Добавка в бетон зимой

Обновлено: 04.05.2024

Какие добавки нужны для зимнего бетонирования

При возведении монолитных бетонных конструкций большое значение имеет температура окружающего воздуха. Если она пониженная, процесс бетонирования осложняется и требует применения специальных мероприятий.

Что такое пониженные температуры в контексте бетонных работ

В соответствии с Р-НП СРО ССК-02-2015 (взамен Р-НП СРО ССК-02-2014) «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ БЕТОННЫХ РАБОТ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД» п.3.1.5 зимний период: Время года с ожидаемой среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температурой ниже 0°С. В этих случаях речь идет о зимнем бетонировании.

Условия твердения бетона: почему нельзя бетонировать в морозы

Чтобы понимать, как температура воздуха влияет на процессы твердения бетонного камня, необходимо иметь представление о том, что собой представляет бетон либо цементный раствор.

Основной компонент любых бетонных и цементных растворов — цемент. Его смешивают с водой, тем самым запуская реакции гидратации, в ходе которых образуются кристаллические соединения, которые и обуславливают прочность итогового материала (бетонного камня).

Важно!

В состав бетонных растворов также включают мелкие заполнители (песок) и крупные (щебень, гравий, керамзит и другие), которые не вступают в реакции гидратации. Это структурообразующие компоненты, снижающие усадку, повышающие прочность, а также позволяющие снизить в растворе количество цемента.

Важно!

Оптимальные условия требуются бетону только до тех пор, пока не набрана критическая прочность. Она составляет 30–50% от расчетной прочности и определяется проектной документацией. По ее достижению бетон уже не боится пониженных температур, однако до этого момента обычно проходит несколько дней (обычно 4–6 дней, в зависимости от условий).

Как известно, вода при температуре ниже нуля градусов Цельсия замерзает, а значит, реакции гидратации приостанавливаются. Если бетон снова согреть (например, залили с осени, он замерз, пришла весна, бетон оттаял) процессы отвердевания продолжатся, но замораживание негативно повлияет на прочность бетона.

Но это не единственная проблема. При замерзании вода расширяется, что ведет к росту внутреннего давления в бетоне, итогом чего может быть нарушение его структуры (трещины, разрывы).

Таким образом, бетонирование при пониженных температурах без специальных мероприятий — это напрасная трата времени и материалов.

Причины, по которым зимой все-таки бетонируют

В России прекратить все бетонные работы с наступлением холодов — задача нереальная. На территории нашей страны есть разные климатические зоны, но в большинстве из них пониженные температуры сохраняются полгода и более. Отказ от строительства на такие сроки приведет к огромным убыткам.

Более того, в некоторых случаях бетонирование при низких температурах имеет свои выгоды:

дешевеют строительные материалы;
замерзают дороги, и становится проще проехать к месту стройки тяжелой технике;
появляется возможность заливать фундаменты на неустойчивых грунтах.

В связи со всеми вышеперечисленными причинами, зимнее бетонирование является целесообразным, поэтому уже давно разработаны различные технологии, позволяющие получать качественный бетон даже зимой.

Каким образом можно бетонировать зимой

Зимнее бетонирование имеет свои особенности. Обязательно используются высокомарочные портландцементы, кроме того, обеспечиваются мероприятия, направленные на обеспечение следующих аспектов:

создание благоприятных условий для бетона в период твердения;
предотвращение замерзания раствора на протяжении всех манипуляций с ним (замешивание, транспортировка, укладка);
исключение замерзания бетона в период от укладки до достижения критической прочности.

Важно!

На твердение бетона и его характеристики влияют свежесть и качество цемента, помол, обработка цемента перед замесом, чистота воды и наполнителя, водоцементное соотношение. Например, когда подвижность бетонной смеси пытаются повысить, увеличивая количество воды в замесе, прочность бетона снижается. Правильный способ — применение пластифицирующих добавок, которые повышают подвижность смеси без добавления лишней воды.

Какие методы бетонирования используются при зимних строительных работах

Все технологии зимнего бетонирования подразделяются на два типа: «холодный» и «теплый» бетон.

«Теплый» бетон

Для «теплого» бетона применяется целый спектр различных мероприятий:

Бетон замешивается на теплой воде (температура воды составляет от 30 до 70° С) и прогретых заполнителях. Цемент не греют, чтобы избежать заваривания. Температура бетонной смеси рассчитывается таким образом, чтобы смесь не успела остыть во время транспортировки. Обычно рекомендуется транспортировать бетонную смесь не дольше 4 часов, а на момент укладки ее температура должна быть не ниже +5° С.
Опалубку и арматуру прогревают горячим воздухом.
Применяют прогревающие, обогревающие или сохраняющие тепло технологии.

Сохранение тепла (метод «термоса»)

Реакции гидратации сами по себе являются экзотермическими, то есть, протекают с выделением тепла. Нужно только сохранить это тепло, не позволяя бетону остыть.

Замешанный на теплой воде и прогретых заполнителях бетон укладывают в прогретую опалубку, а после обработки вибрацией укрывают теплоизолирующими паронепроницаемыми материалами (пленками, тентами, матами).

Необходимо не допустить остывания бетона в течение первых 10 часов после укладки. Затем начнется выделение тепла от реакций гидратации, благодаря чему в массивных конструкциях температура в толще бетона может достигать 60°С. В этом случае укрывные материалы позволяют избежать температурного градиента, вызванного разницей температур бетона в глубине и на поверхности конструкции.

Этот метод — один из самых старых и недорогих, но хорошо работает только в массивных конструкциях с небольшим модулем поверхности. К примеру, для тонкостенных изделий он неэффективен.

Также метод «термоса» может не сработать при слишком низких температурах. Какие температуры будут слишком низкими для каждой конкретной конструкции, определяется проектной документацией. В этом случае совместно с методом «термоса» применяются противоморозные добавки.

Обогрев бетона

Обогревающие мероприятия — это устройство «тепляков» — специальных шатров, внутри которых устанавливают тепловые пушки. Бетон изначально замешивается на теплой воде и прогретых заполнителях.

Нужно сохранять внутри тепляка температуру воздуха не ниже +5° С до достижения бетоном первоначальной прочности. Метод связан с применением специального оборудования и расходом электроэнергии.

Прогревающие

Прогревающие мероприятия проводят для конструкций с модулем поверхности более 6–10. Они эффективны для тонкостенных изделий, а также для колонн, балок, перекрытий при температуре воздуха до минус 40° С.

Применение метода регулируется СП 70.13330.2011. «Несущие и ограждающие конструкции».

Внутри конструкции укладываются нагревательные провода, которые обеспечивают поддержание температуры бетона +25–30° С в течение не менее 3–4 дней. Температура смеси при этом регулярно проверяется инструментальными методами (лазерный пирометр).

Этот метод требует наличия оборудования и высоких затрат электроэнергии.

Все методы «теплого» бетонирования совместимы с применением противоморозных и ускоряющих добавок.

Так, применение добавки CemFrio позволяет бетону уже на третьи сутки набрать критическую прочность, благодаря чему снижается время использования прогревающих и обогревающих мероприятий, соответственно, повышается оборачиваемость оборудования и снижается расход электроэнергии. Также, благодаря тому, что CemFrio является пластифицирующей добавкой, ее применение повышает удобоукладываемость бетонной смеси, облегчает или позволяет вовсе исключить обработку бетона вибрацией.

Например, для перекрытий применяют бетон класса по прочности не ниже В25, который при использовании добавки CemFrio может иметь марку по удобоукладываемости П4–П5, то есть, фактически, это самоукладывающийся бетон.

«Холодный» бетон

Если при «теплом» бетонировании зачастую можно обойтись без специальных добавок, «холодное» бетонирование основано именно на применении таких добавок.

Противоморозные добавки классифицируются на три основные группы: в зависимости от типа воздействия:

Антифризы. Эти добавки не допускают образования кристаллов льда, понижая точку замерзания воды. В основном, это соли-электролиты (соли натрия и калия). Их применение ограничено, поскольку они могут вызвать коррозию стальной арматуры и закладных элементов, появление высолов, а также не совместимы с некоторыми видами портландцементов (например, с высокощелочными, полученными из клинкера с повышенным содержанием алюмосиликатов), а также с некоторыми заполнителями.
Ускорители гидратации цемента. Ускоряют отвердение бетонного камня.
Тепловыделители. Эти добавки разогревают бетонную смесь, предотвращая замерзание водной составляющей бетонной смеси.

Добавка CemFrio сочетает свойства пластификатора, ускорителя твердения и добавки-тепловыделителя, обеспечивая комплексное воздействие на бетонную смесь:

увеличивает подвижность, позволяя уменьшить обработку бетона после укладки;
позволяет бетонирование при температуре воздуха до минус 20° С и обеспечивает набор прочности без тепловой обработки;
ускоряет набор прочности бетона (набор критической прочности происходит уже через трое суток против 7 суток без применения добавки);
снижает водопотребность смеси на 5–10 %;
увеличивает прочность бетонного камня за счет более полного реагирования зерен цемента с водой;
повышает сцепляемость бетона с закладными деталями и стальной арматурой;
позволяет получить бетоны с повышенными характеристиками по прочности, долговечности, водонепроницаемости, морозостойкости, трещинностойкости;
экономит цемент;
не вызывает коррозии арматуры и появления высолов на поверхности бетона.

Каталог продукции CEMMIX

CemFrio

Универсальная комплексная противоморозная добавка для бетона.

Добавка CemFrio совместима с отечественными цементами и с любыми другими добавками CEMMIX, она экологически безопасна, имеет удобную для дозирования жидкую форму, обеспечивает гарантированный результат.

Важно!

В частном строительстве иногда применяют хлористый натрий как противоморозную добавку и моющее средство как пластификатор.

Действительно, хлористые соли применяют с такими целями, но в промышленном строительстве производят тщательные расчеты и лабораторное тестирование, чтобы подтвердить эффективность выбранной концентрации, чего в частном строительстве сделать невозможно.

Что касается применения моющих средств, то этот метод очень ненадежен. Вы находите в интернете, сколько моющего средства добавить на ваше количество бетона, но все эти средства разные, в них используются разные типы ПАВ в разных концентрациях. Даже средство одной марки может иметь разный состав в зависимости от партии, страны-производителя и по другим причинам. Ожидать в этом случае надежного эффекта было бы наивным. Гарантированный метод — применение специальной, протестированной в лаборатории добавки CemFrio, которая является одновременно пластификатором, ускорителем и противоморозной добавкой, имеет четкие указания по дозировке, обеспечивает предсказуемый эффект без сюрпризов. Учитывая, что цемент — дорогой материал, а CemFrio позволяет экономить его, нет никаких причин добавлять в бетон средство для мытья посуды.

Экономия цемента с добавкой CemFrio

CemFrio в магазине бесплатно не выдают, но его покупка позволяет, как это ни удивительно, сэкономить. Причем, чем масштабнее строительство, тем заметнее экономия.

Каталог продукции CEMMIX

Фибра базальтовая

Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Применяя CemFrio, можно сэкономить в замесе 10% цемента без снижения прочности бетона. Это происходит за счет пластифицирующего воздействия добавки, в результате которого цемент более активно реагирует с водой.

Например, при крупном строительстве на куб бетона класса В25 необходимо, в среднем, 375 кг цемента ЦЕМ II/А–П 42,5Н (старое обозначение М500). На 1000 кубометров бетона экономия цемента составит 37,5 тонн.

Если ориентироваться на средние оптовые цены на цемент, можно ожидать экономию порядка 180–190 тысяч рублей. В то время как расход добавки CemFrio составит 2 литра на каждые 100 кг цемента (750 литров на все количество бетона), что в денежном выражении составляет около 56 тысяч рублей. Таким образом, экономия на 1000 кубометров бетона класса В25 составит около 120–130 тысяч рублей.

Пример применения добавки CemFrio в бетоне В15 с базальтовой фиброй

Тяжелый бетон класса В15 — это распространенный строительный материал, который широко применяется при возведении фундаментов, стен и перекрытий домов не выше 2 этажей.

Рецептура бетонной смеси включает цемент ЦЕМ I/II 42,5 (М500) — 260–280 кг на кубометр смеси, 900 кг песка, 1040–1080 кг крупного заполнителя и 155–165 л воды.

Для повышения прочности, долговечности бетона, снижения истираемости, уменьшения усадочных явлений, рекомендуется добавление базальтовой фибры CEMMIX из расчета 1 кг на 100 кг цемента или 2,6–2,8 кг на куб бетонной смеси.

Для повышения удобоукладываемости смеси, повышения прочности бетона, а также в качестве противоморозного средства рекомендуется применение добавки CemFrio в дозировке 2 л на 100 кг цемента при температуре до минус 10° С или до 3,5 л на 100 кг цемента при температуре до минус 20 °С.

Добавка CemFrio CEMMIX оказывает на бетонные смеси и растворы комплексное воздействие, сочетая свойства пластификатора, ускорителя твердения и противоморозной добавки, а также позволяет экономить цемент, сокращать расходы на обработку бетона и обогревающие мероприятия при зимнем бетонировании. Добавка безопасна, удобна в работе и доступна к приобретению как оптом от производителя, так и в различных розничных сетях (строительные магазины «Леруа Мерлен», «Все инструменты»), в интернет-магазинах («Wildberries», «Озон»). По всем вопросам, связанным с выбором и приобретением добавок, обращайтесь к нашим консультантам.

Зимнее бетонирование. Краткий экскурс.

В следующие несколько предложений я постарался уложить все основные моменты, которые необходимо выдержать для качественного проведения монолитных работ, а также немного теории о том, какие процессы происходят в бетоне при наборе прочности в зимнее время.

Нормальная температура твердения бетона 20-22°С. Как известно, при повышенной температуре темп набора прочности увеличивается, но при повышении температуры необходимо создавать влажную среду, т.к. с повышением температуры влага испаряется из тела бетона, а без неё процесс твердения нарушается, что приводит к снижению проектной прочности. Соответственно при пониженной температуре темп набора прочности снижается. При температуре ниже +5°С твердение бетона резко замедляется, а при отрицательной температуре, вода замерзает и твердение останавливается.

Считается, что только после приобретения бетоном критической прочности (от 5 до 12,5 Мпа для классов от В7,5 до В40) он способен воспринимать нагрузки без разрушения собственной структуры.

В период нахождения бетонной смеси при отрицательной температуре, до окончания коллоидации (схватывания – когда твёрдые продукты реакции уже не могут растворяться в жидкой фазе), на момент гидратации (период растворения), плёнка воды на границах цементного камня и заполнителей бетонной смеси (щебень, песок) замерзает. Образовавшийся лёд разрушает сформировавшуюся слабую структуру бетона. После такого внутреннего разрушения бетон не наберет проектную прочность даже после размораживания. Таким образом, процесс схватывания и твердения бетона не может продолжаться на морозе, если не принять специальные меры.

Учитывая вышесказанное, главная проблема бетонирования при пониженных и отрицательных температурах – это замерзание (кристаллизация) воды.

Решение проблемы замерзания воды – принятие необходимых мер, которые сохранят оптимальную температуру тела бетона. Существуют три способа создания благоприятных условий для твердения бетона при пониженных и отрицательных температурах окружающей среды:

I. Предварительно разогреть бетонную смесь, в последующем сохранить тепло в бетоне;

II. Обогрев отформованных конструкций;

III. Использование противоморозных добавок InB.

Как правило, используется комплекс из перечисленных мер.

Разберём каждый пункт подробнее:

I. Разогрев бетонной смеси происходит в процессе её приготовления. Разогревают заполнители и воду. Температура разогрева материалов зависит от требуемой температуры бетонной смеси, которая определяется в зависимости от длительности и способа транспортирования её к месту укладки и температуры окружающего воздуха. Необходимо, чтобы к моменту окончания формования температура в теле бетона была, по крайней мере, не ниже 15°С.

II. Обогрев отформованных конструкций. Метод обогрева зависит от типа конструкций и возможностей подвода тепла. Во всех случаях конструкции должны быть укрыты гидроизолирующим материалом для того, чтобы влага из бетона не испарялась. Возможные методы обогрева отформованных конструкций:

Способ термоса – использование собственных тепловыделений бетона, за счёт экзотермических реакций гидратации цемента. В зависимости от массивности конструкций и температуры окружающего воздуха подогревают воду для бетона до 90°С или воду и заполнители до 50°С. Бетонная смесь, при выходе из бетономешалки, должна иметь температуру не выше 40°С, т.к. при более высокой температуре она быстро загустеет. В бетонных смесях с противоморозными добавками с той же целью необходимо поддерживать ещё более низкую температуру 20°С и ниже. Минимальная температура бетонной смеси при укладке в массивные конструкции должна быть не ниже 5°С, а при укладке в тонкостенные конструкции не ниже 20°С. Теплота из бетона выделяется в основном в первые 3…7 суток. Полный расчёт возможных тепловыделений производят на ЭВМ или по специальным инструкциям. Для сохранения тепла в бетоне, опалубка и все открытые части бетона на определённый срок укрывают хорошей теплоизоляцией, теплозащитные параметры которой определяются теплотехническим расчётом. Способ термоса можно использовать для конструкций, имеющих отношение к охлаждающейся поверхности бетона к его объёму (модуль поверхности) не более 6.

Электрообогрев – обогрев воздуха, который окружает бетон. Вокруг конструкции сооружают тепляк и поддерживают в нём температуру нагревательными приборами. Высокотемпературные нагревателей инфракрасного излучения или низкотемпературные. Нагреватели инфракрасного излучения с температурой на излучающей поверхности более 250°С представляют собой ламповые термоизлучатели, спирали, ТЭНы, коаксикальные нагреватели и др. К низкотемпературным относятся гибкие сетчатые, проволочные, греющие шнуры и др. Выбор вида нагревателя определяется типом и размером обогреваемых изделий, конструкцией опалубки, имеющимися электрическими мощностями. Важно, чтобы в тепляке была влажная среда, для этого устанавливают сосуды с водой, а при наличии герметичной опалубки тщательно следят, чтобы влага не испарялась из бетона. Инфракрасное излучение эффективно в производстве крупногабаритных железобетонных конструкций для обогрева промороженных бетонных поверхностей, тепловой защиты укладываемого бетона и интенсификации его твердения, предварительного нагрева стыкуемых частей железобетонных элементов, арматуры и закладных деталей зоны стыка, ускорения твердения бетона при замоноличивании стыков сборных конструкций. Низкотемпературные нагреватели монтируют непосредственно в опалубку, а гибкие – в греющие маты и одеяла. Специальный греющий провод устанавливают непосредственно в бетон (привязывается к арматуре), где он и остаётся. Обогрев ведут по мягким режимам – медленный разогрев, невысокая температура разогрева.
Электропрогрев – превращение электрической энергии в тепловую в самом бетоне. При этом способе самый высокий КПД электроэнергии и равномерное распределение тепла в бетоне. Через бетон пропускается переменный электрический ток с помощью металлических электродов, помещаемых внутри изделий. Сопротивление бетона, от которого в значительной мере зависит количество выделяемой теплоты, зависит от состава и количества жидкой фазы в бетоне, содержания в цементе щелочей*1, химических добавок и других факторов. 1* – К щелочам относятся хорошо растворимые в воде основания. При диссоциации щёлочи образуют анионы OH− и катион металла. К щелочам относятся гидроксиды металлов подгрупп Iа и IIа (начиная с кальция) периодической системы, например NaOH (едкий натр), KOH (едкое кали), Ba(OH)2 (едкий барий). Едкие щёлочи — тривиальное название гидроксидов лития LiOH, натрия NaOH, калия КОН, рубидия RbOH и цезия CsOH. Название «едкая щёлочь» обусловлено свойством разъедать кожу и слизистые оболочки, (вызывая сильные ожоги), бумагу и другие органические вещества. Электродный прогрев эффективно используется для ускорения твердения бетона монолитных конструкций в зимнее время.

Индукционный прогрев. Используется магнитная составляющая переменного электромагнитного поля. Энергия, которая образуется в арматуре или стальной опалубке передаётся за счёт теплопроводности бетону. Тепловую обработку бетона производят в индукционных камерах. Отформованное изделие в стальных формах помещают в переменное магнитное поле, создаваемое индукционной обмоткой камеры. Такой способ ТВО целесообразен для сильно армированных железобетонных изделий. Он нашёл применение при производстве сборных железобетонных труб.

III. Использование противоморозных добавок InB. Чтобы бетон не замёрз при транспортировании и во время укладки очередной порции приготовленной бетонной смеси, используются противоморозные добавки InB. В качестве таких добавок используются различные соли – ускорители твердения, например добавки в бетон InB – WinterCon и S-Crystal . Указанные добавки оказывают противоморозный эффект и являются ускорителями твердения, обеспечивают твердение бетона при температуре до -25°С , при соблюдении рекомендаций по производству бетонных работ при отрицательной температуре воздуха. В последнее время ведутся большие работы по использованию в качестве ускорителей твердения и противоморозных добавок различных органических соединений. Практическое и широкое применение сегодня находит добавка в бетон InB « WinB ». Считается наиболее перспективной, т.к. бетонные смеси с этой добавкой можно использовать при температуре -20°С при небольшой дозировке добавки, не опасаясь высолов или коррозии арматуры. Помимо противоморозного эффекта, « WinB » пластифицирует бетонную смесь, повышает марки по водонепроницаемости и морозостойкости, ускоряет твердение бетона. Как работают противоморозные добавки в бетон InB? Вода сохраняется в жидком виде, и твердение бетона продолжается при отрицательной температуре. Температура бетона к моменту окончания бетонирования должна быть не менее, чем на 5 градусов выше температуры, на которую рассчитывалось твердение бетона. Необходимо, чтобы момент схватывания начался при положительной температуре, т.к. при отрицательной температуре (на момент схватывания), в период гидратации, заполняющая промежутки между зёрнами вода не успевает насытиться солями или спиртами и замерзает, увеличиваясь в объёме на 9%, развивая высокое давление. Если опалубка жёсткая, то бетон вспучивается, если нет, то бетон разуплотняется и растрескивается. В дальнейшем проектная прочность не достигается, т.к. зёрна цемента раздвинуты кристалликами льда. Если были применены противоморозные добавки InB « WinterCon», « S-Crystal» или « WinB », то появляются дополнительные положительно влияющие обстоятельства:

1. Насыщенная солями или спиртами вода замерзает при более низкой температуре;

2. Часть воды поглощается коллоидной плёнкой, а значит образуется меньше кристалликов льда;

3. Коллоидная плёнка становится мягкой и эластичной, способна сжиматься под давлением;

4. Образовавшаяся пространственная структура бетона способна противостоять давлению льдинок;

5. Повышающееся давление дополнительно снижает точку замерзания воды в бетоне.

Таким образом, процесс схватывания и твердения бетона продолжается и на морозе. При бетонировании зимой важно обеспечить твердение в тёплой и влажной среде в течение срока, необходимого для набора бетоном критической прочности, т.к. после этого будет обеспечено его дальнейшее здоровое твердение. НЕ ДОПУСКАЕТСЯ укладка бетона на промороженное основание и на поверхности, покрытые льдом и снегом. Также должен быть удалён мусор и излишки воды.

Противоморозные добавки для бетона: всё, что нужно знать строителю

Бетон — основной строительный материал XXI века. Но помогает он человеку уже более 4000 лет: следы бетона находят при раскопках памятников Месопотамии и Римской империи; известно, что бетон использовали при строительстве древних храмов Индии и Великой Китайской стены. В России бетон впервые был применен в Москве, когда восстанавливали город после пожара 1812 года.

Современный бетон отличается от того, что использовали в древности. Если у римлян в его состав входила известь с добавлением вулканических продуктов, то теперь применяется изобретенный в 1824 году портландцемент — силикатное вяжущее вещество, которое отвечает за прочность и долговечность бетона.

Цемент, вода, песок и щебень — вот основной состав современного бетона. Их замешивают в определенных пропорциях, которые зависят от конкретной задачи, ведь характеристики материала могут быть разными. Застывание бетона проходит через три фазы: схватывание, затвердевание и набор прочности. Качество конструкции напрямую зависит от того, пройдена ли каждая из фаз целиком.

Процесс застывания зависит от нескольких факторов: марки цемента, влажности воздуха и температуры окружающей среды. Схватывается бетон недолго (обычно 1–3 часа), а вот его затвердевание может затянуться на две-три недели — особенно в холодное время года.

Оптимальные условия для затвердевания бетона — влажность 75% и температура воздуха около +20°C. При температуре ниже +10°C скорость застывания бетона падает, а при отрицательных температурах— почти останавливается.

Всё дело в замерзании и кристаллизации воды, которая входит в состав бетона, — именно поэтому зимой строители используют противоморозные присадки. О них и пойдет речь в этой статье.

Для чего нужны противоморозные добавки?

Противоморозные добавки (ПМД), которые вводятся в бетон, дают возможность вести строительство в любое время года. Для России это особенно актуально. Они повышают плотность, пластичность, а также влаго- и морозоустойчивость бетона, и при этом не дают ему растрескиваться. Кроме того, противоморозные добавки снижают риск усадки материала, противостоят коррозии арматуры.

Чтобы использовать ПМД, не нужно ждать минусовой температуры: их применяют уже тогда, когда среднесуточная температура достигает +10°C. Если не использовать ПМД, то вода в смеси не вступит в реакцию с цементом, процесс гидратации не начнется, и материал не наберет расчетной прочности. В результате могут появиться усадочные трещины или даже начнется разрушение стен. ПМД катализируют процесс схватывания смеси, снижают температуру замерзания воды (она может оставаться жидкой при температуре –10°C и ниже) и защищают от подобных проблем.

Какие существуют виды противоморозных добавок?

ПМД бывают сухими и жидкими. Сухие обычно они представлены в виде порошка:

хлорид натрия (так называемая строительная соль),
нитрит натрия,
хлорид кальция,
формиат натрия,
различные комплексные смеси.

Жидкие добавки представляют собой растворы или концентраты. Это в первую очередь аммиачная вода, которая позволяет заливать бетон даже при экстремально пониженной температуре –100°C и защищает арматуру от коррозии. Также широко распространены различные жидкие пластификаторы: они снижают скорость застывания и делают смесь более подвижной.

Чем различные противоморозные добавки отличаются друг от друга?

Выделим пятьтипов противоморозных добавок:

Пластификаторы . К ним относятся сульфаты нафталина и меламиновой смолы, органические полиакрилаты. Эти добавки не только обеспечивают водонепроницаемость и морозостойкость растворов, но еще и делают бетонную смесь подвижнее, что упрощает работу строителям. Такая разжиженная смесь может заполнить любую форму и используется для различных типов бетонов. Пластификаторы поглощают водяные пары из воздуха, что помогает сократить количество добавляемой жидкости при производстве бетона. Они предотвращают расслаивание и появление трещин. Также пластифицирующие добавки увеличивают прочность бетона на 25%.

Добавка HotIce позволяет повысить подвижность, прочность, степень реакции смеси и другие характеристикии при этом уменьшает количество воды в смеси.

Пластифицирующим действием также обладает добавка CemBase , которая одновременно увеличивает прочность, повышает подвижность и растекаемость бетона и тоже уменьшает количество воды в смеси. Кроме того, она активирует свойства некоторых составляющих цемента, от чего он становится более плотным. Как следствие, изделия из него будут более прочными, долговечными, морозостойкими, водонепроницаемыми и защищенными от появления трещин.

Обе добавки отлично подходят для гидроизоляции бетона, заливки полов и фундамента, оштукатуривания.

Расход HotIceна 100 кг цемента — от 7 до 12 л, а CemBase — от 0,5 до 1,0 л.

2) Упрочняющие добавки — это, например, хлорид кальция, нитрат кальция, сульфаты железа и алюминия. Они ускоряют затвердевание бетонной смеси и способствуют повышению ее прочности. Их применяют в первые три дня застывания бетона — именно тогда упрочняющие добавки наиболее эффективны.

3) Коррозионностойкие добавки рекомендованы для защиты железобетонных конструкций от окисления и низких температур. Характеристики таких противоморозных добавок позволяют увеличить срок службы бетона и сделать его более устойчивым к агрессивным субстанциям.

В качестве примера приведем гидроизолирующую добавку CemAqua , в состав которой входит кремнийорганика. CemAqua можно использовать для изготовления растворов для кладки кирпича, гидроизоляции и защиты бетона, заливки пола или фундамента. Ее расход на 100 кг цемента — от 1,0 до 1,5 л.

4) Регуляторы подвижности — они нужны, чтобы продлить период использования готового раствора, если планируется долгое бетонирование или если смесь нужно перевезти на большое расстояние.

Добавка CemStone способна увеличить этот период до 5 часов. Она придает смеси пластичность, улучшает обрабатываемость, регулирует консистенцию, препятствует расслоению и водоотделению растворной смеси, а также увеличивает морозостойкость— это важно для проведения всех видов бетонных работ. Расход данного вещества на 100 кг цемента составит от 0,25 до 0,5 л.

5) Морозоустойчивые — снижают температуру кристаллизации воды и скорость схватывания и при этом никак не влияют на процесс формирования бетона.

6) Комплексные смеси . В их состав входит два и более компонентов. Такие добавки улучшают несколько свойств бетона одновременно. Например, могут обеспечивать водонепроницаемость, повышать прочность, морозостойкость и долговечность, а также предотвращать появление плесени и грибков, как комплексное средство CemAquaStop .

Комплексная противоморозная добавка для бетонных и растворных смесей. Обладает комбинированным противоморозным, ускоряющим, пластифицирующим действием. Комплексная противоморозная добавка для бетонных и растворных смесей. Обладает комбинированным противоморозным, ускоряющим, пластифицирующим действием.

А добавка CemFrio обладает комбинированным противоморозным, ускоряющим, пластифицирующим действием. Она позволяет проводить бетонные работы при температурах от +10 до –20 °С, обеспечивать набор прочности без дополнительной тепловой обработки, а также увеличить конечные прочностные характеристики бетона на 10% и более. Кроме того, она увеличивает сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями и повышает показатели водонепроницаемости, морозостойкости и долговечности бетона. На 100 кг цемента потребуется от 2 до 3,5 л вещества.

В каких пропорциях добавляют ПМД в бетонную смесь и сколько их нужно?

У каждой ПМД— собственные пропорции добавления в бетонную смесь, они зависят и от ее характеристик, и от термопоказателей. Если антифриза будет много, то затвердевание будет происходить дольше, что повысит цену бетона, если мало — то бетон затвердеет слишком быстро. Обычно количество противоморозной добавки в растворе не превышает 10–15% от общего веса смеси.

Комплексные добавки вводятся в меньшей концентрации в зависимости от температуры бетона: от 0 до –10°С — 1,5% от общей массы цемента; от –25 до –10°С — 2% от цементной массы.

Упрочняющих добавок должно быть 3–5% от общей массы цемента.

Где применяют противоморозные добавки?

Без ПМД невозможно обойтись в регионах, где бывают низкие температуры. Они нужны практически для всех видов строительных работ, кладки кирпичей и клинкеров, оштукатуривания стен, укладки фасадных элементов, заливки фундаментов, стен и других монолитных конструкций, а также для выполнения ремонтных работ, где требуется восстановление бетонных конструкций.

Как заливать бетон зимой?

Заливать бетон зимой труднее и дороже, чем летом.

Перед началом работы нужно убедиться в том, что стяжка бетона в принципе возможна при данной температуре. Зимой лучше использовать мелкофракционные смеси: они быстрее взаимодействуют с водой и выделяют больше тепла — а значит, вся конструкция будет остывать медленнее.

Смеси ни в коем случае нельзя дать замерзнуть. Однако подогревать можно только песок с щебнем (до 60°C), воду (до 90°C) или добавки, но не сам цемент: в противном случае он утратит свои свойства. Цемент нужно поместить в теплое помещение. Оптимальная температура вызревания смеси составляет от +20 до +30°C.

Использование ПМД требует соблюдения ряда правил.

Присадки нельзя добавлять в сухую смесь: их нужно вводить в раствор одновременно с последней третью воды. Расход и пропорции рассчитываются в зависимости от температуры воздуха и раствора, марки цемента и условий ухода за бетоном.

Важный момент !

В одном растворе нельзя смешивать разные противоморозные добавки.

Последовательность действий должна быть такой:

1) Сначала необходимо приготовить раствор из воды и добавок в нужной концентрации.

2) Все компоненты размешиваются в бетономешалке до исчезновения осадка; обычно это занимает около 15 минут.

3) Затем нужно засыпать щебень, песок и цемент в необходимых пропорциях.

4) Полученную смесь перемешивать не менее трех минут.

5) Можно начинать бетонирование.

При этом некоторые противоморозные присадки необходимо смешивать не с водой, а с цементом. После того как раствор смешан, нужно дать время компонентам добавок равномерно распределиться по всему объему цементного раствора. Лишь после этого он будет полностью готов к использованию.

Бетону с добавлением ПМД требуется около 18 часов для полноценного застывания.

Даже бетон с противоморозными добавками не рекомендуется лить при температуре ниже –15 °C. Также нельзя лить бетонную смесь, если пришла или ожидается внезапная оттепель.

Заливать зимой бетон частями нельзя: есть риск, что влага замерзнет, а на поверхности бетона появится пленка. Продлить время остывания бетона способно только тепло, поэтому нужно стараться его сохранить как можно дольше: использовать брезент, маты, солому — любые изолирующие материалы.

Если в бетонной конструкции применяется ненапрягаемая арматура с диаметром менее 5 миллиметров, то использовать противоморозные добавки с нитритом калия не рекомендуется. В случае использования выпускных и закладных элементов без защиты будут нужны карбонат калия (поташ), смесь мочевины и нитраты калия, натрия или кальция.

Есть ли недостатки у противоморозных добавок?

Несмотря на все достоинства, бетон с противоморозными добавками наберет зимой лишь около 30% полной прочности — ее большую часть он доберет в процессе оттаивания. Поэтому зимой бетон нельзя подвергать слишком высоким нагрузкам. А при неправильном использовании присадок характеристики прочности могут дополнительно снизиться.

Некоторые виды присадок не только замедляют приобретение бетоном прочности, но и способствуют увеличению коррозии арматуры, и потому их нельзя использовать в предварительно напряженных конструкциях. Также некоторые компоненты, входящие в состав противоморозных добавок, могут быть пожароопасны и ядовиты.

Можно самостоятельно изготовить противоморозные добавки?

В качестве простейшей противоморозной добавки можно использовать обычную соль. Главный плюс такого подхода — низкая стоимость. Главный минус — большой объем соли в смеси может крайне негативно сказаться на арматуре и привести к коррозии. Придется использовать ингибиторы коррозии, например нитрит-нитрат кальция. Предельная величина солей в бетоне —2%.

Для приготовления противоморозного пластификатора нужно в раствор с водой добавить поваренную соль или хлористый калий и нитрит-нитрат кальция — 3–4% от объема. Соотношение соли/хлористого калия и нитрит-нитрата кальция должно быть один к одному. Также для увеличения пластичности смеси стоит добавить 7–10% мочевины.

Можно использовать и аммиачную воду. Концентрация аммиачной воды должна быть от 5 до 20%. Чем выше температура окружающей среды, тем меньше процент концентрации.

Есть также варианты с применением гашеной извести (она добавляется в соотношении 1:1 для внутренних помещений и 1:6 для внешних поверхностей) или жидкого мыла (200 мл на мешок цемента). Для повышения морозостойкости при приготовлении смеси можно просто использовать меньше воды, но тут есть риск ухудшить свойства бетона.

В принципе, любой самостоятельно сделанный пластификатор негативно влияет на прочность бетона. Поэтому надежнее не экспериментировать и приобрести качественные противоморозные добавки.

Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при использовании противоморозных добавок?

Поскольку большинство противоморозных добавок — это агрессивные химикаты, в работе с ними следует соблюдать следующие правила:

– работать в проветриваемом помещении;

–использовать защитную одежду, спецочки, респираторы, перчатки, резиновые сапоги;

–избегать попадания химикатов на открытые участки тела и в глаза, а в случае попадания — немедленно смыть средство / промыть глаз;

–для перемешивания смеси использовать технические средства.

Вывод

Без противоморозных добавок бетонные работы в зимнее время вести просто не получится. Они не только делают строительство зимой возможным— при соблюдении всех технологий и правил результат будет не хуже, чем весной или летом. И экономить на них не стоит: качество ПМД — залог надежности, прочности и отсутствия проблем с бетоном.

Читайте также: