Что нужно добавлять в раствор при минусовой температуре: Работа с цементным раствором при минусовой температуре, какие есть нюансы?

Кладка зимой при минусовой температуре особенности

При отрицательной температуре воздуха в растворе происходят про­цессы, отражающиеся на его струк­туре и прочности. Когда раствор за­мерзает, вода, содержащаяся в нем, превращается в лед, который не мо­жет вступать в химическое взаимо­действие с вяжущими веществами. Кроме того, замерзающая в раство­ре вода значительно увеличивается в объеме, вследствие чего структу­ра раствора разрушается и он частично теряет свою прочность. При быстром замерзании в швах свеже-выложенной кладки образуется замо­роженная смесь вяжущего вещества и песка, в результате чего раствор очень быстро теряет пластичность и горизонтальные швы остаются недо­статочно уплотненными. При оттаива­нии швы обжимаются тяжестью клад­ки, что, в свою очередь, приводит к значительной и неравномерной осадке, потере прочности и устойчи­вости кладки. Эти обстоятельства объясняют необходимость соблюде­ния режима зимней кладки, обеспечи­вающего прочность раствора и кладки в целом. При возведении каменных стен в зимних условиях необходимо систематически контролировать качест­во раствора и дозировку добавок. В зависимости от вида кладки и типа возводимых конструкций каменные работы могут проводиться следующи­ми способами: замораживанием, с ис­пользованием противоморозных до­бавок, с применением последующего прогрева. Кладку каменных стен в зим­них условиях следует выполнять с ис­пользованием цементных, цементно-известковых или цементно-глиняных растворов.

Использование противомороз­ных добавок способствует пониже­нию температуры замерзания воды, содержащейся в растворе. Такие до­бавки также ускоряют химический процесс твердения цемента. Благо­даря этим свойствам противомороз­ных добавок раствор накапливает прочность при более низких темпе­ратурах, чем обычно.

В качестве химических доба­вок в раствор можно вводить хлористый кальций и хлорис­тый натрий, углекислый ка­лий, а также нитрат натрия. Использование таких добавок допускается при кладке стен, не требующих тщательной от­делки поверхности. Добавление в раствор тех или иных добавок должно быть согласовано с проектной организацией.

Растворная смесь с химическими добавками в момент укладки долж­на иметь температуру не ниже 5 °С. Отогревать замерзший раствор с по­мощью горячей воды запрещается. При возведении кладки на раство­рах с химическими добавками необ­ходимо следить за тем, чтобы приго­товленный раствор был использован до того, как он под воздействием до­бавок начнет схватываться.

Кладка кирпича способом замо­раживания сводится к следующе­му. Температура раствора во время кладки не должна быть ниже 5 °С при температуре воздуха -10 °С, 10 °С при температуре воздуха от-10 до -20 °С, 15 °С при температуре воздуха ниже -20 °С. Чтобы температура раство­ра не опускалась ниже необходимой, кладку следует выполнять в сжатые сроки, при этом раствор должен быть использован в течение 20-30 минут.

Замерзший и затем разбавленный горячей водой раствор использо­вать нельзя, так как добавление воды способствует образованию в раство­ре большого количества пор, заполненных льдом. В результате при оттаи­вании раствор становится рыхлым и теряет необходимую прочность. Чтобы швы в кладке были обжаты хо­рошо, раствор необходимо расстилать на постели короткими грядками — под два ложковых кирпича в верстах и под пять-шесть кирпичей в забутовочном ряду.

Толщина швов должна быть такой же, как и при летней кладке, так как зимняя кладка замерзает в течение 1-2 часов, а обжатие раствора происходит после полного от­таивания кладки. При оттаивании кладка, имеющая слишком большую толщину швов, может дать значительную осадку и разрушиться.

При использовании способа замо­раживания оконные и дверные про­емы должны иметь высоту на 5 мм больше, чем при кладке в условиях положительных температур.

При использовании способа замо­раживания следует регулярно про­верять вертикальность кладки, пото­му что отклонение стен от вертикали может привести к еще большему их искривлению и разрушению при весеннем оттаивании раствора. К перио­ду наступления холодов все верти­кальные ряды верхнего ряда кладки должны быть заполнены раствором. На время перерыва в работе кладку следует накрыть утеплителем (толем, матами и т. п.). Перед возобновле­нием работ кладка должна быть очи­щена от наледи, замерзшего раство­ра и снега.

В местах соединения и углах внут­ренних стен на уровне перекрытий нужно уложить стальные связи.

Если будущий дом имеет высоту до четырех этажей, связи устанавлива­ются через этаж. В случае если вы­сота этажа превышает 4 м, связи необходимо установить на уровне каждого перекрытия. Связи заводятся в примыкающие стены на 1-1,5 м и закрепляются на концах анкера­ми. Если стены возводятся колодцевой кладкой, рекомендуется удвоить количество армированных швов и повысить марку раствора на 1-2 раз­ряда по сравнению с маркой, исполь­зуемой в летнее время.

Чтобы избежать осадки засыпки и ухудшения теплотехнических ка­честв при кладке стен облегченной конструкции, пустоты в них следует заполнять шлакобетоном с неболь­шим содержанием воды, шлакобе­тонными вкладышами или сухими засыпками без смерзшихся комьев. Если в процессе кладки устанавли­ваются оконные коробки, следует оставлять между верхом коробки и низом перемычки промежуток не менее 15 мм. При устройстве пере­городки следует учитывать и вели­чину осадки кладки. Просветы под

потолком должны в два раза превы­шать величину осадки стен, ожидае­мую в пределах данного этажа.

При оттаивании кирпичная кладка имеет наименьшую прочность и мо­жет разрушиться от перегрузок. По­этому способ замораживания можно использовать только при возведении конструкций, высота которых не превышает 15 м. Устойчивость клад­ки, произведенной методом замора­живания, в период оттаивания обес­печивается креплениями, преду­смотренными проектом.

Кладка методом подогрева долж­на проводиться с соблюдением сле­дующих правил:

• возведенная часть сооружения утепляется и обогревается изнутри временными нагревательными ус­тройствами. Утепленную часть кон­струкции необходимо оборудовать вентиляцией, сохраняющей влаж­ность воздуха не более 70%;
• нагрузка прогретой кладки воз­можна только после контрольных испытаний прочности раствора отогретой кладки.

В период оттаивания кладки, про­изведенной при низких температу­рах, происходит значительное сни­жение ее прочности и деформация, поэтому нужно тщательно следить за состоянием конструкции в период оттепелей. При оттаивании кладки следует соблюдать определенную очередность действий. По оконча­нии кладки каждого этажа необхо­димо установить контрольные рейки и по ним в течение зимы и весны наблюдать за осадкой стен. При по­теплении висячие стены и перемыч­ки с пролетом более 2,5 м нужно укрепить временными стойками. Та­кие стойки должны иметь клинья и поперечные подкладки из древе­сины мягких пород, способных сми­наться поперек волокон при осадке стен. Перед наступлением оттепелей горизонтальные борозды и другие пустоты следует заложить кирпи­чом. После того как окончательно установится теплая погода, нужно убрать с перекрытий защитные ма­териалы, строительный мусор, а за­тем раскрепить в поперечном на­правлении свободно стоящие стол­бы, простенки и стены.

При искусственном прогре­ве кладки, выложенной спо­собом замораживания, а также в период ее оттаива­ния, следует обращать осо­бое внимание на конструк­ции, испытывающие боль­шую нагрузку (столбы, опоры под сильно нагружен­ными прогонами, простенки, сопряжения стен и места опирания опалубки перемы­чек), проверяя целостность кладки на этих участках.

За состоянием кладки нужно на­блюдать в течение всего периода оттаивания и твердения раствора в кладке, которое происходит в тече­ние 7-10 суток после наступления круглосуточной положительной тем­пературы. Стены, находящиеся с юж­ной стороны, нужно увлажнять, что­бы предотвратить неравномерную осадку кладки. Прочность тверде­ющего раствора определяется спе­циальными приборами.

При возведении монолитных стен в условиях отрицательных темпера­тур необходимо контролировать прочность бетона до замерзания. Для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арма­турой прочность должна составлять 50% при проектной марке бетона 150, 40% для бетонов марки 200-300 и 30% для бетонов марки 400-500. Для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой, пролетных строений и других конструкций, испы­тывающих большую нагрузку, проч­ность бетона до замерзания должна составлять не менее 70% его проект­ной прочности. Эти требования не распространяются на бетоны, изго­тавливаемые с использованием противоморозных добавок.

При отрицательных температурах бетон выдерживается по принципу термоса. Для этого необходимо уст­роить утепленную опалубку, а от­крытые поверхности защитить ка-

ким-либо покрытием Использование этого способа совмещаете с электрическим про гревом бетона и обдуванием теплым воздухом или паром.

Бутобетонную клад­ку в условиях отрица­тельных температур необходимо выпол­нять способами, обес­печивающими накоп­ление бетоном прочности до его замерзания. Для этого используется принцип термоса, а также электро- и паропрогрев бутобетона.

Перед бутобетонной кладкой по принципу термоса необходимо очис­тить камень ото льда и снега, а бе­тонную смесь немедленно укрыть после укладки, чтобы сохранить ее температуру. Температура бетонной смеси при кладке должна соответ­ствовать принятой по расчету или указанной в проекте.

Для того чтобы ускорить тверде­ние бетона, необходимо разогреть смесь перед укладкой ее в опалуб­ку, а также ввести в нее химические добавки, снижающие температуру ее замерзания.

При бутобетонной кладке с приме­нением электропрогрева бутовый ка­мень нужно очистить от снега и нале­ди. Температура бетонной смеси долж­на к моменту включения электро-и паропрогрева быть не ниже 10 °С. Для электропрогрева в бетон закла­дываются стержневые электроды, которые затем подключаются к сети. Прогрев рекомендуется вести с по­мощью нашивных электродов, за­крепленных на внутренней стороне опалубки, при этом включая их од­новременно.

Независимо от используемого спо­соба выдерживания кладки при по­ложительной температуре состояние основания, на которое укладывается бетонная смесь, а также способ клад­ки должны исключать возможность замерзания бетонной смеси на сты­ке с основанием. Место стыка ранее уложенной кладки с новой должно быть отогрето до укладки бетонной смеси и предохранено от замерза­ния до приобретения вновь уложен­ным бутобетоном необходимой прочности.

При возведении в зимних услови­ях бутобетонных стен необходимо контролировать температурный ре­жим твердения бетона. Для этого в кладке следует оставить гнезда с пробками, позволяющими изме­рить термометром температуру в се­редине кладки и у ее поверхности.

Зимний раствор для кладки кирпича своими руками

Главная |Строительство |Противоморозные добавки в раствор для кладки кирпича

Дата: 14 ноября 2017

Коментариев: 0

Возведение зданий ведется ускоренными темпами и не прекращается зимой, несмотря на ухудшение погодных условий. Зимнее строительство обладает рядом преимуществ, так как дешевеют материалы и на твердой почве легче передвигаться транспортным средствам. Однако имеется серьезная проблема, связанная с замедленным твердением раствора, применяемого для кладки. Специалисты утверждают, что если производится кладка кирпича зимой, добавки необходимы. Они снижают порог кристаллизации воды и ускоряют твердение.

Метод замораживания

Способ применим при возведении зданий до 4-х этажей и высотой ≤ 15-ти м. Суть состоит в использовании обычных растворов с обеспечением их первоначального схватывания, что обеспечивается подогревом воды до 80-ти градусов и песка ≤ 60°C, дальнейший набор прочности происходит по наступлению оттепелей.

Необходимо строгое соблюдение следующих требований:

• в момент укладки температура раствора должна быть: при среднесуточной t до — 10° — плюс 5°; до минус 20° — +10° и 15° при температурах ниже -20°C. В первых 2-х случаях используется марка раствора выше проектной на единицу, в третьем превышение должно составлять две марки;
• кладка кирпича зимой выполняется по всей захватке одновременно;
• на версте раствор укладывается сразу максимум на два смежных кирпича, на забутовке ≤ 8-ми;
• готовый раствор должен укладываться ≤ 30-ти минут;
• растворная ёмкость каменщика должна быть с крышкой, подогреваться или быть утеплённой;
• замёрзший раствор использовать нельзя, его разогрев добавлением горячей воды недопустим;
• запрещено удаление замершей ледяной корки на стенах горячей водой, можно использовать паяльную лампу или горячий пар, что дополнительно подогреет кирпичи;
• после завершения суточной кладки захватка укрывается теплоизоляторами;
• перед оттепелью с перекрытий удаляются всё лишнее (оборудование, инструменты, стройматериалы и мусор).

Виды добавок, классификация по действию

Добавки выпускают в виде порошков, жидкостей, готовых к применению. Есть растворы-концентраты, которые разводят перед введением. Виды добавок по действию определены в нормативах ГОСТа 24.640 – 1991.

Основные разновидности:

• пластифицирующие вещества;
• ускорители схватывания смеси;
• вовлекатели воздуха;
• замедлители твердения;
• ингибиторы коррозионных процессов;
• уплотнители;
• противоморозные присадки;
• декоративные красители.

Есть разные виды кладки, для каждой из них нужен состав с определенными качествами. Исходя из этого выбирают требующиеся модификаторы.

Пластификаторы

Используют для получения зимнего кладочного раствора для кирпича, который имеет увеличенную подвижность. Помимо этого, повышается плотность, стойкость к замораживанию, водопоглощению.

• Уменьшают расход цементного вяжущего на 10 – 15%
• Снижают концентрацию воды на 5 – 15%
• Снижают степень усадки после схватывания
• Повышают стойкость к температурным перепадам
• Увеличивают сцепляемость раствора со стержнями арматуры
• Уменьшают риск появления коррозии на штамповочной сетке в кладке, металлических закладных деталях.

В пластифицированной смеси появляется меньше воздушных полостей, влияющих на прочность. Материал не расслаивается, увеличивается время хранения смеси до начала укладки в кирпичную стену.

Ускорители

Цель применения обозначена в наименовании добавки — вещества способствуют быстрому затвердеванию растворной смеси. Добавка является актуальной, т. к. при понижении температуры воздуха процесс замедляется, а в мороз останавливается. Оттаивание не схватившейся смеси чревато ухудшением качества, появлением трещин.

Попутное действие ускорителей:

• увеличивают подвижность, прочность;
• на 20 – 25% повышают стойкость к впитыванию влаги.

Товар продают в форме жидкости или сухого порошка, который разводят водой перед введением в смесь. Дозировку пишут на этикетке, но обычно применяют в концентрации 0,2 – 5,0% от общей массы. Ускорители используют не только в мороз, но и при необходимости быстро возвести кирпичную кладку большого объема.

Добавка ускоряет набор прочности смеси, поэтому не нужно ждать положенные для этого 28 суток.

Ускоряющие модификаторы имеют в составе агрессивные вещества, поэтому их не применяют в армированной кладке, не комбинируют с другими добавками.

Противоморозные

Действие направлено на ускорение гидратации цемента при минусовой температуре. Химические вещества позволяют раствору сразу набрать 30% прочности, максимально вовлекая воду в этот процесс. Дальше смесь замерзает, не набирая 100% прочности, но этого количества хватает, чтобы при размораживании не начался процесс расслаивания.

Кладку на растворе с такими добавками нельзя сразу нагружать, чтобы смесь могла постепенно дозревать без появления внутреннего напряжения. Противоморозные присадки повышают адгезию массы с металлическими закладками и арматурой, т. к. при отрицательной температуре раствор не обволакивает стержни, и сцепление не происходит.

Армирующие

Включение волокон в растворную массу повышает ее восприимчивость к усилиям, поэтому прочность кирпичной кладки увеличивается. Раствор характеризуется стойкостью к нагрузкам, но на изгиб и растяжение работает плохо. Из-за этого при усадке появляются трещины в стене.

Действие армирующих добавок:

• заполняет промежутки между цементными зернами, повышает износостойкость;
• увеличивает эксплуатационный срок конструкции;
• придает гладкость застывшему раствору, исключает микротрещины.

Фибродобаки выпускают на основе стальных, базальтовых и полипропиленовых нитей.

Декоративные

Добавки пигментируют растворную массу, чтобы получить цветной шов между отдельными элементами стены. Их добавляют зимой в раствор для кладки кирпича, чтобы повысить привлекательность сооружения.

Раствор для кладки

Каменная кладка в зимних условиях не теряет свою прочность, если правильно подойти к приготовлению цементной смеси. Они распределяются по маркам. В холодное время года нужно выбирать раствор М50 и выше. В него входит песок и цемент. Далее разводится водой до необходимой консистенции. В затвердевшую смесь добавлять воду нельзя. Важно залить не всю смесь сразу, а то ее количество, которые выработается в день. Он должен быть не слишком жидкий, чтобы не допустить пустот и не увеличивать расходность. Весь период работы регулярно замеряется температура кладочного раствора. Если t воздуха -10, то в растворе должна быть +5 градусов, а когда на улице от -10 до -20, то в смеси поддерживается +10 градусов.

Зимнее бетонирование

В последнее время в консультационный отдел нашей компании довольно часто стали поступать звонки с вопросами – как бетонировать зимой, какой бетон использовать, стоит ли применять противоморозные добавки в бетон или лучше устроить электропрогрев? Давайте попробуем вкратце описать основные способы зимнего бетонирования.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть — каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

• Затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)
• Вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

Разберем по порядку: каким же образом каждая из причин воздействует на поведение набирающего прочность бетона. В чем основная проблема бетонирования при низких температурах. Почему для свежеуложенного бетона опасна отрицательная температура. Что конкретно не хватает цементу для полноценного схватывания и образования цементного камня, при бетонировании зимой.

Низкая температура (0+10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента. Попросту — растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели.

Высокая температура является катализатором большинства химических процессов. Не исключением является и процесс гидратации цемента. Именно поэтому, при изготовлении ЖБИ изделий применяется пропаривание свежеотлитых изделий из бетона. При пропаривании, в камере с погруженными в неё свежеизготовленными железобетонными изделиями поддерживается 70-80 градусная температура и повышенная влажность. Благодаря таким условиям, бетон ускоренными темпами набирает марочную прочность. И пресловутые 70% прочности, бетон может набрать за 8-12 часов (в стандартных 20-градусных условиях аналогичная прочность бетона достигается за неделю).

И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

Классический срок набора марочной прочности бетона – 28 суток. Именно в таком возрасте он должен набрать прочность, которая была рассчитана и спрогнозирована лабораторией бетонного завода. Однако, как мы уже выяснили, при бетонировании в зимних условиях, процесс схватывания и набора прочности может растянуться, а то и вовсе остановиться, вплоть до наступления оттепели.

Как бетонировать зимой

Коль уж мы завели речь о зимнем бетонировании, будем считать, что температура, при которой мы производим монолитные работы, – отрицательная. Основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. Как говорится в рекламе: «Не дай себе засохнуть». В данном случае – не дайте засохнуть цементу. Цемент нуждается в воде. Это его жизнь и его сила. По сути, технология зимнего бетонирования и нацелена на сохранение воды от замораживания (кристаллизации).

Какие же методы зимнего бетонирования наиболее часто используются на современной стройке. Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

• Применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)
• Использование электропрогрева бетона
• Укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.
• Сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками

Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Большинство бетонных заводов выпускают бетон с зимними добавками ПМД. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок.

Противоморозные добавки вводятся в бетон в строгом процентном соотношении с количеством цемента, входящего в ту или иную марку бетона. Так же, количество противоморозной добавки зависит от предполагаемой температуры воздуха, при которой будет происходить бетонирование. Более подробную информацию читайте в разделе противоморозные добавки для бетона.

Особенности и проблемы

Если не удается перенести каменные работы в зимнее время на теплую погоду, следует учесть такие факторы:

• Класть кирпич в мороз технологически сложнее, чем при плюсовой температуре.
• Длительность затвердевания цементного раствора увеличивается в 3—4 раза, если температура воздуха 15 градусов.
• Раствор цемента не затвердеет при нулевой температуре.
• Холод уменьшает структуру, эластичность и прочность смеси.
• Попадающая влага может нарушить целостность кирпича.
• Дает неравномерную осадку при оттаивании.
• При -20 кладка не рекомендуется, тогда как при -30 — строго запрещена.
• Затраты на зимнее строительство превышают на 30% летнее.

Зимой можно класть кирпич, но при этом нужно следить за качеством цементной смеси. Без добавки, увеличивающей прочность, зимняя кладка кирпича не обходится.

Если работы начались в теплое время года и с наступлением зимы не окончились, не целесообразно отодвигать строительство на полгода. К тому же тяжело предвидеть насколько долго продержится минусовая температура. С наступлением мороза меняется состав цементно-водного раствора, что значительно увеличивает стоимость процесса. Немаловажный фактор — не комфортные условия работы в зиму.

Другие методы защиты

Если антифриз-добавки не используются, а температура воздуха опускается все ниже и ниже, можно защитить цемент и другими способами:

1. Использование теплой воды при замешивании бетона. Это метод быстрого замораживания кладки, который позволяет избежать нарушения процесса гидратации.
2. Прогревание участка строительства с помощью электрических калориферов. Весьма дорогой способ.
3. Защита плитами или щитами, обернутыми любым теплоизоляционным материалом, например, полиэтиленовой пленкой. Только нужно помнить, что они могут прилипнуть к поверхности залитого раствора, поэтому стоит продумать вариант подпорок для теплоизоляции.

С помощью тех же плит можно попробовать отогреть не застывший бетон, который уже пострадал от мороза.

Отделочные работы с цементом, например, оштукатуривание поверхности, даже если заказ песка, глины, гипса и др. материалов уже осуществлены, лучше оставить до весны, когда установится стабильная плюсовая температура. Иначе, какими бы тщательными ни были работы штукатуров, отделка отвалится от стены уже через несколько дней.

Цементно-известковая смесь

Способ приготовления

Раствор делается просто!

В обычных летних условиях, при плюсовой температуре используется стандартная смесь, которая готовится своими руками, согласно проверенной временем технологии (см

Для ее создания нужно:

• Известь.
• Песок.
• Цемент.

Первым шагом, будет создание так называемого известкового теста, которое делается путем смешения извести и воды. После этого получившаяся кашица процеживается через мелко сито.

Параллельно с этим, отдельно замешивается смесь из песка и цемента. Уже туда заливается известковое тесто и еще некоторое количество воды. Вот именно такой смесью и производится скрепление кирпичной конструкции. Однако в зимний период все по-другому.

Влияние мороза

Что же происходит в морозное время года с раствором? Все дело в том, что скрепляющая строительный кирпич кашица, имеет в своем составе немалое количество воды, которая в жидком агрегатном состоянии отменно выполняет свою связывающую функция.

Но как только температура переходит нулевую отметку, вода превращается в кристаллы льда, которые разрушают всю структуру известково-цементного раствора.

Исходя из такого положения дел, было придумано несколько способов, с помощью которых, возможно осуществлять кладку в зимний морозный период. Один из них, это составление специальной зимней смеси.

Методы подогревания «зимней» кладки

Схема отогревания, режим и глубина оттаивания и продолжительность подогревания регламентируются конкретными условиями и проектом. Но в общем порядке температура внутри кладки, которая прогревается и в наиболее ее «холодных» местах на высоте около 0,5 м. от пола не должна падать ниже 10 С. Для обеспечения таких температур применяют метод электроподогрева. Происходит это в таком порядке – стержневые электроды, которые изготовлены из металлического прутка с диаметром от 3 до 5 мм, вводят в кладочный раствор на примерном расстоянии 15 -25 см прут от прута. После чего на них подают электрическое напряжение в 40- 60 вольт и нагревают кладку, не более 35-50 С. Электроподогрев при такой температуре дает нарастание кристаллизации кладочного раствора до 22% в течение 11-17 ч. также в это время происходит хорошее сцепление раствора с кирпичами и облицовкой.

Помимо данного метода обогрев сооружений и зданий, которые возводятся в зимний период, может также производиться газовыми агрегатами, нефтегазовыми и электрическими калориферами.

Дополнительные меры, применяемые при проведении кладки «методом замораживания»

В месте стыковки наружной и внутренней стены монтируется металлическая связка из полос стали или прутков. При этом нужно предусмотреть установку анкеров на концах. Такую «связку» ставят на каждую примыкающую стену на расстояние до 1,5 м. После окончания кирпичной кладки стены следующего они связываются прогонами перекрытий и балками. В «облегченной» кладке в углах стыковки связку монтируют попарно на внутренних и наружных верстах. В месте примыкания стены которая строится методом замораживания к уже имеющимся строительным конструкциям добавляются осадочные швы. Над дверными и оконными коробками между кирпичной кладкой и верхней поверхностью коробки должны оставаться осадочные зазоры в 5 мм.

Высота стены, возводимой методом замораживания, может быть не более 13- 15 м. Также стены, которые возводятся данным методом, должны иметь укрепление в поперечном направлении с применением подкосов. Рекомендации по организации кладки в зимний период. При проведении кирпичной или каменной кладки в зимний период особое внимание нужно уделять перевязке швов. Кладка всех конструкций одного яруса (пояса) должна проводится раствором который имеет одинаковые: консистенцию, состав и температуру.

Для поддержания нужной температуры раствора применяют приспособления разных конструкций. Одним из вариантов такого приспособлений является снаружи утепленная металлическая емкость с агрегатированным с водонагревательным трубчатым котлом. В этом случае раствор в емкости нагревается от циркулирующей внутри двойных стенок и дна горячей воды. Все емкости, предназначенные для раствора должны иметь крышки и наружное утепление. Запрещено применять для кладки уже размороженный раствор. Кирпич и камень к месту кладки подносят небольшими порциями из расчета непрерывной кладки в течение 1,5 — 2-х часов.

Трудности кладки кирпича в морозную погоду

Определяющая все проблемы трудность зимней кладки заключается в замерзании цементной массы, вернее воды, содержащейся в ней. Это нарушает нормальные процессы гидратации и прочность раствора теряет примерно четверть от требующейся нормы. Такое обстоятельство приводит к неполноценному сцеплению строительных элементов, что напрямую отражается на общей устойчивости здания. Она снижается, а это может повлечь неприятные, печальные последствия.

Кроме того, перепад температуры и влажность повлекут:

— разрушение структуры кирпичей от процесса замерзания влаги в них;

— образование тонкой ледяной корки на поверхностях соединяемых элементов;

— формирование многочисленных пустот в застывшем растворе после нормализации температуры.

Нахождение, а тем более проживание в таком доме становится опасным.

Внимание! Если грамотно соблюдать некоторые «зимние» принципы клади кирпича, то проблем с качественным строительством не возникнет и сооружение будет надёжным!

Можно ли добавлять соль в бетон: достоинства и недостатки применения

Довольно часто при изготовлении различных составов или смесей профессиональные мастера используют компоненты в виде соли, которые должны придать ему дополнительных качеств. При этом постоянно возникают различные споры о том, нужно ли это делать и в каких пропорциях. Поэтому вопрос, зачем добавляют соль в бетон, и какое количество необходимо для достижения нужного результата, очень волнует начинающих специалистов.

Любительское фото последствий в виде пятин от ржавления арматуры и выпадение осадка на поверхности при использовании соли в растворе бетона

Достоинства и недостатки

Для того чтобы разрешить данный спор необходимо рассмотреть все достоинства и недостатки подобного способа и на их основании сделать вывод. При этом на вопрос о том, сколько добавлять соли в бетон стоит отвечать только при положительном результате исследования.

Последствия использования соли в качестве добавки при зимнем монтаже сказываются не только на внешнем виде, но и прочности

Способы кладки кирпича зимой

В сложных зимних условиях используют следующие методы кладки кирпича:

• применение раствора с противоморозными добавками;
• замораживание строений из кирпича;
• электроподогрев;
• кладка кирпичей в тепляках;
• метод термоса.

Приготовление раствора для кладки

Прежде всего, надо знать о составе раствора, который применяют для кладки кирпича в зимнее время. Необходимо использовать цемент с маркой не ниже М75-М100, чем выше цифра тем прочнее будет постройка. Кроме того, используют различные противоморозные добавки: нитрит натрия, углекислый калий (поташ), формиат натрия, хлористый кальций, хлористый натрий. Все они способствуют набору прочности кладки.

Варианты каменной кладки в зимний период

Для выполнения каменной кладки зимой существуют три способа: замораживание, с использование противоморозных добавок, применение подогрева.

Возведение кирпичной кладки способом замораживания

Этот способ заключается в том, что раствор, на который кладут кирпич, замерзает в швах сразу же после его укладки, а твердеет частично до замерзания за счет имеющейся экзотермии цемента и плюсовой температуры раствора, и окончательно после оттаивания кладки весной. Тут необходимо заметить, что во время оттаивания кладка испытывает перегрузки, в то же время за счет наименьшей прочности может произойти ее разрушение. Поэтому этим способом возводить каменные кладки допускается с ограничением высоты постройки до 15 метров.

Минимально допустимая температура наружного воздуха, при которой можно возводить кирпичную кладку устанавливают в зависимости от погодных условий данного региона, в средней полосе России эта норма находится в пределах минус 30 °C.

В зависимости от температуры воздуха в период возведения кладки назначается та или иная марка раствора. Его состав подбирают с учетом прочности и устойчивости в период оттаивания и условий дальнейшей эксплуатации сооружения.

Подогретый цементный раствор, доставляемый с растворного узла, следует использовать в течение 25-30 минут, чтобы сохранилась необходимая температура до укладки. Не рекомендуется разбавлять замерзший раствор горячей водой, так как во время замерзания его в швах образуется множество пор, заполненных льдом, что делает раствор более рыхлым, и при оттаивании он не наберет требуемой прочности.

Каменная кладка с применением прогрева и химических добавок

Чтобы ускорить процесс отвердевания цементного раствора в него вводят противоморозные химические добавки, они снижают показатель температуры замерзания воды в растворе. Вследствие этого, даже при более низких температурах воздуха, чем обычно, раствор набирает прочность.

Химические добавки из хлористого кальция, хлористого натрия, углекислого калия и нитрата натрия вводятся в раствор для кладок из камней правильной формы, кирпича, постелистого бутового камня, применяемых для возведения складских помещений, поземной кладки, промышленных зданий, не требующих тщательной отделки поверхности. Для надземной кладки из камней, кирпича и блоков разрешается использовать углекислый калий и нитрит натрия в смеси растворов без использования последующего подогрева.

Цементный раствор с добавками на момент укладки должен иметь температуру не менее 5 °C. Ни в коем случае не допускается использование раствора замерзшего и снова отогретого горячей водой. Обязательным условием возведения кладки на растворе с химическими добавками есть использование раствора до схватывания его под действием добавок.

Способы зимней кладки кирпича

Для того чтобы дом, выложенный из кирпича при минусовых температурах, оставался крепким и долговечным, используют пять распространенных технологий:

• Метод прогрева кладки электричеством;
• Возведение тепловой защиты вокруг стен из кирпича;
• Метод «термоса»;
• Добавление химических морозостойких присадок;
• Метод замороженного раствора.

Каждый из способов может быть актуален в одном случае и совершенно неприемлем в другом. Разбираемся во всем подробнее.

Противоморозные добавки для кладки кирпича зимой – разновидности и достоинства

Необходимость введения присадок связана с кристаллизацией воды при пониженной температуре. Вода увеличивается в объеме, вызывая разрушение структуры массива. Раствор долго застывает и покрывается сетью трещин, что отрицательно влияет на прочность. Можно легко решить данную проблему. Профессиональные строители не сомневаются, что в бетон зимой добавки вводить целесообразно.

Очень часто рабочим приходится сталкиваться с ситуацией завершения строительства в условиях трескучих морозов, что особенно актуально для северных регионов страны

Применяемые противоморозные присадки классифицируются на следующие типы:

• составы, которые обеспечивают ускоренное твердение. В данную группу входят смеси с органическими составляющими, а также специальные растворы, в которых присутствуют кислоты;
• добавки, обладающие антифризными характеристиками. Они изготавливаются на основе кальциевого хлорида. Обеспечивают ускоренное схватывание смеси, применяемой для возведения стен;
• ингредиенты, снижающие температурный порог кристаллизации воды. Введение таких компонентов, как натриевый нитрит и поташ позволяет возводить кирпичные стены при пониженных температурах;
• присадки, ведение которых обеспечивает значительное тепловыделение с одновременным ускорением схватывания. Это обеспечивается добавлением сульфатов на базе железа и алюминия.

Если выполняется заливка бетона зимой, добавки, входящие в его состав, позволяют использовать раствор при отрицательной температуре.

Противоморозные присадки обладают комплексом серьезных достоинств:

• понижают температурный порог кристаллизации воды. Это позволяет обеспечить плановый набор твердости и гарантировать высокие эксплуатационные характеристики цементной смеси, а также прочность кирпичной кладки;
• обеспечивают ускоренное достижение прочности раствора и повышают его водоотталкивающие характеристики. Кирпичные стены, возведенные с применением модифицированных растворов, обладают высоким ресурсом эксплуатации;
• увеличивают пластичность цементного состава. Это значительно облегчает выполнение строительных мероприятий по кладке кирпичных стен, так как значительно легче класть кирпич на подвижный раствор;
• предохраняют арматурные каркасы и металлические сетки от разрушения в результате коррозионных процессов. В составе некоторых присадок содержатся специальные ингредиенты, обеспечивающие антикоррозионные характеристики модификатора.

13.8: Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов неэлектролитов

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Цели обучения

• Для описания взаимосвязи между концентрацией растворенного вещества и физическими свойствами раствора.
• Понять, что общее количество нелетучих частиц растворенного вещества определяет снижение давления паров, повышение температуры кипения и снижение температуры замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем.

Многие физические свойства растворов существенно отличаются от свойств чистых веществ, обсуждавшихся в предыдущих главах, и эти различия имеют важные последствия. Например, ограниченный диапазон температур жидкой воды (0°C–100°C) сильно ограничивает ее использование. Водные растворы имеют как более низкую температуру замерзания, так и более высокую температуру кипения, чем чистая вода. Вероятно, одно из наиболее известных применений этого явления — добавление этиленгликоля («антифриза») к воде в автомобильном радиаторе. Это растворенное вещество снижает температуру замерзания воды, предотвращая растрескивание двигателя в очень холодную погоду из-за расширения чистой воды при замерзании. Антифриз также позволяет системе охлаждения работать при температурах выше 100°C, не создавая достаточного давления для взрыва.

Изменения температуры замерзания и кипения раствора зависят в первую очередь от количества присутствующих частиц растворенного вещества, а не от их вида. Такие свойства растворов называются коллигативными свойствами (от латинского colligatus, что означает «связанный вместе», как в количестве). Как мы увидим, давление паров и осмотическое давление растворов также являются коллигативными свойствами.

Когда мы определяем количество частиц в растворе, важно помнить, что не все растворы с одинаковой молярностью содержат одинаковую концентрацию частиц растворенного вещества. Рассмотрим, например, 0,01 М водные растворы сахарозы, \(NaCl\) и \(\ce{CaCl_2}\). Поскольку сахароза растворяется с образованием раствора нейтральных молекул, концентрация растворенных частиц в 0,01 М растворе сахарозы составляет 0,01 М. Напротив, как \(\ce{NaCl}\), так и \(\ce{CaCl_2}\) ионные соединения, диссоциирующие в воде с образованием сольватированных ионов. В результате 0,01 М водный раствор \(\ce{NaCl}\) содержит 0,01 М ионов Na+ и 0,01 М ионов \(Cl^-\) при общей концентрации частиц 0,02 М.

Повышение температуры кипения

Напомним, что нормальной точкой кипения вещества является температура, при которой давление пара равно 1 атм. Если нелетучее растворенное вещество снижает давление паров растворителя, оно также должно влиять на температуру кипения. Поскольку давление паров раствора при данной температуре меньше, чем давление паров чистого растворителя, достижение давления паров 1 атм для раствора требует более высокой температуры, чем нормальная точка кипения растворителя. Таким образом, температура кипения раствора всегда выше, чем у чистого растворителя. Мы можем понять, почему это должно быть так, сравнив фазовую диаграмму водного раствора с фазовой диаграммой чистой воды (рис. \(\PageIndex{1}\)). Давление паров раствора меньше, чем у чистой воды при всех температурах. Следовательно, кривая жидкость–пар для раствора пересекает горизонтальную линию, соответствующую Р = 1 атм, при более высокой температуре, чем кривая для чистой воды.

Температура кипения раствора нелетучего растворенного вещества всегда выше температуры кипения чистого растворителя.

Величина повышения точки кипения связана с величиной снижения давления пара. Как мы только что обсуждали, уменьшение давления пара пропорционально концентрации растворенного вещества в растворе. Следовательно, величина повышения точки кипения также должна быть пропорциональна концентрации растворенного вещества (рис. \(\PageIndex{2}\)). Мы можем определить повышение температуры кипения (\(ΔT_b\)) как разницу между температурами кипения раствора и чистого растворителя: 90_b\) — температура кипения чистого растворителя. Мы можем выразить взаимосвязь между \(ΔT_b\) и концентрацией следующим образом: молярная константа повышения температуры кипения растворителя, выраженная в °C/м. В таблице \(\PageIndex{1}\) перечислены характеристические значения Kb для нескольких широко используемых растворителей.

Для относительно разбавленных растворов величина обоих свойств пропорциональна концентрации растворенного вещества.

Концентрация растворенного вещества обычно выражается в виде моляльности, а не молярной доли или молярности по двум причинам. Во-первых, поскольку плотность раствора зависит от температуры, значение молярности также зависит от температуры. Если температура кипения зависит от концентрации растворенного вещества, то система по определению не поддерживается при постоянной температуре. Во-вторых, моляльность и молярность пропорциональны для относительно разбавленных растворов, но моляльность имеет большее численное значение (моляльность может быть только между нулем и единицей). Использование моляльности позволяет исключить незначащие нули.

Согласно таблице \(\PageIndex{1}\), молярная константа повышения температуры кипения воды составляет 0,51°C/м. Таким образом, 1,00 м водный раствор нелетучего молекулярного растворенного вещества, такого как глюкоза или сахароза, будет иметь повышение температуры кипения на 0,51 ° C, что дает температуру кипения 100,51 ° C при 1,00 атм. Повышение температуры кипения 1,00 м водного раствора \(\ce{NaCl}\) будет примерно в два раза больше, чем у раствора глюкозы или сахарозы, так как 1 моль \(\ce{NaCl}\) дает 2 моль растворенных ионов.

Пример \(\PageIndex{3}\)

В примере \(\PageIndex{1}\) мы рассчитали, что давление паров 30,2% водного раствора этиленгликоля при 100°C на 85,1 мм рт.ст. меньше, чем давление паров чистой воды. Мы заявили (без предоставления доказательств), что это должно привести к более высокой температуре кипения раствора по сравнению с чистой водой. Теперь, когда мы увидели, почему это утверждение верно, рассчитаем температуру кипения водного раствора этиленгликоля.

Дано : состав раствора

Запрашиваемый : температура кипения

Стратегия :

Рассчитайте моляльность этиленгликоля в 30,2% растворе. Затем используйте уравнение \ref{eq2} для расчета увеличения температуры кипения.

Раствор :

Из примера \(\PageIndex{1}\) мы знаем, что 30,2% раствор этиленгликоля в воде содержит 302 г этиленгликоля (4,87 моль) на 698 г воды.

\[\text{моляльность этиленгликоля}= \left(\dfrac{4,87 \;mol}{698 \; \cancel{g} \;H_2O} \right) \left(\dfrac{1000\; \ Cancel{g}}{1 \;kg} \right)=6,98 м\]

Из уравнения \ref{eq2} повышение температуры кипения равно

\[ΔT_b=mK_b=(6,98 \cancel{m })(0,51°C/\cancel{m})=3,6°C\]

Таким образом, температура кипения раствора составляет 104°C. Однако при концентрации растворенного вещества почти 7 m предположение о разбавленном растворе, использованном для получения уравнения \ref{eq2}, может оказаться неверным.

Упражнение \(\PageIndex{3}\)

Предположим, что столовую ложку (5,00 г) \(\ce{NaCl}\) добавляют к 2,00 л воды при 20,0°C, затем доводят до варить спагетти. При какой температуре закипит вода?

Ответить

100,04°C или 100°C до трех значащих цифр. (Напомним, что 1 моль \(\ce{NaCl}\) дает 2 моля растворенных частиц. Небольшое повышение температуры означает, что добавление соли в воду, используемую для варки макарон, практически не влияет на время варки. )

Депрессия точки замерзания

Фазовая диаграмма на рисунке \(\PageIndex{1}\) показывает, что растворение нелетучего растворенного вещества в воде не только повышает температуру кипения воды, но и снижает ее температуру замерзания. Кривая твердое тело–жидкость для раствора пересекает линию, соответствующую Р = 1 атм, при более низкой температуре, чем кривая для чистой воды.

Это явление используется в схемах «противообледенения», в которых для растапливания льда на дорогах и тротуарах используется соль (Рис. \(\PageIndex{3}\)), хлорид кальция или мочевина, а также при использовании этиленгликоля в качестве «антифриз» в автомобильных радиаторах. Морская вода замерзает при более низкой температуре, чем пресная, поэтому Северный Ледовитый и Антарктический океаны остаются незамерзающими даже при температуре ниже 0 °С (как и биологические жидкости рыб и других хладнокровных морских животных, обитающих в этих океанах).

Мы можем понять этот результат, представив, что у нас есть образец воды при нормальной температуре точки замерзания, когда существует динамическое равновесие между твердым телом и жидкостью. Молекулы воды постоянно сталкиваются с поверхностью льда и входят в твердую фазу с той же скоростью, с которой молекулы воды покидают поверхность льда и входят в жидкую фазу. Если мы растворим нелетучее растворенное вещество, такое как глюкоза, в жидкости, растворенные молекулы глюкозы уменьшат количество столкновений в единицу времени между молекулами воды и поверхностью льда, потому что некоторые из молекул, сталкивающихся со льдом, будут глюкозой. Глюкоза, однако, имеет совсем другую структуру, чем вода, и не может вписаться в решетку льда. Следовательно, присутствие молекул глюкозы в растворе может только уменьшить скорость, с которой молекулы воды в жидкости сталкиваются с поверхностью льда и затвердевают. При этом скорость, с которой молекулы воды покидают поверхность льда и переходят в жидкую фазу, остается неизменной. Чистый эффект заключается в том, чтобы заставить лед таять. Единственный способ восстановить динамическое равновесие между твердой и жидкой водой — это понизить температуру системы, что снижает скорость, с которой молекулы воды покидают поверхность кристаллов льда, до тех пор, пока она не сравняется со скоростью, с которой сталкиваются молекулы воды в растворе. со льдом. 90_f\) — точка замерзания чистого растворителя, а

Порядок членов изменен на обратный по сравнению с уравнением \ref{eq1}, чтобы выразить понижение точки замерзания в виде положительного числа. Связь между \(ΔT_f\) и концентрацией растворенного вещества задается уравнением, аналогичным уравнению \ref{eq2}:

\[ΔT_f = mK_f \label{eq4}\]

, где

• \(m\ ) — моляльность раствора, а
• \(K_f\) — молярная константа понижения температуры замерзания растворителя (в единицах °C/м).

Как и \(K_b\), каждый растворитель имеет характеристическое значение \(K_f\) (таблица \(\PageIndex{1}\)). Снижение точки замерзания зависит от общего количества растворенных нелетучих частиц растворенного вещества, так же как и повышение точки кипения. Таким образом, водный раствор \(\ce{NaCl}\) имеет в два раза большую депрессию точки замерзания, чем раствор глюкозы той же моляльности.

Люди, живущие в холодном климате, используют снижение точки замерзания во многих отношениях. Например, этиленгликоль добавляют в охлаждающую жидкость двигателя, чтобы предотвратить разрушение автомобильного двигателя, а метанол добавляют в жидкость для омывания ветрового стекла, чтобы предотвратить замерзание жидкости. Нагретые гликоли часто распыляют на поверхность самолетов перед взлетом в ненастную погоду зимой, чтобы удалить уже образовавшийся лед и предотвратить образование большего количества льда, который был бы особенно опасен, если бы образовался на рулевых поверхностях самолета (видео). \(\PageIndex{1}\)).

Видео \(\PageIndex{1}\): Понижение точки замерзания используется для удаления льда с поверхностей управления самолета.

Снижение давления пара, повышение температуры кипения и снижение температуры замерзания раствора по сравнению с чистой жидкостью зависят от общего количества растворенных нелетучих частиц растворенного вещества.

Пример \(\PageIndex{4}\)

В более холодных регионах США \(\ce{NaCl}\) или \(\ce{CaCl_2}\) зимой часто посыпают обледенелые дороги, чтобы растопить лед и сделать вождение более безопасным. Используйте данные на рис. 13.9.оценить концентрации двух насыщенных растворов при 0°C, одного из \(\ce{NaCl}\) и одного из \(\ce{CaCl_2}\), и рассчитать точки замерзания обоих растворов, чтобы увидеть, какая соль вероятно, будет более эффективным при таянии льда.

Дано : растворимости двух соединений

Запрошено : концентрации и точки замерзания

Стратегия :

1. Оцените растворимость каждой соли в воде в 1 г. Рис. Определить количество молей каждого из них в 100 г и рассчитать моляльности.
2. Определите концентрацию растворенных солей в растворах. Подставьте эти значения в уравнение \(\PageIndex{4}\), чтобы рассчитать понижение температуры замерзания растворов.

Раствор :

A Из рисунка 13.9 мы можем оценить растворимость \(\ce{NaCl}\) и \(\ce{CaCl_2}\) примерно в 36 г и 60 г соответственно. , на 100 г воды при 0°С. Соответствующие концентрации в моляльности составляют

\[m_{\ce{NaCl}}=\left(\dfrac{36 \; \cancel{g \;NaCl}}{100 \;\cancel{g} \;H_2O} \right)\left(\dfrac{1\; моль\; NaCl}{58,44\; \cancel{g\; NaCl}}\right)\left(\dfrac{1000\; \cancel{g}}{1 \;кг}\справа)=6,2\; м\]

\[m_{\ce{CaCl_2}}=\left(\dfrac{60\; \cancel{g\; CaCl_2}}{100\;\cancel{g}\; H_2O}\right)\left( \dfrac{1\;моль\;CaCl_2}{110,98\;\cancel{g\;CaCl_2}}\right)\left(\dfrac{1000 \;\cancel{g}}{1 кг}\right)= 5,4\; m\]

Меньшая формула массы \(\ce{NaCl}\) более чем компенсирует его более низкую растворимость, в результате чего получается насыщенный раствор с немного более высокой концентрацией, чем \(\ce{CaCl_2}\).

B Поскольку эти соли являются ионными соединениями, которые диссоциируют в воде с образованием двух и трех ионов на формульную единицу \(\ce{NaCl}\) и \(\ce{CaCl_2}\), соответственно, фактические концентрации растворенных веществ в двух насыщенных растворах: 2 × 6,2 м = 12 м для \(\ce{NaCl}\) и 3 × 5,4 м = 16 м для \(\ce{CaCl_2}\). Результирующие понижения температуры замерзания можно рассчитать с помощью уравнения \(\PageIndex{4}\):

\[\ce{NaCl}: ΔT_f=mK_f=(12\; \cancel{m})(1,86°C/\cancel{m})=22°C\]

\[\ce{CaCl2} : ΔT_f=mK_f=(16\;\cancel{m})(1,86°C/\cancel{m})=30°C\]

Поскольку точка замерзания чистой воды равна 0°C, фактические точки замерзания растворов -22°С и -30°С соответственно. Обратите внимание, что \(\ce{CaCl_2}\) значительно эффективнее снижает температуру замерзания воды, поскольку его растворы содержат три иона на формульную единицу. На самом деле \(\ce{CaCl_2}\) — это соль, обычно продаваемая для домашнего использования, а также часто используемая на дорогах.

Поскольку растворимость обеих солей уменьшается с понижением температуры, температура замерзания может быть снижена только на определенную величину, независимо от того, сколько соли посыпано на обледенелой дороге. Если температура значительно ниже минимальной температуры, при которой одна из этих солей вызывает таяние льда (скажем, −35 °C), нет смысла использовать соль, пока она не станет теплее

Упражнение \(\PageIndex{4}\ )

Рассчитайте температуру замерзания 30,2%-ного раствора этиленгликоля в воде, давление паров и температуру кипения которого мы рассчитали в примере \(\PageIndex{6}\).8 и примере \(\PageIndex{6}\). 10.

Ответить

−13,0°С

Пример \(\PageIndex{5}\)

Расположите эти водные растворы в порядке убывания температуры замерзания: 0,1 м KCl, 0,1 м глюкоза, 0,1 м SrCl2, 0,1 м этиленгликоль, 0,1 м бензойная кислота. и 0,1 М HCl.

Дано : моляльности шести растворов

Запрошено: относительных точек замерзания

Стратегия :

1. Определите каждое растворенное вещество как сильное, слабое или неинформационное электролит образуются растворенные частицы.
2. Умножьте это число на концентрацию раствора, чтобы получить эффективную концентрацию частиц растворенного вещества. Раствор с самой высокой эффективной концентрацией растворенных частиц имеет самое большое понижение температуры замерзания.

Раствор :

A Поскольку молярные концентрации всех шести растворов одинаковы, мы должны сосредоточиться на том, какие из веществ являются сильными электролитами, какие слабыми электролитами, а какие неэлектролитами, чтобы определить фактическое количество частицы в растворе. \(KCl\), \(SrCl_2\) и \(HCl\) равны сильные электролиты , образующие соответственно два, три и два иона на формульную единицу. Бензойная кислота является слабым электролитом (приблизительно одна частица на молекулу), а глюкоза и этиленгликоль являются неэлектролитами (одна частица на молекулу).

B Моляльность растворов в пересчете на общее количество частиц растворенного вещества: \(KCl\) и \(HCl\), 0,2 м; \(SrCl_2\), 0,3 м; глюкоза и этиленгликоль, 0,1 м; бензойная кислота 0,1–0,2 мол. Поскольку величина снижения температуры замерзания пропорциональна концентрации растворенных частиц, порядок точек замерзания растворов следующий: глюкоза и этиленгликоль (самая высокая температура замерзания, наименьшее понижение точки замерзания) > бензойная кислота > \(HCl\ ) = \(KCl\) > \(SrCl_2\).

Упражнение \(\PageIndex{5}\)

Расположите эти водные растворы в порядке возрастания температуры замерзания: 0,2 м \(NaCl\), 0,3 м уксусной кислоты, 0,1 м \(\ce{CaCl_2}\), и 0,2 М сахарозы.

Ответить

0,2 м \(\ce{NaCl}\) (низшая точка замерзания) < 0,3 м уксусная кислота ≈ 0,1 м \(\ce{CaCl_2}\) < 0,2 м сахароза (самая высокая точка замерзания)

Повышение температуры кипения и понижение точки замерзания: https://youtu.be/0MZm1Ay6LhU

Определение молярных масс

Осмотическое давление и изменения температуры замерзания, кипения и давления пара прямо пропорциональны концентрации присутствующего растворенного вещества. Следовательно, мы можем использовать измерение одного из этих свойств для определения молярной массы растворенного вещества на основе измерений.

Определение молярной массы по понижению точки замерзания

Раствор 4,00 г неэлектролита, растворенного в 55,0 г бензола, замерзает при 2,32 °C. Какова молярная масса этого соединения?

Решение

Мы можем решить эту проблему, выполнив следующие действия.

1. Определите изменение температуры замерзания по наблюдаемой температуре замерзания и температуре замерзания чистого бензола (таблица \(\PageIndex{1}\)).

\(ΔT_\ce{f}=\mathrm{5,5\:°C−2,32\:°C=3,2\:°C}\)

• Определить молярную концентрацию по K _f , константа депрессии точки замерзания бензола 9{−1}}=0,63\:м\)

• Определите число молей соединения в растворе по моляльной концентрации и массе растворителя, использованного для приготовления раствора. 2\:г/моль}\)

Упражнение \(\PageIndex{6}\)

Раствор 35,7 г неэлектролита в 220,0 г хлороформа имеет температуру кипения 64,5 °С. Какова молярная масса этого соединения?

Ответить

1,8 × 10 ² г/моль

Определение молярной массы по осмотическому давлению

Проба объемом 0,500 л водного раствора, содержащего 10,0 г гемоглобина, имеет осмотическое давление 5,9{−4}\:mol}\)

Упражнение \(\PageIndex{7}\)

Какова молярная масса белка, если раствор 0,02 г белка в 25,0 мл раствора имеет осмотическое давление 0,56 торр при 25 °C?

Ответить

2,7 × 10 ⁴ г/моль