CEMMIX

Как выбрать противоморозные добавки для бетона

Минимальный расход - максимальный эффект

Как выбрать противоморозные добавки для бетона

25 ноября 2022, пятница

Зимнее бетонирование когда-то считалось невозможным либо нежелательным, ведь отрицательные температуры негативно влияют на процессы образования кристаллической структуры бетона вплоть до полного прекращения процессов набора прочности. Однако сегодня, благодаря применению современных материалов, зимой можно не только получать бетонные изделия высокого качества, но и экономить средства. Как достичь этого, казалось бы, нереального результата? Об этом речь пойдет далее.

Бетон как строительный материал

Бетонные смеси и цементные растворы являются основными материалами при выполнении строительных и ремонтных работ.

Бетонные смеси и цементные растворы являются основными материалами при выполнении строительных и ремонтных работ

Для получения бетонной смеси смешивают цемент, крупные и мелкие заполнители и воду в определенных пропорциях. В зависимости от доли портландцемента в смеси, получают бетон того или иного класса. Растворы, не содержащие крупных заполнителей, применяются для кладки, оштукатуривания, отделочных и ремонтных работ.

Итоговые характеристики готового материала зависят от разнообразных факторов:

  1. типа цемента (марка, состав, тонкость помола);
  2. типа заполнителей;
  3. пропорций компонентов в смеси;
  4. технологии замешивания, укладки, обработки и ухода за твердеющим бетоном.

На каждом этапе необходимо соблюдать технологию приготовления и укладки смеси, чтобы получить качественный результат, особенно если речь идет о бетонировании в далеких от идеала условиях, например, зимой.

В статье рассмотрим, какие методы ведения зимнего бетона могут применяться, и как получить высококачественные изделия из бетона в зимнее время.

Химические процессы образования кристаллической структуры бетона

Цемент — основной компонент бетонных смесей и растворов — является вяжущим водного твердения. Это означает, что получить из него строительный материал, по твердости сравнимый с камнем, можно в результате химических реакций гидратации, которые запускаются при смешивании вяжущего с водой.

Раствор твердеет далеко не сразу; первоначальное схватывание происходит обычно через 3–4 часа после его укладки, а набор прочности продолжается, постепенно замедляясь. При оптимальных условиях расчетная прочность достигается через 4 недели. По достижении расчетной прочности бетон еще в течение многих месяцев может очень медленно набирать прочность.

На графике отражены эти процессы.

Скорость твердения бетона

Особенности протекания процесса набора прочности бетона связаны с тем, что различные соединения, входящие в состав цемента, реагируют с водой по-разному:

  1. Алюминатная фаза очень быстро вступает в реакцию и приводит к схватыванию бетона.
  2. Алит — самый важный минерал клинкера, определяющий быстроту твердения, прочность и другие свойства портландцемента. Он представляет собой твердый раствор трехкальциевого силиката и небольшого количества (2–4 %) MgO, Al2O3, P2O5, Cr2O3 и других примесей, которые могут существенно влиять на структуру и свойства минерала; содержится в клинкере в количестве 45–60 %. Алит быстро твердеет и набирает высокую прочность, интенсивно выделяя тепло. В первые 4 недели он играет основную роль в твердении бетона.
  3. Белит — второй основной минерал портландцементного клинкера; отличается медленным твердением, но обеспечивает достижение высокой прочности при длительном твердении портландцемента. Белит, как и алит, представляет собой твердый раствор р-двухкальциевого силиката (|3-2CaO-SiО2) и небольшого количества (1–3 %) таких примесей, как Аl2O3, Fe2O3, Сг2O3 и др. Белит отвечает за повышение прочности бетона после истечения 28 дней.
  4. Ферритная фаза (CaAlFe) составляет 5–15 % обычного цементного клинкера. Это четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO*Al2O3*Fe2O3, состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в более поздние сроки.

Основное условие твердения бетона — присутствие воды для протекания реакций гидратации.

Важно!

Химия — это точная наука. Необходим правильный расчет компонентов, участвующих в реакции. Чтобы цемент полностью прореагировал с водой, необходимо водоцементное соотношение в смеси 0,3. На практике невозможно получить более или менее пластичный раствор при столь малом количестве воды, поэтому используют водоцементное соотношение 0,45–0,55, однако и с таким количеством воды смеси получается очень жесткими. Добавлять избыточную воду нельзя, потому что она останется в непрореагировавшем виде, испарится и оставит поры, которые будут снижать прочность бетона.

Чтобы повысить удобоукладываемость бетонной смеси,  применяют суперпластифицирующую добавку CemPlast

Каталог продукции CEMMIX

Чтобы без снижения прочности бетона повысить подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси, применяют суперпластифицирующую и суперводоредуцирующую добавку CemPlast для бетонов от CEMMIX.

Компания также выпускает широкую линейку пластификаторов для разных типов строительных и ремонтных работ.

Читайте также: Пластификаторы для бетона

Какое значение имеет температура воздуха для твердения бетона

Твердение бетона до достижения критической прочности, которая может составлять от 30 до 50, иногда до 70 % от расчетной (это определяется проектной документацией), должно протекать в благоприятных условиях. Оптимальной для протекания реакций гидратации является температура окружающего воздуха 18–22° С со знаком «плюс». При снижении температуры, реакции гидратации протекают с меньшей скоростью, что впоследствии может сказаться на прочности готового бетона. Эти процессы отражены в таблице.

Твердение бетона

Согласно СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» п. 5.11.1, при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С необходимо принимать специальные меры по выдерживанию уложенного бетона в конструкциях и сооружениях.

Если же раствор охлаждается до температуры +5° С или ниже, вода из раствора, которая еще не прореагировала с соединениями цемента, замерзает, и реакции гидратации останавливаются. Но это не единственная проблема в данном случае.

Как известно, вода при замерзании увеличивается в объеме, что приводит к нарастанию внутреннего давления, из-за чего в бетоне появляются трещины. Если бетон армирован металлической арматурой, кристаллы льда будут нарастать на границе бетона и металла, что впоследствии приведет к ослаблению сцепления бетона с арматурой.

Важно!

Если бетон уже достиг критической прочности, замерзание ему не страшно; оттаяв, он наберет прочность. Бетон, не достигший критической прочности, после замерзания и оттаивания также наберет прочность, но его качество будет низким.

Таким образом, казалось бы, бетонирование при температурах ниже +5° С нежелательно, однако иногда его невозможно избежать. Более того, бетонировать зимой иногда выгодно.

Зачем бетонировать зимой

Бетонирование при среднесуточных температурах ниже +5° С либо при минимальных суточных температурах ниже 0° С, согласно СП 70.13330, называют зимним.

Бетонирование зимой — зачастую процесс вынужденный. В России низкие температуры держатся во многих регионах по 5–7 месяцев, и останавливать все строительные работы на такой срок просто немыслимо.

Бетонирование зимой — зачастую процесс вынужденный

Но у зимнего бетонирования имеются и плюсы, из-за которых оно может быть желательным:

  1. Строительство на слабых грунтах удобнее вести, когда грунт подмерз.
  2. Если к строительной площадке нет надежных путей для проезда тяжелой строительной техники, зимой эта проблема отпадает.
  3. Зимой можно рассчитывать на покупку цемента по сниженным ценам и на снижение стоимости работ.

Поэтому поздней осенью бетонные работы не останавливаются, но чтобы в таких условиях получить качественные бетонные изделия, необходимо предпринимать соответствующие меры.

Как происходит бетонирование зимой

Основные задачи, которые стоят перед строителями в зимнее время, заключаются в том, чтобы предотвратить замерзание бетонной смеси во время ее транспортировки, укладки и последующего уплотнения; не допустить замерзания уложенной смеси, пока бетон не достигнет критической прочности, а в случае если реализуется теплый бетон, обеспечить оптимальный температурно-влажностный режим на протяжении твердения.

Замешивание бетона при зимнем бетонировании производят на прогретых материалах. Прогреванию подвергают заполнители, воду нагревают до температуры не выше 70° С, а вот цемент прогревать нельзя, чтобы его не заварить.

Далее необходимо бетонную смесь довезти до строительной площадки, чтобы на момент укладки ее температура была выше +5° С, поэтому зимой не желательна транспортировка бетонной смеси дольше четырех часов. Температуру смеси на момент укладки рассчитывают заранее, учитывая ее начальную температуру, температуру окружающего воздуха, объем смеси, длительность транспортировки и укладки. Эти данные отражены на графике.

Остывание бетонной смеси

Опалубку и арматуру также прогревают, но не водой, а теплым воздухом до температуры от +5° С.

Что такое холодный и теплый бетон

Строители различают две технологии ведения зимних работ, которые условно называются теплый и холодный бетон.

Теплый бетон

Теплым называют бетон, который во время твердения укрывают либо обогревают. Для этого могут использоваться разные методы:

  1. метод термоса,
  2. тепляки,
  3. прогрев.

При этом осуществляется постоянный контроль температуры бетонной смеси, для чего в бетон вставляют специальные трубки на расстоянии не более 8 м друг от друга, в которые можно опускать термометры.

Метод термоса

Применяется для массивных конструкций.

Реакции гидратации являются экзогенными, то есть, протекают с выделением тепла. Чем больше объем бетона, тем больше тепла выделяется. Массивные бетонные конструкции выделяют столько тепла, что его вполне может хватить для обогрева бетона до набора критической прочности, особенно, если его сохранить. Чтобы замедлить остывание бетона, используют утепленную опалубку, уложенный бетон укрывают термоизолирующими материалами (пленками, брезентом, минераловатными плитами, матами). На момент укладки бетонная смесь должна иметь температуру не ниже +10° С.

Метод термоса экономичен

Температуру в глубине бетона контролируют первые сутки каждые 1–2 часа, а затем каждые 8 часов. Необходимо следить, чтобы перепад температур в глубине бетона и у его поверхности не превышал 20° С, иначе есть риск образования температурного градиента, из-за чего бетон может потрескаться. Поскольку периферийные части конструкции остывают быстрее, их могут в случае необходимости дополнительно прогревать электродами.

Метод термоса достаточно экономичен, хотя и требует применения дополнительного оборудования, а также постоянного контроля, однако он практически не требует затрат электроэнергии на обогрев.

Он применяется только для массивных конструкций и не подходит для небольших изделий и тонкостенных конструкций.

При слишком низких температурах окружающего воздуха простого укрывания может быть недостаточно, поэтому его часто дополняют применением противоморозных и ускоряющих добавок.

Метод горячего сухого термоса

Разновидностью метода термоса является метод горячего сухого термоса.

В этом случае бетон можно укладывать на промороженное основание и не тратить электроэнергию на обогрев.

В утепленную опалубку насыпают слой нагретого до 200–300° С керамзита, ждут, пока температура его снизится до 100° С, затем укладывают бетонную смесь и укрывают. Керамзит отдает свое тепло, прогревает основание, и бетон не замерзает.

Тепляки

Другой метод ведения теплого бетона — это обустройство тепляков над замоноличенными конструкциями.

Тепляки представляют собой шатры, внутри которых расставляют тепловые пушки, позволяющие поддерживать температуру воздуха +5° С и выше.

Тепляки

Каталог продукции CEMMIX

Ускоритель твердения CemFix

CemFix

Высокоэффективный ускоритель – добавка комплексного действия для бетонов и растворных смесей требующих высокой ранней прочности.

Этот метод хотя и эффективен, но экономически довольно затратен: требуется наличие специального оборудования, неизбежны дополнительные работы по монтажу и демонтажу тепляков, а также существенный расход электроэнергии.

Чтобы уменьшить время использования обогревающего оборудования, в бетонных смесях применяют добавки, ускоряющие твердение, например, CemFix.

Прогрев бетона

Еще один способ обеспечить подходящие для твердения бетона условия — это искусственно его прогревать. Используются разные методы прогрева — электродный, кондуктивный, инфракрасный, индукционный.

По формуле Ван Гоффа, при повышении температуры на каждые 10° С в диапазоне от 0° С до 100° С, скорость процессов возрастает в 2–4 раза. При температуре 60° С и влажности 90 % бетон, в теории, набирает расчетную прочность за 8 часов вместо 28 суток. Практика, конечно, немного отличается; при такой температуре прочность набирается примерно за 12 часов.

При зимнем бетонировании бетон прогревают до 50–60° С, что повышает оборачиваемость оборудования и позволяет экономить электроэнергию.

Однако электроэнергия все-таки затрачивается; также необходимо достаточно сложное дорогостоящее оборудование и привлечение квалифицированных специалистов для его монтажа.

Таким образом, получить теплый бетон можно разными способами. Выбор наиболее подходящего метода производят в зависимости от таких факторов, как тип конструкции и арматуры (при ее наличии), наличие или отсутствие необходимого оборудования, состав смеси, экономическая оправданность мероприятий.

Холодный бетон

Получить качественный бетон в зимнее время можно и без применения прогревающих или обогревающих мероприятий. На помощь приходят химические соединения, при добавлении которых в бетонную смесь температура замерзания свободной воды снижается. Одновременно эти вещества увеличивают скорость реакций гидратации, уменьшая количество несвязанной воды в бетонной смеси.

Применение солей может приводить к появлению высолов на бетоне

Противоморозные добавки для бетона в строительстве используются уже очень давно. На протяжении длительного времени в качестве таковых использовались, в основном, соли-электролиты. Однако применять их можно далеко не всегда.
Каждая из солей имеет ограничения по применению, например:

  1. натриевые соли нельзя применять в армированном бетоне, так как они способствуют коррозии арматуры;
  2. соли калия и натрия нельзя применять в бетонных смесях, содержащих заполнители из потенциально реакционно-способных пород;
  3. некоторые виды портландцементов вообще несовместимы с электролитами.

Поскольку применение солей также может приводить к появлению высолов на бетоне, необходимо предварительное проведение испытаний и подбор оптимальной дозировки. Это работа для специалистов.

Сегодня совсем не обязательно использовать эти неоднозначные компоненты, поскольку разработаны специальные комплексные противоморозные добавки CemFrio и HotIce, которые совместимы со всеми видами отечественных цементов, не портят арматуру, не приводят к появлению высолов. При этом они более эффективны, чем другие методы зимнего бетонирования, поскольку позволяют проводить работы даже при очень низких температурах.

Противоморозные добавки

Добавки CEMMIX выпускаются в жидком виде, поэтому их легко добавлять в бетонные смеси, они равномерно распределяются и обеспечивают возможность проводить бетонные работы даже при температуре минус 20° С и ниже.

Дополнительными преимуществами их применения являются:

  1. увеличение прочности, плотности и водонепроницаемости бетона;
  2. повышение конечных прочностных характеристик на 10 % и более;
  3. пластифицирующее воздействие на бетонную смесь, что снижает трудозатраты на обработку;
  4. снижение водопотребности смеси;
  5. повышение сцепления бетона с арматурой и закладными деталями;
  6. получение бетонов, отличающихся повышенными показателями по трещиностойкости, водонепроницаемости, морозостойкости, долговечности.

Важно!

Стоимость противоморозных добавок в розницу составляет 200–300 рублей за 5 л. Добавляют из расчета 2–4 л CemFrio или 7–12 л HotIce на 100 кг цемента. Безусловно, затраты на добавки CemFrio и HotIce несопоставимы с затратами на теплый бетон.

По сравнению с солями-электролитами CemFrio и HotIce также имеют много преимуществ

Каталог продукции CEMMIX

Каталог продукции CEMMIX

Противоморозная добавка HotIce

HotIce

Комплексная противоморозная добавка для проведения работ при отрицательных температурах

По сравнению с солями-электролитами, CemFrio и HotIce также имеют много преимуществ:

  1. надежность;
  2. полную совместимость с любым цементом и с арматурой;
  3. отсутствие высолов;
  4. четкие указания по дозированию и простоту применения даже в руках любителей.

Противоморозные добавки CemFrio и HotIce позволяют работать с бетоном без применения каких-либо обогревающих или прогревающих мероприятий, однако они применяются также и для теплого бетона:

  1. при использовании метода термоса в случае очень низкой температуры воздуха;
  2. при большой площади поверхности конструкции, контактирующей с холодным воздухом и небольшом объеме (это называется модулем поверхности конструкции, и обычно при его значении белее 4 требуется применение термоса или обогрева);
  3. для доставки бетона на строительную площадку;
  4. в целях снижения продолжительности обогревающих мероприятий, чтобы сэкономить электроэнергию, повысить оборачиваемость оборудования.

Противоморозные добавки, добавки в бетон для морозостойкости или морозостойкие добавки в бетон. В чем разница?

Противоморозные добавки — это добавки, которые вводят в состав бетонной смеси для того, чтобы иметь возможность бетонировать при пониженных и отрицательных температурах.

Добавки в раствор для морозостойкости — это добавки, которые позволяют получить бетоны, стойкие к замерзанию. Для этого необходимо повысить плотность и водонепроницаемость бетона.

Водонепроницаемость бетона обеспечивается добавлением гидрофобизатора CemAqua

Каталог продукции CEMMIX

Для повышения плотности применяют пластификаторы, которые устраняют из смеси пузырьки воздуха, уплотняя структуру бетона. Водонепроницаемость бетона обеспечивается введением в состав смеси гидрофобизатора CemAqua. Эти добавки совместимы друг с другом.

Читайте также: Гидрофобизаторы-добавки

Морозостойкие добавки в бетон — это добавки, которые можно замораживать. При оттаивании они сохраняют свои характеристики.

Можно ли сделать противоморозную добавку своими руками

Теоретически, в качестве противоморозной добавки самостоятельного изготовления может выступать обычная поваренная соль.

Но в условиях доступности и невысокой стоимости комплексных противоморозных добавок нет смысла применять соль:

  1. хлорид натрия несовместим с металлической арматурой;
  2. очень сложно подобрать правильную дозировку, чтобы обеспечить противоморозный эффект, но при этом не получить на бетоне высолов;
  3. применение противоморозных добавок экономически выгодно, поскольку они позволяют экономить цемент и снижать трудозатраты на обработку бетона (фактически, с учетом экономии цемента эти добавки получаются бесплатными, а повышенное качество бетона вообще невозможно переоценить).

Не всегда есть возможность перенести бетонные работы на теплый сезон, особенно в России, да это и не нужно. Современные комплексные противоморозные добавки CemFrio и HotIce позволяют вести бетонные работы даже при уверенном «минусе» без дополнительных обогревающих мероприятий и получать бетоны с повышенными показателями по прочности, трещиностойкости, водонепроницаемости и долговечности. Купить противоморозные и другие добавки, позволяющие повысить качество бетона, можно оптом, в розницу и онлайн.

Консультируем по применению наших продуктов в будни с 9.00 до 18.00. Подскажем где купить в Вашем регионе.

8 (800) 550-52-82

Для розничных покупателей купить онлайн:

Для розничных покупателей на полках магазинов:

Продукция Cemmix в ближайших к Вам магазинах:

Для оптовых заказаов - отдел продаж Cemmix:

Режим работы: с 8.30 до 17.00 по будням

Email для заявок: koordinator@cemmix.ru

Email для общей информации: info@cemmix.ru

+7 (499) 455-64-56

Как выбрать противоморозные добавки для бетона

Оставьте комментарий

Имя*:

Подписаться на комментарии (впишите e-mail):


Отправляя форму, я даю согласие на обработку персональных данных.
* — Поля, обязательные для заполнения