Почему не стоит использовать жидкое мыло вместо пластификатора для бетона

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.

Добавление моющих средств в цементную смесь

Основная цель добавления моющего средства или жидкого мыла в бетон – повышение пластичности и качества сцепления ингредиентов между собой. Они успешно заменяют дорогостоящие пластификаторы, в разы улучшая эластичность и способности к проникновению в мелкие пустоты. Вводится с обязательным соблюдением пропорций – не более 5 % от общей массы вяжущего, точное значение зависит от вида используемого раствора. Этот вид примесей требует тщательного перемешивания, нужный эффект достигается только при равномерном распределении составов между компонентами штукатурки, бетона, кладочных или выравнивающих смесей.

Целесообразность добавления жидкого мыла в строительные растворы

Все моющие средства содержат жирные кислоты и имеют одинаковую с цементом щелочную среду. Они растворяются в воде без остатка и хорошо проникают вглубь структуры. К преимуществам их добавления относят достижение заметной пластичности при минимальном соотношении В/Ц, улучшение адгезии как между частицами и фракциями, так и с рабочей поверхностью и арматурой. При вводе этих составов в бетон наблюдается снижение пустотности и упрощается процесс заливки и уплотнения. Мыло в жидком виде можно смело использовать при работе со штукатуркой и кладочными растворами, помимо улучшения трещиноустойчивости цементная смесь не расслаивается и дольше сохраняет подвижность в емкости.

Эта добавка считается труднозаменимой при:

• Приготовлении бетонов для густоармированных конструкций.
• То же для керамзитобетона, составов с крупными фракциями, тяжелых бетонов или аналогичных растворов с низким соотношением В/Ц.
• Самостоятельном приготовлении штукатурки или кладочных смесей на основе портландцемента для монтажа пористых блоков.

Жидкое мыло добавляют в цемент исключительно в разбавленном виде, в идеале – на начальной стадии смешивания компонентов. Его ввод предусматривается заранее, не стоит использовать его как средство для увеличения подвижности начавших схватывание смесей. Оно в любом случае уступает по функциональности заводским суперпластификаторам (эффект достигается за счет разных процессов) и не оказывает положительного влияния на такие характеристики как усадка, водостойкость, выдерживаемое число циклов промерзания. Прочность улучшается косвенно: за счет минимизации пустот при более равномерном распределении наполнителей. К недостаткам применения относят нарушение гидратации цемента: при избытке пластификаторов изменяется структура застываемого раствора, в частности, не образуются выводящие в поверхности влагу капилляры.

Пропорции ввода

Жидкое мыло не входит в печень разрешимых добавок в бетон, его доза по отношению к остальным компонентам не нормирована. Верхний предел у любого заводского пластификатора составляет 5 % от общей массы цемента, но на практике его добавляют гораздо меньше – от 0,5 до 1 %. Для готовых специализированных примесей это объясняется как дорогой стоимостью и высокой эффективностью, так и риском образования высолов на поверхности, для мыла – теми же причинами, плюс отсутствием контроля за сроками затвердевания и ухудшением водо- и морозостойкости из-за нарушения процессов гидратации вяжущего. Чем сложнее состав моющего средства, тем меньше оно подходит для ввода в строительные цементные растворы, предпочтение отдается простым дешевым маркам.

Рекомендуемые пропорции зависят от вида и объема приготавливаемых смесей:

• 1 чайная ложка (5-10 мл) на 10 кг портландцемента. Это соотношение универсальное, его можно использовать при вливании мыла в штукатурный и кладочный состав, приготовлении выравнивающих составов для стяжки. Оно указано для составов в жидком виде.
• 50-100 г (мл) на 1 емкость бетономешалки среднего объема при приготовлении растворов на основе цементов с добавлением крупнофракционного наполнителя: щебня или гравия для заливки монолитных конструкций, включая фундаменты. Соотношение В/Ц минимальное – около 0,5-0,65.
• 50-100 г жидкого мыла на 1 ведро портландцемента с маркой прочности М400 и 4 ведра песка при замесе кладочного раствора.
• 1-2 столовые ложки на 25 кг цемента при приготовлении керамзитобетонов. Чем крупнее фракции керамзита, тем выше эффект от применения пластификатора. Жидкое мыло в этом случае по аналогии с обычными бетонами смешивается с водой, но образование пены будет малозаметным, ожидать высокой подвижности не стоит. Его наличие в составе улучшает прочностные характеристики, вяжущее быстрее обволакивает гладкие фракции обожженной глины и хорошо их склеивает.

Действует общее правило: пропорции жидкого мыла рассчитываются исходя из веса цемента вне зависимости от его марки прочности. Верхняя допустимая доза при смешивании компонентов в пределах стандартных соотношений соблюдается всегда. При использовании цемента М300 или М500 объем заливаемого с водой мыла одинаков.

Уменьшение дозы бессмысленно – эффект улучшения адгезии и пластичности просто не будет достигнут, увеличение нежелательно: возможно образование высолов из-за вымывания солей из смеси.

В ряде случаев ввод разбавленного мыла нежелателен: к таким относят приготовление цементного раствора на основе песка с высоким содержанием глины или другими посторонними примесями. Но этот недостаток легко устранить – достаточно просто промыть и высушить наполнитель. С залитых такими бетонами конструкций легче снимается опалубка, но их скорость схватывания и затвердевания замедляется, при ограниченных сроках проведения работ стоит поискать другой способ улучшения адгезии. Иногда мыло заливают в бетономешалку только на последнем замесе с целью упрощения ее отмывания.

В отличие от многих добавок в бетоны и цементные смеси эту вводят не в конце, а в начале, вместе с основной дозой воды. В этом случае состав полностью распределяется между зернами вяжущего и наполнителей и равномерно их обволакивает. Мыло в жидком состоянии перемешивают с водой, но не взбалтывают, при образовании пены бетоносмеситель или строительный миксер останавливают и ждут ее оседания. Правильно замешенный цементный раствор не должен расслаиваться и иметь белесых разводов. Его можно использовать сразу же после приготовления, на всех остальных этапах работ он не отличается от обычного.

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.

Моющее средство в цементный раствор

Отвечая на вопрос, для чего жидкое мыло добавляют в цемент, мастера отмечают его способность влиять на пластичность и качество сцепления строительных растворов. Эту доступную замену пластификатора рекомендуют вводить в бетономешалку непосредственно после воды или вместе с ней, в пределах 5 % от общей массы. Мыло имеет ту же щелочную среду, что и цемент, они полностью совместимы, ввод его в жидком состоянии позволяет создать пленку с минимальным коэффициентом натяжения. Как следствие, бетон лучше проникает в мелкие поры и при застывании образует меньше пустот, то есть вспененный состав, не являясь армирующей добавкой, все же способствует увеличению его прочности. В то же время, не стоит преувеличивать его эффективность, как и любая примесь, жидкое мыло имеет свое конкретное назначение и рекомендуемые варианты применения.

Моющее вещество способствует усилению текучести растворов на цементной основе, причем, что немаловажно — без увеличения соотношения В/Ц. Полностью растворяясь в воде, мыло быстро проникает и равномерно распределяется по всей структуре цементных смесей. К положительным эффектам его ввода относят:

• увеличение эластичности;
• уменьшение соотношения В/Ц, предотвращение расслаивания раствора и отделения воды;
• повышение качества сцепления бетона с арматурой, и крупных фракций между собой;
• минимизацию пустот, сокращение трещинообразования;
• облегчение процесса кладки и заливки.

Наиболее ощутимый эффект достигается при добавлении мыла в штукатурный и кладочный растворы для газобетонов, пеноблоков, бетонирования конструкций с насыщенным армированием. При приготовлении бетона с керамзитовым и гравийным наполнителем значительно увеличивается скорость замеса. Формы с крупным отсевом из битого кирпича, шлаков и щебня с высокой лещадностью заполняются более качественно, полости практически не образуются. По той же причине жидкое мыло целесообразно добавлять в кладочные растворы. Дополнительным преимуществом является упрощение демонтажа опалубки, после застывания она снимается без особых усилий, да и бетономешалка отмывается быстрее.

Ограничением выступают конструкции с высокими требованиями к морозостойкости и водонепроницаемости. При соблюдении правильных пропорций, жидкое мыло не может ухудшить характеристики бетона, но процесс гидратации становится менее контролируемым, как и вывод капилляров влаги на наружных поверхностях. Также стоит учесть увеличение усадки, хотя это скорее положительный момент. Расход цементного раствора незначительно, но возрастает из-за его текучести и более плотного заполнения пустот.

Используемые пропорции

В частной практике принято добавлять 50–100 г мыла на 1 порцию бетона в бетономешалке (или 1 чайная ложна на ведро цемента). Уменьшение пропорций просто не приводит к нужному эффекту, а увеличение способствует выводу солей из раствора и образованию высолов после застывания. При избытке пены нарушаются процессы гидратации цемента, что недопустимо, особенно при бетонировании в условиях низких температур.

Выбранные пропорции не зависят от марки бетона и входящего в состав портландцемента, они должны быть в пределах 5 % от общей массы. Но они влияют на соотношение В/Ц, лучше затворять раствор постепенно, добавляя последние 10–15 % воды малыми порциями.

Оптимальное количество составляет 5–10 мл на 10 кг портландцемента. Мыло вводится в жидком виде в бетономешалку, перед забрасыванием мелко- и крупнофракционного наполнителя. Важный нюанс: на цементные растворы в данном случае ощутимо влияют характеристики песка. При покупке его с глинистыми примесями добавлять моющее средство или мыло не следует, мелкие взвеси только ухудшают качество соединений. Не рекомендуется использовать чистящие порошки или тертое хозяйственное мыло, помимо плохого растворения они способствуют выводу солей из бетонов.

В качестве примера можно рассмотреть рецепт приготовления цементного кладочного раствора с добавлением моющих средств. В этом случае для создания смеси с маркой М100 лучше соотношение 1:4. На 1 ведро связующего М400 берется 4 песка и 50‒100 г жидкого мыла. При увеличении марки прочности цемента его пропорции уменьшаются. То есть для кладочного раствора М100 из портландцемента М500 используется соотношение 1:5. Примечательно, что расход моющего не возрастает, он составляет все те же 50–100 г. Труднее всего рассчитать требуемое количество воды, но в большую сторону ее пропорцию в растворе увеличивать категорически запрещается.

Нет никакого смысла использовать дорогое жидкое мыло от известных производителей. Наоборот, чем проще состав, тем меньше риск присутствия в нем веществ, несовместимых с портландцементом или влияющих на него неожиданным образом. Все, что требуется от этой добавки — пена и быстрое растворение в воде. Стоит учесть, что ввод ее в уже готовый раствор не дает никакого ощутимого эффекта (в отличие от многих других модифицирующих компонентов, которые по правилам засыпаются в бетономешалку на последних минутах вращения). Именно поэтому жидкое мыло добавляется в начале замеса, обволакивая и соединяя все частицы и фракции.

Время приготовления раствора увеличивается на 3‒5 минут, до полного растворения вещества в воде. Но оно компенсируется ускорением процесса замеса для бетонов с керамзитом.

Некоторые специалисты советуют при использовании мыльных составов засыпать сухой наполнитель частями: сначала половину его доли, затем весь цемент, и потом — остаток песка. Готовый раствор имеет густую консистенцию, вода не должна выделяться. И что немаловажно, следует дождаться распределения и растворения пены, работать со вспененными составами нельзя. То есть действует все тот же принцип: чем однороднее бетон, тем он лучше.

Не следует ждать от моющих средств чуда: они не повышают качество цемента и не влияют положительно на основные характеристики растворов на его основе. Предположение, что при добавке мыла можно получить хороший бетон из плохих и просроченных компонентов, ошибочно. Возрастает именно адгезия и текучесть, упрощается замес цементных растворов с крупнофракционным наполнителем. Максимальный эффект от добавки ощущается при заливке форм с риском образования пустот, нет оснований использовать ее при бетонировании стяжек или внешней отделке.