Бетон на Бетонщик.РФ

Пользователей: 0, Гостей: 16

Поисковые боты: 6
Yandex(5), oBot
Портал БЕТОНЩИК.рф расскажет Вам всё о бетоне!

Информационно-деловой портал о бетоне, изделиях из бетона и железобетона, бетонных работах: технические характеристики, составы бетонов и растворов, нормы расхода для бетонных работ, технологии и СНиП для бетонных работ, контроль качества бетона и приемка выполненых работ бетонщика, вся номенклатура железобетона, рабочие чертежи консультации по монтажу и приемке продукции на строительной площадке, доставка материалов на строительный объект, квалификация бетонщик - техника безопасности, специальность, кадры и т.п.

Бетон товарный тяжелый, керамзитобетон - легкий товарный бетон на основе керамзита, растворы цементно-песчаные монтажные, кладочные и штукатурный известково-песчаный раствор железобетонные изделия все виды и марки, асфальтобетон, цемент: расширяющийся, напрягающий, влагостойкий, огнеупорный глиноземистый, магнезиальный, тампонажный и т.п.....











.
Ростовский комбинат строительных рулонных материалов

Противоморозные добавки для бетонов

Высокая потребность в зданиях и сооружениях Промышленного и Гражданского назначения в последние годы в нашей стране, не позволяет прерывать строительство, в том числе в зимнее время, когда низкие температуры окружающей среды являются существенной помехой для интенсивного твердения бетона.
Поэтому, пожалуй, единственным технологически простым и экономически выгодным на сегодняшний день способом зимнего бетонирования является введение в бетонные и растворные смеси противоморозных химических добавок, способствующих нормальному протеканию процессов гидратации цемента.

С учетом областей применения противоморозные добавки можно разделить на две группы:

  1. Добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетона и принадлежащие к числу либо слабых электролитов, либо замедлителей схватывания и твердения цемента. К ним относятся некоторые сильные электролиты, такие, как нитрит натрия, хлорид натрия, слабые электролиты, например, водные растворы аммиака, неэлектролиты, вещества органического происхождения, например многоатомные спирты и карбамид.
  2. Добавки, совмещающие в себе способность к сильному ускорению процессов схватывания и твердения цементов с хорошими антифризными свойствами. К ним относятся поташ, добавки на основе хлорида кальция – смеси хлорида кальция с хлоридом натрия, нитритом натрия, нитрит-нитратом кальция и многие другие.

Кроме этих основных двух групп противоморозных добавок в отдельных случаях при зимнем бетонировании используют вещества со слабыми антифризными свойствами, но относящиеся к сильным ускорителям схватывания и твердения цемента, одновременно вызывающие сильное тепловыделение на ранней стадии твердения бетонной смеси и бетона.

В зависимости от состава и вида цемента, температуры, состава и дозировки противоморозных добавок последние оказывают различное влияние на физические свойства бетонной смеси. При использовании противоморозных добавок в процессе приготовления бетона существуют несколько факторов, которые влияют на выбор добавки:

  • регулирование сохраняемости модифицированных бетонных смесей при отрицательных температурах;
  • ускорение процесса гидратации цемента в бетоне;
  • снижение точки замерзания воды в бетонной смеси;
  • реологические свойства бетонной смеси;
  • тепловой эффект гидратации цемента;
  • коррозионная стойкость бетона по отношению к арматуре;
  • сульфатостойкость бетона;
  • щелочная коррозия заполнителя в бетоне;
  • физико-механические показатели бетона.

Кроме этого, выбор назначения добавки осуществляется в зависимости от вида производимых изделий и составляющих их материалов. Так, в дорожных бетонах можно применять с противоморозными добавками только цемент, удовлетворяющий требованиям соответствующего стандарта. Шлакопортландцемент для этих целей неприменим. Применение шлакопортландцемента соответствующей марки для других объектов разрешается только после проведения необходимых испытаний. Шлакопортландцемент в зимнем строительстве можно сочетать с применением противоморозных добавок для массивных низкомодульных конструкций и сооружений при условии, что их начнут эксплуатировать только в весенне-летний период. Сульфатостойкий портландцемент можно использовать при зимнем бетонировании с применением противоморозных добавок в сочетании с электропрогревом.

Практика, наработанная научно-техническим центром компании «Полипласт», показывает, что большинство добавок, применяемых при зимнем бетонировании, позволяют обеспечить далеко не все требования производителей бетона.

Рассмотрим наиболее известные противоморозные компоненты с точки зрения набора прочности бетона и изменения реологии бетонной смеси. Результаты приведены на рисунке 1.

Целью выполнения указанных исследований является определение интенсивности упрочнения модифицированного бетона в сравнении с контрольным составом без добавки. При этом образцы испытаны в возрасте 28 суток в нормальных условиях хранения для сопоставления физико-механических характеристик с заданным классом бетона и при твердении в морозильной камере. По достижению проектного возраста бетон с добавками помещен в нормальные условия и испытан на прочность при сжатии через 4 часа.

Оставшиеся кубы после нахождения в нормальных условиях в течение 20 часов подвергнуты аналогичным испытаниям. В первую очередь, выбор периода выдержки обусловлен целью выявления эффективности противоморозных компонентов и добавок после оттаивания бетона.

Полученные характеристики позволили определить наиболее результативные добавки - серия «Криопласт», обеспечившие интенсивный набор прочности в условиях постоянных отрицательных температур, при значительном повышении конечной прочности бетона. В то же время эффект спада по марке выявлен в случае применения хлорида кальция и поташа. Введение других испытываемых добавок не повлекло за собой существенного изменения прочности. Кроме этого, добавка хлорида кальция обеспечила появление высолов на поверхности бетонных образцов.

Отсутствие прочностного прироста у бетона, модифицированного монокомпонентными добавками, напрямую связано с количеством воды затворения в бетонной смеси. Поэтому целесообразность применения модификаторов противоморозного действия заключается в сочетании их с пластификаторами и суперпластификаторами, в том числе и в связи с тем, что процессы гидратации цемента вскоре после укладки бетонной смеси в течение длительного срока протекают при пониженной или низкой температуре, бетон твердеет медленно, и улучшение его прочностных показателей выявляется через отдаленные промежутки времени, нередко после оттаивания.

На рисунке 2 отражена зависимость изменения водоцементного отношения от вида применяемой добавки. Данные испытаний обратно пропорциональны прочностным характеристикам, изученным ранее и отраженным на рисунке 1. В ходе испытаний, изучаемые компоненты применены совместно с суперпластификатором «Полипласт СП-1» и, как результат, обеспечено снижение В/Ц – основного критерия прочности бетона.

Для более полного экспериментального анализа потребовалось дальнейшее изучение прочностных характеристик противоморозных комплексов. Показатели эффективности представлены на рисунке 3 в оценке влияния рассмотренных добавок и отдельных компонентов на свойства тяжелого бетона, твердеющего при температуре минус 25ºС.

Рис. 1 Набор прочности бетона в возрасте 28 суток хранения с противоморозными добавками при нормальных условиях и при температуре минус 25 °С.

Рис. 2 Влияние противоморозной добавки на водоцементное отношение

Очевидно, применение противоморозных компонентов совместно с суперпластификатором не всегда оправдано. Так, комплекс «Формиат натрия + «Полипласт СП-1» обеспечил увеличение марочной прочности бетона, в то же время, проявив низкую активность в условиях твердения на морозе. Этот факт еще раз подтверждает несостоятельность формиатов с точки зрения интенсивности набора прочности при температурах ниже минус 150С. То же можно сказать и о комплексной добавке с противоморозным эффектом на основе суперпластификатора – «Криопласт СП15-1», эффект от ее применения достигается при температуре выше минус 150С.

Противоморозные комплексы, содержащие в своем составе хлориды, привели к снижению марочной прочности бетона. Нитрит натрия, применяемый совместно с суперпластификатором, позволил обеспечить запас в проектном возрасте, обеспечивая, тем не менее, замедленный темп при твердении в условиях мороза. Введение пластифицирующего комплекса с добавкой поташа незначительно увеличило сохраняемость бетонной смеси, но обеспечение заданной подвижности стало возможным только при повышенном значении В/Ц. Максимальные прочностные характеристики образцов получены с комплексными добавками «Криопласт П25-1» и «Криопласт СП25-2». За счет высокого водоредуцирующего действия и противоморозных компонентов, содержащихся в составе, введение добавок привело к увеличению класса бетона по прочности и ускоренному темпу твердения при отрицательных температурах окружающего воздуха.


Для проведения испытаний выбраны следующие исходные материалы:
Цемент ПЦ500ДО, соответствующий ГОСТ 10178-85;
Щебень гранитный фр.5-20, соответствующий ГОСТ 8267-93;
Песок, соответствующий ГОСТ 8736-93;
Вода, соответствующая ГОСТ 23732-79.

Испытание бетона с противоморозными добавками, твердеющего при отрицательной температуре, производили в соответствии с ГОСТ 30459 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности» и ГОСТ 10180 «Бетон. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Рис. 3 Набор прочности бетона в возрасте 28 суток хранения с противоморозными добавками при нормальных условиях и при температуре минус 25 °С.

Интересна и зависимость от вида применяемой противоморозной добавки других физико-механических характеристик готового бетона. Изученные модификаторы по-разному влияют на долговечность изделий. В зависимости от внешней среды, химико-минералогического состава цемента и вида заполнителя рекомендуют применять противоморозные компоненты либо их сочетание с другими добавками: воздухововлекающими, газообразующими, пластифицирующими и суперпластификаторами.

Научно установлено различие влияния противоморозных добавок на сульфатостойкость бетона. Так, соли кальция, вступающие с алюминатными фазами цемента и цементного камня в реакции присоединения с образованием двойных солей, снижают сульфатостойкость, а соли щелочных металлов (поташ, нитрит натрия), участвующие в реакциях обмена, повышают ее. Таким образом, действие противоморозных добавок на сульфатостойкость бетона во многом противоположно их влиянию на его морозостойкость. Поверхностно-активные вещества – пластификаторы, суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки – способствуют повышению сульфатостойкости бетона.

Применение модификаторов противоморозного действия оказывает определенное влияние на сроки схватывания цемента, кинетику сохраняемости бетонной смеси, что в значительной степени формирует структуру и важнейшие технические свойства бетонов, в том числе их долговечность. Природа противоморозных добавок существенно влияет на эти параметры систем. Такие распространенные добавки как хлорид кальция и комплексы на его основе, а также поташ сильно сокращают сроки схватывания цемента, что нередко делает их применение затруднительным, особенно при необходимости транспортировать бетонную смесь на сравнительно большие расстояния. Поэтому даже при низкой температуре воздуха их обычно применяют совместно с органическими или неорганическими замедлителями схватывания. Нитрит натрия слабо изменяет сроки схватывания.

Вопрос увеличения сроков схватывания, а, соответственно, и повышения сохраняемости смесей во времени имеет важную практическую ценность применительно к транспортируемому на дальние расстояния товарному бетону. На рисунке 4 представлено изменение подвижности бетонной смеси с течением времени при температуре 20ºС до марки по удобоукладываемости П1 с противоморозными добавками и совмещенными комплексами с суперпластификатором «Полипласт СП-1». Испытание при положительной температуре объясняется реальными условиями транспортировки.

Исследования подтвердили, что в общем случае введение пластифицирующих противоморозных добавок, ведет к увеличению времени живучести смеси, однако, данный вопрос заслуживает отдельного рассмотрения, в частности, в связи с сопровождающимся тепловыделением процесса гидратации при разных температурах.

Рис. 4 Изменение подвижности бетонной смеси во времени при температуре 20 °С до марки по удобоукладываемости П1.

Данные по тепловыделению позволяют учесть тепловые эффекты при выборе добавок и назначении их дозировок, а также выбрать оптимальное утепление при зимнем бетонировании сооружений в сочетании с методом термоса. Чем выше тепловыделение, зависящее от минералогического и вещественного состава цемента, тем полнее его вклад в плавление льда при гидратации цемента в бетоне с добавками.

Продолжая исследование влияния противоморозных модификаторов, нельзя не сказать об особенностях использования электролитов. В этом случае следует иметь в виду, что их применение может быть чревато таким негативным явлением, как коррозия арматуры и закладных деталей. Это характерно для хлористых солей, ион хлора разрушает пассивирующую пленку на поверхности стали. Нитрат кальция не вызывает коррозию стали. Кроме того, поскольку соль уплотняет бетон, она достаточно надежно защищает ненапряженную арматуру. Однако при использовании термически упрочненных сталей применение нитрата кальция запрещено, так как в этом случае он усиливает коррозионный процесс. Поташ из-за высокой щелочности пассивирует арматуру. Введение совместно с противоморозными добавками пластифицирующих, суперпластификаторов и воздухововлекающих добавок при неизменном водоцементном отношении практически не сказывается на коррозии арматуры, а при снижении водоцементного отношения снижает коррозию вследствие увеличения омического сопротивления и затрудненного доступа к арматуре кислорода воздуха.

Согласно испытаниям добавок серии «Криопласт», проведенным в лаборатории коррозии и долговечности бетона и ЖБК НИИЖБ, компоненты подобраны в оптимальном соотношении, имеют суммарное содержание коррозионно-активных ионов хлора не более 0,1%, что позволяет применение в конструкциях с напрягаемой арматурой, а низкое содержание сульфата натрия не оказывает влияния на образование поверхностных высолов.

Рациональные области наиболее эффективного применения модификаторов противоморозного действия, их выбор в зависимости от типа и условий эксплуатации конструкций и сооружений, осуществляется в соответствии с требованием нормативных документов.

Замораживание бетона в раннем возрасте отрицательно влияет на его свойства после оттаивания вследствие необратимого разрушающего воздействия мороза на структуру, в то время как замораживание бетона после набора им критической прочности приводит лишь к временному замедлению или прекращению твердения. Поэтому при назначении количества добавки следует исходить из расчетной температуры твердения бетона, которую необходимо принять такой, чтобы вводимое количество противоморозного компонента предохраняло бетон от замораживания до набора им прочности не менее критической.

Тем не менее, производство бетонных работ при отрицательных температурах воздуха независимо от вида применяемых добавок должно осуществляться со строгим соблюдением правил, регламентированных СНиП 3.03.01-87 и согласно рекомендациям НИИЖБ по зимнему бетонированию.

В частности, приготовление бетонной смеси следует производить в обогреваемых бетоносмесительных установках, применяя подогретую воду, оттаянные или подогретые заполнители, обеспечивающие получение бетонной смеси с температурой не ниже требуемой по расчету. Допускается применение неотогретых сухих заполнителей, не содержащих наледи на зернах и смерзшихся комьев. При этом продолжительность перемешивания бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25% по сравнению с летними условиями.

Обязательна также и непрерывность процесса укладки бетонной смеси, а в противном случае – необходимость укрывания и утепления поверхности бетона либо ее обогрева.

Кроме этого, требование по укрыванию должно соблюдаться применительно к уложенной в опалубку бетонной смеси во избежание потери влаги или повышенного увлажнения за счет осадков и вымывания солей.

Высокие требования к качеству проведения отдельных стадий бетонных работ, особенно в зимний период, диктуют необходимость оптимизировать производственные процессы, привлекая новые технологии, учитывая и немаловажный экономический эффект. В связи с многообразием ассортимента противоморозных модификаторов на рынке строительной химии со стороны изготовителей бетона существует потребность в универсальных добавках широкого спектра действия, отвечающих требованиям к производству современных строительных изделий и конструкций.

Список использованной литературы:

  1. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон. – М.: Стройиздат 1973.-207с.
  2. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. –М.:Стройиздат
  3. Исследовательские работы научно-технического центра ООО «Полипласт-УралСиб»
  4. СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»
  5. Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками НИИЖБ. – М.: Стройиздат, 1976.

 

Автор: Бетонщик от 09.01.2012





  

 

Печать | Copyright © 2009 - 2011 Бетонщик.РФ
Наш проект носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, согласно Статьи 437 ГК РФ. Актуальные условия поставки бетона, расширяющегося или безусадочно цемента, раствора и т.п. уточняйте в отделе сбыта продавца | Контакты