Незамерзающие добавки в бетон

В строительстве бетон используется везде, а противоморозная добавка в бетон позволяет его использовать всегда. Бетон – это прочный, долговечный и надежный стройматериал, который находит применение и в индивидуальном, и в промышленном строительстве. Получают его смешиванием ключевых компонентов раствора – цемента, заполнителей (песок, гравий, щебень) и воды. После затвердевания смеси получается твердое монолитное вещество, конструкции из которого выдерживают большие многовекторные нагрузки. Вода в рабочем растворе с бетоном обеспечивает его вязкость с протеканием процесса гидратации, но только при определенной положительной температуре. Если температура на улице нулевая или отрицательная (0 0 С/-3 0 С и ниже), то вода превращается в лед, а процесс гидратации (затвердевание путем нарастания вязкости) затормаживается, и при дальнейшем понижении температуры может прекратиться совсем.

Промышленные противоморозные добавки

Если раствор снова нагреть, то гидратация возобновится, но с потерей качества смеси, которая обусловлена расширением воды при замерзании. Это произойдет, потому что после оттаивания в бетоне образуются микроскопические воздушные пустоты, разрушающие монолит. Чтобы бетонный раствор не замерз в процессе своего затвердевания в условиях низкой уличной температуры, применяются противоморозные добавки в бетон, минимизирующие негативные процессы, которые протекают в бетоне при его затвердевании при низких и отрицательных температурах.

Как использовать противоморозные добавки в бетон

Если строительство объекта запланировано на сезон с низкими среднесуточными температурами, в состав раствора добавляются противоморозные вещества. Но до сих пор существуют строительные технологии, когда на стройплощадке вокруг опалубки монтируется короб, в котором воздух нагревается и поддерживается теплым (например, тепловыми пушками) до затвердевания бетона. Это очень затратный и медленный способ, поэтому экономически он малоэффективен.

Опалубка для бетонной конструкции

Обеспечить затвердевание раствора в мороз призваны противоморозные добавки хтп, которые вступают в реакцию с водой, понижая точку ее замерзания, не разрушая структуру и не изменяя свойств воды и бетона. Расчет количества антиморозных веществ в бетон в зимний период зависит от температуры на стройплощадке. Рост объема противоморозных добавок происходит в прямой зависимости от температуры на улице – при значениях выше -10 0 С добавляется около 5% противоморозного раствора от общего объема рабочей смеси (пропорция 1/20), при температуре от -10 0 С до -20 0 С 10% (пропорция 1/10), и т.д.

Единственное ограничение к применению – при температуре ниже -50 0 С добавки не работают. В обязательный состав противоморозных добавок в бетон входят:

1. Углекислый калий (поташ), формиат;
2. Хлорид кальция (пищевая добавка E509);
3. Хлорид натрия (поваренная соль);
4. Нитрит натрия (пищевая добавка E250) и его растворы;
5. Органические соли.

Разные составы добавок обеспечивают разные технические характеристики и свойства (водонепроницаемость, плотность, вязкость, подвижность, прочность). ГОСТ 22266-94 регламентирует состав и условия применения противоморозных добавок в бетон.

Зимнее строительство

Плюсы и минусы антиморозных добавок

Противоморозная добавка для бетонного раствора обычно имеет светло-серый или желтоватый цвет. Также противоморозный раствор может быть прозрачного или темно-коричневого цвета – это зависит от состава и условий применения. Плотность жидкости – 1,4 кг/л, процентный состав азотнокислого кальция – 42-45%, кислотность – 5-8 (рН). Технические характеристики могут быть другими, но основное свойство (замедлять замерзание воды и обеспечивать затвердевание рабочего раствора) остается стабильным. Положительные особенности добавок:

1. Понижение температуры точки замерзания воды в бетоне и увеличение временного диапазона схватывания раствора;
2. Повышение подвижности бетонной смеси;
3. Защита армокаркаса от ржавчины и коррозии;
4. Уменьшение времени набора прочности и увеличение водонепроницаемости бетона.
5. Снижение стоимости смеси при добавлении в раствор цементов низких марок;
6. Уменьшение толщины бетонной конструкции без ухудшения прочности;
7. Отпадает необходимость покрытия затвердевшей поверхности гидроизоляцией.

Заполнение пор в рабочей смеси карбонизированной гидроокисью кальция уплотняет бетон и н позволяет образовываться «высолам» на бетонной поверхности, увеличивая прочность готовой конструкции вдвое. Такой бетон с противоморозными добавками позволяет освободить конструкцию от опалубки через 15-18 часов после ее заливки.

Затвердевание бетона зимой

Некоторые добавки на основе хлоридов имеют следующие недостатки:

1. Высокая коррозийная активность ограничивает применение противоморозной добавки при изготовлении армированных конструкций. От взаимодействия с хлоридами металл окисляется и отслаивается от бетона, разрушая монолитную структуру бетона.

Как применять добавки

Вещества с противоморозными свойствами вводятся в бетонный и штукатурный растворы, в смеси для монолитных ж/б конструкций или предварительно напряженных конструкций из железобетона одновременно с другими компонентами. Температура для введения добавок должна быть не ниже -15°С/-25°С. Такой вариант работы зимой называется методом холодного бетонирования.

В раствор противоморозные добавки вводятся только при низких температурах, и для других целей их использование не рекомендуется. Чтобы получить максимальную пользу от ввода добавок, поверхность бетона рекомендуется увлажнять в течение нескольких суток с периодичностью в 5-6 часов.

Применение противоморозных добавок

Всю реагенты по принципу действия делятся на два типа:

1. Слабодействующие ускорители (замедлители затвердевания), понижающие температуру замерзания воды в растворе. Это некоторые виды электролитов, нитрит и хлорид натрия, растворы аммиака на воде, спирты многоатомные, карбамиды.
2. Добавки, в составе которых есть антифриз – такие жидкости активизируют затвердевание и схватывание цемента. Это добавки, содержащие натрий: смеси хлорида кальция с нитрит-нитратом кальция, нитрит-нитратом кальция, хлоридом натрия, нитритом натрия, мочевиной.
3. Добавки со слабо выраженными антифризными свойствами, активизирующие процесс схватывания и затвердевания цемента, и вызывающие выделение тепловой энергии на первоначальном этапе схватывания бетона. Это сульфаты трехвалентного железа и алюминия – такие вещества активируют образование микрокапилляров в цементном камне.

Противоморозные составы своего приготовления

В рабочий раствор добавляется до 10% воды – количество зависит от его целевого назначения. При понижении температуры затвердевание бетонной смеси идет на затухание, поэтому, чтобы сохранить необходимую скорость набора прочности, необходимо, чтобы в растворе присутствовал жидкий компонент, и антиморозные добавки могут это обеспечить.

Самодельные антиморозные добавки

Правильное применение противоморозных добавок в бетон повышает рассыпчатость цемента, сухих наполнителей, и усиливают процесс превращения рабочего раствора во взвесь. При применении добавок устойчивость бетонного раствора к замерзанию усиливается, и уменьшается время затвердевания при отрицательных температурах.

В индивидуальном строительстве бывают случаи, когда покупать антиморозные антифризные добавки нет смысла – проще обойтись добавками собственного изготовления. Самое простое и доступное финансово действие — добавить в бетонный раствор рассчитанный объем поваренной соли, или хлорида натрия. Любые соли способны понижать точку замерзания любых водных растворов, но растворы, содержащие хлор, могут разрушать металлические элементы бетонного сооружения (арматуру, стальной каркас, элементы усиления). Как обеспечить постоянную защиту металлических элементов бетонной конструкции?

Необходимо добавлять в противоморозную жидкость ингибиторы коррозии, замедляющие появление ржавчины на поверхности металлов. Самый распространенный бытовой ингибитор – нитрит нитрат калия (ННК), который представляет собой промежуточный продукт при промышленном производстве органических удобрений.

Незамерзающие добавки

Для самостоятельного приготовления противоморозного пластификатора в раствор нужно добавить 3-4% обыкновенной поваренной соли или хлористого калия и нитрита нитрата калия от общего объема неувлажненного цемента. Соотношение этих веществ соблюдается как 1:1. Чтобы повысить пластичность бетона, в смесь добавляется мочевина в пропорции 1:10 от общего веса цемента.

Противоморозная добавка для бетона приготавливается и при помощи раствора аммиачной воды. Это также один из недорогих способов обеспечить пластичность и требуемую прочность бетонного раствора при низких температурах.

Аммиачная вода расширяется намного меньше, чем обычная вода или солевые растворы, защищает от коррозии металл в бетоне, препятствует появлению «высолов» на поверхности бетонных конструкций. Количество добавляемой в раствор аммиачной воды определяется температурой воздуха на стройплощадке, и ее плотность меняется в диапазоне 5-20% – чем меньше температура на улице, тем большую концентрацию должна иметь аммиачная вода.

Во время строительства дома значительная часть работ может проводиться в любое время года, независимо от погодных условий и температуры окружающего воздуха. Единственным слабым местом является выполнение работ, связанных с использованием цементно-песчаного и бетонного раствора, так как для их нормального застывания необходимо, чтобы температура окружающего воздуха была не ниже +5° С. Для того чтобы не останавливать строительные работы в холодное время года, используется специальная незамерзайка для бетона — своими руками добавляемая в раствор при его приготовлении.

Комплексная противоморозная модифицирующая добавка.

Противоморозные добавки для бетонного раствора

Чтобы помочь читателю разобраться с особенностями бетонных работ в зимнее время, в этой статье будет рассмотрен один из способов снижения минимальной температуры эксплуатации жидкого строительного раствора, а именно незамерзающая жидкость для бетона, как наиболее приемлемый вариант решения проблемы.

Также здесь будет представлена краткая инструкция, в которой подробно описана технология и рецептура приготовления зимнего строительного раствора.

Заливка монолитного основания в зимнее время.

Сложности зимнего бетонирования

Бетонный раствор представляет собой смесь связующего вещества (цемент М300 – М500), мелкого заполнителя (речной или карьерный кварцевый песок), крупного заполнителя (гравий, известковый или гранитный щебень) и воды, которые тщательно перемешаны между собой в определенной пропорции.

После укладки в форму или опалубку, с течением времени цемент вступает в реакцию с водой, которая называется гидратацией, в результате чего происходит его схватывание и постепенное отвердевание.

Нормальное протекание этого процесса возможно только при положительных температурах, поэтому в случае наступления мороза в жидком растворе могут произойти следующие изменения:

1. При снижении температуры окружающего воздуха ниже +5 °С существенно увеличивается время протекания гидратации.
2. Снижение температуры ниже 0° приводит к образованию в жидком растворе ледяной кристаллической решетки. Кристаллы льда, увеличиваясь в объеме, создают в неокрепшем растворе очаги локального напряжения, что приводит к нарушению его структуры и множественным разрывам связей частиц цемента, которые только начали схватываться между собой.
3. В том случае, если бетон замерз, вокруг металлических деталей конструкции образуется ледяная корка, которая оттесняет растворную массу от элементов стальной арматурной обвязки, нарушая целостность железобетонного изделия.
4. Превращение свободной воды в лед уменьшает ее количество, в результате чего ее будет недостаточно для нормальной гидратации цемента.

Также следует отметить, что все эти явления представляют опасность в том случае, когда промерзание бетона происходит на ранней стадии отвердевания, то есть когда он еще не успел набрать критическую прочность, которая условно составляет 50 % от проектной прочности.

На фото показана заливка ленточного фундамента с использованием противоморозной добавки.

Способы борьбы с замерзанием раствора

На основании всего сказанного выше можно сделать вывод, что главная задача бетонирования в зимний период заключается в том, чтобы как можно дольше времени предохранить раствор от промерзания и сохранить воду в жидком состоянии.

Для того чтобы бетон не замерзал в процессе отвердевания, существует несколько способов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

1. Так называемый эффект термоса заключается в использовании опалубки для бетона из материалов, которые обладают хорошими теплоизолирующими свойствами. В процессе приготовления компоненты раствора подогреваются, после чего он заливается в опалубку в разогретом виде, а затем накрывается теплоизоляционными материалами. Эти меры в совокупности позволяют не допустить замерзание бетона до набора им значения критической прочности.
2. Подогрев жидкого раствора в опалубке выполняется либо разогретым паром, либо при помощи пропускания электрического тока по специальным электродам. Такой метод очень энергоемкий и требует использования специального оборудования.
3. Введение в раствор специальных модифицирующих добавок позволяет ускорить реакцию гидратации и предохраняет воду, входящую в его состав, от замерзания.

Термоэлектрические маты для наружного обогрева бетонной поверхности.

Совет!
В качестве альтернативного метода можно рассматривать сооружение над местом проведения строительных работ закрытого навеса или шалаша, который обогревается электрическими или дизельными тепловыми пушками.

Главные преимущества антифризов

Из всех перечисленных способов, наиболее приемлемым для индивидуального строительства считается использование жидких противоморозных добавок.

Среди преимуществ такого метода можно назвать следующие положительные качества:

1. Благодаря антифризным свойствам снижается температура замерзания свободной воды, которая входит в состав раствора.
2. Пластифицирующие свойства снижают густоту и увеличивают подвижность готового раствора без добавления лишней воды, что способствует более качественному формированию бетонного изделия.
3. Как правило, качественная жидкая незамерзайка в бетон содержит в своем составе ингибиторы коррозии, которые предохраняют от окисления и разрушения стальные элементы арматурной обвязки.
4. Сбалансированный набор компонентов в конечном итоге способствует ускорению набора критической прочности, а также увеличивает водонепроницаемость и проектную прочность готового изделия.
5. Благодаря невысокой стоимости жидких добавок, цена такого метода борьбы с морозом обходится значительно дешевле остальных, к тому же не требует использования громоздкого и энергоемкого оборудования.

Применение модифицирующих добавок позволяет выполнять бетонные работы при температуре до -25 °С.

Совет!
В конструкциях с металлической арматурной обвязкой не рекомендуется использовать жидкости без ингибиторов коррозии по причине их высокой коррозионной активности.

Особенности работы с противоморозными добавками

Для того чтобы при строительстве в зимнее время не задумываться над вопросом: что делать если замерз бетон, достаточно всего лишь своевременно использовать необходимые противоморозные модифицирующие добавки.

Технология их использования совсем несложная:

1. В работающую бетономешалку налить нужное количество воды, а затем добавить незамерзающую жидкость в точном соответствии с инструкцией по применению.
2. Дать миксеру поработать некоторое время для полного перемешивания воды и модифицирующей добавки.
3. После этого загрузить в ковш половину объема песка, затем весь объем цемента, а после этого оставшуюся часть песка.
4. В последнюю очередь загрузить в миксер нужное количество крупного заполнителя и оставить поработать до полного перемешивания компонентов и получения однородной смеси.

В таблице 1 указаны средние пропорции незамерзающей жидкости для бетона и скорость набора проектной прочности.

Средняя расчетная температура твердения бетона	Дозировка добавки в %% от массы цемента	Прочность на сжатие в % от проектной, в возрасте, суток
		3	7	28
— 5 С	1	20 — 30	40 — 50	55 — 70
— 10 С	1,5	15 — 25	25 — 35	50 — 65
— 15 С	2 — 2,5	10 — 15	20 — 30	45 — 55

Самостоятельное приготовление зимнего бетонного раствора.

Совет!
Грамотное применение противоморозных добавок, благодаря увеличению проектной прочности бетона, позволяет использовать для приготовления бетонного раствора цемент более низких марок.

Заключение

Прочитав данную статью, можно сделать вывод, что использование жидких противоморозных добавок не только позволит выполнять строительство в любое время года, но и существенно повысит качество готовых бетонных изделий.

Чтобы получить дополнительную информацию по интересующему вопросу, рекомендуется посмотреть видео в этой статье или почитать похожие материалы этой тематики на нашем сайте.

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.