Добавки в бетонную смесь. Что такое ПАВ, как они действуют на смесь, в каком случае добавляют? Изменится ли при этом морозостойкость и водопроницаемость?

Строительный цементный раствор представляет собой систему, состоящую из различных компонентов, в числе которых основные – цемент, заполнители и вода. Твердые вещества, входящие в систему, представляют каждый по себе отдельную фазу, которая одинакова по составу и по всем свойствам и отделена от остальных частей системы поверхностью раздела. В цементном растворе таких фаз две: зерна песка и частицы цемента.
Суммарная поверхность цементного порошка, идущего на изготовление 1м³ бетона при расходе цемента 400кг/м³, составляет порядка 800000м². Однако к этой цифре необходимо добавить еще удельную поверхность заполнителей, которую также нужно учитывать, хотя она значительно меньше, чем у цемента. В конечном итоге суммарная поверхность частиц твердых фаз в 1м³ бетонной смеси приближается к 1км².
При изготовлении 1м³ бетонной смеси используется вода в объеме примерно 180-190л, которая в теории должна распределиться на указанной поверхности твердых частиц, чтобы в итоге получилась практически однородная смесь. Одна из важных задач в технологии бетонов и строительных растворов – смешивание компонентов, поскольку равномерное перемешивание способствует более полному и быстрому физико-химическому взаимодействию цементных частиц с водой. Вода, вводимая в бетонную смесь при ее изготовлении, должна, прежде всего, равномерно и притом тончайшим слоем смочить всю эту огромную суммарную поверхность цементных частиц и заполнителей. Но вся сложность в том, что вода обладает значительным поверхностным натяжением, то есть между молекулами воды, находящимися в ее поверхностном слое на границе раздела фаз, действуют значительные силы сцепления, препятствующие ее растеканию, и как следствие,  равномерному распределению на твердых частицах бетонной смеси.
Некоторые вещества, а именно поверхностно-активные вещества – ПАВ, способны существенно снижать поверхностное натяжение воды у данной поверхности раздела фаз, например на границах раздела фаз вода - твердое тело, вода – воздух. Этим самым они облегчают распределение воды тончайшим равномерным слоем на поверхности твердых тел.
Добавки ПАВ существенным образом влияют на бетонные композиции как на стадии их приготовления, так и на стадии эксплуатации уже готовых бетонных изделий. Их применение позволяет:

• · улучшить смачиваемость цемента и заполнителей;


• · повысить эффективность использования цемента вследствие разбиения нерастворенных цементных скоплений на более мелкие составляющие;


• · оказывать пластифицирующее воздействие, что способствует уменьшению расхода воды и цемента при изготовлении бетонов и растворов;


• · экономить цемент в низкомарочных бетонах и тощих растворах;


• · повысить производительность труда каменщиков и штукатуров;


• · уменьшить экзотермию бетона – выделение тепла в ходе химического взаимодействия цемента и воды;


• · снизить остаточную влажность пропаренных изделий, а гидрофобизирующие добавки, кроме того, еще и облегчают и ускоряют их высыхание;


• · повысить жизнеспособность готовых бетонных и растворных смесей.

Таким образом, применение ПАВ способствует повышению качества, как бетонной смеси, так и уже готовых железобетонных конструкций. При применении, например гидрофобизирующих ПАВ, предоставляется возможность уменьшить расход цемента, увеличив тем самым водоцементное соотношение и назначив его в соответствии с требуемой прочностью бетона. При этом добавки обеспечат повышение морозостойкости и водонепроницаемости бетона до приемлемых величин.