Чтобы сделать прочным бетон зимой, используют противоморозную добавку. Зачастую это соли хлористого кальция, хлористого натрия, нитрата натрия, которые дают возможность бетону медленно затвердевать при минусовых температурах. Соли снижают температуру замерзания жидкости в растворе, что укорачивает период его схватывания, а, значит, уменьшает количество расходуемого цемента и финансовые затраты. Но большой объем соли, введенный в бетон, приводит к ухудшению структуры, укорачивает срок его использования. Если эксплуатировать бетонное сооружение при повышенной влажности, возникает риск порчи арматуры от воздействия хлористых солей. Поэтому не следует использовать противоморозные добавки в железобетонных ответственных конструкциях.
Нанесение противоморозных добавок подразумевает несложный технологический процесс, который без труда выполняется своими руками. Предназначена противоморозная добавка для сохранения нужной подвижности раствора, ускорения затвердевания смеси и ускорения гидратации бетонного состава. Использование примесей против замерзания экономит затраты на дополнительное отопительное оборудование и оплату центральной подачи тепла в помещение в зимнее время года. Благодаря противоморозным добавкам для бетона ускоряется возможность эксплуатировать здания и сооружения, а также уменьшается расход примесей в растворе и экономится электроэнергия.
Примеси, которые позволяют бетону сохранять свои прочностные характеристики и улучшают микроклимат помещений в холодное время года, подразделяют на следующие виды:
- Примеси, которые путем снижения температур промерзания рабочей смеси выступают барьером для процесса кристаллизации, находящейся в бетонном составе воды. Такие добавки именуют замедлителями застывания цементной смеси или слабыми ускорителями застывания. Процесс снижения температур осуществляется электролитами, которые бывают сильными и слабыми.
- Примеси против замерзания бетонного состава — ускоряют твердение раствора и обладают немалыми антифризными свойствами.
Противоморозная добавка в бетон хлорид натрия.
Натрия хлорид или обычная строительная соль имеет множество преимуществ, за счет которых увеличивается популярность этого состава. Используется в строительстве в качестве противоморозного компонента в период минусовых температур. Позволяет уменьшить температуру кристаллизации воды.
Хлорид кальция используется в качестве ускорителя застывания бетонного раствора, а также для увеличения его прочности и устойчивости к переменным погодным условиям. За счет ускорения процесса схватывания бетона сокращается время на монтаж конструкций на основе цемента. Использование противоморозной добавки в бетоне позволяет продолжать стройку в холодное время года.
Противоморозные добавки на основе хлорида натрия имеют следующие преимущества:
- за счет введенной в цементную смесь соли снижается температура кристаллизации жидкости, что предотвращает разрушение конструкций и образование выемок в монолитных постройках, которые приводят к заливке в зимнее время года;
- дешевизна добавки;
- техническая соль в растворе не влияет на скорость кристаллизации раствора, тем самым позволяя приготовление смеси задолго до ее использования;
- доступность противоморозной добавки;
- возможность приготовления и нанесения своими руками;
- техническая соль в бетоне увеличивает движение частиц смеси, что упрощает укладку и формирование массы.
Соль в бетонном растворе приводит к ржавчине арматуры.
- Возможность образования коррозии на металлической арматуре, которая прокладывается в бетонном растворе для придания прочности конструкции. Таким образом, уменьшается прочность железобетонных сооружений и теряется их целостность. Соль в растворе железобетонных конструкций приводит к отслаиванию и ржавлению изделий.
- Доступность состава считается как преимуществом, так и недостатком, ведь низкая цена на добавки часто отталкивает потребителей, которые доверяют более дорогим противоморозным составам.
Преимущества и недостатки хлорида кальция схожи с плюсами и минусами хлорида натрия. Данные примеси также применяются при изготовлении товарного бетона и других сложных материалов, используемых в строительстве. Применяется хлорид кальция и в установке тротуарной плитки и бордюров. Он понижает температуру кристаллизации воды и выступает в качестве антигололедного реагента.
Из недостатков наблюдают способность вызывать коррозию арматуры и низкую стоимость материала, из-за чего потребители не склоняют свой выбор в пользу таких противоморозных добавок.
Соли в раствор добавляются при соблюдении следующих характеристик окружающего пространства:
- температурный режим воздуха должен быть в пределах от нуля до минус пяти градусов по Цельсию, тогда хлорид натрия добавляют в состав в объеме два процента от всей массы компонентов (плюс полпроцента хлорида кальция);
- при температуре воздуха от минус шести до минус пятнадцати градусов по Цельсию строительную соль добавляют в объеме четыре процента от всей массы используемых компонентов (и два процента хлорида кальция).
Строительство зданий и сооружений из бетона в зимнее время года невозможно представить без использования противоморозных добавок. Они упрощают монтажные работы, улучшают качества бетонного раствора. Однако важно помнить, что такие строительные примеси снижают прочность бетона в период отрицательных температур, окончательное достижение прочности материала возможно только в процессе оттаивания.
В норм альных условиях бетон отвердевает при температуре от плюс 5 до 35 ° Цельсия.
Но что произойдет, если температура будет снижаться?
Чем ниже температура воздуха, тем медленнее будет происходить отвердевание. При температуре ниже нуля вода в бетонном растворе начинает кристаллизоваться, и процесс отвердевания прекращается. Ледяные кристаллы нарушают процесс связывания бетона с арматурой, способствуя в дальнейшем ее отслаиванию.
Для работ с бетоном желательно, чтобы среднесуточная температура воздуха превышала + 5 ° Цельсия. При температуре ниже –4° Цельсия бетон теряет до 50% прочности.
В случае, если температура то поднимается выше нуля, то опускается ниже, бетон то набирает прочность, то прекращает. В итоге отвердевание происходит дольше.
Бетонирование желательно производить в теплое время года. Но климатические условия в большинстве регионов России таковы, что оптимальная температура для работы с бетоном случается только в очень ограниченные периоды. Замораживать стройку на полгода из-за наступления холодов не всегда выгодно. Есть недостатки и у бетонирования в теплый сезон: в летнюю жару бетон слишком быстро схватывается, а осенью часто выпадают осадки.
Возможные причины бетонирования в холодный сезон:
Бетонирование на слабом грунте, которое в теплый сезон затруднено.
Желание сэкономить на цементе, поскольку зимой он дешевле.
Необходимость срочно заняться строительством.
Чтобы обеспечить отвердевание, при бетонировании в зимнее время применяются особые меры:
укрывание пленкой и утеплителями;
устройство временного укрытия, прогреваемого тепловыми пушками;
При незначительном понижении температуры увеличивают количество цемента в растворе.
Все виды прогрева – довольно сложные мероприятия, которые к тому же требуют дополнительных расходов: бетон нужно равномерно прогревать либо не давать ему охлаждаться в течение всего периода набора критической прочности. Зимнее бетонирование может потребовать вложения средств на 20-30% больше, чем летнее.
Время отвердевания зависит не только от температуры воздуха, но и от типа бетона.
Если бетон успеет набрать критическую прочность до заморозков, то после оттаивания отвердевание продолжится. Но если промерзает бетон, не набравший критическую прочность, вода кристаллизуется, и в бетоне появятся полости и трещины, снижающие его прочность.
Если нет данных о критической прочности, ее принимают за 70% от проектной прочности.
Введение противоморозных добавок – самый простой и экономически выгодный вариант бетонирования в условиях низких температур.
По своему действию противоморозные добавки делятся на три группы:
Антифризы (поташ, нитрит натрия, хлориды кальция и натрия). Снижают температуру застывания воды. Время отвердевания немного уменьшают.
Ускорители отвердевания (поташ, смеси хлорида кальция с карбамидом или нитритом кальция). Суть их работы в увеличении скорости растворения силикатных компонентов цемента, в результате чего образуются соли, снижающие точку замерзания раствора.
Сульфаты. Эти соли выделяют тепло, благодаря чему ускоряют протекающие в растворе реакции.
Противоморозные присадки бывают сухими и жидкими.
Поташ (карбонат калия). Ускоряет застывание бетона, снижает температуру замерзания смеси. Используется совместно с тетраборатом натрия (бурой), так как в чистом виде снижает прочность бетона. Смесь с добавлением поташа быстро схватывается, что усложняет укладку, поэтому нуждается в добавлении суперпластификатора.
Карбонат калия относится к опасным веществам, требующим соблюдения мер безопасности.
Тетраборат натрия. Может использоваться вместе с поташем либо как самостоятельная добавка, которая сохраняет структуру бетона после размораживания, уменьшает водопроницаемость бетона, увеличивает его прочность и предотвращает растрескивание.
Формиат натрия (кальция). Ускоряет отвердевание бетона и работает как пластификатор. Применяется совместно с лигносульфнатом нафталина.
В качестве противоморозной добавки формиат натрия или кальция применяется в концентрации не выше 6% от смеси.
Нитрит натрия. Снижает точку замерзания воды в смеси. Может использоваться при температуре от 0° до минус 25° С.
Вещество ядовито и пожароопасно; его применение требует осторожности. Его нельзя смешивать с лигносульфоновыми кислотами, так как продукт реакции – токсичный газ.
Определить наличие этих компонентов в комплексной добавке можно по маркировке:
М НК – мочевина и нитрат кальция,
ХК – хлорид кальция (не применяется в армированном бетоне, так как способствует коррозии),
К жидким добавкам относится аммиачная вода, которую получают путем растворения в воде аммиачного газа. Эта присадка не только придает морозоустойчивость бетону, но и не способствует коррозии арматуры, в отличие от многих других противоморозных добавок. Кроме того, она замедляет застывание бетона, а не ускоряет его.
Добавки промышленного производства обычно выполняют несколько функций:
снижают температуру замерзания смеси;
регулируют скорость набора прочности;
ускоряют протекающие в растворе реакции;
изменяют характеристики смеси.
Противоморозные добавки могут одновременно придавать бетонному раствору дополнительные характеристики:
Увеличивают подвижность смеси, способствуя ее оптимальному распределению, уменьшают количество цемента в смеси, повышают влагостойкость бетона (пластификаторы). Изготавливаются на основе органических полиакрилатов либо сульфатов меламиновой смолы или нафталина.
Повышают прочность бетона (упрочняющие добавки). Содержат сульфаты железа, алюминия, нитрит и хлорид кальция.
Противодействуют коррозии арматуры, увеличивая срок службы изделий (коррозионностойкие).
Регуляторы подвижности. Продлевают время работы с бетоном, препятствуя быстрому схватыванию.
Комплексные добавки обеспечивают воздействие по нескольким направлениям.
Пропорции добавления присадок в бетонную смесь могут быть разными у разных добавок. Эту информацию необходимо уточнять в инструкции. Несоблюдение рекомендаций производителя влечет снижение качества бетона.
Обычно расход добавок невелик и варьируется в пределах 1-2%.
Антифризы добавляют в концентрации 10-15% от массы раствора; усилители отвердевания – 3-5% от массы цемента; соли-ускорители – 2-4% от общей массы.
Расход добавок может зависеть от следующих факторов:
уход за бетоном во время набора прочности.
Добавки предварительно растворяют в воде.
Противоморозные добавки необходимы при работе с объектами, которые находятся на открытом воздухе или в неотапливаемом (строящемся) помещении:
Большинство противоморозных присадок – агрессивные химические вещества; некоторые из них токсичны.
Правила работы с добавками:
Надеть спецодежду и резиновые сапоги.
Использовать респираторы, защитные очки, перчатки.
При работе в помещении обеспечить проветривание.
Избегать попадания добавок на кожу. Если это произошло, тщательно промыть водой и мылом.
При попадании в глаза обильно промыть и немедленно обратиться к врачу.
По окончании работ вымыть лицо и руки.
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%.
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.
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.
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.
Наряду с преимуществами, противоморозные добавки имеют ряд недостатков:
увеличивают расход цемента;
некоторые добавки могут быть токсичными;
некоторые виды добавок могут способствовать коррозии арматуры;
могут снижать скорость набора прочности бетона.
Для понижения точки замерзания воды можно использовать хлориды, например, хлорид кальция, а в домашних условиях – и хлорид натрия (поваренную соль) в концентрации 2-4% от общем массы раствора (2% при температуре не ниже –5° С, 4% – при температуре до –10° С). Недостаток такой добавки – она вызывает коррозию металла, поэтому для армированных конструкций не подходит.
Самодельные противоморозные добавки работают при температуре до –10° С.
Оптимальный выбор – готовые добавки. Они сбалансированы, функциональны и снабжены четкими инструкциями по дозировке и способу применения.
Климатические условия большей части территории России обеспечивают оптимальную для бетонных работ температуру в очень ограниченные промежутки времени, поэтому строители сталкиваются с необходимостью заливки бетона при низких температурах. Для набора прочности в условиях отрицательных температур необходимо либо проводить дорогостоящие и трудоемкие мероприятия по согреванию бетона, либо воспользоваться противоморозными добавками, разнообразие которых позволяет выбрать подходящий состав для любого типа сооружений и погодных условий.
источник
Противоморозная добавка в бетон своими руками изготовляется тогда, когда под рукой нет пластификатора промышленного производства или же когда требуется бетону придать уникальные свойства. При этом в некоторых случаях самостоятельное изготовление такой присадки позволяет значительно сэкономить на производстве строительных работ, так как ее можно приготовить из имеющихся под рукой дешевых подсобных материалов.
Решив изготовить пластификатор для бетона своими руками, вы должны знать, что антиморозные добавки различают по виду того химического вещества, которое добавляется в раствор с целью приготовления бетонного раствора, предназначенного для использования на морозе. Так, в частности, это могут быть следующие химические элементы:
- хлористые соли, а именно хлористый натрий (поваренная соль) и хлористый кальций;
- нитрит натрия;
- углекислый калий или поташ.
Применяя названные вещества в качестве спецдобавок в строительную смесь, вы сможете при строительстве обойтись без подогрева залитого в опалубку раствора. При этом стоит знать, что те же хлористые соли значительно усиливают коррозию металлической арматуры. В связи с этим, задумав приготовить бетон своими руками, закладывайте в него такие соли только тогда, когда вы собираетесь бетонировать неармированные конструкции. Некоторые из таких солей можно применить и для бетонирования изделий из железобетона с ограничениями, установленными в соответствующей строительно-технической документации.
Изготавливая антиморозный пластификатор для бетона своими руками, помните, что принцип работы таких добавок состоит в том, что добавляемые в воду и далее в раствор перечисленные выше химические вещества, понижают температуру замерзания водного раствора, содержащегося в бетоне. В результате он приобретает способность затвердевать при минусовых значениях температур.
Приготавливая противоморозный раствор бетона своими руками, необходимо учитывать то обстоятельство, что разные виды пластификаторов имеют разные свойства и характеристики. Именно они будут впоследствии влиять на характеристики самого бетона и конструкций из него выполненных.
Так, например добавляемые в раствор хлористые соли не должны составлять больше 7,5% массы цемента. Нитрит калия в подобной смеси должен занимать 10%, а поташа — 15% от удельной массы цемента. При этом если вы в качестве антиморозной присадки примените хлористые соли, то к моменту замерзания водно-солевого раствора прочность бетона не может быть менее 5,0 МПа. Такой бетон должен быть выдержан под укрытием до достижения уровня распалубочной прочности.
Применение противоморозных пластификаторов позволяет избежать обогрева бетонной конструкции только тогда, когда на строительной площадке фиксируется температура не ниже расчетной. Если в раствор введена максимально допустимая концентрация хлористых солей и нитрита натрия, залитый бетон может выдержать на открытом воздухе без обогрева температуру — 15°С.
В любом случае при понижении температуры ниже указанного порога придется принимать меры для утепления опалубки и укрытия залитой конструкции по методу «термоса», а также обеспечивать их обогрев при помощи пара или электричества.
Бетонные растворы с высоким уровнем содержания солевых пластификаторов хороши тем, что для них допускается наличие отрицательных температур при выходе из смесителя. При этом для замешивания самой смеси можно брать такие холодные материалы, как песок, щебень и гравий. При этом температура у них должна быть не ниже 15°С.
Если желают избежать раннего схватывания бетонной смеси из-за наличия в ней слишком большого количества хлористых пластификаторов, ее готовят раздельным способом. Для этого сначала песок, цемент и щебень замешивают вместе с водой, в которую добавлен антиморозный пластификатор с 70% воды затворения.
Только после этого в раствор добавляют оставшуюся воду, доводя содержание добавки до необходимой концентрации. При этом на момент завершения процесса приготовления бетонного раствора он должен быть теплее температуры замерзания на пять градусов.
Наибольший эффект в морозы дает смесь, приготовленная на подогретых строительных материалах с малыми дозами пластификатора. Если же приходится готовить раствор с использованием холодных компонентов, количество добавляемого в раствор пластификатора необходимо увеличить.
При применении подогретых материалов температура отвердевания бетона будет такая:
- раствор 3% NaCl + 2% NaN02 — до — 5°С;
- раствор СаС12 + 5% NaN02 — до — 8°С;
- раствор 3% СаС12 + 5% NaCl — 10°С.
Бетон, приготовленный в соответствии с первыми двумя пунктами, можно использовать для изготовления железобетонных конструкций, а созданный в соответствии с последним пунктом — исключительно в неармированных изделиях.
При этом во избежание утери прочностных характеристик под воздействием низких температур залитый бетон должен иметь температуру не ниже 15°С в первые сутки, а вторые — не менее 7°С. В любом случае понижаться она не должна ниже — 15°С. Для этого необходимо производить обогрев бетонных изделий до их распалубки.
Если же вы хотите делать «холодную» смесь, то температура ее затвердевания будет следующей:
- смесь 3% СаС12 + 7% NaCl — до -10°С;
- смесь 9% СаС12 + 6% NaCl — до -15°С.
При этом объем пластификатора ограничивается десятью процентами, однако если температура на строительной площадке будет ниже расчетной в -15°С, бетон в опалубке придется в течение двух недель утеплять или же использовать обогрев электричеством или паром с обустройством «термоса».
Здесь смесь готовится сначала без добавления пластификатора путем перемешивания семидесяти процентов цемента, воды, песка и щебня. И только после этот добавляется необходимый по технологии раствор солей-пластификаторов.
источник