Бетонирование с применением противоморозных химических добавок

Основная причина прекращения твердения бетонных смесей при воздействии низких температур – замерзания в них воды. Известно, что содержание в воде солей резко снижает температуру ее замерзания. Если в процессе приготовления в бетонную смесь ввести определенное количество растворенных солей, то процесс твердения будет протекать и при температуре ниже 0⁰С.

В качестве противоморозных добавок применяют:

· нитрит натрия (НН) NaNO₂ ;

· хлорид кальция (ХК) CaCl₂ (ГОСТ 450-77) + хлорид натрия (ХН) NaCl;

· хлорид кальция (ХК) + нитрит натрия (НН);

· нитрат кальция (НК) Ca(NO₃)₂ (ГОСТ 4142-77) + мочевина (М) CO(NH₂)₂ );

· комплексное соединение нитрата кальция с мочевиной (НКМ) (ТУ 6-03-266-70);

· нитрит-нитрат кальция (ННК) (ТУ 603-7-04-74) + мочевина (М);

· нитрит-нитрат кальция (ННК) + хлорид кальция (ХК);

· нитрит-нитрат - хлорид кальция (ННХК) + мочевина (М);

· поташ (П) K₂CO₃ (ГОСТ 10690-73).

Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависят от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды и др. и осуществляется в соответствии с ГОСТ 24211-2003 «Добавки для бетонов и растворов».

Область применения добавок представлена в таб.10.1

Противоморозные химические добавки запрещается использовать при бетонировании предварительно напряженных конструкций, армированных термически упрочненной сталью; при возведении железобетонных конструкций для электрифицированных железных дорог и промышленных предприятий, где возможно возникновение блуждающих токов способствующих разрушению бетона.

Внесение химических добавок приводит к некоторому замедлению набора прочности бетоном по сравнению со скоростью твердения бетона в нормальных условиях. Так при внесении поташа прочность бетона в возрасте 28 суток при температуре окружающего воздуха -25C составляет 50%, а в возрасте 90 суток­-60%. При температуре -5⁰С набор прочности протекает более интенсивно и к 28- суточному возрасту он может составлять 75%.

В зависимости от температуры наружного воздуха возможны различные сочетания добавок. Бетон с противоморозными добавками применяют в тех случаях, когда достигается набор критической прочности до их замерзания. Скорости набора прочности бетонами с противоморозными добавками в зависимости от температуры твердения даны в таб. 10.12 При выборе добавок учитывают их стоимость и влияние на физико-механические и технологические свойства бетонов и бетонных смесей. Так при внесении поташа сокращаются сроки схватывания цемента, в результате чего ухудшается удобоукладываемость смеси. Наиболее дешевые и доступные добавки – хлориды кальция и натрия. Добавки вводят в виде водяных растворов в процессе приготовления бетонных смесей в количестве 3---18% от массы цемента. Применение добавок целесообразно в сочетанли с дополнительным подогревом. Растворы, содержащие мочевину, не следует подогревать выше 40 ⁰С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметь осадков нерастворившихся солей.

Область применения добавок.

Таблица 10.1

Тип конструкций и условия их эксплуатации	Добавки
НН	ХК+ХН	ХК+НН	НКМ, НК+М, ННК+ХК	ННК+М, ННХК, ННХК М	П
Железобетонные конструкции с арматурой диаметром, мм:
более 5	+	-	+	+	+	+
5 и менее	+	-	+	+	-	+
Конструкции монолитные; стыки, имеющие выпуски арматуры или закладные части:
без специальной защиты стали	+	-	-	+	-	+
с металлическими покрытиями	-	-	-	+	-	-
с комбинированными покрытиями	+	-	+	+	+	+
Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации:
В воде	+	+	+	+	+	+
В неагрессивной газовой среде при относительной влажности воздуха до 60%	+	+	-	+	+	+
В агрессивной газовой среде	+	-	-	+	-	+

Примечание: Знак (-) означает запрещение применения.

Скорость набора прочности бетона на портландцементах с противоморозными добавками % от R₂₈

Таблица 10.2

Температура твердения, 0С	Твердение бетона, сут.
Нитрит натрия
-5
-10
-15
Хлорид натрия + хлорид кальция
-5
-10
-15
-20
Нитрит кальция с мочевиной
-5
-10
-15
-20
Нитрит натрия с хлоридом кальция и мочевиной
-5
-10
-15
Температура твердения, 0С	Твердение бетона, сут.
-20
-25
Мочевина
-5
-10
-15
-20
-25

Некоторые добавки, например хлористые соли, ухудшают качество поверхности возводимых конструкций вследствие образования высолов. Поэтому их применяют при возведении сооружений небольших объемов, к качеству поверхностей которых не предъявляют высоких требований (например, фундаменты, балки). Процесс укладки и уплотнения смесей не отличается от обычных методов бетонирования.