Применение бетонов с противоморозными добавками

 

Противоморозные добавки – это химические соединения, вводимые в бетонную смесь в количестве 2…10 % массы цемента (в зависимости от вида добавки и температуры бетона) и способствующие твердению бетона при отрицательных температурах. Эти добавки ускоряют процесс твердения бетона, снижают температуру замерзания воды и, следовательно, позволяют увеличить продолжительность твердения бетона. К добавкам, ускоряющим твердение, относятся хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит натрия, сульфат натрия. К добавкам, снижающим температуру замерзания воды в бетоне, относится поташ и др.

Область применения данной технологии – бетоны в конструкциях, армированных конструктивной арматурой с защитным слоем бетона не менее 50 мм. Количество противоморозных добавок определяют в процентном отношении к массе цемента. Подбор состава бетона с требуемыми добавками осуществляют с учетом типа и условий эксплуатации монолитной конструкции, температуры наружного воздуха. Количество вносимых добавок увеличивается при возрастании значения отрицательной температуры относительно расчетной.

Применению бетонов с противоморозными добавками должно предшествовать испытание образцов на коррозийное воздействие добавок на бетон, образование высолов на наружной поверхности бетона, скорость твердения бетона и его прочностные характеристики.

Температура бетона с противоморозными добавками к началу выдерживания должна оставаться положительной. Ее значение должно превышать температуру наружного воздуха не менее чем на 5° С со знаком «+» (температура воздуха – 13°С, температура укладываемого бетона не менее +18°С). Незаопалубленные поверхности монолитных конструкций должны быть теплоизолированы для предотвращения вымораживания влаги с этих участков.

Если после укладки бетона температура его стала ниже расчетной, принятой при установлении концентрации водных растворов противоморозных добавок, то уложенный бетон утепляют или прибегают к искусственному обогреву до момента достижения бетоном необходимой прочности. Добавки эффективно ускоряют в 1,2...2 раза процесс твердения.

Действуют ограничения в применении некоторых противоморозных добавок для предварительно напряженных конструкций и конструкций, подвергаемых динамическим нагрузкам. Растворы хлористых солей не допускается использовать при замоноличивании стыков сборных железобетонных конструкций, имеющих выпуски арматуры или закладные детали без проведения их химзащиты. Применение бетона с противоморозными добавками не допускается в конструкциях, подвергающихся тепловым воздействиям свыше 60 °С (во время эксплуатации), в конструкциях, соприкасающихся с агрессивной средой, содержащей примеси кислот, щелочей и сульфатов. Нельзя использовать солевые добавки и при расположении конструкции на расстоянии менее 100 м от источников тока высокого напряжения.

Определены предельные температуры наружного воздуха для применения противоморозных добавок: минус 15°С – для хлористых солей, нитрата и нитрита натрия; минус 25°С – для поташа.

Холодные бетоны – это бетоны с химическими добавками, вводимыми в бетонную смесь при ее приготовлении в больших количествах (10…15 % массы цемента). Холодные бетоны приготовляют на подогретой воде, а после укладки в неутепленную опалубку во избежание вымораживания воды из верхних слоев бетона защищают утепляющими матами.

Следует иметь в виду, что холодные бетоны при отрицательной температуре к концу 28 сут набирают не более 40…50 % проектной прочности.

Используют холодные бетоны ограниченно из-за чрезмерной коррозии арматуры и снижения прочностных свойств. Их применяют для неармированных и в основном неответственных конструкций – подготовка под полы и фундаменты, подбетонки, основания дорожных покрытий и т.д.

В строительной практике широко используют комплексные способы выдерживания бетона. Так, для сокращения сроков твердения бетона с противоморозными добавками используют метод «термоса» приготавливая бетонную смесь на подогретых составляющих и воде с последующей теплоизоляцией выдерживаемого бетона.

Перспектива методов зимнего бетонирования с использованием добавок заключается в создании новых, недорогих и эффективных добавок в бетон как ускорителей твердения, так и противоморозных. Необходимо разработать программы расчетов потребности в добавках для самых разнообразных случаев, их применения и возможности дополнительных оперативных расчетов, а также текущего компьютерного контроля за условиями выдерживания бетона непосредственно на объекте, что позволит принимать оперативные решения по корректировке условий выдерживания бетона и сократить трудовые и финансовые затраты на реализацию применяемых методов зимнего бетонирования.

Преимущества технологии с использованием противоморозных добавок заключаются в минимальных затратах труда на ее реализацию. Недостатками являются: самый продолжительный период приобретения критической и марочной прочности, ограничения в применении, негативные последствия при нарушении требований по применению солей (коррозия арматуры, высолы на поверхности бетона и др.).