Противоморозные добавки в бетон: применение, виды, свойства, пропорции, цена

0

Невозможно представить себе область строительства, где бы не использовался бетон. Из него возводят фундаменты, стены и перекрытия зданий, мосты, дороги, тротуары. Пористые на легких заполнителях и пенобетоны используются как утеплители. Гидротехнические густоармированные способны удержать натиск воды в гидроэлектростанциях, а реакторы атомных АЭС защищает специальные тяжелые бетоны.

Оглавление:

Строительство объектов из монолитного бетона — достаточно долгий процесс. Набор прочности материалом происходит неравномерно и требует определенных погодных условий: положительных температур и высокой влажности. На территории нашей страны, особенно в северных регионах, это совсем непродолжительный период времени.

Для того, чтобы не «замораживать» на зиму строительство используют противоморозные добавки в бетон.

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.

Противоморозные добавки в бетон

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.

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

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.

Виды противоморозных добавок для бетона

Противоморозные добавки — это сухие смеси или растворы, вводимые в бетон при его приготовлении.

В соответствии с характеристиками действующего вещества противоморозные добавки делятся на три вида:

  1. Антифризы.

При введении в состав бетона химические реактивы образуют растворы солей, которые значительно понижают температуру замерзания воды. Жидкая фаза, необходимая для схватывания и твердения цемента, сохраняется намного дольше.

Антифризы не ускоряют гидратацию цемента, а только дают возможность поглотить жидкость минералам вяжущего. Поэтому никакого влияния на структуру бетона они не оказывают.

Противоморозные добавки в бетон

  1. Ускоряющие противоморозные добавки.

Действие их основано на расщеплении зерен цемента. При воздействии реактива силикатные составляющие быстрее растворяются в воде. Это значительно ускоряет первичное схватывание бетона и положительно сказывается на наборе марочной прочности.

Ускоряющие реагенты улучшают свойства бетона: плотность, морозостойкость и водонепроницаемость.

Противоморозные добавки в бетон

  1. Добавки для морозостойкости на основе сульфатов.

На начальном этапе твердения они взаимодействуют с цементом с образованием нерастворимых веществ. Образуются сгустки большой плотности, набор прочности начинается очень быстро. При реакции выделяется тепло, что ускоряет процесс затвердевания бетона.

Противоморозные добавки в бетон

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)

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)

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.

Пропорции и расход противоморозных добавок

Химические реагенты добавляют в бетон, соблюдая пропорции. Основной показатель для этого — температура воздуха. Чем она ниже, тем больше должна быть концентрация добавки.

Пропорции антифриза для бетона

Пропорции антифриза для бетона

Пропорции рассчитываются от массы цемента в смеси и обычно указываются на упаковке химического вещества.

Пропорции противоморозных добавок в зависимости от температуры

Пропорции противоморозных добавок в зависимости от температуры

Если добавка для морозостойкости жидкая, то расход определяется в литрах на куб готового бетона или на количество сухой смеси, например, один мешок (обычно 25 кг).

Расход основных добавок пропорционален массе цемента и зависит от температуры воздуха.

Нужно строго соблюдать дозировку реагентов и не допускать к применению просроченных или слежавшихся химических веществ. В противном случае это может привести к образованию подтеков и солевых пятен на поверхности бетона, а также увеличивает коррозию арматуры и закладных деталей.

Иногда требуется значительное увеличение дозировки реагентов. К этому приводит:

  • сильный ветер более 6 м/с,
  • использование лежалого цемента,
  • не соответствующая крупность наполнителей.

В этом случае увеличение расхода реагентов является оправданным.

Применение противоморозных добавок в бетон

Для наиболее эффективного действия ускорители твердения рекомендуется применять в виде растворов. Марка используемого цемента должна быть не ниже ПЦ 400. Работы проводить при температуре до -15°.

Некоторые добавки допускается применять при более низких температурах. Способы приготовления бетона в стационарных условиях бетонорастворных узлов и на строительных площадках под открытым небом различаются.

Последовательность приготовления бетона с противоморозными добавками в полевых условиях:

  1. Подогреть для раствора воду или готовый концентрат до 40-80°.
  2. Приготовить раствор из воды и сухого химического реагента необходимой концентрации (или жидкого концентрата). Все компоненты тщательно размешать в бетономешалке до исчезновения осадка.
  3. Засыпать цемент, песок и щебень в необходимых пропорциях.
  4. Перемешивать не менее 2-3 мин.
  5. Приступить к бетонированию.
Применение противоморозных добавок в бетон

Применение противоморозных добавок

Некоторые добавки рекомендуется смешивать с цементом в сухом виде. Перед приготовлением бетонной смеси нужно внимательно ознакомиться с инструкцией.

Меры безопасности при работе с противоморозными добавками

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

  1. Применять средства защиты — перчатки, респираторы, резиновую обувь.
  2. Избегать попадания на слизистые оболочки и глаза.
  3. Не готовить и не принимать пищу в помещениях, где хранятся химреактивы.
  4. 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.
Как заливать бетон зимой

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

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.

Плюсы и минусы использования противоморозных добавок

Применение химических реагентов при производстве бетонных работ содержит ряд преимуществ:

  • возможность проводить бетонирование при низкой температуре,
  • возрастает скорость набора бетоном критической прочности, при которой можно продолжать работы и нагружать конструкции,
  • улучшаются прочностные характеристики материала, возрастают прочность и морозоустойчивость,
  • улучшаются свойства, связанные с производством работ: пластичность, подвижность и стабильность смеси,
  • уменьшается расход воды, расслаивание бетона при транспортировке,
  • некоторые добавки уменьшают коррозию металлических составляющих железобетона,
  • усадка и растрескивание конструкций сводятся к минимуму,
  • уменьшается себестоимость возведения конструкций в связи с сокращением затрат на обогрев монолита.

К недостаткам можно отнести:

  • опасность при использовании некоторых ядовитых ускорителей твердения при производстве работ, а также при эксплуатации жилых помещений,
  • некоторые добавки повышают коррозию металлов арматуры, поэтому не допускаются к применению в предварительно напряженных конструкциях,
  • при неправильной технологии возрастает риск появления солевых пятен на поверхности монолита.

Применение противоморозных добавок летом

В жаркую погоду температура достаточна для быстрого схватывания бетона. Но, как правило, это происходит при низкой влажности.Применение противоморозных добавок летом

Влага с поверхности бетона быстро испаряется, смесь оказывается обезвоженной. Ситуация аналогична той, при которой вода в составе материала замерзает при отрицательной температуре.

Цементное вяжущее в условиях недостатка влаги не проходит полноценно процесс гидратации. Вследствие этого бетон не приобретает соответствующую марочную прочность. Его структура остается неоднородной. В глубине образуются полости, а на поверхности — трещины. Зимой при многократных циклах замерзания-оттаивания такой бетон быстро разрушается.

Применение противоморозных добавок позволяет ускорить схватывание и улучшить гидратацию цемента при быстром испарении воды. Это положительно сказывается на свойствах и характеристиках бетонов, производимых в жаркую маловлажную погоду.

Цена противоморозных добавок

Производители предлагают большой выбор сухих и жидких ускорителей твердения в разнообразной таре и удобной фасовке. Поскольку сырьем для реагентов являются отходы нефтепереработки или производства минерального сырья, цена на добавки для бетона очень доступна.

  • Можно приобрести формиат натрия от 30 руб./кг в мешках 20-40 кг. Добавка Гидрозим-Т продается в виде пасты в пластиковых емкостях и стоит 70 руб./кг.
  • Жидкие ускорители твердения Плантикор и Гамбит рекомендованы для производства работ до -25°. Их цена 55 и 110 руб. за литр соответственно.

Учитывая, какие преимущества создают противоморозные вещества, выгоды от их применения многократно превышают стоимость.

Противоморозные добавки для бетона расширили возможности строительства в неблагоприятных условиях. Их применение позволяет вести работы как при отрицательных температурах, так и в жаркую засушливую погоду. Цена их невелика, а преимущества использования значительны.

Противоморозные добавки в бетон: применение, виды, свойства, пропорции, цена
5 (100%) 3 votes

Поделиться в соц. сетях:

Оставить комментарий