Противоморозные добавки для бетона

Противоморозными добавками называют химические вещества, понижающие порог температуры замерзания воды и не препятствующие процессам образования вяжущего вещества. Бетонные растворы  плохо переносят отрицательные температуры.

 

Если находящаяся в нем вода замерзнет, то это остановит процессы гидратации, что остановит схватывание замеса, так как вяжущие вещества, из воды и цемента, лишатся воды в жидкой фазе. В зависимости от состояния и возраста бетонного раствора при замерзании, он способен начать дальнейшее укрепление после оттаивания, так как жидкая фаза воды вернется. Но в процессе замерзания и образования внутри раствора льда, внутренние силы разрушают структуру твердеющего бетона, ломают установившиеся связи и негативно сказываются на начавшиеся процессы гидратации цемента. Подобный бетон, хоть и начнет дальнейшее укрепление, после оттаивания, но потеряет львиную долю прочности и морозостойкости. Он станет рыхлым, от разрыва связей в структуре, при замерзании в раннем возрасте. Чтобы избежать подобного развития событий и уберечь бетон от замерзания применяют несколько приемов: утепление теплоизоляцией, прогрев бетона, добавление противоморозных добавок, разогрев растворов перед укладкой, комплексные решения.

 

Принцип действия и общие сведения

 

Данные добавки относятся к группе веществ, придающих бетону специальные свойства, это 4я группа в списке, по ГОСТ 24211-2008, а специальным свойством будет способность бетона затвердевать при отрицательных температурах. Данные добавки, в большинстве случаев, активизируют процессы гидратации цемента, что непосредственно влияет на ускорение образования гелей. Протекающие реакции вызывают ускоренное выделение свободной извести в раствор и повышают растворимость силикатных элементов цемента. Образуются гели гидроксидов металла и кальция. Параллельно с этими процессами, также ускоряется коагуляция появляющегося коллоидного раствора (если иными словами — гелеобразная составляющая  раствора быстрее начинает свертываться в более густую фракцию). В этом процессе зерна цемента и частицы гидратных новообразований сближаются. Растворяясь в воде, противоморозная добавка, начинает взаимодействовать с молекулами воды и образует сольваты, понижающие температуру замерзания воды.

Противоморозные добавки активно используются при монолитном и железобетонном строительстве при температуре окружающей среды ниже +5 градусов и суточной температуре от 0 и до -30 градусов ( некоторые добавки позволяют бетону, пусть медленно, но набирать прочность за счет процессов гидратации цемента, вплоть до -25 градусов).

Противоморозные добавки являются стабильными химическими веществами, производятся как в сухом виде, так и в жидком. Хранятся продолжительное время.

В силу специфики действия этих добавок, процент добавления принято высчитывать относительно объема вносимой в раствор воды. Основная функция этих добавок — снизить температуру замерзания воды. Если расчет будет вестись от объема цемента, то при снижении температуры и росте водоцементного соотношения, условия твердения бетонной смеси будут ухудшаться. Если исходить из объема воды, то эта проблема отпадает. В случае, когда также необходимо внести другие добавки, их не сложно пересчитать на объем цемента через водоцементное соотношение.

 

Противоморозные добавки можно разделить на группы, по областям применения:

 

  • добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетона и являющиеся слабыми ускорителями, либо относятся к замедлителям схватывания и твердения раствора (нитрит натрия, хлорид натрия, слабые электролиты, вещества органического происхождения);
  • сюда входят добавки имеющие хорошие противоморозные качества и высокие показатели ускорения схватывания и твердения цементного раствора (нитрит-нитрат кальция, мочевина, нитрит натрия, хлорид кальция, поташ);
  • противоморозные добавки-ускорители — вещества со слабыми антифризными показателями, но сильные ускорители твердения раствора. Их действие вызывает сильное выделение тепла на начальных стадиях твердения бетонной смеси. Подобные добавки вызывают более быстрое образование плотной микрокапилярной структуры цементного камня, представителями подобной добавки являются сульфаты трехвалентного железа и алюминия.

 

Ключевой задачей в применении противоморозных добавок является выведение бетона на проектную прочность, при этом должны соблюдаться сроки, а на их исполнение не должна влиять окружающая температура воздуха. Подобные требования можно достичь, если цемент будет обладать необходимой активностью. В таких случаях рекомендуется использовать портландцементы не ниже М400. Также стоит отметить, что основные представители противоморозных добавок не вызывают проблем с водоотделением и седиментацией твердых частиц.

 

Сочетания противоморозных добавок с другими добавками

 

Противоморозные добавки  относящиеся к группе ускоряющих твердение требуют большей дозировки нежели первая группа. Такие дозировки сильно уменьшают время схватывания смеси, а также ухудшают структуру цементного камня и снижают показатель морозостойкости бетона. Чтобы нивелировать подобные недостатки этих смесей, вводятся добавки снижающие скорость схватывания бетонного замеса: поверхностно-активные вещества из семейства лигносульфонатов или тетраборат натрия Na2B4O7.

 

Противоморозные добавки допускают применение и прочих добавок, если необходимо  подкорректировать бетонную смесь или придать некие свойства бетонной конструкции, смешав несколько различных, по свойствам, добавок, получится комплексная добавка.

Наиболее популярные противоморозные добавки

 

К противоморозным добавкам, обеспечивающим твердение цементного теста при отрицательных температурах, относятся следующие, наиболее изученные и распространенные добавки:

 

  • ПОТАШ, (калий углекислый, карбонат калия) (П) – соль с сильно выраженными щелочными свойствами, выпускается в виде кристаллического порошка белого цвета. При хранении во влажных условиях возможно слеживание. При работе с кристаллическим порошком и его раствором следует остерегаться попадания его на кожу и в глаза. Поставляется в мешках или барабанах. Поташ относится ко второй группе. Максимальная концентрация раствора с учетом влажности заполнителя не должна превышать 30%. Бетонную смесь с противоморозными добавками, вводимыми с водой затворения, готовят на цементах проектной марки и соответствующих мелких и крупных заполнителях. Бетонные смеси с добавками поташа можно использовать при возведении в вертикальной скользящей опалубке внутренних стен жесткости (ядер) в крупнопанельных многоэтажных зданиях, приставных и внутренних стен монолитных и лифтовых кирпичных и каркасных зданиях и наружных стен многоэтажных зданий.
  • ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ (ХК)- бесцветные хорошо растворимые в воде кристаллы, должен храниться в условиях исключающих увлажнение.
  • НИТРАТ КАЛЬЦИЯ (НК)- бесцветные хорошо растворимые в воде кристаллы, хранить следует в упакованном виде в вентилируемых, закрытых, сухих и чистых складских помещениях, к которым предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. Вместимость складов не более 1500 т.
  • НИТРИТ – НИТРАТ КАЛЬЦИЯ (ННК)- смесь нитрита кальция и нитрата кальция в отношении 1:1 по массе в виде 20%-го водного раствора или пасты. Токсичен. Разлагается в средах с рН>7. Не допускается смешивать с растворами лигносульфонатов.
  • НИТРИТ-НИТРАТ ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ (ННХК)- продукт, получаемый смешиванием ННК с хлоридом кальция в отношении 1:1 по массе. Водный раствор желтоватого цвета плотностью 1,1–1,3 г/см 3 . Токсичен. При работах должны соблюдаться все правила техники безопасности. Разлагается в кислых средах. Вызывает сильное раздражение кожного покрова.
  • ХЛОРИСТЫЙ НАТРИЙ (ХН) – кристаллический порошок белого цвета, растворимый в воде; должен храниться в условиях исключающих увлажнение.
  • СУЛЬФАТ НАТРИЯ (СН) — поставляется в виде декагидрата, но может выпускаться в виде безводной соли – кристаллов белого цвета с желтым оттенком, трудно и ограниченно растворимых в воде. При хранении в открытом виде возможно выветривание кристаллов.
  • НИТРИТ НАТРИЯ (НН) – кристаллы белого цвета с желтоватым оттенком. Выпускается в виде 28%-го раствора по ГОСТ 19906-74. Технический нитрит натрия используется в качестве противоморозной добавки к бетонам в производстве строительных конструкций, ингибитора для защиты от атмосферной коррозии и для других целей в химической, металлургической, медицинской, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Технический нитрит натрия – ядовитое, пожароопасное вещество, является окислителем. Взаимодействие технического нитрита натрия с горючими веществами может сопровождаться взрывом. По степени воздействия на организм технический нитрит натрия относится к веществам 3-го класса опасности. Технический нитрит натрия упаковывают в ламинированные мешки или полиэтиленовые мешки-вкладыши, вложенные в бумажные или полипропиленовые мешки. Масса нетто продукта не более 50 кг. Не допускается совместная перевозка нитрита натрия с горючими веществами и продуктами питания. Может поставляться бочками или в цистернах. Технический нитрит натрия хранят в неотапливаемых, вентилируемых, закрытых, сухих и чистых складских помещениях в упаковке изготовителя. К складам предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. Не допускается совместное хранение нитрита натрия с другими веществами. Гарантийный срок хранения продукта – 6 месяцев со дня изготовления. Кристаллический продукт следует хранить в упакованном виде в вентилируемых, закрытых, сухих и чистых складских помещениях. К складам предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. Ядовит, при попадании в организм человека вызывает тяжелые поражения, опасные для жизни.
  • КАРБАМИД (МОЧЕВИНА), (М) – бесцветные хорошо растворимые в воде кристаллы. Продукт пожароопасный (tвсп = 182С), поэтому хранить его следует в отдельных складах с несгораемыми стенами. Поставляется в полиэтиленовых мешках. Широко используется в сельском хозяйстве как азотное удобрение, а также как исходное сырье для производства карбамидных смол. В районах со сравнительно мягким климатом, где температура воздуха, как правило, не бывает ниже –10С, можно достаточно успешно применять карбамид. Эта противоморозная добавка одновременно пластифицирует бетонную смесь и обеспечивает спокойный невысокий темп твердения бетона. Указанные свойства карбамида частично используются в комплексных добавках ННКМ и ННХКМ, представляющих собой смесь соответственно мочевины с нитрит-нитратом кальция и нитрит-нитрат-хлоридом кальция.
  • ФОРМИАТ НАТРИЯ ТЕХНИЧЕСКИЙ (ТУ 2432-011- 00203803-98) представляет собой формиат натрия с незначительной примесью пентаэритрита и его производных. Формиат натрия технический используется в качестве противоморозной и пластифицирующей добавки в производстве строительных конструкций, в кожевенной промышленности как агент в преддубильных операциях, как сырье в производстве муравьиной кислоты. Добавка используется для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций при отрицательной температуре наружного воздуха от 0о С до –15о С. Технология приготовления бетонной смеси с добавлением формиата натрия отличается от обычной тем, что в процессе ее приготовления дополнительно вводится предварительно отдозированный раствор добавки. Формиат натрия обеспечивает быстрый набор прочности бетона. Обладает пластифицирующими свойствами; обеспечивает длительную жизнеспособность бетонной смеси. Расход добавки составляет 2–4% в пересчете на сухие вещества от массы цемента. Формиат натрия взрывобезопасен и не горюч, однако в местах хранения и работы с ним следует запрещать курение и применение открытого огня. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности, вызывает раздражение верхних дыхательных путей и слизистых оболочек. Упаковывают добавку в пяти-, шестислойные бумажные мешки с полиэтиленовые мешком-вкладышем по 25 кг, полипропиленовые мешки с полиэтиленовым мешком-вкладышем, а также в мягкие контейнеры типа МКР-1.0С. Формиат натрия- сырец хранят в сухих закрытых складских помещениях на поддонах. Не рекомендуется нарушение герметичности упаковки ввиду высокой гидрофильности. Гарантийный срок хранения продукта – 1 год со дня изготовления.
  • УСКОРЯЮЩАЯ ПРОТИВОМОРОЗНАЯ ДОБАВКА (УПДМ). Сбалансированная по компонентному составу жидкая смесь из отходов производства ацетоуксусного эфира, ацетилацетона и нитрохлорактинида, взятых в соотношении 7:3:1 по объему. Раствор темно-коричневого цвета. Дозировка уточняется опытным путем в пределах 0,1. ..0,42 л/кг цемента при температуре наружного воздуха от О °С до -25 °С.
  • АСОЛ-К —  продукт из органических и неорганических компонентов: водного раствора поташа, ингибиторов коррозии и модификаторов. Добавка обеспечивает твердение бетона при температуре до -10 °С. При положительных температурах вызывает быстрое схватывание смесей (от 5 до 30 мин).
  • ГИДРОБЕТОН — С-ЗМ-15. Противоморозная добавка для бетонов и растворов с пластифицирующим действием. Жидкость темно-коричневого цвета 34. ..36 % концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до —15 °С.
  • ГИДРОЗИМ —  жидкий антифриз для бетонов и растворов в виде раствора 50 % концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до —15 °С. Не вызывает коррозии арматуры в бетоне.
  • ЛИГНОПАН-4 — противоморозная добавка для бетона и железобетона с пластифицирующим действием. Водный раствор 40 % концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до -18 °С. Дозировка: 2 % при температуре до -5 °С, 3 % до -10 °С, 4 % до -15 °С.
  • ПОБЕДИТ-АНТИМОРОЗ —  противоморозная добавка для сухих строительных растворов, относящаяся к ускорителям. Рекомендуемая дозировка — 2…8 % массы компонентов сухой смеси в зависимости от температуры применения.
  • АММИАЧНАЯ ВОДА — продукт (NH4OH), представляющий собой аммиачный газ NН3, растворенный в обычной воде.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Top