Полезные статьи

13.11.2012

Противоморозные добавки

Как правильно бетонировать зимой?
Этот вопрос ежегодно появляется у многих  строителей, чей рабочий цикл бетонных работ не ограничивается  теплым сезоном. Добрая половина их них находит ответ. Другие оставляют этот вопрос без ответа до следующей зимы. Почему так происходит?

Причин – несколько. Одна из них: отсутствие (или ее не полнота)  достоверной информации о продукте и его свойствах.  Другая – несоответствие реальных свойств продукта заявленным ранее.  Третья – частичное или полное нарушение технологии ведения бетонных работ.
Итог: Часто не решенная задача. Не прочный бетон. Ослабление несущей способности конструкции.
Как избежать неприятностей и решить задачу? Как правильно использовать добавки в бетон?
Пойдем по порядку.  Что входит в состав  БЕТОНА?  
Бетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т.д.). Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Соотношение вода/цемент (обозначается также В/Ц, водоцементное соотношение, иногда также применяется термин водоцементный модуль) -- очень важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц=0,2, однако, у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц 0,3-0,5.  При замерзании жидкой фазы бетона (цементного теста) его твердение останавливается и возобновляется после оттаивания. При температурах ?10°С и ниже гидратация цемента практически прекращается, останавливается процесс тепловыделения, отсутствует заметный набор прочности.  
В соответствии со СНиП 3 03 01 87 «Бетонные работы» запрещается производство бетонных работ без применения специальных методов выдерживания бетона при ожидаемой среднесуточной температуре ниже +5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С.  К специальным методам (Приложение 9 к СНиП 3 03 01 87 «Бетонные работы»)  относятся:
- Термос
- Термос с применением ускорителей  твердения бетона.
- Термос с применением противоморозных добавок
- Термос, в том числе с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения
- Обогрев в греющей опалубке.
- Предварительный      разогрев бетонной смеси
Чаще всего приходится сталкиваться лишь с применением противоморозных добавок  без всяких термосов! А что применяют в качестве добавок в бетон?
Противоморозные добавки. Обеспечивают процесс образования цементного камня даже при отрицательной температуре. Так написано в рекомендациях по их применению.
В качестве противоморозных добавок (для работ в условиях отрицательных температур) обычно применяют нитрит натрия, формиат натрия, хлористый кальций. Это сильно ядовитые добавки.
Наиболее известна добавка С3 (гиперпластификатор- разжижитель) на основе лигносульфоната нафталина, которую разработал НИИЖБ более 50 лет назад. Эта добавка нашла широкое применение в строительстве. Однако принцип ее действия основан на разжижении (повышении подвижности) раствора и при ее введении в смесь замедляется гидратация, что вызывает потребность в добавлении ускорителей твердения. Производится в виде водного раствора и сухого вещества и является одной из специальных отечественных химических добавок для бетонов разработанных в середине прошлого века. Наиболее популярные области применения пластификатора С-3: производство железобетонных, бетонных изделий и конструкций (плит, панелей перекрытий, массивных густоармированных конструкций, возведение монолитных строений); изготовления бетонных полов и покрытий, а также при производстве тротуарной плитки и малых архитектурных форм.
С-3 в количестве 0,4-0,7% сухого вещества от массы цемента позволяет получать высокоподвижные, удобоукладываемые бетонные смеси, что упрощает их укладку и уплотнение. Возможны и промежуточные варианты: более высокая, чем обычно, удобоукладываемость бетонной смеси при ее меньшей водопотребности с выраженным приростом прочности, или снижение расхода цемента в подвижных или малоподвижных бетонных смесях при обеспечении требуемой прочности бетона.
НО! Замерзание химически не связанной воды затворения в бетоне приводит к резкому увеличению пористости цементного камня, а при высоких расходах воды — даже к разрушению бетона. Эти обстоятельства сильно затрудняют проведение бетонных работ в условиях пониженных температур, особенно при возведении монолитных конструкций.
Пластификаторы. Обеспечивают удобную укладку и отличную динамику набора прочности бетонной смеси с высокими показателями механической прочности на всех сроках твердения.
Ускорители твердения. Искусственно увеличивают скорость затвердевания бетона.
Для ускорения твердения применяется поташ. Он дает быстрый рост прочности в первый месяц, однако, через 2-3 месяца возможно снижение прочности на 20-30%.
Краткая характеристика этих добавок
1) Поташ ускоритель твердения, противоморозный
Поташ К2СО3 - кристаллический порошок, сильно ускоряющий схватывание и твердение - бетонные смеси имеют очень короткие сроки схватывания.
За счет весьма коротких сроков схватывания и возникновения в бетоне больших внутренних напряжений, поташ является опасной добавкой – его применение вызывает появление микро- и макротрещин и существенно снижает прочность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона, а при прогреве бетон теряет до 30% прочности, по сравнению с непрогретым.
Поташ не ухудшает свойств бетона, если его вводить в бетонную смесь совместно с одним из замедлителей схватывания:
- сульфитно-дрожжевой бражкой СДБ (смесью кальциевых, натриевых, аммониевых, кальциево-натриевых солей лигносульфоновых кислот);
- тетраборатом натрия ТН (бура) (кристаллическим продуктом состава Na2B4O7 • 10 H2O);
- жидким стеклом ЖС (растворимым силикатом натрия) в смеси с адипиновым пластификатором (адипинатом натрия) ПАЩ-1
2) Нитрит натрия ускоритель твердения, противоморозный
Нитрит натрия NaNO2 - кристаллический порошок или водный раствор.
Нитрит натрия - ядовитое, пожароопасное вещество, являющееся окислителем.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) окислов азота в пересчете на NO2 в рабочей зоне (воздухе)  промышленных предприятий 5 мг/м? (0,005 мг/л).
Внимание! При совместном использовании пластификаторов - лигносульфонатов ЛСТ и нитрита натрия могут выделяться отравляющие газы – окислы азота NO и NO2.
Внимание! К разложению нитрита натрия может привести его смешивание с добавкой СДБ.
Внимание! Емкости, предназначенные для приготовления, хранения и переноски водных растворов или порошка нитрита натрия необходимо обозначать надписью "Яд!" (из «Руководства НИИЖБ по применению бетонов с противоморозными добавками»).
3) Формиат натрия ускоритель твердения, противоморозный
Формиат натрия NаСООН натриевая соль муравьиной кислоты - кристаллический белый порошок с кислой реакцией водных растворов (рН=6).
Формиат натрия НЕ ОБЛАДАЕТ пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами.  
Поэтому для повышения подвижности бетонных смесей и снижения В/Ц отношения формиат натрия традиционно используют совместно с разжижителем С-3 - лигносульфонатом нафталина (порошкообразным или жидким).
4)  Лигносульфонат нафталина С-3 разжижитель (пластификатор)
Разжижитесь С-3 - продукт на основе полиметиленнафталинсульфонатов обладает ярко выраженным разжижающим действием.
Эффекты от применения добавки:
•    Незначительная экономия цемента
•    Увеличение пластичности бетонных и растворных смесей по показателю удобоукладываемости до П5, что позволяет бетонировать густоармированные и обычные конструкции.
•    Снижение водопотребности бетонной смеси на 10-20% для получения равноподвижного бетона
•    Повышение прочности, плотности и однородности бетона, улучшение его структуры
•    Получение гладкой высококачественной лицевой поверхности изделий различной формы
•    Снижение трудозатрат при укладке бетонной смеси.
Отрицательные эффекты от применения добавки:
•    Добавка С-3 содержит опасные в биологическом отношении фенол, формальдегид и производные нафталина вызывающие как минимум экземы у рабочих...
•    Недостатком добавки С-3 является также содержание в нем 6-10% сульфата натрия Na2SO4 - активного высолообразующего агента, являющегося причиной появления стойких высолов на поверхности бетона, бетонных изделий и кладочного раствора и который даже при малых концентрациях может способствовать возникновению сульфатной коррозии бетона и коррозии арматуры
Сульфат натрия в количестве 7-10%, содержащийся в С-3, является активным высолообразующим агентом, что ограничивает применение С-3 в конструкциях, не допускающих высолов.  Высолы не только портят вид. Это сигнал о том, что внутреннее состояние конструкции претерпевает неконтролируемые изменения, что может привести к снижению срока эксплуатации конструкции.
К сожалению, в нашей стране долгое время не занимались проблемами добавок в бетон по разным причинам. Поэтому, многие производители бетона и ЖБИ зачастую просто не знали о существовании новых разработок в этой области. К счастью, сейчас нам стали доступны добавки нового поколения, которые позволяют уйти от использования всех этих опасных для бетона и человека химических веществ.
И что же, вводить весь этот список видов добавок при зимнем бетонировании?    Или остановить бетонные работы до весны? Но соответствующий холодный период в разных районах России длится от 3 до 10 месяцев.  
Совершенно очевидно, что противоморозная добавка в бетон должна работать и как ускоритель твердения бетона, и как пластификатор для бетона  до технологически оправданных временных интервалов.
ЕСТЬ ВЫХОД: комплексная добавка в бетон для зимних работ серии «ГАМБИТ» .
1.«Гамбит MaxiTEMP (Е1)» для бетонов. 6 в 1:  ускорение твердения + работы в зимнее время + пластифицирование + стабилизация + повышение прочности на 2 класса + увеличение плотности бетона.
2.«Гамбит Полимерпласт (Е3)» для сухих полимерных смесей: работы в зимний период + пластифицирование + стабилизация + низкий расход.
Испытанные в лаборатории и с успехом применяемые с 2004 года добавки нового поколения серии «ГАМБИТ™» совмещают в себе лучшие свойства пластификаторов для бетона, ускорителей твердения и противоморозных добавок в бетон. Добавки серии «ГАМБИТ™» позволяют проводить бетонирование даже при - 25°С,   увеличивают марочную прочность бетона на 2 класса, ускоряют набор прочности бетона почти в 10 раз. Конечно, существует и некий предел: думаю, не ошибусь, если скажу, что  при температуре ниже  -20°С  любые наружные строительные работы становятся некомфортными, а уж бетонные – тем более.
Применение добавок "ГАМБИТ" гарантированно позволяет:
•    значительно увеличить производительность труда;
•     получить экономию  цемента;
•    получить гарантированное качество и прочность конструкций;
•    Заметно замедлить  коррозию стальной арматуры, металлических форм и оборудования;
•    Значительно сократить затраты на производство бетонных работ;
•    Проводить зимнее бетонирование без прогрева;
•    Не опасаться за свое здоровье. Добавка абсолютно безопасна.

К тому же, с применением комплексных добавок в бетон «ГАМБИТ»  выведена получаемая реальная экономия. Да и бегать в поисках добавок нет необходимости: «всё в одном флаконе». Кстати: «флаконы» для перевозки и применения также очень удобные.