Характеристика и применение противоморозных добавок в бетон

Бетон – материал, который столетиями используется в строительстве. Выбор в пользу него обусловлен долгим сроком службы и прочностью. Для получения последнего при укладке нужно придерживаться особых условий.

Отвердение бетона

Основным компонентом бетона является цемент, обеспечивающий твердение водных элементов. Для этого достаточно смешать его с водой. Так запускается реакция гидратации, превращающая порошковый компонент в твёрдый, прочный материал. Кроме воды и цемента в составе смесей есть заполнители. Чаще всего – это гравий, песок или щебень.

В любой химической реакции компоненты будут взаимодействовать только при соблюдении определённых пропорций. Для гидратации в бетонном растворе, нужно, чтобы коэффициент воды к цементу был равен 1 к 3.

Лишняя жидкость, которую добавляют для улучшения пластичности и получения более удобной консистенции, не участвует в реакции гидратации. Через несколько дней она испаряется, из-за чего в структуре бетона возникают полости, что способствует снижению прочностных качеств.

Что делать с жёсткостью бетонной смеси?

Решить эту проблему можно посредством добавления пластификаторов. Они без увеличения концентрации воды в растворе повышают подвижность.

Как низкие температуры влияют на прочность бетона?

При гидратации, протекающей при замесе бетонного раствора, возникают кристаллические соединения высокой прочности. Для этих условий требуются следующие условия:

• температура в пределах +18-+22°C;
• почти 100%-ная влажность воздуха.

Придерживаться этих условий крайне важно, когда смесь набирает критическую мощность. Это происходит на 4-6 день процесса затвердения. После прохождения этого периода, условия могут отклоняться от оптимальных.

При замесе раствора остаётся жидкость, не вступившая в реакцию с цементом. Она сохраняется до достижения максимальной прочности монолита. На результат сильное воздействие оказывает температура. Когда она низкая, протекание гидратации замедляется. Процесс может полностью остановиться при значении ниже +5°С. При температуре ниже нуля вода в составе смеси замерзает, а гидратация останавливается.

Основные трудности в работе при низких температурах

При низких температурах появляются осложнения работы с бетоном:

• замедление гидратации (процесс может полностью остановиться);
• промерзание материала расширяет монолит, увеличивая внутреннее давление;
• появление льда около арматуры снижает сцепление с бетонной смесью.

Из-за осложнений в процессе работы, качество бетонных изделий снижается В ситуации, когда раствор замёрз до достижения предельных показателей, после оттаивания процесс твердения восстановится, но качество снизится Бетон, который достиг своей максимальной прочности, может подвергаться замерзанию.

Причины бетонирования при низких температурах

Строители могут работать с бетоном при низких температурах, что обычно связано с отсутствием выбора. В России много регионов, в которых условия для укладки бетонной смеси появляются редко и на недолгий период. Это поздняя весна или ранняя осень. Невозможно отказаться от строительных работ в другое время года. Помимо этого, иногда зимнее бетонирование выбирают намеренно. Основные причины этого:

• снижаются цены на стройматериалы;
• возможность возведения фундамента из бетона на слабом грунте;
• упрощённая работа на тяжёлой технике.

У работы с бетонной смесью при низких показателях температур есть свои особенности, которые нужно учесть для достижения прочности.

Нюансы бетонирования при низких температурах

Чтобы получить бетонные изделия высокого качества при работе зимой, разработали действенные методы. Результат зависит от выбранных материалов, поэтому следует использовать только высокомарочные цементы. Они характеризуются небольшим временем затвердения.

При бетонировании в условиях низких температур нужно предотвратить:

• замерзание материала при транспортировке, укладывании раствора и его уплотнении;
• замерзание до достижения максимальной прочности.

Чтобы получить качественное бетонное изделие, в состав смеси вводят добавки. Также, для предотвращения замерзания организуются укрытия и выполняется прогрев.

Подготовка бетонной смеси к работе при низких температурах

Во время укладки бетонной смеси её температура не должна быть ниже +5°C. При транспортировке раствор остывает, поэтому при замесе нужно приготовить его тёплым. Важно рассчитать время таким образом, чтобы до прибытия на строительную площадку смесь сохраняла нужную температуру. Для этого при замесе берут тёплую или даже горячую вода (не больше 70-ти градусов) и прогревают заполнители. Цемент греть запрещено, так как он способен завариться.

При долгой транспортировке раствора (более 4 часов), используют противоморозные добавки. Они характеризуются результативностью. Также, посредством подачи тёплого воздуха нагревают опалубку и арматуры.

Метод термоса

При зимнем бетонировании нужно сохранить тепло раствора. Без этого невозможна реакция гидратации (затвердение).

Тепла до достижения максимальной прочности будет

• достаточно, если:
• риготовить бетонный раствор на основе тёплой воды;
• использовать прогретые заполнители;
• уложить смесь в предварительно прогретую опалубку;
• укрыть бетон после укладки.

Чтобы лучше сохранить тепло, используется настил. Укрыть бетон можно ПВХ плёнкой, досками, пенопластом и матами.

До достижения предельного значения прочности нужно периодически измерять внутреннюю температуру. Так специалисты смогут контролировать разницу показателей между уровней.

Метод действует и самостоятельно, и в сочетании с ускорителями твердения бетона. Последние увеличивают скорость достижения прочности.

Преимущества метода термоса следующие:

• доступность материалов;
• лёгкость выполнения;
• экономичность.

Он не подходит для маленьких конструкций и сооружений, у которых тонкие стены либо большая площадь охлаждения. Не используется при значениях ниже -15°С.

Метод сухого горячего термоса

При этом методе бетонный раствор укладывают на промороженное основание. Предварительный прогрев не требуется. Для реализации нужно:

• установить утеплённую опалубку;
• на дно насыпать заранее разогретый до 200 градусов керамзит (до последующих работ нужно дождаться, пока он остынет до 100°C);
• уложить, а затем, уплотнить бетон, который был замешан на тёплой воде.

Тепла от остывающего керамзита хватит для достижения предельной прочности

Что такое тепляк и его действие?

Тепляк – шатёр, установленный над участком, где уложили бетон. Внутри него находятся тепловые пушки, поддерживающие температуру выше +5°С. Метод универсальный, но не экономичный. Нуждается в специальном оборудовании, организации герметичности и тратах на электроэнергию.

Методы прогрева бетона

Разнообразие способов прогрева уложенного бетона позволяет подобрать подходящий по доступности и финансам. Основными являются:

• Тепловые пушки. Здесь нужен электрический, газовый либо иной обогреватель и брезент. Прогревает до +35-70 градусов. Лучше использовать при небольшой площади бетонирования. Недостаток: прогревает только внешний слой.
• Термоматы. Популярность варианта заключается в результативности и потреблении сравнительно небольшого количества электричества. Работает автономно. Отключается, достигая +55 градусов Цельсия.
• Индукционный способ. Оптимален при наличии армированной конструкции. Сводится к размещению изолированного кабеля вокруг бетона и запуску переменного тока. Созданное электромагнитное поле прогревает внутренние армирующие части конструкции.
• Пропаривание. Одновременно воздействует на бетон теплом и влагой. Обычно применяется при заводском производстве.

Помимо этого, есть и другие способы прогрева бетона. Все они ускоряют затвердение, но нужно специальное оборудование и точные расчёты. Отличаются технической сложностью.

Противоморозные добавки

“Холодный” бетон – тот, который не подвергают обогреву. Возможность работы с ним зимой обусловлена использованием противоморозных добавок. Среди преимуществ их добавления выделяется:

• позволяют работать с бетонным раствором при низких показателях температуры;
• повышают пластичность и стабильность показателей смеси;
• минимизируют риск деформаций в процессе усадки;
• улучшают сцепление, что способствует повышению прочностных качеств монолита;
• положительно влияют на сроки эксплуатации;
• повышают стойкость к морозу;
• ускоряют затвердевание раствора;
• обладают антикоррозионными свойствами.

Противоморозные добавки не только ускоряют процесс затвердевания смеси, но и упрощают работу с ней.

Виды противоморозных добавок

Увеличение прочности бетонной смеси возможно с помощью добавления:

• нитратов;
• карбонатов;
• хлористой соли.

Они ускоряют процесс затвердение примерно на 20-30%, но есть ограничения. В случае солей – это:

1. Хлористые нельзя использовать при металлической арматуре из-за повышения риска развития коррозии.
2. Соли-электролиты не добавляют в цемент с высоким содержанием щёлочи либо алюмосиликатов.
3. Калиевые и натриевые не используют с потенциально реакционноспособными породами и минералами.

Кроме ограничений, есть и недостатки. Например – появление высолов на поверхности.

Учитывая это, лучше использовать современные добавки против промерзания. За счёт них с бетоном можно работать в условиях низких температур, но не ниже -20°С. Добавки не влияют на арматуру и совместимы с любыми видами портландцемента. Характеризуются безопасностью для человека и простотой применения.

Противоморозная добавка своими руками

При желании снизить затраты на строительство в виде противоморозной добавки часто выступают бытовые средства: недорогие шампуни, средства для мытья посуды и т.д. Состав у них разный, поэтому предугадать результат действия сложно. Часто применяется поваренная соль, но она вредит арматуре.

Добавление таких средств в бетонную смесь – рискованное дело. Ошибки в этом случае приводят к большим тратам: финансовым и временным. Предотвратить это можно, используя современные противоморозные добавки. Они одновременно ускоряют процесс твердения и улучшают пластичность смеси, упрощая работу с ней.

Противоморозные добавки характеризуются простотой применения. Производители на упаковку указывают их дозировку и прикладывают подробную инструкцию. С применением не возникнет сложностей.

Читайте также Характеристики и советы по применению белого цемента.