Присадки морозостойкие для бетона: Морозостойкие смеси для бетона — виды и характеристики

Содержание

Морозостойкие смеси для бетона — виды и характеристики

Если в случае частного строительства можно дождаться весны и приступать к работе, когда температура перевалит за +10оС, чтобы было комфортно, то в строительных компаниях задержки чреваты значительными убытками. Поэтому специально для стоительства при низких температурах и были созданы морозостойкие присадки для бетона, который заливают при минусе.

При отрицательной температуре вода, которая входит в состав бетонной смести, кристаллизуется. Это приводит к разрушению структуры бетона. На морозе цемент перестает схватываться вовсе, поэтому работать с материалом становится невозможно. Для исправления этих недостатков и служат противоморозные добавки.

Основной задачей современных морозостойких смесей является сокращение времени схватывания цемента и ускорение времени затвердевания бетона при низких и отрицательных температурах. Также состав не дает замерзнуть воде в мороз. Некоторые противоморозные присадки позволяют работать с бетоном даже при температуре -25оС.

Второй по важности задачей морозостойких добавок является не ухудшить свойства бетонной смеси, а улучшить их.

Преимущества противоморозных смесей:

  1. Возможность работать с бетоном при отрицательных температурах (до -25оС).
  2. Они являются ингибитором коррозии. Большинство добавок позитивно влияют на сцепляемость бетона с арматурой, что замедляет процесс коррозии металла.
  3. Не снижают прочность бетона, а, наоборот, увеличивает ее. Хотя даже самые лучше морозостойкие добавки снижают темпы набора прочности материала, но после 28 суток бетон становится еще прочнее, чем без присадок.
  4. Они увеличивают плотность материала и повышают его водонепроницаемость. Это положительно сказывается на проектной прочности и долговечности всей конструкции.

Однако все эти преимущества смогут проявиться лишь в том случае, если строго соблюдать пропорции введения присадки в бетон. Недостаточное количество морозостойкой добавки в бетонной смеси может привести к замораживанию воды, также прекратится гидратация цемента. Хоть это и не повредит бетону, но придется ждать, пока температура воздуха не повысится. При повышенной концентрации противоморозных добавок могут пострадать качественные характеристики бетона. Немаловажным моментом является и выбор производителя. Некачественная смесь может испортить строительный материал.

Основными компонентами морозостойкой смеси могут быть:

  • нитрит натрия;
  • углекислый калий;
  • хлористый натрий;
  • хлорид калий;
  • карбонат калия;
  • нитрат кальция.

Сейчас наиболее распространены противоморозные добавки, в состав которых входят карбонат калия и нитрат кальция.

Первый должен иметь концентрацию в растворе не менее 30%. Карбонат калия – кристаллический компонент, он хорошо растворяется в воде. Вещество совершенно безопасное для здоровья человека и цена на него вполне доступная.

Нитрат кальция представляет собой соль азотной кислоты. Это химическое вещество еще известно под названием «кальциевая селитра», которая используется в качестве сельскохозяйственного удобрения. Уровень концентрации в растворе этого компонента — 25%.

Морозостойкие добавки для бетона на основе этих двух компонентов считаются самыми эффективными на сегодняшний день.

Производители противоморозных присадок

Так как отечественные морозостойкие смеси не уступают по своему качеству европейским, но в то же время отличаются более низкой ценой, они являются более востребованными на строительном рынке. Наиболее распространенные марки противоморозных добавок: «Мономах», «Пластол», «Форт», «Суперпласт», «ГудХим», «Релаксол».

Компания является ведущим российским производителем химических присадок для бетонов, строительных смесей и растворов. Продукция применяется как для жилищного строительства, так и возведения мостов, туннелей, аэродромов и гидротехнических сооружений. Морозостойкие добавки «Суперпласт» отличаются своей стабильностью, они не ухудшают качество бетона, а лишь увеличивают его прочность и пластичность. Фирма также изготавливает бессолевые противоморозные присадки, которые обладают лучшим качеством, чем обычные. Они не имеют никаких противопоказаний. Цены на продукцию средние.

Морозостойкие добавки этой российской фирмы ускоряют темп набора прочности бетона, снижают температуру застывания воды и водопотребность бетонной смеси, повышают тепловыделение при гидратации. Компания выпускает следующие противоморозные присадки:

  • Лидер – используется до -15оС;
  • С-3Р – суперпластификатор, который применяется при температуре до -10оС;
  • Антифриз-ПК – добавка, созданная на основе поликарбоксилатного пластификатора позволяет работать с бетонной смесью до -20оС.

Цены на продукцию этого бренда вполне доступные.

Российская компания существует уже более 10 лет и специализируется на изготовлении различных добавок для бетона. Она изготавливает следующие морозостойкие смеси:

  • «Фортрайс-Фрост» – обеспечивает работу с бетонной смесью при температурах до -15оС;
  • «Форт УП-3» – эффективна при температурах выше -20оС.

Вся продукция сертифицирована и имеет среднюю цену.

Российская компания, которая изготавливает свои противоморозные присадки как из отечественного, так импортного сырья. Производитель предлагает два вида добавок: «Мономах-St» и «Мономах-Pr».

Добавка в бетон морозостойкая (для морозостойкости)

Морозостойкие добавки в бетон – это специальные составы, которые тем или иным образом способны сделать бетон пригодным для работы при минусовой температуре без потери основных технических характеристик. Современные производители предлагают множество противоморозных добавок, которые выполняют определенные функции и тем или иным способом решают проблему невозможности заливать обычный бетон при температуре ниже +5 градусов.

Бетон является универсальным строительным материалом, который сегодня используется в самых разных сферах. Заливка разнообразных конструкций и выполнение элементов, строительство зданий и других объектов – все эти работы осуществляются круглогодично, поэтому возможность использовать раствор при минусовых температурах очень важна.

Обычный раствор при температуре ниже +5 градусов перестает схватываться и застывать, а даже если реакция и проходит, то с повреждением внутренних кристаллических связей и существенным ухудшением свойств материала. Так, залитый на морозе бетон может покрываться трещинами, сколами, менять форму, крошиться и деформироваться.

Оптимальные условия для правильного схватывания и застывания бетонного раствора – это температура в районе +20 градусов и высокая влажность. Если же есть необходимость осуществлять работы с бетонной смесью в мороз, важно использовать специальные присадки. Особенности применения составов указываются в инструкции, работы проводятся по правилам, указанным в ГОСТах и СНиПах.

Преимущества применения

Любая добавка в бетон морозостойкая призвана дать возможность замешивать и заливать смесь при минусе без риска замирания процесса схватывания/застывания и ухудшения характеристик монолита.

Основные достоинства противоморозных присадок:

  • Повышение уровня пластичности готового раствора – с ним легче работать.
  • Отсутствие риска коррозии арматуры в железобетонной конструкции за счет ингибиторов коррозии, которые есть в добавках.
  • Жидкость в бетонном растворе замерзает при значительно более низких температурах в сравнении с бетоном без присадок.
  • Значительное повышение водонепроницаемости.
  • Набор прочности при морозе происходит активнее.
  • При условии верного подбора добавок они способны улучшать адгезию компонентов в растворе, что положительно сказывается на качестве смеси.
  • Продление срока эксплуатации благодаря уплотнению бетона.
  • Застывший бетон в конструкции более морозостойкий в сравнении с обычным монолитом.
  • Уменьшение процента усадки в процессе застывания при полном сохранении целостности всей конструкции.

Работы с бетоном можно выполнять круглый год, не останавливая производство на 6 месяцев, когда существенно понижается температура окружающей среды. Из недостатков добавления присадок в цемент стоит отметить такие: чрезвычайная важность верного применения добавки (точные пропорции при добавлении, особенности работы) и возможность при несоблюдении технологии ухудшить характеристики бетона, некоторые добавки являются ядовитыми и пожароопасными.

Также стоит помнить о том, что при отрицательных температурах даже при условии введения противоморозных добавок бетон твердеет медленнее (кроме случаев применения ускорителей), а для достижения положенной прочности в работах в зимний период нужно брать больше цемента (что существенно повышает стоимость ремонтно-строительных работ).

Где используют

Любая добавка в бетон для морозостойкости – это настоящая находка для современного строительства. Присадки используются в самых разных ситуациях там, где нужно выполнить работы при низких температурах не в ущерб качеству.

Где применяют противоморозные добавки для бетона:

  • При заливке монолитных железобетонных конструкций, частей зданий.
  • В преднапряженном железобетоне.
  • С нерасчетной арматурой, где слой раствора должен быть больше 50 сантиметров.
  • В легких типах бетонов.
  • Для замешивания штукатурных смесей.
  • При заливке дорожек и разных поверхностей частного домостроения.
  • При выполнении важных конструкций и сооружений – мосты, плотины, дамбы, платформы добывания газа, нефти и т.д.

Независимо от сферы применения, до начала работ с бетоном обязательно проводят испытания для определения уровня прочности, скорости схватывания, особенностей окисляющего воздействия на бетонную смесь, наличие «солей» и т.д.

Присадки в бетон добавляют самые разные – все зависит от материала, условий проведения работ и будущей эксплуатации. Все виды присадок вводятся в раствор с водой, в соответствии с инструкцией. Потом смесь тщательно перемешивают, выжидают определенное время и используют.

СП 70.13330.2012 указывает, что для приобретения составом необходимого уровня прочности нужно, чтобы до момента достижения температурой состава отметки, указанной на присадке, смесь набрала минимум 20% запланированной прочности.

Обычно расход добавок на кубический метр раствора зависит не столько от вещества, сколько от среднесуточной температуры окружающей среды. Так, при температуре до -5 рекомендуют добавить не больше 2% присадки от веса раствора, при -10 градусов можно 3%, при -15 – максимум 4%. Если морозы очень сильные, рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для улучшения результатов рекомендуют придерживаться таких правил: температура заливаемого раствора должна быть от +15 до +25 градусов, присадки растворяют в подогретой воде, предварительно прогревают также щебень и песок, но не цемент.

Виды добавок

Качественные присадки для работы при отрицательных температурах позволяют работать с бетоном на морозе до -35 градусов. Видов присадок множество – это могут быть ускорители, пластификаторы, регуляторы подвижности, модификаторы, комплексные вещества. Их можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант более рискованный, так как точных рецептов и свойств разных веществ с эффектом антифриза точно не известно.

Многие мастера используют обычную соль (хлорид натрия) – она понижает температуру замерзания жидкости, понижает время критичного затвердевания раствора. Для приготовления такой добавки соль растворяют в воде, вводят в смесь. Для -5 градусов концентрация составляет 2% от массы раствора, -15 – 4%. Минус данного решения – коррозионная активность в отношении металла, поэтому железобетонные конструкции заливать такой смесью нельзя.

Пластификаторы

В качестве пластификаторов используют органические полиакрилаты, сульфат меламиновой смолы или нафталина. Данные присадки обладают пластифицирующим действием на смесь, большого расхода воды не предполагают. Монолит становится более водонепроницаемым, прочным, концентрированным (плотным).

Смесь с добавкой намного проще укладывается, заливается равномерно, существенно экономя воду и энергозатраты. Благодаря введению в состав пластификаторов удается смесь качественно укладывать в формы, исключать вероятность образования пустот. Микрочастицы смеси эффективнее удерживают влагу.

Упрочняющие

Такие добавки для бетона называют еще ускорителями твердения – в группу входят нитрат и хлорид кальция, сульфат железа и алюминия. Присадки работают, уменьшая время твердения смеси. В момент схватывания бетон теряет пластичность, а в процессе затвердевания становится прочным.

Воздействие добавок происходит в первые 3 дня застывания бетона – добавка наиболее эффективна именно в этот период. Также удается повысить прочность бетона по классу.

Регуляторы подвижности

Это специальные вещества, которые дают возможность продлить период работы с готовым уже раствором. Делятся на 2 типа: добавки, которые вводятся в минимальных объемах и регулируют характеристики (0.1-2%) и тонкомолотые лигатуры (5-20%) для сокращения расхода цемента и без изменения свойств.

Особенности применения регуляторов подвижности:

  • Самые эффективные – химические пластификаторы и суперпластификаторы.
  • Присадки повышают подвижность растворов, понижают водопотребность.
  • Лигатуры одного и того же класса могут по-разному влиять на раствор.
  • Лучшими считаются суперпластификаторы, которые: повышают строительно-технологические свойства смеси, увеличивают подвижность раствора, понижают расход цемента.

Морозоустойчивые

Данные присадки позволяют осуществлять работы при отрицательных температурах без изменения технологии и ухудшения характеристик бетонного раствора.

Главные виды морозоустойчивых добавок:

  • НК – нитрат кальция, оказывает влияние на скорость затвердевания раствора.
  • П – поташ, карбонат кальция, который способен ускорить твердение раствора при -30 градусах.
  • М – мочевина.
  • ХК – сочетание соляной кислоты, кальция, которое окисляет металл, поэтому не применяется в железобетоне.
  • М НК – сочетание мочевины и нитрата кальция.
  • НН, ННК – нитрат натрия и нитрит нитрат кальция, которые ускоряют процесс твердения, обладают антикоррозийным воздействием, но ядовиты (требуют применения средств индивидуальной защиты).

Коррозионностойкие

Данные модификаторы используют там, где нужно защитить железобетонные конструкции от окисления, что существенно продлевает срок их службы, препятствует разрушениям и негативному воздействию внешних факторов.

Комплексные

Есть добавки, которые оказывают сразу несколько эффектов на бетонную смесь – могут одновременно положительно влиять на арматуру и защищать ее, улучшать эксплуатационные свойства бетона, повышать прочностные характеристики железобетонной конструкции.

Советы по выбору

При выборе присадок в бетон учитывают обстоятельства эксплуатации будущей конструкции, условия заливки, используемый метод работ, марку и состав цемента, температуру окружающей среды, качество присадки и т.д. Чаще всего выбирают такие вещества, как: хлористый натрий для быстрого затвердевания, нитрит натрия, поташ для портландцемента.

Обычно присадку выбирают по действию и потребностям – после тщательного изучения свойств конкретной добавки выбирают ту, что отвечает условиям и требованиям. В особых случаях обращаются к специалистам.

Особенности выбора вещества:

  • В конструкциях с ненапрягаемой арматурой сечением больше 5 миллиметров можно применять любые добавки, кроме тех, что вызывают коррозию.
  • Если сечение арматуры меньше 5 миллиметров, нельзя применять ХК, НН и ХК.
  • Когда есть выпуск арматуры и закладные элементы, а сталь без защиты, подойдут НКМ, П, НН, НК, СН. При условии наличия у стали комбинированного покрытия запрещено использовать ХК и НН.
  • При условии эксплуатации с постоянным погружением бетонной конструкции используют все типы добавок.
  • СН, НК, НКМ, НН подходят для условий переменного влияния на конструкцию агрессивных вод.
  • Для конструкции, эксплуатируемой в агрессивной газовой среде постоянно, не применяют ХК.

Преимущества использования антифризов зимой

  • пластификация, стабилизация цементных растворов зимой;
  • долговечность готовых растворных смесей;
  • снижение усадочной деформации бетона;
  • уменьшение или отсутствие расслаивания цемента;
  • сокращение затрат при укладке бетона;
  • защита арматуры, металлического каркаса, сетки от коррозии;
  • обеспечение твердения раствора при температурах -15 ± 5 °С, где набор прочности бетона составляет 30%;
  • повышение электропроводности, образование высолов.

Существуют также специальные добавки для подводного бетонирования структурных сооружений, элементов, с которыми можно работать при морозе — сегмент гидрофобизаторов и пластификаторов высокого качества. ПМД применяются при заливке подводных скважин, ремонте гидротехнических конструкций, подводных опор, обладают высокими противоэрозионными и гидроизоляционными свойствами, мешают смешиванию растворного бетона с водой. Содержание цемента в составе смеси — от 350 кг/м3, процент содержания присадки рассчитывается с учетом особенностей проекта.

Технические характеристики добавок по ГОСТ

Химические соединения имеют серый или желтоватый цвет, насыпной вес составляет 1300-1400 кг/м3, размер фракционного наполнителя до 0,3 мм, температура применения до -30 °С, плотность в возрасте 28 дней до 10 МПа, адгезионная плотность до 0,5 МПа, расход 26-37 кг/м3, марка морозостойкости F50, кислотность составляет 5-8 (рН).

Получение раствора заданных прочностных характеристик возможно только при соблюдении регламента СНиП 3.03.01-87 по дозировке с учетом окружающих температур и условий. Дозировка противоморозных добавок (при погрешности ±2%) рассчитывается под каждый проект, проводится в лаборатории и учитывает:

  • условия ухода за бетонным раствором;
  • температуру бетона при выходе из бетономешалки;
  • температуру среды;
  • химико-минералогический состав бетонной смеси;
  • скорость набора прочности, плотности бетона;
  • марку цемента в составе смеси.

Следует учитывать, что существуют незамерзайки для «холодного» и «теплого» бетона:

  1. Противоморозные присадки для «холодного» раствора обеспечивают отвердение растворов при минусовых температурах при наборе прочности в возрасте 28 дней, состав в смеси не превышает 30%. Позволяет снижать время отвердевания бетона, повышает электропроводность, образование высолов;
  2. Противоморозные ускорители для «теплого» бетона защищают бетонную смесь от замерзания до укладки, обеспечивая необходимую плотность и прочность.

Расход присадок для «теплого» и «холодного» бетона в расчете на сухую консистенцию зависит от температуры воздуха, процент содержания в составе смеси может варьироваться от 2 до 30%.

Изготовление зимних добавок в домашних условиях

ПМД для бетона можно приготовить своими руками, выбрав для смешения хлоридные соединения (соль). Такая добавка снижает температуру замерзания бетонной смеси, сокращает время схватывания, снижает расход основных компонентов (цемента), сохраняет структуру, не меняя свойства воды и бетона. Подобный состав лучше всего применять при заливке неармированных конструктивных элементов. Следует знать, что различные добавки определяют технические свойства бетона (плотность, подвижность, водонепроницаемость, вязкость), условия применения и строго регламентированы ГОСТ 22266-94.

Грамотное внесение ПМД позволяет повышать подвижность бетона, точку замерзания жидкости, увеличивать временной период схватывания, уменьшать толщину бетонного монолита без потери прочности, снижать стоимость строительных работ за счет добавления в состав раствора цемента низкой марки.

Противоморозные добавки в бетон соответствуют требованиям безопасности, отвечают экологическим стандартам, поэтому применение химических соединений разрешено как наиболее оптимальный способ решения проблем при бетонировании в зимний период.

советы по выбору и возможные виды

Бетон – это универсальный стройматериал, который используют для различных целей: от строительства дома до возведения декоративных элементов приусадебного участка. Это практический, незаменимый, экономный, удобный материал. У него есть некоторые недостатки. Подверженность воздействию низких температур – один из главных минусов. Бетон в мороз может менять форму, растрескиваться, крошится. Выходом из ситуации становятся добавки, повышающие морозостойкость бетона, позволяющие проводить строительные работы в холодное время года.

Современные антифризные добавки снижают температуру замерзания воды от 0 до -15 градусов. Использовать присадки нужно по инструкции. Неконтролируемое применение приносит вред конструкции, вызывает нежелательные последствия. При морозе нужно вводить добавку в правильном количестве, чтоб избежать замерзания, нежелательных последствий. Замерзшие бездобавочные смеси подвергаются большему риску.

Преимущества применения

  • жидкость, присутствующая в смеси, замерзает при более низких температурах, чем обычно, позволяя раствору схватится;
  • раствор становится более пластичным – легче формировать отдельные части конструкции;
  • арматура в железобетонных конструкциях не окисляется благодаря ингибиторам коррозии, присутствующим в присадках;
  • повышается водонепроницаемость железобетона;
  • смесь становится прочной за более короткое время.

Бетон застывает быстрее в мороз – одно из преимуществ.

После присоединения добавки в раствор, смесь становится более плотной благодаря насыщению микропор в бетоне карбонизированной гидроокисью кальция, ее становится легче залить в форму. Крепость конструкции повышается в два раза. Достаточно 18 часов для полноценного застывания бетонной конструкции. Извлечение проходит без нарушения целостности бетона. Качественные ПМД не допускают появления “соли” на поверхности.

Использование антифризных добавок позволяет:

  • замешивать раствор бетоном низкого класса, снижая материальные расходы;
  • делать тоньше слои бетона, не рискуя качеством конструкции (благодаря повышенной прочности) – экономится раствор;
  • бетону не понадобится обработка гидроизоляционными средствами.

Вернуться к оглавлению

Где используют?

Противоморозные присадки применяют при возведении конструкций:

  • монолитных железобетонных;
  • с нерасчетной арматурой, слоем раствора больше полуметра;
  • преднапряженный железобетон;
  • легкий бетон;
  • смесь для штукатурки;
  • дорожки;
  • мосты;
  • платформы добывания нефти, газа;
  • плотины, дамбы.

Перед добавкой антифриза проводят испытание, определяющее:

  • окисляющее воздействие на бетон;
  • образование “солей”;
  • быстроту схватывания;
  • прочность.

Вернуться к оглавлению

Виды добавок

Качественные присадки для бетонного раствора позволяют ему твердеть при сильных морозах до 35 градусов. Присадки делятся (по химическому воздействию): суперпластификаторы, ускорители, регуляторы подвижности, повышающие морозоустойчивость, модификаторы, комплексные.

Вернуться к оглавлению

Пластификаторы

Пластификаторы – сульфат нафталина, сульфат меламиновой смолы, органические полиакрилаты. Имеют пластифицирующее воздействие на раствор. Не требует большого расхода воды. Делает раствор более прочным, влагонепроницаемым, концентрированным. Смесь легче укладывается – ее можно залить равномерным слоем. Экономит энергозатраты, воду. Применение пластификаторов позволяет качественно выложить смесь в форму, без формирования пустот. Микрочастицы бетонного раствора лучше удерживают влагу.

Вернуться к оглавлению

Упрочняющие

Ускорители твердения – сульфат алюминия, сульфат железа, нитрат кальция, хлорид кальция. Действуют, сокращая время затвердения раствора. Схватываясь, бетон теряет пластичность, затвердевая – приобретает прочность. Их действие рассчитано на первые три дня высыхания. В этот период добавка имеет самый высокий уровень эффективности. Классовая прочность бетона также увеличивается.

Вернуться к оглавлению

Регуляторы подвижности

Вещества, позволяющие продлить период пользования готовым раствором в условиях повышенной температуры воздуха, перевозок.

Вернуться к оглавлению

Морозоустойчивые

Морозоустойчивые добавки позволяют проводить строительные работы при минусовых температурах.

Виды антифриза :

  • П – карбонат кальция повышает скорость отвердения при тридцати градусах мороза;
  • НК – нитрат кальция;
  • М – мочевина;
  • М НК – смесь нитрата кальция вместе с мочевиной;
  • ХК – результат соединения соляной кислоты, кальция. Вызывает окисление метала, не используется для создания армированных бетонных конструкций.

Вернуться к оглавлению

Коррозионностойкие

Модификаторы используют для защиты бетонных сооружений от окисления, морозов. Благодаря добавкам, они дольше служат.

Вернуться к оглавлению

Комплексные

Бетоны могут улучшать в разных направлениях сразу несколькими добавками. ПМД комплексного действия повышает эксплуатационные характеристики, положительно влияет на арматуру, упрочняет железобетонное сооружение.

Вернуться к оглавлению

Советы по выбору

Выбирая добавки противоморозного действия, учитывают метод, обстоятельства эксплуатации бетонной конструкции, температуру окружающей среды, марку, состав цемента, качество присадки. Оптимальными считаются ПМД, используемые специалистами больше всего:

  • поташ (7% концентрацией) подходит портландцементам;
  • нитрит натрия;
  • хлористый натрий используют для модификаций быстрого затвердения.

Выбирая ПМД, нужно обращать внимание на опыт, имидж производителя, отзывы, чтоб избежать покупки некачественного товара.

Морозостойкие добавки в бетон – характеристики и применение

Бетон – один из самых важных строительных материалов. От того, насколько качественно сделан раствор и точно соблюдена технология его применения, зависит надежность и безопасность различных строительных объектов. Данный материал будет посвящен специальным добавкам, которые помогают процессу твердения материала в зимний период.

Если большинство строительных работ раньше останавливались в зимний период, сегодня возведение различных объектов можно осуществлять даже при низких температурах. Заливка зимой конструкций стала обычным делом.

На фото — добавка в бетон для морозостойкости Neomid Stopmoroz

Для этого только необходимо использовать определенные материалы, к примеру, антиморозные добавки в бетон и специальное оборудование, чтобы работы были выполнены также качественно и надежно, как и в обычный период.

Зимнее бетонирование: особенности, методы

Так как понижение температуры в растворе ниже 0°С останавливает процесс его затвердевания, работа ним при температуре от +5 °С и ниже имеет ряд своих нюансов. Инструкция требует, чтобы материал набрал определенную прочность, иначе при повышении температуры строительные объекты могут разрушиться.

Заливка при минусовой температуре

Для того чтобы бетон затвердевал в оптимальных температурно-влажных условиях, используют разные средства. Чаще всего применяются различные методы прогрева раствора, включающие его последующее выдерживание до достижения необходимых прочностных значений. Они зависят от вида конструкции, для которой используется раствор, и температуры окружающей ее среды.

Выделяют:

  • метод «термоса»;
  • способ предварительного разогрева бетона перед его заливкой в опалубку;
  • электрический нагрев для монолитных конструкций с помощью нагревательных проводов;
  • использование теплого бетона;
  • создание термоопалубки;
  • применяются специальные морозоустойчивые добавки в бетон или ускорители затвердевания.

В нашем случае нас интересует последний пункт. Рассмотрим подробнее добавки для бетона в мороз и ускорители твердения.

Как защитить бетонную смесь в мороз

Чтобы разобраться, для чего нужны морозостойкие добавки для бетона и ускорители, необходимо изучить процесс застывания такого раствора. Схватывание и затвердевание материала называют гидратацией цемента.

Это процесс кристаллизации разных минералов, входящих в его состав, в результате их взаимодействия с водой:

  • готовый раствор схватывается в течение первых суток после создания смеси. Начальная стадия этого процесса произойдет уже спустя 2 часа, если температура окружающей среды достигает +20 °С.
  • бетонный раствор схватывается полностью еще через 1 час при той же температуре. Если температура составляет 0 °С, время схватывания увеличивается до 10-20 часов.
  • следующая стадия готовности – твердение. По расчетам на данный этап уходит 28 дней, хотя по-настоящему этот процесс может идти годами, но в первые дни и месяцы он гораздо интенсивнее.

Применение нитрата кальция

Совет: вам необходимо обработать готовые ж/б конструкции или демонтировать старые, вам поможет услуга — резка железобетона алмазными кругами профессиональным оборудованием.

Марка бетона по морозостойкости

Морозостойкость – это максимально возможное число циклов заморозки и оттаивания, которые способны выдержать образцы определенного размера. При этом масса их не должна уменьшиться более чем на 5%, а потеря прочности на сжатие не более чем на четверть.

Применение морозостойкого бетона

Исходя из конкретных климатических условий того или иного региона, в котором осуществляется строительство объекта, определяется степень морозостойкости бетона (например, для Краснодара и Мурманска этот показатель будет разным). Данный показатель регулируется ГОСТом 1006(0-4)-95.

Совет: в готовой ж/б конструкции вам поможет сделать канал алмазное бурение отверстий в бетоне профессиональными коронками нужного диаметра.

Добавка для фундамента

Этот параметр особенно важен для бетонных растворов, используемых при возведении наиболее ответственных объектов (например, опоры мостов). Чаще всего этот показатель напрямую зависит от плотности материала, так как более плотный обладает большей морозостойкостью. На упаковках данный показатель обозначен буквой F с цифрой от 25 до 1000, чем выше марка бетона, тем больше этот показатель.

Область применения марок от F25 до F100 – строительство жилых домов. Раствор с более высоким значением применяется при возведении сооружений гидротехнического назначения.

Виды и область применения

При возведении строительных объектов в зимний период (при температуре до -25 °С, при более низких показателях работать не стоит) специалисты рекомендуют применять бетон с морозостойкими добавками.

Такие присадки на производстве добавляют при температуре от -5 °С и ниже. Если температура выше, при замешивании бетонного раствора используют только горячую воду и не вводят никакие добавки.

Морозные добавки в бетон бывают двух видов:

  • ускоряющие процесс схватывания раствора;
  • способствующие понижению температуры замерзания воды (понижают температуру с 0°С до -10°С и ниже, не дают воде превратиться в лед, благодаря чему, процесс схватывания бетона происходит в те же сроки, что и при положительных температурных значениях).

К последним относится и антиморозная добавка для бетона, где в качестве присадок выступают аммиачный раствор, карбамиды, спирты многоатомные, нитрит натрия.

Присадка Nitcal для бетонов и растворов

Совет: при изготовлении раствора своими руками с помощью бетономешалки или без нее, использование противоморозных присадок является обязательным.
Они вводятся в раствор бетона строго в соответствии с рекомендациями производителя.

Запомните, что экономить на стоимости присадок нельзя, их цена – залог нужного результата.

Также недопустимо использовать добавки низкого качества:

  • Такая ложная экономия ухудшит характеристики бетонного раствора.
  • Такие присадки нельзя добавлять в большом количестве.
  • Ответы на вопросы

    Некоторые застройщики считают, что использование противоморозных присадок способствует снижению прочности бетонного материала, однако это не совсем так. В первые дни после заливки затвердевание бетона происходит медленнее, чем у бетона, не содержащего присадки, но через эталонные 28 дней прирост прочности раствора начнет увеличиваться.

    Антифризная присадка для бетонной смеси

    Также существует мнение, что добавка в бетон при морозе усиливает коррозийные процессы на арматуре железобетонных конструкций. Действительно, если она содержит хлориды, это может способствовать развитию таких процессов на металле. Но присадки, имеющие в своем составе нитрит натрия, наоборот, замедляют их.

    Совет: специалисты рекомендуют в зимнее время, несмотря на использование противоморозных присадок, при заливке бетонных конструкций дополнительно их обогревать.

    Вывод

    Бетонные работы в зимнее время без использования специальных антиморозных присадок не дадут необходимого результата. Кроме того, нельзя экономить на таких материалах, приобретая некачественный продукт. Применение добавок строго регламентируется инструкцией производителя.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

    Противоморозные добавки в бетон, присадка для цемента в мороз для прочности и быстрого схватывания: особенности зимнего бетонирования

    Особенности строительства в зимний период


    Зимнее строительство считается более сложным из-за свойств бетона. В его состав входит вода, которая является обязательным компонентом такого важного процесса, как гидратация цемента. В ходе гидратации формируется окончательная структура бетона, он набирает свою прочность. Данный процесс может происходить только при плюсовых температурах: если вода замерзает, гидратация останавливается. И напротив, чем выше температура воздуха, тем быстрее идет процесс упрочнения бетона.


    • Оптимальные условия для гидратации – температура воздуха 18-20С. В таких условиях бетон достигает необходимой прочности за 28 дней.
    • Гидратация заметно замедляется при температуре ниже +10С. Так, при +5С бетон за 28 дней наберет лишь 70% необходимой прочности.
    • При температуре ниже нуля вода, входящая в состав бетона, замерзает, и процесс гидратации останавливается.


    Дополнительной сложностью в строительстве в зимний период является поддержание температуры самого бетонного раствора. Чтобы сохранять пластичность и способность к качественному уплотнению, раствор после смешивания должен иметь температуру не ниже 20-30С, а при укладке – не ниже +5С.


    Таким образом, при низких температурах формирование качественной бетонной структуры значительно осложняется. Потому зимой на помощь строителям приходят технологии, способные снизить или полностью нивелировать воздействие холодов на процесс бетонирования.


    Стоит отметить, что существует несколько способов работы с бетоном в условиях низких температур. Но большинство из них применимы лишь при крайне небольших объемах частного строительства (бани, хозяйственные постройки). Такие технологии, как создание термосного эффекта или длительное принудительное прогревание бетонной конструкции во время затвердевания и др., очень трудоемки, затратны и, как правило, невозможны при строительстве домов и других крупных объектов. Кроме того, учитывая наличие широкого спектра противоморозных добавок, иные способы поддержания температуры бетона оказываются нецелесообразными.


    Добавки для повышения морозостойкости бетона работают комплексно: снижают температуру замерзания влаги, ускоряют процесс затвердевания бетона и помогают ему быстрее набрать прочность. Добавки в бетон — наиболее эффективный способ продолжить цикл бетонных работ при минусовых температурах.

    Зимнее бетонирование с добавками Sika


    Учитывая продолжительные периоды низких температур, которые в разных регионах нашей страны могут длиться до нескольких месяцев, применение противоморозной строительной химии не просто оправдано, а необходимо. В «зимней» линейке швейцарского концерна Sika есть все необходимые виды добавок в бетон, которые помогают сохранять свойства раствора и продолжать строительство бетонных и монолитных конструкций в холодное время года:

    • Sika®Antifreeze N9 – добавки-антифризы для бетона со свойствами ускорителя твердения и пластификатора. Добавка обеспечивает быстрое твердение и набор прочности бетона при минусовой температуре. Кроме того, состав повышает плотность и прочность бетона и не оказывает вредного воздействия на арматуру ввиду отсутствия агрессивных компонентов.
    • Ускоритель твердения бетона Sika® Antifreeze FS-1 увеличивает количество выделяемого бетоном тепла и ускоряет начало процесса схватывания раствора. Применение этой добавки позволяет бетону быстро набрать начальную прочность, на которую не влияют минусовые температуры.
    • Sika® Antifreeze Plast – противоморозный пластификатор. Состав ускоряет набор прочности бетона, обеспечивает его затвердевание при отрицательных температурах. Кроме того, повышает пластичность бетонной смеси, прочность и водонепроницаемость конструкции.


    Высокое качество для безупречного результата


    Продукция Sika производится одним из лидеров рынка строительной химии, швейцарским концерном, который имеет свои заводы в России. Благодаря международным стандартам качества и строгому контролю на всех этапах производства «зимние» добавки в бетон для прочности от Sika обеспечивают непрерывность строительства в зимний период и повышают свойства бетонного раствора.

    Преимущества противоморозных добавок Sika:

    1. Они позволяют вести бетонирование практически при любых минусовых температурах. Рабочий диапазон – до -25С.
    2. Их применение значительно ускоряет скорость затвердевания бетона. Процесс набора прочности не затягивается даже в сильные морозы. С конструкции, изготовленной с применением добавок Sika, можно без дефектов и сколов снять опалубку через небольшой промежуток времени после заливки.
    3. Добавки улучшают структуру бетона, повышают его прочность, влагонепроницаемость, защищают от коррозии металлические элементы конструкции.
    4. Добавки Sika экономичны в использовании и снижают расход цемента. Это позволяет уменьшать стоимость строительства без потери качества и прочности конструкции.


    Высокое европейское качество добавок Sika обеспечит непрерывность вашего процесса строительства при любых внешних температурах и гарантирует долгий срок эксплуатации возведенного объекта.

    Добавки в бетон для холодной погоды

    Бетон лучше всего твердеет при температуре выше 50 ° С. ° F. Когда температура окружающей среды недостаточно высока, необходимо предпринять дополнительные меры для обеспечения полной прочности бетона. Часто используются добавки в бетон, ускоряющие гидратацию.

    Холодная погода и бетон

    Американский институт бетона определяет бетон для холодной погоды как «период, когда средняя дневная температура окружающей среды ниже 40 ° F (5 ° C) более 3 дней подряд.”

    При понижении температуры экзотермические реакции, гидратирующие цемент и превращающие его в твердый, прочный бетон, значительно замедляются. Это может означать длительные задержки в проектах, поскольку вы ждете, пока бетон застынет. Кроме того, когда цемент замерзает, он расширяется и создает опасное давление на смесь. Это может значительно ослабить окончательно затвердевший бетон. При укладке бетона в холодную погоду важно принять необходимые меры, чтобы ускорить время отверждения и предотвратить вредное воздействие замерзания. Добавки могут быть эффективным решением.

    Что такое добавки?

    Добавки — это специальные ингредиенты, добавляемые в бетон помимо цемента, воды и заполнителя. Они используются для изменения и улучшения свойств бетона. Эти добавки часто используются для обеспечения качества бетона в неидеальных условиях (например, в холодную погоду)

    Большинство добавок выпускаются в жидкой форме, готовой к употреблению, и добавляются в бетон на заводе или на стройплощадке. Некоторые добавки, такие как пигменты, расширительные агенты и вспомогательные средства для перекачивания, используются только в очень малых количествах.Эти добавки обычно дозируются вручную из заранее отмеренных емкостей.

    Эффективность добавки зависит от нескольких различных факторов, таких как: тип и количество цемента, содержание воды, время перемешивания, осадка, температура бетона и температура окружающей среды.

    Добавки в бетон для холодной погоды

    Следующие добавки помогают бетону быстро затвердеть и достичь необходимой прочности в холодную погоду:

      • Ускорители — Добавки хлорида кальция являются наиболее распространенным типом ускорителей и используются для ускорения процесса отверждения за счет увеличения скорости гидратации цемента. Количество добавляемого в цементную смесь будет зависеть от условий окружающей среды. Нехлоридные ускорители используются в ситуациях, когда добавление хлорида кальция запрещено.
      • Воздухововлекающие агенты — Воздухововлекающий состав улучшает устойчивость бетона к повреждениям от замерзания и оттаивания. Воздухововлекающие агенты создают в цементной смеси миллионы крошечных пузырьков. Эти пузыри помогают бороться с дополнительным давлением, создаваемым отрицательными температурами внутри цементного теста; они создают дополнительный объем, чтобы приспособиться к расширяющейся природе льда.
      • Суперпластификаторы — Это высокотехнологичные восстановители воды. Суперпластификаторы могут снизить влажность бетонной смеси на 10-30%. Поскольку эта добавка позволяет цементу сохранять удобоукладываемость, это отличный вариант, когда все же предпочтительнее легко укладываемый бетон. Эффект, однако, длится всего около 45 минут, поэтому проекты должны быть запланированы соответствующим образом.

      Другие меры предосторожности при работе с бетоном в холодную погоду

      Помимо добавления добавок для холодной погоды, вот еще несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы помочь сохранить прочность бетона при укладке цемента при низких температурах:

      • Разморозьте землю. Используйте обогреватели или одеяла с подогревом, чтобы оттаять поверхности, на которые будет заливаться бетон.Заливка бетона на мерзлую землю быстро охладит бетон до температуры ниже идеальной. Использование нагревателя для подготовки поверхностей предотвратит слишком быстрое охлаждение или замерзание и поможет поддерживать необходимые реакции.
      • Используйте горячую воду в цементной смеси. Как правило, вы должны стремиться к тому, чтобы температура бетонной смеси была 65 ° F или выше в зимние месяцы. Горячая вода поможет вам достичь этой температуры.
      • Используйте дополнительный цемент — Добавление дополнительного цемента в вашу смесь (обычно дополнительные 100 фунтов на кубический ярд) приведет к более быстрой гидратации вашего бетона.
      • Используйте цемент типа III — цементные смеси типа II дают высокую начальную прочность и быстрее гидратируются.
      • Удаление стекающей воды — используйте скребок или вакуум для удаления стекающей воды, которая с трудом испаряется в холодную погоду.
      • Используйте бетонные покрытия, чтобы удерживать цемент отверждения. Теплоизоляция и обогреваемое бетонное покрытие сохранит цемент при идеальных температурах по мере его отверждения. Это предотвратит любые задержки из-за длительного времени отверждения и проблем с прочностью затвердевшего бетона.

    Морозостойкий бетон — ScienceDirect

    Abstract

    Существует две основные проблемы морозостойкости: внутреннее растрескивание из-за циклов замораживания и оттаивания и образование накипи на поверхности, обычно из-за замерзания в присутствии антиобледенительных солей. Хотя есть еще части проблемы, которые не совсем понятны и требуют дальнейшего изучения, особенно в отношении различий между лабораторными испытаниями и воздействием в полевых условиях, способ сделать бетон устойчивым к циклам замерзания и оттаивания очень хорошо известен. Это просто для того, чтобы в затвердевшем бетоне была адекватная система захваченных воздушных пустот. Практический опыт, а также лабораторные данные убедительно показали, что внутренних трещин из-за мороза в бетонах с воздухововлекающими добавками практически не существует. Образование накипи из-за замерзания в присутствии антиобледенительных солей является гораздо более сложной проблемой, чем внутреннее растрескивание по многим причинам, но, вероятно, в основном потому, что оно связано с микроструктурой самого поверхностного слоя или «корки» бетона.Надлежащим образом воздухововлекающие и правильно отвержденные бетонные поля из портландцемента с хорошей конструкцией обычно довольно устойчивы к образованию отложений солей, устраняющих обледенение, но иногда даже через несколько лет образование накипи происходит неожиданно. Поэтому необходимы исследования в этой области. Также необходимо особенно исследовать способность широко используемых тестов на образование отложений антиобледенителя для прогнозирования характеристик бетона при нормальных условиях воздействия поля. Кроме того, необходимы исследования, чтобы лучше понять процесс образования больших воздушных пустот в воздухововлекающем бетоне, поскольку дозировка воздухововлекающих добавок основана на общем объеме воздуха в смеси и малых дозировках, которые дают адекватный результат. Объем воздуха часто не обеспечивает достаточного расстояния между воздушными пустотами (и, следовательно, адекватной защиты от замерзания).

    Ключевые слова

    бетон

    циклы замораживания и оттаивания

    воздушные развлечения Ссылки

    Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

    Полный текст

    Авторские права © 1996 Издано Elsevier Ltd.

    Рекомендуемые статьи

    Цитирующие статьи

    Как обеспечить хороший бетон в холодную погоду | Журнал Concrete Construction

    Большинство людей думают, что существует эквивалент антифриза, который предотвращает замерзание бетона.Не существует такого понятия, как антифриз для бетона. Зимой бетону способствует затвердеванию воды, которая вызывает тепло гидратации, препятствующее замерзанию.

    По мере того, как температура на улице падает, Consolidated Concrete нагревает воду, используемую в бетонной смеси, имитируя процесс летом. Бетон не знает, насколько холодно на улице.

    Ускорители также могут быть использованы для облегчения настройки. Лучшая новость: когда бетон застыл, он не может замерзнуть. Миссия выполнена в любую погоду.

    Независимо от того, являетесь ли вы коммерческим подрядчиком, строящим зимний объект, или домовладельцем, улучшающим свою собственность на открытом воздухе, холодная погода Новой Англии не должна мешать вам работать с бетоном. Конечно, зимние месяцы нетипичны для завершения бетонных работ в целом, но строительство не останавливается только из-за того, что на улице резко падает температура.

    Температура действительно играет большую роль в удобстве использования и прочности бетона. Consolidated хорошо знает, как правильно подобрать бетонную смесь для низких температур зимой и даже ранней весной, потому что компания занимается этим уже несколько десятилетий.

    Методы холодной погоды необходимы, когда температура воздуха опускается ниже 40 ° F. Фактически, падение на 20 ° F может удвоить время, необходимое бетону для схватывания. К счастью, проблемы с температурой можно решить, отрегулировав смесь в соответствии с преобладающими условиями.

    Мы гарантируем, что все, что соприкасается со смесью нашего клиента, нагревается, чтобы бетон покидал наш завод при температуре 65 ° F, имея в виду, что температура упадет на 25% от разницы между температурами воздуха и бетона в течение срок доставки один час.Большой резервуар для воды с подогревом Consolidated Concrete гарантирует, что мы можем предоставить клиентам столько теплого бетона, сколько им нужно.

    Еще одним важным фактором при работе с бетоном в холодные месяцы является качество самой бетонной смеси. Правильный «рецепт» необходим для того, чтобы бетон работал должным образом.

    «Мы готовим зимнюю бетонную смесь из правильных ингредиентов для работы в ожидаемых погодных условиях, чтобы она хорошо высыпалась и быстрее застывала», — отмечает грузовик-погрузчик Томми Нойес. «Это включает в себя использование ускорителей схватывания и добавок, снижающих водопоглощение, отказ от летучей золы или шлакового цемента в холодную погоду, поскольку они схватываются медленнее и генерируют меньше внутреннего тепла, и добавление дополнительного цемента в смесь для выработки собственного дополнительного тепла».

    Ускорители

    помогают предотвратить повреждение от мороза, ускоряя время схватывания и отверждение. «У нас есть большой опыт работы в течение многих холодных зим здесь, в Род-Айленде и близлежащем Массачусетсе, и в создании множества смесей для различных целей», — продолжает Томми. «За счет уменьшения количества воды цементная паста будет иметь более высокую плотность, таким образом добавляя прочности и погодоустойчивых качеств.Мы также можем добавить в смесь ускорители, чтобы ускорить начало отделочных операций, что важно в холодную погоду ».

    Уменьшение количества летучей золы в смеси или ее исключение также может помочь уменьшить образование накипи или отслаивания поверхности при воздействии химикатов для борьбы с обледенением после затвердевания бетона. «Многие люди думают, что термины« цемент »и« бетон »взаимозаменяемы, но технически цемент является связующим порошком, который используется для изготовления бетона», — отмечает Томми. «Мы можем изменить количество используемого цемента, чтобы создать смесь, подходящую для холода.”

    Благодаря экспертному планированию от Consolidated Concrete вы можете гарантировать, что ваши коммерческие и жилые проекты этой зимой и ранней весной будут успешными, заложив фундамент или основу, которые прослужат в ближайшие десятилетия.

    СОВЕТ : Хотя бетон схватывается медленнее при более низкой температуре воздуха, бетон все же может быть вполне пригодным для обработки, если вы выполните следующие важные шаги при подготовке места отверждения:

    • Никогда не кладите бетон на мерзлую землю, лед или снег
    • Оттаивайте землю в течение нескольких дней с помощью тепловых трубок и одеял или электрических одеял
    • Тройное обертывание углов и выступов
    • Удалите стоячую воду; стекающая вода должна испариться или быть удалена с помощью ракеля или вакуума.
    • Держите бетон закрытым, пока он не затвердеет — подумайте о временном ограждении

    Советы по бетонированию в холодную погоду

    Влияние антифриза на свежий бетон, подвергшийся циклам замерзания и оттаивания

    Понимание характеристик бетона в морской среде имеет большое значение для предотвращения коррозии хлорид-иона в морских зданиях.В этом исследовании были проверены прочность на одноосное сжатие (UCS), концентрация хлорид-ионов (CIC), микроструктура и структура пор добавочных бетонов для изучения механических свойств и микроскопических характеристик в условиях однократной морской коррозии, однократного замораживания-оттаивания и сопряженная морская коррозия и условия замерзания-оттаивания. Результаты показывают, что бетон, смешанный как с летучей золой, так и с минеральным порошком, имеет лучшую UCS, стойкость к проникновению хлорид-ионов и сопротивление замерзанию-оттаиванию, чем бетон с единственной летучей золой или минеральным порошком. В условиях морской коррозии и сопряженной коррозии и среды замерзания-оттаивания UCS бетона как с летучей золой, так и с минеральным порошком сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением времени коррозии. Это связано с тем, что поры наполнителя заполнены крупными кристаллическими солями, образующимися в результате реакции хлорид-ионов и бетона; затем цементация цемента увеличивается при ранней коррозии; Между тем увеличение количества кристаллической соли в последующем процессе коррозии приводит к росту микротрещин и образованию макротрещин в образцах бетона.Кроме того, введен ударный коэффициент прочности композита при замораживании-оттаивании-коррозии для описания влияния комбинированной коррозии и замораживания-оттаивания на механические свойства бетона. Результаты показывают, что коррозия является доминирующим фактором после 0, 30 и 60 циклов замораживания-оттаивания, в то время как замораживание-оттаивание является доминирующим фактором после 90 циклов замораживания-оттаивания.

    1. Введение
    В настоящее время бетон является наиболее широко используемым строительным материалом благодаря его низкой цене, простоте производства, высокой прочности на сжатие и долговечности [1–3].Помимо различных строительных проектов, бетон также применяется в судостроении, машиностроении, морских разработках и геотермальной инженерии [4, 5]. С развитием современной инженерии и усложнением инженерных конструкций обычный бетон не может полностью удовлетворить потребности современной архитектуры [6–12]. Например, на долговечность бетонных конструкций на морских пляжах всегда влияет множество факторов окружающей среды (например, влажность, замерзание-оттаивание и коррозия хлорид-ионами) [13], в то время как бетонные конструкции в глубоком подземном строительстве могут подвергаться воздействию сложных факторов на месте. стрессовая и сульфатная коррозия [14], а также бетонные конструкции в холодных зонах (например,г., северо-восток и северо-запад Китая) страдают от замораживания-оттаивания [15]. В целом, хлорид-ионная коррозия и среда замерзания-оттаивания являются наиболее распространенными и важными факторами в этих опасных средах.
    В отчете [16] указано, что Китай ежегодно теряет от 180 до 360 миллиардов юаней (от 26 до 52 миллиардов долларов США) в гражданском строительстве из-за морской коррозии, большая часть которой вызвана коррозией с ионами хлора [17]. В последние годы большое внимание уделяется исследованиям коррозионной стойкости бетона.Были предложены различные методы повышения долговечности бетона в условиях морской коррозии, такие как изменение соотношения вода-вяжущее [18] и водоцементного отношения [19], испытание различных типов цемента [20] и добавление добавки. (например, летучая зола и минеральный порошок) [21]. Кроме того, механизм переноса хлорид-иона в бетоне [22] и жизненный цикл бетона в морской коррозионной среде также широко исследовались [23].
    Повреждение от замерзания-оттаивания также является важным фактором, влияющим на долговечность бетона [24, 25]. Исследования показали, что более 50% крупных бетонных конструкций в той или иной степени повреждаются в результате замерзания-оттаивания, особенно на северо-востоке Китая [26]. Например, поврежденная поверхность плотины ГЭС Юньфэн на северо-востоке Китая достигает 10 000 м² в течение 10 лет после завершения строительства из-за замерзания и оттаивания. Эксперименты с бетоном показали, что прочность бетона снижается с увеличением циклов замерзания-оттаивания [27, 28]. Таким образом, методы устойчивости бетона к замерзанию-оттаиванию были изучены учеными, и результаты показали, что добавление летучей золы и минерального порошка в бетон может противостоять замораживанию-оттаиванию среды [29, 30].Бетонные конструкции в портах на севере Китая обычно подвергаются одновременному воздействию морской коррозии и замораживания-оттаивания. Однако механизм разрушения бетонной добавки под воздействием морской коррозии и замораживания-оттаивания до конца не изучен. В этой статье, основанной на климате и условиях морской воды в море Ляньюньган (один из крупнейших незамерзающих портов на севере Китая), макроскопические механические свойства и микроструктура добавочного бетона систематически исследуются в трех условиях, а именно: единственное морское коррозия, однократное замораживание-оттаивание и связанная морская коррозия и замораживание-оттаивание. 2. Материалы
    Портландцемент (42,5), используемый в этом эксперименте, является коммерчески доступным продуктом от China United Cement Co., Китай. Летучая зола и минеральный порошок поставляются компанией China United Zhuben Concrete Jiangsu CO., Китай. Крупный заполнитель состоит из камней размером 5–20 мм, а мелкий заполнитель — это средний речной песок.
    В этом исследовании образцы бетона с добавками с различным соотношением воды и связующего вещества, содержанием летучей золы (F) и минерального порошка (G) были приготовлены как 100 мм × 100 мм × 100 мм для испытания на одноосное сжатие и 100 мм × 100 мм × 300 мм для испытания на относительный динамический модуль упругости, как показано в таблице 1.Видно, что рецептура бетона включает следующее: (1) Бетон без каких-либо добавок (C3-0) (2) Бетон с 20% –50% летучей золы (C3-1, C3-2, C3-3 ) (3) Бетон, содержащий 50% минерального порошка (C3-5) (4) Бетон, содержащий 15% летучей золы и 35% минерального порошка (C3-7).

    Нет.
    Минеральные добавки
    Пропорция смеси бетона
    Соотношение вода-связующее
    Вода (кг)
    Категория
    Содержание
    Цемент (кг)
    Летучая зола (кг)
    Минеральный порошок (кг)
    Песок (кг)

    C3-0


    453


    1852 г.
    0,32
    145
    C3-1
    F
    20%
    362
    91

    1852 г.
    0,32
    145
    C3-2
    F
    35%
    294
    159

    1852 г.
    0.32
    145
    C3-3
    F
    50%
    226
    226

    1852 г.
    0,32
    145
    C3-5
    грамм
    50%
    226

    226
    1852 г.
    0,32
    145
    C3-7
    F + G
    (15 + 35)%
    226
    68
    158
    1852 г.
    0,32
    145

    (PDF) Морозостойкость бетона с различными классами прочности и минеральными добавками

    Уравнение Глава 1 Раздел 1 Морозостойкость бетона с разными классами прочности

    и минеральными добавками

    Kefeng Tan 1, John M. Nichols2

    1 Отделение факультета материаловедения Юго-Западного университета науки и технологий, город Мяньян, провинция Сычуань

    , КНР

    2 Департамент строительных наук, архитектурный колледж, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, 77840, США

    Электронная почта: jm-nichols @ tamu.edu

    Аннотация. В данном исследовании изучалось влияние водоцементного отношения и минеральных добавок на морозостойкость

    бетона. Используемый метод испытаний основан на стандартном методе испытаний ASTM C666 на устойчивость бетона

    к быстрому замораживанию и оттаиванию. Для экспериментального тестирования использовали десять дизайнов смесей. Результаты испытаний

    показывают, что морозостойкость бетона увеличивается с уменьшением водоцементного отношения. Фактически, для бетона с низким содержанием воды и цемента

    или высокопрочного бетона морозостойкость отличная даже без добавления воздухововлекающего агента.Для бетона

    со средним или высоким соотношением воды к цементу необходимо включение воздухововлекающего агента для улучшения морозостойкости

    . Введение микрокремнезема улучшает морозостойкость бетона, а добавление золы

    в бетон ухудшает морозостойкость. Цель исследования — определить, является ли бетон с нулевым содержанием воздуха

    устойчивым к циклам замораживания и оттаивания.

    Ключевые слова: бетон; Морозостойкость; соотношение в / ц; Минеральная примесь; Воздухововлекающий агент.

    1 Введение

    Люди медленно выходили за рамки, переезжая в крайне негостеприимные места, чтобы жить во все больших количествах. Относительно дешевая доступность энергии

    с развитием системы кондиционирования воздуха с обратным циклом сделала этот переход плавным и возможным. Внутри арктического укрытия может быть тепло, но снаружи все еще подвержены циклам замораживания и оттаивания. Замораживание и оттаивание

    не будет проблемой, за исключением изменения объема воды при замерзании.Чтобы предотвратить повреждение бетона

    из-за повторяющихся циклов замораживания и оттаивания, воздух должен быть намеренно вовлечен в бетон с помощью воздухововлекающего агента. Хотя воздухововлекающий состав

    увеличивает долговечность, он также снижает прочность бетона, поэтому по этой причине воздухововлечение нежелательно в бетоне с высокой прочностью

    [1]. Многие исследователи ставят под сомнение необходимость вовлечения воздуха в HSC [2, 3, 4, 5, 6], однако значительное число исследователей

    все еще рекомендуют использовать воздухововлечение для повышения долговечности бетона, подверженного замораживанию и оттаиванию

    [ 1,5,6,7,8].

    Требуются исследования, чтобы определить, можно ли производить морозостойкие HSC без какого-либо вовлечения воздуха. Целью исследования

    является рассмотрение воздействия вовлечения воздуха на бетон с нормальной и средней высокой прочностью, до 70 МПа, который может быть использован в системах из стальных труб, заполненных бетоном, или в железобетонных конструкциях, которые будут подвергаться воздействию ситуации замораживания и оттаивания.

    В этом документе представлена ​​литература, имеющая отношение к этой работе, представлен раздел о методах, очерчены и обобщены результаты и основные выводы

    , а также приведено заключение.

    2 Обзор литературы

    Вода — сложный материал из-за низкой сжимаемости и расширения при замерзании. Цикл от замораживания до оттаивания составляет

    , что приводит к значительному ущербу для человека и окружающей среды. На рисунке показана плотность h3O при различных температурах

    от -175 до 100 ° C. Критической точкой является изменение плотности при переходе от воды к льду в диапазоне от -1 до 4 ° C. На рисунке

    показан объем 1000 кг воды при различных температурах.Критическим изменением является девятипроцентное увеличение вблизи тройной точки, когда вода

    превращается в лед.

    Коэн, Чжоу и Дольч [1] проанализировали характеристики безвоздушного высокопрочного бетона и пришли к выводу, что воздухововлечение

    улучшило характеристики, но дым кремнезема не улучшил их. Hooton [2] показал, что микрокремнезем улучшает физические свойства

    паст, строительных растворов и бетонов. Lessard, Baalbaki и Aitcin [3] исследовали состав смеси воздухововлекающего бетона с высокими эксплуатационными характеристиками

    .Ли, Ланган и Уорд [4] показали, что содержание воды в цементе является критическим параметром для устойчивости

    к циклам замораживания и оттаивания. Marchand et. др., [5] учтена морозостойкость высокопрочных бетонов. Голубь у. др. [6] показал

    , что при низком соотношении воды и цемента для бетонов с высокими эксплуатационными характеристиками воздухововлечение не требовалось для обеспечения долговечности при испытании в

    в соответствии со стандартным тестом ASTM [7]. Фагерлунд [8] подтвердил более ранние результаты для высокоэффективного бетона, подвергнутого

    циклам замораживания-оттаивания, как это сделали Зия и Хансен [9].

    Наконец, в 2017 году Yu, Ma и Yan [10] опубликовали уравнение для определения повреждений бетона при замерзании и оттаивании. Эту работу

    можно отследить от Пауэрса [11], который начал с наблюдения, что для замерзающей воды может произойти 9% -ное увеличение объема, и переместил

    на развитие теории. Ю, Ма и Ян [10] подробно излагают теорию, которая здесь не повторяется, за исключением критического уравнения

    для максимального гидростатического давления:

    Сопротивление 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 превышает 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 крошение бетона.

    Противообледенительные 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 использовании широкого спектра смесей этих материалов для улучшения характеристик при одновременном снижении затрат, а передовая практика показывает, что чрезмерная дозировка раствора более четырех процентов имеет тенденцию к снижению вероятности образования накипи на поверхностях дорожного покрытия. Высокая концентрация антиобледенителя сокращает количество циклов замораживания 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 применениях.

    Таблица 11-5 15-го издания «Проектирование и контроль бетонных смесей» дает отличное 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 бетонного покрытия, вызванное разложением заполнителя в бетоне в результате замерзания-оттаивания, называется D-растрескиванием. D-образные трещины представляют собой близко расположенные трещины, параллельные поперечным и продольным швам, которые впоследствии 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 достигнет изнашиваемой поверхности. 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 погодные записи 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, куда поступает замерзающая и мигрирующая вода, тем самым снижая давление в порах и предотвращая повреждение бетона. Бетон с низкой проницаемостью (то есть с низким водоцементным соотношением и адекватным отверждением) лучше выдерживает циклы замораживания-оттаивания.В редких случаях может произойти 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 разрушению.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 замерзания незатвердевшего бетона.


    Температуры ниже нуля.
    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 достичь 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, когда 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 отложений на поверхности при воздействии химикатов для борьбы с обледенением, чем бетон из портландцемента. Поэтому важно знать, как отрегулировать количество летучей золы, чтобы минимизировать недостатки и при этом максимизировать преимущества.

    Архитектор высотной квартиры Bayview 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

    Различные бетоны требуют разной степени прочности в зависимости от окружающей среды и желаемых свойств. Руководство Specifer по долговечному бетону, EB221, предназначено для предоставления достаточной информации, чтобы позволить практикующему специалисту выбрать материалы и параметры конструкции смеси для получения прочного бетона в различных средах.

    Оптимизация использования летучей золы в бетоне обсуждает вопросы, связанные с использованием летучей золы в бетоне от низкого до очень высокого уровня, и дает 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 экологичного строительства.

    Бетонирование для холодной погоды

    Погодные условия на стройплощадке — жаркие или холодные, ветреные или тихие, сухие или влажные — могут значительно отличаться от оптимальных условий, предполагаемых при разработке, проектировании или выборе бетонной смеси — или лабораторных условия, в которых хранятся и испытываются образцы бетона. Бетон можно укладывать в холодную погоду при условии принятия надлежащих мер предосторожности для смягчения негативного воздействия низких температур окружающей среды. Согласно нынешнему определению Американского института бетона (ACI) бетонирование в холодную погоду, как указано в ACI 306, является «периодом, когда более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту еще дольше. чем половина любого 24-часового периода ». Это определение потенциально может привести к проблемам с замерзанием бетона в раннем возрасте.

    Весь бетон должен быть защищен от замерзания до тех пор, пока он не достигнет минимальной прочности в 500 фунтов на квадратный дюйм (psi), что обычно происходит в течение первых 24 часов. Если бетон замерзает, пока он еще свежий или до того, как он наберет достаточную прочность, чтобы противостоять расширяющим силам, связанным с замерзающей водой, образование льда приводит к разрушению матрицы цементного теста, вызывая непоправимую потерю прочности. Раннее замораживание может привести к снижению предела прочности до 50%.Когда бетон достигает прочности на сжатие около 500 фунтов на квадратный дюйм, обычно считается, что он обладает достаточной прочностью, чтобы противостоять значительному расширению и повреждению в случае замерзания. Если температура воздуха во время укладки бетона ниже 40 градусов по Фаренгейту и ожидаются отрицательные температуры в течение первых 24 часов после укладки, следует учитывать следующие общие вопросы:

    Начальная температура бетона при поставке

    В холодную погоду может потребоваться нагреть один или несколько бетонных материалов (воду и / или заполнители), чтобы обеспечить надлежащую температуру бетона при доставке.Из-за количества и теплоемкости цемента использование горячего цемента не является эффективным методом повышения начальной температуры бетона.

    Защита при укладке, укреплении и отделке бетона

    Воздействие на бетон холодной погоды увеличит время, необходимое для достижения начального схватывания, что может потребовать более длительного присутствия отделочных бригад. В зависимости от фактической температуры окружающей среды для защиты бетонного основания может потребоваться использование ветрозащитных экранов, ограждений или дополнительного обогрева.Также может быть целесообразно отрегулировать состав бетонной смеси с учетом влияния температуры окружающей среды на время схватывания. Это может потребовать увеличения содержания цемента, использования ускоряющей химической добавки или того и другого.

    Ветрозащитные полосы защищают бетон и строительный персонал от сильного ветра, вызывающего перепады температуры и чрезмерное испарение. Обычно достаточно высоты шести футов. Ветрозащитные полосы могут быть выше или короче в зависимости от ожидаемой скорости ветра, температуры окружающей среды, относительной влажности и температуры укладки бетона.

    Обогреваемые шкафы очень эффективны для защиты бетона в холодную погоду, но, вероятно, являются самым дорогим вариантом. Ограждения могут быть из дерева, брезента или полиэтилена. Также доступны сборные корпуса из жесткого пластика.

    В бетонных конструкциях для холодных погодных условий используются три типа обогревателей: прямые, непрямые и водяные. Чтобы избежать карбонизации свежих бетонных поверхностей, следует использовать обогреватели косвенного нагрева. Если бетон не подвергается прямому воздействию обогревателя или выхлопных газов, то подойдет обогреватель прямого нагрева.Следует проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что рабочие не подвергаются чрезмерному воздействию окиси углерода каждый раз, когда внутри ограждения используется обогреватель. Гидравлические системы передают тепло путем циркуляции раствора гликоля / воды в замкнутой системе труб или шлангов. Типичные применения для гидравлических систем включают оттаивание и предварительный нагрев основания и зоны нагрева, которые слишком велики, чтобы их можно было использовать в ограждении.

    Отверждение для получения качественного бетона

    Для отверждения требуется не только соответствующая влажность, но и соответствующая температура. Температура укладываемого бетона должна быть выше 40 градусов по Фаренгейту с использованием методов, описанных выше, однако продолжительность нагрева зависит от типа обслуживания бетона, от одного дня для высокопрочного бетона, который не подвергается замерзанию. — оттаивать события во время эксплуатации до 20 дней и более для бетонного элемента, который в раннем возрасте будет нести большие нагрузки. В конструкциях, которые будут нести большие нагрузки в раннем возрасте, температура бетона должна составлять не менее 50 градусов по Фаренгейту, чтобы обеспечить снятие опалубки и опалубки и нагрузку на конструкцию.

    Ни в коем случае нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после его укладки. Поскольку гидратация цемента является экзотермической реакцией, бетонная смесь выделяет некоторое количество тепла самостоятельно. Защита этого тепла от выхода из системы с помощью полиэтиленовой пленки или изоляционных покрытий может быть всем, что требуется для хорошего качества бетона. Более суровые температуры могут потребовать дополнительного обогрева.

    Бетон, удерживаемый в форме или покрытый изоляцией, редко теряет достаточно влаги при температуре от 40 до 55 градусов по Фаренгейту), чтобы ухудшить отверждение.Однако высыхание из-за низкой зимней влажности и обогревателей, используемых в вольерах, вызывает беспокойство. Рекомендуется оставлять формы на месте как можно дольше, потому что они помогают более равномерно распределять тепло и помогают предотвратить высыхание бетона. Острый пар, выпущенный в ограждение вокруг бетона, является отличным методом отверждения, поскольку он обеспечивает как тепло, так и влагу. Жидкие мембранообразующие составы можно также использовать в отапливаемых помещениях для раннего отверждения бетонных поверхностей.

    Также важно предотвратить быстрое охлаждение бетона по окончании периода нагрева.Внезапное охлаждение бетонной поверхности при теплом помещении может вызвать термическое растрескивание. Методы постепенного охлаждения бетона включают в себя ослабление форм при сохранении покрытия пластиковым листом или изоляцией, постепенное уменьшение нагрева внутри корпуса или отключение тепла и обеспечение медленного уравновешивания корпуса с температурой окружающей среды.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    *

    *

    *