытья посуды: бутылки одной жидкости хватает на мытье N стопок тарелок, а бутылки другой жидкости – на 5 или даже 10*N стопок тарелок; очевидно одно из этих средств более концентрированное, но точных цифр нам не узнать).

Добавляя бытовые моющие средства в бетонный раствор, вы используете в ответственном строительном материале жидкости неизвестного состава в неизвестной дозировке и получаете непредсказуемый результат. Жидкое мыло – пластификатор для тех, кто любит сюрпризы.

Советуем ознакомиться: пластификаторы CEMMIX CemPlast, Plastix, Cem Thermo

Пластификаторы промышленного производства разрабатываются с целью сделать бетонные смеси более подвижными и способствовать их уплотнению, хорошему сцеплению с арматурой, удобству укладки и повышению прочности готовых конструкций. Их составы и дозировки проверены сериями лабораторных испытаний и гарантируют заявленный результат. Мнимая экономия при использовании бытовых моющих средств в качестве пластификаторов может обернуться крупными финансовыми потерями из-за низкого качества возведенных конструкций. Мнимое удорожание смеси добавлением пластификаторов оборачивается существенной экономией цемента, воды, электроэнергии и трудозатрат.

Для чего добавляют мыло в раствор цемента

Добавлять мыло в раствор не новая идея. Ее часто используют в строительстве. И здесь возникает несколько параллельных вопросов. Первый: для чего добавляют мыло в раствор? Второй: что именно дает моющее средство готовому цементному раствору? Разберемся по порядку с этими и другими моментами.

Для чего добавляют мыло?

Строители отвечают в один голос: чтобы сделать раствор более пластичным, вот зачем. Добавленное жидкое моющее средство, по сути, выполняет функцию пластификатора. И мыло, и цементная смесь являются щелочной средой. Они полностью совместимы, а при перемешивании образуют однородную массу высокой подвижности при том же соотношении воды и цемента. Стоимость и марка моющих средств не оказывает особенного влияния на совместимость. Напротив, довольно часто рекомендуют использовать не самые дорогие средства, потому что в них меньше риска найти добавки, которые могут не подходить к цементу или каким-то образом менять его свойства. При этом, от жидкого мыла не стоит ждать чуда: качеств цемента оно не улучшает, а также не оказывают положительного влияния на характеристики растворов на его основе. Может улучшиться адгезия и текучесть, упроститься замес, но также есть и значительное количество ограничений на использование мыла в цементных растворах.

Плюсы

К относительно положительным сторонам такой добавки можно отнести:

К относительно положительным сторонам такой добавки можно отнести:

  • значительное повышение пластичности при малом количестве воды;
  • отсутствие расслаивания жидкой цементной смеси;
  • упрощение работ по заливке и выравниванию;
  • заполнение без пустот за счет высокой подвижности при изготовлении бетона с крупным заполнителем (гравием, керамзитом).

Минусы

Если вы решили использовать жидкое мыло в качестве добавки, следует иметь в виду несколько моментов.

  • Жидкое мыло всегда приводит к снижению прочности. Контролировать процесс воздухововлечения на стройплощадке крайне непросто, поэтому оно всегда высокое.
  • Необходимая дозировка неизвестна. Скорее всего практически любое количество жидкого мыла даст излишнее воздухововлечение или не даст эффекта по изменению свойств смеси.
  • Из-за проникновения воды через капиллярный подсос внутрь конструкции и замерзании в межсезонье, вода расширится и разорвет ее изнутри.

Ограничения в применении

Несмотря на популярность использования такой добавки, применение жидкого мыла в качестве пластификатора запрещено. Это в первую очередь касается ответственных бетонных конструкций, которые должны:

  • выдерживать значительные нагрузки (например, опоры и фундаменты);
  • иметь высокую водонепроницаемость (бассейны, подвалы и т. п.);
  • быть устойчивыми к низким температурам и частому замерзанию и оттаиванию.

Для ответственных сооружений, с учетом условий их эксплуатации, следует выбирать высококачественный пластификатор, не снижающий плотности конечного бетона, его водонепроницаемости и морозостойкости.

Как готовят цементную смесь с моющим средством

Пропорции смешивания обычно не зависят от марки цемента. Мыло добавляют в перемешанную смесь вместе с водой. Это позволяет моющему средству равномерно распределиться в растворе. Большое количество моющего средства нарушает свойства бетона и приводит к негативным результатам, особенно при бетонировании в условиях отрицательных температур. Однако, стоит помнить, что моющее средство не является надежным пластификатором.

Мыло или пластификатор: что выбрать для цемента?

Жидкие моющие средства действительно придают цементному раствору большую пластичность, предотвращают его расслоение. Однако при этом в смесь вовлекается большое количество воздуха, что приводит к получению менее плотного бетона и снижению прочности. Поэтому строители, которые дорожат своей репутацией мастеров, выбирают именно пластификатор. К его преимуществам относятся:

  • состав, разработанный под конкретные задачи – для придания бетону определенных свойств;
  • тщательная проверка в ходе лабораторных и производственных испытаний;
  • точная информация по дозировке и конкретному применению.

В отличие от пластификатора жидкое мыло создавалось для совершенно других задач. Поэтому его добавка в бетон может иметь непредсказуемые результаты. И не всегда именно те, на которые рассчитывали строители.

Пластификаторы SIKA для профессионалов

Продукция швейцарского концерна «ЗИКА» относится к лучшим в своей категории. Производитель разработал целую линейку пластификаторов для различных строительных задач. К наиболее востребованным относятся:

Sikament® BV 3M. Эта универсальная добавка может использоваться для всех видов строительных работ с использованием цементного раствора и бетона. Она особенно рекомендуется для фундаментов, теплых полов и стяжек. Sikament® BV 3M улучшает подвижность раствора, повышает прочность и трещиностойкость бетона.

Sikament® CementPlast. Добавка имеет стабильные пластифицирующие свойства. Предназначается для приготовления растворов марки до М350, например при устройстве цементно-песчаных стяжек. Позволяет значительно снизить расход воды, повышает прочность бетона и его водонепроницаемость.

SikaPlast®-520 N. Представляет собой универсальный суперпластификатор, предназначенный для получения бетонов с высокими эксплуатационными характеристиками. Добавка SikaPlast®-520 N обеспечивает подвижность в течение длительного времени и возможность транспортировки, а также низкое водоцементное отношение и удобоукладываемость в пределах П2 − П5.

Подводим итоги

Может показаться, что и жидкое мыло, и пластификатор придают цементному раствору и бетону одни и те же свойства. Однако в строительстве важен конечный результат. Бетон, полученный с добавлением моющего средства, будет менее плотным, что ведет к снижению его прочности. Использование же пластификатора ведет к диаметрально противоположным результатам. Его добавка в смесь повышает прочность, водонепроницаемость и трещиностойкость бетонной конструкции. Специалисты выберут пластификатор, так как экономия на качестве неуместна.

Читайте также  Прибор для определения прочности бетона неразрушающим методом

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.

Состав моющего средства и пластификаторов

Есть теория и о том, что жидкое мыло и присадки имеют буквально один и тот же состав. Да, и такое встречается. Если мы рассмотрим качественную добавку, например, все тот же суперпластификатор SikaPlast 520N, то обнаружим, что он основывается на поликарбоксилате. Он действительно широко применяется в бытовой химии, добавляется в стиральные порошки, позволяет смягчать воду и повышает эффективность ПАВов. Также он является эффективной добавкой в бетон. В нем практически не содержится хлоридов (менее 0,1%) и других компонентов, которые способны негативно сказаться на качестве бетонной смеси.

В составе жидкости для мытья посуды более богатый перечень компонентов. Преимущественно в нем содержатся ПАВы (анионные и неионогенные). В средстве для мытья может быть аммоний, лаурисульфат натрия, оксид лаурамина, полипропиленгликоль (проще говоря растворитель), хлорид натрия, консерванты, различные отдушки и многое другое.

В средствах для мытья посуды нет фосфатов, а вот хлоридов много. А они оказывают разрушающее действие на бетон. Точнее провоцируют коррозию, из-за чего бетонное сооружение быстро приходит в негодность. Во всем остальном, теоретически, мыльный раствор не должен вредить. Но!

Если средство для мытья посуды изготавливается для того, чтобы отчищать застарелый жир и удалять загрязнения, то производитель не несет никакой ответственности, если такой состав «не сойдется» с бетонной смесью. Кроме этого, в таком средстве могут присутствовать компоненты, не заявленные в составе на упаковке. А как известно, даже дождь и грязная вода могут сказаться на характеристиках бетона.

Никто не спорит, что наши деды мешали в бетон мыло и постройки стояли десятки лет. Но, не стоит забывать, что это было тогда, когда в мыле не было кучи дополнительных компонентов, существовали строгие ГОСТ-ы. Сегодня добавление моющего средства – это игра в рулетку. Возможно повезет, но скорее всего бетон сильно потеряет в прочности.

Подводя итоги

Да, кто-то может сказать, что тесты проводились в непонятной лаборатории и быть может это вообще были сами производители пластификаторов. Но, цифры упрямая вещь. А еще более упрямы доводы тех, кто пользовался советами о «мыле». Кто-то утверждает, что прочность бетона падает из-за мыльного раствора, но всего на 5%, что теоретически не так критично. Но есть и много тех, кто радовался тому, какой смесь стала эластичной и долго не засыхающей, а через 28 дней понимал, что бетон можно раскрошить рукой.

Поэтому возможно лучше приобрести специализированное средство от проверенного производителя (таких на рынке немало), чем рисковать. Но решать, разумеется, только вам.