Строительная отрасль, в частности, сооружение бетонных, железобетонных и монолитных конструкций, год от года наращивает темпы. Но по погодным условиям строительный сезон для бетонных работ имеет ограниченную продолжительность, поэтому зачастую его завершение проходит в спешке, а вовсе не по вине мастеров.

Все дело в том, что при снижении температуры бетонного раствора до 5 градусов созревания бетона начинает затормаживаться, а, следовательно, снижаются и его эксплуатационные характеристики. А при температуре ниже нуля процесс созревания вовсе останавливается вследствие замерзания и трансформации воды в кристаллы. Структура замороженного бетона необратимо разрушается, и дальнейшее его использование в строительстве просто невозможно.

Потребность в непрерывности монолитного строительства в холодное время года заставила мастеров искать разрешение этой задачи. Специалисты химического производства предложили продлевать жидкую фазу цементного раствора при помощи специальных противоморозных примесей.

Основные разновидности противоморозных добавок

Противоморозные добавки продлевают время жидкого состояния бетонной смеси на морозе с дальнейшим усилением его гидратации, способствуя тем самым дальнейшему твердению цемента на фоне низких температур.

Гидратация представляет собой реакцию сухих составляющих цементной смеси с водой, в результате которой образуются новые твердые составляющие - гидраты. Эти гелевые частицы плотным слоем заполняют объем, изначально заполненный цементом и водой, вызывая упрочнение. То есть без воды отверждение цемента невозможно.

В зависимости от химической структуры дифференцируют три вида противоморозных добавок для бетона: антифриз, сульфаты, добавки-ускорители.

Антифриз

Этот компонент снижает порог температуры застывания воды в растворе. Антифриз незначительно влияет на скорость затвердевания раствора, как в сторону увеличения, так и уменьшения. При этом на скорость образования гидратов он не влияет никак.

Сульфаты

Присадки на основе сульфатов наиболее распространены, так как они гарантируют формирование плотного раствора максимальными темпами. Сульфатные добавки прочно связываются с труднорастворимыми частицами цемента, в связи с чем, применять их с целью понижения температуры замерзания цементной смеси, как антифриз, нельзя. Характерно, что добавление сульфатов в раствор вызывает активное выделение тепла в результате их взаимодействия с гидратами.

Добавки-ускорители

Повышают скорость растворения силикатных составляющих цемента. Силикаты быстрее вступают в реакцию с гидратами, в результате чего образуются основные и двойные соли, одновременно снижая температуру замерзания жидкости в составе раствора.

Необходимо знать, что противоморозные добавки для бетона, помимо воздействия на скорость химических реакций, корректируют его физические характеристики. В результате снижения температуры кристаллизации воды укорачивается фаза схватывания и затвердевания бетона, что в дальнейшем значительно повышает его прочность в соответствии с маркой бетона.

Каждая добавка-ускоритель характеризуются отличным и специфическим комплексом химических свойств и функциональных качеств:

  • Карбонат кальция (поташ) - соль, кристалличный порошок, опасное для человека вещество, поэтому его использование предусматривает повышенные меры безопасности и защиты. Будучи сильным противоморозным ингредиентом, заметно сокращает время схватывания и отвердения бетона. Однако, использование поташа снижает надежность бетона, а значит, и всей постройки. Ослабить неблагоприятное действие карбоната кальция помогает сульфатно-дрожжевая бражка или тетраборат натрия, их содержание в готовом растворе цемента в норме не превышает 30%.
  • Тетраборат натрия, другое название - сульфатно-дрожжевая или бурая бражка. Применяется в качестве примеси к карбонату кальция с целью сохранения прочности бетонных сооружений при оттаивании, профилактики образования трещин, повышения водостойкости и морозоустойчивости готовых строений и сооружений. Добавление тетрабората к поташу повышает прочность конструкции на 20-30%.
    • Нитрит натрия - кристалличный реагент, крайне ядовитый и пожароопасный, в связи с чем необходимо соблюдение предельно-допустимой концентрации вещества (ПДК). Этот показатель определяется экспертным путем и при внешней температуре воздуха до минус 250С составляет порядка 0,1-0,42 литра на 1 кг готового раствора цемента. Нитрит натрия образует облако отравляющего газа при смешении с лигносульфоновыми кислотами, поэтому категорически запрещается их совместное использование. Емкости, используемые для производства и хранения нитрита натрия должны быть маркированы отметкой "Яд". Допустимая ПДК вещества в цехе производства должна составлять не более 0,005 мг/литр.
  • Формиат натрия - противоморозный ускоритель, кристалличный порошок. В отличии от нитрита натрия, в основном применяется в сочетании с лигносульфонатом нафталина, обладающим высокими пластицирующими свойствами. Потребность в формиате натрия обычно составляет не более 2-6% от всей массы бетона.

В качестве противоморозных присадок для бетона также часто используют формиат натрия на спирту, мочевину, аммиачную воду и хлорид кальция.

Преимущества противоморозных добавок

  1. Возрастание скорости застывания раствора, он "не боится" холода, что позволяет продлевать строительный сезон на весь зимний период без потери качества;
  2. Повышенная прочность монолитной конструкции в результате увеличения степени сцепления составляющих раствора, что позволяет использовать добавки в промышленных целях;
  3. Увеличение срока эксплуатации сооружений;
  4. Повышение стабилизирующих и пластифицирующих свойств бетона, что предотвращает усадку, деформацию и растрескивание готового изделия после полного застывания раствора;
  5. Возрастание морозостойкости и влагонепроницаемости, что особенно важно при возведении конструкций, непосредственно контактирующих с водой. Показатель морозостойкости напрямую зависит от марки бетона: чем плотнее бетон, тем больше циклов заморозки и оттаивания он выдерживает;
  6. Защита арматуры железобетонных конструкций от коррозии посредством связывания жидкости в цементном растворе;
  7. Доступность и относительно низкая стоимость противоморозных добавок.

Недостатки противоморозных добавок для бетона

  • Увеличение расхода цемента с целью увеличения прочностных характеристик готового бетона;
  • Снижение скорости набора прочности бетона;
  • Иногда - понижение заявленной производителем мощности бетона;
  • Ядовитость некоторых присадок.

Способ использования противоморозных добавок

Присадки нельзя добавлять в сухую смесь. Противоморозная добавка вводится в раствор одновременно с последней третью воды. Вода должна быть подогрета так, чтобы температура готового раствора на выходе колебалась в диапазоне +15...+200С.

В зависимости от температуры окружающей среды, марки цемента, температуры раствора и условий ухода за готовыми бетонными сооружениями, расход противоморозных добавок в каждой ситуации рассчитывается индивидуально - в условиях лаборатории или посредством производственных испытаний.

Смешав добавки с раствором, ему дается время на равномерное распределение компонентов добавок по всему объему, и лишь после этого раствор полностью готов к использованию.

Источник: regionstroibeton.ru