ПРОТИВОМОРОЗНЫЕ ДОБАВКИ. Противоморозные добавки

Противоморозные добавки. Назначение и виды

Современное производство строительных материалов

Твердение бетонов и растворов при пониженной температуре происходит медленно, так как замедляется процесс гидратации цемента. Уже при температуре - 3...- 6 °С вода в бетоне замерзает, и процессы гидратации вяжущего и твердения бетона практически прекращаются. Поэтому для обеспечения требуемого набора прочности бетона в зимнее время необходимо создавать такие условия, при которых будут активно протекать процессы твердения вяжущего, т. е. необходимо обеспечивать наличие жидкой фазы. Эту задачу можно решить, например, путем выдерживания забетонированной конструкции при положительной температуре. Такое выдерживание можно осуществлять при обогреве бетона в термоактивной опалубке, использованием разогретых смесей с последующим укрытием поверхности конструкции теплоизоляционными материалами и другими способами.

В тех случаях, когда на строительной площадке по техническим или организационным причинам такие способы не могут быть реализованы, целесообразно в бетон вводить противоморозные добавки — вещества, понижающие температуру замерзания воды и способствующие твердению бетона при отрицательных температурах.

Применение бетонов с противоморозными добавками осуществляется при возведении монолитных бетонных и железобетонных сооружений, монолитных частей сборно-монолитных конструкций, замоноличивании стыков сборных конструкций, при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций в условиях полигона при установившейся среднесуточной температуре наружного воздуха и грунта не ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С.

В строительстве, при бетонировании в условиях отрицательных температур, нашли свое применение различные антиморозные добавки ПМД. В России наиболее популярны следующие противоморозные присадки для бетона:формиат натрия технический, нитрит натрия технический, формиат кальция технический, поташ калий углекислый, хлористый кальций.

Эти антиморозные добавки в применении имеют свои как положительные, так и некоторые весьма существенные отрицательные стороны, с которыми можно ознакомиться здесь.

Противоморозные добавки — специальные химические соединения, способствующие твердению бетона и раствора при отрицательных температурах до -15С за счёт ускорения процесса гидратации цементного камня с максимальным вовлечением имеющейся воды. Основное предназначение противоморозных присадок — сохранение необходимой подвижности смеси; ускорение процесса твердения бетона; ускорение процесса гидратации цемента, т. к. при минусовых температурах реакция твердения сильно замедляется. Тем не менее необходимо помнить о том, что противоморозные строительные добавки не позволяют бетону набрать 100%-ную прочность при отрицательной температуре, они дают возможность получить 30-40% от заданной прочности, затем смесь замерзает, а основная прочность набирается уже при оттаивании. Поэтому конструкции, бетонируемые зимой, не должны нести сильных нагрузок.

Гидробетон — С-ЗМ-15. Противоморозная добавка для бетонов и растворов с пластифицирующим действием. Жидкость темно-коричневого цвета 34. ..36 % концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до —15 °С. Гидрозим. Жидкий антифриз для бетонов и растворов в виде раствора 50 % концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до —15 °С. Не вызывает коррозии арматуры в бетоне.

Лигнопан-4. Противоморозная добавка для бетона и железобетона с пластифицирующим действием. Водный раствор 40 % концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до -18 °С. Дозировка: 2 % при температуре до -5 °С, 3 % до -10 °С, 4 % до -15 °С. ПОБЕДИТ-Антимороз. Противоморозная добавка для сухих строительных растворов, относящаяся к ускорителям. Рекомендуемая дозировка - 2...8 % массы компонентов сухой смеси в зависимости от температуры применения.

Способ применения: Перед употреблением состав интенсивно взболтать (перемешать) в заводской упаковке. Смешать состав с водой затворения или ввести непосредственно в готовую бетонную смесь (смесь вяжущего, заполнителя и воды).

Технология производства высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ

Гипсовые вяжущие материалы, воздушные вяжущие материалы, получаемые на основе полуводного сульфата кальция либо безводного сульфата кальция (ангидритовые вяжущие). По условиям термической обработки, а также по скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы делятся на 2 …

Кровельные и гидроизоляционные материалы на битумной основе

Материалы, предназначенные для предохранения конструкций и инженерных сооружений от действия воды, называют гидроизоляционными. В зависимости от применяемого вяжущего гидроизоляционные мате-риалы подразделяют на битумные, дегтевые и полимерные. По способу нанесения их …

Органо-минеральные добавки

Комплексные добавки, получаемые при объединении активных минеральных компонентов и органических модификаторов, называют органоминеральными добавками (ОМД). Использование органоминеральных добавок в бетонах произвело революцию в строительном производстве. Бетоны, в состав которых могут …

msd.com.ua

Противоморозные добавки - Добавки, придающие специальные свойства

Противоморозные добавки

Твердение бетонов и растворов при пониженной температуре происходит медленно, так как замедляется процесс гидратации цемента. Уже при температуре -3…-6 °С вода в бетоне замерзает, и процессы гидратации вяжущего и твердения бетона практически прекращаются. При оттаивании, при условии сохранения жидкой фазы, эти процессы возобновляются, и бетон продолжает увеличивать свою прочность. Однако для бетона, замороженного в раннем возрасте, после оттаивания и последующей выдержки характерны рыхлая структура, низкая прочность и морозостойкость. Это объясняется тем, что свежеуложенный бетон содержит много воды, которая при замерзании расширяется, разрыхляет цементный камень и нарушает сцепление заполнителя с цементной матрицей.Поэтому для обеспечения требуемого набора прочности бетона в зимнее время необходимо создавать такие условия, при которых будут активно протекать процессы твердения вяжущего, т. е. необходимо обеспечивать наличие жидкой фазы. Эту задачу можно решить, например, путем выдерживания забетонированной конструкции при положительной температуре. Такое выдерживание можно осуществлять при обогреве бетона в термоактивной опалубке, использованием разогретых смесей с последующим укрытием поверхности конструкции теплоизоляционными материалами и другими способами.

Все перечисленные добавки одновременно являются и добавками-ускорителями схватывания и твердения бетонов и растворов, однако их концентрация в «холодных» бетонах значительно (в 2…3 раза) превышает ту, которая необходима для ускорения процессов твердения бетонов при температуре выше О °С.

Кроме перечисленных к противоморозным добавкам также относятся: – Карбамид (мочевина) М. Бесцветные кристаллы CO(Nh3)2, хорошо растворимые в воде. – Соединение нитрата кальция с мочевиной НКМ. – Нитрит натрия НН. Продукт в виде кристаллов NaN02 белого цвета с желтоватым оттенком, а также в виде водных растворов. – Ускоряющая противоморозная добавка УПДМ. Сбалансированная по компонентному составу жидкая смесь из отходов производства ацетоуксусного эфира, аце-тилацетона и нитрохлорактинида, взятых в соотношении 7:3:1 по объёму. Раствор темно-коричневого цвета. Дозировка уточняется опытным путем в пределах 0,1…0,42 л/кг цемента при температуре наружного воздуха от 0 °С до -25 °С. – Формиат натрия спиртовой ФНС. Отход нефтехимического производства, представляющий 30…40%-й водный раствор натриевых солей муравьиной и серной кислот. Прозрачная жидкость от соломенного до темно-коричневого цвета. Рекомендуемая дозировка 2…6%, добавка вводится в бетонную смесь с водой затворения. – Асол-К. Продукт из органических и неорганических компонентов: водного раствора поташа, ингибиторов коррозии и модификаторов. Добавка обеспечивает твердение бетона при температуре до —10 °С. При положительных температурах вызывает быстрое схватывание смесей (от 5 до 30 мин). – Гидробетон — С-ЗМ-15. Противоморозная добавка для бетонов и растворов с пластифицирующим действием. Жидкость темно-коричневого цвета 34…36%-й концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до -15 °С. – Гидрозим. Жидкий антифриз для бетонов и растворов в виде раствора 50%-й концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до -15 °С. Не вызывает коррозии арматуры в бетоне. – Лигаопан-4. Добавка для бетона и железобетона с пластифицирующим действием. Водный раствор 40%-й концентрации. Обеспечивает твердение бетона при температуре до —18 °С. Дозировка: 2% при температуре до -5 ‘С, 3% до -10 °С, 4% до -15 °С. – ПОБЕДИТ-Антимороз. Противоморозная добавка для сухих строительных растворов, относящаяся к ускорителям. Рекомендуемая дозировка — 2…8% массы компонентов сухой смеси в зависимости от температуры применения. – Аммиачная вода. Продукт (Nh5Off), представляющий собой аммиачный газ Nh4, растворенный в обычной воде.

Добавки зарубежных производителей: – Бетонсан (Betonsan). Сухая бессолевая противоморозная добавка, относящаяся к ускоряющим модификаторам, для строительных растворов. Обеспечивает твердение бетона при температуре до -10 °С. Дозировка: 1…2% массы цемента. Производитель: ЗАО «Компания Конвент ЦЕНТР». – Сементол Б (Cementol В). Противоморозная добавка антифриз для бетонов и растворов. Обеспечивает твердение бетона при температуре до + 5 °С. Рекомендуется для бетонов на высомарочном цементе с повышенной экзотермией. Дозировка: 0,2…0,8% массыцемента. Производитель: Фирма ТКК (Словения).

Экономически рациональной противоморозной добавкой является аммиачная вода, так как по сравнению с водными раствора поташа и хлорида кальция имеет значительно меньший процент объёмного расширения и поэтому является наименеее опасной в отношении возможных деформаций от расширения жидкой фазы с образованием льда.

В зависимости от расчетной минимальной температуры наружного воздуха назначается определенная концентрация раствора аммиачной воды затворения (табл. 11). В отличие от других противоморозных добавок аммиачная вода не только не вызывает коррозии арматуры, но может служить анодным ингибитором стали от коррозии в железобетонных конструкциях, содержащих хлористые соли. Добавка не ухудшает сцепление арматуры с бетоном, не снижает морозостойкости бетона, не вызывает высолов и образования пятен на поверхностях конструкций. Аммиачная вода несколько замедляет сроки схватывания цементов, что позволяет сохранять удобоукладываемость бетонной смеси от 4 до 7 ч.

Противоморозные добавки допускаются к применению в тяжелых и легких бетонах (класса В10 и выше) в соответствии с «Руководством по применению бетонов с противоморозными добавками».

Добавки в процессе выдерживания бетона могут мигрировать и скопляться в отдельных зонах конструкций (ребрах, поверхностных слоях и других частях) с последующей кристаллизацией. Эти процессы интенсифицируются при многократных температурных перепадах, особенно с периодическим переходом в область положительных температур, что характерно для осенне-весенних периодов, а также оттепелей в зимнее время.

Они усиливаются с уменьшением относительной влажности воздуха, при увеличении расхода цемента и противомо-розной добавки в бетоне.

Процесс кристаллизации солей происходит с увеличением объёма, поэтому их накопление в отдельных зонах конструкций может привести к дефектам и разрушению этих зон. Опасными в этом отношении являются добавки, содержащие поташ и нитрат кальция. Вследствии активного участия ряда добавок в процессах гидратации цемента, оптимальное их количество для той или иной отрицательной температуры, а также скорость твердения бетона на морозе в значительной мере зависят от минералогического и вещественного состава цемента.

Большинство из применяемых добавок образуют двойные соли, которые являются потенциально опасными компонентами цементного камня при эксплуатации бетонов с такими добавками в некоторых агрессивных водных средах. Например, хлориды натрия и кальция резко интенсифицируют процесс коррозии стали во влажных условиях при доступе кислорода воздуха.

В ряде случаев агрессивность хлористых солей в отношении арматуры и технологического оборудования можно уменьшить путем применения комплексных добавок, включающих ингибиторы коррозии стали. Например, при одновременном присутствии в растворе нитрит-ионов при соотношении по массе между НН и ХК не менее 1:1 ионы хлора становятся практически не опасными в отношении арматуры. Однако, в целях исключения возможности появления коррозионного процесса, область применения противомо-розных добавок существенно ограничивается в преднапря-женных конструкциях, где такие процессы могут вызвать катастрофические последствия, связанные с разрывом или потерей преднапряженного состояния арматуры в бетоне.

Поташ и нитрат кальция являются нейтральными добавками по отношению к арматуре. Нитриты натрия и кальция являются ингибиторами коррозии арматуры, но могут вызвать коррозионное растрескивание термически упрочненной стали, поэтому их применение строго ограничивают в железобетонных изделиях и конструкциях с преднапряженной арматурой.

Читать далее:Полимерные добавкиБиоцидные добавкиВыбор противоморозных добавокМеханизм противоморозного действияГидрофобизирующие добавки

stroy-server.ru

ПРОТИВОМОРОЗНЫЕ ДОБАВКИ

Добавки в бетон Справочное пособие

Противоморозные добавки занимают важное место среди других добавок в бетон. Они нашли широкое применение при возведении монолитных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, монолитных частей сборно-монолитных конструкций, включая бетонирование в скользящей опалубке, для замоноличивания стыков сборных конструкций и при изготовлении сборных бетонных и железобетонных конструкций в условиях строительных площадок и полигонов при установившейся температуре наружного воздуха или грунта ниже + 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 вплоть до —30 °С (температура бетона, при которой он с некоторыми противоморозными добавками, хотя и медленно, но систематически набирает прочность за счет гидратации цемента, составляет —25 °С).

Введение противоморозных добавок — технологически наиболее простой, удобный и экономически выгодный способ зимнего бетонирования.

Этот способ в 1,2—1,4 раза экономичнее, чем способ паро - прогрева и бетонирования с предшествующим ограждением сооружения и его утеплением изнутри и в 1,3—1,5 раза экономичнее электропрогрева и электрообогрева.

Безобогревное зимнее бетонирование благодаря применению противоморозных добавок позволяет экономить тепло - и электроэнергию при более гибкой технологии проведения работ.

Кроме этого традиционного использования противоморозных добавок возможно также их сочетание с «методом термоса»[25], паро - или электропрогревом и электрообогревом. При этом достигается ускорение ввода сооружений в эксплуатацию, сокращение расхода добавки, а при использовании электропрогрева и электрообогрева — также экономия электроэнергии.

В СССР накопился более чем 30-летний опыт применения противоморозных добавок для безобогревного бетонирования, в том числе в районах с суровым климатом. За это время в различные конструкции и сооружения уложены миллионы кубометров бетона с противоморозными добавками, что позволило обобщить результаты и наметить некоторые пути совершенствования безобогревного зимнего бетонирования.

С учетом областей применения противоморозные добавки Можно разделить на две группы.

К Добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетрна и принадлежащие к числу либо слабых ускорителей, либо замедлителей схватывания и твердения цемента. К ним относятся некоторые сильные электролиты, такие, как очень популярный в СССР нитрит натрия [1] и хлорид натрия [2], слабые электролиты, например, водные растворы аммиака, неэлектролиты, вещества органического происхождения, например многоатомные спирты и карбамид [3].

2. Добавки, совмещающие в себе способность к сильному ускорению процессов схватывания и твердения цементов с хорошими антифризными свойствами. К ним относятся поташ, добавки на основе хлорида кальция — смеси хлорида кальция с хлоридом натрия [1], нитритом натрия, нитрит-нитратом кальция, нитрит-нитратом кальция и мочевиной и некоторые другие.

Кроме этих основных двух групп противоморозных добавок в отдельных случаях при зимнем бетонировании используют вещества со слабыми антифризными свойствами, но относящиеся к сильным ускорителям схватывания и твердения цемента, одновременно вызывающие сильное тепловыделение на ранней стадии твердения бетонной смеси и бетона. Эти Аобавки выбирают из числа тех, которые способствуют быстрому образованию плотной микрокапиллярной структуры цементного камня, например сульфаты трехвалентного железа и алюминия [3]. Масштабы их применения невелики, но они представляют определенный научный интерес.

В табл. 8.1 приведены стандарты и технические условия на химические вещества, используемые в СССР в качестве противоморозных добавок. Большинство этих веществ производится и для других целей; только такие продукты, как нитрит-нитрат кальция и нитрит-нитрат-хлорид кальция, применяются специально как добавки и выпускаются химической промышленностью по техническим условиям, согласованным со строителями.

Из данных работы [4] следует, что в США фирмой «Грейс» намечено производство противоморозной добавки на основе технического нитрита кальция, обладающей, как ННК и ННХК, функциями ускорителя схватывания и твердения цемента.

В районах со сравнительно мягким климатом, где температура бетона, как правило, не бывает ниже —10 °С, можно достаточно успешно применять карбамид. Эта противомороз - ная добавка одновременно пластифицирует бетонную смесь и обеспечивает спокойный невысокий темп твердения бетона [3]. Указанные свойства карбамида частично используются в комплексных добавках ННКМ и ННХКМ, представляющих собой смесь соответственно мочевины с нитрит - нитратом кальция и нитрит - нитрат-хлоридом кальция.

Ниже будет показано, что подобные комбинации относятся к числу наиболее эффективных противоморозных добавок с широким температурным диапазоном действия, в которых оптимально сочетаются достоинства каждого компонента, входящего в их состав.

Таблица 8.1 ПРОТИВОМОРОЗНЫЕ ДОБАВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СССР |1)

Добавка	Сокращенное название	Формула
Хлорид натрия	Хн	NaCl
Хлорид кальция	Хк	СаС12
Поташ	П	КгСОз
Нитрит натрия	Нн	NaN02
Мочевина (карбамид)	М	CO(Nh3)2
Нитрат кальция	Нк	Са (N03)2
Нитрит-нитрат кальция	ННК	Ca(N02)2 + Ca(N03)2
Нитрит-нитрат кальция + моче
Вина1	ННК+М или	Ca(N02)2 + Ca(N03)2 +
	Ннкм	+CO(Nh3)2
Нитрит-нитрат-хлорид кальция2	Ннхк	Ca(N02)2+Ca(N03)2+
	+ CaCl2
Нитрит-нитрат-хлорид каль
Ция +мочевина3	Ннхкм	To же + СО(ЫН2)2
Комплексная соль нитрата каль	Нкм,	Ca (N03) 2 • 4CO (Nh3)2,
Ция с мочевиной или их механи	Нк+м	Ca(N03)2+C0(Nh3)2
Ческая смесь4

1 Соотношение между нитритом и нитратом кальция (по массе) 1:1 ±10%, ННК к мочевине (по массе) от 3:1 до 1:1.

2 Соотношение между нитрит-нитратом кальция и хлоридом кальция (по массе) 1:1.

3 Соотношение между нитрит-нитрат-хлоридом кальция и мочевинбй (по массе) от 3:1 до 1:1.

4 Соотношение между нитратом кальция и мочевиной (по массе) от 3:1 до 1:1.

Из изложенного ясно, что противоморозные добавки выполняют свои функции прежде всего за счет снижения ими температуры замерзания воды. Поэтому наиболее обоснованно и правильно назначать их дозировку к массе воды затворения, что особенно четко проявляется при изменении водоцементного отношения (В/Ц).

Так, при постоянстве дозировки в расчете на массу цемента бетонная смесь находится в тем более тяжелых условиях твердения при температуре ниже 0 °С, чем выше ее В/Ц, чего не наблюдается при назначении добавок к воде затворения. Поэтому в отличие от дозировки органических поверхностно-активных веществ концентрация противоморозных добавок во всех таблицах дается в процентах к воде затворения. Это оказалось удобным и при приготовлении добавок, которые вводятся в виде водных растворов.

При необходимости проведения технико-экономических сопоставлений с добавками другого назначения эту дозировку легко пересчитать на цемент; для среднестатистических данных можно принять, что водоцементное отношение равно 0,5.

8.5.1. Прочность бетона. Положительное влияние большинства противоморозных добавок на микроструктуру цементного камня, его поровую структуру и зону контакта с заполнителем проявляется в улучшении физико-механических показателей бетона. Однако в связи с …

9.10.1. Общие положения. Добавки, используемые в тор - крет-бетоне, обычно подразделяются на четыре категории: ускорители, воздухововлекаю - щие агенты, замедлители и мелкоизмельченные инертные или активные гидравлические добавки. Однако, поскольку добавки …

Долговечностью бетона называется его способность длительно, в предусмотренных проектами пределах, сохранять свои эксплуатационные свойства. Противоморозные добавки по-разному влияют на долговечность бетона. В зависимости от внешней среды, химико-ми- нералогического и вещественного …

msd.com.ua