Что добавляют в бетон при морозе. Противоморозные добавки в бетон: основные разновидности

Что добавляют в бетон при морозе. 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.

Антимороз для бетона расход. Виды присадок

В зависимости от формы выпуска добавки для повышения морозостойкости представляют собой растворы и сухие смеси.

Противоморозные добавки в бетон пропорции. Принцип работы противоморозной добавки

Большинство застройщиков стараются начинать возведение фундамента в теплое время года, потому что оптимальная температура для гидратации, химической реакции между цементом и водой, в результате которой и происходит схватывание - +15 - +20 градусов.

Но часто обстоятельства вынуждают начинать строительство в холодное время года, к тому же, в зимней стройке есть свои выгоды и преимущества. Когда среднесуточная температура опускается до +5 градусов, строительные нормы регламентируют переход на зимний вариант работ, и здесь уже необходимо использование противоморозных добавок.

Василий Шрамко региональный технический специалист по строительной химии для бетона корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ

Применение добавки целесообразно при снижении температуры окружающей среды ниже +5 градусов, т.к. при низких температурах химическая реакция цемента с водой практически останавливается.

Кроме того, что реакция между цементом и водой останавливается и, соответственно, ухудшается, а в некоторых случаях прекращается схватывание раствора, вода, замерзая, расширяется в объеме и разрушает структуру бетона. Если после укладки в опалубку бетонная смесь замерзнет, то ждать набора требуемой прочности после оттаивания бессмысленно. Его структура будет рыхлой, а прочность – значительно ниже прочности бетона такого же состава, но не подвергшегося замерзанию.

Поэтому при возведении железобетонных конструкций и монолитных сооружений при температуре ниже 0 градусов применяют противоморозные добавки. Они обладают противоморозным эффектом и ускоряют схватывание и твердение растворов при отрицательных температурах.

Василий Шрамко

Действие противоморозной добавки направленно на то, чтобы вода, входящая в состав бетонной смеси, не замерзла, и бетонная конструкция после укладки набрала свою прочность.

Применение противоморозных добавок позволяет возводить фундаменты при температуре от +5 до -25 градусов.

По принципу действия все противоморозные добавки можно разделить на две группы:

• Добавки, которые понижают температуру замерзания жидкой фазы бетона, вода не переходит в твердое состояние при -10 градусах и ниже.
• Добавки, которые убыстряют процесс схватывания.

При использовании добавок каждой из этих категорий необходимо внимательно читать инструкцию производителя, а также обращать внимание на ценник. Дешевая, некачественная противоморозная присадка может ухудшить характеристики бетона.

Василий Шрамко

В состав качественных противоморозных добавок входят специальные компоненты – ингибиторы коррозии, которые не содержат агрессивных солей, корродирующих арматуру. Их можно применять в железобетоне, в т.ч. густоармированном. К сожалению, такое можно сказать не о всех ПМД, представленных на рынке строительной химии. Все зависит от состава.

При какой температуре нужно добавлять добавки в бетон. Технология подогрева

Многие начинающие мастера не знают, при какой температуре нужно греть бетон. Тут важно учитывать одно правило: если столбик термометра опускается ниже + 5 ˚С, то процесс твердения замедляется. Чтобы этого избежать, подогрев нужно начинать, когда температура окружающей среды опустилась ниже этой отметки. Действовать при этом можно следующим образом:

• пропустить ток через бетон с помощью электрода;
• пропустить ток через провод, заранее уложенный внутрь материала.

Первый способ обходится дешевле, так как в роли электродов могут выступать металлические прутья. Если следовать правилам, для этих целей потребуется специальное оборудование. Однако некоторые умельцы подключают к арматурным электродам сварочный аппарат, пропуская ток через раствор и нагревая его. Армированный бетон прогревается при напряжении до 127 В. Без металлической арматуры следует использовать напряжение до 380 В.

Второй способ предусматривает дополнительные затраты на нагревательный кабель. Его укладывают арматурным каркасом. К нему подключается ток через подстанции. Этот способ обходится дороже, но является более эффективным по сравнению с подогревом с помощью электродов.

Главным минусом вышеописанного метода можно назвать финансовые расходы. Кроме того, при подогреве нужно неустанно следить за температурой. Если она поднимется излишне, это станет причиной пересыхания материала и может нарушить прочность конструкции. Если морозы внушительные, следует дополнительно утеплять опалубку. Теперь вам известно, при какой температуре нужно греть бетон.

Какой мороз опасен для бетона. Как происходит твердение бетона

Бетон — это твердый и прочный строительный материал, но изготавливают его на основе порошкового вяжущего материала — цемента. При замесе в раствор добавляют песок, песчано-гравийную смесь, гравий или щебень, но все эти компоненты — наполнители. Суть образования твердого бетонного камня — в реакциях, которые запускаются при смешивании цемента с водой.

Метод получения и состав цемента

Цемент получают, смалывая клинкер с добавлением 5 % гипса или других форм сульфата кальция. Клинкер, в свою очередь, — это обожженная при высокой температуре смесь известняка и глины. При обжиге смесь частично оплавляется с образованием гранул клинкера.

Важно!

Процесс описан довольно упрощенно. Цементы классифицируются в зависимости от вида клинкера, который может быть:

1. портландцементным;
2. глиноземистым;
3. смесью портландцементного и сульфоалюминатного либо сульфоферритного.

В состав цемента входят следующие соединения:

1. трехкальциевый силикат (алит) — 50–70 %;
2. двухкальциевый силикат (белит) — 15–30 %;
3. трехкальциевый алюминат — 5–10 %;
4. четырехкальциевый алюмоферрит — 5–15 %.

Цемент является веществом водного твердения, добавленный при помоле гипс — вещество воздушного твердения.

Как твердеет бетон

При смешивании цемента с водой начинаются реакции гидратации:

1. Алит быстро вовлекается в реакцию с получением твердых кристаллических соединений. Он играет главную роль в твердении бетона в первые 4 недели.
2. Белит вступает в реакцию медленнее. Это соединение отвечает за рост прочности по истечении 28 дней.
3. Алюминатная фаза реагирует очень быстро, поэтому, чтобы не допустить чрезмерно быстрого схватывания, добавляют гипс.
4. Ферритная фаза также реагирует довольно быстро.

В результате реакций гидратации, протекающих при смешивании цемента с водой, образуются новые соединения — кристаллы твердого бетонного камня.

Таким образом, становится понятно, что ключевой момент для образования твердого строительного материала — возможность беспрепятственного протекания реакций гидратации с максимальным вовлечением в них компонентов цемента.

Оптимальные условия твердения бетона

Наилучшим образом процессы гидратации протекают при температуре воздуха 18–20 °С и высокой влажности.

Как только температура окружающего воздуха снижается, реакции гидратации начинают замедляться, и этот процесс прямо пропорционален похолоданию. При температуре –5 °С реакции идут совсем медленно, а при 0 °С прекращаются.

При слишком высоких температурах бетон твердеет очень быстро, что не на пользу его прочности.

Почему прекращаются реакции гидратации при 0 °С

Как известно, при температуре 0 °С и ниже вода замерзает.

Составляющие цемента реагируют с водой с разной скоростью. В целом расчетная прочность бетона достигается на 28-е сутки, поэтому, если раствор будет охлажден до температуры 0 °С и ниже, вода, которая еще не включилась в реакцию, замерзнет.

При замерзании вода расширяется и в бетоне нарастает внутреннее давление.

Эти процессы приводят к двум основным негативным последствиям:

1. из-за прекращения реакции прочность бетона не достигает расчетных значений;
2. из-за образования льда в бетоне появляются трещины, которые тоже снижают его прочность.

Что добавляют в бетон на заводе. Добавки, применяемые в технологии бетонов

Бетон относится к искусственным строительным материалам. Основа бетонной смеси состоит из песка и щебня, связывающим звеном между ними выступает цемент и вода. На долю заполнителей приходится 70-75% всего объема бетона, от них зависит его долговечность. Для улучшения качеств, в готовую бетонную смесь подмешивают различные добавки.

Добавки в бетон — что это такое и зачем нужны

Присадки для бетона, в отличие от заполнителей, не могут быть основным ингредиентом при производстве бетонной смеси, их содержание не должно превышать 5% от количества цемента в растворе.

Добавляется химия для бетона с целью улучшения его качества, изменения свойств. От того, что добавляют в бетон, зависит:

• при каких температурах воздуха можно использовать бетонную смесь, низких или наоборот высоких;
• скорость укладки бетонной смеси;
• его водоустойчивость, термостойкость;
• метод его доставки к месту строительства;
• устойчивость искусственного камня к агрессивной среде грунтовых вод.

От добавки, применяемой в технологии производства бетона, зависит прочность и долговечность строящихся сооружений. Подразделяются добавки на:

• пластифицирующие;
• повышающие морозостойкость;
• способные ускорить или замедлить застывание смеси;
• уплотняющие;
• с пигментами для придания цвета тротуарной плитке или зданию;
• повышающие водонепроницаемость бетона.

Их использование зависит от того, где и при каких условиях будут возводиться конкретные конструкции.

Виды добавок, разновидности по назначению

Строительная индустрия не стоит на месте, она находит все новые химические структуры, которые взаимодействуя с основными компонентами бетона, придают ему новые свойства.

Модификаторы

Каждое конкретное строительство объекта требует своих параметров бетона. Изменить свойство бетонной смеси в нужную для строителя сторону, повысить ее эксплуатационные качества предназначение модификаторов.

Классификация модификаторов делится на:

• те, которые применимы к готовым смесям, направлены на регулировку их основных характеристик;
• направленные на изменение основных свойств бетона;
• придающие бетонной смеси особенные качества.

Есть модификаторы, которые не ограничиваются одним свойством. Их основным эффектом может быть, например, пластичность, а дополнительным 2 других свойства. Основа имеет более выраженный результат в сравнении с другими составляющими.

Пластификаторы

Свойство пластифицирующих добавок направлено на повышение пластичности бетона, его способности при растекании заполнять каждую ямку и трещинку. Более жидкий раствор не сможет этого сделать.

При излишках воды бетон приобретает повышенную пористость. Недопустимо превышение пропорций раствора более чем 7 литров воды на 10 килограмм цемента. От плотности бетона зависит его сопротивление нагрузкам.

Обратите внимание! Именно пластификаторы придают бетону нужную текучесть, не добавляя при этом воду в раствор.

За счет снижения сцепляющей силы смесей пластификаторы делают раствор легким в заполнении любой наливной формы, тонкостенной опалубки. Пластификаторы не только повышают текучесть смеси, они уменьшают риск образования трещин, повышают устойчивость к стиранию, снижают степень усадки, улучшают связь с арматурой.

Добавки, повышающие морозостойкость

Работать с бетонными смесями, когда холодно, очень сложно по причине их медленного затвердевания. В минусовую погоду раствор вообще перестает застывать. Происходит это из-за внутреннего напряжения, связанного с замерзанием жидкости, быстрого превращения воды в лед.

Здесь строителей выручают ускорители твердения или добавки, повышающие морозоустойчивость. Морозостойкая добавка для бетона придает воде незамерзающие свойства. При оттаивании такая присадка не позволяет нарушаться структуре бетонной смеси. Морозостойкая добавка для раствора увеличивает время, необходимое для вступления жидкости в реакцию с цементом.

Что добавить в бетон при минусовой температуре в домашних условиях. Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

• Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
• Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
• Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
• Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

• Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
• Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
  Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
• Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетонного раствора зимой:

1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.