Как набирает прочность бетон с противоморозными добавками


Противоморозная добавка в бетон: описание и свойства

Возведение сборных бетонных и железобетонных конструкций, а также строительство монолитных конструкций не перестает наращивать свои темпы, но зачастую мастерам приходится столкнуться со спешкой, обусловленной приближающимся окончанием строительного сезона. Это объясняется эксплуатационными характеристиками цементного раствора, одной из которых является наличие жидкой фазы, способствующей непрерывному процессу гидратации и созревания состава. Если температура опускается ниже 5 градусов, происходит торможение фазы созревания бетона, а в случае достижения отрицательных значений он прекращается, что обусловлено кристаллизацией воды, входящей в состав цементного раствора.  Это приводит к разрушению структуры бетона, который становится непригодным к использованию. Несмотря на это, большинство мастеров, имеющих опыт работ в сфере монолитного строительства, сталкиваются с необходимостью продолжения цикла бетонных работ в зимнее время, в связи с чем, перед ними встает вопрос: «Как продлить жидкую фазу бетона, а, следовательно, и его жизнедеятельность. Для решения этой проблемы специалисты предлагают использовать противоморозные добавки в бетон, технические характеристики и основные разновидности которых будут рассмотрены в настоящей статье.

Содержание

  1. Противоморозные добавки в бетон: основные разновидности
  2. Преимущества и недостатки противоморозных добавок в раствор бетона
  3. Рекомендации по применению противоморозных добавок в бетон
  4. Дозировка и расход противоморозной добавки в бетон
  5. Противоморозная добавка в бетон своими руками
  6. Меры предосторожности при работе с противоморозными добавками

 

Противоморозные добавки в бетон: основные разновидности

Противоморозные добавки в бетон представляют собой химическое вещество в виде сухой смеси или раствора, которые, посредством вовлечения в процесс кристаллизации бетона максимального количества воды, ускоряют процесс гидратации бетонной смеси, способствуя затвердеванию бетона в условиях отрицательных температур. Однако основное предназначение противоморозной добавки заключается в поддержании жидкого состояния бетонного раствора и последующем ускорении его гидратации, существенно замедляющейся при отрицательных температурах.

Важно! Используя противоморозные добавки в бетон, важно помнить о том, что прочность бетона с противоморозными добавками в условиях отрицательных температур не превышает 30 % от максимально возможной проектной прочности, остальные 70 % прочности бетон набирает в процессе оттаивания. В связи с этим, конструкции, бетонирование которых происходило в зимний период времени, не должны подвергаться высоким нагрузкам.

В соответствии с химической основой различают следующие виды противоморозных добавок в бетон:

  • Антифриз;
  • Сульфаты;
  • Противоморозные добавки-ускорители.

Рассмотрим более подробно характеристики каждой представленной разновидности.

  • Антифриз представляет собой противоморозную добавку в бетон, способствующую уменьшению температуры кристаллизации жидкости, входящей в состав раствора, а также увеличивает или незначительно уменьшает скорость схватывания раствора. При этом он не оказывает никакого влияния на скорость формирования структур.
  • Добавки в бетон на основе сульфатов являются еще одним популярным противоморозным компонентом, обеспечивающим максимальную скорость образования плотного раствора. Характерной особенностью противоморозных добавок на основе сульфатов является активное выделение тепла, начинающееся после их добавления в раствор и сопровождающееся взаимодействием бетонного раствора с продуктами гидратации. В связи с тем, что добавки на основе сульфатов характеризуются прочным связыванием с труднорастворимыми соединениями, их нельзя использовать с целью понижения температуры замерзания рабочей смеси.
  • В основе действия противоморозных добавок-ускорителей лежит повышение степени растворимости силикатных компонентов цемента, которые, вступая в реакцию с продуктами его гидратации, образуют двойные и основные соли, снижающие температуру замерзания жидкостного компонента бетонного раствора.

Важно! Современные комплексные противоморозные добавки для бетона не только регулируют кинетику набора его прочности, но и корректирует его реологические свойства. Понижая температуру кристаллизации жидкостного компонента раствора, они сокращают сроки его первичного схватывания, оказывая влияние на затвердевания цементного камня и повышая его марочную прочность.

Существует несколько разновидностей добавок-ускорителей, каждая из которых обладает определенным набором химических и эксплуатационных свойств. Рассмотрим их более подробно.

Поташ  или карбонат кальция, представляющий собой кристаллическое вещество, является сильным противоморозным компонентом, существенно ускоряющим процесс схватывания и последующего затвердевания бетона. Как и любая противоморозная добавка, карбонат кальция снижает прочность бетонной конструкции, и чтобы максимально снизить это негативное влияние на постройку, специалисты рекомендуют сочетать поташ с тетраборатом натрия или сульфидно-дрожжевой бражкой, концентрация которых не должна превышать 30 %. В связи с тем, что карбонат кальция является потенциально опасным веществом, в процессе его эксплуатации необходимо соблюдать определенные меры безопасности;

Тетраборат натрия, также называемый бурой или сульфатно-дрожжевой бражкой, представляет собой смесь солей натрия, кальция, аммония или лигносульфоновых кислот. Специалисты рекомендуют добавлять данное вещество в качестве примеси при использовании карбоната кальция, что позволяет предотвратить потерю прочностных характеристик бетонных конструкций после их оттаивания. В противном случае можно наблюдать не только появления трещин в конструкциях, но и снижение их водонепроницаемости и морозостойкости. Таким образом, использование в качестве противоморозной добавки поташа без добавления тетрабората натрия снизит прочностные характеристики конструкции на 20-30 %;

Нитрит натрия – кристаллический порошок, используемый в качестве противоморозной добавки к бетонному раствору. Учитывая, что нитрит натрия представляет собой пожароопасное ядовитое вещество, в процессе его эксплуатации важно соблюдать предельно-допустимую концентрацию вещества, которая определяется опытным путем и обычно не выходит за пределы 0,1 – 0,42 л/кг цементного раствора, при условии, что температура окружающей среды составит от 0 до -25 градусов. На предприятии в процессе работы с нитритом натрия предельно-допустимая концентрация вещества на рабочем месте не должна превышать 0,005 мг/л. В соответствии с требования научно-исследовательского института бетона и железобетона, тара, которая использовалась для транспортировки, хранения и изготовления нитрита натрия, должна быть снабжена отметкой «ЯД». Запрещается совместное использование нитрита натрия и лигносульфоновых кислот, так как их взаимодействие сопровождается образованием отравляющих газов;

Формиат натрия – белый кристаллический порошок, также выполняющий функцию противоморозного ускорителя. В большинстве случаев используется совместно с лигносульфонатом нафталина для повышения водоредуцирующих и пластифицирующих характеристик. Формиат натрия является противоморозной добавкой в бетон, расход которой не превышает 2-6 % от общей массы цемента.

Важно! Кроме вышеперечисленных веществ, в качестве противоморозных добавок в условиях отрицательных температур могут использоваться формиат натрия на спирту, хлорид кальция,  аммиачную воду и мочевину.

Преимущества и недостатки противоморозных добавок в раствор бетона

Преимущества противоморозных добавок в бетон

  • Используя противоморозные добавки в бетон, вы сможете осуществлять бетонные работы на строительной площадке даже в зимний период времени;
  • В связи с тем, что противоморозные добавки повышают степень сцепления компонентов раствора, они значительно увеличивают прочность монолита;
  • Благодаря высокой прочности изделий, изготавливаемых с использованием противоморозных добавок в бетон, их можно использовать в промышленных целях;
  • Оказывают положительное влияние на долговечность смеси, продлевая срок эксплуатации здания;
  • Повышает пластифицирующие и стабилизирующие характеристики цементной смеси – использование бетона, обладающего повышенной пластичностью, позволяет изготавливать конструкции, которые не растрескаются после застывания рабочего состава;
  • Повышает морозостойкость бетонной смеси. Данный показатель особенно важен для бетона, предназначенного для возведения ответственных конструкций, например, опор мостов. В большинстве случаев он находится в прямой зависимости от плотности бетона. Более плотные марки бетона характеризуются большим количеством возможных циклов заморозки и оттаивания;
  • В отличие от альтернативных методов повышения морозостойкости бетона, использование противоморозных добавок характеризуется относительно низкой стоимостью;
  • Используя противоморозные добавки, вы значительно снизите риск усадочных деформаций бетонной монолитной конструкции;
  • Повышение влагонепроницаемости бетонных конструкций за счет заполнения пор пластифицирующими веществами, препятствующими проникновению воды;
  • Ускорение процесса застывания бетонного раствора – основной момент, благодаря которому раствор может «не бояться» холода;
  • Отдав предпочтение противоморозной добавке в бетон, вы надежно защитите используемую арматуру от коррозионных процессов, которые имеют места из-за воды, входящей в состав бетонного раствора.

Недостатки противоморозных добавок в бетон

  • Стремление увеличить надежность прочностных характеристик бетона, необходимо увеличивать расход цемента;
  • Отдельные компоненты, входящие в состав присадок, являются ядовитыми;
  • В некоторых случаях снижается заявленная мощность бетона;
  • В случае использования противоморозных добавок в бетон, снижается скорость набора прочностных характеристик бетонной конструкции.

Рекомендации по применению противоморозных добавок в бетон

Специалисты советуют вводить противоморозную добавку в раствор бетона вместе с водой. Важно отметить, что желательно это делать с последней третью жидкости. Не рекомендуется добавлять присадки в сухую смесь. Добавив в раствор противоморозную присадку, выждете определенный промежуток времени, в течение которого произойдет равномерное распределение компонентов.

Проводя монтажные мероприятия в условиях отрицательных температур, следуйте предписаниям, представленным ниже:

  • Если вы работаете в условиях снегопада, позаботьтесь об организации соответствующих укрытий;
  • Температура раствора, вышедшего из смесителя, не должна выходить за пределы рекомендуемого диапазона от +15 до +25 градусов;
  • Для приготовления рабочей смеси специалисты рекомендуют использовать подогретую воду;
  • Что касается обогрева заполнителей, его рекомендуется производить перед непосредственным использованием.

Важно! Специалисты в строительной сфере рекомендуют обратить внимание на СНИП 3.03.01, в соответствии с которыми, для достижения необходимых прочностных характеристик раствора бетона, нужно соблюдать требования по уходу за бетоном в зимнее время. В процессе выполнения этих мероприятий к моменту достижения температуры, на которую был выполнен расчет дозировки присадки, не рекомендуется достигать прочности конструкции, превышающей 20 % от заявленной проектной прочности.

Дозировка и расход противоморозной добавки в бетон

Дозировка противоморозной добавки в бетон, расход которой является крайне вариабельным параметром, подбирается с учетом каждой конкретной ситуации посредством проведения испытаний в условиях производства и лаборатории.

Расход противоморозной добавки зависит от следующих факторов:

  • Температура окружающей среды, в условиях которой будут производиться монтажные мероприятия;
  • Заявленная марочная прочность используемого цемента;
  • Химико-минералогический и вещественный состав цемента используемого в процессе работ, а также его предполагаемая скорость набора прочности;
  • Температура раствора, которой он достигнет на выходе из смесителя;
  • Условия ухода за бетонными конструкциями.

Важно! В случае длительного использования или хранения раствора, в который вносились присадки, необходимо проверять его гомогенизацию, периодически перемешивая. Расчет необходимого количества противоморозной добавки производится с учетом погрешности 2 %.

Противоморозная добавка в бетон своими руками

Если теплые деньки уже прошли, но вы неожиданно столкнулись с необходимостью заливки монолитной конструкции, вам не обойтись без использования противоморозной добавки в бетон. Наиболее предпочтительным вариантом, в данном случае, станет приобретение противоморозной добавки в специализированном магазине, что объясняется их относительной дешевизной, небольшим расходом и способностью существенно повышать свойства бетонного раствора при условии минимальных негативных последствий. Если предполагаемый фронт работ небольшой, а выполнение монтажных мероприятий вы планируете осуществить при температуре не ниже -10 градусов, данный вариант является наиболее оптимальным.

Однако если у вас нет возможности приобрести готовую противоморозную добавку в бетон, вы можете без проблем ее изготовить самостоятельно, так как единственным материалом, которой вам потребуется в процессе работ, это хлориды (соли). Хлористые соли снижают температуру замерзания раствора, сокращают сроки его первичного схватывания и уменьшают расход цемента. Однако специалисты уверены, что противоморозная добавка на основе хлоридов, изготовленная самостоятельно, может использоваться только для неармированных конструкций, что обусловлено коррозионными процессами, развивающимися под действием хлоридов.

Преимущества противоморозной добавки на основе хлоридов
  • Низкая стоимость;
  • Отсутствие влияния на скорость застывания бетона, благодаря чему, приготовление раствора можно осуществлять заранее;
  • Отсутствие влияние на структуру цементного раствора;
  • Увеличение подвижности частиц, благодаря которой, вы сможете придать цементному раствору желаемую форму.

Недостатки противоморозной добавки на основе хлоридов
  • Высокий уровень коррозийной активности, вследствие чего, противоморозная добавка на основе хлоридов не может использоваться для изготовления конструкций, в структуре которых присутствует металл и арматура. Последние окислятся под воздействием хлоридов и отслоятся от бетонной конструкции, нарушив ее целостность.

Как влияет температура окружающей среды на расход хлоридов?
  • Расчет доли хлоридов в готовом растворе производится по следующей схеме:
  • Если монтажные мероприятия осуществляются при среднесуточной температуре ни ниже – 5 градусов, оптимальная доля хлоридов в готовом растворе не должна превышать 2 %;
  • Если работы проводятся в условиях более низких температур (-6 до -15 градусов), оптимальная доля хлоридов должна составлять 4 % от общей массы раствора.

Важно! В этом случае схема набора ожидаемой прочности конструкции при высыхании в условиях отрицательных температур будет выглядеть следующим образом:

Для первого варианта, где концентрация соли составляет 2 %:

  • 30 % по истечении недельного срока;
  • 80 % по прошествии месяца;
  • 100 %-ой прочности конструкция достигнет только через 3 месяца.

Для второго варианта (концентрация соли составляет 4 %) эти цифры будут составлять 15%, 35%, 50% соответственно.

Важно! Несмотря на то, что соль является самостоятельной противоморозной добавкой, специалисты рекомендуют ее использовать совместно с хлоридом кальция, массовая доля которого при использовании в условиях температуры до – 5 градусов составляет 0,5 % от массы раствора, и 2 %  - в случае использования при температуре от -6 до -15 градусов.

Меры предосторожности при работе с противоморозными добавками

  • В процессе работы с противоморозными добавками необходимо использовать защитные перчатки;
  • В случае попадания на открытые участки кожи, промойте ее водой с мылом. Исключите попадание противоморозной добавки в глаза, если этого не удалось избежать, промойте глаза большим количеством воды и незамедлительно обратитесь к врачу.
  • Утилизация добавки осуществляется в соответствии с местными правилами, что объясняется присутствием в составе противоморозных добавок вредных компонентов. Вследствие этого запрещается выливать смесь в почву, водоемы или канализацию.

Противоморозные добавки в бетон - как использовать при минусовых температурах

Промышленное строительство не прекращается в холодное время года, но затвердевание бетона при отрицательных температурах проблематично. Кристаллизация воды приводит к снижению прочности, что негативно сказывается на качестве конструкций. Решить проблему поможет применение противоморозных добавок в бетон, широкий выбор которых сегодня предлагает промышленность.

Принцип действия

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

Существует несколько типов противоморозных добавок, отличающихся по принципу действия:

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

Разновидности

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

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

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

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

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

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

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

Как использовать

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

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

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

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

Преимущества и недостатки присадок

Главным преимуществом бетона с противоморозными добавками является возможность выполнения работ круглый год. Подобранные в правильной пропорции, они улучшают адгезию компонентов, повышая качество раствора. У них есть и другие плюсы:

  • повышение срока эксплуатации за счет уплотнения бетона;
  • повышают пластичность смесей, облегчая работу с ними;
  • повышается морозоустойчивость готового бетона, что важно для элементов несущих конструкций;
  • применение ПМД – самый дешевый способ заливки при отрицательных температурах;
  • применение добавок уменьшает усадку при застывании, сохраняя целостность конструкции;
  • противоморозные добавки заполняют поры бетона, тем самым существенно повышая его водонепроницаемость;
  • некоторые составы существенно повышают коррозионную устойчивость монолита, продлевая срок службы конструкций, зданий и сооружений в разы.

Использование противоморозных добавок имеет и свои недостатки. При неправильном применении снижаются прочностные характеристики бетона, поэтому при работе необходимо строго придерживаться инструкций. Некоторые присадки являются пожароопасными и ядовитыми, что необходимо учитывать при работе с ними. Даже с добавками, при морозах скорость твердения будет относительно низкой. Чтобы достигнуть нужной прочности при укладке зимой требуется большее количество цемента, что удорожает строительство.

Антиморозные добавки своими руками

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

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

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

Использование противоморозных добавок

Существует серьёзное заблуждение, что противоморозные добавки потому и называются «противоморозными», что их надо использовать, когда за окном уже ниже нуля.

Однако, при любой температуре ниже +20°С происходит замедление схватывания, твердения и набора прочности бетона. Для наглядности это показано в таблице на примере бетона класса В25.

Набор прочности бетона В25 (в % в расчетной на 28 сутки)

Температура

1 сутки

7 сутки

28 сутки

+20°С

23

75

100

+10°С

12

58

85

+5°С

9

48

77

0°С

5

35

65

-3°С

3

15

25

Так что не нужно ждать понижения температуры ниже 0°С!

Необходимо применять противоморозные добавки уже при температуре ниже +10°С, только таким образом можно выполнить бетонные работы качественно и получить надёжное и долговечность бетонной конструкции!

В Европейской части России погодные условия в октябре-ноябре характерны пониженными температурами. Хотя за окном ещё нет 0°С и вода на улице не замерзает, но происходит значительное охлаждение воздуха и строительных конструкций. Ночью бетон аккумулирует холод, который и днем будет негативно влиять на химические процессы твердения бетона и общее качество проводимых строительных работ.

Если строительные работы на открытом воздухе или в не отапливаемых помещениях, не успели выполнить в теплое время года (температура +20°С ±2°С), то с приходом осени их приходится заканчивать, либо использовать противоморозные добавки.


Что влияет на схватывание и твердение бетона при пониженных температурах?

Давайте рассмотрим физические и химические процессы, которые протекают при выполнении бетонных, кладочных и штукатурных работ.

Бетон и цементный раствор в конструкциях должны набрать расчетную прочность, это необходимо для того, чтобы строительные конструкции выдерживали все эксплуатационные нагрузки и обеспечили долговременную безремонтную работу самого сооружения.

Материалы, приготовленные с использованием цемента в процессе укладки или нанесения проходят две фазы: схватывание и твердение.

  1. Фаза схватывания - длится недолго (максимум несколько часов): вода в смеси вступает в реакцию с цементом, материал в своей массе теряет подвижность, структура становится хрупкой, но прочности смесь еще не набрала.
  2. Фаза твердения - продолжается продолжительное время (иногда месяцами), но максимальный расчетный 100% набор прочности достигается на 28 сутки.

Немного теории и практики

При температуре ниже +5°С, вода в смеси не вступает в реакцию с цементом, не происходит процесса гидратации в смеси, вода через некоторое время испаряется и материал не набирает расчетной марочной прочности.

Это заметно на кладке стен, когда при нормальной температуре можно в первый день выложить 4 ряда кирпича и на второй день продолжать кладку, т.к. раствор схватился и начал твердеть, то при температуре от +10°С до +5°С – раствор в кладке на второй день еще мягкий, процесс схватывания происходит медленно или не начался. Это грозит разрушением стены под весом следующих рядов кладки.

В монолитных тонкостенных конструкциях после снятия опалубки на вторые или третьи сутки на поверхности бетона образуется многочисленные усадочные трещины.

При температуре ниже 0°С, вода в смеси замерзает и показатели прочности отражают прочность кристаллов льда в порах материалов, такие конструкции можно принимать в эксплуатацию только в условиях вечной мерзлоты, при оттаивании весной такие конструкцию разрушаются, потому что кристаллы льда разрывают структуру бетона, и несущая способность конструкции стремится к нулю.


Решением вопроса по производству работ при пониженных температурах является применение универсальных противоморозных добавок CEMMIX CemFrio и HotIce и ускорителя твердения CemFix. Добавки также являются пластификаторами, обеспечивают экономию цемента для получения требуемой марки смеси, сокращают время схватывания и твердения, обеспечивают ускоренный набор прочности.


Звоните на нашу горячую линию, и мы подберем подходящее именно Вам, лучшее решение по использованию добавок для бетона и проведению бетонных работ в условиях пониженных температур!

что это такое и зачем нужна

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 добавка

Достоинства

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

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 нуля

Современные 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

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.

Пластификатор не только делает бетон морозоустойчивым, но и придает ему пластичность

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

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

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 действий

Представляют собой химические присадки и бывают двух видов:

  1. Добавки, которые вводятся в смесь небольшим количеством (0,1–2% от массы цемента)и регулируют свойства бетона.
  2. Тонкомолотые лигатуры (5–20%) – применяются для сокращения расхода цемента, при этом не меняя качества изделий.

Морозоустойчивые

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

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 результат

Как происходит бетонирование?

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 бетона

Для 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

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.д

Расход добавки

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

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

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.

Химизация зимы. Противоморозные добавки в бетон: тенденции, рекомендации, мнения

Текст: Денис Банников

Наступает зима и Россия обречена. В условиях, когда большая часть страны по полгода пребывает в зоне отрицательных температур – она просто обречена строить зимой, вести зимнее бетонирование. Других шансов оптимизировать инвестиционный цикл – у строителей нет.

По разным оценкам и в зависимости от состояния рынка за последние пять лет доля зимнего бетонирования в общем объеме строительства колеблется от 10 до 17%. Это солидный куш для производителей и поставщиков строительной химии, и, в частности, тех добавок, которые должны обеспечить эффективность процесса при отрицательных температурах. С другой стороны, именно производители повлияли на рост зимнего строительства. Интерес тут взаимный.++++

Отметим, что сам по себе термин "зимнее бетонирование" - условен, так как не определяет температуру окружающей среды, в которой твердеют бетоны. Более точная терминология «условий бетонирования при пониженных температурах» определена в СНиП 3.03.1 1 -87 на несущие и ограждающие конструкции.++++

Исследования химических и физических способов обеспечения твердения конструкций при пониженных и отрицательных температурах проводились в СССР еще с 30-40-х годов прошлого века. Но в итоге использование противоморозных добавок в бетонных смесях либо было ограниченно, либо вообще находилось под запретом нормативными документами, защищающими как долговечность, так и другие качественные показатели бетонных конструкций. Для объектов транспортного строительства СНиП 3.06.04-91 и вовсе запрещает применение противоморозных добавок практически повсеместно. ++++

Активизация процесса зимнего бетонирования началась только в 90-х годах, когда на рынке появились совершенно новые продукты, которые позволяли регулировать не только кинетику набора прочности бетона при низких и отрицательных температурах, но и ряд других реологических свойств бетонной смеси. ++++

Сегодня добавки в бетоны с противоморозным эффектом позволяют проводить бетонирование даже при -25°С, обеспечивая процесс образования цементного камня и, как следствие, твердения бетона. Таким образом, главная задача современных противоморозных добавок - сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона, понизить температуру замерзания воды. ++++

Однако процесс бетонирования в зимний период - это целый комплекс мер, включающий в себя не только приготовление бетонной смеси, но и способ укладки и мероприятия по уходу за уложенным бетоном. Так что применение добавок призвано облегчить процесс приготовления и укладки бетонной смеси, но ни в коем случае не отменяет весь комплекс необходимых мероприятий.++++

ХИМИЯ СОСТАВА

На сегодняшний в мире производится около 800 видов добавок в бетон, каждая добавка имеет определенные свойства и конкретное назначение, и зачастую могут работать в комплексе, в том числе в условиях зимнего строительства:++++

  • Пластификаторы;
  • Суперпластификаторы;
  • Армирующие добавки;
  • Замедлители схватывания;
  • Ускорители твердения;
  • Пигменты;
  • Воздухововлекающие добавки;
  • Противоморозные добавки для бетона.

Согласно ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» противоморозные добавки подразделяют на противоморозные для «холодного» и для «теплого» бетона и раствора, что сильно влияет на выбор как самой добавки, так и технологии бетонирования, частенько ставя в затруднительное положение производителей и потребителей бетона.++++

В целом, традиционными и широко применяемыми противоморозными добавками являются целый ряд солей технической квалификации: поваренная соль NaCl, хлористый кальций CaCl2, нитрит натрия NaNO2, натриевая селитра NaNO3, кальциевая селитра Ca(NO3)2, поташ K2CO3, кальцинированная сода Na2CO3, формиат натрия NaCOОН, мочевина.++++

Поташ значительно ускоряет схватывание и твердение бетона и применяется при строительных работах в зимний период, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимальной дозировкой добавки не опустится ниже 25oС.++++

К недостаткам поташа можно отнести:++++

  • Бетонные смеси с поташом характеризуются весьма короткими сроками схватывания.
  • Кристаллизация солей (гидрокарбоалюмиата, гидрокарбоната и карбоната кальция), образующихся при взаимодействии поташа с продуктами гидратации цемента, происходит с увеличением объема, что может существенно снижать морозостойкость бетона.
  • Едкие щелочи, образующиеся при твердении бетона с добавкой поташа могут вызвать щелочную коррозию бетона.
  • В результате взаимодействия аморфной или плохо закристаллизованной кремнекислоты с едкими щелочами в бетоне появляются внутренние напряжения, которые могут превзойти по величине прочность на растяжение заполнителя или цементного камня и вызвать появление микро- и макротрещин вплоть до разрушения конструкции.
  • Бетоны с добавкой поташа, подвергаемые электропрогреву, теряют до 30% прочности по сравнению с непрогретыми бетонами и имеют низкую морозостойкость и водонепроницаемость.

Нитрит натрия используется в качестве противоморозной добавки, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона, с максимально допускаемой дозировкой добавки, не опустится ниже 15oС. ++

Нитрит натрия является солью азотистой кислоты, все соли которой весьма ядовиты. По степени воздействия на организм технический нитрит натрия относится к веществам 3-го класса опасности. Предельно допустимая концентрация окислов азота в пересчете на NO2 в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м3 (0,005 мг/л). Это определяет необходимость производить подачу раствора нитрита натрия в расходные емкости и бетоносмесители только по трубопроводам, а емкости для приготовления, хранения и переноски порошка и растворов на заводах ЖБИ и на строительной площадке, необходимо обозначать предупредительной надписью "Яд!".++++

Поэтому, несмотря на удовлетворительные технические показатели бетонов с добавкой нитрита натрия, основным и очень серьезным недостатком является его физиологическая и экологическая опасность.++++

При проведении бетонных работ также необходимо учитывать, что нитрит натрия является окислителем и, например, при его совместном использовании с лигносульфонатами ЛСТ, лигносульфонатом нафталина С-3 и добавкой СДБ, могут выделяться отравляющие газы – окислы азота NO и NO2.++++

Формиат натрия применяется в случаях, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимальной дозировкой добавки не опустится ниже 15°С.++++

Формиат натрия относится к веществам 3-го класса опасности с предельно допустимой концентрацией в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3 и так же, как и нитрит натрия, является добавкой, к применению которой нужно относиться с осторожностью. Существенным технологическим недостатком формиата натрия является необходимость его растворения в теплой воде перед употреблением.++++

Формиат натрия изменяет растворимость силикатных составляющих цемента и образует с продуктами его гидратации двойные или основные соли, кристаллизация которых происходит с увеличением объема, накоплением в отдельных зонах конструкций локальных дефектов и разрушению этих зон.++++

Общим недостатком поташа, нитритом натрия и формиата натрия и других используемых противоморозных и ускоряющих твердение добавок, не обладающих пластифицирующим и водоредуцирующим эффектом, является то, что для повышения подвижности бетонных смесей, уменьшения соотношения воды/цемента и снижения внутренних напряжений в бетоне их традиционно используют совместно с пластифицирующими добавками, что повышает стоимость бетонирования.++++

Однако на рынке строительных материалов сегодня представлен целый ряд комплексных противоморозных добавок для бетонов и строительных растворов. Перспективность комплексных модификаторов современных производителей очевидна, поскольку они позволяют воздействовать на несколько свойств бетонных смесей и бетонов, и получать высокий синергетический эффект. ++++

Добавки в бетон нового поколения совмещают в себе свойства пластификаторов, ускорителей твердения и противоморозных добавок. Они стабилизируют, пластифицируют смесь, ускоряют набор прочности бетона на начальных этапах. При этом их применение увеличивает и тиксотропность смеси, и марочную прочность бетона (на 2 класса). ++++

Например, воздухововлекающие добавки способствуют образованию воздушных микропузырьков, что существенно повышает морозостойкость бетона — благодаря пространству, которое может занимать расширяющаяся при замерзании вода, проникшая в бетон. В результате вовлечения воздуха (примерно 4,5±1,5%) незначительно снижается прочность бетона на сжатие (1% вовлеченного воздуха снижает прочность бетона на сжатие на 3%), но в то же время улучшается его удобообрабатываемость.++++

Содержание вовлеченного воздуха составляет обычно 4-5%. В этом случае прочность бетона практически не снижается, так как отрицательное влияние вовлеченного воздуха нейтрализуется повышением прочности цементного камня вследствие уменьшения водоцементного отношения за счет пластифицирующего эффекта добавки. Воздухововлекающая добавка гидрофобизирует поры и капилляры бетона, а воздушные пузырьки служат резервным объемом для замерзания воды без возникновения больших внутренних напряжений. В результате значительно повышаются водонепроницаемость и морозостойкость бетонов. Воздухововлекающие добавки более эффективны в бетонах с малым расходом цемента.++++

Кстати, в начале, когда воздухововлекающие присадки вводили в бетон для придания ему морозостойкости, было замечено, что эти вещества придают бетонной смеси и прочие полезные свойства: уменьшают (а при благоприятных обстоятельствах могут полностью исключать) образование трещин при пластической усадке, уменьшают размывание водой, улучшают удобоукладываемость.++++

Ускоритель твердения бетона – комплексная добавка, которая относится к суперпластификаторам. Обычно это водные растворы хлористых солей (например, хлористого кальция, натрия и др.) Они оказывают воздействие на раствор, активируя процесс гидратации клинкера, что ведет к более быстрому затвердеванию бетона. Добавки-ускорители применяются для получения быстросхватывающихся бетонов, повышения прочности бетона в раннем возрасте и при производстве работ в зимнее время.++++

Регуляторы пластичности значительно продлевают время использования уже готовой бетонной смеси, при ее длительной транспортировке.++++

Оптимальная дозировка добавки зависит от вида цемента, состава бетонной смеси, технологии изготовления конструкции. Обычно применяют (% от массы цемента): пластифицирующих добавок - 0,1-0,3; суперпластификаторов - 0,5-1; воздухововлекающих добавок - 0,01-0,05; ускорителей твердения – 1-2. На практике оптимальную дозировку добавки определяют опытным путем.++++

В свое время Александр Гальцев, ведущий инженер-технолог ЦСЛ «Элгад-ТОП» (Москва), ныне главный технолог «Евробетон» обратил внимание на то, что проспекты ряда производителей противоморозных добавок обещают необыкновенную легкость в выполнении зимних работ и улучшенные свойства конечного продукта - железобетонных конструкций. "Смелость создателей добавок нового поколения и темпы расширения предлагаемого ассортимента одновременно удивляют, вдохновляют и настораживают. Но не раскрывается основное для потребителя: для чего и когда годится та или иная добавка? Ведь добавки для «теплых» и «холодных» бетонов (по классификации ГОСТ 24211-2008) различны принципиально. ++++

Но разве эти тонкости знают потребители? А все ли производители бетонных смесей знают об этом, покупая восхваляемые добавки для своего товара? И зачастую люди попадают в безвыходные ситуации, когда, надеясь на скорое завершение бетонных работ при отрицательных температурах, покупают бетоны с противоморозной добавкой, не зная, что такая добавка работает всего-навсего при транспортировке и укладке бетонной смеси. ++++

Но прогрев забетонированного массива обязателен, как и для бетонов без добавок. Иначе получится замороженный кусок бетона, который никогда не наберет проектную прочность при оттаивании. Ни одну добавку сегодня нельзя пускать в производство, не исследовав ее действие всеми доступными средствами в лабораториях потребителей на применяемых ими конкретных материалах. Начало всякого исследования - элементарное соединение предлагаемой добавки с небольшим количеством цемента и воды. Через минуту уже можно определить, стоит ли работать с этой добавкой далее. Если чувствуется выраженный запах аммиака, эту добавку в дальнейшую разработку лучше не пускать" - отмечает эксперт.++++

Как отмечает в публикации журнала «Технологии бетонов» Александр Власенко, генеральный директор ООО «УК «Группа предприятий «СКТ-Стандарт» (Московская область): "... Для различных строительных процессов пути решения проблемы различны. Так, для цементных растворов важно понизить точку замерзания воды, т.е. сохранить их работоспособными и не дать замерзнуть при кладке. ++++

Для монолитных работ к бетонной смеси выдвинуты требования: доставить материал на объект, уложить в бортоснастку, осуществить обогрев и обеспечить набор прочности при положительной температуре до необходимой критической прочности. И применение противоморозных добавок здесь не панацея, но одна из мер комплексного подхода к решению вышеуказанных задач в этой области. Отношение к применению этих добавок можно охарактеризовать фразой «помоги, не навредив». ++++

ХИМИЯ РЫНКА

По оценкам разных экспертов, доля использования противоморозных добавок, в т.ч. комплексных, при бетонировании в зимний период составляет от 60 до 80%: «Сейчас в России добавки используются менее чем в 60% случаев, в то время как в Европе этот показатель достигает 90%», – считает аналитик агентства «Инвесткафе» Дарья Пичугина. По ее мнению, спрос на этот вид товара в России будет постоянно расти.++++

На рынке действительно представлено большое количество компаний - производителей добавок. Например, на интернет-ресурсе http://beton.ru/ представлена классификация из примерно 200 специализированных компаний. На ресурсе http://mirmonolita.ru/specialization/all/dobavki-i-pigmenty – более 450. Хотя в обоих случаях выделить именно производителя и просто поставщика довольно сложно. Тем более сами производители, чаще всего, предлагают большую линейку строительной химии вообще, а не только противоморозных добавок.++++

По мнению специалистов, рынок добавок весьма насыщен, и конкуренция между участниками достаточно высокая. Доля основных игроков занимает до 80% от общего объема. К примеру, по оценке «Инвесткафе», наибольшую долю на рынке Санкт-Петербурга (около 52%) занимает компания «Полипласт», за ней идет «Цемактив» (по разным оценкам, доля на рынке составляет от 15 до 20%). Из зарубежных компаний лидируют немецкие производители MC‑Bauchemie, BASF, швейцарская Sika – по 6% от общей доли на рынке.++++

По словам генерального директора «Агентства эффективных закупок «ЭксПро» Олега Солтанова, основной тенденцией последних лет на рынке добавок является, с одной стороны, улучшение качества продуктов отечественного производства, в том числе за счет использования импортных составляющих. ++++

С другой стороны, освоение многими импортерами производства в России идет по той же схеме: основа импортируется, а сама добавка смешивается на местном производстве. За счет этого импорт готовых добавок значительно снизился, отмечает аналитик.++++

ХИМИЯ ПРОБЛЕМ

Одна из проблем – отношения зарубежных и отечественных добавок на местном уровне. Результаты многочисленных исследований зарубежных добавок, проведенных российскими лабораториями, показали - как хорошо они себя не зарекомендовали на Западе, это не значит, что в России, на отечественных инертных материалах и цементе, они покажут хорошие результаты. ++++

Надо иметь в виду, что за рубежом очень высокое качество цемента и остальных компонентов бетона. В частности, огромное внимание уделяется зерновому составу щебня и даже песка.++++

Опыт производственников показал, что импортные добавки в ряде случаев плохо работают, как с отечественными цементами, так и в сочетании с отечественными добавками. Например, некоторые шведские суперпластификаторы несовместимы с теми отечественными, которые обеспечивают морозостойкость бетона. То есть, выбрав одну добавку иностранной фирмы, производственники, как правило, вынуждены использовать и другие добавки того же производителя. А это не выгодно с экономической точки зрения.++++

Александр Богза, бывший коммерческий директор компании «Евробетон», ныне генеральный директор АНО "Московский центр структурных преобразований промышленности" выделил в данной сфере ещё несколько актуальных проблем:++++

Отсутствие подробных рекомендаций по использованию и дозировке противоморозных добавок. Для небольших и мобильных производителей не представляется возможным иметь собственную испытательную лабораторию, проводить дорогостоящие разработку рецептур и исследования, поэтому для них высокую важность представляет наличие подробных рекомендаций по дозировке противоморозной добавки при производстве бетона. ++++

Добавка ведет себя по-разному, вступая в реакцию с другими компонентами бетонной смеси. Это во многом зависит от марки и производителя цемента и вида наполнителя (гранит, гравий, известняк, кварцито-песчаник и др.) В связи с этим возникает необходимость владения информацией по вариантам, дозировкам и возможности сочетания противоморозной добавки с другими модификаторами и сырьем. ++++

Снижение необходимой дозировки противоморозной добавки. Снижение дозировок, с одной стороны, увеличивает производительность предприятия, а с другой - способствует снижению издержек не только на саму противоморозную добавку, но и на ее транспортировку и, как следствие, стоимость конечного продукта, что в условиях здоровой конкуренций является значительным преимуществом.++++

Разработка противоморозных добавок, позволяющих сохранить бетон на более длительное время при транспортировке на строительный объект в условиях зимнего бетонирования.++++

Противоморозные добавки могут вызывать коррозию арматуры, отрицательно влияя на долговечность железобетонной конструкции. В связи с этим противоморозные добавки не используются в транспортном строительстве. Снижение отрицательного влияния на арматуру является еще одним направлением в области повышения качественных характеристик противоморозных добавок.++++

Внедрение экологических свойств для противоморозных добавок. Об экологичности бетона не может быть и речи, пока используются добавки, содержащие соединения хлора, который имеет вредное воздействие, как на организм человека, так и на окружающую среду.++++

Были использованы материалы журнала «Технологии бетонов» и других открытых источников

Противоморозная добавка в бетон при строительстве зимой

Проведение строительных работ в холодное время года сопровождается рядом трудностей, в частности, сохранением оптимальной структуры бетонного раствора в условиях низких температур. Поддержать бетон в пластичном состоянии и ускорить его затвердевание в морозы помогут специальные противоморозные добавки.



Основные разновидности

Противоморозная добавка представляет собой порошкообразное химическое соединение, предназначенное для смешивания с основной массой бетонного раствора. Также в продаже можно встретить готовые средства в жидком виде, имеющие аналогичное предназначение.

Химикаты этого типа препятствуют замерзанию воды, входящей в состав раствора, ускоряют созревание и гидратацию бетона. Без добавки раствор в морозы не застывает, а замерзает, полностью утратив свою прочность при оттаивании.

Гидратация бетона — процесс превращения пластичного цементного раствора в прочное каменистое образование.

Разновидности современных противоморозных добавок:

  • Пластификаторы — составы на основе сульфатов и полиакрилатов. Придают бетонному раствору эластичность, прочность и влагонепроницаемость. Способствуют качественному формированию смеси бетона без образования пустот однородным равномерным слоем.
  • Ускорители твердения — смеси, содержащие соли кальция, сульфаты алюминия и железа. Сокращают период застывания бетонного раствора, придают ему прочность. Действие ускорителей охватывает первые три дня высыхания конструкции из бетона.
  • Антифризы — добавки с различными компонентами, препятствующими замораживанию молекул воды. Уменьшают температуру застывания жидкости и снижают скорость схватывания бетона, не влияя при этом на скорость формирования конструкции.

Антифризы с маркировкой «ХК» не предназначены для использования в армированных конструкциях, поскольку вызывают окисление металлов.

  • Коррозионностойкие — защищают бетонные растворы от воздействия агрессивных веществ и морозов, препятствуют окислению железобетонных форм.
  • Комбинированные — имеют сложный состав, действуют сразу в нескольких направления, повышая прочность и долговечность изделий из бетона.

Преимущества и недостатки

Достоинства добавок:

  • дают возможность проводить строительные работы зимой;
  • раствор бетона схватывается быстрее, сохраняя прочностные характеристики и нужную форму;
  • повышают степень сцепления микрочастиц раствора, что положительно влияет на прочность конструкции;
  • повышают влагонепроницаемость бетона за счет заполнения пустот пластификаторами;
  • защищают арматуру в железобетоне от окисления;
  • снижают риск деформации бетонных форм в процессе усадки;
  • препятствуют растрескиванию монолитных изделий при застывании и оттаивании;
  • обладают низкой стоимостью в сравнении с альтернативными противоморозными методами.

Существуют у современных смесей и некоторые недостатки:

  • увеличивается расход цемента в растворе;
  • некоторые компоненты добавок обладают токсичностью;
  • высока вероятность снижения заявленной прочности бетона;
  • бетонная конструкция набирает прочность за более длительный промежуток времени.

Противоморозные добавки снижают температуру замерзания воды в растворе до -15 °С. 



Рекомендации по применению

Противоморозные добавки вводятся бетон в виде теплого водного раствора оптимальной для работ концентрации. В сухом виде присадку добавлять нельзя, так как ее эффективность может снижаться на 40-70%.

Раствор с добавками рекомендуется готовить при температуре окружающей среды не ниже 0 °С даже в холодный сезон. Емкости для смешивания должны быть чистыми и находиться в укрытии, недоступном для дождя и снега. Вводить добавку желательно с последней третью жидкости, перемешивая компоненты до однородного состояния. В смеси не должно быть комьев и частиц льда, превышающих размеры 10 мм. Использовать готовую смесь можно не раньше, чем через 15 минут после смешивания. При этом рекомендуемая температура раствора на выходе не должна быть меньше 15 °С и выше 25 °С.

Отдельные виды добавок в бетон требуют проведения мероприятий по обогреву и утеплению сформированной конструкции, особенно при использовании присадки в низкой концентрации. Поверхность раствора можно укрывать пленкой, присыпать опилками или накрывать сухими досками. При проведении масштабных строительных работ используется прогрев бетона электрооборудованием.

Если мероприятия по обогреву бетонной конструкции провести нет возможности, необходимо подбирать состав таким образом, чтобы прочность раствора была увеличена на 1-2 марки.

Как вы относитесь к противоморозным добавкам для бетона?



Дозировка и расход противоморозной добавки в бетон

Точная дозировка противоморозных добавок указывается производителем на упаковке продукции. Поэтому в процессе приготовления раствора необходимо четко придерживаться инструкции к каждой конкретной присадке.

Факторы, которые следует учитывать при расчете количества добавки:

  • условия ухода за возведенными бетонными формами;
  • температурные показатели готового раствора с антифризом;
  • температура воздуха, при которой проводится строительство;
  • химические, минералогические и структурные особенности бетонной смеси;
  • расчетная скорость отвердения и набора прочности раствора;
  • прочность цемента, использующегося для приготовления бетона.

Ориентировочная концентрация комбинированных присадок в зависимости от термопоказателей бетонной смеси:

  • бетон температурой от 0 °С до -10 °С — 1,5% от общей массы цемента;
  • бетон температурой от -25 °С до -10 °С — 2% от цементной массы.

Добавки-антифризы подмешиваются в раствор в количестве 10-15% от общего веса цементной смеси.

Ускорители затвердевания используются в концентрации 3-5% от массовой доли цемента.

Бетон с добавлением противоморозных компонентов полноценно застывает около 18 часов.



Меры предосторожности при работе с противоморозными добавками

Большинство компонентов добавок являются агрессивными химическими веществами, поэтому необходимо придерживаться особых правил в процессе их использования:

  • Надевать спецодежду, резиновые сапоги, рукавицы, респираторы и защитные очки.
  • Все работы проводить в хорошо проветриваемом помещении.
  • Для перемешивания компонентов смеси предпочтительнее воспользоваться механизированными устройствами.
  • Избегать попадания антифриза на открытые участки тела и в пищу. При попадании средства на кожу тщательно смыть его мыльной водой и ополоснуть мощной струей чистой воды.
  • Если вещество попало в глаза, рекомендуется промыть их большим количеством воды и обратиться к врачу.
  • По окончании работ с присадками снять средства защиты, тщательно вымыть лицо и руки.

Качественного бетонного покрытия в зимний сезон удается добиться только при помощи противоморозных добавок. Они должны вноситься в строгом соответствии с инструкцией, с соблюдением рекомендованных пропорций и технологий.

Популярное


Стойкость к замораживанию-оттаиванию

Когда вода замерзает, она расширяется примерно на 9 процентов. Когда вода во влажном бетоне замерзает, она создает давление в порах бетона. Если создаваемое давление превысит предел прочности бетона на разрыв, полость расширится и разорвется. Накопительный эффект последовательных циклов замораживания-оттаивания и разрушение пасты и заполнителя может в конечном итоге вызвать расширение и растрескивание, образование окалины и крошку бетона.

Противогололедные химикаты для тротуаров включают хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид магния и хлорид калия.Эти химические вещества снижают температуру замерзания осадков, выпадающих на тротуары. Недавняя тенденция заключалась в появлении широкого спектра смесей этих материалов для улучшения характеристик при одновременном снижении затрат, и передовая практика показывает, что обильная дозировка раствора более четырех процентов имеет тенденцию к снижению вероятности образования накипи на поверхностях дорожного покрытия. Высокая концентрация антиобледенителя сокращает количество циклов замерзания и оттаивания дорожного покрытия за счет значительного снижения температуры замерзания.

Антиобледенители для специальных применений, таких как тротуары в аэропортах, требуют нехлоридных материалов для предотвращения повреждения самолетов. Список антиобледенителей, используемых для этих целей, включает мочевину, ацетат калия, пропиленгликоль и этиленгликоли.

Поскольку образование накипи на покрытиях всех типов вызвано физическим воздействием солей, использование высокопрочного (4000 фунтов на квадратный дюйм или более), воздухововлекающего бетона с низкой проницаемостью имеет решающее значение для обеспечения хорошей долговечности в этих случаях.

Таблица 11-5 15-го издания «Проектирование и контроль бетонных смесей» дает прекрасное руководство по эффективным температурам и включает влияние на бетон, практические пределы температуры, химическую форму и коррозию металлов.

Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с примером использования проводящего бетона для борьбы с обледенением настила моста.

D-Cracking - Растрескивание бетонных покрытий, вызванное разложением заполнителя в бетоне в результате замерзания-оттаивания, называется D-растрескиванием. D-трещины - это близкорасположенные образования трещин, параллельные поперечным и продольным швам, которые позже многократно расширяются от швов к центру панели дорожного покрытия. D-растрескивание является функцией основных свойств определенных типов частиц заполнителя и окружающей среды, в которой находится дорожное покрытие.

Из-за естественного накопления воды под дорожным покрытием в слое основания и основания, заполнитель может со временем стать насыщенным. Затем при циклах замораживания и оттаивания в насыщенном заполнителе в нижней части плиты начинается растрескивание бетона и продолжается вверх, пока не достигает поверхности износа. Эту проблему можно уменьшить либо путем выбора агрегатов, которые лучше работают в циклах замораживания-оттаивания, либо, если необходимо использовать маргинальные агрегаты, путем уменьшения максимального размера частиц.Также может оказаться полезным установка эффективных дренажных систем для отвода свободной воды из-под тротуара.

Поперечное сечение воздухововлекающего (справа) и невововлекающего бетона. Воздушные пустоты большого размера - это захват воздуха. Маленькие пузырьки точечного размера (увлеченный воздух), равномерно распределенные в пасте, представляют собой полезные воздушные пустоты. Обратите внимание на сравнение с обычным выводом.

Воздухововлечение - Степень воздействия замораживания-оттаивания варьируется в зависимости от региона США.Местные записи погоды могут помочь определить серьезность воздействия. Устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию во влажном состоянии значительно повышается за счет использования специально втянутого воздуха. Крошечные пустоты с увлеченным воздухом действуют как пустые камеры в пасте для замерзания и миграции воды, что снижает давление в порах и предотвращает повреждение бетона. Бетон с низкой проницаемостью (то есть с низким водоцементным соотношением и адекватным твердением) лучше выдерживает циклы замораживания-оттаивания.В редких случаях может возникнуть скопление воздушных пустот, что приведет к потере прочности на сжатие. Подробнее о кластеризации воздушных пустот.

Типичный пример покрытой окалиной бетонной поверхности

Предотвращение образования окалины в бетоне

Образование окалины определяется как общая потеря поверхностного раствора или раствора, окружающего крупные частицы заполнителя на поверхности бетона. Эта проблема обычно вызвана расширением воды из-за циклов замораживания и оттаивания и использования химикатов для борьбы с обледенением; однако бетон надлежащего качества, произведенный, обработанный и затвердевший не должен подвергаться подобному ухудшению.Существует четкая цепочка ответственности за производство устойчивого к образованию накипи бетона.

Крупным планом вид на ледяные вмятины в замороженном свежем бетоне. Образования кристаллов льда возникают в виде застывшего незатвердевшего бетона.


Замерзание.
Бетон очень мало прочности при низких температурах. Соответственно, свежеуложенный бетон необходимо защищать от замерзания до тех пор, пока степень насыщения бетона не будет достаточно снижена за счет гидратации цемента.Время, за которое достигается это уменьшение, примерно соответствует времени, необходимому для достижения бетоном прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм. Бетон, который будет подвергаться воздействию антиобледенителя, должен достигнуть прочности 4000 фунтов на квадратный дюйм перед повторными циклами замораживания и оттаивания.

Оптимизация использования летучей золы в бетоне Холодная погода и зимние условия могут быть сложными, если бетон содержит летучую золу. Зольный бетон, особенно при использовании на более высоких уровнях, обычно имеет увеличенное время схватывания и медленный набор прочности, что приводит к низкой прочности в раннем возрасте и задержкам в темпах строительства.Кроме того, бетон, содержащий летучую золу, часто считается более восприимчивым к образованию накипи на поверхности при воздействии химикатов против обледенения, чем бетон из портландцемента. Поэтому важно знать, как регулировать количество летучей золы, чтобы свести к минимуму недостатки и при этом максимизировать преимущества.

Архитектор многоэтажного дома в Бэйвью оптимизировал количество летучей золы на основе требований спецификации бетона, графика строительства и температуры.Он ограничил количество летучей золы в плитах на уклоне, уложенном в зимние месяцы, до 20 процентов. Если невозможно обеспечить адекватное отверждение или если бетон подвергается замерзанию и оттаиванию в присутствии антиобледенительных солей, количество летучей золы всегда должно быть менее 25 процентов. Подробнее об оптимизации использования летучей золы в бетоне.

Публикации

Для разных бетонов требуется разная степень прочности в зависимости от окружающей среды и желаемых свойств. Руководство Specifer по долговечному бетону, EB221, предназначено для предоставления достаточной информации, позволяющей практикующему специалисту выбирать материалы и параметры конструкции для получения прочного бетона в различных средах.

Оптимизация использования летучей золы в бетоне В статье обсуждаются вопросы, связанные с использованием летучей золы в бетоне от низких до очень высоких уровней, и даются рекомендации по использованию летучей золы без ущерба для строительного процесса или качества готового продукта. Тематические исследования были выбраны в качестве примеров некоторых из наиболее требовательных применений зольного бетона для снижения ASR, устойчивости к хлоридам и зеленого строительства.

.

% PDF-1.4 % 605 0 объект > endobj xref 605 84 0000000016 00000 н. 0000002049 00000 н. 0000002254 00000 н. 0000002411 00000 н. 0000002486 00000 н. 0000004580 00000 н. 0000004755 00000 н. 0000004839 00000 н. 0000004927 00000 н. 0000005016 00000 н. 0000005154 00000 н. 0000005224 00000 н. 0000005372 00000 п. 0000005442 00000 п. 0000005558 00000 н. 0000005628 00000 н. 0000005773 00000 п. 0000005843 00000 н. 0000005952 00000 п. 0000006022 00000 н. 0000006138 00000 п. 0000006208 00000 н. 0000006321 00000 п. 0000006391 00000 п. 0000006522 00000 н. 0000006592 00000 н. 0000006698 00000 н. 0000006768 00000 н. 0000006896 00000 н. 0000006966 00000 н. 0000007084 00000 н. 0000007154 00000 н. 0000007280 00000 н. 0000007350 00000 н. 0000007520 00000 н. 0000007590 00000 н. 0000007713 00000 н. 0000007783 00000 н. 0000007897 00000 п. 0000007967 00000 н. 0000008084 00000 н. 0000008154 00000 н. 0000008278 00000 н. 0000008348 00000 п. 0000008463 00000 н. 0000008533 00000 н. 0000008661 00000 п. 0000008731 00000 н. 0000008864 00000 н. 0000008933 00000 н. 0000009063 00000 н. 0000009132 00000 н. 0000009251 00000 п. 0000009320 00000 н. 0000009439 00000 п. 0000009507 00000 н. 0000009624 00000 н. 0000009692 00000 п. 0000009762 00000 н. 0000009811 00000 п. 0000009873 00000 п. 0000009904 00000 н. 0000010046 00000 п. 0000010277 00000 п. 0000010716 00000 п. 0000011511 00000 п. 0000014419 00000 п. 0000014524 00000 п. 0000014634 00000 п. 0000015429 00000 п. 0000015691 00000 п. 0000016513 00000 п. 0000022380 00000 п. 0000099359 00000 н. 0000100564 00000 н. 0000101454 00000 н. 0000102534 00000 п. 0000103302 00000 п. 0000103728 00000 п. 0000104412 00000 н. 0000104518 00000 н. 0000104567 00000 н. 0000002800 00000 н. 0000004557 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 606 0 объект > endobj 607 0 объект

.

Факторы, влияющие на прочность бетона

Факторы, влияющие на прочность бетона

На прочность бетона влияет множество факторов, таких как качество сырья, соотношение вода / цемент, соотношение крупного и мелкого заполнителя, возраст бетона, уплотнение бетона, температура, относительная влажность и твердение бетона.

Качество сырья

Цемент: При условии, что цемент соответствует соответствующему стандарту и правильно хранился (т.е.е. в сухих условиях), он должен подходить для использования в бетоне.

Заполнители: Качество заполнителя, его размер, форма, текстура, прочность и т.д. определяют прочность бетона. Наличие солей (хлоридов и сульфатов), ила и глины также снижает прочность бетона.

Вода: часто качество воды оговаривается пунктом, в котором говорится: «.. вода должна быть пригодной для питья ..». Этот критерий, однако, не является абсолютным, и следует ссылаться на соответствующие нормативы для тестирования целей водного строительства.

Соотношение вода / цемент

Соотношение между водоцементным соотношением и прочностью бетона показано на графике, как показано ниже:

Чем выше соотношение вода / цемент, тем больше начальное расстояние между зернами цемента и тем больше объем остаточных пустот, не заполненных продуктами гидратации.

На графике отсутствует одна деталь. При заданном содержании цемента удобоукладываемость бетона снижается, если снижается водоцементное соотношение.Более низкое водоцементное соотношение означает меньше воды или больше цемента и меньшую удобоукладываемость.

Однако, если удобоукладываемость становится слишком низкой, бетон становится трудно уплотнять, и прочность снижается. Для данного набора материалов и условий окружающей среды прочность в любом возрасте зависит только от водоцементного отношения, при этом может быть достигнуто полное уплотнение.

Соотношение крупного и мелкого заполнителя

F Следует отметить следующие моменты для отношения крупного / мелкого заполнителя:

  • Если доля мелких частиц увеличена по отношению к крупному заполнителю, общая площадь поверхности заполнителя увеличится.
  • Если площадь поверхности заполнителя увеличилась, потребность в воде также увеличится.
  • Если спрос на воду увеличился, соотношение воды и цемента увеличится.
  • Поскольку водоцементное соотношение увеличилось, прочность на сжатие снизится.

Соотношение щебень / цемент

Следующие пункты должны быть отмечены для цементного заполнителя:

  • Если объем остается прежним, а пропорция цемента по отношению к песку увеличивается, площадь поверхности твердого тела увеличится.
  • Если площадь поверхности твердых частиц увеличилась, потребность в воде останется прежней для обеспечения постоянной обрабатываемости.
  • Если предположить увеличение содержания цемента без увеличения потребности в воде, водоцементное соотношение уменьшится.
  • При уменьшении водоцементного отношения прочность бетона увеличивается.

Важно помнить о влиянии содержания цемента на удобоукладываемость и прочность, и его можно резюмировать следующим образом:

  1. Для данной удобоукладываемости увеличение доли цемента в смеси мало влияет на водопотребление и приводит к снижению водоцементного отношения.
  2. Уменьшение водоцементного отношения приводит к увеличению прочности бетона.
  3. Следовательно, для данной удобоукладываемости увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности бетона.

Возраст бетона

Степень гидратации является синонимом возраста бетона при условии, что бетон не высыхает или температура слишком низкая.

Теоретически, если бетону не дать высохнуть, оно всегда будет увеличиваться, хотя и со все меньшей скоростью.Для удобства и для большинства практических применений принято считать, что большая часть прочности достигается за 28 дней.

Уплотнение бетона

Любой захваченный воздух из-за недостаточного уплотнения пластичного бетона приведет к снижению прочности. Если в бетоне было 10% захваченного воздуха, прочность упадет в пределах от 30 до 40%.

Температура

Скорость реакции гидратации зависит от температуры.Если температура повышается, реакция также увеличивается. Это означает, что бетон, выдержанный при более высокой температуре, набирает прочность быстрее, чем аналогичный бетон, выдерживаемый при более низкой температуре.

Однако конечная прочность бетона при более высокой температуре будет ниже. Это связано с тем, что физическая форма затвердевшего цементного теста менее хорошо структурирована и более пористая, когда гидратация протекает с большей скоростью.

Это важный момент, о котором следует помнить, потому что температура оказывает аналогичное, но более выраженное отрицательное влияние на проницаемость бетона.

Относительная влажность

Если дать бетону высохнуть, реакция гидратации прекратится. Реакция гидратации не может протекать без влаги. Три кривые показывают развитие прочности одинаковых бетонов в различных условиях.

Отверждение

Из того, что было сказано выше, должно быть ясно, что пагубные последствия хранения бетона в сухой среде можно уменьшить, если бетон должным образом отвержден для предотвращения чрезмерной потери влаги.

Подробнее:

Прочность бетонных кубов на сжатие, процедура, результаты

Испытания бетонных стержней на прочность - отбор проб и процедура

Неразрушающий контроль бетона и его методы

Влияние воздухововлекающего бетона на прочность бетона

Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона

.

Изменение прочности бетона на сжатие во времени

Возраст бетонных конструкций во многом зависит от их прочности и долговечности. Понимание зависимости прочности бетона от времени помогает узнать эффект нагрузки в более позднем возрасте.

В этом разделе объясняется различное влияние возраста на прочность бетона.

Изменение прочности бетона во времени

Согласно исследованиям, прочность бетона на сжатие с возрастом увеличивается.Большинство исследований проводилось для изучения прочности бетона на 28-е сутки. Но на самом деле сила на 28-й день меньше по сравнению с долгосрочной силой, которую он может набрать с возрастом.

Изменение прочности бетона с возрастом можно исследовать разными методами. На рисунке 1 ниже показано изменение прочности бетона в сухом и влажном состоянии. Этот график основан на исследовании, проведенном Байкофом и Сиглофом (1976).

Они обнаружили, что в сухих условиях через 1 год прочность бетона не увеличивается, как показано на рисунке 1.С другой стороны, прочность образцов, хранящихся во влажной среде (при 15 ° C), значительно увеличивается.

Рис.1: Изменение прочности бетона во времени

Рис.2: Изменение прочности бетона на сжатие со временем (Уоша и Вендт (1989))

Скорость увеличения силы с течением времени

Процесс непрерывной гидратации повысит прочность бетона. Если условия окружающей среды, которым подвергается бетон, способствуют гидратации, прочность с возрастом постоянно увеличивается.Но эта скорость гидратации высока на ранних этапах и задерживается позже.

Прочность на сжатие, полученная бетоном, измеряется на 28-й день, после чего показатель прочности снижается. Прочность на сжатие, полученная в более позднем возрасте, проверяется неразрушающими испытаниями.

Подробнее: Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

В таблице 1 ниже показан темп набора силы с первого по 28 день.

Таблица 1: Прочность бетона с возрастом

Возраст Прирост силы (%)
1 день 16%
3 дня 40%
7 дней 65%
14 дней 90%
28 дней 99%

Правильные условия отверждения помогут предотвратить утечку влаги, которая будет способствовать реакции увеличения прочности.На рисунке 3 ниже показано изменение прочности на сжатие с возрастом для различных условий отверждения.

Рис.3. Прочность на сжатие в зависимости от возраста для различных сред отверждения (Мамлук и Заневски)

Факторы, влияющие на длительную прочность бетона на сжатие

Достижение прочности бетона на сжатие в долгосрочной перспективе отличается от набора прочности в раннем возрасте. На долговременную прочность бетона на сжатие влияют следующие факторы:

1.Соотношение вода-цемент

Адекватное водоцементное соотношение необходимо для прохождения реакций гидратации в более позднем возрасте. Реакции гидратации улучшают прочность бетона на сжатие.

Недостаточное содержание воды приведет к образованию огромного количества пор до 28 дней, что со временем увеличит шансы сползания и усадки. Это отрицательно скажется на прочности бетона на сжатие.

Также читайте: Технологичность бетона - типы и влияние на прочность бетона

2.Условия отверждения

Надлежащие условия отверждения - это своего рода подготовка бетона перед его эксплуатацией. Степень отверждения бетона зависит от предполагаемых условий воздействия на конструкции.

Правильно затвердевший и высококачественный бетон не подвержен старению в экстремальных условиях. Следовательно, эффективное отверждение улучшает сжимаемость бетона.

Также читайте: Отверждение цементного бетона - время и продолжительность

3.Температура

Исследования показали, что высокая температура ускоряет реакцию гидратации, но получаемые продукты не будут однородными или хорошего качества. В результате могут остаться поры, влияющие на прочность бетона.

4. Условия окружающей среды

Бетонная конструкция с возрастом подвергается воздействию таких условий окружающей среды, как дождь, замерзание и таяние, химические воздействия и т. Д. Непроницаемый бетон может подвергаться проникновению влаги, частому замерзанию и оттаиванию, что приводит к образованию трещин в бетоне.

Химическое воздействие может вызвать коррозию арматуры, что снижает ее предел текучести. Все это может повлиять на прочность бетона.

.

Как исправить утечку антифриза? (с картинками)

Утечка антифриза хороша тем, что она очень быстро проявляется. Ваш датчик температуры взлетает, загораются сигнальные лампы, а иногда пар выходит из-под капота вашего автомобиля, грузовика или внедорожника. В таких случаях следует съехать на обочину дороги и как можно скорее остановить автомобиль. Продолжение эксплуатации транспортного средства с потерей охлаждающей жидкости может легко привести к разрушению его двигателя.

Утечки антифриза проявляются быстро, иногда из-под капота автомобиля выделяется пар.

Утечка антифриза может быть внешней или внутренней. Если вы испытываете внутреннюю утечку, что-то вроде плохой прокладки головки блока цилиндров или треснувшего блока двигателя, лучше всего отбуксировать автомобиль механику. Из-за сломанной прокладки головки блока цилиндров или треснувшего блока цилиндров антифриз может попасть в цилиндр или масляный картер. Это непростой ремонт, и он часто стоит более 1000 долларов США.

Самый частый источник утечки антифриза - шланги радиатора.

Внешнюю утечку антифриза легче диагностировать и устранить. Во-первых, следует определить место утечки. Наиболее распространенными источниками утечки являются верхние или нижние шланги радиатора, крышка радиатора, бачок перелива радиатора или внутри самого радиатора. Утечка также может происходить вокруг водяного насоса, сердечника нагревателя и прокладки впускного коллектора.

При диагностике утечки антифриза сначала проверьте крышку радиатора.

Для диагностики и устранения утечки антифриза сначала проверьте крышку радиатора.Если вам очень повезло, и вы не можете обнаружить другие утечки, проблема может заключаться просто в том, что крышка была повреждена и неспособна сдерживать давление горячей охлаждающей жидкости в радиаторе. Решение - купить новую крышку. Не забудьте подождать, пока машина остынет, прежде чем снимать старую крышку, так как полная заливка кипящего антифриза - менее чем приятное занятие.

Лишний антифриз нужно держать в багажнике на случай утечки.

Следующим по списку идет проверка верхнего и нижнего шлангов радиатора и хомутов. Вы должны легко определить, треснул ли шланг или раскололся, поскольку охлаждающая жидкость будет либо капать, либо брызгать, как фонтан. Замена верхнего шланга - дело относительно быстрое. Замена нижнего шланга часто бывает сложной и грязной задачей. Если со шлангами все в порядке, проверьте зажимы.

Как и все механические детали, шланговые хомуты со временем ослабнут и ослабнут, оставляя крошечные зазоры и пространства вокруг впускных и выпускных отверстий.Просто замените хомуты на новые. Замена верхних хомутов очень проста, поскольку они легко доступны. Опять же, из-за тесноты моторных отсеков практически всех автомобилей последних моделей замена нижних хомутов шлангов может привести к царапинам на суставах и проклятиям.

Следующим по частоте источником утечки антифриза является сам радиатор.Вы можете попробовать быстрое решение, которое заключается в том, чтобы налить банку одной из многих добавок, которые, как утверждается, предотвращают утечки в радиаторе с точечным отверстием. Иногда это срабатывает, а иногда нет. Радиатор может быть поврежден внутренней коррозией, летящими камнями или мусором, а иногда просто самим возрастом. В любом случае, аддитивный ремонт обычно является временным решением, и в конечном итоге ваш радиатор необходимо будет либо отремонтировать, либо заменить профессионалом.

Последний простой ремонт утечки антифриза заключается в пластиковом переливном бачке радиатора.Этот резервуар забирает охлаждающую жидкость, когда она становится слишком горячей. После остывания он всасывается обратно в радиатор. Если в резервуаре есть дыра или трещина, вы будете регулярно терять охлаждающую жидкость. Можно либо попробовать отремонтировать трещину или отверстие с помощью клея, либо купить новый резервуар.

Ремонт протекающего водяного насоса, сердечника нагревателя или прокладки впускного коллектора более сложен.Если вы не являетесь квалифицированным механиком, они попадают в категорию «не пробуйте это дома». Скорее всего, если вы не очень разбираетесь в ремонте автомобилей, вы нанесете больше повреждений, чем уже существует.

Неисправная прокладка может быть причиной утечки антифриза..

Как делается бетон (новое исследование) - Цементный бетон

Как производится бетон: - Бетон представляет собой жидкую смесь цемента, воды, песка и гравия . Бетон можно заливать в формы или формы, и он затвердеет, чтобы создать необходимые компоненты бетонной конструкции. Вам интересно узнать о микроструктуре бетона? Вот Новое исследование по микроструктуре бетона.

Химическая реакция и гидратация

схватывание и твердение бетона вызвано химической реакцией между портландцементом и водой, это можно продемонстрировать, добавив небольшое количество цемента в воду, содержащую индикатор, быстрое развитие синего цвета отражает выделение гидроксила. Ионы из растворяющегося цемента химическая реакция между цементом и водой называется гидратацией.

Связанные: - Высокопрочные свойства бетона, прочность, добавки и состав смеси

Рис.1. Состав бетона

Растворение цемента увеличивает уровни кальция и кремния в растворе, когда концентрация растворенных веществ достигает критических уровней, в результате реакции осаждения образуются новые твердые продукты. Это эскиз зерен цемента, взвешенных в воде.

Твердые продукты Hydration образуют покрытия вокруг частиц цемента и постепенно заполняют пространство между ними, когда покрытия впервые начинают схватываться, происходит устойчивое увеличение прочности по мере того, как покрытия срастаются вместе, величина прочности, достигаемая за счет смесь цемента и воды зависит от того, насколько эффективно заполнено пространство между зернами.

Бетон затвердеет в течение нескольких часов, , но гидратация продолжается в течение недель, даже лет после укладки. Вот изображение частиц цемента до воздействия воды. Сухой цемент представляет собой мелкодисперсный порошок, и частицы не прикрепляются друг к другу после того, как цемент смешан с водой и оставлен стоять.

Сейчас картина совсем другая, частицы сгруппированы вместе и прикреплены твердым материалом, обеспечивающим структурную целостность.Ученые из Национального института стандартов и технологий научились моделировать гидратацию цемента на компьютере с помощью компьютерного моделирования.

Гидратация ускоряется за несколько минут, а не дней до гидратации. Моделирование частиц цемента размещаются на дисплее компьютера, компьютер определяет области частиц, которые могут растворяться в воде.

Кусочки растворенного цемента случайным образом диффундируют в воде и реагируют с образованием твердых фаз.Согласно определенным правилам после завершения цикла , растворения, диффузии и осаждения , компьютер переходит к другому циклу, поскольку этот процесс повторяется снова и снова.


Микроструктура бетона

Микроструктура создает мосты между частицами, которые придают материалу прочность. Компьютерное моделирование оказалось ценным, поскольку позволяет исследователям проверять условия и проводить измерения, которые трудно достичь в реальной жизни.В конце моделирования гидратации структура затвердевшего цементного теста очень похожа на ту, что наблюдается под микроскопом.

Гидратация - это экзотермический процесс, при котором в результате химических реакций выделяется тепло, за процессом гидратации можно легко следить, отслеживая выделение тепла, которое сопровождает реакции,

это делается путем отхаркивания раствора из партии бетона и его взвешивания в бутылку, которая помещается в изотермический контейнер, термистор встраивается в свежий раствор , выходной сигнал термистора можно регистрировать с помощью На компьютере результаты этого эксперимента можно представить в виде кривой зависимости температуры от времени .

Подробнее : Производство портландцемента - процесс и материалы

Площадь под основным пиком может быть связана с ранним развитием прочности, начальное растворение цемента Purdue - это кратковременное выделение тепла, показанное первым пиком на калориметрической кривой.

После того, как продукты гидратации начального растворения быстро осаждаются на поверхности каждой частицы цемента, слой действует как защитный барьер и временно задерживает дальнейшее растворение частицы, что замедляет реакцию на несколько часов и называется период покоя.

Существование периода покоя позволяет транспортировать бетон на строительную площадку, укладывать и обрабатывать формы, конец периода покоя представляет собой начало схватывания, после чего цемент снова начинает реагировать. быстро с водой, поскольку образуются новые продукты гидратации.

Ученые используют измерения других свойств для контроля схватывания и твердения бетона, исследователям часто необходимо знать, какая часть цемента гидратирована.


Степень гидратации

Степень гидратации можно оценить путем нагревания образца цементного теста и измерения потери веса в зависимости от температуры с использованием оборудования для термогравиметрического анализа , свободная вода в образце удаляется путем нагревания до 105 градусов Цельсия при 105 градусах . Образец сухой, но сохраняет свою прочность.

Вода, участвующая в реакциях гидратации, химически соединяется с цементом. Ее можно удалить из образца путем нагревания до 1000 градусов при 1000 градусов всей исходной смеси.вода была удалена из образца. Степень гидратации рассчитывается по весу химически объединенной воды, типичное цементное тесто, отвержденное во влажных условиях, достигает степени гидратации около 80% за 28 дней с,

Электрические свойства образцов цемента или раствора можно отслеживать с течением времени, что приводит к профилям изменений электрического сопротивления. Электрические свойства этого образца цемента измеряются с помощью двух металлических дорог и оборудования, которое измеряет сопротивление и импеданс.

На этой диаграмме показано, как сопротивление электричества через цемент увеличивается по мере того, как цемент гидратируется в раннем возрасте, вода легко проводит ток через образец, но когда продукты гидратации заполняют открытые пространства внутри образца, электрический ток не может проходить так же легко, в этом случае Таким образом, электрические свойства могут быть связаны со степенью гидратации.

Сопротивление и импеданс цемента - это тема исследований, которые когда-нибудь могут изменить методы испытаний свежего бетона в полевых условиях.Текучие свойства бетона очень важны в этой области, потому что качественное строительство требует соответствующего уплотнения.

Стандартное испытание на осадку обеспечивает грубую оценку удобоукладываемости бетона, это испытание широко используется, потому что его легко проводить в полевых условиях, свойства жидкости также являются предметом исследования в лаборатории из-за потока изменений цемента по мере гидратации. Такие свойства, как вязкость и начальное сопротивление потоку, используются для характеристики жидких материалов.

Вода - это жидкость с низкой вязкостью и низким начальным сопротивлением текучести, но бетонный раствор и свежий цементный клей имеют гораздо более высокую вязкость, чем вода.

Вибрация часто используется для преодоления этого сопротивления в бетоне в лаборатории, жидкие свойства цементного теста можно измерить с помощью этого реометра Brookfield , исследователи используют более крупное оборудование, такое как реометр Tattersall, для измерения свойств раствора и бетона.


Реологическое оборудование т может использоваться для измерения начального сопротивления потоку, которое во время схватывания называется пределом текучести.Предел текучести начинает увеличиваться, и способность к течению теряется, исследователи заинтересованы в характеристиках текучести, чтобы понять, как процесс гидратации увеличивает жесткость свежего бетона и приводит к его затвердеванию.

Скорость гидратации можно контролировать несколькими способами, такими как температура, тип цемента и примеси . влияет на скорость, одной из наиболее важных переменных является температура окружающей среды, высокие температуры ускоряют гидратацию, так что схватывание также происходит быстрее. как последующее развитие силы.

Обратное происходит, когда температура понижается, хорошее практическое правило состоит в том, что на каждые 10 градусов Цельсия изменение температуры скорость гидратации изменяется в два раза, например, повышение температуры с 20 градусов Цельсия до 30. градусов Цельсия удваивает скорость увлажнения , важно помнить, что когда погода становится более прохладной, бетон медленно затвердевает и его необходимо хранить в формах в течение более длительного периода времени.

Гидратацию бетона также можно контролировать, используя различные типы цемента для противодействия влиянию высоких или низких температур в полевых условиях, например, использование 3 типов цемента противодействует холоду, поскольку они быстрее гидратируются, также есть специальные химические вещества. которые регулируют гидратацию, могут быть добавлены в бетон, чтобы ускорить процесс гидратации.

Установить замедлители гидратации этих материалов широко доступны.

Таким образом, гидратация - это химическая реакция между цементом и водой, которая связывает частицы цемента и заполнитель в бетоне в прочную структуру, и во время массирования одним из важных преимуществ бетона перед другими строительными материалами является то, что он смешивается. и формируется на месте и может принимать очень больших и гибких. Способность бетона быстро набирать прочность делает его ценным материалом для дорог, зданий, мостов и других важных сооружений .

Вам также понравится:

(Посещали 1565 раз, сегодня 2 раза)

Продолжить чтение

.

Смотрите также

Новости

Скидки 30% на ремонт квартиры под ключ за 120 дней

Компания МастерХаус предлагает качественные услуги по отделке, которые выполнены в соответствии с вашими пожеланиями. Даже самые невероятные фантазии можно воплотить жизнь, стоит только захотеть.

29-01-2019 Хиты:0 Новости

Подробнее

Есть вопросы? Или хотите сделать заказ?

Оставьте свои данные и мы с вами свяжемся в ближайшее время.

Индекс цитирования