Противоморозные добавки в бетон: использование, виды, свойства, пропорции, цена

Нельзя представить себе строительная область, где бы не применялся бетон. Из него строят фундаменты, стены и перекрытия строений, мосты, дороги, тротуары. Пористые на легких заполнителях и пеноблоки применяются как теплоизоляторы. Гидротехнические густоармированные способны удержать натиск воды в гидроэлектростанциях, а реакторы атомных АЭС оберегает особые тяжёлые бетоны.
Оглавление:
Строительство объектов из бетона монолитного — довольно длинный процесс. Набор прочности материалом происходит неровно и просит конкретных условий погоды: позитивных температур и большой влажности. В нашей стране, тем более в северных регионах, это совсем кратковременный временной период.
Для того, чтобы не «замораживать» на зиму строительство применяют противоморозные добавки в бетон.

Что важно знать о бетоне

Ключевые элементы бетона — цемент, щебень, песок и вода. При реакции цемента и воды, говоря иначе гидратации, образуется цементный камень, который скрепляет очень маленькие и большие наполнители в единый монолит.
На производстве создается хороший режим для набора прочности элементов строительства. В большинстве случаев это пропаривание с большой влажностью.

Бетонная заливка в зимний период
На площадках для строительства под чистым небом заливают монолит в природных условиях. Самыми оптимальными для изготовления работ с бетоном считается температура окружающей среды 20-30° и влажность 90%. Уже в течении первых часов происходит схватывание, а за неделю-две крепость может достигать 70%.
В возрасте 28 суток смесь бетона может достигать марочной прочности. Но на этом процесс не завершается. Проходит пару месяцев, а порой лет, в течение которых плотность и характеристики прочности бетона становятся больше.
Если при заливании бетона температура окружающего воздуха понижается, процесс гидратации цемента замедляется. При температуре меньше +5° он затормаживается, а при достижении 0° останавливается совсем.

Зачем нужны противоморозные добавки

Твердение бетона идет через несколько фаз: первичное схватывание, затвердевание, набор прочности. Чем полноценнее проходит любая из фаз, тем будет лучше структура материала, выше механичные свойства и устойчивость к морозам.
Цемент, который входит в состав материала, проявляет собственные вяжущие свойства только в жидкой обстановке. При отрицательной температуре вода преобразуется в лед. Если это происходит моментально, зерна цемента не успевают полностью включиться в процесс гидратации. Смесь плохо схватуется и затвердевает. В структуре бетона появляются пустоты и трещины, он становится рыхлым, непрочным.

Процесс застывания бетона без противоморозных добавок и с ними
Целью ввода в состав материала противоморозных добавок считается продление жидкой фазы и ускорение отвердевания бетона. Химические вещества выполняют роль катализаторов в процессе высыхания смеси из бетона, понижают температуру замерзания воды и помогают быстрому твердению.

Виды противоморозных бетонных добавок

Противоморозные добавки — это сухие смеси или растворы, вводящтеся в бетон когда его готовят.
В согласии с параметрами действующего вещества противоморозные добавки разделяют на 3 вида:
При введении в состав бетона химические реактивы создают солевые растворы, которые существенно понижают температуру замерзания воды. Жидкая фаза, которая нужна для высыхания и твердения цемента, сберегается значительно дольше.
Антифризы не ускоряют гидратацию цемента, а исключительно предоставляют возможность поглотить жидкость минералам вяжущего. Благодаря этому никакого воздействия на бетонную структуру они не оказывают.

1. Ускоряющие противоморозные добавки.

Действие их основано на расщеплении зерен цемента. При влиянии реактива силикатные составляющие быстрее растворяются в водной массе. Это существенно убыстряет первичное схватывание бетона и хорошо сказывается на наборе марочной прочности.
Ускоряющие реагенты совершенствуют свойства бетона: плотность, устойчивость к морозам и влагонепроницаемость.

1. Добавки для устойчивости к морозам на основе сульфатов.

На начальной стадии твердения они взаимодействуют с цементом с образованием нерастворимых веществ. Появляются сгустки высокой плотности, набор прочности начинается моментально. При реакции выделяется тепло, что процесс делает быстрее отвердевания бетона.

Свойства бетонных добавок

Ускорители твердения производятся промышленностью в широком ассортиментном ряду и обладают разнообразными характеристиками. Отдельные из них известны уже давно и на их основе разработаны разные вариации добавок.
Поташ (углекислый калий) — продукт переработки глинозема. Активно используется на территории Восточной Сибири в связи с доступностью и дешевизной.

Поташ (углекислый калий)

• негорючий,

• нетоксичный,

• не вызывает коррозии закладных деталей и арматуры,

• не вызывает возникновения выцветов и высолов.

• нельзя применять с щелочными цементами, белым кирпичом, т.к. появляются сильные щелочи,

• не разрешается изготовление мостов, эстакад и дорог в связи с ухудшением прочности к восприятию динамических нагрузок,

• повышает проводимость электричества, благодаря этому нельзя использовать рядом с источником электронапряжения,

• просит применения замедлителей высыхания, т.к. при позитивных температурах быстро загустевает,

• сильно гигроскопичен, при очень высокой влажности слеживается и теряет растворимость,

• из-за сильной щелочной реакции работать нужно, выполняя меры индивидуальной защиты.

Нитрит натрия — выполняется многими комбинатами в виде кристаллического порошка или раствора. Максимальная концентрация 0,1-0,4 л/кг цемента.

• отлично растворяется,

• не вызывает коррозии металлов,

• увеличивает скорость твердения и крепость в 1,5 раза.

• из-за щелочной реакции возможна коррозия бетона и возникновение на поверхности солевых пятен,

• ядовит, опасен для человеческой жизни,

• пожаро- и взрывоопасен.

Нитрит-нитрат кальция — выполняется химической промышленностью как переходный продукт получения кальциевой селитры в виде растворов или пасты.

• убыстряет твердение бетона,

• не разрушает металл,

• доступен по стоимости.

• ядовит,

• взрыво- и пожароопасен,

• вызывает растрескивание бетона при армировании термически очень прочным металлом.

Нитрит-нитрат-хлорид кальция — смесь солей кальция 1:1:2. Изготавливается из отходов химической промышленности, благодаря этому очень дешев. Выпускается в виде растворов. По свойствам очень схож с нитрит-нитратом кальция. Техника безопасности аналогична.
Формиат натрия — изготавливается из отходов нефтеперерабатывающей промышленности. Растворяется в водной массе с поглощением тепла. Используется в комбинировании с водными ингибиторами. Допустимая концентрация 2-6% от массы цемента. Спиртовой раствор формиата натрия — прозрачная жидкость коричневатого цвета. Добавляется в воду для затворения бетона.
Мочевина (карбамид) — растворимость в водной массе хорошая, высолов и пятен не даёт. Арматура не корродирует. Взрывоопасен, сохранять только в несгораемых помещениях. Уменьшает температуру замерзания жидкости, применяется также как водный ингибитор.

Аммиачная вода — 10-12% раствор нашатырного спирта в водной массе. Очень доступная и продуктивная добавка. Активно используется в строительстве. Отсутствует коррозия металла, не образовывает высолов. Из недостатков — малоприятный сильный запах.
Хлорид натрия (поваренная соль) — известная всем добавка к пище. Безвредна, отлично растворяется, доступна по стоимости. Минусы — вызывает коррозию арматуры, мокрые пятна на бетонной поверхности. В соединениях с жирными кислотами отлично справится с задачей ускорителя твердения при минусовых температурах.
Хлорид кальция — доступная пищевая соль для изготовления сыров. Отыскал использование в виде противоморозной добавки еще в 1888г. Не токсичный, не возгораем, не взрывоопасен. Эффектный ускоритель твердения, может применяться даже в комбинировании с лежалыми цементами. Придаёт очень высокую истираемость бетонам и возможность использовать их в устройстве полов, полотна дороги, тротуаров.
Минусы: гигроскопичность, может наращивать усадку бетона. Вызывает коррозию металлов при доступе влаги через слой материала. Благодаря этому нужна добавочная защита арматуры. В заранее напряженных конструкциях такие добавки задействовать запрещено.
Комплексные противоморозные добавки содержат в составе дополнительно водные ингибиторы, замедлители или ускорители высыхания, вещества, уменьшающие коррозию. Это дает возможность улучшить использование реагентов в определенных условиях.

Пропорции и расход противоморозных добавок

Реагенты химии добавляют в бетон, выполняя пропорции. Важный признак для этого — температура окружающей среды. Чем она ниже, тем больше должна быть концентрация добавки.

Пропорции антифриза для бетона
Пропорции рассчитываются от массы цемента в смеси и в большинстве случаев указываются на упаковке химического вещества.

Пропорции противоморозных добавок в зависимости от температуры
Если добавка для устойчивости к морозам жидкая, то расход устанавливается в литрах на куб приготовленного бетона или на кол-во сухой смеси, к примеру, один мешок (в большинстве случаев 25 кг).
Расход ключевых добавок пропорционален массе цемента и зависит от температуры окружающей среды.
Необходимо неукоснительно выполнять дозировку реагентов и не позволять к использованию просроченных или слежавшихся веществ химии. В другом случае это приведет к появлению потеков и солевых пятен на бетонной поверхности, а еще повышает коррозию арматуры и закладных деталей.
Порой требуется большое увеличение дозировки реагентов. К этому приводит:

• шквальный ветер более шести метров/с,

• применение лежалого цемента,

• не подходящая крупность наполнителей.

В данном случае увеличение расхода реагентов считается оправданным.

Использование противоморозных добавок в бетон

Для наиболее хорошего действия ускорители твердения лучше всего использовать в виде растворов. Марка применяемого цемента должна быть не ниже ПЦ 400. Работы проводить при температуре до -15°.
Определенные добавки разрешается использовать при более малых температурах. Способы приготовления бетона в неподвижных условиях бетонорастворных узлов и на площадках для строительства под чистым небом отличаются.
Очередность приготовления бетона с противоморозными добавками в полевых условиях:

1. Разогреть для раствора воду или готовый экстракт до 40-80°.
2. Сделать раствор из воды и сухого химического реагента нужной концентрации (или жидкого концентрата). Все элементы хорошо размешать в бетоньерке до исчезновения осадка.
3. Засыпать цемент, песок и щебень в нужных пропорциях.
4. Размешивать не менее 2-3 мин.
5. Приступать к бетонированию.

Использование противоморозных добавок
Определенные добавки рекомендуется перемешивать с цементом в сухом виде. Перед приготовлением смеси из бетона необходимо хорошо познакомиться с руководством.

Меры безопасности во время работы с противоморозными добавками

Так как химические вещества, используемые в качестве ускорителей отвердевания, часто агрессивны в отношении человека, необходимо исполнять следующие мероприятия:

1. Использовать средства защиты — перчатки, респираторы, обувь из резины.
2. Остерегаться попадания на слизистые оболочки и глаза.
3. Не готовить и не есть в помещениях, где хранятся химреактивы.
4. Если вещества относятся к пожаро- и взрывоопасным, исполнять меры безопасности против пожара.

Как заливать бетон в зимний период

Производство работ при низкой температуре с применением бетона с противоморозной добавкой просит выполнения некоторых советов:

• Если материал необходимо перевозить, это разрешается делать в неутепленной таре, защищенной от гидрометеоров. При длительной перевозке добавляют вещества, мешающие быстрому схватыванию и расслоению смеси, утепляют емкость.

• Перед укладыванием смеси из бетона чистят опалубку или прежде уложенный бетонный слой от наледи и снега. Можно прогреть поверхность при помощи теплопушки или индукционных систем обогрева.

• Укладку делают постоянно. Во время перерывов поверхность утепляют, укрывают или обогревают.

• При сильном ветре и снегопаде заливка бетона делают под укрытием, к примеру, шатром или тепляком.

Бетонная заливка в зимний период

Уход за бетоном

Держать бетон нужно с соблюдением некоторых условий:

• Оберегают открытые поверхности от потери влаги рубероидной гидроизоляцией или пленок.

Открытые забетонированные поверхности оберегают рулонным кровельным материалом или пленками

• Утепляют конструкции слоем тепловой изоляции — войлока, песка, снега. Это необходимо, чтобы сберечь температуру для набора бетоном критичной прочности.

• Снимают опалубку исключительно после набора бетоном 30% прочности.

• После освобождения от опалубки конструкции на время утепляют, если температурная разница воздуха и бетона более 20°.

Включение антиморозных веществ в смесевой состав не исключает ухода за бетоном в течение начального периода отвердевания.

Преимущества, и недостатки применения противоморозных добавок

Использование химических реагентов во время изготовления работ с бетоном имеет ряд плюсов:

• возможность проводить заливка бетона при отрицательной температуре,

• увеличивается скорость набора бетоном критичной прочности, при которой можно продолжить работы и загружать конструкции,

• постоянно совершенствуются характеристики прочности материала, становятся больше крепость и устойчивость к морозам,
• постоянно совершенствуются свойства, которые связаны с производством работ: эластичность, подвижность и стабильность смеси,

• сокращается расход воды, расслаивание бетона при перевозке,

• определенные добавки делают меньше коррозию металлических составляющих бетона и железа,

• усадка и растрескивание конструкций сведены к минимуму,

• уменьшается строительная себестоимость конструкций в связи с сокращением расходов на обогрев монолита.

К минусам как правило относят:

• опасность при применении некоторых токсичных ускорителей твердения при выполнении работ, а еще при работе помещений для жилья,

• определенные добавки увеличивают коррозию металлов арматуры, благодаря этому не допускаются к использованию в заранее напряженных конструкциях,

• при неверной технологии увеличивается опасность возникновения солевых пятен на поверхности монолита.

Использование противоморозных добавок летом

В жару температура достаточна для быстрого высыхания бетона. Однако в основном, это происходит при небольшой влажности.
Влага с бетонной поверхности быстро выветривается, смесь оказывается обезвоженной. Ситуация аналогична той, при которой вода в составе материала замерзает при низкой температуре.
Цементное вяжущее в условиях минуса влаги не проходит полностью процесс гидратации. Благодаря этому бетон не приобретает соответствующую марочную крепость. Его структура остается разнородной. В глубине появляются пустоты, а на поверхности — трещины. В зимний период при многократных циклах замерзания-оттаивания такой бетон быстро рушиться.
Использование противоморозных добавок позволяет сделать быстрее схватывание и сделать лучше гидратацию цемента при быстром испарении воды. Это хорошо сказывается на характеристиках и свойствах бетонов, производимых в жаркую маловлажную погоду.

Цена противоморозных добавок

Производственники рекомендуют широкий выбор сухих и жидких ускорителей твердения в разной таре и удобной фасовке. Так как сырьем для реагентов являются отходы переработки нефти или производства минерального сырья, стоимость на добавки для бетона очень доступна.

• Можно выбрать формиат натрия от 30 руб./кг в мешках 20-40 кг. Добавка Гидрозим-Т реализуется в виде пасты в полимерных емкостях и стоит 70 руб./кг.

• Жидкие ускорители твердения Плантикор и Гамбит рекомендуются для выполнения работ до -25°. Их стоимость 55 и 110 руб. за литр исходя из этого.

Учтя, какие преимущества формируют противоморозные вещества, выгоды от их использования неоднократно превышают стоимость.
Противоморозные добавки для бетона расширили возможности строительства в плохих условиях. Их использование позволяет вести работы как при минусовых температурах, так и в жаркую засушливую погоду. Цена их невелика, а преимущества применения значительны.