Замораживание снижает прочность бетона на 20-40 %, когда свежий бетон подвергается замораживанию. Обсуждаются противоморозные добавки в бетон, их свойства и применение при бетонировании в холодную погоду.
Устойчивость свежего бетона к циклу замораживания и оттаивания определяется коэффициентом прочности, который также снижается на 40-60 %. Сцепление между арматурой и бетоном при нормальном твердении снижается на 70%.
Поэтому очень важно при бетонировании в холодную погоду обеспечить, чтобы бетон не подвергался замораживанию в пластичном состоянии.
Существует два метода бетонирования в холодную погоду:
Традиционные химические добавки в бетоне для холодной погоды
В традиционном бетоне хлорид кальция используется в качестве ускоряющей добавки, чтобы компенсировать замедляющее действие медленной гидратации бетона при низких температурах. Эта добавка не эффективна при температурах ниже точки замерзания.
Это является недостатком традиционной формы добавок. Следовательно, для арктических погодных условий необходимы специальные добавки. Одной из них являются противоморозные добавки.
Противоморозные добавки для бетона
Противоморозные добавки влияют на физическое состояние воды в смеси, используемой при бетонировании. Они в значительной степени понижают температуру замерзания воды и могут использоваться при температурах ниже -30 градусов Цельсия. Это позволяет продлить период строительных работ.
Химический состав и действие противоморозных добавок
Существуют две группы противоморозных добавок, которые обеспечивают характеристики антифриза и свойства ускоренного схватывания и отверждения.
К ним относятся:
1. Первая группа:
Сюда входят химические вещества, слабые электролиты, нитрит натрия, хлорид натрия и неэлектролитические органические соединения, которые понижают температуру замерзания воды, используемой в бетоне. Но эта группа действует как слабые ускорители, способствующие схватыванию и твердению.
2. Вторая группа
К ним относятся бинарные и тернарные добавки, которые содержат поташ и добавки на основе хлористого кальция, нитрита натрия, хлористого кальция с нитритом натрия, нитрита кальция – нитрат-мочевины и других химических веществ.
Они обладают эффективными противоморозными свойствами и ускоряют схватывание и твердение. Они используются в больших дозах по сравнению с обычными добавками.
Одним из таких примеров является использование 8% нитрита натрия для поддержания температуры жидкости на уровне -15 градусов Цельсия.
Эти добавки действуют путем понижения температуры замерзания жидкой фазы и ускорения гидратации цемента при температурах замерзания.
В зависимости от дозировки в смеси, бесхлоридная добавка позволяет укладывать смесь (бетон или раствор) при отрицательных температурах. Таким образом, снижается потребность в защитных мерах, необходимых при проведении работ в холодное время года.
Метод улучшает качество бетона, а поскольку он способствует раннему схватыванию, можно также проводить раннюю разборку опалубки. Это помогает повторно использовать форму в течение короткого времени и, следовательно, ускорить строительство.
Таблица-1 показывает значительную разницу в наборе прочности в 3, 7 и 28 дней для обычного бетона и бетона с противоморозной добавкой.
Таблица.1: Прочность бетона на сжатие с добавкой антифриза и без нее
(По Ратинову и Розенбургу)
Свойство
Обычный бетон
Противоморозная добавка
Время схватывания (-4 градуса Цельсия)
–
Прочность на сжатие (МПа)
-4 градуса Цельсия (3 дня)
3.4
9.24
-10 градусов Цельсия (7 дней)
8.3
39.3
-10 градусов Цельсия (28 дней)
18.1
49.9
Возможно включение других добавок, содержащих суперпластификаторы, вместе с противоморозными добавками. Основным преимуществом такой комбинации является то, что в совокупности происходит уменьшение количества воды.
Сокращение воды приведет к уменьшению содержания свободной замерзающей воды в смеси. Именно это содержание замерзающей воды служит теплоотводом для тепла, выделяемого в результате начальных реакций гидратации. Таким образом, уменьшается количество противоморозных добавок.
Выбор противоморозных добавок
Факторами, на основании которых осуществляется выбор противоморозных добавок, являются:
Лабораторные испытания должны проводиться с теми эксплуатационными материалами и дозировкой противоморозных добавок, которые предполагается использовать в полевых условиях.
Включение других добавок, таких как замедлители, суперпластификаторы, вместе с противоморозными добавками не ограничивается при бетонировании в холодную погоду. Дозировка всех используемых добавок должна быть установлена экспериментально.
Применение и преимущества противоморозных добавок
Противоморозные добавки технологически просты и полезны при бетонировании в холодное время года. Добавка способствует улучшению связности, минимизации холодных швов, песчаных разводов и пластичности. По оценкам, они обеспечивают большую экономию средств по сравнению с другими методами парового твердения или бетонных ограждений.
Сочетание противоморозных добавок с водоредуцирующими или воздухововлекающими добавками поможет повысить устойчивость бетона к морозному воздействию и коррозии.
Читать далее:
Бетон в погодных условиях, под водой и на агрессивных почвах
Какие бывают виды бетона? Каковы области их применения?
Виды усадки бетона и ее предотвращение
- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- Противовымывная добавка для подводного бетонирования – виды, преимущества и применение.
- 15 видов добавок, используемых в бетоне.
- Роль хлорида кальция в бетоне.
- Виды химических веществ для бетона (добавок) и их применение.
- Распространенные ошибки при бетонировании в холодную погоду: Как их избежать?.
- Что делать, если свежеуложенный бетон замерзает в холодную погоду?.