Воздухововлекающие добавки
Воздухововлечение — процесс образования в бетоне большого числа воздушных пузырьков, которые распределены в матрице из цементного камня, скрепляющего заполнитель. Хотя воздушные пузырьки распределены в объеме цементного камня, они остаются самостоятельной фазой. Для их образования в бетонную смесь вводят так называемые воздухововлекающие добавки.
Этот класс добавок открыт случайно в конце 30-х годов, когда обнаружили, что дорожные плиты, изготовленные в штате Нью-Йорк на некоторых видах цемента, оказались менее морозостойкими, чем на других цементах. Анализ показал, что в последние при помоле ввели вещества, содержащие рыбий и животные жиры и стеарат кальция, обладающие воздухововлекающим действием. С этого времени воздухововлечение стало существенным фактором повышения морозостойкости бетона при его попеременном замораживании и оттаивании. Поскольку воздухововлекающие добавки оказались полезными и в некоторых других отношениях, их стали применять независимо от того, требовалось ли повысить долговечность бетона или эта задача не ставилась, за исключением тех случаев, когда возникала необходимость получить особопрочные бетоны. Так, воздухововлечение улучшает удобообрабатываемость бетонной смеси, а также уменьшает ее расслоение и водоотделение: укладка таких бетонных смесей требует меньше воды и песка. Хотя прочность бетона благодаря воздухововлечению снижается, этот отрицательный эффект может быть компенсирован путем уменьшения водопотребности смеси.
Другой важный результат, достигаемый при введении воздухововлекающих добавок, — сильное повышение морозостойкости бетона при его длительном замораживании. Бетоны без вовлеченного воздуха потенциально опасно эксплуатировать в подобных условиях, тогда как воздухововлекающие добавки снимают такую опасность, хотя и не гарантируют сохранность заполнителя в бетоне от разрушения в результате попеременного замораживания — оттаивания (они предохраняют только цементный камень).
Воздухововлечение может изменяться от нескольких процентов (для указанных ранее целей) до больших значений (в легких бетонах и пенобетонах, используемых в качестве теплоизоляционных материалов).