Бетон с противоморозными добавками: как работают, нужно ли греть, расход
что это такое и зачем нужна
Содержание
- Что такое бетон с противоморозными добавками?
- Достоинства
- Недостатки
- Виды
- Пластификаторы
- Упрочняющие
- Коррозионностойкие
- Регуляторы подвижности
- Морозоустойчивые
- Комплексные
- Как происходит бетонирование?
- Области применения
- Расход добавки
- Прогрев материала
- Рекомендации
- В заключении
- Похожие статьи:
Для высыхания бетонной смеси обязательным фактором является высокая температура, оптимальное значение 10-25°С. Если работать с цементом на улице зимой, влага кристаллизуется и раствор будет безнадёжно разрушен. Противоморозная добавка (ПМД) в бетон поможет заливать бетон даже зимой. В ассортименте представлены составы с различной устойчивостью к минусовым температурам, отдельные виды позволяют продолжать строительство в -30°С. Противоморозные добавки предотвращают замерзание смеси.
Что такое бетон с противоморозными добавками?
В составе добавки для бетона присутствуют специальные присадки или их комплексы, которые соединяются с водой и понижают температуру перехода влаги в другую форму. Другая функция ПМД в бетоне – это ускорение схватывания, процесс набора прочности зависит от температуры, в холодное время приходилось бы ожидать по 2 месяца и больше. Бетон с ПМД имеет ускоренную кинетическую реакцию.
Стандарты не устанавливают отдельных требований к качеству добавок, нормы действуют такие же, как и к остальным составам согласно ГОСТу 21411-2008. Для защиты металлических элементов в бетоне применяются специальные добавки, которые регламентируются ГОСТом 31384-2008.
Противоморозная добавка – это вещество, которое понижает температуру замерзания воды в веществах, в которые добавляется добавкаДостоинства
Цементным растворам полезна противоморозная добавка благодаря ряду преимуществ:
- возможности строительства без простоев в зимнее время года;
- лёгкости транспортировки жидкого состава при низкой температуре;
- уменьшению необходимости в подогреве бетона для схватывания смеси;
- повышению прочности бетонной конструкции;
- снижению расхода цементного раствора в сравнении со стандартным составом.
Недостатки
[adsense1]
Минусы ПМД:
- приводят к формированию солевых разводов сверху материала, их крайне сложно удалить;
- значительно снижается прочность материала, если нарушить технологию приготовления: добавить избыточное или недостаточное количество противоморозной присадки в бетон или игнорировать уход за ним до схватывания;
- некоторые компоненты носят токсичный характер, они непригодны для применения в помещениях жилого типа.
Виды
Каждая противоморозная добавка для бетона различным образом влияет на физические и химические свойства раствора.
Данное свойство позволяет твердеть бетону и различным смесям при температуре ниже нуляСовременные составы изготавливаются с учётом одного из трёх механизмов:
- антифризы. Снижают температуру замерзания воды. Помогают нормализовать течение процесса застывания;
- ускорители схватывания. Снижают время до минерализации и приобретения максимальной прочности состава;
- растворители.
Помогают растворить в воде частицы бетона, которые изначально не поддавались растворению. По конечному результату группа сопоставима с влиянием антифризов, но оказывает меньшее негативное влияние на прочность бетонного камня.
Чаще всего используются противоморозные присадки в бетон из группы ускорителей схватывания и антифризов. В составе ПМД присутствуют соли неорганической (нитраты, карбонаты, хлориды, сульфаты, формиаты) и органической (мочевина) природы происхождения. Одними из самых распространённых материалов являются хлорид кальция и аммиачная вода.
Перечисленные группы дополнительно разделяются на подгруппы. Без знания их свойств невозможно сделать правильный выбор.
Пластификаторы
[adsense2]
В основе антиморозных пластификаторов используются сульфаты меламиновой смолы и нафталина, а также полиакрилаты органической природы. Оказывают пластифицирующее влияние на бетон, снижают расход воды, увеличивают прочность конструкции и делают её влагонепроницаемой.
После использования противоморозной добавки бетон легче укладывать и разравнивать. Смесью проще заполнить любую форму и удалить из неё пустоты. Цемент дольше удерживает влагу. ПМД снижают затраты на электроэнергию и воду.
Упрочняющие
[adsense3]
Применяют для ускорения затвердевания бетона. В составе присутствуют сульфаты алюминия, железа, нитрат кальция и хлорид кальция. Их основная задача – снижение времени застывания раствора. Они действуют на протяжении первых 3 суток, в это время наибольшая концентрация противоморозной присадки и она более эффективна. После внесения упрочняющих добавок работа с готовым цементным раствором может выполняться с учётом повышения классовой прочности.
Коррозионностойкие
Применяют противоморозные коррозионностойкие присадки для защиты железобетонных конструкций от морозов и окисления. Они позитивно сказываются на сроке службы изделия, улучшая долговечность. С такими добавками бетон более устойчив агрессивным веществам.
Регуляторы подвижности
[adsense4]
В условиях тёплого воздуха на стройплощадке цементный раствор быстро схватывается, а вещества данной группы продляют возможность использования смеси.
В последнее время спрос на строительные добавки значительно вырос, и теперь в этой сфере имеются добавки с широким спектром действийПредставляют собой химические присадки и бывают двух видов:
- Добавки, которые вводятся в смесь небольшим количеством (0,1–2% от массы цемента)и регулируют свойства бетона.
- Тонкомолотые лигатуры (5–20%) – применяются для сокращения расхода цемента, при этом не меняя качества изделий.
Морозоустойчивые
[adsense5]
Морозоустойчивая присадка – это антифризы, позволяющие проводить строительные работы при отрицательных значениях термометра.
Определить состав средства можно по маркировке:
- НК – нитрат кальция;
- М – мочевина;
- М НК – соединение предыдущих веществ;
- П – карбонат кальция, сокращает время затвердения состава при -30°С;
- ХК – смесь кальция и соляной кислоты.
Не применяется для железобетонных конструкций, так как ускоряет коррозию металла.
Комплексные
[adsense6]
Строительство домов, бани, сауны и бассейна в холодное время года требует одновременно несколько из перечисленных эффектов. Комплексные добавки ускоряют твердение бетонов и растворов цемента, упрочняют ЖБ-конструкции и защищают металл от разрушения.
При их правильной эксплуатации строители получают ожидаемый результатКак происходит бетонирование?
[adsense7]
Изначально стоит подобрать правильную ПМД. Существуют составы своего приготовления, которые оказывают аналогичный эффект производственным средствам. Одной из простых и универсальных противоморозных добавок является аммиачная вода. Вещество отличается низкой стоимостью и отсутствием влияния на каркас стены.
Её концентрацию определяют в зависимости от температуры окружающей среды:
Температура воздуха, °С | Концентрация аммиачной воды затворения, 5% |
< -10 | 5 |
от -10 до -20 | 10 |
от -20 до -35 | 15 |
< -35 | 20 |
Любые составы вносятся в подогретый (10-20°С) или холодный раствор. Подобрать способ добавления стоит с учётом технических средств реализации и поставленной цели.
Противоморозные присадки в бетон ускоряют схватывание, они сокращают время от изготовления до начального этапа схватывания к 3 часам. Времени достаточно для транспортировки состава на расстояния до 100 км. На удалённые объекты доставить раствор вряд ли удастся.
Они используются для монолитных, железобетонных конструкции и конструкций из бетонаДля улучшения подвижности состава и его однородности в цистерны цементовозов могут встраиваться системы подогрева.
Процедура заливки бетона выполняется в стандартную опалубку, которая не имеет отличий от традиционной практики. Изменения могут наступать на этапе ухода за составом, но процедура зависит от типа ПМД. Отдельные производители и типы требуют утепление поверхности раствора с помощью накрывания слоем опилок или полиэтиленовой плёнкой. Внутри бетона увеличивается температура за счёт сохранения внутреннего тепла.
Утепление требуется при внесении низкой концентрации ПМД.
Если доля присадок относительно высока, затвердение происходит без дополнительного утепления и подогрева, но при условии соблюдения температуры окружающей среды.
Области применения
[adsense8]
Активное применение противоморозных добавок в бетон требуется в регионах с низкой температурой: зимой на всей площади России, в различные периоды года – в северных областях. ПМД используются при необходимости выполнения ремонтных работ, которые требуют восстановления бетонных конструкций: жилых зданий, дорог, взлётно-посадочных полос, гидротехнических сооружений.
ПМД для бетона при плюсовой температуре в диапазоне 1-5°С помогает улучшить показатели прочности и однородности монолитной плиты.
Делают гораздо проще укладку бетона, повышает его прочность и т.дРасход добавки
[adsense2]
Расход ПМД в бетон напрямую зависит от предназначения материала и норм внесения, заложенных производителем или техническими документами. Преимущественно антифризы добавляются в концентрации 10-15% от общего веса раствора. При увеличении дозировки состав может потерять часть прочностных показателей, а иногда полностью разрушается.
Ускорители затвердевания применяются в меньшей концентрации – 3-5% от доли цемента. При выборе экономически выгодной добавки стоит обратить внимание на соли-ускорители, а именно формиат натрия, его концентрация составляет 2-4% к бетону.
Прогрев материала
[adsense3]
Выделяют 2 основных способа поддержания тепла в противоморозном бетоне:
- обогрев электрическим оборудованием. Процедура оправдана только при выполнении масштабных строительных работ, так как удельные затраты на обогрев увеличиваются при снижении объёма бетона;
- утепление. Чтобы обеспечить нужную температуру, чаще используется покрытие бетона теплоизоляционным материалом. Он предотвращает испарение влаги и снижает тепловые потери. Для остановки испарения выгодно накрывать бетон полиэтиленовой плёнкой. Более эффективная теплоизоляция обеспечивается слоем опилок или покрытием сухими досками.
Рекомендации
[adsense4]
Работа с цементным раствором относительно простая, но имеет ряд подводных камней:
- при необходимости просверлить отверстие, важно правильно подобрать инструмент и сверло. Самая эффективная процедура — алмазное бурение отверстий в бетоне или использование победитового сверла;
- для создания высокопрочных, нагруженных строений обязательно укладывается металлический каркас. Важно понимать, как работает арматура в бетоне, чтобы создать максимально прочное сооружение. Наилучшие технические характеристики обеспечивает арматурный каркас и фибра для бетона;
- декоративные качества цемента довольно низкие, чаще всего его сверху обрабатывают финишным покрытием.
Существует альтернативный вариант – шлифовка, она помогает устранить выступы и улучшить внешний вид материала. Разработано несколько эффективных способов, как отшлифовать бетон;
- теплоизоляционные характеристики любого монолитного основания уступают пористым материалам. Блоки из пористого бетона сохраняют тепло, создают меньшие нагрузки на основание и проще укладываются, но не подходят для возведения многоэтажных зданий.
В заключении
Использование противоморозных добавок в холодное время года является обязательным условием создания качественного бетонного покрытия. Применяя стандартный состав бетона, существенно нарушается прочность конструкции и есть риск быстрого выхода из строя. Максимальную надёжность и прочность удаётся получить при соблюдении пропорций и технологии внесения морозостойких присадок.
Как вам статья?
Нитрат кальция (НК) — противоморозная добавка в бетон
Полное описание
Нитрат кальция тех. (НК) используется в строительстве в качестве добавки в бетон, улучшающей физико-механические свойства бетона (ГОСТ 24211-91 «Добавки для бетонов». Общие технические требования).
Нитрат кальция является:
-
ускорителем твердения бетона,
-
противоморозной добавкой (до -15°С) (не образующей высолы!),
-
ингибитором коррозии металлической арматуры (пролонгированного действия),
-
предотвращает ложное схватывание бетона, уменьшается трещинообразование, уплотняетбетон.
Применение: Нитрат кальция разрешен к применению в качестве модифицирующей добавки в бетоны и строительные растворы при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, монолитных частей сборно-монолитных конструкций и замоноличивания стыков сборных конструкций, для ячеистых бетонов и др.
Ограничения: не допускается использование нитрат кальция в качестве добавки в бетон в предварительно-напряженных изделиях и конструкциях, армированных сталью Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, A-IV, A-5, а также ж/б конструкциях, предназначенных для эксплуатации в зонах действия блуждающих токов.
Использование нитрата кальция позволяет:
-
Повысить скорость твердения бетонов, в том числе бетонов с низким показателем вода/цемент с замедленными сроками схватывания за счет добавления пластификаторов и суперпластификаторов. -
Повысить прочность бетона.
-
Получить бетоны гидротехнические (С-3 + НК + ГКЖ-11К).
-
В зимнее время проводить бетонирование до t -15°С.
-
При производстве ЖБИ снизить температуру пропарки до 30ºС или исключить ее совсем.
-
Существенно сократить энерго и трудозатраты
-
Получать связные, однородные и нерасслаиваемые бетонные смеси подвижности до 30 см по осадке нормального конуса, сохраняя при этом высокие показатели прочности, морозостойкости и водонепроницаемости затвердевшего бетона.
-
Снизить количество воды затворения
-
Длительно защищать арматуру от коррозии, вызванной высоким содержанием хлоридов.
Зависимость эффективности от типа цемента
Наиболее целесообразно применение НК с низко- и среднеалюминатными цементами, портландцементом и при твердении бетона в нормальных тепловлажностных условиях. Эффективно также его использование со шлакопортландцементом, содержащим более 30% доменного гранулированного шлака (независимо от минералогического состава клинкера), — если предусмотрено пропаривание бетона до 100ºС. НК наиболее эффективен как ускоритель набора прочности для портландцемента с высоким содержанием белита и низким содержанием щелочи (Na2O).
Совместимость: Нитрат кальция совместим со всеми видами добавок д/бетонов при условии их раздельного введения в бетонную смесь (ЛСТ, меламиновыми и нафталинформальдегидными суперпластификаторами, биополимерами и др.).Если предполагается их смешение до введения в бетонную смесь – проверить на совместимость.
Ускоритель твердения:
Нитрат кальция в дозировке 0,5 -1,6% от массы цемента действует как мощный ускоритель сроков схватывания и, таким образом, повышает прочность на ранней стадии (например,при 20ºС через 6-8 часов). В дозировке 1 -1,5 % от массы цемента обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, интенсифицирует набор прочности и повышает конечную прочность на 20 — 30 %. В дозах (1,6-2,0 %) вводится для долгосрочного повышения прочностных характеристик бетона.
Противоморозная добавка:
Данные по дозировке нитрат кальция в бетонную смесь в зависимости от расчетной температуры твердения бетона приведены в таблице. Нитрат кальция может использоваться как самостоятельно, так и в комплексе с карбамидом (мочевиной), который одновременно пластифицирует бетонную смесь.
Расчетная температура твердения бетона, °С |
|
От 0 до -5 °С |
1 % |
От -6 до -10 °С |
2 % |
От -11 до -15 °С |
3 % |
Рекомендуется использовать НК совместно с суперпластификаторами, например С-3, что позволяет существенно уменьшить водоцементное отношение и снизить дозировку НК (за счет уменьшения количества воды).
Ингибитор коррозии
Нитрат кальция препятствует коррозии арматуры, вызванной повышенным содержанием хлоридов. Дозировка 3 — 4 %. Применяемые в качестве высокоэффективного ингибитора коррозии стали нитрит кальция (или натрия) хотя и превосходят нитрат кальция при краткосрочных испытаниях, зато значительно уступают ему по длительности действия.
Снижение риска трещинообразования
Нитрат кальция может использоваться как добавка, снижающая риск трещинообразования из-за быстрой потери влаги в свежем бетоне. Ускоренный набор прочности бетона с добавкой НК препятствует образованию усадочных трещин. Например, при проведенных испытаниях бетонных смесей с водоцементным соотношением 0,45, с 2% НК от массы цемента бетонные кольца были подвергнуты высыханию в установке, со скоростью ветра 4,5 м/с, при температуре 20ºС, относительной влажностью 43%. Бетон без добавки имел усадочные трещины, в то время как не наблюдалось ни одной трещины в бетоне с 2% НК).
Уплотнение бетона
Нитрат кальция уплотняет бетон. Это способствует его ускоренной самокальматации (самозакупоривании порового пространства карбонизирующейся на воздухе гидроокисью кальция) и предотвращает высолообразование на стадии эксплуатации. Компоненты полностью вступают в химические реакции с цементом и не вызывают последующего высолообразования при капиллярном водоподсосе. Даже при максимальной дозировке НК -5% от массы цемента высолообразования не происходит.
Устранение эффекта ложного схватывания:
При транспортировке на большие расстояния или в условиях жаркого климата бетон с добавлением пластификатора (особенно лигносульфонатного) при эффекте ложного схватывания можно привести в рабочее состояние на месте путем добавления нитрата кальция в барабан бетонного миксера.
Поставка: В настоящее время поставляется кальция нитрат (тетрагидрат) — Ca(NO3)2*4H2O, физические свойства которого приведены в таблице
Наименование показателя |
Норма |
Внешний вид |
|
Массовая доля нитрата кальция, %, не менее |
69,0 |
Массовая доля воды, %, не более |
30,5 |
Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более |
0,1 |
Продукт не содержит примесей, хорошо растворим в холодной воде.
Внимание! Ca(NO
3)2 *4H2O имеет температуру плавления +42 °С!Транспортировка и хранение: Транспортировка осуществляется любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов. В сухом виде упакован в мешки по 20 кг. НК хранят в сухих закрытых складских помещениях на поддонах. Гарантийный срок хранения — 2 года со дня изготовления.
Пожароопасность и токсичность: НК не горюч и не взрывоопасен, но при повышенных температурах (после испарения кристаллогидратной воды) является окислителем (не хранить совместно с горючими материалами!). По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Нитрат кальция исключительно легко растворим в воде. При попадании на кожу – смыть водой.
Дополнительно использованная литература:
-
СП 82-101-98 Приготовление и применение растворов строительных.
-
ГОСТ 1922-84 Арболит (бетон на основе цементного вяжущего) и изделия из него.
-
ГОСТ 25820-83 Бетоны легкие.
-
Руководство по применению химических добавок к бетону, Москва, 1975 г.
Порядок применения противоморозной добавки нитрат кальция (Ca(NO
3)2*4H2O)Для приготовления 42% рабочего раствора (в пересчете на Ca(NO3)2) необходимо 1 мешок (20кг) нитрата кальция (Ca(NO3)2*4H2O) смешать с 12,4 литра воды получится раствор плотностью 1,38. (Температура начала кристаллизации -28Со). Далее рабочий раствор дозируется согласно таблицы.
Содержание сухого вещества (Ca(NO3)2*4H2O) в 1 литре раствора составляет 0,85284 кг.
Минимальная ночная температура воздуха Со |
Дозировка рабочего раствора в зависимости от массы цемента. |
||||||||
150кг |
200кг |
250кг |
300кг |
350кг |
400кг |
450кг |
500кг |
550кг |
|
0 — 5 |
1,75л |
2,35л |
2,9л |
3,5л |
4,1л |
4,7л |
5,3л |
5,9л |
6,5л |
— 6 — 10 |
3,5л |
4,7л |
5,9л |
7л |
8,2л |
9,4л |
10,6л |
11,8л |
13л |
— 11 — 15 |
5,3л |
7л |
8,8л |
10,6л |
12,3л |
14л |
15,8л |
17,6л |
19,3л |
Примечание: Можно дозировать сухой нитрат кальция, но при этом необходимо соблюдать следующую последовательность приготовления смеси: цемент-добавка (нитрат кальция) – перемес – затем инертные материалы (заполнитель) и вода; Количество сухого нитрат кальция рассчитывается по формуле X= my * Vt , где X-это количество нитрат кальция необходимого для введения, my – это масса цемента, используемого на 1м3 смеси. Vt – дозировка нитрат кальция в зависимости от to окружающей среды в % от массы цемента. (от 0оС до -5оС – 1%; от -6оС до -10оС – 2%; от -11оС до -15оС – 3%)
[PDF] Влияние нитрата кальция в качестве противоморозной добавки на прочность бетона при сжатии при низких температурах
- title={Влияние нитрата кальция в качестве добавки к антифризу на прочность бетона при сжатии при низких температурах},
автор = {Фатма Караг {\»о}л и Рамазан Демирбога и Мехмет Акиф Кайгусуз и Мехрзад Мохабби Ядоллахи и Риза Полат},
journal={Наука и технологии холодных регионов},
год = {2013},
объем = {89},
страницы = {30-35}
}
- Fatma Karagöl, R. Demirboga, R. Polat
- Опубликовано 1 мая 2013 г.
- Материалоте получение свежего бетона в условиях холода
- Р. Демирбога, Фатьма Карагёль, Р.
Полат, М. Кайгусуз
Материаловедение
- 2014
Влияние противоморозных добавок на свежий бетон, подвергнутый циклам замораживания и оттаивания
- Р. Полат
Материаловедение
- 2016
Влияние портландцементной селитры на скорость твердения цемента и кальциевой селитры разные температуры
- А. Кичайте, И. Пундиене, Г. Скрипкюнас
Материаловедение
- 2017
Нитрат кальция в растворах и бетонах как ускоритель схватывания, пластификатор, пролонгатор схватывания, как многофункциональный ускоритель схватывания, пластификатор, ускоритель схватывания усилителя и как примесь к антифризу. Используемый связующий материал и…
Поведение свежих и затвердевших бетонов с антифризными добавками при низких температурах глубокой заморозки и наружных зимних условиях
- Фатьма Карагёль, Р. Демирбога, В. Хушефати
Материаловедение
2014
Реакционная прочность и гидратация 2
- Р. Демирбога, Фатьма Карагёль, Р.