Противоморозная добавка для бетона: увеличиваем морозостойкость — описание и расход

Главная » Бетон » C противоморозными добавками » Бетоны с противоморозными свойствами: принцип действия и расход компонентов

Бетонные работы при низких температурах основаны на применении особых составов, содержащих противоморозные добавки. Широкий ассортимент последних позволяет проводить строительство даже в сильные морозы (до -30 ºС). Использование незамерзающих растворов приводит к упрочнению бетонного камня и продлению срока его эксплуатации.

Принцип действия

Использование противоморозных добавок позволяет заливать строительные растворы при температурах до -50ºС. Они представляют собой жидкие или порошкообразные составы, добавляющиеся в смесь. Важно знать, что присадки к бетону, добавляемые при морозе, обеспечивают твердение всего на 30%. Окончательное отвердевание происходит после размораживания монолита.

Существует несколько типов противоморозных добавок, отличающихся по принципу действия:

• Составы, понижающие температуру замерзания жидкости, в результате процесс гидратации цемента продолжается, схватывание идет по стандартному механизму;
• Присадки на основе сульфатов ускоряют уплотнение бетона, при этом выделяется избыточное тепло, повышающее скорость гидратации цемента;
• Комплексные добавки повышают растворимость и активность цементного молочка, при этом соединения, появляющиеся в результате реакции с водой, снижают температуру ее кристаллизации.

Разновидности

Существуют различные антиморозные добавки, каждая из которых имеет свой механизм воздействия. Популярная присадка – карбонат натрия, иначе именуемый поташ. Это порошкообразный кристаллический состав, ускоряющий затвердевание бетонной смеси. Применение присадки такого типа снижает технические характеристики материала, в том числе прочность. Чтобы уменьшить этот эффект в поташ добавляют тетраборат натрия.

Внимание! Поташ относят к опасным веществам, поэтому при работе с ним соблюдают требования безопасности.

Тетраборат натрия комплексное вещество, состоящее из солей натрия и кальция, с добавкой аммония. Это дополнительная противозамерзающая присадка, применяемая с карбонатом натрия. Без нее конструкция может потерять до 30% прочности после оттаивания и полного отвердевания.

Нитрит натрия – эффективная противоморозная добавка, снижающая температуру кристаллизации воды, ускоряет затвердевание состава, обладает антикоррозионным действием. Его применение опасно, поскольку порошок нитрита натрия – пожароопасное, взрывоопасное, токсичное вещество. Применяется при морозах до -25ºС. Не может смешиваться с лигносульфоновыми кислотами, поскольку при взаимодействии с ними выделяет токсичный газ. Аналогичными свойствами обладает нитрит-нитрат кальция.

Формиат натрия – противоморозная добавка для бетона, снижающая температуру кристаллизации воды и ускоряющая гидратацию цемента. Добавляется в пропорции не более 6% от общей массы бетона. Для улучшения пластификации в присадку добавляется лигносульфонат нафталина.

Мочевина – ПМД, продлевает жидкую фазу воды, практически не влияет на скорость схватывания.

Хлориды кальция и натрия, аммиачная вода снижают температуру замерзания, но обладают повышенным коррозионным воздействием. Они сильно влияют на металлические элементы, поэтому не рекомендуются для использования в железобетонных изделиях.

Как использовать

Выбор присадки и способ ее применения зависит от условия и материала, куда она будет введена. Любые добавки в бетон, применяемые при минусовых температурах вводятся в раствор с водой, по инструкции от производителя. После тщательного перемешивания рекомендуется подождать некоторое время, чтобы этот компонент диффундировал в составе.

Согласно СП 70.13330.2012 для достижения составом нужной прочности, важно, чтобы до того момента, когда температура состава достигла отметки, на которую рассчитана присадка, он набрал не более 20% от запланированной прочности.

Расход противоморозной добавки на 1 кубический метр материала зависит от среднесуточной температуры окружающего воздуха. До -5 градусов рекомендовано добавлять до 2% присадки от массы раствора, до -10 градусов этот показатель возрастает до 3%, до -15 градусов не более 4%. При сильных морозах расчет производится индивидуально по каждому типу. Скорость затвердевания раствора снижается, а максимальная прочность достигается после окончания морозов.

При добавках пластификаторов и ПМД, необходимо соблюдать определенные правила работы. Рекомендованный диапазон заливаемого раствора – в пределах от +15 до +25ºС. Для растворения присадок требуется определенное количество воды, которая должна быть подогрета, это обеспечивает полное растворение веществ. Песок и щебень, применяемые в растворе, тоже подогреваются непосредственно перед добавлением. Цемент подогревать нельзя, поскольку он потеряет свои вяжущие свойства. Залитый раствор нужно укрыть, особенно это актуально при снегопаде.

Преимущества применения

Любая добавка в бетон морозостойкая призвана дать возможность замешивать и заливать смесь при минусе без риска замирания процесса схватывания/застывания и ухудшения характеристик монолита.

Основные достоинства противоморозных присадок:

• Повышение уровня пластичности готового раствора – с ним легче работать.
• Отсутствие риска коррозии арматуры в железобетонной конструкции за счет ингибиторов коррозии, которые есть в добавках.
• Жидкость в бетонном растворе замерзает при значительно более низких температурах в сравнении с бетоном без присадок.
• Значительное повышение водонепроницаемости.
• Набор прочности при морозе происходит активнее.
• При условии верного подбора добавок они способны улучшать адгезию компонентов в растворе, что положительно сказывается на качестве смеси.
• Продление срока эксплуатации благодаря уплотнению бетона.
• Застывший бетон в конструкции более морозостойкий в сравнении с обычным монолитом.
• Уменьшение процента усадки в процессе застывания при полном сохранении целостности всей конструкции.

Работы с бетоном можно выполнять круглый год, не останавливая производство на 6 месяцев, когда существенно понижается температура окружающей среды. Из недостатков добавления присадок в цемент стоит отметить такие: чрезвычайная важность верного применения добавки (точные пропорции при добавлении, особенности работы) и возможность при несоблюдении технологии ухудшить характеристики бетона, некоторые добавки являются ядовитыми и пожароопасными.

Также стоит помнить о том, что при отрицательных температурах даже при условии введения противоморозных добавок бетон твердеет медленнее (кроме случаев применения ускорителей), а для достижения положенной прочности в работах в зимний период нужно брать больше цемента (что существенно повышает стоимость ремонтно-строительных работ).

Антиморозные добавки своими руками

В частном строительстве, если не удалось провести все работы в теплое время года, приходится продолжать в зимний период. Поэтому допускается приготовление противоморозных добавок для бетона своими руками в домашних условиях. Для этого понадобится только поваренная соль или хлорид натрия. Такая присадка снижает температуру замерзания воды и уменьшает время критичного затвердевания смеси.

Чтобы сделать противоморозную добавку в бетон своими руками, соль растворяется в воде и добавляется в раствор. Концентрация до -5 градусов составляет 2% от массы раствора, до -15 градусов, массовая доля хлорида достигает 4%.

Недостатком этой добавки является коррозионная активность по отношению к металлу, поэтому она не подходит для железобетонных конструкций. Нужно учитывать, что скорость затвердевания раствора при отрицательных температурах будет, в среднем, в 3 раза ниже, чем в обычных условиях.

Где используют

Любая добавка в бетон для морозостойкости – это настоящая находка для современного строительства. Присадки используются в самых разных ситуациях там, где нужно выполнить работы при низких температурах не в ущерб качеству.

Где применяют противоморозные добавки для бетона:

• При заливке монолитных железобетонных конструкций, частей зданий.
• В преднапряженном железобетоне.
• С нерасчетной арматурой, где слой раствора должен быть больше 50 сантиметров.
• В легких типах бетонов.
• Для замешивания штукатурных смесей.
• При заливке дорожек и разных поверхностей частного домостроения.
• При выполнении важных конструкций и сооружений – мосты, плотины, дамбы, платформы добывания газа, нефти и т.д.

Независимо от сферы применения, до начала работ с бетоном обязательно проводят испытания для определения уровня прочности, скорости схватывания, особенностей окисляющего воздействия на бетонную смесь, наличие «солей» и т.д.

Присадки в бетон добавляют самые разные – все зависит от материала, условий проведения работ и будущей эксплуатации. Все виды присадок вводятся в раствор с водой, в соответствии с инструкцией. Потом смесь тщательно перемешивают, выжидают определенное время и используют.

СП 70.13330.2012 указывает, что для приобретения составом необходимого уровня прочности нужно, чтобы до момента достижения температурой состава отметки, указанной на присадке, смесь набрала минимум 20% запланированной прочности.

Обычно расход добавок на кубический метр раствора зависит не столько от вещества, сколько от среднесуточной температуры окружающей среды. Так, при температуре до -5 рекомендуют добавить не больше 2% присадки от веса раствора, при -10 градусов можно 3%, при -15 – максимум 4%. Если морозы очень сильные, рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для улучшения результатов рекомендуют придерживаться таких правил: температура заливаемого раствора должна быть от +15 до +25 градусов, присадки растворяют в подогретой воде, предварительно прогревают также щебень и песок, но не цемент.

Что необходимо знать о бетоне

Основные компоненты бетона — цемент, щебень, песок и вода. При реакции цемента и воды, так называемой гидратации, образуется цементный камень, который скрепляет мелкие и крупные наполнители в единый монолит.

В заводских условиях создается оптимальный режим для набора прочности строительных элементов. Обычно это пропаривание с высокой влажностью.

Заливка бетона зимой

На строительных площадках под открытым небом заливают монолит в естественных условиях. Наиболее благоприятными для производства бетонных работ считается температура воздуха 20-30° и влажность 90%. Уже в течении первых часов происходит схватывание, а за неделю-две прочность достигает 70%.

В возрасте 28 суток бетонная смесь достигает марочной прочности. Но на этом процесс не заканчивается. Проходит несколько месяцев, а иногда лет, в течение которых плотность и прочностные характеристики бетона увеличиваются.

Если при заливке бетона температура окружающего воздуха понижается, процесс гидратации цемента замедляется. При температуре ниже +5° он затормаживается, а при достижении 0° останавливается совсем.

Советы по выбору

При выборе присадок в бетон учитывают обстоятельства эксплуатации будущей конструкции, условия заливки, используемый метод работ, марку и состав цемента, температуру окружающей среды, качество присадки и т.д. Чаще всего выбирают такие вещества, как: хлористый натрий для быстрого затвердевания, нитрит натрия, поташ для портландцемента.

Обычно присадку выбирают по действию и потребностям – после тщательного изучения свойств конкретной добавки выбирают ту, что отвечает условиям и требованиям. В особых случаях обращаются к специалистам.

Особенности выбора вещества:

• В конструкциях с ненапрягаемой арматурой сечением больше 5 миллиметров можно применять любые добавки, кроме тех, что вызывают коррозию.
• Если сечение арматуры меньше 5 миллиметров, нельзя применять ХК, НН и ХК.
• Когда есть выпуск арматуры и закладные элементы, а сталь без защиты, подойдут НКМ, П, НН, НК, СН. При условии наличия у стали комбинированного покрытия запрещено использовать ХК и НН.
• При условии эксплуатации с постоянным погружением бетонной конструкции используют все типы добавок.
• СН, НК, НКМ, НН подходят для условий переменного влияния на конструкцию агрессивных вод.
• Для конструкции, эксплуатируемой в агрессивной газовой среде постоянно, не применяют ХК.

Противоморозные добавки в бетон позволяют проводить работы в любых условиях без ущерба качеству и прочности монолита. При условии верного выбора присадки и соблюдения технологии удается добиться высоких результатов.

Для чего нужны противоморозные добавки

Твердение бетона проходит через несколько фаз: первичное схватывание, затвердевание, набор прочности. Чем полноценнее проходит каждая из фаз, тем лучше будет структура материала, выше механические свойства и морозостойкость.

Цемент, входящий в состав материала, проявляет свои вяжущие свойства только в жидкой среде. При низкой температуре вода превращается в лед. Если это происходит очень быстро, зерна цемента не успевают полностью включиться в процесс гидратации. Смесь плохо схватывается и твердеет. В структуре бетона образуются пустоты и трещины, он становится рыхлым, непрочным.

Процесс застывания бетона без противоморозных добавок и с ними

Целью ввода в состав материала противоморозных добавок является продление жидкой фазы и ускорение затвердевания бетона. Химические вещества выполняют роль катализаторов в процессе схватывания бетонной смеси, понижают температуру замерзания воды и способствуют быстрому твердению.

Особенности национальной заливки бетона. Как заливать бетон при низких температурах

Защита от мороза требуется не только при заливке зимой. Отвердевание бетона происходит в течение минимум 1 месяца, а первые заморозки в средней полосе России возможны уже в октябре. Поэтому при осенней заливке меры предосторожности тоже необходимы.

Согласно СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», необходимо соблюдать следующие правила заливки бетона в холодное время года:

• Замешивать раствор в устройствах с подогревом либо в теплом помещении.

• Использовать подогретую воду и компоненты смеси (кроме цемента). Вода должна быть нагрета до температуры не более 70° С.

• Не использовать смерзшиеся материалы.

• Арматуру предварительно подогреть.

• Увеличить длительность процесса вибрационного формирования на 25%.

• Проследить, чтобы до момента промерзания бетон набрал прочность не менее 5 МПа.

При зимнем замесе меняется порядок закладки компонентов смеси: сначала заливается вода, затем закладывается пгс и делается несколько оборотов, а цемент закладывается в последнюю очередь. Время замешивания увеличивается на 20-50%.

Важно!

Перед началом бетонирования необходимо очистить снег и наледь с опалубки и прогреть ее, а также устроить укрытие от возможных осадков. Для прогрева используют переносные жаровни либо тепловые пушки.

При замесе бетонного раствора из подогретых ингредиентов смесь получается теплой. Помимо этого, реакции, происходящие в растворе, идут с выделением тепла. Поэтому, если укрыть залитую конструкцию теплоизолирующими материалами, создается «эффект термоса», препятствующий замерзанию, а в это время бетон успеет набрать критическую прочность, после чего замерзание уже не окажет негативного влияния на его свойства.

Зимнее бетонирование производят непрерывно. Каждый слой заливается до того, как на поверхности предыдущего образовалась пленка, пока он влажный. Залитые части сразу закрываются теплоизолирующими материалами.

Заменить трудоемкие и недешевые работы по подогреву бетона в период отвердевания можно использованием противоморозных добавок.

Важно!

Бетонные изделия, изготовленные при низких температурах с использованием противоморозных добавок, набирают прочность на 28 сутки около 30% от проектной. После оттаивания набор прочности продолжится, поэтому зимой полностью нагружать изделия нельзя.

Видео: особенности зимнего бетонирования

Уход за бетоном

Процессы отвердевания бетона происходят быстрее у поверхности изделий. Вначале образуется тонкая «корочка» из гидросиликата натрия, затем начинается поверхностное стягивание и затем отвердевание в массе. Из-за того, что состояние бетона у поверхности и в глубине разное, при слишком быстром высыхании могут образовываться трещины.

Основная цель ухода за бетоном в период набора критической прочности – обеспечение оптимальной температуры и влажности. В летнее время это достигается поливанием бетона водой.

При отрицательных температурах вода вымерзает.

Поэтому основные мероприятия по уходу за бетоном включают:

• применение противоморозных добавок (либо прогревание);

• укрытие поверхности теплоизолирующими материалами.

Видео: правильный уход за бетоном после заливки

Свойства добавок для бетона

Ускорители твердения производятся промышленностью в большом ассортименте и обладают разными свойствами. Некоторые из них известны уже давно и на их основе разработаны различные модификации добавок.

Поташ (углекислый калий) — продукт переработки глинозема. Широко применяется на территории Восточной Сибири в связи с доступностью и дешевизной.

Поташ (углекислый калий)

Положительные свойства:

• негорючий,

• нетоксичный,

• не вызывает коррозии закладных деталей и арматуры,

• не вызывает появления выцветов и высолов.

Отрицательные свойства:

• нельзя использовать с щелочными цементами, силикатным кирпичом, т.к. образуются сильные щелочи,

• не допускается изготовление мостов, эстакад и дорог в связи с ухудшением прочности к восприятию динамических нагрузок,

• увеличивает электропроводность, поэтому нельзя применять рядом с источником электронапряжения,

• требует использования замедлителей схватывания, т.к. при положительных температурах быстро загустевает,

• сильно гигроскопичен, при повышенной влажности слеживается и теряет растворимость,

• из-за сильной щелочной реакции работать необходимо, соблюдая меры индивидуальной защиты.

Нитрит натрия — производится многими химкомбинатами в виде кристаллического порошка или раствора. Предельная концентрация 0,1-0,4 л/кг цемента.

Плюсы:

• хорошо растворяется,

• не вызывает коррозии металлов,

• повышает скорость твердения и прочность в полтора раза.

Минусы:

• из-за щелочной реакции возможна коррозия бетона и появление на поверхности солевых пятен,

• ядовит, опасен для жизни человека,

• пожаро- и взрывоопасен.

Нитрит-нитрат кальция — производится химической промышленностью как промежуточный продукт получения кальциевой селитры в виде растворов или пасты.

Плюсы:

• ускоряет твердение бетона,

• не разрушает металл,

• доступен по цене.

Минусы:

• ядовит,

• взрыво- и пожароопасен,

• вызывает растрескивание бетона при армировании термически упрочненным металлом.

Нитрит-нитрат-хлорид кальция — смесь солей кальция 1:1:2. Производится из отходов химической промышленности, поэтому очень дешев. Выпускается в виде растворов. По характеристикам очень схож с нитрит-нитратом кальция. Техника безопасности аналогична.

Формиат натрия — производится из отходов нефтеперерабатывающей промышленности. Растворяется в воде с поглощением тепла. Применяется в сочетании с пластификаторами. Допустимая концентрация 2-6% от массы цемента. Спиртовой раствор формиата натрия — прозрачная жидкость коричневатого цвета. Добавляется в воду для затворения бетона.

Мочевина (карбамид) — растворимость в воде хорошая, высолов и пятен не дает. Арматура не корродирует. Взрывоопасен, хранить только в несгораемых помещениях. Понижает температуру замерзания жидкости, применяется также как пластификатор.

Мочевина (карбамид)

Аммиачная вода — 10-12% раствор аммиака в воде. Очень дешевая и эффективная добавка. Широко применяется в строительстве. Отсутствует коррозия металла, не образует высолов. Из минусов — неприятный резкий запах.

Хлорид натрия (поваренная соль) — всем известная пищевая добавка. Безвредна, хорошо растворяется, доступна по цене. Недостатки — вызывает коррозию арматуры, мокрые пятна на поверхности бетона. В соединениях с жирными кислотами хорошо справляется с задачей ускорителя твердения при отрицательных температурах.

Хлорид кальция — недорогая пищевая соль для производства сыров. Нашел применение в качестве противоморозной добавки еще в 1888г. Не токсичен, не горюч, не взрывоопасен. Эффективный ускоритель твердения, может использоваться даже в сочетании с лежалыми цементами. Придает повышенную истираемость бетонам и возможность применять их в устройстве полов, дорожного полотна, тротуаров.

Недостатки: гигроскопичность, может увеличивать усадку бетона. Вызывает коррозию металлов при доступе влаги через слой материала. Поэтому требуется дополнительная защита арматуры. В предварительно напряженных конструкциях такие добавки использовать запрещено.

Комплексные противоморозные добавки содержат в составе дополнительно пластификаторы, замедлители или ускорители схватывания, вещества, уменьшающие коррозию. Это позволяет оптимизировать применение реагентов в конкретных условиях.

Меры безопасности при работе с противоморозными добавками

Поскольку химические вещества, применяемые в качестве ускорителей затвердевания, часто агрессивны в отношении человека, нужно выполнять следующие мероприятия:

• Применять средства защиты — перчатки, респираторы, резиновую обувь.
• Избегать попадания на слизистые оболочки и глаза.
• Не готовить и не принимать пищу в помещениях, где хранятся химреактивы.
• Если вещества относятся к пожаро- и взрывоопасным, соблюдать меры противопожарной безопасности.

Как заливать бетон зимой

Производство работ при низких температурах с использованием бетона с противоморозной добавкой требует соблюдения некоторых рекомендаций:

• Если материал нужно транспортировать, это допускается делать в неутепленной таре, защищенной от атмосферных осадков. При долгой транспортировке добавляют вещества, препятствующие быстрому схватыванию и расслоению смеси, утепляют емкость.

• Перед укладкой бетонной смеси очищают опалубку или ранее уложенный слой бетона от снега и наледи. Можно прогреть поверхность с помощью тепловой пушки или индукционных обогревателей.

• Укладку производят непрерывно. Во время перерывов поверхность утепляют, укрывают или обогревают.

• При сильном ветре и снегопаде бетонирование производят под укрытием, например, шатром или тепляком.

Заливка бетона зимой

Уход за бетоном

Выдерживать бетон необходимо с соблюдением некоторых условий:

• Защищают открытые поверхности от потери влаги гидроизоляцией из рубероида или пленок.

Открытые забетонированные поверхности защищают рубероидом или пленками

• Утепляют конструкции слоем теплоизоляции — войлока, песка, снега. Это нужно, чтобы сохранить температуру для набора бетоном критической прочности.

• Снимают опалубку только после набора бетоном 30% прочности.

• После освобождения от опалубки конструкции временно утепляют, если разница температур воздуха и бетона свыше 20°.

Включение антиморозных веществ в состав смеси не исключает ухода за бетоном в течение начального периода затвердевания.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...