Чтобы получить тонкостенный водонепроницаемый и прочный бетон для садовых изделий, необходимо использовать химически активные добавки.
В предыдущей статье на kamsaddeco.com про садовый бетон рассмотрены основные варианты изготовления прочного бетона. Там же дан перечень всех ингредиентов цементной смеси для получения любых необходимых характеристик камня.
Уточним эти способы.
Первый — подготовка оптимального гранулометрического состава цементной смеси с использованием химически активных добавок.
Второй — упрочнение готовой бетонной поверхности различными пропитками.
Третий — объединение первых двух вариантов.
Сегодня для декоративных бетонных работ мастерами используется так называемый арт-бетон (или художественный, декоративный, скульптурный и т.д.). В него кроме цемента и песка могут входить легкие наполнители и добавка цементного клея.
Вместо арматуры применяют различную фибру. Но надо помнить, что в зависимости от ее размеров, количества и химического состава можно как улучшить параметры камня, так и значительно снизить его характеристики. Поэтому для надежности включают в смесь их комбинации.
Для уменьшения количества воды затворения и уплотнения цементной массы используют пластификаторы.
Но чтобы сделать еще более прочный бетон, этого не достаточно. К тому же такой арт-бетон сильно впитывает воду. Без дополнительной гидроизоляции при использовании изделий в зонах с морозной зимой бетонное изделие постепенно разрушается. Такая защита требует затрат. К тому же очень часто этот метод помогает частично. Что только несколько откладывает разрушение искусственного камня.
Для полной гидроизоляции изделия необходимо проводить повторную многократную обработку. При этом кроме материальных возрастают и временные затраты.
Хорошим примером может быть плитка для дорожек, выпускаемая массовым тиражом на крупных предприятиях. Но в отличии от домашних мастеров или малого бизнеса эти изготовители могут себе позволить иметь термокамеры, мощные виброустановки и прессовое оборудование.
С отрицательными примерами изготовления (разные причины) можно ознакомиться в статье о некачественной плитке.
Про прочный бетон на стадии подготовки строительной смеси
Уплотнение бетона позволяет получить более прочный бетон с водоотталкивающими свойствами.
Плотный бетон можно сделать несколькими способами:
- снизить водоцементное соотношение
- использовать вибраторы
- уменьшить количество пор за счет комплексного подпора наполнителей (гранулометрия)
- использовать химически активные добавки для связывания рыхлых составляющих.
Одним из примеров может служить ранее изготовленные оригинальные плитки различной окраски из мелкозернистого бетона.
А также тонкая плитка (3 мм) из того же бетона с имитацией красного кирпича.
Здесь использовался поликарбоксилатный порошковый гиперпластификатор 4-го поколения. Дополнительного вибрирования смеси не требуется. Такие пластификаторы входят в состав саморастекающихся наливных полов.
Вся технология и состав мелкозернистого бетона приведены в статье. Использовались химически активные добавки в виде золы ТЭЦ и микрокремнезема. Более подробно о них можно прочитать в статье о различных составах сухих строительных смесей.
Силикаты щелочных металлов как добавка для уплотнения бетона и защиты от воды
Силикаты щелочных металлов еще называют жидким стеклом. Оно может быть натриевым, калиевым и литиевым. Самое распространенное в быту натриевое жидкое стекло.
Многие мастера-любители используют его (как написано и на этикетке) для гидроизоляции и ускорения схватывания цементной смеси.
Варианты разведения его водой предлагаются различные. В результате у одних что-то получается, а у других камень сильно впитывает воду и быстро разрушается. В чем тут дело?
Натриевое жидкое стекло очень своеобразное вещество.
Уникальность этого вещества в том, что с его участием можно получить композиции с различными свойствами. Это как резинообразные , так и твердые с повышенной прочностью на изгиб и разрыв структуры. Износостойкие и водонепроницаемые изделия. Липкие и вязкие массы для декоративной отделки различных поверхностей. И многое другое.
Такое разнообразие свойств связано с химической структурой этой силикатной соли.
В различных источниках формулы натриевого жидкого стекла несколько отличаются друг от друга. Но это неважно. Главное в соли — наличие оксида кремния и то, что соль водорастворима. Это позволяет нам использовать ее в простых самодельных массах без участия специального оборудования.
Очень подробно взаимодействие жидкого стекла с различными веществами изложено в одноименной статье. И не хотелось бы здесь повторяться.
Чтобы понять его влияние на бетон, отдельно рассмотрим химические реакции, проходящие в цементном растворе.
Натриевое жидкое стекло в цементном растворе
Его положительное действие — образование прочного гидросиликата кальция CaSiO3.
Отрицательное влияние. В цементном растворе присутствует вода. Если в этот раствор добавить водорастворимое натриевое жидкое стекло, то происходит двойная реакция. При разбавлении жидкого стекла водой из него выделается щелочь NaOH. Она же получается при взаимодействии жидкого стекла и извести CaO.
При избытке щелочи начинаются проблемы. Первая — разрушение поверхности кварцевого песка и в итоге бетона. Вторая — образование излишка кремнегеля. Он впитывает воду и набухая может образовать микротрещины в бетоне. К тому же никакой гидроизоляции.
Как с этим бороться?
Первый способ — уменьшить количество жидкого стекла. Но во многих источниках предлагают для ускорения схватывания цемента, увеличивать дозы до 5 и 10%. Но никто не пишет, что при этом уже через месяц прочность бетона падает на 25%. Поэтому надо придерживаться значения 1…2%.
Второй способ — нейтрализовать действие щелочи. Здесь тоже есть несколько способов. Это дополнительное введение в смесь 1% аморфного микрокремнезема (до 53% SiO2). При этом образуется прочный силикат натрия Na2SiO3. Это приводит к дополнительному уплотнению бетона. В результате получаем более водостойкий и прочный бетон.
Нейтрализовать щелочь также можно слабой кислотой, например, винной или разведенным уксусом. Об этом более подробно написано в статье про жидкое стекло.
Что можно сказать о калиевых и литиевых добавках?
Этот способ дает более положительный результат. Но из-за повышения стоимости он нецелесообразен.
Калиевое стекло лучше использовать для приготовления упрочняющей краски или пропитки бетона. А литиевое для очень глубокой и качественной упрочняющей пропитки бетона. Но об этом в следующей главе.
Прочный бетон на поверхности и в глубине за счет силикатной пропитки бетона
В подавляющем большинстве случаев пропитка бетона применяется на залитой дорожке, подъезде и полу.
Здесь главная задача состоит в том, чтобы обеспылить и повысить устойчивость поверхности к истираемости. Кроме пропиток можно использовать топинг. В его состав входит высокопрочный наполнитель (например, корунд) и также прочный полимер (например, полиуретан).
В нашем случае для укрепления бетонной поверхности садовых малых архитектурных форм это не требуется.
Рассмотрим только варианты применения пропиток. Они могут быть укрепляющие и гидроизолирующие. А также их комбинации.
К укрепляющим бетон пропиткам можно отнести силикатные и на основе коллоидного кремнезема.
Для гидроизоляции используют силановые, силаксановые, силиконовые и полиуретановые пропитки.
Теперь переходим к нашим укрепляющим бетон пропиткам. Какие из них лучше?
Сравнение силиката лития с щелочными силикатами натрия и калия
Часть ответа на вопрос получена из названия этой главы. В отличие от лития, калий и особенно натрий больше образуют щелочи. А о ее отрицательном действии в цементной массе было сказано ранее. Это главное преимущество, т.к. для гашения щелочи требуются дополнительные затраты.
Из-за своей вязкости силикат натрия хуже всего проникает в поры бетонной поверхности. Его надо разводить водой, что приводит к увеличению образования щелочи. В зависимости от плотности бетона его проникающая способность составляет 1-2 мм. Для сравнения у лития 5 и более мм за счет меньших молекулярных размеров. Чем глубже проникновение, тем больше образуется прочных силикатов кальция.
Для укрепления тонкостенных бетонных изделий это очень важно.
С образованием силиката кальция в результате реакции получаем гидроксиды этих металлов. У натрия и калия это щелочи.
Затем гидроксид лития превращается в карбонат лития Li2CO3 путем поглощения атмосферного диоксида углерода, который также нерастворим в воде (в отличие от солей натрия Na2CO3 и калия K2CO3). Сода считается полурастворимой в воде солью.
Еще очень важное свойство силиката лития (в отличие от натрия и калия) — его нерастворимость в воде после высыхания. Поэтому силикат лития не участвует в длительной вредной реакции щелочь-кремнезем. Ее еще называют рак бетона.
Как мы видим с силикатом лития проблем значительно меньше.
Теперь можно представить, какой получится прочный бетон, если получить плотный из мелкозернистого с пропиткой силикатом калия. Результаты испытаний будут опубликованы позже.
К тому же надо поработать с дешевым натриевым жидким стеклом, используя разные гасители щелочи.
На сегодняшний день средние по стране цены на эти силикаты (розница): натрия — 80р/л, калия — 300р/л и лития — 700р/л.
Если эта информация была для Вас полезной, загляните на страницу ПОДДЕРЖКА. Заранее спасибо!
Всем удачи в вашем творчестве и до новых встреч на страницах kamsaddeco.com.
Статьи на тему
Какая защита и упрочнение бетона надежнее?
Как сделать самодельную полимерную глину для лепки без пищевых продуктов и дорогостоящего клея
Как сделать универсальный станок и большую, но легкую вазу с имитацией гранита
в статье есть ссылка на видео
Бетон и химия — кратко для самоделкиных
Различные составы сухих строительных смесей