Добавки в бетон для морозостойкости: Добавки в бетон для морозостойкости: виды и применение

Содержание

Противоморозные добавки в бетон — виды и температурные режимы

Независимо от того, для каких целей готовится строительная смесь, для заливки фундамента, стяжки или кирпичной кладки, в раствор всегда добавляется определенное количество воды. При пониженных температурах жидкость начинает замерзать, что негативно сказывается на прочностных характеристиках раствора. Чтобы бетон успел набрать прочность до того, как вода в нем замерзнет, в замес добавляют специальные жидкие компоненты – пластификаторы. Противоморозная добавка в бетон улучшает диспергирование (рассыпчатость) твердых составляющих раствора, благодаря чему он преобразуется в суспензию устойчивую к замерзанию. Помимо этого некоторые типы подобных присадок ускоряют застывание бетонной массы.

Сегодня существует огромное количество морозостойких добавок для бетона от разных производителей способных сохранять качества строительной смеси даже в условиях сильного мороза (до -35 градусов).

Типы противоморозных добавок для бетона

Все противоморозные добавки в раствор для кладки бетона бывают трех видов:

  • Антифризы. Такие противоморозные добавки в бетоне снижают температуру кристаллизации воды и незначительно ускоряют время схватывания раствора.
  • Сульфаты. Добавки на основе сульфатов позволяют максимально ускорить застывание бетонной массы. Помимо этого присадки этого типа активно выделяют тепло, благодаря чему все компоненты раствора быстрее смешиваются и превращаются в однородную субстанцию, что, в свою очередь, понижает температуру замерзания состава.
  • Антиморозные добавки-ускорители в бетон. Компоненты этого типа повышают скорость растворения силикатных составляющих в цементе, которые вступают в реакцию с продуктами гидратации раствора, благодаря чему образуются основные и двойные соли, провоцирующие снижение температуры промерзания смеси.

Большинство комплексных антиморозных добавок, попадая в раствор, выполняют сразу несколько функций: понижают температуру кристаллизации жидкостных компонентов смеси и осуществляют регулировку набора прочности. Современные морозостойкие добавки бывают разных типов в зависимости от их химических и эксплуатационных характеристик. Исходя из этого, выделяют следующие основные компоненты присадок.

Карбонат кальция

Карбонат кальция (или как его еще называют поташ) – это противоморозный кристаллический компонент, значительно ускоряющий застывание бетонной массы.

Поташ рекомендуется использовать только вместе с тетраборатом натрия (который также называют сульфидно-дрожжевая бражка или бура), так как карбонат кальция в чистом виде приведет к снижению прочности бетона.

Важно! Концентрация тетрабората натрия и бражки должна быть не более 30%.

Также стоит учитывать, что поташ – это довольно опасное вещество, которое можно применять только с соблюдением мер безопасности.

Тетраборат натрия

Бура также может использоваться в качестве самостоятельной добавки для бетона противоморозного типа. Эта присадка является смесью кальция, аммония и солей натрия.

Примесь из тетрабората натрия сохраняет целостную структуру бетонной конструкции после ее отмерзания. Кроме этого бура исключает появление трещин в монолите, снижает водопроницаемость бетона и повышает его прочность на 20-30%.

Нитрит натрия

В антиморозные добавки часто добавляют кристаллический порошок – нитрит натрия. Этот компонент также позволяет заливать бетон при пониженных температурах. Однако стоит учитывать, что нитрит натрия является пожароопасным и очень ядовитым веществом, которое необходимо использовать крайне осторожно. Концентрация НН не может превышать 0,42 л/кг, а его добавление в раствор допускается при температурном диапазоне от 0 до -25 градусов.

Важно! Этот химикат ни в коем случае нельзя смешивать с лигносульфоновыми кислотами, так как такая смесь образует опасный отравляющий газ.

Также стоит учитывать, что применение противоморозных добавок в бетоне с добавлением нитрита натрия допускается только при использовании специальной тары с маркировкой «яд».

Формиат натрия или кальция

Еще один компонент, являющийся противоморозным ускорителем – формиат натрия или кальция, используется вместе с лигносульфонатом нафталина. Это вещество повышает водоредуцирующие и пластифицирующие характеристики портландцементного раствора.

Расход формиата кальция, как противоморозной добавки не должен превышать 2-6% от общего объема смеси.

Аммиачная вода

Аммиачная вода получается путем растворения в воде аммиачного газа. При этом образуется качественная добавка, которая не только наделяет бетонный раствор противоморозными свойствами, но и не вызывает коррозии армирующей сетки. Присадка этого типа также не влияет на сцепление армокаркаса и бетонного раствора. Однако, в отличие от аналогов аммиачная вода не ускоряет процесс затвердевания бетона, а наоборот замедляет его. Благодаря этому свойству укладывать бетон можно без лишней спешки.

Концентрация этого компонента зависит от температуры воздуха:

  • при температуре до -10 °С рекомендуется использовать 5% раствор аммиачной воды;
  • от -10 до -20 °С – 10%;
  • от -20 до -35 °С – 15%;
  • ниже -35 °С – 20%.

В продаже можно встретить множество готовых добавок, рассмотрим самые лучшие из них.

Специализированные антиморозные добавки

Для повышения морозостойкости бетона используются следующие присадки:

НазваниеДействиеТемпературный режимДозировка раствора
Асол – КИнгибитор коррозии и модификатордо -10 °С(при плюсовых температурах схватывание смеси занимает от 5 до 30 минут)2-6%
Гидробетон С-ЗМ-15Противоморозная присадка, пластификатордо -15 °С34-36%
ГидрозимАнтифриз (не вызывает коррозии металлических элементов)до -15 °С50%
Лигнопан – 4Противоморозная присадка, пластификатордо -15 °Сдо -10 °Сдо -5 °С4%3%2%
Победит – АнтиморозПротивоморозная, ускоритель (для сухой смеси)до -15 °С2-8%
БитумастПротивоморозная, ускорительдо -15 °Сдо -10 °Сдо -5 °С2%1,5%1%
BetonsanУскоритель, модификатордо -10 °С1-2%
Cementol BПротивоморознаядо -5 °С0,2-0,8%

Благодаря такому разнообразию всевозможных компонентов можно получить портландцемент с минеральными добавками, который останется прочным независимо от того, какое на улице время года.

Также стоит рассмотреть плюсы и минусы таких добавок.

Преимущества и недостатки противоморозных присадок для бетона

Помимо уже описанных положительных свойств присадок, можно выделить:

  • возможность использования бетона с противоморозными добавками в промышленных целях;
  • увеличение срока эксплуатации бетонной конструкции;
  • улучшение пластичности бетона;
  • снижение риска усадки монолитной бетонной конструкции;
  • повышение влагоустойчивости конструкции.

Однако, не стоит сильно «увлекаться» такими присадками, так как они обладают определенными недостатками. При использовании добавок:

  • расход портландцемента значительно увеличивается;
  • вы рискуете получить ожоги и другие повреждения, из-за того, что большая часть добавок ядовиты и токсичны;

Также, существует мнение, что некоторые компоненты присадок могут снизить скорость набора прочности монолитной конструкции. Отчасти эта теория верна, так как первые несколько дней бетонный раствор действительно может прочнеть чуть медленнее, однако после 28 суток упрочнение, наоборот, происходит быстрее.

Кроме этого некоторые вещества способствуют образованию коррозии на железных прутках армирующего каркаса. Если вы используете арматуру, то стоит отказаться от присадок с хлоридами. Такие вещества, как нитрит натрия или аммиачная вода, напротив, предотвращают появление ржавчины.

В процессе затвердевания бетонного раствора добавки могут перемещаться по смеси и скапливаться в одном месте (чаще всего на ребрах бетонных конструкций). В процессе того, как эти «очаги» кристаллизуются, наблюдаются многократные перепады температуры в отдельных участках бетонного монолита. Поэтому использовать поташ и нитрат кальция рекомендуется очень осторожно.

Также стоит учитывать, что добавки, образующие двойные соли не подходят для эксплуатации бетонных конструкций в агрессивной водной среде.

В заключении

Применение специальных добавок в зимний период, безусловно, поможет сохранить прочностные характеристики бетона, однако добавлять такие компоненты необходимо в разумных приделах. Если есть возможность, то лучше использовать специальные провода для прогрева бетонной смеси.

Морозостойкие добавки в бетон: описание, характеристики, приминение

Строительство в зимний период характеризуется невысокими показателями производительности, так как ограничено низкой температурой воздуха. При 0°С и ниже работы по укладке бетона останавливаются. Для того чтобы продлить период выполнения таких работ применяются противоморозные добавки, способные предотвратить быструю кристаллизацию воды и минералов, входящих в состав готовой смеси, тем самым обеспечивая полноценное ее схватывание и затвердение.

Какие бывают морозостойкие добавки?

В бетон добавляются специальные присадки, которые на отечественном рынке представлены двумя группами:

  1. Одни составы предназначены ускорять процесс схватывания.
  2. Другой вид присадок способен понижать температурный уровень замерзания воды, что исключает ее заледенение, а значит, схватывание начнется примерно в том же временном периоде, что и при плюсовом показателе.

Если учитывать, что в нормальных условиях при +20 градусах схватывание раствора начинается через 2 часа, а полное затвердение происходит через 3-4 часа, то при бетонировании зимой в условиях нулевой температуры и ниже эти процессы становятся намного продолжительнее и могут происходить в течение от 10 до 20 часов. Так же в бетон могу применятся такие добавки как жидкое стекло и пластификаторы.

В чем заключается принцип действия морозостойких добавок?

В составе присадок присутствуют ПАВ (поверхностно-активные вещества), соединения хлористого калия и натрия (поваренной соли), азотистокислого натрия (нитрата натрия), углекислого калия (поташ), сульфитно-спиртового барда и мылонафты:

  1. ПАВ уменьшают потребность в воде, за счет чего повышается плотность и пластичность бетона, предотвращается водопоглощение и уменьшается теплопроводность. Разновидностью ПАВ является мылонафт, в состав которого входят натриевые соли и нафтеновые кислоты. Его действие направлено на обволакивание частичек раствора и образование замкнутой ячеистой структуры.
  2. Хлористый кальций выполняет функцию реагента способного расплавлять лед даже при очень низких температурах (-35°С). С применение такой присадки происходит ускоренный процесс гидратации, схватывания и усадки бетонной массы, в результате повышается устойчивость к агрессивным воздействиям окружающей среды.
  3. Хлористый натрий по действию идентичен хлористому калию, отличается безопасностью для человека и окружающей среды, но отрицательно воздействует на арматуру, поэтому вводимое количество ограничено и не превышает 2% от всей цементной массы.

Как использовать противоморозные добавки?

Морозостойкие присадки должны вводиться в состав бетонного раствора строго с инструкцией от производителя. Золотой серединкой является не уменьшенное и не завышенное количество, что даст хороший эффект и стопроцентную гарантию высокого качества и прочности бетонного основания или конструкции.

Важно! Оптимальная температура использования морозостойких добавок не превышает нулевой уровень. Но при более низких температурах воздуха окружающей среды, начиная от -5°С и ниже, обойтись одними присадочными средствами не получается, необходим дополнительный обогрев, который используется на протяжении всего периода схватывания и затвердевания.

В окончании работ, можно использовать для укрепления бетона краску Тексил или Протексил.

Применение морозостойких добавок в современном строительстве является достаточно распространенной процедурой. С такими присадками конструкции и основания из бетона набирают высокой прочности в течение 28 эталонных дней, так же, как при использовании бесприсадочной смеси. Что бы выполнить ремонтные работы по бетону можно использовать ремонтную смесь для бетона Ceresit.

Добавка в бетон морозостойкая (для морозостойкости)

Морозостойкие добавки в бетон – это специальные составы, которые тем или иным образом способны сделать бетон пригодным для работы при минусовой температуре без потери основных технических характеристик. Современные производители предлагают множество противоморозных добавок, которые выполняют определенные функции и тем или иным способом решают проблему невозможности заливать обычный бетон при температуре ниже +5 градусов.

Бетон является универсальным строительным материалом, который сегодня используется в самых разных сферах. Заливка разнообразных конструкций и выполнение элементов, строительство зданий и других объектов – все эти работы осуществляются круглогодично, поэтому возможность использовать раствор при минусовых температурах очень важна.

Обычный раствор при температуре ниже +5 градусов перестает схватываться и застывать, а даже если реакция и проходит, то с повреждением внутренних кристаллических связей и существенным ухудшением свойств материала. Так, залитый на морозе бетон может покрываться трещинами, сколами, менять форму, крошиться и деформироваться.

Оптимальные условия для правильного схватывания и застывания бетонного раствора – это температура в районе +20 градусов и высокая влажность. Если же есть необходимость осуществлять работы с бетонной смесью в мороз, важно использовать специальные присадки. Особенности применения составов указываются в инструкции, работы проводятся по правилам, указанным в ГОСТах и СНиПах.

Преимущества применения

Любая добавка в бетон морозостойкая призвана дать возможность замешивать и заливать смесь при минусе без риска замирания процесса схватывания/застывания и ухудшения характеристик монолита.

Основные достоинства противоморозных присадок:

  • Повышение уровня пластичности готового раствора – с ним легче работать.
  • Отсутствие риска коррозии арматуры в железобетонной конструкции за счет ингибиторов коррозии, которые есть в добавках.
  • Жидкость в бетонном растворе замерзает при значительно более низких температурах в сравнении с бетоном без присадок.
  • Значительное повышение водонепроницаемости.
  • Набор прочности при морозе происходит активнее.
  • При условии верного подбора добавок они способны улучшать адгезию компонентов в растворе, что положительно сказывается на качестве смеси.
  • Продление срока эксплуатации благодаря уплотнению бетона.
  • Застывший бетон в конструкции более морозостойкий в сравнении с обычным монолитом.
  • Уменьшение процента усадки в процессе застывания при полном сохранении целостности всей конструкции.

Работы с бетоном можно выполнять круглый год, не останавливая производство на 6 месяцев, когда существенно понижается температура окружающей среды. Из недостатков добавления присадок в цемент стоит отметить такие: чрезвычайная важность верного применения добавки (точные пропорции при добавлении, особенности работы) и возможность при несоблюдении технологии ухудшить характеристики бетона, некоторые добавки являются ядовитыми и пожароопасными.

Также стоит помнить о том, что при отрицательных температурах даже при условии введения противоморозных добавок бетон твердеет медленнее (кроме случаев применения ускорителей), а для достижения положенной прочности в работах в зимний период нужно брать больше цемента (что существенно повышает стоимость ремонтно-строительных работ).

Где используют

Любая добавка в бетон для морозостойкости – это настоящая находка для современного строительства. Присадки используются в самых разных ситуациях там, где нужно выполнить работы при низких температурах не в ущерб качеству.

Где применяют противоморозные добавки для бетона:

  • При заливке монолитных железобетонных конструкций, частей зданий.
  • В преднапряженном железобетоне.
  • С нерасчетной арматурой, где слой раствора должен быть больше 50 сантиметров.
  • В легких типах бетонов.
  • Для замешивания штукатурных смесей.
  • При заливке дорожек и разных поверхностей частного домостроения.
  • При выполнении важных конструкций и сооружений – мосты, плотины, дамбы, платформы добывания газа, нефти и т.д.

Независимо от сферы применения, до начала работ с бетоном обязательно проводят испытания для определения уровня прочности, скорости схватывания, особенностей окисляющего воздействия на бетонную смесь, наличие «солей» и т.д.

Присадки в бетон добавляют самые разные – все зависит от материала, условий проведения работ и будущей эксплуатации. Все виды присадок вводятся в раствор с водой, в соответствии с инструкцией. Потом смесь тщательно перемешивают, выжидают определенное время и используют.

СП 70.13330.2012 указывает, что для приобретения составом необходимого уровня прочности нужно, чтобы до момента достижения температурой состава отметки, указанной на присадке, смесь набрала минимум 20% запланированной прочности.

Обычно расход добавок на кубический метр раствора зависит не столько от вещества, сколько от среднесуточной температуры окружающей среды. Так, при температуре до -5 рекомендуют добавить не больше 2% присадки от веса раствора, при -10 градусов можно 3%, при -15 – максимум 4%. Если морозы очень сильные, рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для улучшения результатов рекомендуют придерживаться таких правил: температура заливаемого раствора должна быть от +15 до +25 градусов, присадки растворяют в подогретой воде, предварительно прогревают также щебень и песок, но не цемент.

Виды добавок

Качественные присадки для работы при отрицательных температурах позволяют работать с бетоном на морозе до -35 градусов. Видов присадок множество – это могут быть ускорители, пластификаторы, регуляторы подвижности, модификаторы, комплексные вещества. Их можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант более рискованный, так как точных рецептов и свойств разных веществ с эффектом антифриза точно не известно.

Многие мастера используют обычную соль (хлорид натрия) – она понижает температуру замерзания жидкости, понижает время критичного затвердевания раствора. Для приготовления такой добавки соль растворяют в воде, вводят в смесь. Для -5 градусов концентрация составляет 2% от массы раствора, -15 – 4%. Минус данного решения – коррозионная активность в отношении металла, поэтому железобетонные конструкции заливать такой смесью нельзя.

Пластификаторы

В качестве пластификаторов используют органические полиакрилаты, сульфат меламиновой смолы или нафталина. Данные присадки обладают пластифицирующим действием на смесь, большого расхода воды не предполагают. Монолит становится более водонепроницаемым, прочным, концентрированным (плотным).

Смесь с добавкой намного проще укладывается, заливается равномерно, существенно экономя воду и энергозатраты. Благодаря введению в состав пластификаторов удается смесь качественно укладывать в формы, исключать вероятность образования пустот. Микрочастицы смеси эффективнее удерживают влагу.

Упрочняющие

Такие добавки для бетона называют еще ускорителями твердения – в группу входят нитрат и хлорид кальция, сульфат железа и алюминия. Присадки работают, уменьшая время твердения смеси. В момент схватывания бетон теряет пластичность, а в процессе затвердевания становится прочным.

Воздействие добавок происходит в первые 3 дня застывания бетона – добавка наиболее эффективна именно в этот период. Также удается повысить прочность бетона по классу.

Регуляторы подвижности

Это специальные вещества, которые дают возможность продлить период работы с готовым уже раствором. Делятся на 2 типа: добавки, которые вводятся в минимальных объемах и регулируют характеристики (0.1-2%) и тонкомолотые лигатуры (5-20%) для сокращения расхода цемента и без изменения свойств.

Особенности применения регуляторов подвижности:

  • Самые эффективные – химические пластификаторы и суперпластификаторы.
  • Присадки повышают подвижность растворов, понижают водопотребность.
  • Лигатуры одного и того же класса могут по-разному влиять на раствор.
  • Лучшими считаются суперпластификаторы, которые: повышают строительно-технологические свойства смеси, увеличивают подвижность раствора, понижают расход цемента.

Морозоустойчивые

Данные присадки позволяют осуществлять работы при отрицательных температурах без изменения технологии и ухудшения характеристик бетонного раствора.

Главные виды морозоустойчивых добавок:

  • НК

    – нитрат кальция, оказывает влияние на скорость затвердевания раствора.
  • П

    – поташ, карбонат кальция, который способен ускорить твердение раствора при -30 градусах.
  • М

    – мочевина.
  • ХК

    – сочетание соляной кислоты, кальция, которое окисляет металл, поэтому не применяется в железобетоне.
  • М НК

    – сочетание мочевины и нитрата кальция.
  • НН, ННК

    – нитрат натрия и нитрит нитрат кальция, которые ускоряют процесс твердения, обладают антикоррозийным воздействием, но ядовиты (требуют применения средств индивидуальной защиты).

Коррозионностойкие

Данные модификаторы используют там, где нужно защитить железобетонные конструкции от окисления, что существенно продлевает срок их службы, препятствует разрушениям и негативному воздействию внешних факторов.

Комплексные

Есть добавки, которые оказывают сразу несколько эффектов на бетонную смесь – могут одновременно положительно влиять на арматуру и защищать ее, улучшать эксплуатационные свойства бетона, повышать прочностные характеристики железобетонной конструкции.

Советы по выбору

При выборе присадок в бетон учитывают обстоятельства эксплуатации будущей конструкции, условия заливки, используемый метод работ, марку и состав цемента, температуру окружающей среды, качество присадки и т.д. Чаще всего выбирают такие вещества, как: хлористый натрий для быстрого затвердевания, нитрит натрия, поташ для портландцемента.

Обычно присадку выбирают по действию и потребностям – после тщательного изучения свойств конкретной добавки выбирают ту, что отвечает условиям и требованиям. В особых случаях обращаются к специалистам.

Особенности выбора вещества:

  • В конструкциях с ненапрягаемой арматурой сечением больше 5 миллиметров можно применять любые добавки, кроме тех, что вызывают коррозию.
  • Если сечение арматуры меньше 5 миллиметров, нельзя применять ХК, НН и ХК.
  • Когда есть выпуск арматуры и закладные элементы, а сталь без защиты, подойдут НКМ, П, НН, НК, СН. При условии наличия у стали комбинированного покрытия запрещено использовать ХК и НН.
  • При условии эксплуатации с постоянным погружением бетонной конструкции используют все типы добавок.
  • СН, НК, НКМ, НН подходят для условий переменного влияния на конструкцию агрессивных вод.
  • Для конструкции, эксплуатируемой в агрессивной газовой среде постоянно, не применяют ХК.

Противоморозные добавки в бетон позволяют проводить работы в любых условиях без ущерба качеству и прочности монолита. При условии верного выбора присадки и соблюдения технологии удается добиться высоких результатов.

Противоморозные добавки в бетон, присадка для цемента в мороз для прочности и быстрого схватывания: особенности зимнего бетонирования

Особенности строительства в зимний период

Зимнее строительство считается более сложным из-за свойств бетона. В его состав входит вода, которая является обязательным компонентом такого важного процесса, как гидратация цемента. В ходе гидратации формируется окончательная структура бетона, он набирает свою прочность. Данный процесс может происходить только при плюсовых температурах: если вода замерзает, гидратация останавливается. И напротив, чем выше температура воздуха, тем быстрее идет процесс упрочнения бетона.


  • Оптимальные условия для гидратации – температура воздуха 18-20С. В таких условиях бетон достигает необходимой прочности за 28 дней.
  • Гидратация заметно замедляется при температуре ниже +10С. Так, при +5С бетон за 28 дней наберет лишь 70% необходимой прочности.
  • При температуре ниже нуля вода, входящая в состав бетона, замерзает, и процесс гидратации останавливается.

Дополнительной сложностью в строительстве в зимний период является поддержание температуры самого бетонного раствора. Чтобы сохранять пластичность и способность к качественному уплотнению, раствор после смешивания должен иметь температуру не ниже 20-30С, а при укладке – не ниже +5С.

Таким образом, при низких температурах формирование качественной бетонной структуры значительно осложняется. Потому зимой на помощь строителям приходят технологии, способные снизить или полностью нивелировать воздействие холодов на процесс бетонирования.

Стоит отметить, что существует несколько способов работы с бетоном в условиях низких температур. Но большинство из них применимы лишь при крайне небольших объемах частного строительства (бани, хозяйственные постройки). Такие технологии, как создание термосного эффекта или длительное принудительное прогревание бетонной конструкции во время затвердевания и др., очень трудоемки, затратны и, как правило, невозможны при строительстве домов и других крупных объектов. Кроме того, учитывая наличие широкого спектра противоморозных добавок, иные способы поддержания температуры бетона оказываются нецелесообразными.

Добавки для повышения морозостойкости бетона работают комплексно: снижают температуру замерзания влаги, ускоряют процесс затвердевания бетона и помогают ему быстрее набрать прочность. Добавки в бетон — наиболее эффективный способ продолжить цикл бетонных работ при минусовых температурах.

Зимнее бетонирование с добавками Sika

Учитывая продолжительные периоды низких температур, которые в разных регионах нашей страны могут длиться до нескольких месяцев, применение противоморозной строительной химии не просто оправдано, а необходимо. В «зимней» линейке швейцарского концерна Sika есть все необходимые виды добавок в бетон, которые помогают сохранять свойства раствора и продолжать строительство бетонных и монолитных конструкций в холодное время года:

  • Sika®Antifreeze N9 – добавки-антифризы для бетона со свойствами ускорителя твердения и пластификатора. Добавка обеспечивает быстрое твердение и набор прочности бетона при минусовой температуре. Кроме того, состав повышает плотность и прочность бетона и не оказывает вредного воздействия на арматуру ввиду отсутствия агрессивных компонентов.
  • Ускоритель твердения бетона Sika® Antifreeze FS-1 увеличивает количество выделяемого бетоном тепла и ускоряет начало процесса схватывания раствора. Применение этой добавки позволяет бетону быстро набрать начальную прочность, на которую не влияют минусовые температуры.
  • Sika® Antifreeze Plast – противоморозный пластификатор. Состав ускоряет набор прочности бетона, обеспечивает его затвердевание при отрицательных температурах. Кроме того, повышает пластичность бетонной смеси, прочность и водонепроницаемость конструкции.

Высокое качество для безупречного результата

Продукция Sika производится одним из лидеров рынка строительной химии, швейцарским концерном, который имеет свои заводы в России. Благодаря международным стандартам качества и строгому контролю на всех этапах производства «зимние» добавки в бетон для прочности от Sika обеспечивают непрерывность строительства в зимний период и повышают свойства бетонного раствора.

Преимущества противоморозных добавок Sika:

  1. Они позволяют вести бетонирование практически при любых минусовых температурах. Рабочий диапазон – до -25С.
  2. Их применение значительно ускоряет скорость затвердевания бетона. Процесс набора прочности не затягивается даже в сильные морозы. С конструкции, изготовленной с применением добавок Sika, можно без дефектов и сколов снять опалубку через небольшой промежуток времени после заливки.
  3. Добавки улучшают структуру бетона, повышают его прочность, влагонепроницаемость, защищают от коррозии металлические элементы конструкции.
  4. Добавки Sika экономичны в использовании и снижают расход цемента. Это позволяет уменьшать стоимость строительства без потери качества и прочности конструкции.

Высокое европейское качество добавок Sika обеспечит непрерывность вашего процесса строительства при любых внешних температурах и гарантирует долгий срок эксплуатации возведенного объекта.

Морозостойкие добавки в бетон – характеристики и применение

Бетон – один из самых важных строительных материалов. От того, насколько качественно сделан раствор и точно соблюдена технология его применения, зависит надежность и безопасность различных строительных объектов. Данный материал будет посвящен специальным добавкам, которые помогают процессу твердения материала в зимний период.

Если большинство строительных работ раньше останавливались в зимний период, сегодня возведение различных объектов можно осуществлять даже при низких температурах. Заливка зимой конструкций стала обычным делом.

На фото — добавка в бетон для морозостойкости Neomid Stopmoroz

Для этого только необходимо использовать определенные материалы, к примеру, антиморозные добавки в бетон и специальное оборудование, чтобы работы были выполнены также качественно и надежно, как и в обычный период.

Зимнее бетонирование: особенности, методы

Так как понижение температуры в растворе ниже 0°С останавливает процесс его затвердевания, работа ним при температуре от +5 °С и ниже имеет ряд своих нюансов. Инструкция требует, чтобы материал набрал определенную прочность, иначе при повышении температуры строительные объекты могут разрушиться.

Заливка при минусовой температуре

Для того чтобы бетон затвердевал в оптимальных температурно-влажных условиях, используют разные средства. Чаще всего применяются различные методы прогрева раствора, включающие его последующее выдерживание до достижения необходимых прочностных значений. Они зависят от вида конструкции, для которой используется раствор, и температуры окружающей ее среды.

Выделяют:

  • метод «термоса»;
  • способ предварительного разогрева бетона перед его заливкой в опалубку;
  • электрический нагрев для монолитных конструкций с помощью нагревательных проводов;
  • использование теплого бетона;
  • создание термоопалубки;
  • применяются специальные морозоустойчивые добавки в бетон или ускорители затвердевания.

В нашем случае нас интересует последний пункт. Рассмотрим подробнее добавки для бетона в мороз и ускорители твердения.

Как защитить бетонную смесь в мороз

Чтобы разобраться, для чего нужны морозостойкие добавки для бетона и ускорители, необходимо изучить процесс застывания такого раствора. Схватывание и затвердевание материала называют гидратацией цемента.

Это процесс кристаллизации разных минералов, входящих в его состав, в результате их взаимодействия с водой:

  • готовый раствор схватывается в течение первых суток после создания смеси. Начальная стадия этого процесса произойдет уже спустя 2 часа, если температура окружающей среды достигает +20 °С.
  • бетонный раствор схватывается полностью еще через 1 час при той же температуре. Если температура составляет 0 °С, время схватывания увеличивается до 10-20 часов.
  • следующая стадия готовности – твердение. По расчетам на данный этап уходит 28 дней, хотя по-настоящему этот процесс может идти годами, но в первые дни и месяцы он гораздо интенсивнее.

Применение нитрата кальция

Совет: вам необходимо обработать готовые ж/б конструкции или демонтировать старые, вам поможет услуга — резка железобетона алмазными кругами профессиональным оборудованием.

Марка бетона по морозостойкости

Морозостойкость – это максимально возможное число циклов заморозки и оттаивания, которые способны выдержать образцы определенного размера. При этом масса их не должна уменьшиться более чем на 5%, а потеря прочности на сжатие не более чем на четверть.

Применение морозостойкого бетона

Исходя из конкретных климатических условий того или иного региона, в котором осуществляется строительство объекта, определяется степень морозостойкости бетона (например, для Краснодара и Мурманска этот показатель будет разным). Данный показатель регулируется ГОСТом 1006(0-4)-95.

Совет: в готовой ж/б конструкции вам поможет сделать канал алмазное бурение отверстий в бетоне профессиональными коронками нужного диаметра.

Добавка для фундамента

Этот параметр особенно важен для бетонных растворов, используемых при возведении наиболее ответственных объектов (например, опоры мостов). Чаще всего этот показатель напрямую зависит от плотности материала, так как более плотный обладает большей морозостойкостью. На упаковках данный показатель обозначен буквой F с цифрой от 25 до 1000, чем выше марка бетона, тем больше этот показатель.

Область применения марок от F25 до F100 – строительство жилых домов. Раствор с более высоким значением применяется при возведении сооружений гидротехнического назначения.

Виды и область применения

При возведении строительных объектов в зимний период (при температуре до -25 °С, при более низких показателях работать не стоит) специалисты рекомендуют применять бетон с морозостойкими добавками.

Такие присадки на производстве добавляют при температуре от -5 °С и ниже. Если температура выше, при замешивании бетонного раствора используют только горячую воду и не вводят никакие добавки.

Морозные добавки в бетон бывают двух видов:

  • ускоряющие процесс схватывания раствора;
  • способствующие понижению температуры замерзания воды (понижают температуру с 0°С до -10°С и ниже, не дают воде превратиться в лед, благодаря чему, процесс схватывания бетона происходит в те же сроки, что и при положительных температурных значениях).

К последним относится и антиморозная добавка для бетона, где в качестве присадок выступают аммиачный раствор, карбамиды, спирты многоатомные, нитрит натрия.

Присадка Nitcal для бетонов и растворов

Совет: при изготовлении раствора своими руками с помощью бетономешалки или без нее, использование противоморозных присадок является обязательным.
Они вводятся в раствор бетона строго в соответствии с рекомендациями производителя.

Запомните, что экономить на стоимости присадок нельзя, их цена – залог нужного результата.

Также недопустимо использовать добавки низкого качества:

  • Такая ложная экономия ухудшит характеристики бетонного раствора.
  • Такие присадки нельзя добавлять в большом количестве.
  • Ответы на вопросы

    Некоторые застройщики считают, что использование противоморозных присадок способствует снижению прочности бетонного материала, однако это не совсем так. В первые дни после заливки затвердевание бетона происходит медленнее, чем у бетона, не содержащего присадки, но через эталонные 28 дней прирост прочности раствора начнет увеличиваться.

    Антифризная присадка для бетонной смеси

    Также существует мнение, что добавка в бетон при морозе усиливает коррозийные процессы на арматуре железобетонных конструкций. Действительно, если она содержит хлориды, это может способствовать развитию таких процессов на металле. Но присадки, имеющие в своем составе нитрит натрия, наоборот, замедляют их.

    Совет: специалисты рекомендуют в зимнее время, несмотря на использование противоморозных присадок, при заливке бетонных конструкций дополнительно их обогревать.

    Вывод

    Бетонные работы в зимнее время без использования специальных антиморозных присадок не дадут необходимого результата. Кроме того, нельзя экономить на таких материалах, приобретая некачественный продукт. Применение добавок строго регламентируется инструкцией производителя.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

    Противоморозные добавки в бетон для повышения морозостойкости (ПМД)

    Полное и качественное затвердевание бетона возможно лишь в определенном диапазоне температур. Критичным является падение температуры ниже 0°С. При таких температурах вода, входящая в состав любого раствора начинает кристаллизоваться, иными словами – замерзать. Из-за этого бетон становится рыхлым и уже не сможет приобрести расчетную прочность.

    Именно поэтому для возможности вести бетонирование при отрицательных температурах применяют противоморозные добавки (ПМД). Они выполняют сразу несколько функций. Во-первых, понижают температуру замерзания свободной жидкости, а во-вторых ускоряют процессы твердения.

    Также достаточно востребованы в зимнее время добавки-пластификаторы, придающие бетону большую пластичность и подвижность. При снижении температуры бетонный раствор постепенно теряет эти свойства.

    В среднем допускаемый размер присадок может составлять до 6% от всего объема цемента в растворе. Некоторые морозостойкие добавки эффективны при температуре воздуха до -25°С.

    ПМД обеспечили себе широкое применение в современном строительстве как самостоятельно, так и совместно с технологиями прогрева. На сегодняшний день в мире существует несколько сотен (!) добавок.

    Как правило, любые добавки в бетон добавляют в момент его замешивания. В этом случае возможно добиться равномерного распределение реактивов по всему объему раствору. Также допускается домешивание добавок непосредственно на объекте перед заливкой. В этом случае должны быть соблюдены соответствующие предписания.

    Типы противоморозных добавок

    Одними из самых популярных противоморозных бетонных добавок на отечественном рынке являются:

    • нитрит натрия NaNO2;
    • нитрит кальция Ca(NO2)2;
    • карбонат калия или поташ K2CO3;
    • хлористый натрий NaCl;
    • формиат натрия или натрий муравьинокислый HCOONa.

    Также существует множество продуктов на их основе.

    В таблице ниже представлены самые распространенные противоморозные добавки и температура замерзания их 30%-ного раствора в бетоне:

    Показатели предельно допустимых температур для различных добавок в бетон

    Преимущества противоморозных добавок

    • низкая стоимость;
    • простота реализации;

    Недостатки противоморозных добавок

    • увеличение времени обретения расчетной прочности бетоном;
    • понижение коррозийной стойкости арматуры (для хлоридных добавок).

    Добавки в бетон для морозостойкости. Морозостойкие добавки в бетон – характеристики и применение


    Добавки в бетон для морозостойкости, их виды и где они применяются

     

    Бетон с момента своего открытия стал одним из наиболее важных строительных материалов. Это связано, прежде всего, с его высокими эксплуатационными свойствами. Но при этом он имеет также несколько недостатков. Наиболее существенным из них является низкая устойчивость к воздействию минусовых температур. В настоящее время подобной проблемы уже не существует. Разнообразные добавки в бетон для повышения морозостойкости помогают улучшить сопротивляемость данного материала неблагоприятным зимним условиям.

    Где применяется морозостойкий бетон?

    Далеко не при каждом типе строительства нужны морозостойкие добавки. Их преимущественно используются тогда, когда процесс возведения зданий осуществляется в зимний период времени. При этом показатели температуры не должны опускаться очень низко. Когда столбик термометра опускается ниже -25 градусов, нужно прекратить процесс работы, так как приготовить качественный бетон попросту не получится.

    Присадки для создания морозоустойчивого бетона позволяют работать со стройматериалом даже тогда, когда температура ниже -15 градусов по Цельсию. Если показатели всего -5-7 градусов, можно обойтись лишь использованием теплой воды. Характеристики раствора в таком случае не ухудшатся.

    Виды добавок для повышения морозостойкости

    Вещество, которое повышает морозостойкость, может существенно изменить эксплуатационные и качественные характеристики раствора. Цель каждой присадки в бетон – подготовить конкретный компонентный состав к тем или иным климатическим условиям.

    Существуют следующие популярными добавки, влияющие на степень морозостойкости и некоторые другие показатели данного материала:

    1. Суперпластификаторы. Они представляют собой химические вещества, что влияют на подвижность бетона. Это отражается и на других свойствах раствора. Среди них специалисты выделяют твердость, прочность, а также водонепроницаемость. К тому же любой пластификатор в итоге влияет на расход бетонной смеси, уменьшая ее количество. Одним из наиболее популярных видов является продукт российской компании «Полипласт», под названием «С-3».
    2. Ускорители отвердения. Данные искусственные вещества так или иначе влияют на схватывание и затвердевание. Эти процессы происходят достаточно быстро. Стоит понимать, что почти все ускорители отвердения снижают уровень пластичности материала, но при этом возрастают прочностные показатели бетона (в значительной степени увеличиваются по мере его застывания). Так как время схватывания не очень большое, процесс возведения сооружений происходит максимально быстро.
    3. Регуляторы пластичности. Их цель – это продление периода использования готовой смеси. Это важно в тех случаях, когда предварительно подготавливается большое количество материала, которому нужно сохранять свои свойства до того, как начнется процесс его использования на объекте. Среди регуляторов пластичности популярностью пользуется хлорид кальция, нитрат кальция, нитрит-нитрат кальция, нитрит-нитрат-хлорид кальция, сульфат натрия, нитрат натрия, тринатрийфосфат и хлорид натрия (соль). Подобные добавки нередко востребованы, когда существует необходимость осуществления заливки бетона в нестандартные формы. Материал в подобных случаях лучше заполняет все неровности.
    4. Антиморозные добавки для создания бетона. Их также добавляют в состав бетонной смеси, если температура окружающей среды опускается ниже -7 градусов по Цельсию. Это позволяет в подобных погодных условиях сохранять свойства материала длительное время. Пользующиеся спросом марки добавок следующие: МБ 10-01, МБ 10-30С, МБ 10-50С и МБ 10-100С. Они отличаются соотношением своих основных компонентов: микрокремнезема и золы.
    5. Модификаторы. Они позволяют существенно повысить показатель прочности. На фоне их использования улучшается сопротивляемость коррозии и низким температурным условиям.
    6. Комплексные присадки. Такие добавки считаются наиболее популярными, так как они воздействуют на несколько эксплуатационных качеств бетона одновременно. Данная группа присадок может уменьшать расход воды, повышать устойчивость к морозу и коррозии, продлевать срок затвердения и т.д.

    Количество имеющихся добавок весьма значительное. В строительстве используются как различные искусственные вещества, так и природные элементы. Даже соль в бетон в некоторых случаях добавляют, чтобы полученная морозостойкая смесь могла выполнять свои функции в суровых погодных условиях.

    Важно понимать, что присадки, в которых присутствует хлорид, могут понижать коррозийную устойчивость арматурных элементов в бетоне. Однако добавки, в основе которых лежит нитрит натрия, наоборот являются замедлителями данного процесса.

    Как применять

    Морозостойкая добавка в бетон может как улучшать качество материала, так и понижать его. Это напрямую зависит от того, в каких конкретно условиях он используется и с чем контактирует. Поэтому важно рассмотреть несколько популярных вариантов применения материала:

    1. Если в бетонных конструкциях применяется ненапрягаемая арматура, диаметр которой превышает 5 миллиметров, никаких ограничений в применении присадок нет. Процесс твердения и устойчивости материала можно в подобной ситуации изменять в произвольном порядке.
    2. В случае, когда диаметр ненапрягаемой арматуры до 5 миллиметров, не рекомендуется использование добавок, в которых присутствует продукт воздействия соляной кислоты на кальций. В данной ситуации также будет неблагоприятным сочетание последней присадки с нитритом натрия.
    3. Когда в конструкции присутствуют закладные и выпускные элементы, не имеющие защиты, нужно использовать следующие вещества: поташ (карбонат калия), смесь мочевины и нитрата калия, нитрат натрия, а также нитрат кальция. Их можно добавлять в бетон своими руками в процессе его замешивания.
    4. Если бетонная конструкция в будущем будет эксплуатироваться в условиях, где присутствует агрессивная газовая среда, не стоит использовать присадку, которая является продуктом воздействия соляной кислоты на кальций. В подобных ситуациях возможно ускорение процесса появления коррозии.

    Приготовить пластификатор для бетона своими руками можно в домашних условиях. Но при этом более качественной будет добавка, приобретенная в строительном магазине. Это обусловлено тем, что она прошла соответствующую проверку, определяющую точное количество присутствующих в ней веществ. Самостоятельное приготовление присадок иногда вызывает негативные последствия.

     

    betonpro100.ru

    советы по выбору и возможные виды

    Бетон — это универсальный стройматериал, который используют для различных целей: от строительства дома до возведения декоративных элементов приусадебного участка. Это практический, незаменимый, экономный, удобный материал. У него есть некоторые недостатки. Подверженность воздействию низких температур — один из главных минусов. Бетон в мороз может менять форму, растрескиваться, крошится. Выходом из ситуации становятся добавки, повышающие морозостойкость бетона, позволяющие проводить строительные работы в холодное время года.

    Современные антифризные добавки снижают температуру замерзания воды от 0 до -15 градусов. Использовать присадки нужно по инструкции. Неконтролируемое применение приносит вред конструкции, вызывает нежелательные последствия. При морозе нужно вводить добавку в правильном количестве, чтоб избежать замерзания, нежелательных последствий. Замерзшие бездобавочные смеси подвергаются большему риску.

    Преимущества применения

    • жидкость, присутствующая в смеси, замерзает при более низких температурах, чем обычно, позволяя раствору схватится;
    • раствор становится более пластичным — легче формировать отдельные части конструкции;
    • арматура в железобетонных конструкциях не окисляется благодаря ингибиторам коррозии, присутствующим в присадках;
    • повышается водонепроницаемость железобетона;
    • смесь становится прочной за более короткое время.
    Бетон застывает быстрее в мороз — одно из преимуществ.

    После присоединения добавки в раствор, смесь становится более плотной благодаря насыщению микропор в бетоне карбонизированной гидроокисью кальция, ее становится легче залить в форму. Крепость конструкции повышается в два раза. Достаточно 18 часов для полноценного застывания бетонной конструкции. Извлечение проходит без нарушения целостности бетона. Качественные ПМД не допускают появления «соли» на поверхности.

    Использование антифризных добавок позволяет:

    • замешивать раствор бетоном низкого класса, снижая материальные расходы;
    • делать тоньше слои бетона, не рискуя качеством конструкции (благодаря повышенной прочности) — экономится раствор;
    • бетону не понадобится обработка гидроизоляционными средствами.
    Вернуться к оглавлению

    Где используют?

    Противоморозные присадки применяют при возведении конструкций:

    • монолитных железобетонных;
    • с нерасчетной арматурой, слоем раствора больше полуметра;
    • преднапряженный железобетон;
    • легкий бетон;
    • смесь для штукатурки;
    • дорожки;
    • мосты;
    • платформы добывания нефти, газа;
    • плотины, дамбы.

    Перед добавкой антифриза проводят испытание, определяющее:

    • окисляющее воздействие на бетон;
    • образование «солей»;
    • быстроту схватывания;
    • прочность.
    Вернуться к оглавлению

    Виды добавок

    Качественные присадки для бетонного раствора позволяют ему твердеть при сильных морозах до 35 градусов. Присадки делятся (по химическому воздействию): суперпластификаторы, ускорители, регуляторы подвижности, повышающие морозоустойчивость, модификаторы, комплексные.

    Вернуться к оглавлению
    Пластификаторы

    Пластификаторы — сульфат нафталина, сульфат меламиновой смолы, органические полиакрилаты. Имеют пластифицирующее воздействие на раствор. Не требует большого расхода воды. Делает раствор более прочным, влагонепроницаемым, концентрированным. Смесь легче укладывается — ее можно залить равномерным слоем. Экономит энергозатраты, воду. Применение пластификаторов позволяет качественно выложить смесь в форму, без формирования пустот. Микрочастицы бетонного раствора лучше удерживают влагу.

    Вернуться к оглавлению
    Упрочняющие

    Ускорители твердения — сульфат алюминия, сульфат железа, нитрат кальция, хлорид кальция. Действуют, сокращая время затвердения раствора. Схватываясь, бетон теряет пластичность, затвердевая — приобретает прочность. Их действие рассчитано на первые три дня высыхания. В этот период добавка имеет самый высокий уровень эффективности. Классовая прочность бетона также увеличивается.

    Вернуться к оглавлению
    Регуляторы подвижности

    Вещества, позволяющие продлить период пользования готовым раствором в условиях повышенной температуры воздуха, перевозок.

    Вернуться к оглавлению
    Морозоустойчивые

    Морозоустойчивые добавки позволяют проводить строительные работы при минусовых температурах.

    Виды антифриза :

    • П — карбонат кальция повышает скорость отвердения при тридцати градусах мороза;
    • НК — нитрат кальция;
    • М — мочевина;
    • М НК — смесь нитрата кальция вместе с мочевиной;
    • ХК — результат соединения соляной кислоты, кальция. Вызывает окисление метала, не используется для создания армированных бетонных конструкций.
    Вернуться к оглавлению
    Коррозионностойкие

    Модификаторы используют для защиты бетонных сооружений от окисления, морозов. Благодаря добавкам, они дольше служат.

    Вернуться к оглавлению
    Комплексные

    Бетоны могут улучшать в разных направлениях сразу несколькими добавками. ПМД комплексного действия повышает эксплуатационные характеристики, положительно влияет на арматуру, упрочняет железобетонное сооружение.

    Вернуться к оглавлению

    Советы по выбору

    Выбирая добавки противоморозного действия, учитывают метод, обстоятельства эксплуатации бетонной конструкции, температуру окружающей среды, марку, состав цемента, качество присадки. Оптимальными считаются ПМД, используемые специалистами больше всего:

    • поташ (7% концентрацией) подходит портландцементам;
    • нитрит натрия;
    • хлористый натрий используют для модификаций быстрого затвердения.

    Выбирая ПМД, нужно обращать внимание на опыт, имидж производителя, отзывы, чтоб избежать покупки некачественного товара.

    kladembeton.ru

    Добавки в раствор для повышения морозостойкости бетона: общая информация, правильное применение

     

    С момента открытия и по сегодняшний день бетон является самым важным и наиболее часто используемым строительным материалом. Обуславливается это тем, что он имеет высокие показатели эксплуатационных свойств. Но раньше он имел большое количество недостатков: невозможность возводить большие сооружения на мягких и плывущих грунтах, слабая адгезия и, главное, разрушение от минусовых температур. Добавки в бетон для морозостойкости решили эту проблему.

    Виды добавок в бетон

    Благодаря присадкам для бетона можно изменить любые свойства и эксплуатационные характеристики этого строительного материала. Они позволяют адаптировать бетон практически под любые погодные условия. Различают такие виды:

    1. Суперпластификаторы. Эти добавки позволяют увеличить подвижность готовой бетонной смеси. Также они позволяют сделать материал прочнее, твёрже и менее водопроницаемым.
    2. Ускорители. Благодаря этим химическим добавкам можно сократить время затвердевания бетона. На начальном этапе есть возможность сделать необходимую для проекта твёрдость. Недостаток таких присадок — ухудшение пластичных свойств.
    3. Регуляторы пластичности. Они позволяют регулировать время использования готового материала. Полезно при больших объёмах заготовления или при транспортировке.
    4. Морозостойкие присадки. Используются в условиях пониженных температур.
    5. Модификаторы. Улучшают физические свойства бетона: делают его прочнее, морозоустойчивее и увеличивают сопротивление коррозии.
    6. Комплексные. Используются для улучшения сразу нескольких показателей.

    Перечень существующих добавок очень широкий. Изготавливают их как из синтетических веществ, так и из природных материалов. Добавляют даже самую обычную поваренную соль. Она увеличивает морозостойкость готовой смеси.

    Нужно помнить, что присадки, имеющие в своём составе хлорид, ускоряют коррозию арматуры в железобетонных конструкциях. Добавки, в основе которых, например, нитрит натрия, замедляют этот процесс.

    Лучше не использовать цемент и присадки от одного производителя. Эффект может оказаться ниже ожидаемого.

    Морозостойкие присадки

    Морозостойкие добавки для бетона применяются не очень часто. Их используют при строительстве в условиях низких температур. Летом они не требуются. Но даже такие добавки не могут обеспечить требуемое качество в зимний период.

    Если значение на термометре опустилось ниже -25°С, нужно сразу прекратить работы. Правильный бетон в таких условиях не удастся сделать.

    Благодаря морозоустойчивым добавкам в бетон можно работать даже при -15°…-20°С. Если температура около пяти градусов ниже нуля, то можно обойтись и без них, используя тёплую воду. На физические свойства бетона это никак не повлияет. Можно использовать и дополнительные присадки (для увеличения подвижности, прочности, пластичности) в зависимости от ситуации или же воспользоваться комплексными добавками.

    Правильное применение

    Добавка в раствор для морозостойкости может не улучшить характеристики смеси, а, напротив, значительно их снизить. Обусловлено это конкретными условиями в каждой отдельной ситуации. Применение присадок:

    1. Если в железобетонных конструкциях используется арматура (диаметр больше 5 мм), не подверженная различным напряжениям, то никаких ограничений в применение присадок нет. Физические свойства строительного материала можно изменять так, как требует ситуация.
    2. В случае если толщина ненапрягаемой арматуры меньше 5 мм, то использовать присадки не рекомендуются. Особенно это касается добавок, содержащих в своём составе продукты окисления кальция под воздействием соляной кислоты. Присадки с содержанием нитрита натрия тоже могут пагубно воздействовать на тонкие стержни.
    3. Если железобетонная конструкция имеет выходящие элементы, то в раствор нужно добавлять нитраты кальция и натрия, карбонат калия, смесь мочевины и нитрата калия. Эти вещества можно добавлять к раствору в процессе замешивания.
    4. Если железобетон будет эксплуатироваться в агрессивной газовой среде, то присадки на основе окисления кальция категорически противопоказаны: они лишь ускорят процесс коррозии.

    Нельзя использовать присадки для бетона, который был сделан на основе глинозёмного цемента. Они не только не улучшат характеристики раствора, но могут и значительно их снизить.

    Изготовить всевозможные пластификаторы можно и в домашних условиях. Но, приобретая их в магазине, можно быть уверенным в качестве, так как все материалы проходят проверку на производстве, где определяется точное процентное содержание каждого элемента. Используя качественные добавки, можно значительно продлить срок эксплуатации бетонной или железобетонной конструкции.

    tvoidvor.com

    Противоморозная добавка в бетон: описание и свойства

    Возведение сборных бетонных и железобетонных конструкций, а также строительство монолитных конструкций не перестает наращивать свои темпы, но зачастую мастерам приходится столкнуться со спешкой, обусловленной приближающимся окончанием строительного сезона. Это объясняется эксплуатационными характеристиками цементного раствора, одной из которых является наличие жидкой фазы, способствующей непрерывному процессу гидратации и созревания состава. Если температура опускается ниже 5 градусов, происходит торможение фазы созревания бетона, а в случае достижения отрицательных значений он прекращается, что обусловлено кристаллизацией воды, входящей в состав цементного раствора.  Это приводит к разрушению структуры бетона, который становится непригодным к использованию. Несмотря на это, большинство мастеров, имеющих опыт работ в сфере монолитного строительства, сталкиваются с необходимостью продолжения цикла бетонных работ в зимнее время, в связи с чем, перед ними встает вопрос: «Как продлить жидкую фазу бетона, а, следовательно, и его жизнедеятельность. Для решения этой проблемы специалисты предлагают использовать противоморозные добавки в бетон, технические характеристики и основные разновидности которых будут рассмотрены в настоящей статье.

    Содержание
    1. Противоморозные добавки в бетон: основные разновидности
    2. Преимущества и недостатки противоморозных добавок в раствор бетона
    3. Рекомендации по применению противоморозных добавок в бетон
    4. Дозировка и расход противоморозной добавки в бетон
    5. Противоморозная добавка в бетон своими руками
    6. Меры предосторожности при работе с противоморозными добавками

     

    Противоморозные добавки в бетон: основные разновидности

    Противоморозные добавки в бетон представляют собой химическое вещество в виде сухой смеси или раствора, которые, посредством вовлечения в процесс кристаллизации бетона максимального количества воды, ускоряют процесс гидратации бетонной смеси, способствуя затвердеванию бетона в условиях отрицательных температур. Однако основное предназначение противоморозной добавки заключается в поддержании жидкого состояния бетонного раствора и последующем ускорении его гидратации, существенно замедляющейся при отрицательных температурах.

    Важно! Используя противоморозные добавки в бетон, важно помнить о том, что прочность бетона с противоморозными добавками в условиях отрицательных температур не превышает 30 % от максимально возможной проектной прочности, остальные 70 % прочности бетон набирает в процессе оттаивания. В связи с этим, конструкции, бетонирование которых происходило в зимний период времени, не должны подвергаться высоким нагрузкам.

    В соответствии с химической основой различают следующие виды противоморозных добавок в бетон:

    • Антифриз;
    • Сульфаты;
    • Противоморозные добавки-ускорители.

    Рассмотрим более подробно характеристики каждой представленной разновидности.

    • Антифриз представляет собой противоморозную добавку в бетон, способствующую уменьшению температуры кристаллизации жидкости, входящей в состав раствора, а также увеличивает или незначительно уменьшает скорость схватывания раствора. При этом он не оказывает никакого влияния на скорость формирования структур.
    • Добавки в бетон на основе сульфатов являются еще одним популярным противоморозным компонентом, обеспечивающим максимальную скорость образования плотного раствора. Характерной особенностью противоморозных добавок на основе сульфатов является активное выделение тепла, начинающееся после их добавления в раствор и сопровождающееся взаимодействием бетонного раствора с продуктами гидратации. В связи с тем, что добавки на основе сульфатов характеризуются прочным связыванием с труднорастворимыми соединениями, их нельзя использовать с целью понижения температуры замерзания рабочей смеси.
    • В основе действия противоморозных добавок-ускорителей лежит повышение степени растворимости силикатных компонентов цемента, которые, вступая в реакцию с продуктами его гидратации, образуют двойные и основные соли, снижающие температуру замерзания жидкостного компонента бетонного раствора.

    Важно! Современные комплексные противоморозные добавки для бетона не только регулируют кинетику набора его прочности, но и корректирует его реологические свойства. Понижая температуру кристаллизации жидкостного компонента раствора, они сокращают сроки его первичного схватывания, оказывая влияние на затвердевания цементного камня и повышая его марочную прочность.

    Существует несколько разновидностей добавок-ускорителей, каждая из которых обладает определенным набором химических и эксплуатационных свойств. Рассмотрим их более подробно.

    Поташ  или карбонат кальция, представляющий собой кристаллическое вещество, является сильным противоморозным компонентом, существенно ускоряющим процесс схватывания и последующего затвердевания бетона. Как и любая противоморозная добавка, карбонат кальция снижает прочность бетонной конструкции, и чтобы максимально снизить это негативное влияние на постройку, специалисты рекомендуют сочетать поташ с тетраборатом натрия или сульфидно-дрожжевой бражкой, концентрация которых не должна превышать 30 %. В связи с тем, что карбонат кальция является потенциально опасным веществом, в процессе его эксплуатации необходимо соблюдать определенные меры безопасности;

    Тетраборат натрия, также называемый бурой или сульфатно-дрожжевой бражкой, представляет собой смесь солей натрия, кальция, аммония или лигносульфоновых кислот. Специалисты рекомендуют добавлять данное вещество в качестве примеси при использовании карбоната кальция, что позволяет предотвратить потерю прочностных характеристик бетонных конструкций после их оттаивания. В противном случае можно наблюдать не только появления трещин в конструкциях, но и снижение их водонепроницаемости и морозостойкости. Таким образом, использование в качестве противоморозной добавки поташа без добавления тетрабората натрия снизит прочностные характеристики конструкции на 20-30 %;

    Нитрит натрия – кристаллический порошок, используемый в качестве противоморозной добавки к бетонному раствору. Учитывая, что нитрит натрия представляет собой пожароопасное ядовитое вещество, в процессе его эксплуатации важно соблюдать предельно-допустимую концентрацию вещества, которая определяется опытным путем и обычно не выходит за пределы 0,1 – 0,42 л/кг цементного раствора, при условии, что температура окружающей среды составит от 0 до -25 градусов. На предприятии в процессе работы с нитритом натрия предельно-допустимая концентрация вещества на рабочем месте не должна превышать 0,005 мг/л. В соответствии с требования научно-исследовательского института бетона и железобетона, тара, которая использовалась для транспортировки, хранения и изготовления нитрита натрия, должна быть снабжена отметкой «ЯД». Запрещается совместное использование нитрита натрия и лигносульфоновых кислот, так как их взаимодействие сопровождается образованием отравляющих газов;

    Формиат натрия – белый кристаллический порошок, также выполняющий функцию противоморозного ускорителя. В большинстве случаев используется совместно с лигносульфонатом нафталина для повышения водоредуцирующих и пластифицирующих характеристик. Формиат натрия является противоморозной добавкой в бетон, расход которой не превышает 2-6 % от общей массы цемента.

    Важно! Кроме вышеперечисленных веществ, в качестве противоморозных добавок в условиях отрицательных температур могут использоваться формиат натрия на спирту, хлорид кальция,  аммиачную воду и мочевину.

    Преимущества и недостатки противоморозных добавок в раствор бетона

    Преимущества противоморозных добавок в бетон

    • Используя противоморозные добавки в бетон, вы сможете осуществлять бетонные работы на строительной площадке даже в зимний период времени;
    • В связи с тем, что противоморозные добавки повышают степень сцепления компонентов раствора, они значительно увеличивают прочность монолита;
    • Благодаря высокой прочности изделий, изготавливаемых с использованием противоморозных добавок в бетон, их можно использовать в промышленных целях;
    • Оказывают положительное влияние на долговечность смеси, продлевая срок эксплуатации здания;
    • Повышает пластифицирующие и стабилизирующие характеристики цементной смеси – использование бетона, обладающего повышенной пластичностью, позволяет изготавливать конструкции, которые не растрескаются после застывания рабочего состава;
    • Повышает морозостойкость бетонной смеси. Данный показатель особенно важен для бетона, предназначенного для возведения ответственных конструкций, например, опор мостов. В большинстве случаев он находится в прямой зависимости от плотности бетона. Более плотные марки бетона характеризуются большим количеством возможных циклов заморозки и оттаивания;
    • В отличие от альтернативных методов повышения морозостойкости бетона, использование противоморозных добавок характеризуется относительно низкой стоимостью;
    • Используя противоморозные добавки, вы значительно снизите риск усадочных деформаций бетонной монолитной конструкции;
    • Повышение влагонепроницаемости бетонных конструкций за счет заполнения пор пластифицирующими веществами, препятствующими проникновению воды;
    • Ускорение процесса застывания бетонного раствора – основной момент, благодаря которому раствор может «не бояться» холода;
    • Отдав предпочтение противоморозной добавке в бетон, вы надежно защитите используемую арматуру от коррозионных процессов, которые имеют места из-за воды, входящей в состав бетонного раствора.

    Недостатки противоморозных добавок в бетон

    • Стремление увеличить надежность прочностных характеристик бетона, необходимо увеличивать расход цемента;
    • Отдельные компоненты, входящие в состав присадок, являются ядовитыми;
    • В некоторых случаях снижается заявленная мощность бетона;
    • В случае использования противоморозных добавок в бетон, снижается скорость набора прочностных характеристик бетонной конструкции.

    Рекомендации по применению противоморозных добавок в бетон

    Специалисты советуют вводить противоморозную добавку в раствор бетона вместе с водой. Важно отметить, что желательно это делать с последней третью жидкости. Не рекомендуется добавлять присадки в сухую смесь. Добавив в раствор противоморозную присадку, выждете определенный промежуток времени, в течение которого произойдет равномерное распределение компонентов.

    Проводя монтажные мероприятия в условиях отрицательных температур, следуйте предписаниям, представленным ниже:

    • Если вы работаете в условиях снегопада, позаботьтесь об организации соответствующих укрытий;
    • Температура раствора, вышедшего из смесителя, не должна выходить за пределы рекомендуемого диапазона от +15 до +25 градусов;
    • Для приготовления рабочей смеси специалисты рекомендуют использовать подогретую воду;
    • Что касается обогрева заполнителей, его рекомендуется производить перед непосредственным использованием.

    Важно! Специалисты в строительной сфере рекомендуют обратить внимание на СНИП 3.03.01, в соответствии с которыми, для достижения необходимых прочностных характеристик раствора бетона, нужно соблюдать требования по уходу за бетоном в зимнее время. В процессе выполнения этих мероприятий к моменту достижения температуры, на которую был выполнен расчет дозировки присадки, не рекомендуется достигать прочности конструкции, превышающей 20 % от заявленной проектной прочности.

    Дозировка и расход противоморозной добавки в бетон

    Дозировка противоморозной добавки в бетон, расход которой является крайне вариабельным параметром, подбирается с учетом каждой конкретной ситуации посредством проведения испытаний в условиях производства и лаборатории.

    Расход противоморозной добавки зависит от следующих факторов:

    • Температура окружающей среды, в условиях которой будут производиться монтажные мероприятия;
    • Заявленная марочная прочность используемого цемента;
    • Химико-минералогический и вещественный состав цемента используемого в процессе работ, а также его предполагаемая скорость набора прочности;
    • Температура раствора, которой он достигнет на выходе из смесителя;
    • Условия ухода за бетонными конструкциями.

    Важно! В случае длительного использования или хранения раствора, в который вносились присадки, необходимо проверять его гомогенизацию, периодически перемешивая. Расчет необходимого количества противоморозной добавки производится с учетом погрешности 2 %.

    Противоморозная добавка в бетон своими руками

    Если теплые деньки уже прошли, но вы неожиданно столкнулись с необходимостью заливки монолитной конструкции, вам не обойтись без использования противоморозной добавки в бетон. Наиболее предпочтительным вариантом, в данном случае, станет приобретение противоморозной добавки в специализированном магазине, что объясняется их относительной дешевизной, небольшим расходом и способностью существенно повышать свойства бетонного раствора при условии минимальных негативных последствий. Если предполагаемый фронт работ небольшой, а выполнение монтажных мероприятий вы планируете осуществить при температуре не ниже -10 градусов, данный вариант является наиболее оптимальным.

    Однако если у вас нет возможности приобрести готовую противоморозную добавку в бетон, вы можете без проблем ее изготовить самостоятельно, так как единственным материалом, которой вам потребуется в процессе работ, это хлориды (соли). Хлористые соли снижают температуру замерзания раствора, сокращают сроки его первичного схватывания и уменьшают расход цемента. Однако специалисты уверены, что противоморозная добавка на основе хлоридов, изготовленная самостоятельно, может использоваться только для неармированных конструкций, что обусловлено коррозионными процессами, развивающимися под действием хлоридов.

    Преимущества противоморозной добавки на основе хлоридов
    • Низкая стоимость;
    • Отсутствие влияния на скорость застывания бетона, благодаря чему, приготовление раствора можно осуществлять заранее;
    • Отсутствие влияние на структуру цементного раствора;
    • Увеличение подвижности частиц, благодаря которой, вы сможете придать цементному раствору желаемую форму.

    Недостатки противоморозной добавки на основе хлоридов
    • Высокий уровень коррозийной активности, вследствие чего, противоморозная добавка на основе хлоридов не может использоваться для изготовления конструкций, в структуре которых присутствует металл и арматура. Последние окислятся под воздействием хлоридов и отслоятся от бетонной конструкции, нарушив ее целостность.

    Как влияет температура окружающей среды на расход хлоридов?
    • Расчет доли хлоридов в готовом растворе производится по следующей схеме:
    • Если монтажные мероприятия осуществляются при среднесуточной температуре ни ниже – 5 градусов, оптимальная доля хлоридов в готовом растворе не должна превышать 2 %;
    • Если работы проводятся в условиях более низких температур (-6 до -15 градусов), оптимальная доля хлоридов должна составлять 4 % от общей массы раствора.

    Важно! В этом случае схема набора ожидаемой прочности конструкции при высыхании в условиях отрицательных температур будет выглядеть следующим образом:

    Для первого варианта, где концентрация соли составляет 2 %:

    • 30 % по истечении недельного срока;
    • 80 % по прошествии месяца;
    • 100 %-ой прочности конструкция достигнет только через 3 месяца.

    Для второго варианта (концентрация соли составляет 4 %) эти цифры будут составлять 15%, 35%, 50% соответственно.

    Важно! Несмотря на то, что соль является самостоятельной противоморозной добавкой, специалисты рекомендуют ее использовать совместно с хлоридом кальция, массовая доля которого при использовании в условиях температуры до – 5 градусов составляет 0,5 % от массы раствора, и 2 %  — в случае использования при температуре от -6 до -15 градусов.

    Меры предосторожности при работе с противоморозными добавками
    • В процессе работы с противоморозными добавками необходимо использовать защитные перчатки;
    • В случае попадания на открытые участки кожи, промойте ее водой с мылом. Исключите попадание противоморозной добавки в глаза, если этого не удалось избежать, промойте глаза большим количеством воды и незамедлительно обратитесь к врачу.
    • Утилизация добавки осуществляется в соответствии с местными правилами, что объясняется присутствием в составе противоморозных добавок вредных компонентов. Вследствие этого запрещается выливать смесь в почву, водоемы или канализацию.

    strport.ru

    Морозостойкие добавки в бетон: особенности антиморозных присадок

    Бетон – один из самых важных строительных материалов. От того, насколько качественно сделан раствор и точно соблюдена технология его применения, зависит надежность и безопасность различных строительных объектов. Данный материал будет посвящен специальным добавкам, которые помогают процессу твердения материала в зимний период.

    Если большинство строительных работ раньше останавливались в зимний период, сегодня возведение различных объектов можно осуществлять даже при низких температурах. Заливка зимой конструкций стала обычным делом.

    На фото — добавка в бетон для морозостойкости Neomid Stopmoroz

    Для этого только необходимо использовать определенные материалы, к примеру, антиморозные добавки в бетон и специальное оборудование, чтобы работы были выполнены также качественно и надежно, как и в обычный период.

    Зимнее бетонирование: особенности, методы

    Так как понижение температуры в растворе ниже 0°С останавливает процесс его затвердевания, работа ним при температуре от +5 °С и ниже имеет ряд своих нюансов. Инструкция требует, чтобы материал набрал определенную прочность, иначе при повышении температуры строительные объекты могут разрушиться.

    Заливка при минусовой температуре

    Для того чтобы бетон затвердевал в оптимальных температурно-влажных условиях, используют разные средства. Чаще всего применяются различные методы прогрева раствора, включающие его последующее выдерживание до достижения необходимых прочностных значений. Они зависят от вида конструкции, для которой используется раствор, и температуры окружающей ее среды.

    Выделяют:

    • метод «термоса»;
    • способ предварительного разогрева бетона перед его заливкой в опалубку;
    • электрический нагрев для монолитных конструкций с помощью нагревательных проводов;
    • использование теплого бетона;
    • создание термоопалубки;
    • применяются специальные морозоустойчивые добавки в бетон или ускорители затвердевания.

    В нашем случае нас интересует последний пункт. Рассмотрим подробнее добавки для бетона в мороз и ускорители твердения.

    Как защитить бетонную смесь в мороз

    Чтобы разобраться, для чего нужны морозостойкие добавки для бетона и ускорители, необходимо изучить процесс застывания такого раствора. Схватывание и затвердевание материала называют гидратацией цемента.

    Это процесс кристаллизации разных минералов, входящих в его состав, в результате их взаимодействия с водой:

    • готовый раствор схватывается в течение первых суток после создания смеси. Начальная стадия этого процесса произойдет уже спустя 2 часа, если температура окружающей среды достигает +20 °С.
    • бетонный раствор схватывается полностью еще через 1 час при той же температуре. Если температура составляет 0 °С, время схватывания увеличивается до 10-20 часов.
    • следующая стадия готовности – твердение. По расчетам на данный этап уходит 28 дней, хотя по-настоящему этот процесс может идти годами, но в первые дни и месяцы он гораздо интенсивнее.

    Применение нитрата кальция

    Совет: вам необходимо обработать готовые ж/б конструкции или демонтировать старые, вам поможет услуга — резка железобетона алмазными кругами профессиональным оборудованием.

    Марка бетона по морозостойкости

    Морозостойкость – это максимально возможное число циклов заморозки и оттаивания, которые способны выдержать образцы определенного размера. При этом масса их не должна уменьшиться более чем на 5%, а потеря прочности на сжатие не более чем на четверть.

    Применение морозостойкого бетона

    Исходя из конкретных климатических условий того или иного региона, в котором осуществляется строительство объекта, определяется степень морозостойкости бетона (например, для Краснодара и Мурманска этот показатель будет разным). Данный показатель регулируется ГОСТом 1006(0-4)-95.

    Совет: в готовой ж/б конструкции вам поможет сделать канал алмазное бурение отверстий в бетоне профессиональными коронками нужного диаметра.

    Добавка для фундамента

    Этот параметр особенно важен для бетонных растворов, используемых при возведении наиболее ответственных объектов (например, опоры мостов). Чаще всего этот показатель напрямую зависит от плотности материала, так как более плотный обладает большей морозостойкостью. На упаковках данный показатель обозначен буквой F с цифрой от 25 до 1000, чем выше марка бетона, тем больше этот показатель.

    Область применения марок от F25 до F100 – строительство жилых домов. Раствор с более высоким значением применяется при возведении сооружений гидротехнического назначения.

    Виды и область применения

    При возведении строительных объектов в зимний период (при температуре до -25 °С, при более низких показателях работать не стоит) специалисты рекомендуют применять бетон с морозостойкими добавками.

    Такие присадки на производстве добавляют при температуре от -5 °С и ниже. Если температура выше, при замешивании бетонного раствора используют только горячую воду и не вводят никакие добавки.

    Морозные добавки в бетон бывают двух видов:

    • ускоряющие процесс схватывания раствора;
    • способствующие понижению температуры замерзания воды (понижают температуру с 0°С до -10°С и ниже, не дают воде превратиться в лед, благодаря чему, процесс схватывания бетона происходит в те же сроки, что и при положительных температурных значениях).

    К последним относится и антиморозная добавка для бетона, где в качестве присадок выступают аммиачный раствор, карбамиды, спирты многоатомные, нитрит натрия.

    Присадка Nitcal для бетонов и растворов

    Совет: при изготовлении раствора своими руками с помощью бетономешалки или без нее, использование противоморозных присадок является обязательным.Они вводятся в раствор бетона строго в соответствии с рекомендациями производителя.

    Запомните, что экономить на стоимости присадок нельзя, их цена – залог нужного результата.

    Также недопустимо использовать добавки низкого качества:

    1. Такая ложная экономия ухудшит характеристики бетонного раствора.
    2. Такие присадки нельзя добавлять в большом количестве.
    Ответы на вопросы

    Некоторые застройщики считают, что использование противоморозных присадок способствует снижению прочности бетонного материала, однако это не совсем так. В первые дни после заливки затвердевание бетона происходит медленнее, чем у бетона, не содержащего присадки, но через эталонные 28 дней прирост прочности раствора начнет увеличиваться.

    Антифризная присадка для бетонной смеси

    Также существует мнение, что добавка в бетон при морозе усиливает коррозийные процессы на арматуре железобетонных конструкций. Действительно, если она содержит хлориды, это может способствовать развитию таких процессов на металле. Но присадки, имеющие в своем составе нитрит натрия, наоборот, замедляют их.

    Совет: специалисты рекомендуют в зимнее время, несмотря на использование противоморозных присадок, при заливке бетонных конструкций дополнительно их обогревать.

    Вывод

    Бетонные работы в зимнее время без использования специальных антиморозных присадок не дадут необходимого результата. Кроме того, нельзя экономить на таких материалах, приобретая некачественный продукт. Применение добавок строго регламентируется инструкцией производителя.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

    masterabetona.ru

    маркировка, определение и как увеличить?

    Климат в нашем регионе характеризуется длинной зимой, пониженными температурными показателями, осадками и сильно промерзающим грунтовым слоем. Те материалы, которые используют в ремонтно-строительной сфере, имеют нестандартные характеристики, среди которых — морозостойкость. Морозостойкость бетона – качество, которое определяется умением выдерживать агрессивные погодные условия (перепады температуры), замерзание и оттаивание смеси бетона, что влияет на такое свойство, как прочность. Морозостойкость бетона помечают буквой F, как показатель того, что бетон выдержит даже максимальные температуры.

    Преимущество в таком бетоне состоит в том, что он не изменяется в своей форме со временем, не крошится, подстраивается под любые погодные условия, переносит зоны с повышенной влажностью.

    Маркировка морозостойкости

    Такое определение, как марка является главным показателем. Каждой марке отведены определенные цифры. По ГОСТу обозначают специальные марки бетона: f50, f100, f150, f200, f300. Их объединяют в группы, зависящие от уровня эксплуатации:

    1. Низкий класс морозоустойчивости – меньше f50. Редко используемый тип раствора. При воздействии окружающей среды на бетон, он начнет трескаться, рассыпаться. То есть, закрыты широкие возможности.
    2. Умеренный – от f50 до f100. Эти виды используются часто в строительной сфере, потому что это средний стандартный показатель. Если будут постоянные колебания температуры, будет обеспечено многолетнее использование такого бетона, без его разрушения.
    3. Морозоустойчивость повышенного уровня – f150, f200. Выдерживает даже сильные перепады температур, может долго обладать своими характеристиками эксплуатации, которые не будут меняться.
    4. Высокий – от f300 до f500. Применим для особых случаев. К примеру, места, где время от времени изменяется уровень воды, нужно обеспечить устойчивость к различным переменам. Стоит дорого.
    5. Морозостойкость бетона очень высокого уровня – выше f500. Из-за очень высокого уровня морозостойкости применяется в индивидуальных случаях, когда строят на долгие века. Тут в составе применяют бетоны самых высоких марок, в которые вмешивают специальные добавки.

    Когда на заводе сделали образец бетона, его погружают в водную среду либо специальный раствор. Держат там до полного поглощения воды, затем производят заморозку до температуры -18 градусов. Время от времени делают замеры, определяющие, насколько материал потерял прочность. В зависимости циклов таких замеров определяется коэффициент, а далее — маркировка.

    Марка бетона по морозостойкости.

    Для каждого региона и вида местности существует определенный класс. Перед началом строительных работ нужно проконсультироваться со специалистами, которые подберут оптимальный вариант. Чем больше уровень морозостойкости, тем выше стоимость на материал, ведь добавляют примеси, позволяющие изменять химический состав.

    Вернуться к оглавлению

    Способы определения показателя

    Морозостойкость определяют благодаря испытаниям, в которых замораживают и размораживают смесь несколько раз. Метод лабораторного эксперимента предполагает следующее: чтобы провести исследование, берут базовые (неоднократный цикл замораживания и размораживания), контрольные (прочность состава) образцы раствора. Они не должны иметь дефектов. Для исследования применяют морозильную камеру, стеллажи, контейнеры, залитые водой. Заморозку производят при температуре до -130 градусов, процесс оттаивания – до 180 градусов. Можно подтвердить маркировку лишь в том случае, если не была потеряна такая характеристика, как прочность.

    Такое испытание может не всегда оказаться правдивым, поскольку в искусственно созданных условиях стройматериал может рассыпаться, а в природных – быть надежным продолжительное время. Это проявляется и из-за разных темпов высушивания. Летом высокие температуры влияют на уровень просушки, происходит насыщение солнечной энергией, а в лабораторных – насыщение водой.

    Существуют варианты, когда для определения морозостойкости можно провести испытание подручными методами. Чтобы оценить показатель, смотрят на такие параметры:

    • Вид стройматериала. Крупнозернистая структура, трещины, пятна, шелушение, расслаивание говорят о том, что такой бетон обладает низким качеством с пониженным уровнем морозостойкости.
    • Водопоглощение. Когда показатель колеблется в пределах 5-6 %, можно говорить о плохой устойчивости к низким температурам.
    • Если бетон, хорошо насыщенный влажностью, начинают сушить на солнце, и он трескается, говорят о низком показателе.
    Вернуться к оглавлению

    Как увеличить морозостойкость?

    Бетон без морозостойких добавок.

    Существует ряд способов увеличения морозостойкости. Исследуемая характеристика напрямую зависима от того, в каком количестве и размерах находятся поры, от качества и состава цемента, от прочности:

    • Первый и наиболее простой способ повышения уровня морозостойкости – это снижение макропористости. Применение добавок и условий для скорейшего затвердевания раствора снижает до минимума потребность в водном компоненте. Как результат, уменьшаются поры.
    • Второй – уменьшение количества воды в цементном растворе. Следует применять заполнители, которые меньше всего загрязнены, добавки, снижающие необходимость в водной массе.
    • Третий – если заморозить стройматериал в позднем возрасте, то поры уменьшаются.
    • Четвертый – применение добавок. Именно они повышают образование маленьких пор, в которые вода не проникает.
    • Пятый – гидроизоляция. Применение специальных красок или пропиток, благодаря которым появляется защитная пленка.
    Вернуться к оглавлению

    Вывод

    Морозостойкостью называют свойство бетонной смеси, способное противостоять колебаниям температурного режима. Морозостойкий раствор предотвращает попадание влаги. Необходимость в нем велика, потому что конструкции находятся в зонах смены температуры, а значит, понижаются свойства обычных смесей. В строительном мире нету ни одного идеально подходящего класса бетона для всех местностей. Все подбирается индивидуально.

    Существуют методы испытания морозостойкости, которые можно проводить как в специально созданных условиях, так и естественных. Переход к использованию такого морозостойкого бетона обеспечит долговечность и прочность построек, которым не страшны смены погодных условий.

    kladembeton.ru

    Добавки в бетон для морозостойкости

    Какие морозостойкие добавки для бетона лучше?

    Коренные вопросы, на которые должен быть дан ответ перед выбором добавки — каким бетоном Вы пользовались при строительстве? Что за тип сооружения и в каких условиях оно будет функционировать? Используется арматура и какого сечения или нет? Есть ли металлические закладные элементы и если есть, то с каким покрытием? При какой температуре планируется использовать бетон с морозоустойчивыми добавками? Все это крайне важно. В регионах с низкими температурами изначальная марка бетона уже должна быть высокой.

    И все морозоустойчивые добавки — по составу совершенно разные. Самые простые — поташ и мочевина, первый помогает твердеть бетонной смеси при минус 25-30 градусов, вторая может значительно увеличить скорость схватывания. Посложнее использовать нитрат и нитрид натрия, и нужна осторожность при работе с ними — опасны для здоровья.

    Есть добавки, работающие при минус 5 градусах для строений с арматурой сечением выше 5 мм, если она тоньше — из списка потенциально возможных для использования добавок «вычеркиваем» ХК (хлорид кальция)+НН (нитрид натрия) и ХК (поскольку это соль кальция от воздействия на него соляной кислотой, то вызовет коррозию). То же самое — нельзя использовать ХК (хлорид кальция), если это, скажем, промышленный объект, работающий в агрессивной газовой среде.

    Еще насчет выбора добавок: неплохо было бы пользоваться добавками того же производителя — так они лучше будут «дружить». Но зачастую это сделать трудно, покупают добавки от другого производителя. Не покупайте неизвестно что, притом самое дешевое — в лучшем случае это окажется добавка против затвердевания бетона при транспортировке, в худшем — абсолютно не подходящая Вашей конструкции добавка, которая ухудшит качество бетона и арматуры.

    А насчет того, какие морозоустойчивые добавки лучше — те, которые наиболее часто применяются в строительстве и хорошо себя зарекомендовали, например вот эта

    и вот эта

    Их очень много, хороших добавок на рынке, от серьезных производителей. Просто выбирать надо, учитывая все. Для новичка в строительстве это сделать будет трудно. Поэтому хотелось бы порекомендовать лучший путь: найти технолога с завода ЖБИ (ближайшего), посоветоваться с ним, он Вам посоветует то, что будет для Вас оптимальным решением, и, возможно, на месте проконтролирует процесс смешивания и затвердевания — раньше так делали. Это вариант получения идеального качества.

    www.remotvet.ru

    Морозостойкие добавки в бетон – характеристики и применение

    Бетон – один из самых важных строительных материалов. От того, насколько качественно сделан раствор и точно соблюдена технология его применения, зависит надежность и безопасность различных строительных объектов. Данный материал будет посвящен специальным добавкам, которые помогают процессу твердения материала в зимний период.

    Если большинство строительных работ раньше останавливались в зимний период, сегодня возведение различных объектов можно осуществлять даже при низких температурах. Заливка зимой конструкций стала обычным делом.

    На фото — добавка в бетон для морозостойкости Neomid Stopmoroz

    Для этого только необходимо использовать определенные материалы, к примеру, антиморозные добавки в бетон и специальное оборудование, чтобы работы были выполнены также качественно и надежно, как и в обычный период.

    Зимнее бетонирование: особенности, методы

    Так как понижение температуры в растворе ниже 0°С останавливает процесс его затвердевания, работа ним при температуре от +5 °С и ниже имеет ряд своих нюансов. Инструкция требует, чтобы материал набрал определенную прочность, иначе при повышении температуры строительные объекты могут разрушиться.

    Заливка при минусовой температуре

    Для того чтобы бетон затвердевал в оптимальных температурно-влажных условиях, используют разные средства. Чаще всего применяются различные методы прогрева раствора, включающие его последующее выдерживание до достижения необходимых прочностных значений. Они зависят от вида конструкции, для которой используется раствор, и температуры окружающей ее среды.

    Выделяют:

    • метод «термоса»;
    • способ предварительного разогрева бетона перед его заливкой в опалубку;
    • электрический нагрев для монолитных конструкций с помощью нагревательных проводов;
    • использование теплого бетона;
    • создание термоопалубки;
    • применяются специальные морозоустойчивые добавки в бетон или ускорители затвердевания.

    В нашем случае нас интересует последний пункт. Рассмотрим подробнее добавки для бетона в мороз и ускорители твердения.

    Как защитить бетонную смесь в мороз

    Чтобы разобраться, для чего нужны морозостойкие добавки для бетона и ускорители, необходимо изучить процесс застывания такого раствора. Схватывание и затвердевание материала называют гидратацией цемента.

    Это процесс кристаллизации разных минералов, входящих в его состав, в результате их взаимодействия с водой:

    • готовый раствор схватывается в течение первых суток после создания смеси. Начальная стадия этого процесса произойдет уже спустя 2 часа, если температура окружающей среды достигает +20 °С.
    • бетонный раствор схватывается полностью еще через 1 час при той же температуре. Если температура составляет 0 °С, время схватывания увеличивается до 10-20 часов.
    • следующая стадия готовности – твердение. По расчетам на данный этап уходит 28 дней, хотя по-настоящему этот процесс может идти годами, но в первые дни и месяцы он гораздо интенсивнее.

    Применение нитрата кальция

    Совет: вам необходимо обработать готовые ж/б конструкции или демонтировать старые, вам поможет услуга — резка железобетона алмазными кругами профессиональным оборудованием.

    Марка бетона по морозостойкости

    Морозостойкость – это максимально возможное число циклов заморозки и оттаивания, которые способны выдержать образцы определенного размера. При этом масса их не должна уменьшиться более чем на 5%, а потеря прочности на сжатие не более чем на четверть.

    Применение морозостойкого бетона

    Исходя из конкретных климатических условий того или иного региона, в котором осуществляется строительство объекта, определяется степень морозостойкости бетона (например, для Краснодара и Мурманска этот показатель будет разным). Данный показатель регулируется ГОСТом 1006(0-4)-95.

    Совет: в готовой ж/б конструкции вам поможет сделать канал алмазное бурение отверстий в бетоне профессиональными коронками нужного диаметра.

    Добавка для фундамента

    Этот параметр особенно важен для бетонных растворов, используемых при возведении наиболее ответственных объектов (например, опоры мостов). Чаще всего этот показатель напрямую зависит от плотности материала, так как более плотный обладает большей морозостойкостью. На упаковках данный показатель обозначен буквой F с цифрой от 25 до 1000, чем выше марка бетона, тем больше этот показатель.

    Область применения марок от F25 до F100 – строительство жилых домов. Раствор с более высоким значением применяется при возведении сооружений гидротехнического назначения.

    Виды и область применения

    При возведении строительных объектов в зимний период (при температуре до -25 °С, при более низких показателях работать не стоит) специалисты рекомендуют применять бетон с морозостойкими добавками.

    Такие присадки на производстве добавляют при температуре от -5 °С и ниже. Если температура выше, при замешивании бетонного раствора используют только горячую воду и не вводят никакие добавки.

    Морозные добавки в бетон бывают двух видов:

    • ускоряющие процесс схватывания раствора;
    • способствующие понижению температуры замерзания воды (понижают температуру с 0°С до -10°С и ниже, не дают воде превратиться в лед, благодаря чему, процесс схватывания бетона происходит в те же сроки, что и при положительных температурных значениях).

    К последним относится и антиморозная добавка для бетона, где в качестве присадок выступают аммиачный раствор, карбамиды, спирты многоатомные, нитрит натрия.

    Присадка Nitcal для бетонов и растворов

    Совет: при изготовлении раствора своими руками с помощью бетономешалки или без нее, использование противоморозных присадок является обязательным. Они вводятся в раствор бетона строго в соответствии с рекомендациями производителя.

    Запомните, что экономить на стоимости присадок нельзя, их цена – залог нужного результата.

    Также недопустимо использовать добавки низкого качества:

    1. Такая ложная экономия ухудшит характеристики бетонного раствора.
    2. Такие присадки нельзя добавлять в большом количестве.
    Ответы на вопросы

    Некоторые застройщики считают, что использование противоморозных присадок способствует снижению прочности бетонного материала, однако это не совсем так. В первые дни после заливки затвердевание бетона происходит медленнее, чем у бетона, не содержащего присадки, но через эталонные 28 дней прирост прочности раствора начнет увеличиваться.

    Антифризная присадка для бетонной смеси

    Также существует мнение, что добавка в бетон при морозе усиливает коррозийные процессы на арматуре железобетонных конструкций. Действительно, если она содержит хлориды, это может способствовать развитию таких процессов на металле. Но присадки, имеющие в своем составе нитрит натрия, наоборот, замедляют их.

    Совет: специалисты рекомендуют в зимнее время, несмотря на использование противоморозных присадок, при заливке бетонных конструкций дополнительно их обогревать.

    Вывод

    Бетонные работы в зимнее время без использования специальных антиморозных присадок не дадут необходимого результата. Кроме того, нельзя экономить на таких материалах, приобретая некачественный продукт. Применение добавок строго регламентируется инструкцией производителя.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

    загрузка…

    masterabetona.ru

    Готовим противоморозную добавку в бетон своими руками

    Когда строительство ведется в холодную пору, раствор становится менее пластичным и вода в нем подмерзает. Противоморозная добавка в бетон своими руками поможет справиться с этой проблемой.

    Противоморозные добавки, их функции и состав

    В бетонный раствор добавляется до 10% воды, в зависимости от того, с какой целью используется раствор — для кирпичной кладки, фундамента или заливки стяжки пола.

    Отвердевание бетонного раствора значительно замедляется при снижении температуры. Если температура доходит до минусовых показателей, даже не очень низких (- 3-5◦ С), вода в растворе начинает замерзать. Вследствие этого бетон практически перестает застывать. Вместо этого он просто замерзает. При размораживании он все же затвердевает, но становится рыхлым и значительно утрачивает свои прочностные характеристики.

    Чтобы сохранить возможность набора бетоном прочности, необходимо обеспечить наличие в нем жидкого компонента. Антиморозные добавки способствуют этому.

    В продаже есть целый ряд добавок-пластификаторов для бетонных растворов. Они улучшают диспергирование твердых компонентов раствора. Это означает, что повышается рассыпчатость цемента, песка, гравия и превращение раствора в суспензию. При этом устойчивость раствора к замерзанию повышается до -15◦ С, а также ускоряется процесс затвердевания бетонного раствора.

    Антиморозные добавки (антифризные), пластификаторы производятся как отечественными предприятиями, так и зарубежными фирмами. Из российских продуктов можно назвать Реламикс, Полипласт и другие. Также на рынке можно найти множество продуктов китайского производства.

    Проблемой антиморозных добавок в большинстве случаев является то, что они содержат хлориды, способствующие коррозии армирующих деталей. Например, когда идет закладка фундамента или стяжки с армирующей сеткой.

    Некоторые производители, например швейцарская компания Sika, предлагают антифризные добавки без содержания хлоридов.

    Как сделать антифризную добавку пластификатор своими силами

    Иногда нет возможности приобрести готовое средство, а стройку останавливать не хочется. В этой ситуации приходится изготавливать такую добавку пластификатор для бетона своими руками.

    Самый простой и доступный способ — добавление в бетонный раствор обычной поваренной соли.

    Научным языком ее называют хлоридом натрия. Соли, если вспомнить школьный курс химии, вообще способствуют понижению температуры замерзания растворов.

    Но хлорсодержащие добавки способствуют разрушению металлических элементов конструкции (если таковые присутствуют).

    Как же поступить, если нужно защитить металлические детали? В такой ситуации придут на помощь так называемые ингибиторы коррозии. Это вещества, которые в значительной мере замедляют ржавение металлических элементов. В такой роли чаще всего выступает нитрит нитрат калия (ННК) — промежуточный продукт производства калиевой селитры.

    Чтобы приготовить незамерзающий пластификатор для бетона своими руками, в раствор вместе с водой добавляют 3-4% от объема сухого цемента поваренную соль или хлористый калий и ННК. Соотношение NaCl или КCl и нитрита нитрата калия должно быть 1:1. Для улучшения пластичности бетона к раствору также добавляют мочевину в объеме 7-10%.

    Противоморозный пластификатор для бетона своими руками можно приготовить и с помощью аммиачной воды. Это, пожалуй, самый бюджетный способ сделать бетонный раствор более пластичным и не теряющим прочностных характеристик в холодную погоду.

    Аммиачная вода имеет значительно меньший коэффициент расширения, чем, например, водный раствор солей. Кроме того, это вещество не только не способствует коррозии металла, а, наоборот, замедляет его. Еще одно преимущество этой добавки состоит в том, что высолы на кладке появляются гораздо реже или вообще отсутствуют.

    Концентрация аммиачной воды напрямую зависит от температуры, при которой ведутся бетонные работы. Она может составлять от 5 до 20%. Чем ниже температура воздуха, тем аммиачная вода должна быть более концентрированной.

    При изготовлении пластифицирующих антифризных добавок к бетону своими руками стоит помнить, что для разных бетонных работ нужны различные добавки в различном количестве. Для этого есть специальные таблицы. В них представлены расчеты добавок при разных температурных режимах работы.

    Однако специалисты строительной отрасли говорят, что для самостоятельного застройщика лучше приобретать готовые антифризные пластифицирующие смеси и добавлять их, четко следуя инструкции.

    В то же время сами строители предпочитают не пользоваться готовыми смесями и растворами-незамерзайками, поскольку знают все секреты прочности и пластичности бетона.

    tvoygarazh.ru

    Морозостойкие добавки в цементный раствор

    Главная|Цемент|Морозостойкие добавки в цементный раствор

    Дата: 30 января 2017

    Просмотров: 1496

    Коментариев: 0

    Производя строительство, ремонтируя здания в зимнее время, строители сталкиваются с серьезными проблемами, связанными с отрицательной температурой. Она затрудняет твердение бетонного массива. Это связано с повышенной концентрацией содержащейся воды, начинающей замерзать при -3 градусах Цельсия. На ранней стадии затвердевания бетона замерзшая вода расширяется, разрушает массив, нарушает целостность, снижает прочность, что сказывается на долговечности.

    При необходимости зимой выполнить бетонирование в цементный раствор вводятся специальные противоморозные добавки, обеспечивающие необходимое время гидратации. Их введение повышает однородность смеси, прочностные характеристики, затрудняет растрескивание, сокращает продолжительность твердения.

    Противоморозные добавки в раствор содержат соляную кислоту, натриевый и кальциевый хлорид, другие компоненты. Они повышают пластичность состава, положительно влияют на морозостойкость, ускоряют процесс твердения, качество монолита. Рассмотрим назначение применяемых добавок, влияние на цементную смесь, специфику применения.

    Как правило, при значительном понижении температуры окружающей среды строители начинают испытывать дополнительные трудности в ходе работы с бетоном и всевозможными растворами

    Область применения

    Противоморозные добавки в раствор бетона используются при выполнении работ в зимний период года. Естественно, зима затрудняет производство строительных мероприятий, вносит ряд серьезных ограничений на производство работ, связанных с бетонированием.

    Профессиональные строители нашли выход из создавшейся ситуации и вводят морозостойкие добавки в состав цементных смесей, позволяющие производить строительство, ремонт при снижении температуры до минус 25 градусов Цельсия. Сфера использования достаточно широка:

    • строительство монолитных конструкций из бетона;
    • изготовление железобетонных изделий, сборной бетонной продукции на заводах ЖБИ;
    • возведение сооружений с применением стальной арматуры;
    • формирование элементов и отдельных частей сборных строительных конструкций;
    • герметизация стыков монолитно-сборных объектов;
    • выполнение стяжки;
    • выполнение штукатурки поверхности;
    • подготовка смесей для кладки с улучшенными технологическими характеристиками;
    • приготовление сухих строительных составов для фиксации облицовочных элементов;
    • изготовление вспененных блоков, изделий на основе шлаков, обладающих требуемыми эксплуатационными характеристиками.

    Пластификаторы позволяют зимой выполнять спектр работ, начиная с традиционной кладки кирпичных или блочных стен, и заканчивая возведением монолитных бетонных конструкций с использованием технологи несъемной опалубки.

    Используя противоморозные добавки в бетон, вы сможете осуществлять бетонные работы на строительной площадке даже в зимний период времени

    Влияние добавок

    Вводимая в бетонную смесь, согласно рекомендациям предприятия-изготовителя, противоморозная добавка положительно влияет на эксплуатационные характеристики:

    • Повышает устойчивость цементного раствора к влиянию отрицательных температур.
    • Сохраняет целостность бетонного монолита при многочисленных циклах глубокого замерзания с последующим оттаиванием.
    • Увеличивает стойкость бетона к проницаемости массива водой.
    • Значительно повышает прочностные характеристики после твердения.
    • Существенно сокращает время схватывания, твердения при отрицательных температурах.
    • Замедляет коррозионные процессы, связанные с повышенной концентрацией хлоридов.

    Противоморозные добавки в раствор готовят самостоятельно, используя предлагаемые на строительном рынке пластификаторы, или заказывают специально подготовленные для работы при отрицательных температурах составы.

    Обеспечение повышенных эксплуатационных свойств цементного состава связано со следующими особенностями вводимых компонентов, которые:

    • уменьшают температурный порог замерзания воды;
    • увеличивают пластичность раствора, уменьшая объем воды, необходимой для затворения;
    • повышают плотность бетона, который после укладки сохраняет физические свойства, успевает затвердеть;
    • обеспечивают однородность цементной смеси;
    • улучшают коэффициент сцепления бетона со стальной арматурой.

    Добавка в раствор может сочетаться со специальными пластификаторами, которые влияют на повышение отдельных характеристик смеси. Возможность совместного применения регламентирована производителями противоморозных ингредиентов. Использование специальных растворов обеспечивает возможность снижения температуры замерзания воды в бетонном растворе с 0 °С до -25 °С.

    Специфика использования

    Добавки в раствор обеспечивают необходимый эффект при условии соблюдения процентной концентрации. При несоблюдении рецептуры, введении добавок с отклонениями от рекомендаций изготовителей процесс гидратации приостановится, произойдет замораживание цемента.

    При возрастании температуры на 4-5 градусов Цельсия процесс гидратации возобновится, но структура бетонного массива изменится, что отразится на прочностных характеристиках.

    Благодаря высокой прочности изделий, изготавливаемых с использованием противоморозных добавок в бетон, их можно использовать в промышленных целях

    Введенные в необходимых количествах противоморозные добавки улучшают водонепроницаемость, увеличивают плотность, замедляют коррозионные процессы, а также повышают прочность массива.

    Важной особенностью применения противоморозных ингредиентов является соблюдение требования техники безопасности. Используемые при отрицательных температурах натриевый нитрат, поташ – ядовитые и опасные для здоровья человека компоненты. Недопустимо их попадание на кожный покров, а также на слизистую оболочку.

    Применяя морозостойкие добавки в бетонной смеси, используйте специальные комбинезоны, перчатки для защиты рук, очки. Обеспечивайте хранение веществ в закрытых помещениях.

    Экономическая целесообразность применения

    Введение в цементный раствор морозостойких ингредиентов экономически выгодно, достаточно просто с технологической точки зрения.

    Предотвратить замерзание смеси для формирования прочной структуры можно следующими способами:

    • Осуществить обогрев бетонной массы с помощью воздушных пушек до момента набора эксплуатационной прочности, что является достаточно энергоемкой процедурой и технологически проблематично.
    • Произвести нагрев с помощью строительных фенов, нагнетающих поток горячего воздуха под предварительно нагретую поверхность бетонного массива.
    • Использовать сварочные аппараты, нагревающие находящуюся в растворе стальную проволоку. Процесс требует соблюдения специальных требований техники безопасности, не отличается экономичностью.
    • Применить морозостойкие компоненты комплексного действия, позволяющие с минимальными финансовыми затратами обеспечить технологический режим твердения бетона и достижение им эксплуатационной прочности.

    Противоморозная добавка обеспечивает в два раза больше экономии денежных средств по сравнению с прогревом паром и в полтора раза экономнее, чем электрообогрев. Введение в цементный раствор специальных присадок обеспечивает сокращение сроков ввода в эксплуатацию бетонных конструкций.

    Разновидности вводимых ингредиентов

    Специальные морозостойкие компоненты, вводимые в бетонный раствор, снижают порог замерзания воды, не позволяют ей заледенеть.

    Используя противоморозные добавки, вы значительно снизите риск усадочных деформаций бетонной монолитной конструкции

    В качестве противоморозных добавок используют:

    • натриевый нитрит, который, также, называют азотистокислым натрием. Он используется при выполнении строительных мероприятий при снижении температурного режима до -15 градусов Цельсия;
    • углекислый калий, который известен как поташ, применяемый во время бетонирования при температуре до — 30°С. Введение компонентов не вызывает коррозионных процессов на арматуре и появления солей на поверхности затвердевшего бетона;
    • хлорсодержащие натриевые и кальциевые составы, обеспечивающие возможность зимнего бетонирования, но ускоряющие коррозионное разрушение стальных элементов арматуры.

    При подготовке морозостойкого состава учитывайте рекомендации производителя, температуру окружающей среды, концентрацию добавок, соответствующую доли цемента.

    Например, при изменении температуры воздуха с -5°С до -15°С расход поташа, вводимого в цементный состав, увеличивается с 5% до 10%, а нитрата натрия – с 4% до 8%. Согласно виду противоморозных добавок, их концентрация в цементной смеси изменяется от 2% до 10%.

    Наряду со специальными добавками для обеспечения противоморозных характеристик вводят пластификаторы. Их введение способствует увеличению пластичности раствора, характеризующегося уменьшенной концентрацией воды. Концентрация пластифицирующих веществ изменяется в зависимости от вида выполняемых работ:

    • При выполнении кирпичной или блочной кладки концентрация составляет 5-10% от массы цемента.
    • Для бетонирования концентрация пластификаторов возрастает до 10-15%, что позволяет бетону превратиться в монолит до того, как замерзнет содержащаяся влага.

    Пластификаторы значительно повышают текучесть и не применяются для выполнения штукатурных работ, при которых они могут раньше стечь с поверхности стен, чем успеют схватиться. Комплексное применение различных ускорителей твердения значительно повышает качество бетона, эксплуатационные характеристики.

    Использование готовых составов

    Применение готовых сухих смесей с противоморозными ингредиентами широко используется при выполнении строительных работ в зимнее время. Произведенные по промышленной технологии готовые составы применяются для следующих работ:

    • выполнения кладки с помощью тяжелых смесей, а также цементных составов (с введением извести) объемным весом более 1,5 т/м3;
    • производства отделочных мероприятий с применением цементно-известковых смесей плотностью менее 1,5 т/м3.

    Использование предварительно подготовленных промышленным образом противоморозных составов намного удобнее, чем самостоятельный замес специального назначения. При этом отпадает необходимость учитывать совместимость ингредиентов и подбирать рецептуру. Однако готовые составы отличаются высокой ценой, повышающей сметную стоимость строительства в зимний период.

    Подготовка к использованию готового противоморозного состава в бытовых условиях требует разведения смеси теплой водой, тщательного перемешивания с использованием специально одетой на дрель насадки.

    Заключение

    Понимая актуальность выполнения строительных мероприятий в зимнее время, целесообразно использовать морозостойкие добавки в бетонные растворы, обеспечивающие возможность выполнения работ при значительном снижении температуры. Квалифицированный подход к выбору противоморозных компонентов, соблюдение рецептуры позволят не только значительно ускорить строительные работы, но и обеспечить сокращение сроков мероприятий, повысить качество бетонных конструкций.

    pobetony.ru

    vest-beton.ru

    Морозостойкость — обзор

    11.4 Лабораторные испытания и влияние различных параметров

    Морозостойкость бетона обычно определяют, подвергая образцы, приготовленные в лаборатории, нескольким циклам замораживания и оттаивания в воде или замораживания на воздухе. и оттаивание в воде в диапазоне температур от + 4 ° C до –18 ° C или –20 ° C. Чтобы получить результаты за относительно короткий период времени, образцы обычно подвергают пяти или более циклам в день, поскольку, как и в стандартной процедуре ASTM C666, количество циклов часто фиксируется на 300.Для оценки степени внутреннего растрескивания и, следовательно, повреждений, вызванных воздействием мороза, двумя наиболее распространенными процедурами являются измерения изменения длины (ASTM C671) и измерения динамического модуля упругости. Изменение длины более чем на 200 мкм / м (приблизительно) или потеря модуля упругости обычно указывает на то, что внутренняя структура бетона была значительно повреждена микротрещинами. Потерю массы также можно измерить, но она больше связана с сопротивлением образованию отложений на поверхности, чем к внутреннему растрескиванию, а сопротивление образованию отложений — это свойство, обычно определяемое с помощью тестов на образование отложений в антиобледенителе, как описано в следующем разделе.

    Лабораторные испытания убедительно показали, что почти для всех типов бетона существует критическое значение коэффициента расстояния между воздушными пустотами. Если коэффициент интервала выше этого критического значения, испытываемый образец бетона очень быстро разрушается в результате циклов. Происходит микротрещина, и происходит быстрая потеря механических свойств. Если коэффициент интервала ниже этого критического значения, образец бетона может выдержать очень большое количество циклов без каких-либо значительных повреждений.На рисунке 11.4 показаны результаты серии испытаний на цикл замораживания и оттаивания, проведенных на типичном портландцементном бетоне. Все смеси были приготовлены при постоянном соотношении свободной воды к цементу 0,5, но с разными сетками воздуховодов. Как показывают результаты, для этого бетона существует критическое значение коэффициента зазора между воздушными пустотами. Все смеси с интервалом, значительно превышающим 500 мкм, очень быстро разрушались циклами. Такое поведение типично для того, что наблюдается в лаборатории: морозостойкость образца бетона обычно либо очень хорошая, либо очень низкая.Как показано на Рисунке 11.4, умеренная степень износа наблюдается нечасто.

    Рисунок 11.4. Критический коэффициент интервала между замораживанием и оттаиванием (для стандартного в / ц бетона: 0,5).

    Критическое значение коэффициента расстояния между воздушными пустотами зависит от многих параметров, но в основном от тех, которые влияют на пористость: отношение воды к связующему, тип связующего, продолжительность отверждения и использование определенных примесей. Это также, конечно, зависит от условий испытаний, то есть в основном от скорости замерзания, минимальной температуры, продолжительности периода при минимальной температуре и наличия воды.Экспериментально показано, что критическое значение коэффициента интервала уменьшается с увеличением скорости замораживания во время испытаний. Интересно отметить, что для большинства бетонов хорошего качества с отношением воды к связующему 0,6 или менее, независимо от типа связующего (и даже для напыленных бетонов или бетонов, модифицированных латексом), испытания проводились в соответствии с одной из двух процедур ASTM C666 (замораживание и оттаивание). в воде или замерзание на воздухе и таяние в воде), за исключением, возможно, некоторых высокоэффективных бетонов (см. раздел 11.7) критическое значение коэффициента зазора между воздушными пустотами составляет от 200 до 600 мкм. Значение 200 мкм является типичным для бетона с надлежащим воздухововлекающим эффектом, а значение 600 мкм соответствует нижнему пределу диапазона для бетона без воздухововлекающего материала. В связи с этим неудивительно, что большинство практических правил (см., Например, CSA-A23.1 / A23.2) рекомендуют максимальное значение коэффициента расстояния между воздушными пустотами 200 мкм, тем более что, как будет Как показано в следующем разделе, это значение также требуется для хорошей устойчивости к образованию накипи из-за замерзания в присутствии антиобледенительных солей.Еще в 1949 году на основе лабораторных испытаний Пауэрс предложил значение 250 мкм.

    Чтобы оценить влияние любой данной переменной на морозостойкость бетона, необходимо определить критический коэффициент зазора между воздушными пустотами для рассматриваемого бетона, а затем сравнить его с эталонной смесью. Более высокое критическое значение указывает на лучшую производительность, поскольку бетон требует более низкой степени защиты от мороза, а более низкое значение — более низкой производительности.Очень часто исследователей вводят в заблуждение, потому что не определен критический коэффициент интервала. Поэтому вполне возможно, что наблюдаемое положительное влияние данной добавки на морозостойкость, например, связано не с улучшенной микроструктурой, а просто с улучшенной системой воздушных пустот!

    Заполнители являются важным компонентом любого бетона, и их, конечно же, всегда следует выбирать должным образом, чтобы гарантировать, что они не будут отрицательно влиять на морозостойкость бетона.Некоторые агрегаты, обычно характеризующиеся высокой пористостью и низким средним размером пор, просто не устойчивы к морозу. Благодаря своей мелкопористой структуре они легко насыщаются, а давление из-за движения воды при образовании льда превышает предел прочности агрегата на разрыв. Это особенно характерно для крупных частиц заполнителя, поскольку в этом случае вода должна пройти большое расстояние во время замерзания. Другие типы заполнителей, даже если они морозостойкие, могут оказывать негативное влияние, вытесняя воду из окружающей пасты при замерзании.Высокая пористость, абсорбция 2%, обычно считается верхним пределом, указывает на потенциальные проблемы. Очевидно, что доступ к воде снова является очень важным условием, и поэтому низкая пористость пасты помогает снизить степень насыщения заполнителей во время замерзания. Воздухововлечение также важно, поскольку воздушные пустоты вблизи границы раздела паста-заполнитель могут помочь снизить давления, возникающие из-за вытеснения воды заполнителем в окружающую пасту.

    Относительно распространенным типом разрушения от мороза является то, что в Северной Америке называется растрескиванием по линии D (растрескивание по линии разрушения). Как упоминалось ранее, наличие влаги является основным условием разрушения от мороза, и это часто имеет место вблизи стыков в бетонных покрытиях. Если бетон недостаточно защищен воздухововлекающими добавками или если используются определенные типы заполнителей, морозное повреждение приводит к образованию трещин, близких к швам и параллельно им.

    Учитывая важность степени насыщения с точки зрения морозостойкости, Фагерлунд (1975) разработал концепцию критической степени насыщения. Для любого бетона существует критическая степень насыщения, так что повреждение от замерзания неизбежно произойдет, если бетон замерзнет, ​​когда степень насыщения выше критического значения (см. Рисунок 11.5). Чем дольше конкретный бетон достигает критической степени насыщения, тем лучше его морозостойкость.Очевидно, что качественный бетон с воздухововлекающими добавками требует очень много времени для достижения критического насыщения, особенно потому, что капиллярные силы в воздушных пустотах очень малы (большинство воздушных пустот имеют диаметр более 25 мкм). Эта концепция подчеркивает важность доступа к воде и может использоваться для прогнозирования срока службы, то есть времени, необходимого для достижения критического насыщения в полевых условиях.

    Рисунок 11.5. Связь между относительным динамическим модулем упругости и степенью насыщения бетона.

    Добавки в бетон для холодной погоды

    Бетон лучше всего твердеет при температуре выше 50 ° F. Когда температура окружающей среды недостаточно высока, необходимо предпринять дополнительные меры для обеспечения полной прочности бетона. Часто используются добавки в бетон, ускоряющие гидратацию.

    Холодная погода и бетон

    Американский институт бетона определяет бетон для холодной погоды как «период, когда средняя дневная температура окружающей среды ниже 40 ° F (5 ° C) в течение более 3 дней подряд.”

    При понижении температуры экзотермические реакции, гидратирующие цемент и превращающие его в твердый, прочный бетон, значительно замедляются. Это может означать длительные задержки в проектах, поскольку вы ждете, пока бетон застынет. Кроме того, когда цемент замерзает, он расширяется и создает опасное давление на смесь. Это может значительно ослабить окончательно затвердевший бетон. При укладке бетона в холодную погоду важно принять необходимые меры, чтобы ускорить время отверждения и предотвратить вредное воздействие замерзания.Добавки могут быть эффективным решением.

    Что такое добавки?

    Добавки — это специальные ингредиенты, добавляемые в бетон помимо цемента, воды и заполнителя. Они используются для изменения и улучшения свойств бетона. Эти добавки часто используются для обеспечения качества бетона, когда существуют неидеальные условия (например, холодная погода)

    Большинство добавок выпускаются в жидкой форме, готовой к употреблению, и добавляются в бетон на заводе или на стройплощадке. Некоторые добавки, такие как пигменты, расширительные агенты и вспомогательные средства для перекачивания, используются только в очень малых количествах.Эти добавки обычно дозируются вручную из заранее отмеренных емкостей.

    Эффективность добавки зависит от нескольких различных факторов, таких как: тип и количество цемента, содержание воды, время перемешивания, осадка, температура бетона и температура окружающей среды.

    Добавки в бетон для холодной погоды

    Следующие добавки помогают бетону быстро затвердеть и достичь необходимой прочности в холодную погоду:

      • Ускорители — Добавки хлорида кальция являются наиболее распространенным типом ускорителей и используются для ускорения процесса отверждения за счет увеличения скорости гидратации цемента.Количество добавляемого в цементную смесь будет зависеть от условий окружающей среды. Нехлоридные ускорители используются в ситуациях, когда добавление хлорида кальция запрещено.
      • Воздухововлекающие агенты — Увлеченный воздух улучшает устойчивость бетона к повреждениям от замерзания и оттаивания. Воздухововлекающие агенты создают в цементной смеси миллионы крошечных пузырьков. Эти пузыри помогают бороться с дополнительным давлением, создаваемым отрицательными температурами в цементном тесте; они создают дополнительный объем, чтобы приспособиться к расширяющейся природе льда.
      • Суперпластификаторы — Это высокодисперсные восстановители воды. Суперпластификаторы могут снизить влажность бетонной смеси на 10-30%. Поскольку эта добавка позволяет цементу сохранять удобоукладываемость, это отличный вариант, когда все же предпочтительнее легко укладываемый бетон. Эффект, однако, длится всего около 45 минут, поэтому проекты нужно планировать соответствующим образом.

      Другие меры предосторожности при работе с бетоном в холодную погоду

      Помимо добавления добавок для холодной погоды, вот еще несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы помочь сохранить прочность бетона при укладке цемента при низких температурах:

      • Разморозьте землю. Используйте обогреватели или одеяла с подогревом, чтобы оттаять поверхности, на которые будет заливаться бетон.Заливка бетона на мерзлую землю быстро охладит бетон до температуры ниже идеальной. Использование нагревателя для подготовки поверхностей предотвратит слишком быстрое охлаждение или замерзание и поможет поддерживать необходимые реакции.
      • Используйте горячую воду в цементной смеси. Как правило, вы должны стремиться к тому, чтобы температура бетонной смеси была 65 ° F или выше в зимние месяцы. Горячая вода поможет вам достичь этой температуры.
      • Используйте дополнительный цемент — Добавление дополнительного цемента в вашу смесь (обычно дополнительные 100 фунтов на кубический ярд) приведет к более быстрой гидратации вашего бетона.
      • Используйте цемент типа III — цементные смеси типа II дают высокую начальную прочность и быстрее гидратируются.
      • Удаление стекающей воды — используйте скребок или вакуум для удаления стекающей воды, которая с трудом испаряется в холодную погоду.
      • Используйте бетонные покрытия для сохранения твердения цемента. Теплоизолированное и нагретое бетонное покрытие сохранит цемент при идеальных температурах при его застывании. Это предотвратит любые задержки из-за длительного времени отверждения и проблем с прочностью затвердевшего бетона.

    (PDF) Морозостойкость бетона с различными классами прочности и минеральными добавками

    Уравнение Глава 1 Раздел 1 Морозостойкость бетона с различными классами прочности

    и минеральными добавками

    Кефенг Тан 1, Джон М. Николс 2

    1 отдел Школы материаловедения Юго-Западного университета науки и технологий, город Мяньян, провинция Сычуань

    , КНР

    2 Департамент строительных наук, архитектурный колледж, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, 77840, США

    Электронная почта: jm-nichols @ tamu.edu

    Аннотация. В данном исследовании изучалось влияние водоцементного отношения и минеральных добавок на морозостойкость

    бетона. Используемый метод испытаний основан на стандартном методе испытаний ASTM C666 на устойчивость бетона

    к быстрому замораживанию и оттаиванию. Для экспериментального тестирования использовали десять дизайнов смесей. Результаты испытаний

    показывают, что морозостойкость бетона увеличивается с уменьшением водоцементного отношения. Фактически, для бетона с низким содержанием воды и цемента

    или высокопрочного бетона морозостойкость отличная даже без добавления воздухововлекающего агента.Для бетона

    со средним или высоким отношением воды к цементу, однако, необходимо включение воздухововлекающего агента, чтобы

    улучшил их морозостойкость. Добавление микрокремнезема улучшает морозостойкость бетона, а добавление золы

    в бетон ухудшает морозостойкость. Цель исследования — определить, является ли бетон с нулевым содержанием воздуха

    устойчивым к циклам замораживания и оттаивания.

    Ключевые слова: бетон; Морозостойкость; соотношение в / ц; Минеральная примесь; Воздухововлекающий агент.

    1 Введение

    Люди медленно выходили за рамки, переезжая в крайне негостеприимные места, чтобы жить во все больших количествах. Относительно дешевая доступность энергии

    с развитием системы кондиционирования воздуха с обратным циклом сделала этот переход плавным и возможным. Внутри арктического укрытия может быть тепло, но снаружи все еще подвержены циклам замораживания и оттаивания. Замораживание и оттаивание

    не будет проблемой, за исключением изменения объема воды при замерзании.Чтобы предотвратить повреждение бетона

    из-за повторяющихся циклов замораживания и оттаивания, воздух должен быть намеренно вовлечен в бетон с помощью воздухововлекающего агента. Хотя воздухововлекающий состав

    увеличивает долговечность, он также снижает прочность бетона, поэтому по этой причине унос воздуха нежелателен в бетоне с высокой прочностью

    [1]. Многие исследователи ставят под сомнение необходимость вовлечения воздуха в HSC [2, 3, 4, 5, 6], однако значительное число исследователей

    по-прежнему рекомендуют использовать воздухововлечение для повышения долговечности бетона, подверженного замораживанию и оттаиванию

    [ 1,5,6,7,8].

    Требуются исследования, чтобы определить, можно ли производить морозостойкие HSC без какого-либо вовлечения воздуха. Целью исследования

    является рассмотрение воздействия вовлечения воздуха на бетон с нормальной и средней высокой прочностью, до 70 МПа, который может быть использован в системах из стальных труб, заполненных бетоном, или в железобетонных конструкциях, которые будут подвергаться воздействию ситуации замораживания и оттаивания.

    В этом документе представлена ​​литература, имеющая отношение к этой работе, представлен раздел о методах, очерчены и обобщены результаты и основные выводы

    , а также приведено заключение.

    2 Обзор литературы

    Вода — сложный материал из-за низкой сжимаемости и расширения при замерзании. Цикл от замораживания до оттаивания составляет

    , что приводит к значительному ущербу для человека и окружающей среды. На рисунке показана плотность h3O при различных температурах

    от -175 до 100 ° C. Критической точкой является изменение плотности при переходе от воды к льду в диапазоне от -1 до 4 ° C. Рисунок

    иллюстрирует объем 1000 кг воды при различных температурах.Критическим изменением является девятипроцентное увеличение вблизи тройной точки, когда вода

    превращается в лед.

    Коэн, Чжоу и Дольч [1] проанализировали характеристики безвоздушного высокопрочного бетона и пришли к выводу, что воздухововлечение

    улучшило характеристики, но дым кремнезема не улучшил их. Hooton [2] показал, что микрокремнезем улучшает физические свойства

    паст, строительных растворов и бетонов. Lessard, Baalbaki и Aitcin [3] исследовали состав смеси воздухововлекающего бетона с высокими эксплуатационными характеристиками

    .Ли, Ланган и Уорд [4] показали, что содержание воды в цементе является критическим параметром для устойчивости

    к циклам замораживания и оттаивания. Marchand et. др., [5] учтена морозостойкость высокопрочных бетонов. Голубь у. др. [6] показал

    , что при низком соотношении воды и цемента для бетонов с высокими эксплуатационными характеристиками воздухововлечение не требовалось для обеспечения долговечности при испытании в

    в соответствии со стандартным тестом ASTM [7]. Фагерлунд [8] подтвердил более ранние результаты для высокоэффективного бетона, подвергнутого

    циклам замораживания-оттаивания, как это сделали Зия и Хансен [9].

    Наконец, в 2017 году Yu, Ma и Yan [10] опубликовали уравнение для определения повреждений бетона при замерзании и оттаивании. Эту работу

    можно отследить от Пауэрса [11], который начал с наблюдения, что для замерзающей воды может произойти 9% -ное увеличение объема, и переместил

    на развитие теории. Ю, Ма и Ян [10] подробно излагают теорию, которая здесь не повторяется, за исключением критического уравнения

    для максимального гидростатического давления:

    Сопротивление замораживанию-оттаиванию

    Когда вода замерзает, она расширяется примерно на 9 процентов.Когда вода во влажном бетоне замерзает, она создает давление в порах бетона. Если создаваемое давление превышает предел прочности бетона на разрыв, полость расширится и разорвется. Накопительный эффект последовательных циклов замораживания-оттаивания и разрушение пасты и заполнителя может в конечном итоге вызвать расширение и растрескивание, образование окалины и крошение бетона.

    Химикаты для борьбы с обледенением для тротуаров включают хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид магния и хлорид калия.Эти химические вещества снижают температуру замерзания осадков, выпадающих на тротуары. Недавняя тенденция заключалась в использовании широкого спектра смесей этих материалов для улучшения характеристик при одновременном снижении затрат, а передовая практика показывает, что чрезмерная дозировка раствора более четырех процентов имеет тенденцию к снижению вероятности образования накипи на поверхностях дорожного покрытия. Высокая концентрация антиобледенителя сокращает количество циклов замораживания и оттаивания дорожного покрытия за счет значительного снижения температуры замерзания.

    Антиобледенители для специальных применений, таких как тротуары в аэропортах, требуют нехлоридных материалов для предотвращения повреждения самолетов. Список антиобледенителей, используемых для этих целей, включает мочевину, ацетат калия, пропиленгликоль и этиленгликоли.

    Поскольку образование накипи на покрытиях всех типов вызвано физическим воздействием солей, использование высокопрочного (4000 фунтов на квадратный дюйм или более), воздухововлекающего бетона с низкой проницаемостью имеет решающее значение для обеспечения хорошей долговечности в этих применениях.

    Таблица 11-5 15-го издания «Проектирование и контроль бетонных смесей» дает прекрасное руководство по эффективным температурам и включает влияние на бетон, практические пределы температуры, химическую форму и коррозию металлов.

    Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с примером использования проводящего бетона для борьбы с обледенением настила моста.

    D-Cracking — Растрескивание бетонного покрытия, вызванное разложением заполнителя в бетоне в результате замерзания-оттаивания, называется D-трещиной. D-трещины — это близкорасположенные образования трещин, параллельные поперечным и продольным швам, которые позже многократно расширяются от швов к центру панели дорожного покрытия. D-растрескивание является функцией основных свойств определенных типов частиц заполнителя и окружающей среды, в которой находится дорожное покрытие.

    Из-за естественного накопления воды под дорожным покрытием в слое основания и основания, заполнитель может со временем стать насыщенным. Затем при циклах замораживания и оттаивания в насыщенном заполнителе в нижней части плиты начинается растрескивание бетона, которое продвигается вверх, пока не достигнет изнашиваемой поверхности. Эту проблему можно уменьшить либо путем выбора агрегатов, которые лучше работают в циклах замораживания-оттаивания, либо, если необходимо использовать маргинальные агрегаты, путем уменьшения максимального размера частиц.Также может оказаться полезным установка эффективных дренажных систем для отвода свободной воды из-под тротуара.

    Поперечное сечение воздухововлекающего (справа) и невововлекающего бетона. Воздушные пустоты большого размера — это захват воздуха. Маленькие пузырьки точечного размера (увлеченный воздух), равномерно распределенные в пасте, представляют собой полезные воздушные пустоты. Обратите внимание на сравнение с обычным выводом.

    Воздухововлечение — Степень воздействия замораживания-оттаивания варьируется в зависимости от региона США.Местные погодные записи могут помочь определить серьезность воздействия. Устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию во влажном состоянии значительно повышается за счет использования специально втянутого воздуха. Крошечные пустоты с увлеченным воздухом действуют как пустые камеры в пасте, куда поступает замерзающая и мигрирующая вода, тем самым снижая давление в порах и предотвращая повреждение бетона. Бетон с низкой проницаемостью (то есть с низким водоцементным соотношением и адекватным отверждением) лучше выдерживает циклы замораживания-оттаивания.В редких случаях может произойти скопление воздушных пустот, что приведет к потере прочности на сжатие. Подробнее о кластеризации воздушных пустот.

    Типичный пример покрытой окалиной бетонной поверхности

    Предотвращение образования окалины в бетоне

    Образование окалины определяется как общая потеря поверхностного раствора или раствора, окружающего крупные частицы заполнителя на поверхности бетона. Эта проблема обычно вызвана расширением воды из-за циклов замораживания и оттаивания и использования химикатов для борьбы с обледенением; однако бетон надлежащего качества, произведенный, обработанный и затвердевший, не должен подвергаться подобному разрушению.Существует четкая цепочка ответственности за производство устойчивого к образованию накипи бетона.

    Крупным планом вид на ледяные вмятины в замороженном свежем бетоне. Образования кристаллов льда возникают в виде замерзания незатвердевшего бетона.


    Замерзание.
    Бетон очень мало прочности при низких температурах. Соответственно, свежеуложенный бетон необходимо защищать от замерзания до тех пор, пока степень насыщения бетона не будет достаточно снижена за счет гидратации цемента.Время, за которое достигается это уменьшение, примерно соответствует времени, необходимому для достижения бетоном прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм. Бетон, который будет подвергаться воздействию антиобледенителя, должен достичь прочности 4000 фунтов на квадратный дюйм перед повторными циклами замораживания и оттаивания.

    Оптимизация использования летучей золы в бетоне Холодная погода и зимние условия могут быть сложными, когда бетон содержит летучую золу. Зольный бетон, особенно при использовании на более высоких уровнях, обычно имеет увеличенное время схватывания и медленный набор прочности, что приводит к низкой прочности в раннем возрасте и задержкам в темпах строительства.Кроме того, бетон, содержащий летучую золу, часто считается более восприимчивым к образованию накипи на поверхности при воздействии химикатов для борьбы с обледенением, чем бетон из портландцемента. Поэтому важно знать, как регулировать количество летучей золы, чтобы свести к минимуму недостатки и при этом максимизировать преимущества.

    Архитектор высотной квартиры Bayview оптимизировал количество летучей золы на основе требований спецификации бетона, графика строительства и температуры.Он ограничил количество летучей золы в плитах на уклоне, уложенном в зимние месяцы, до 20 процентов. Если невозможно обеспечить адекватное отверждение или если бетон подвергается замерзанию и оттаиванию в присутствии антиобледенительных солей, количество летучей золы всегда должно быть менее 25 процентов. Подробнее об оптимизации использования летучей золы в бетоне.

    Публикации

    Различные бетоны требуют разной степени прочности в зависимости от окружающей среды и желаемых свойств. Руководство Specifer по долговечному бетону, EB221, предназначено для предоставления достаточной информации, чтобы позволить практикующему специалисту выбрать материалы и параметры конструкции для получения прочного бетона в различных средах.

    Оптимизация использования летучей золы в бетоне обсуждает вопросы, связанные с использованием летучей золы в бетоне от низкого до очень высокого уровня, и дает рекомендации по использованию летучей золы без ущерба для строительного процесса или качества готового продукта. Тематические исследования были выбраны в качестве примеров некоторых из наиболее требовательных применений зольного бетона для снижения ASR, устойчивости к хлоридам и экологичного строительства.

    Сопротивление замораживанию и оттаиванию нормальных и высокопрочных бетонов, изготовленных из летучей золы и микрокремнезема. прочный бетон (HSC), изготовленный из летучей золы и микрокремнезема в соответствии с масштабированием поверхности.Процедура позволяет нам измерить количество отложений на единицу площади поверхности из-за ряда четко определенных циклов замораживания и оттаивания в присутствии противообледенительной соли. Потеря веса, образование отложений на поверхности, поглощение влаги и внутреннее повреждение измеряли после 0 и после каждого 4-го цикла замораживания-оттаивания. Результаты испытаний показали, что сопротивление замораживанию-оттаиванию напрямую зависит от прочности бетона на сжатие. Пары кремнезема значительно снизили сопротивление бетона нормальной прочности против замораживания-оттаивания без пластификатора.Покрытие поверхности кварцевого бетона без примесей было на 22% выше, чем у эталонного нормального бетона.

    1. Введение

    Бетон — один из наиболее широко используемых строительных материалов для различных конструкций, таких как здания, дома, плотины, дороги и мосты. Характеристики бетона обычно зависят от конструкции смеси, свойств материала в смеси, условий отверждения и условий окружающей среды в течение срока службы конструкции. Важнейшей проблемой прочности бетона в условиях холодного климата является эффект замораживания-оттаивания.В частности, дамбы, поверхности настила мостов и бетонные дорожные покрытия с широко открытыми поверхностями подвержены риску заморозков в холодном климате. Это условие может вызвать замерзание воды внутри капиллярной пористой структуры бетона с 9% -ным объемным расширением. Растрескивание и отслаивание бетона являются наиболее частыми повреждениями, вызванными расширением матрицы цементного теста под действием циклов замораживания-оттаивания [1].

    Было предложено несколько теорий для объяснения этого типа повреждений, таких как гидравлическое давление [2], осмотическое давление [3] и модель микроледяной линзы [4], которые являются наиболее важными.Ущерб от мороза в основном изучается в лабораторных условиях с помощью ускоренных циклов замораживания-оттаивания. Степень повреждения, вызванного повторяющимися циклами замораживания-оттаивания, варьируется от скалывания поверхности до полного разрушения по мере образования слоев льда, начиная с открытой поверхности бетона и простираясь внутрь под поверхностью. Тем не менее, повреждение из-за воздействия мороза может быть уменьшено либо за счет уменьшения объема капиллярных пор в бетоне, используя более низкое соотношение воды и цемента, либо путем применения подходящей добавки [5].Jin et al. [6] пришли к выводу, что фрактальная размерность распределения размеров воздушных пустот имеет более значительное влияние на сопротивление замораживанию-оттаиванию бетона, чем расстояние между воздушными пустотами. Воздушные пустоты в бетоне можно уменьшить, используя мелкодисперсные пуццолановые добавки, такие как микрокремнезем, летучая зола и измельченный гранулированный доменный шлак. Меньший размер капиллярных пор в бетоне, содержащем микрокремнезем, снижает общее количество замерзающей воды. Однако количество углерода, содержащегося в микрокремнеземе и летучей золе, может вызвать проблемы со стабилизацией воздушных пустот для бетона с воздухововлекающими добавками [7].Исследователи исследовали морозостойкость бетонов, содержащих разную долю кремнезема по массе цемента. Результаты этих исследований показали, что используемые бетоны на основе кварцевого стекла имеют более высокую морозостойкость, чем традиционные бетонные смеси. Также водоцементное соотношение смесей от 0,35 до 0,45 оказывает положительное влияние на образование накипи на поверхности образцов, подвергнутых циклам замораживания-оттаивания [8-10].

    Летучая зола — еще одна широко используемая минеральная добавка для бетона. Тем не менее, эта добавка может оказывать негативное воздействие на затвердевшие бетоны с воздухововлекающими добавками при воздействии замораживания-оттаивания [11–13], как это происходит с микрокремнеземом.В качестве основного качественного параметра летучей золы, определяющего морозостойкость бетона с минеральной добавкой, указано количество потерь при прокаливании. Исследователи изучали влияние потерь на возгорание и содержание летучей золы на снижение прочности после замораживания и оттаивания. Полученные результаты однозначно подтверждают отрицательное влияние высоких потерь на возгорание в золе на морозостойкость бетона с их добавкой [14]. Некоторые исследователи также доказали, что летучая зола не сильно влияет на устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию [15, 16].Кроме того, холодные погодные условия ограничивают процент летучей золы, которая может использоваться в бетоне из-за потенциального замедления схватывания и медленного развития прочности, особенно при воздействии высоких уровней противообледенительных солей [17, 18]. Целью данного исследования является определение влияния летучей золы и микрокремнезема на морозостойкость бетонов различной прочности и содержания воздуха. Капиллярное отсасывание антиобледенительного раствора и метод замораживания-оттаивания (CDF) (тест) используются для определения поверхностного отложения образцов [5].

    2. Материалы и методы
    2.1. Материалы

    Сырье бетонных смесей поступало из разных источников. Цемент типа CEM I 42.5R был получен на цементном заводе CIMSA в Эскишехире (Турция) в соответствии с нормами по цементу TS EN 197-1 [19]. Летучая зола и микрокремнезем использовались в качестве минерала для дополнительного вяжущего материала. Летучая зола, использованная в данном исследовании, поступала с Ятаганской ТЭЦ в районе Мугла. Использование летучей золы в бетоне делает его менее проницаемым, чем обычный бетон.Еще одна минеральная добавка — кремнеземная пыль — была получена на заводе ETI Electrometallurgy в Анталии. Пары кремнезема — это промышленные отходы, которые можно использовать в качестве минеральной добавки для производства высококачественного бетона. Средняя дисперсность микрокремнезема (~ 200 000 см 2 / г) примерно в 100 раз выше, чем у обычного портландцемента. Эта более высокая крупность помогает заполнить микропоры в затвердевшем бетоне. Это делает бетон непроницаемым, но мы знаем, что микрокремнезем увеличивает пластическую усадку и потребность бетона в воде.Пластическая усадка вызывает микротрещины и снижает долговечность [20]. Химический состав этих связующих веществ приведен в Таблице 1.

    2 2

    Основные оксиды (%) CEM I 42.5R Летучая зола Дым кремнезема
    SiO 2 19,96 51,07 92,20
    Al 2 O 3 5.03 22,65 0,65
    Fe 2 O 3 2,88 5,83 0,34
    CaO 63,607 2,48 0,38
    K 2 O 0,80 2,40 0,70
    Na 2 O 0,27 0.80 0,31
    SO 3 2,79 1,69 1,05
    Cl 0,005 0,004 0,004 0,95

    Заполнитель — это сыпучий материал, такой как песок, гравий, щебень, доменный шлак и легкий вес, которые обычно занимают от 60 до 75% объема бетона.В данном исследовании щебень был поставлен бетонным заводом Cimsa в регионе Эскишехир, Турция. Агрегатные свойства существенно влияют на удобоукладываемость пластичного бетона, а также на долговечность, прочность, термические свойства и плотность затвердевшего бетона. По этой причине для адекватной градации бетонных смесей использовались три типа заполнителей (0–5, 5–15 и 15–22 мм). Воздухововлекающий агент и суперпластификатор, используемые в бетонных смесях, были получены от SIKA Turkey под названиями Sika AER и Sikament RCM 310 соответственно.Бетонные смеси изготавливались на водопроводной воде Eskisehir.

    2.2. Метод

    Были изготовлены образцы бетона: нормальный бетон (NC), высокопрочный бетон (HSC), дымокремнеземный бетон (SFC) и бетон из летучей золы (FAC). Кроме того, эти бетоны были изготовлены с воздухововлекающими добавками, чтобы определить влияние воздухововлекающих средств на эффект замораживания-оттаивания. Перед бетонным смешанным дизайном градация и физические свойства заполнителей определяются с помощью ситового анализа, удельного веса и испытаний на водопоглощение.Использовались микрокремнезем и летучая зола с заменой цемента в минерально-бетонных смесях 15% по весу. Использование микрокремнезема более 15% может увеличить потребность бетонной смеси в воде. По этой причине оптимальное соотношение минеральных добавок было выбрано 15%. Состав смеси безвоздушных бетонов можно увидеть в Таблице 2. Суперпластификатор используется только в смеси HSC для 1,5% от веса цемента. Воздухововлекающий агент использовался в количестве 0,15% от веса цемента в образцах воздухововлекающего бетона.


    Тип бетона Цемент (кг) Вода (кг) с Агрегат (кг) Летучая зола (кг) Пары кремнезема (кг)

    NC 358 165 0,46 1897 —
    HSC 407 122 0.30 1977 102
    SFC 358 165 0,46 1897 53,7
    53,7

    Морозостойкость образцов бетона, определенная в соответствии с методом капиллярного всасывания, внутренних повреждений и замораживания-оттаивания (CIF) (испытание).Тест CIF основан на тесте CDF, в котором были определены точные данные для масштабирования, которые дополняют этот тест [21, 22]. В этом методе высокая скорость замораживания более выражена при внутреннем повреждении, чем при масштабировании, и при масштабном повреждении; низкая скорость замораживания более разрушительна по сравнению с высокой скоростью замораживания [23]. Процедура испытания состоит из трех этапов: сухое хранение, предварительное насыщение капиллярным отсасыванием и циклы замораживания-оттаивания. Процедура испытания начинается сразу после периода отверждения [5].Для теста требуется четыре кубика размером 150 мм. В течение первых суток после отливки кубики хранят в формах и защищают от высыхания полиэтиленовым листом. Через 24 ч кубики вынимают из форм и помещают в водяную баню с температурой () ° C. По истечении периода отверждения образцы должны быть запечатаны на их боковых поверхностях. Герметизация алюминиевой фольгой с бутилкаучуком; бутилкаучук плотно наклеивается на боковые поверхности с нахлестом 20 мм. Необходимо обеспечить прочное соединение.

    После сухого хранения образцы помещают в контейнеры для испытаний на распорки высотой 5 или 10 мм так, чтобы испытуемая поверхность находилась внизу. Тестирование замораживания-оттаивания — это циклическая атака. Образцы подвергаются циклу замораживания-оттаивания в термостате с контролируемой температурой (рис. 1).


    Температура охлаждающей и нагревающей бани регулируется с помощью соответствующего устройства. Для этого используется автоматическая испытательная машина Schleibinger CDF / CIF при замораживании-оттаивании, позволяющая применять соответствующие температурные циклы.Типичное изменение температуры 12-часового цикла замораживания-оттаивания можно увидеть на Рисунке 2. Температурный цикл отслеживается в контрольной точке. Допускается постоянный временной сдвиг между тестовыми контейнерами. Параметры повреждения измеряются при температуре выше 15 ° C (заштрихованная область на рисунке 2). Машина производит замораживание и оттаивание в течение 14 дней (28 циклов). Ультразвуковая водяная баня используется для получения герметичного материала с поверхности бетонных образцов, которые подвергаются циклам замораживания-оттаивания.


    Механические свойства образцов бетона определяют с помощью прибора для испытания на одноосное сострадание на образцах кубической формы 150 мм. Поверхностная твердость бетонных образцов определяется с помощью испытательной установки Schmidt Hammer. Качество образцов затвердевшего бетона также контролируется с помощью ультразвуковой импульсной машины для измерения скорости. Этот тест может дать представление о жесткости, компактности и внутреннем повреждении материала из-за передачи ультразвуковых волн внутри твердого материала.

    3. Экспериментальное исследование
    3.1. Испытание на прочность при сжатии

    Прочность на сжатие является основным важным свойством для определения качества бетона. Прочностная способность бетона в основном зависит от свойств ингредиентов смеси, водоцементного отношения, пористости и условий твердения. Изготовленные как воздухововлекающие, так и не воздухововлекающие смеси бетонные смеси высокой и нормальной прочности были подвергнуты испытанию на прочность при сжатии в возрасте 3, 7 и 28 дней.Результаты испытаний на прочность на сжатие приведены на рисунке 3.


    Результаты испытаний на прочность в раннем возрасте за 3 дня показали, что образец HSC достиг значения прочности на сжатие 69 МПа с эффектом более низкого водоцементного отношения (0,3), более высокого цемента и Дозировка микрокремнезема с пластификатором в смеси. Показатель прочности за 28 суток с воздухововлекающим агентом HSC снизился со 120 МПа до 88,90 МПа. На значения серийной прочности бетона NC, SFC и FAC также влияет воздухововлечение внутри бетона.Значения прочности использованных образцов кварцевого порошка без пластификатора ниже, чем у образцов FAC, использованных в летучей золе. Несмотря на это, при использовании большого количества микрокремнезема смесь HSC с более низким водоцементным соотношением и пластификатором (Таблица 2) показала наивысшую прочность на сжатие. Эта разница вызвана поглощением воды из свежей бетонной смеси более мелкими частицами микрокремнезема в использованной смеси SFC, не являющейся пластифицирующим агентом. Снижение прочности можно объяснить снижением удобоукладываемости и неправильным уплотнением свежей смеси SFC с более высокой пористостью.Однако сферические частицы летучей золы повысили удобоукладываемость и компактность образцов FAC без какого-либо пластификатора.

    3.2. Испытание молотком Шмидта

    Испытание молотком Шмидта включает удар по бетону на месте с помощью пружинного штифта с определенной энергией, а затем измеряется отскок. Отскок зависит от твердости поверхности бетона и измеряется испытательным оборудованием. Ссылаясь на некоторые таблицы преобразования, результат испытания на отскок можно использовать для определения прочности бетона на сжатие.Результаты испытаний образцов бетона молотком Шмидта приведены на рисунке 4.


    Согласно результатам испытаний твердость поверхности образцов бетона увеличивалась по мере старения образцов. Числа отскока показали такое же поведение по сравнению с результатами испытаний на прочность на сжатие. Образцы HSC достигли 47 подборов за 28 дней. Однако при использовании воздухововлекающего агента в бетоне для каждой смеси наблюдалось небольшое снижение. Самые низкие значения были получены для смесей SFC в раннем возрасте.

    3.3. Ультразвуковой тест на скорость импульса

    Ультразвуковые методы обычно используются для анализа пористой структуры и механической прочности бетона, а также для обнаружения внутренних дефектов (пустот, трещин, расслоений и т. Д.) [24]. Механическое поведение и определение внутренних повреждений после испытания на замораживание-оттаивание были определены с помощью этой процедуры испытания. Результаты испытаний образцов бетона перед испытанием на замораживание-оттаивание можно увидеть на Рисунке 5. Результаты испытаний показали, что SF более эффективен для смеси HSC с более низким соотношением в / ц и пластификатором.Хорошо известно, что микрокремнезем начинает способствовать развитию прочности уже через 3 дня после смешивания, тогда как летучей золе требуется более 14–150 дней, чтобы внести какой-либо значительный вклад в развитие прочности [25]. Однако смесь SFC не содержит пластификатора. Таким образом, неправильное уплотнение и захваченный воздух вызвали увеличение пористости с уменьшением значений скорости ультразвукового импульса для этого типа образца. Воздухововлечение во всех образцах бетона влияет на снижение скорости ультразвуковых импульсов.Этот факт зависит от повышенного содержания воздуха в этих смесях, что также привело к увеличению пористости.


    3.4. Тесты на замораживание и оттаивание

    Измерения выполняются в начале теста на замораживание-оттаивание (0 циклов замораживания-оттаивания) и после каждого 4-го или, по крайней мере, каждого 6-го цикла замораживания-оттаивания и дополнительно в соответствии с согласованным критерием. Масштабирование поверхности, поглощение влаги и внутренние повреждения следует определять в соответствии с процедурой испытания. Каждые 4 цикла образцы подвергаются воздействию ультразвуковой ванны для удаления неплотно приставшего окалины с испытательной поверхности.Раствор ванны также фильтруют через фильтровальную бумагу для сбора отложений. После определения окалины на поверхности образец для испытаний кладут на стальную пластину для сбора дополнительного окалины. В этом методе также учитываются свойства поглощения влаги и внутренних повреждений [22]. Последовательность шагов теста показана на рисунке 6.


    3.4.1. Результаты масштабирования поверхности

    Раствор, содержащий накипь, фильтруют. Масса фильтра, содержащего высушенный материал с отложениями, равна 0.Точность 01 г. Масса пустого фильтра определяется перед фильтрацией с той же точностью. Затем определяется масса материала с отложениями: Общее количество материала с отложениями, относящегося к испытательной поверхности после th цикла, должно быть вычислено для каждого интервала измерения и каждого образца: где — общая масса материала с отложениями, относящегося к испытательной поверхности после каждый интервал измерения, г / м 2 . — масса измеряемого материала на каждом интервале измерения в граммах с точностью до 0.01 г. — площадь испытательной поверхности, м 2 . Он рассчитывается исходя из линейных размеров.

    Отложения с поверхности образца после 28 циклов замораживания-оттаивания в 3% растворе NaCl для различных типов бетонов можно увидеть на Рисунке 7. Согласно результатам испытаний CDF, наименьшее масштабирование поверхности было получено на образце HSC. Этот результат можно объяснить более высокой прочностью на сжатие, более низким соотношением вода / цемент и содержанием микрокремнезема с пластификатором.Хорошо известно, что бетон содержит различные типы пустот. Повреждение от замораживания-оттаивания происходит при замерзании воды внутри капиллярных пор бетона. Вода внутри пор геля не оказывает существенного влияния на это повреждение, поскольку вода в порах геля может замерзнуть при температуре ниже -75 ° C. Капиллярные поры в смеси HSC заполнены очень мелкими частицами микрокремнезема, поэтому диаметр и количество капиллярных пор уменьшаются. Несмотря на это, смесь SFC с более высоким водоцементным соотношением и без пластификатора вызвала снижение морозостойкости.Это явление может зависеть от увеличения пористости образцов под действием снижения обрабатываемости.


    Образец обычного бетона, использованный в зольной пыли, показал лучшие характеристики, чем другие обычные бетонные смеси. Влияние летучей золы на морозостойкость бетона было изучено Michta. Для достижения устойчивости бетона из золы-уноса к солям, стойкости к замерзанию и борьбе с обледенением, необходимо не только воздухововлечение, но и соответствующее минимальное значение воды / связующего = 0,38. Однако бетоны с w / b = 0.45 показали отсутствие морозостойкости с помощью антиобледенения [14]. В соответствии с рисунком 7 у использованной летучей золы (FAC) безвоздушные и воздухововлекающие результаты масштабирования поверхности образцов бетона ниже, чем у обычных образцов бетона, на 12% и 12,5%, соответственно. Отношение вода / связующее в приготовленной смеси FAC составляло 0,40 и показало аналогичные результаты масштабирования с упомянутым исследованием.

    Пустые пустоты для увлеченного воздуха, образованные воздухововлекающей добавкой, служат резервуаром для выхода воды при замерзании, тем самым снижая разрушающие напряжения [7].Благоприятный эффект воздухововлечения в образце NC можно ясно увидеть на рисунке 8. Воздухововлекающий агент уменьшил образование отложений на поверхности смесей NC, FAC и SFC на 15, 16 и 11% соответственно.


    (a) До
    (b) После
    (a) До
    (b) После
    3.4.2. Результаты поглощения влаги

    После удаления отслоившегося материала с испытательной поверхности образцы помещают вертикально на впитывающую поверхность (лабораторное полотенце), чтобы вода стекала с испытательной поверхности.Относительное увеличение массы каждого образца после th цикла рассчитывается следующим образом: где — поглощение влаги массой каждого образца после th цикла, и — масса всего взвешенного материала в каждом интервале измерения, в граммах с точностью до 0,01 г. — контрольная масса каждого образца без герметизирующей массы после предварительного хранения, в граммах. — масса каждого образца, включая уплотнительную массу, до начала повторного насыщения, в граммах. — масса каждого образца в каждом интервале, г.

    Результаты поглощения влаги приведены на Рисунке 9.Результаты испытаний показали поведение, аналогичное результатам испытаний на масштабирование поверхности. Увеличение капиллярных пор вызвало увеличение значений влагопоглощения для образцов SFC. Этот эффект можно объяснить отсутствием адекватного уплотнения смесей SFC без пластификатора. Уменьшенная пористость HSC с более низким соотношением вода / цемент и микрокремнезем привели к снижению поглощения влаги этими образцами.


    3.4.3. Внутреннее повреждение

    Внутреннее повреждение — это ухудшение внутренней структуры бетона, которое приводит к изменению свойств бетона.Внутреннее повреждение бетонных образцов определяли по методике RILEM TC 176 [22]. Динамический модуль упругости был рассчитан в соответствии с определением времени прохождения ультразвуком. Как определено в методе CIF, критерий повреждения ниже уровня 80%. Система измерения времени прохождения ультразвука на образце бетона показана на рисунке 10.


    Результаты относительного динамического модуля упругости () после 28 циклов приведены на рисунке 11. Согласно критерию повреждения все типы бетона, кроме SFC, находятся выше. критерий повреждения.Такое поведение произошло из-за неправильного уплотнения SFC из-за повышенной потребности в воде. Однако самые высокие значения получены на образце HSC. Воздухововлечение в бетон увеличивало стойкость бетона к действию замораживания-оттаивания. Тем не менее, за счет снижения соотношения вода / цемент ниже 0,35 с уменьшением количества замерзающей воды должна быть гарантирована более высокая морозостойкость, предполагая, что проблемы несовместимости между цементом и суперпластификатором предотвращены [26].


    4. Выводы

    Это исследование проводится с целью определения влияния водоцементного отношения и воздухововлечения на бетоны различной прочности, полученные с использованием летучей золы и микрокремнезема. По результатам испытаний можно сделать следующие выводы: (i) Воздухововлечение в бетон снижает прочность на сжатие для всех типов бетона. Но это повысило удобоукладываемость и сопротивление замораживанию-оттаиванию. (Ii) Поверхность высокопрочного бетона не разрушается как в бетоне с воздухововлекающими, так и с воздухововлекающими добавками.Было обнаружено, что масштабирование поверхности HSC было в 4,24 раза ниже, чем NC. Такое поведение можно объяснить более высокой прочностью на сжатие при более низком соотношении вода / цемент (0,30) и надлежащим уплотнением пластификатором. (Iii) Поверхность бетона из дымчатого кремнезема была сильно повреждена, чем другие типы бетона. Этот факт зависит от пониженной обрабатываемости и надлежащего уплотнения образца SFC с повышенной капиллярной пористостью. (Iv) Летучая зола показала лучшие характеристики, чем микрокремнезем, для бетонных смесей без пластификатора при 0.Соотношение вода / связующее 40. (v) Важно уменьшить капиллярные поры в композите, чтобы улучшить сопротивление замораживанию-оттаиванию бетонов.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

    Благодарность

    Авторы выражают признательность за лабораторную помощь факультету гражданского строительства Университета Анадолу.

    Отходы ильменитового шлама как добавка для морозостойкости устойчивого бетона

    Материалы (Базель).2020 июл; 13 (13): 2904.

    Поступила 22 мая 2020 г .; Принято 24 июня 2020 г.

    Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

    Abstract

    Устойчивое развитие ведет к производству строительных материалов, более безопасных для окружающей среды. Один из способов добиться устойчивости материалов — это добавление промышленных отходов и побочных продуктов, особенно в бетон.Однако добавление отходов в бетон часто снижает его долговечность, и необходимо уменьшить степень агрессивности окружающей среды, в которой используется бетон. Изготовить экологичный бетон, который также устойчив в более агрессивных средах, довольно сложно. В данной статье представлены результаты испытаний, проведенных на бетоне, содержащем отходы ильменитового шлама производства диоксида титана, который подвергался морозной агрессии с применением противообледенительных солей и без них. Результаты показали, что можно изготавливать устойчивый и морозостойкий бетон.После 200 циклов замораживания-оттаивания прочность испытанных бетонов на сжатие снизилась менее чем на 4%. Бетоны обладают высокой устойчивостью к образованию накипи, и после 112 циклов замораживания-оттаивания в воде с противообледенительной солью полученная масса составила менее 0,02 кг / м 2 . Также было проанализировано распределение воздушных пустот. Результаты соответствовали требованиям, предъявляемым к бетону по морозостойкости, и были аналогичны результатам, полученным для эталонного бетона с летучей золой. Исследование микроструктуры с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) не показало никаких потенциальных рисков, которые могли бы повлиять на долговечность бетона.Частицы отходов были тщательно смешаны в связующем, и некоторые из его составляющих, по-видимому, являются активной частью цементной матрицы. Длительные испытания на усадку (360 дней) не показали каких-либо чрезмерных значений, которые отличались бы от эталонного бетона с летучей золой. Представленные результаты показали, что экологически чистый бетон, содержащий отходы ильменитового шлама производства диоксида титана, также может быть устойчивым к морозной агрессии.

    Ключевые слова: ильменитовый шлам, отходы, бетон, диоксид титана, морозостойкость

    1.Введение

    В соответствии с седьмым пунктом Основных требований к строительным работам CPR-EU 305/2011, опубликованным в марте 2011 года, Европейский Союз объявляет «устойчивое использование природных источников» приоритетом [1,2]. В соответствии с этим постановлением, поощряя развитие, количество природных ресурсов, используемых при производстве строительных материалов, должно уменьшаться, так как количество используемых побочных продуктов и промышленных отходов должно увеличиваться. Второй аспект устойчивого развития — более эффективное использование природных источников за счет производства более качественных материалов с использованием того же количества компонентов, только улучшая их качество; например, повышение реакционной способности связующего путем измельчения его до более мелких частиц [3,4].Третий способ сделать строительные материалы более экологичными — это использование вторичных строительных материалов после сноса [5]. Другой аспект состоит в том, что строительные материалы и целые конструкции будут более устойчивыми, если время использования будет увеличено более чем на 50 лет, что является сроком службы большинства бетонных конструкций [6].

    Добавление промышленных отходов или побочных продуктов может снизить долговечность бетона. Во многих случаях это действительно так, и новый материал приходится использовать для менее агрессивных сред.Таким образом, по крайней мере, некоторые части отходов повышаются, чтобы использовать менее естественные источники [7]. Если возможно и безопасно использовать промышленные отходы в качестве добавки к бетону, предназначенному для более агрессивных сред, было бы проще использовать их в больших количествах. Одним из наиболее агрессивных явлений для бетона в умеренном климате является морозостойкость. Бетон, предназначенный для таких сред, должен содержать большее количество цемента, что делает их еще менее экологически чистыми материалами.Вот почему важно также использовать отходы в этих типах бетонов.

    Мировое производство диоксида титана в 2019 году оценивается в 7,2 миллиона тонн [8]. TiO 2 в основном производится двумя способами — сульфатным и хлоридным. Около 45% мирового производства приходится на сульфатный метод, при котором образуются различные количества различных побочных продуктов и отходов. Каждая тонна TiO 2 , произведенная этим методом, дает около 2,3 тонны FeSO 4 · 7H 2 O, 1.5 тонн FeSO 4 ∙ H 2 O, 0,7 тонны красного гипса и 0,35 тонны отходов ильменитового шлама [9,10,11]. Сульфат железа — это побочный продукт, который в основном используется в качестве восстановителя хрома (VI) при производстве цементного клинкера и в качестве флокулянта на очистных сооружениях. Красный гипс используется при производстве гипсовых штукатурок [10,11,12]. Имеется всего несколько публикаций о потенциальных способах повышения ценности отходов ильменитового шлама [13,14,15,16], но даже когда они были успешными, они не могли использовать большие количества, учитывая, что мировое производство этих отходов оценивается на 1.1 миллион тонн ежегодно [8,17,18].

    Эта статья направлена ​​на подтверждение теории о том, что отходы, такие как ильменитовый шлам, могут быть использованы в качестве добавки для бетона, устойчивого к коррозии при замораживании-оттаивании. Это потенциально повысит ценность этих промышленных отходов и сделает бетон более экологичным и, следовательно, более экологичным. Поскольку отходы ильменитового шлама содержат некоторое количество невыщелоченного TiO 2 , бетон, содержащий эти отходы, может также иметь фотокаталитический эффект, помогающий снизить уровень NOx в воздухе [19,20].Отходы, вероятно, также содержат некоторое количество наночастиц кремнезема, которые могут повлиять на реологию цементного теста [21,22]. Есть два основных способа сделать бетон устойчивым к морозам. Оба они требуют относительно большого количества цемента (более 320 кг / м 3 ) и низкого водоцементного отношения, но один из способов, предпочитаемых стандартом EN 206 [23], также требует подачи воздуха в бетонную смесь. Воздушные пустоты предотвращают повреждение структуры затвердевшего бетона увеличивающимся объемом замерзающей воды [24,25,26,27,28].Другой способ улучшить устойчивость бетона к морозным воздействиям — это сделать его структуру более уплотненной, что предотвращает проникновение воды в бетон и его повреждение в результате замерзания. Это можно сделать, используя еще большее количество цемента (более 380 кг / м 3 ) и низкое водоцементное соотношение (0,30 или даже меньше) и без использования каких-либо веществ, попадающих в воздух. Этот способ защиты бетона от воздействия мороза является более дорогостоящим и довольно сложным, как показывают результаты испытаний, проведенных Portland Cement Association [29] и другими [30], поскольку этот тип бетона имеет высокую автогенную усадку и может иметь раннюю усадку. склонность к растрескиванию при возрастной усадке [31].Этот вид морозостойкого бетона используется при производстве сборных бетонных элементов в виде блоков тротуарной плитки и плит, которые изготавливаются по технологии вибропрессования [32,33,34].

    В данной статье представлен новый способ повышения ценности отходов ильменитового шлама в качестве добавки к морозостойкому бетону. Предыдущие статьи [21,35] показали, что отходы ильменитового раствора могут быть полезным материалом в качестве добавки для типичных недорогих бетонов с низким классом сжатия и изготовленных из обычных материалов.В этой статье представлены результаты испытаний, проведенных на более высоких классах прочности на сжатие, которые устойчивы в более экстремальных условиях, включая морозостойкость с помощью противообледенительных солей.

    В статье представлены результаты следующих испытаний:

    • свойства свежих бетонных смесей

    • прочность на сжатие и изгиб

    • усадка

    • морозостойкость

    • масштабирование

    • анализ воздушных пустот

    • исследование структуры с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM)

    В качестве эталонного бетона была приготовлена ​​та же бетонная смесь но вместо RMUD было добавлено такое же количество летучей золы (FA) класса A согласно стандарту EN 450-1 [36].

    Бетонная конструкция в зависимости от ее типа может быть возведена с армированием или без него, что влияет на свойства используемого бетона. Существуют также различные типы армирования, и перед использованием новых отходов в железобетоне необходимо провести соответствующие испытания [37,38]. Данная статья посвящена лабораторным испытаниям бетонов без армирования.

    2. Материалы и методы

    Ильменитовый шлам — отходы производства диоксида титана серным способом.Сырье, состоящее в основном из ильменита и ильменитового шлака, выщелачивается с использованием концентрированной серной кислоты. Часть сырья солюбилизируется и после фильтрации перерабатывается. Остаются нерастворимые части, которые называются отходами ильменитового шлама. Эти отходы, классифицируемые как опасные в соответствии с европейской классификацией [38], полезны в качестве добавки к бетону в основном из-за высокого содержания остаточной серной кислоты (около 14%). В результате эти отходы дополнительно промываются водой и фильтруются на заводе.После таких модификаций отходы содержат менее 1% остаточной серной кислоты, которая дополнительно нейтрализуется с помощью оксида кальция в лаборатории. Нейтрализацию проводят до тех пор, пока pH не станет слабокислым (около 4–5), чтобы избежать инициации пуколановой реакции, как показано в [39]. Затем нейтрализующий материал сушат в печи при 105 ° C до постоянной массы. Затем его просеивают через сито 0,50 мм. Приготовленный таким образом материал называется РМУД (промытый шлам). Результаты предыдущих испытаний показали, что тяжелые металлы, присутствующие в отходах, иммобилизуются в цементном вяжущем на удовлетворительном уровне [40].Кроме того, концентрация радиоактивных нуклидов, как предполагают некоторые авторы [9,13], находится на безопасном низком уровне.

    2.1. RMUD, летучая зола и цемент

    и представляют содержание основных компонентов, полученных в результате рентгенофлуоресцентных тестов, а также характеристики RMUD, летучей золы (FA) и портландцемента. В качестве цемента для испытаний использовался портландцемент CEM I 42.5R в соответствии со стандартом EN 197-1 [41].

    Таблица 1

    Концентрация (%) основных компонентов в RMUD, FA и цементе [42].

    65
    Элемент SiO 2 TiO 2 Fe 2 O 3 MgO Al 2 O 907 3 Ca 907 O MnO K 2 O P 2 O 5 SO 3 Класс
    RMUD 35,07 7,26 5,53 3,09 1,10 0,53 0,26 0,01 0,98
    FA
    FA 51,51 902 51,51 902 51,51 902 51,51 902 902 3,82 1,37 0,10 2,73 0,31 0,48 0,02
    Цемент 20,06 3,38 0.89 4,13 64,41 0,24 0,56 2,97 0,07

    Таблица 2 9000UD, 9000 FA4 Физико-механические характеристики цемента. [39]

    907 907 FA
    Характеристика Значение
    Цемент
    Потери при прокаливании (%) 4,74
    Нерастворимый остаток (%) 0.89
    Плотность (г / см 3 ) 3,05
    Соответствующая поверхность (см 2 / г) 4060
    Прочность на сжатие (МПа) в соотв. согласно EN 196-1 [43]:
    −2 дня 29,2
    −28 дней 54,2
    Прочность на изгиб (МПа) в соотв. согласно EN 196-1 [43]:
    −2 дня 5,4
    −28 дней 7.9
    RMUD
    Потери при воспламенении (%) 2,70
    Соответствующая поверхность (см 2 / г) 8,390
    Плотность (г / см 3 )
    Потери при возгорании (%) 1,43
    Соответствующая поверхность (см 2 / г) 4020
    Пуццолановая активность (%) в соотв.согласно EN 450-1 [36]:
    −28 дней 77,4
    −90 дней 93,3
    Плотность (г / см 3 ) 2,20

    2.2. Бетон

    Для приготовления морозостойкого бетона параметры границ были взяты из стандарта EN 206 [23]. Согласно этому документу, бетон, устойчивый к циклам замораживания-оттаивания в воде с противообледенительными солями, должен удовлетворять требованиям агрессивных сред XF4 и XD3, где XF — это воздействие замораживания / оттаивания с противообледенительными агентами или без них, и XD коррозия, вызванная другими хлоридами, кроме морской воды.Граничные параметры для выполнения данных классов экспозиций:

    • минимальное содержание цемента в бетонной смеси: 340 кг / м 3

    • минимальный класс прочности: C 35/45

    • максимальное водоцементное отношение (в / ц): 0,45

    • минимальное содержание поступающего воздуха: 4,0%

    • морозостойкие заполнители

    В качестве заполнителя амфиболитовая крупа выполняющие требования к морозостойким заполнителям.показывает кривую просеивания заполнителя, используемого в бетонах. Границы кривых (зеленые) рекомендуются в соответствии с польским стандартом PN-B-06265 [44].

    Кривые просеивания смесей заполнителей для бетонов.

    Согласно предыдущим тестам и процессам оптимизации [45], содержание RMUD в бетоне должно составлять 10,8% от массы вяжущего. В качестве эталонного бетона использовалась та же смесь, но вместо RMUD была добавлена ​​летучая зола (FA). Авторы выбрали эталонный бетон с летучей золой вместо бетона с только портландцементом в качестве связующего, потому что предыдущие испытания показали [21,40], что RMUD имеет такой же уровень пуццолановой активности, что и летучая зола.

    Состав бетонных смесей представлен в.

    Таблица 3

    Состав исследуемых бетонов.

    901 9 кг 3 цемента было недостаточно или соотношение вода / вяжущее было слишком высоким для выполнения требований класса прочности стандарта EN 206 [23] для обоих бетонов. Повышение прочности бетона на сжатие может быть достигнуто за счет увеличения количества цемента или уменьшения водоцементного отношения в бетоне и добавления большего количества пластифицирующей добавки.В этих испытаниях прочность на сжатие была увеличена путем добавления дополнительных 10 кг / м цемента 3 (до 350 кг / м 3 ).

    2.3. Свойства свежей смеси

    После смешивания бетонов свойства свежих смесей были протестированы следующим образом:

    • консистенция методом потери осадки в соответствии с EN 12350-2 [46]

    • плотность свежей смеси согласно EN 12350-6 [47]

    • содержание воздуха методом давления согласно EN 12350-7 [48]

    2.4. Прочность на сжатие и изгиб

    Смешанные бетонные смеси помещали в кубические и призматические формы размером 100 мм с размерами 100 × 100 × 500 мм в соответствии с EN 12350-1 [49]. На следующий день после извлечения из формы образцы выдерживали в воде при температуре 20 ± 2 ° C в соответствии с EN 12390-2 [50] до дня испытания. Испытания на сжатие и изгиб были проведены через 28 и 90 дней отверждения в соответствии с результатами предыдущих испытаний, которые показали, что RMUD является пуццолановым реактивным материалом, прочность композита которого увеличивается даже после 28 дней отверждения [35,40].

    Прочность на сжатие была испытана в соответствии с EN 12390-3 [51], а испытание на прочность при изгибе было выполнено в соответствии с EN 12390-5 [52]. При испытаниях нагрузка прикладывалась к двум точкам образцов.

    2.5. Усадка

    Чтобы проверить стабильность бетона с течением времени на случай, если в вяжущем возникнут какие-либо реакции расширения, было проведено испытание на усадку с использованием метода Амслера в соответствии с польским стандартом PN-B-06714-23 [53], который аналогичен новый европейский стандарт EN 12390-16 [54].Три призматических образца размером 100 × 100 × 500 мм, изготовленные из испытуемого бетона, были измерены после извлечения из формы до 360-го дня. Во время испытания образцы были отверждены при постоянной температуре (20 ± 2 ° C) и влажности (65 ± 5%), чтобы избежать влияния окружающей среды на усадку.

    2.6. Морозостойкость

    Испытания на замораживание – оттаивание проводились в соответствии с польским стандартом PN-B-06265 [44]. Было приготовлено двенадцать образцов кубической формы 100 мм. После отверждения их в течение 90 дней в воде при температуре 20 ± 2 ° C шесть из них были взяты на циклы замораживания-оттаивания, а остальные были оставлены в воде в качестве контрольных образцов.Всего было выполнено 200 циклов замораживания – оттаивания. Каждый цикл включал стадию замораживания до температуры -18 ± 2 ° C в течение не менее четырех часов и стадию оттаивания при температуре 18 ± 2 ° C в течение двух-четырех часов. После завершения циклов образцы были исследованы на предмет повреждений на их поверхности. Затем испытание прочности на сжатие было выполнено для всех 12 образцов бетона (включая контрольные образцы) для каждого типа бетона. Согласно PN-B-06265 [44], морозостойкий бетон в строительстве с расчетным сроком службы 100 лет при переменных уровнях воды или контакте с антиобледенительными солями должен пройти испытания после 200 циклов замораживания-оттаивания.

    2.7. Накипь

    Испытания на устойчивость к замораживанию-оттаиванию с помощью противообледенительных солей (образование накипи) проводили в соответствии с PKN-CEN / TS 12390-9 [55]. Четыре образца бетона кубической формы 150 мм были выдержаны в воде при 20 ± 2 ° C в течение 21 дня. По истечении этого времени от середины каждого отрезка перпендикулярно поверхности затирания отрезали по 50 мм. Нарезанные ломтики снова помещали в воду до 90-го дня отверждения. На 90-й день образцы готовили, как показано на. На открытую бетонную поверхность заливали воду с 3% NaCl и помещали датчик температуры (уровень воды контролировался на протяжении всего испытания).Образцы помещали в морозильную машину на 112 циклов. Каждый цикл включал стадию замораживания до температуры -20 ° C в течение двух часов и стадию оттаивания при температуре до 20 ° C. Один полный цикл длился 24 часа. После 7, 14, 28, 42, 56 и 112 циклов образцы были извлечены, и покрытый окалиной материал был собран с их поверхности. Затем образцы снова помещали в морозильную машину с новой порцией раствора NaCl. Собранный материал с отложениями промывали водой, фильтровали, сушили в печи и взвешивали.

    Образец бетона, подготовленный для циклов замораживания-оттаивания.

    2.8. Характеристики воздушных пустот

    Соответствующая структура пор в бетоне является одним из основных аспектов морозостойкости бетонов [56,57]. Испытания на распределение пор по воздуху проводились в соответствии с EN 480-11 [58]. Эти испытания требуются стандартом EN 934-2 [59] для воздухововлекающих добавок. Два образца бетона кубической формы 150 мм после извлечения из формы выдерживались в воде в течение 14 дней. Затем из середины каждой нарезали по 10 мм ломтик перпендикулярно поверхности затирания с размером поверхности 100 × 150 мм.Поверхность каждого среза полировалась и контрастировалась после сушки. показывает, как выглядел образец, подготовленный для тестирования.

    Образец бетона, подготовленный для испытаний на распределение пор по воздуху.

    Каждый образец сканировали пять раз с помощью автоматической системы анализа воздушных пустот Rapid Air 457.

    2.9. Сканирующая микроскопия

    Наблюдения за структурой были выполнены с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM) производства Zeiss, модель Sigma 500 VP (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Кельн, Германия).Были получены изображения вторичных электронов (SE) и электронов, рассеянных обратно (BSE). Фазовый состав и отображение были проанализированы с использованием модели детектора EDS Oxford Ultim Max 40 (Oxford Instruments, High Wycombe, UK).

    Образцы бетона для исследования под микроскопом были приготовлены из бетона 90-дневной давности. Сначала из кубических образцов размером 100 мм вырезали меньшие куски (20 мм × 20 мм × 5 мм). Затем их сушили в печи при температуре 40 ° C и помещали в эпоксидную смолу под вакуумом для лучшего заполнения воздушных пустот.Завершающим этапом подготовки образцов была полировка их поверхности. Перед исследованием под микроскопом образцы были испарены золотом. Наблюдения за конструкцией были изучены только для бетона RMUD.

    3. Результаты и обсуждение

    3.1. Свойства Fresh Mix

    представляет свойства бетонных свежих смесей. В оба бетона добавляли одинаковое количество пластифицирующей добавки для достижения необходимой консистенции для формования образцов (класс консистенции S2 – S3 в соотв.согласно EN 206). Содержание воздуха в обоих бетонах превышало 4%, что соответствует пограничным требованиям.

    Таблица 4

    Свойства бетонной смеси.

    Составляющий Количество (кг / м 3 )
    Портландцемент CEM I 42.5R 350
    10 RMUD или FA 902
    Заполнитель 0/2 (промытый горный песок) 478
    Заполнитель 2/8 (измельченный амфиболит)
    Заполнитель 8/16 902 902 Вода 176 (ш / ш = 0.45)
    Воздухововлекающая добавка 1,37 (0,35% bm) 1
    Пластифицирующая добавка 0,67 (0,17% bm) 1
    Свойство RMUD Бетон FA Бетон
    Потери при оседании (мм) 110 ± 10 (S3) 1 80 ± 10 (S2) 1 (класс консистенции согласно EN 206)
    Плотность бетонной смеси (кг / м 3 ) 2,340 ± 20 2390 ± 20
    Содержание воздуха (%) 5.4 ± 0,5 4,8 ± 0,5

    3.2. Прочность на сжатие и изгиб

    представляет результаты испытаний на сжатие и изгиб бетона, содержащего RMUD, и бетона, содержащего FA. Оба образца бетона достигли проектного класса прочности (C35 / 45) после 90 дней отверждения. Класс прочности был рассчитан в соответствии с EN 206, согласно первоначальным производственным испытаниям [23].

    Таблица 5

    Прочность бетонов на сжатие.

    FA 28 дней
    Бетон Средняя прочность на сжатие (МПа) Стандартное отклонение (МПа) (коэффициент вариации) Класс прочности на сжатие В соотв. согласно EN 206
    RMUD 28 дней 36,2 ± 2,0 2,1 (0,06) C25 / 30
    RMUD 90 дней 51,2 ± 2,0 1,7 (0,03) C35281 C35 / 45 35.7 ± 2,0 2,3 (0,06) C25 / 30
    FA 90 дней 49,5 ± 2,0 0,7 (0,01) C35 / 45
    Средняя прочность на изгиб (МПа)
    РМУД 28 дней 6,6 ± 0,3 0,2 (0,03)
    РМУД 90 дней 7,0 ± 0,3 80 0,1 (0,02) 902
    FA 28 дней 6.3 ± 0,3 0,3 (0,04)
    FA 90 дней 6,9 ± 0,3 0,4 (0,06)

    Результаты показывают, что значения обоих значений прочности на сжатие увеличиваются между на 28-й и 90-й день выдержки примерно на 40% для обоих испытанных образцов бетона. Прочность на изгиб увеличилась примерно до 6% и 9% для бетона RMUD и FA соответственно. Относительно высокое увеличение прочности на сжатие, связанное с прочностью на изгиб, может быть вызвано эффектом уплотнения микроструктуры бетонов пуццолановыми продуктами реакции, что увеличивает прочность на сжатие, но меньше влияет на когезионное связывание.Если бы цемент (CEM I) был единственным активным компонентом в бетоне, прочность на сжатие оставалась бы почти постоянной после 28-го дня [60,61]. Это наблюдение доказывает, что RMUD, как и летучая зола, является активным материалом и играет роль в повышении прочности бетона. Эта теория также была доказана в предыдущих тестах [35,40].

    3.3. Усадка

    представляют результаты испытаний на усадку. Через 120 дней оба бетона практически перестали давать усадку, включая погрешности проведенного испытания (± 0.03 мм / м). Никакого расширения образцов не наблюдалось. Достигнутое значение около 0,5 мм / м и почти одинаковое для обоих типов бетонов характерно для бетонов, содержащих такое количество цемента [35,62].

    Результаты испытаний на усадку.

    3.4. Морозостойкость

    После завершения циклов замораживания образцы бетона были взвешены, и их поверхности были исследованы на наличие трещин или других повреждений. Шесть образцов из каждого бетона, подготовленного для циклов замораживания, были взвешены до и после завершения циклов замораживания.Все 12 образцов для каждого типа бетона (шесть из которых прошли циклы замораживания и шесть эталонов) были испытаны на прочность при сжатии. Результаты испытаний на замораживание – оттаивание представлены в.

    Таблица 6

    Результаты испытаний на замораживание – оттаивание (200 циклов).

    90 RM744 Стандартное отклонение (коэффициент вариации)

    — бетон

    38
    Образцы Средняя прочность на сжатие (МПа) Стандартное отклонение (коэффициент вариации) Средняя прочность на сжатие (МПа)
    FA бетон
    Контрольные образцы 56.8 0,96 (0,02) 59,6 1,59 (0,03)
    Образцы после циклов замораживания – оттаивания 54,7 1,19 (0,02) 56,5 1,91 (0,03)
    Потеря прочности на сжатие после 200 циклов замораживания – оттаивания (%)
    3,7 5,2
    Потеря массы после 200 циклов замораживания-оттаивания (%)
    0.1 0,03 (0,37) 0,1 0,04 (0,38)

    Согласно польскому стандарту PN-B-06265, требования к морозостойкости бетона следующие [44]:

    • отсутствие видимых повреждений на поверхности любого испытуемого образца

    • изменение массы любого образца после циклов замораживания не может превышать 5,0% от начальной массы

    • средняя потеря при сжатии прочность образцов после замораживания не может быть выше 20% по сравнению со средним значением эталонных образцов

    Результаты испытаний на морозостойкость, представленные в, показали, что оба испытанных бетона соответствуют указанным выше требованиям и устойчивы к замерзанию. –Теплые среды.После 200 циклов замораживания-оттаивания на поверхности образца не было ни трещин, ни каких-либо других видимых повреждений. Потеря прочности на сжатие испытанного бетона была очень низкой — 3,7% и 5,2% для бетона RMUD и FA соответственно. Изменение массы обоих бетонов составило 0,1%, что является очень хорошим результатом. Это показывает, что материал должен быть долговечным в условиях мороза в течение его расчетного срока службы не менее 100 лет, как и эталонный бетон.

    3.5. Накипь

    Результаты морозостойкости с применением противообледенительных солей (накипь) представлены в.

    Масштабирование испытанного бетона.

    После 112 циклов замораживания-оттаивания масса окалины обоих типов испытанных бетонов составила менее 0,02 кг / м 2 , что является очень низким значением по сравнению с требованиями, приведенными в EN 1338 [32] , согласно которому в верхнем слое бетонных блоков мощения не должно быть более 1,0 кг / м. 2 окалины после 56 циклов замораживания – оттаивания. Зарегистрированные значения доказывают, что испытанный бетон, содержащий RMUD, также долговечен в условиях замораживания-оттаивания с антиобледенительными агентами, такими как NaCl, и не уступает эталонному бетону, содержащему летучую золу.

    3.6. Характеристики воздушных пустот

    , представляет собой пример изображений, собранных и проанализированных программным обеспечением автоматической системы анализа воздушных пустот. Результаты представлены в.

    Сканирующая линия автоматической системы анализа воздушных пустот.

    Таблица 7

    Результаты испытания на распределение пор по воздуху.

    Характеристики Среднее значение Стандартное отклонение (коэффициент вариации) Среднее значение Стандартное отклонение (коэффициент вариации)
    РМУД Бетон FA Бетон
    Коэффициент расстояния l (мкм) 152.9 9,1 (0,1) 151,7 15,0 (0,1)
    Содержание воздуха (%) 2,77 0,33 (0,12) 3,51 0,65 (0,18)
    Микросодержание воздуха A 300 (%) 1,19 0,14 (0,11) 1,64 0,42 (0,26)

    Значения содержания воздуха, полученные в этом испытании, ниже, чем значения, полученные при испытаниях свежей смеси.Это вызвано тем, что при анализе воздушных пустот не учитываются очень большие поры (от нескольких миллиметров и выше), что не увеличивает морозостойкость бетона. Наиболее важными воздушными пустотами, влияющими на морозостойкость бетона, являются пустоты диаметром 300 мкм и менее. Общее содержание воздуха в этих порах (A 300 ) более 1% является подходящим значением для морозостойких бетонов. Основным результатом испытания характеристик воздушных пустот является значение коэффициента зазора, который связан с максимальным расстоянием любой точки в цементном тесте от периферии воздушной полости.Это показывает распределение воздушных пустот в цементной матрице. Согласно требованиям к воздухововлекающим добавкам, приведенным в EN 934-2 [59], коэффициент зазора не должен превышать 200 мкм, а в соответствии с ASTM C 457 [63] — 230 мкм. Значения, полученные в результате испытаний, представлены в. Оба протестированных типа бетонов удовлетворяют обоим этим требованиям. Согласно вышеизложенному, оба испытанных бетона должны быть морозостойкими.

    3.7. Сканирующая микроскопия

    В образце бетона РМУД были обнаружены выщелоченные зерна ильменита и рутила.Кроме того, наблюдались частицы почти непрореагировавших плагиоклазов и пироксенов, поверхность которых была выщелочена щелочами из цемента. Некоторые из кремнеземистых частиц сильно прореагировали. Также наблюдалась кремнистая стекловидная фаза со следами магния, алюминия, натрия, кальция и титана. В качестве реликтов клинкера в основном наблюдались фазы CA и C 4 AF. Ионы магния, которые могли образовывать расширяющиеся фазы, образующие зерна ортопироксена, не влияют на долговечность цементной матрицы.Никаких нежелательных реакций, которые могли бы повлиять на долговечность бетона, замечено не было.

    представляет изображение выщелоченного зерна ильменита и зерна клинкера, полученное с помощью SEM / BSE (идентифицированного с помощью EDS-анализа). Область между клинкером и зерном ильменита была исследована на предмет миграции ионов между зерном ильменита и фазой CSH, окружающей зерно клинкера.

    представляет площадь фазы CSH между клинкером и зерном ильменита. Картирование EDS показывает диффузию ионов титана и железа из зерна ильменита в фазу CSH и ионов кальция в обратном направлении — из фазы CSH в зерно ильменита.Это показывает, что выщелоченные зерна ильменита из RMUD являются реактивными в цементной матрице и являются активной частью вяжущего в бетоне.

    Миграция ионов между фазой C-S-H и ильменитом.

    4. Выводы

    В результате анализа результатов проведенных испытаний и сравнения их с результатами эталонного бетона были сделаны следующие выводы:

    • Отходы РМУД — активная составляющая, повышающая прочность бетона на сжатие. между 28-м и 90-м днями отверждения на 40%, как и летучая зола в эталонном бетоне.

    • В течение 360 дней измерения усадки бетона не было отмечено никаких измерений, которые могли бы указывать на то, что имеют место какие-либо реакции сильного расширения или увеличения усадки. Зарегистрированные значения были практически такими же, как и для эталонного бетона FA, который является многообещающим с точки зрения долговечности бетона.

    • Исследование микроструктуры бетона не выявило каких-либо участков, которые могли бы указывать на реакции, которые могли бы повлиять на долговечность бетона.Большинство частиц RMUD в виде частично выщелоченных зерен ильменита и диоксида кремния хорошо удерживаются в цементной матрице. Ионы магния, присутствующие в RMUD, входят в состав ортопироксенов и не должны влиять на долговечность цементных композитов.

    • Исследуемый бетон РМУД обладал высокой устойчивостью к замерзанию-оттаиванию в воде, а также в воде с антиобледенительными солями. Параметры распределения воздушных пустот также были удовлетворительными, что позволяет прогнозировать, что бетон, содержащий RMUD, может быть долговечным в условиях мороза в течение прогнозируемого периода в 100 лет.Результаты испытаний на морозостойкость оказались на уровне эталонного бетона FA. Это подтверждает гипотезу данной статьи, а именно, что устойчивый бетон, содержащий отходы ильменитового шлама, также может быть морозостойким.

    Вклад авторов

    Концептуализация, F.C. и К.К .; Расследование, F.C. и К.К .; Методология, F.C. и К.К .; Управление проектом, F.C .; Resources, F.C .; Письмо — подготовка оригинального черновика, F.C .; Визуализация, F.C .; Написание — просмотр и редактирование, F.C .; Надзор, F.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Финансирование

    Это исследование не получало внешнего финансирования.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Ссылки

    1. Регламент Европейской комиссии (ЕС) № 305/2011 Европейского парламента и Совета. Выключенный. J. Eur. Союз. 2011; 88: 5–43. [Google Scholar] 2. Михаловский Б., Марцинек М., Томашевска Ю., Черник С., Пясецки М., Герило Р., Михалак Ю. Влияние типа штукатурки на экологические характеристики композитной системы внешней теплоизоляции на основе пенополистирола. Здания. 2020; 10:47. DOI: 10.3390 / Buildings10030047. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Янкович А., Валерий В., Дэвис Э. Оптимизация помола цемента. Шахтер. Англ. 2004; 17: 1075–1081. DOI: 10.1016 / j.mineng.2004.06.031. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Дворкин Л., Житковский В., Сонеби М., Марчук В., Степасюк Ю. Улучшение бетона и раствора с использованием модифицированных золошлаковых цементов.CRC Press Taylor & Francis Group; Бока-Ратон, Флорида, США: 2020 г. [Google Scholar] 5. Струбл Л., Годфри Дж. Насколько устойчив бетон? Международный семинар по устойчивому развитию и бетонным технологиям; Пекин, Китай: 20–21 мая 2014 г. [Google Scholar] 6. Чарнецки Л., ван Гемерт Д. Инновации в области инженерии строительных материалов против устойчивого развития. Бык. Pol. Акад. Sci. Tech. Sci. 2017; 65: 765–771. DOI: 10.1515 / bpasts-2017-0083. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Чарнецки Л. Станет ли переработанный пластик движущей силой в технологии производства бетона? Дж.Zhejiang Univ. 2019; 20: 384–388. DOI: 10.1631 / jzus.A19BR003. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Боливар Ю.П., Гаскес М.Дж., Перес-Морено С.М., Тенорио Р.Г., Вака Ф. Повышение ценности отходов НОРМ производства диоксида титана с помощью коммерческих продуктов; Материалы 4-го семинара EAN NORM по транспортировке NORM, измерений и стратегий NORM, строительных материалов; Хасселт, Бельгия. 29 ноября — 1 декабря 2010 г. [Google Scholar] 10. Гаскес М.Дж., Боливар Ю.П., Вака Ф., Лосано Р.Л., Барнето А.Г. Использование двух промышленных отходов титановой промышленности в качестве огнестойких строительных материалов; Материалы 3-й Международной конференции CEMEPE и SECOTOX; Остров Скиатос, Греция.19–21 июня 2011 г. [Google Scholar] 11. Гаскес М.Дж., Мантеро Дж., Боливар Дж. П., Гарсия-Тенорио Р., Галан Ф. Характеристика и оценка отходов НОРМ; применение в промышленности по производству TiO2; Труды 1-й испанской национальной конференции по достижениям в переработке материалов и экоэнергетике; Мадрид, Испания. 12–13 ноября 2009 г. [Google Scholar] 12. Вондруска М., Беднарик В., Сильд М. Стабилизация / отверждение отработанного сульфата железа при производстве диоксида титана продуктами сгорания в псевдоожиженном слое.Waste Manag. 2001; 21: 11–16. DOI: 10.1016 / S0956-053X (00) 00075-1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Гарсиа-Диас И., Гаскес М.Дж., Боливар Ю.П., Лопес Ф.А. Характеристика и оценка стандартных отходов строительных материалов. Manag. Опасность. Отходы. 2016; 13: 13–37. [Google Scholar] 14. Контрерас М., Гаскес М.Дж., Гарсиа-Диас И., Альгуасил Ф.Дж., Лопес Ф.А., Боливар Ю.П. Валоризация отработанного ильменитового раствора при производстве серно-полимерного цемента. J. Environ. Manag. 2013; 128: 625–630. DOI: 10.1016 / j.jenvman.2013.06.015. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Контрерас М., Мартин М., Газкес М., Ромеро М., Боливар Дж. Производство керамических тел с использованием грязевых отходов производства пигментов TiO2. Key Eng. Матер. 2015; 663: 75–85. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / KEM.663.75. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Льянес М.К., Гонсалес М.Дж.Г., Морено С.П., Рая Дж. П. Б. Восстановление ильменитового раствора в качестве добавки к коммерческим портландцементам. Environ. Sci. Загрязнение. Res. 2018; 25: 24695–24703. DOI: 10.1007 / s11356-018-2498-9.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Саху К.К., Алекс Т.К., Мишра Д., Агравал А. Обзор производства диоксида титана пигментного качества из богатого диоксидом титана шлака. Waste Manag. Res. 2006; 24: 74–79. DOI: 10.1177 / 0734242X06061016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Миддлмас С., Фанг З.З., Фан П. Новый метод производства пигмента на основе диоксида титана. Гидрометаллургия. 2013; 131: 107–113. DOI: 10.1016 / j.hydromet.2012.11.002. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Сюй М., Бао Ю., Ву К., Ся Т., Клак Х.Л., Ши Х., Ли В. Влияние методов включения TiO 2 на снижение выбросов NOx в инженерных цементных композитах. Констр. Строить. Матер. 2019; 221: 375–383. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.06.053. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Сюй М., Клак Х., Ся Т., Бао Ю., Ву К., Ши Х., Ли В. Влияние TiO 2 и летучей золы на фотокаталитическое снижение выбросов NOx в технических цементных композитах. Констр. Строить. Матер. 2020; 236: 117559. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117559. [CrossRef] [Google Scholar] 21.Бобрович Я., Чилински Ф. Сравнение пуццолановой активности отходов ильменитовых ГРМ с другими пуццоланами, используемыми в качестве добавки для производства бетона. J. Therm. Анальный. Калорим. 2020 DOI: 10.1007 / s10973-020-09740-6. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Хаят К.Х., Мэн В., Валлурупалли К., Тенг Л. Реологические свойства сверхвысокопроизводительного бетона — обзор. Джем. Concr. Res. 2019; 124: 105828. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2019.105828. [CrossRef] [Google Scholar] 23. CEN. EN 206 + A1: 2016-12 Бетон — Технические характеристики, характеристики, производство и соответствие.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2016 г. [Google Scholar] 24. Уилберн Ф. Справочник по термическому анализу строительных материалов. Термохим. Acta. 2003; 406: 249. DOI: 10.1016 / S0040-6031 (03) 00230-2. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Чжоу Ю. Исследование морозостойкости бетонных материалов дорожного строительства; Материалы Международной конференции по образованию, менеджменту, компьютеру и обществу 2016 г .; Шэньян, Китай. 1–3 января 2016 г. [Google Scholar] 26. Голубь М., Маршан Дж., Пло Р. Морозостойкий бетон. Констр. Строить. Матер. 1996. 10: 339–348. DOI: 10.1016 / 0950-0618 (95) 00067-4. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Чарнецкий Л. Исследование морозостойкости бетонных материалов дорожного строительства. Бык. Pol. Акад. Sci. Tech. Sci. 2016; 65: 1328–1331. [Google Scholar] 28. Чжоу М., Лю З., Чен Х. Морозостойкость и прочность бетона, приготовленного из измельченного песка с различными характеристиками. Adv. Матер. Sci. Англ. 2016; 2016: 2580542. DOI: 10.1155 / 2016/2580542.[CrossRef] [Google Scholar] 29. Пинто Р.С.А., Ховер К.С. Бюллетень исследований и разработок. PCA; Скоки, Иллинойс, США: 2001. Морозостойкость высокопрочного бетона. [Google Scholar] 30. Глиницкий М.А., Яскульски Р., Домбровски М. Принципы проектирования и испытания внутренней морозостойкости бетона для дорожных конструкций: критический обзор. Дороги Мосты. 2016; 15: 21–43. [Google Scholar] 31. Чарнецкий Л. Морозостойкость бетона в мостовых сооружениях. Строить. Technol. Archit. 2015; 69: 66–69. (На польском языке) [Google Scholar] 32.CEN. EN 1338: 2003 / AC: 2006 Бетонные блоки для мощения — Требования и метод испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2006. [Google Scholar] 33. CEN. EN 1339: 2003 Бетонные флаги для мощения — Требования и методы испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2003. [Google Scholar] 34. CEN. EN 1340: 2003 / AC: 2006 Бетонные бордюры — Требования и методы испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2006. [Google Scholar] 35. Хилински Ф., Кучиньски К., Луковски П. Применение отходов ильменитового шлама в качестве добавки к бетону. Материалы (Базель) 2020; 13: 866. DOI: 10.3390 / ma13040866. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. CEN. EN 450-1: 2012 Зола-унос для бетона — Часть. 1: Определение, технические характеристики и критерии соответствия. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012 г. [Google Scholar] 37. Форабоски П. Кладка не ограничивается только одним структурным материалом: взаимосвязанная кладка против связной.J. Build. Англ. 2019; 26: 100831. DOI: 10.1016 / j.jobe.2019.100831. [CrossRef] [Google Scholar] 38. Форабоски П. Прогнозирующая многомасштабная модель замедленного отсоединения бетонных элементов с адгезионным внешним армированием. Compos. Мех. Comput. Прил. 2012; 3: 307–329. DOI: 10.1615 / CompMechComputApplIntJ.v3.i4.20. [CrossRef] [Google Scholar] 39. Вальстрём М., Лайне-Юлийоки Дж., Вик О., Оберендер А., Хьельмар О. Классификация опасных отходов. Норден; Копенгаген, Дания: 2016 г. [Google Scholar] 40.Бобрович Ю., Хилински Ф. Влияние отходов ильменитового шлама на процесс гидратации портландцемента. J. Therm. Анальный. Калорим. 2016; 126: 493–498. DOI: 10.1007 / s10973-016-5598-0. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Хилински Ф., Жуковски П. Обращение с опасными отходами производства диоксида титана вместо части цемента в цементных композитах. Матер. Бутон. 2016; 530: 18–20. (На польском языке) [Google Scholar] 42. CEN. EN 197-1: 2012 Цемент — Часть. 1: Состав, спецификации и критерии соответствия для обычных цементов.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012 г. [Google Scholar] 43. CEN. EN 196-1: 2016-07 Методы испытаний цемента — Часть. 1: Определение силы. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2016 г. [Google Scholar] 44. PN-B-06265: 2018-10 / Ap1: 2019-05 Бетон — Технические характеристики, характеристики, производство и соответствие — Национальное приложение к PN-EN 206 + A1: 2016-12. Польский комитет по стандартизации; Варшава, Польша: 2019. (на польском языке) [Google Scholar] 45. Хилински Ф., Жуковски П.Zastosowanie modelu materiałowego do optymalizacji składu zaprawy stoneowej z dodatkiem odpadu z produkcji bieli tytanowej. Przegląd Bud. 2017; 10: 1–13. [Google Scholar] 46. CEN. EN 12350-2: 2011 — Испытание свежего бетона — Часть. 2: Тест на просадку. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2011 г. [Google Scholar] 47. CEN. EN 12350-6: 2019-08 — Испытание свежего бетона — Часть. 6: Плотность. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 48. CEN. EN 12350-7: 2019-08 Тестирование свежего бетона — Часть.7: Содержание воздуха — методы давления. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 49. CEN. EN 12350-1: 2019-07 — Испытание свежего бетона — Часть. 1: Отбор проб. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 50. CEN. EN 12390-2: 2019-07 — Испытание затвердевшего бетона — Часть. 2: Изготовление и отверждение образцов для испытаний на прочность. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 51. CEN. EN 12390-3: 2019-07 — Испытание затвердевшего бетона — Часть.3: Прочность на сжатие образцов для испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 52. CEN. EN 12390-5: 2019-08 — Испытание затвердевшего бетона — Часть. 5: Прочность на изгиб образцов для испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 53. PN-B-06714-23: 1984 Минерал. Агрегаты — Тестирование — Определение изменений объема методом Амслера. Польский комитет по стандартизации; Варшава, Польша: 1984. (на польском языке) [Google Scholar] 54.CEN. EN 12390-16: 2020-03 Испытания затвердевшего бетона — Часть. 16: Определение усадки бетона. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2020 г. [Google Scholar] 55. CEN. PKN-CEN / TS 12390-9: 2017-07 Испытания затвердевшего бетона — Часть. 9: Сопротивление замораживанию-оттаиванию с помощью противообледенительных солей — масштабирование. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2017. [Google Scholar] 56. Грубеша И.Н., Маркович Б., Врачевич М., Тункевич М., Сенти И., Куковец А. Структура пор как ответ на сопротивление замораживанию / оттаиванию строительных растворов.Материалы. 2019; 12: 3196. DOI: 10.3390 / ma12193196. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 57. Ван Ю., Уэда Т., Гонг Ф., Чжан Д., Ван З. Экспериментальное исследование электрических характеристик для оценки повреждения заморозками портландцементного раствора. Материалы. 2020; 13: 1258. DOI: 10.3390 / ma13051258. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 58. CEN. EN 480-11: 2006 Добавки для бетона, строительного раствора и раствора — испытание. Методы — Часть. 11: Определение характеристик воздушных пустот в затвердевшем бетоне.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2006. [Google Scholar] 59. CEN. PN-EN 934-2 + A1: 2012 Добавки для бетона, строительного раствора и раствора — Часть. 2: Добавки в бетон — определения, требования, соответствие, маркировка и маркировка. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012 г. [Google Scholar] 60. Голашевский Ю., Поникевский Т., Циган Т. Влияние типа суперпальстикаторов на удобоукладываемость и прочность на сжатие. Int. J. Adv. Англ. Technol. 2010; 17: 37–44. [Google Scholar] 61.Голашевский Ю., Поникевский Т., Циган Г. Влияние температуры на удобоукладываемость и прочность на сжатие обычного бетона с содержанием летучей золы с высоким содержанием кальция. Пер. VŠB Tech. Univ. Ostrava Civ. Англ. Сер. 2017; 17: 37–44. DOI: 10.1515 / tvsb-2017-0005. [CrossRef] [Google Scholar] 62. Цзян Ф., Мао З., Дэн М., Ли Д. Деформация и прочность на сжатие бетона MgO, армированного стальной фиброй. Материалы. 2019; 12: 3617. DOI: 10.3390 / ma12213617. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 63. ASTM.ASTM C457-98 Стандартный тест. Метод микроскопического определения параметров системы воздух-пустота в затвердевшем бетоне. Американское общество испытаний и материалов; Вашингтон, округ Колумбия, США: 1998. [Google Scholar]

    Добавки для бетонирования в холодную погоду

    Холодная погода ставит перед бетонщиком новые задачи. Холодная погода может увеличить время схватывания бетона, замедлить его застывание и замедлить рост его прочности.

    Также интересно отметить, что бетон для холодной погоды имеет превосходные свойства по сравнению с бетоном, укладываемым в жаркую погоду.Если бетон не замерзает и должным образом отверждается, он достигает более высокого предела прочности, более прочен и менее подвержен термическому растрескиванию. Бетон в пластичном состоянии замерзает, когда температура смеси ниже -2 градусов по Цельсию, и бетон остается нераспределенным достаточно долго, чтобы образовались кристаллы льда. Как только лед образовался, гидратация прекращается, и развитие силы серьезно ухудшается. Свежий бетон, замороженный в течение первых 24 часов, может потерять 50% своей потенциальной 28-дневной прочности.Ряд этих проблем можно решить путем добавления в бетон добавок.

    Ускорители

    Ускоряющие добавки могут помочь компенсировать воздействие низких температур за счет увеличения скорости гидратации цемента. Это способствует быстрому схватыванию бетона и развитию его начальной прочности.

    Мощность дозы ускорителя зависит от температуры окружающей среды на рабочем месте.

    Воздухововлекающие агенты

    Увлеченный воздух значительно улучшает устойчивость бетона к замораживанию / оттаиванию и повреждениям.Добавление воздухововлекающего агента вызывает попадание миллионов очень мелких пузырьков воздуха в бетонную матрицу. Этот «увлеченный» воздух остается в бетоне, где более крупный, естественно «захваченный» воздух будет попадать на бетонную поверхность во время обычных операций по укладке. Поскольку лед занимает гораздо больший объем, чем его исходная жидкость, он оказывает большое давление внутри бетона, что может повредить цементное тесто. Повторяющиеся циклы замораживания и оттаивания в конечном итоге приведут к ухудшению качества, так как будет предоставлено дополнительное пространство для распределения давления.Воздухововлечение также увеличивает удобоукладываемость и общую долговечность бетона.

    Суперпластификаторы

    Суперпластификаторы — это высокопроизводительные редукторы воды. Это может привести к снижению содержания воды в данной бетонной смеси на 10–30%, но при этом сохраняются характеристики удобоукладываемости обычной смеси с осадкой. Это важный фактор в холодную погоду, поскольку при уменьшении водоцементного отношения бетонной смеси полученный бетон будет иметь повышенные характеристики прочности и долговечности.Суперпластификаторы обычно используются, когда требуется бетон с низкой оседанием, но по-прежнему требуется хороший, легко укладываемый бетон. Действие суперпластификатора ограничено примерно 45 минутами с момента смешивания, поэтому следует соблюдать осторожность при планировании нагрузок.

    HE200 Добавка для повышения прочности в раннем возрасте

    Sikament HE200 — это новая технологическая добавка, которая обеспечивает эффективное суперпластифицирующее действие на свежий бетон и быстро ускоряет развитие его прочности в раннем возрасте без какого-либо отрицательного воздействия на конечную прочность.HE200 идеален при более низких температурах, когда необходимо ускоренное развитие прочности.

    Персонал Allied Concrete будет рад помочь вам с любыми проблемами или вопросами.

    Для получения дополнительной информации или помощи, пожалуйста, звоните. Ваш звонок будет автоматически соединен с ближайшим к нам заводом. (Звонки с мобильных телефонов будут направляться в Окленд, Веллингтон или Крайстчерч.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *