Добавки в бетон в зависимости от температуры
Созревание бетона значительно замедляется при температуре ниже +5°C, при минусовой полностью останавливается. Это связано с замерзанием и кристаллизацией воды, входящей в раствор. Но строители часто вынуждены продолжать работы и в холодное время года. Проблему с застыванием в неблагоприятных условиях решают внесением особых противоморозных добавок. При использовании этого способа нужно учитывать, что прочность материала с такими примесями при низкой температуре составляет не более 30% от проектной, полную он наберет после оттаивания.
Преимущества, которые дает применение противоморозных компонентов:
- возможность производить работы, связанные с замешиванием бетона, в любое время года;
- повышаются многие важные характеристики материала — плотность, влаго- и морозоустойчивость;
- увеличиваются пластичность, подвижность и стабильность раствора, не появляются трещины после его застывания;
- предотвращается расслаивание смеси;
- более низкая стоимость по сравнению с альтернативными способами борьбы с замедлением созревания;
- снижается риск усадки.
Недостатки применения противоморозных добавок:
- больше расход вяжущего компонента (цемента) — за счет этого, а также из-за необходимости затрат на сами присадки бетон получается дороже;
- некоторые вещества, ускоряющие застывание при низкой температуре, ядовиты;
- созревание ускоряется, но при этом может замедляться набор прочности.
По воздействию на бетон различают противоморозные добавки:
- антифризы и ускорители — способствуют понижению температуры замерзания воды в растворе;
- сульфаты — согревают смесь за счет выделения тепла в процессе реакции;
- комплексные — являются одновременно противоморозными компонентами, ускорителями затвердевания, пластификаторами бетонных, а также кладочных и штукатурных составов.
ПМД классифицируют по нижнему уровню температуры, при которой они эффективны: до -10, -15, -20 или -30°C.
Перечень веществ, ускоряющих созревание бетона при низкой температуре
В чистом виде или в составе готовых комплексных смесей как противоморозные добавки применяют:
1. Нитрит натрия. При температуре от 0 до -25°C, на таре должна быть надпись Яд. Является пожароопасным, запрещается использование этого компонента в сочетании с лигносульфоновыми кислотами, так как в результате их реакции образуются отравляющие газообразные соединения азота. Нитрит натрия продается в порошковом виде или растворе. Расход: 4-10 % от веса цемента в смеси.
2. Тетраборат натрия (бура, сульфатно-дрожжевая бражка) и карбонат кальция (поташ). Эти вещества рекомендуется применять вместе, так как углекислый кальций без буры понижает прочность готового бетона (до 30 %), провоцирует его растрескивание. Поташ вреден, обязательно соблюдать меры предосторожности. Требует пластификатора, расход: 5-10 % от веса цемента.
3. Формиат натрия. В продажу поступает в виде белого кристаллического порошка, хорошо растворяется в воде. При его использовании обязательно требуется пластификатор. Формиат натрия добавляют обычно вместе с порошковым или жидким лигносульфонатом нафталина, который является разжижителем смеси. Из-за содержания фенола и формальдегида его относят к опасным веществам. Расход формиата натрия: 2-3 % от веса цемента.
4. Аммиачная вода. Она продается в виде водного раствора с концентрацией 25 %, пригодна для применения при самых низких температурах (теоретически аммиачную воду возможно использовать даже при -100°C). Положительные свойства — не только не провоцирует коррозию, но, наоборот, создает на арматуре эффект защитной пленки, значительно повышает морозостойкость готовой конструкции. В теплое время года аммиак в виде газа испаряется из бетона и он становится таким же, как замешанный на обычной воде.
Комплексные добавки, пригодные для применения при температуре до -20°C:
- нитрит и нитрат кальция (ННК);
- нитрит кальция с мочевиной (НКМ);
- нитрит и нитрат кальция с мочевиной (ННКМ).
Комплексные морозостойкие добавки в бетон, пригодные до -30°C:
- нитрит, нитрат и хлорид кальция (ННХК);
- нитрит, нитрат и хлорид кальция с мочевиной (ННХКМ).
При соблюдении соотношения между солями и мочевиной в смеси 3:1 перечисленные противоморозные примеси не способствуют окислению арматуры, не понижают морозоустойчивость. Их не используют при изготовлении:
- пролетных конструкций из железобетона, если их длина более 6000 мм;
- изделий, на поверхности которых не допускается появление высолов;
- конструкций, подвергающихся действию коррозии сульфатного типа;
- сооружений, находящихся на расстоянии менее 100 м от источников постоянного тока высокого напряжения.
Комплексные ПМД можно делать из отдельных компонентов своими руками или приобрести готовые в жидком виде с уже подобранными пропорциями. Профессиональные комплексные растворы применять выгоднее за счет меньшего расхода. Несколько вариантов таких присадок:
- Ивитек — до -10°C.
- Фриз De Lux — до -15°C, при проведении кладочных, штукатурных работа, а также заливке стяжек.
- Гермес — до -30°C, дополнительные положительные свойства — снижает расход цемента на 10 %, увеличивает характеристики прочности на 14 %.
- Основит Сейфскрин SN1 — при возведении монолитных и сборно-монолитных конструкций и изделий из бетона или железобетона, подходит так же для добавления в кладочные, утепляющие и монтажные растворы.
Рекомендации по применению
Для эффективного и безопасного использования противоморозных жидкостей нужно соблюдать правила:
1. Добавляются в бетон с последней третью порции воды, которая должна быть подогрета.
2. В сухую смесь вносить нежелательно.
3. Для получения эффекта следует подождать некоторое время (до 15 минут). Это необходимо для равномерного распределения вещества.
4. Температура смеси при выходе из мешалки должна быть в пределах от +15 до +25С.
5. Во время снегопада над емкостью обязательно нужно установить навес. Иначе снег, попав в смесь, ухудшит ее свойства, так как изменит соотношение компонентов. Укладку при выпадении осадков производить нельзя. Если снегопад начинается во время заливки, то уже уложенный бетон закрывают слоем гидроизоляции.
6. При работах, связанных с добавлением антиморозных ингредиентов, а также при перемешивании обязательно использовать защитные средства: перчатки, очки. При попадании на кожу — промыть мыльной водой, в глаза — обильно прополоскать чистой водой и обратиться к врачу.
7. Ни в коем случае не выливать остатки ПМД на землю, в канализацию или водоемы.
Несмотря на внесения в состав смеси антиморозных компонентов, бетон в зимнее время рекомендуется укрывать и греть.
Противоморозная добавка своими руками
Если по каким-либо причинам нет возможности приобрести ПМД профессионального качества, то допустимо использовать обычную техническую соль — хлорид натрия. Дополнительное преимущество этого средства — уменьшает расход цемента. Недостаток — усиливает коррозию металла, поэтому нельзя применять соль для бетона, идущего на изготовление армированных изделий и конструкций, так как это ведет к отслаиванию каркаса, ухудшению характеристик. Расход соли в зависимости от температуры воздуха на стройплощадке:
- не ниже -5°C — не более 2 % от массы раствора;
- от -5 до -15°C — до 4 %.
При более низкой температуре рекомендуется использовать другие средства-ускорители созревания.
При использовании вместо готовых ПМД технической соли набор прочности бетона происходит хуже — 100 % от проектной будет лишь через три месяца после заливки раствора с 2 % концентрацией соли. Если хлорида натрия влито до 4 %, то за это же время бетон наберет лишь 50 % прочности. Его допустимо применять в качестве самостоятельной добавки, но лучшего эффекта можно достичь в сочетании с хлоридом кальция. Его вводят в количестве 0,5 % от массы смеси при температуре до -5°C и до 2%, если на улице от -5 до -15°C.
Цена зависит от состава и объема партии. Их можно купить в виде порошков, расфасованных в мешки по 25 и 50 кг, или жидкостей в канистрах по 10 или 20 л.
Минимальные цены на крупные партии противоморозных добавок в бетон:
| Наименование | Стоимость, руб/кг |
| Тетраборат натрия | 1 |
| Карбонат кальция | 46 |
| Нитрит натрия | 1 |
| Формиат натрия | 25 |
| Лигносульфонат нафталина | 20 |
| Аммиачная вода | 18 |
| Готовая комплексная добавка в жидком виде | от 20 |
С помощью различных составов можно своими силами решить проблему замедления и полной остановки созревания бетона при низкой температуре воздуха (ниже +5°C). Необходимость в их применении возникает, если по каким-либо причинам приходится продолжать строительство и в зимний период времени.
Эта мера вынужденная и может повлечь за собой ухудшение технических характеристик. Многие компоненты ПМД сами являются ядовитыми веществами или способны выделять их со временем. Поэтому рекомендуется по возможности избегать внесения в раствор этих средств, дополнять их пластификаторами.
источник
Готовясь к заливке фундамента нужно получить максимум информации о бетоне – основе любой монолитной конструкции. Подбирая оптимальное соотношение компонентов исходной смеси (вода-цемент-песок-щебень), не забывайте о добавках, улучшающих ее свойства.
Ассортимент строительной химии сегодня насчитывает сотни наименований. Не зная, какие бывают добавки в бетон, нельзя вести работы в экстремальных погодных условиях и рассчитывать на высокое качество.
В этой статье мы рассмотрим самые распространенные виды добавок в бетонные смеси, изучим механизм их действия и оценим эффект от использования.
Необходимость изменения свойств бетона обусловлена следующими факторами:
- Климатическими (низкие и высокие температуры воздуха).
- Технологическими (ускорение работ, улучшение удобоукладываемости, необходимость транспортировки).
- Эксплуатационными (повышение прочности, водо- и термостойкости).
- Финансовыми (экономия цемента).
- Химической агрессией окружающей среды (морская соль, грунтовые воды с повышенным содержанием веществ, разрушающих цементный камень).
Применение добавок для бетона позволяет строителям менять его свойства в широком диапазоне, улучшая качество возводимых конструкций.
Классификатор модифицирующих композиций включает несколько групп:
- пластифицирующие добавки;
- воздухововлекающие и газообразующие;
- ускоряющие (замедляющие) твердение бетона;
- уплотняющие;
- противоморозные;
- гидроизолирующие;
- красящие (пигментные).
Новичку в строительстве может показаться, что бетонная смесь не нуждается в повышении пластичности. Налей воды побольше, и бетон без всяких добавок станет жидким и удобным для укладки. На самом деле лишняя вода — враг бетона.
Существует жесткая зависимость между количеством цемента и воды, при которой застывающая смесь набирает максимальную прочность. Строители называют ее водоцементным соотношением. Проще говоря, если вам хочется сделать качественный бетон, то в 10 кг цемента разрешается добавлять не более 7 литров воды. Налив больше жидкости, вы резко снизите прочность конструкции (повысится пористость бетона).
Чем плотнее бетон, тем лучше он сопротивляется нагрузкам. Поэтому, например, для производства тротуарной плитки к 10 кг цемента добавляют не более 4 литров воды. Как распределить такую жесткую смесь в опалубке равномерно, без пустот и раковин? Здесь на помощь строителям приходят пластифицирующие добавки. Они делают бетон текучим без добавления лишней воды.
Пластификаторы для бетона – самые востребованные виды добавок. Снижая силу сцепления частиц исходной смеси, они защищают ее от расслаивания. Используя такие добавки можно без вибратора заполнить литьевую форму и тонкостенную опалубку фундамента.
В продаже этот вид добавок встречается под названиями супер и гиперпластификаторы. Разница между ними заключается в силе действия. Гиперпластифицирующие добавки снижают количество воды без уменьшения прочности бетона на 20%. У суперпластификаторов этот показатель не превышает 10%.
Еще один положительный эффект от применения пластификаторов – экономия цемента. Уменьшив содержание воды в бетоне, можно пропорционально снизить массовую долю цемента, не нарушая «водно-цементного баланса».
Действие воздухововлекающих добавок понятно из их названия. Для новичков необходимость их использования не всегда очевидна. Воздушные полости в бетоне снижают его прочность. Однако, в небольшом количестве они полезны, поскольку повышают морозостойкость монолитной конструкции.
Механизм действия воздухововлекающих веществ очень простой. Вода, замерзая, рвет бетон как бумагу. Создавая в материале воздушные полости, мы даем воде место для расширения и уменьшаем ее разрушительную силу. Эту задачу выполняют воздухововлекающие составы. Их процентное содержание должно быть минимальным, чтобы не снизить прочность конструкции.
Газообразующие добавки по действию схожи с воздухововлекающими. Они тоже создают в бетоне микрополости, но их главная задача другая: уменьшить вес бетона и повысить его теплоизолирующие свойства. Поэтому газообразующие вещества применяют в производстве стеновых материалов (пено и газоблоков).
Рассматривая модифицирующие добавки, нужно сказать несколько слов о композициях, повышающих скорость гидратации цементного камня. В холодную погоду бетонная смесь твердеет очень медленно, а на морозе этот процесс останавливается. Если не добавить в воду, используемую для замеса, ускоритель твердения, то работать с бетоном при минусовой температуре будет невозможно. Альтернативный вариант – электропрогрев смеси достаточно сложен и затратен.
Замедление скорости созревания бетонной смеси необходимо при ее транспортировке на большие расстояния. Кроме этого, замедлители необходимы при бетонировании массивных и протяженных конструкций (фундаментов и полов). В этом случае технология требует, чтобы до момента окончания заливки весь бетон находился в жидком состоянии. Без использования замедлителей участки фундамента, залитые раньше других, начинают твердеть, образуя стыки, ослабляющие конструкцию.
Между плотностью бетона и его прочностными характеристиками существует прямая зависимость. Добавка-уплотнитель уменьшает количество пор в бетоне, заполняя микро пустоты между его частицами. Вместе с ростом прочности происходит повышение водо- и морозостойкости конструкции (комплексный эффект улучшения свойств).
Расход уплотнительной добавки невысок (200-600 граммов на 100 кг цемента), а достигаемый эффект значительно превышает затраты на покупку.
Бороться с разрушительной силой мороза можно двумя путями. О первом мы уже сказали, рассматривая ускорители твердения. Второй способ — противоморозные добавки, придающие воде свойства антифриза. Замерзая не при 0С, а при минусовой температуре (до -25С), вода успевает полностью прореагировать с цементом.
Следует отметить, что многие виды ускорителей твердения оказывают на цементный раствор противоморозное действие (нитрит натрия, смесь хлорида натрия с хлоридом кальция, мочевина в сочетании с нитрит и нитратом кальция). Этот факт нужно учитывать при выборе.
Бетон очень часто используется для заливки фундаментов. Поэтому защита подвальных помещений и стен здания от проникновения воды – очень важная задача. Без добавок бетон медленно, но все-таки пропускает воду через микропоры. Гидроизоляционные добавки придают ему гидрофобные свойства (отталкивание молекул воды). Используя их, можно без рубероида или битумной обмазки перекрыть грунтовым водам доступ в тело конструкции.
Самый популярный в прошлом гидроизолятор бетона — жидкое стекло. «Стаж его работы» на стройках превышает полвека. Единственный недостаток данной добавки – большой расход (на 10 литров бетона – 1 литр жидкого стекла). Сегодня на смену жидкому стеклу пришла проникающая гидроизоляция – Пенетрон и его аналоги, работающие по другому принципу. При контакте добавки с цементом она кристаллизуется и закупоривает трещины и поры в бетоне. Кроме гидроизолирующего эффекта Пенетрон обладает антикоррозионным действием, защищая арматурный каркас от разрушения.
Рассматривая виды добавок для бетона и их назначение, не следует забывать о пигментах. Они используются для поверхностного окрашивания и колерования в массе тротуарной плитки, наливных полов, стеновых блоков и фигурного литья.
Придать бетону нужный цвет – задача не простая. Этот материал обладает сильной щелочной реакцией и быстро обесцвечивает обычные красители. Поэтому для окрашивания бетонных изделий используют окислы железа и хрома, стойкие к щелочам и солнечному ультрафиолету.
Полки строительных магазинов ломятся от обилия средств, модифицирующих свойства бетона. Однако, при детальном изучении ярлыков, вы убедитесь в том, что фирм-производителей добавок не так уж много.
К наиболее популярным и хорошо зарекомендовавшим себя на практике можно отнести следующие бренды:
- «Полипласт» (торговые марки Линамикс, Аэропласт, Реламикс, Криопласт)
- «Суперпласт» (линейка добавок в бетон Суперпласт, Эдванс, Ригоформ, Феррокрит)
- «Биотех» (серия добавок Биопан Б)
- «Альянс» (бренд АрмМикс)
- «Форт» (добавки в бетон Форт и Фортрайс)
Приобрести добавки можно в мешках, основная форма выпуска — 25 кг, и канистрах по 1, 5 и 10л.
Средние цены гипер и суперпластификаторов, ускорителей и замедлителей твердения бетона находится в диапазоне от 50 до 90 руб./кг. Ориентировочная стоимость противоморозных добавок — 35-50 руб./кг.
Смеси комплексного пластифицирующего и противоморозного действия можно приобрести по цене от 70 до 110 рублей за 1 килограмм. За воздухововлекающие добавки продавцы просят от 200 до 300 рублей за литр.
Гидрофобизаторы можно купить по цене от 150 до 300 руб./кг. Стоимость пигментных добавок (в зависимости от цвета) составляет от 150 до 250 рублей за 1 кг.
источник
Бетоны с противоморозными добавками обладают способностью твердеть при отрицательных температурах.
В качестве противоморозных добавок применяют хлористый натрий совместно с хлористым кальцием в количестве до 7,5%; нитрит натрия — до 10%; поташ — до 15% от веса цемента.
Для бетона с противоморозными добавками необходимо создавать такие условия твердения, при которых температура бетона с хлористыми солями или нитритом натрия не опустится ниже минус 15°С, а с поташом — ниже минус 25°С до момента получения бетоном прочности не менее 50 кг/см 2 , а при особых требованиях к бетону по плотности и морозостойкости — не менее 50% проектной прочности.
Количество противоморозных добавок, вводимых в бетонную смесь в зависимости от температуры твердения бетона за период его выдерживания, приведено в таблице ниже:
Количество противоморозных добавок (% от веса цемента), вводимых в бетонную смесь
| Температура твердения, ºС (минимальная) | Хлористый натрий + хлористый кальций | Нитрит натрия* | Поташ* |
| -5 | 3,0+0,0** | 4-6 | 5-6 |
| -10 | 3.5+1,5 | 6-8 | 6-8 |
| -15 | 3,0+4,5 | 8-10 | 8-10 |
| -20 | — | — | 10-12 |
| -25 | — | — | 12-15 |
* — оптимальное количество поташа или нитрита натрия в указанных пределах уточняется строительной лабораторией
** — при температуре бетона до -5ºС возможно применение хлористого кальция в количестве до 3% от веса цемента
Прочность бетона на портландцементах с противоморозными добавками в зависимости от температуры и длительности выдерживания твердеющего бетона ориентировочно может быть определена по приведенной ниже таблице:
Нарастание прочности бетонов на портландцементах с противоморозными добавками
| Вид добавки | Температура твердеющего бетона,ºС | Прочность, % от R28 при твердении на морозе через | |||
| 7 суток | 14 суток | 28 суток | 90 суток | ||
| Хлористый натрий + хлористый кальций | -5 | 35 | 65 | 80 | 100 |
| -10 | 25 | 35 | 45 | 70 | |
| -15 | 15 | 25 | 35 | 50 | |
| Нитрит натрия (кристаллический) | -5 | 30 | 50 | 70 | 90 |
| -10 | 20 | 35 | 55 | 70 | |
| -15 | 10 | 20 | 35 | 50 | |
| Поташ | -5 | 50 | 65 | 75 | 100 |
| -10 | 30 | 50 | 70 | 90 | |
| -15 | 25 | 40 | 60 | 80 | |
| -20 | 25 | 40 | 55 | 70 | |
| -25 | 20 | 30 | 50 | 60 |
1. При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные величины прочности умножаются на коэффициент 1,2, а смешанных (шлаковых или пуццолановых) — на 0,8.
2. При использовании нитрита натрия, изготовленного в виде жидкого продукта, а также при сочетании противоморозных добавок с пластифицирующими (СДБ, мылонафт) интенсивность твердения бетона устанавливает строительная лаборатория.
Хлористый кальций и хлористый натрий допускается вводить в бетонные смеси, применяемые для неармированных конструкций, а также для конструкций, армированных нерасчетной арматурой с защитным слоем бетона не менее 50 мм, если в проекте нет указаний о недопустимости применения таких бетонов.
Добавки поташа и нитрита натрия допускается вводить в бетонные смеси, применяемые для бетонных и железобетонных конструкций.
Бетоны с противоморозными добавками нельзя применять в предварительно напряженных конструкциях; в конструкциях, подверженных динамическим нагрузкам; в частях конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды; в железобетонных конструкциях, находящихся в непосредственной близости к источникам постоянного тока высокого напряжения (в пределах до 100 м); в конструкциях, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха более 60%, если в зернах заполнителей размером более 0,12 мм имеется реакционноспособный кремнезем; при возведении монолитных дымовых и вентиляционных труб и башенных градирен.
Кроме того, бетоны с добавками хлористого натрия и хлористого кальция не допускается применять для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций, имеющих выпуски или стальные закладные части без специальной их защиты; в конструкциях, на поверхности которых не допускаются высолы; в конструкциях, по условиям эксплуатации которых не допускается повышенная гигроскопичность. Добавки нитрита натрия не допускается применять в конструкциях, имеющих закладные части из алюминия и его сплавов без специальных защитных покрытий, либо имеющих защитное покрытие из алюминия.
Добавки поташа не допускается применять в конструкциях, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха более 75%, при применении закладных частей из алюминия и его сплавов без специальных защитных покрытий, либо имеющих защитное покрытие из цинка или алюминия.
Бетонную смесь с противоморозными добавками можно транспортировать в неутепленной таре. Предельная продолжительность транспортирования и допустимый срок укладки бетонной смеси зависят от допустимых величин потери подвижности, их устанавливает строительная лаборатория.
Укладываемая в конструкцию бетонная смесь не должна содержать частиц льда, снега и смерзшихся комьев материала. Температура смеси после укладки и уплотнения должна превышать температуру замерзания используемых водных растворов противоморозных добавок (с учетом влажности заполнителей) не менее чем на 5°С.
Бетонную смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют, соблюдая общие правила укладки.
Поверхность бетона, не защищенную опалубкой, укрывают во избежание вымораживания влаги. Бетон выдерживают под укрытием до получения распалубочной прочности.
Если после укладки бетона температура его понизилась ниже расчетной, принятой при установлении концентрации водных растворов противоморозных добавок, уложенный бетон утепляют сухими опилками (слоем 10—15 см), сухим песком (слоем 30—40 см), снегом (слоем 40—60 см) или сочетают выдерживание бетона по способу термоса с искусственным обогревом до достижения бетоном прочности не менее 50 кг/см 2 , а при особых требованиях к бетону по плотности и морозостойкости — не менее 50% проектной прочности.
Конструкции из бетонов с противоморозными добавками распалубливают и загружают по достижении бетоном прочности, указанной в табл. 15, в соответствии с требованиями, приведенными в разделе «Распалубливание конструкций»
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
источник
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 0 0 С.
В качестве противоморозных добавок применяют:
· хлорид кальция (ХК) CaCl2 (ГОСТ 450-77) + хлорид натрия (ХН) NaCl ;
· хлорид кальция (ХК) + нитрит натрия (НН);
· 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);
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 -5 0 С 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 0 С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметь осадков нерастворившихся солей.
Область применения добавок.
| 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
| Температура твердения, 0 С | 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, 0 С | 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.
Метод термоса
Заранее нагретую бетонную смесь уложенный в зимних условиях, выдерживают преимущественно методом термоса, основанным на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20—80 0 С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. Обогревать ее при этом не требуется, так как количество теплоты, внесенных в смесь при приготовлении, а также выделяющиеся в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой (экзотермии), достаточно для ее твердения и набора критической прочности. При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0 0 С, смог за это время набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. Утепление опалубки выполняют без зазоров и щелей, особенно в местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения ее от увлажнения по обшивке прокладывают слой толи.
В качестве защитного слоя применяют толь, картон, фанеру, соломит, по которым могут быть уложены опилки, шлак, шлаковойлок, стекловата. Опалубка может быть двойной, тогда промежутки между ее щитами засыпают опилками, шлаком или заполняют минеральной ватой, пенопластом.
Опалубку из железобетонных плит утепляют с наружной стороны, навешивая на них маты. Поверхность, соприкасающуюся с бетоном, перед началом бетонирования обязательно прогревают. По окончании бетонирования немедленно утепляют верхние открытые поверхности, при этом теплотехнические свойства этого утеплителя (покрытия) должны быть не ниже, чем у основных элементов опалубки.
Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур во избежание образования трещин.
Метод термоса применяют при бетонировании массивных конструкций. Степень массивности оценивают модулем поверхности Мn=F/V, где F- площадь суммарной охлаждаемой поверхности конструкции, м 2 ; V- объем конструкции, м 3 .
Конструкция считается массивной при Мn 9.
При определении Мn не учитывается площадь поверхностей конструкций, соприкасающихся с талым грунтом, хорошо прогретой бетонной поверхностью или каменной кладкой. Для длинномерных изделий и конструкций (например, колон, ригелей, балок) Мn определяют отношением периметра их поперечного сечения к его площади.
Метод термоса применяют для конструкций с Мn 0 C – с Мn=8…10.
5.Электропрогрев бетонной смеси в конструкциях.
Способ электропрогрева бетона в конструкциях основан на использовании выделяемой теплоты при прохождении через него электрического тока. Для подведения напряжения используют электроды различной конструкции и формы. В зависимости от расположения электродов прогрев подразделяют на сквозной и периферийный. При сквозном прогреве электроды располагают по всему сечению, а при периферийном – по наружной поверхности конструкций. Во избежание отложения солей на электродах постоянный ток использовать запрещается.
Для сквозного прогрева колонн, балок, стен и других конструкций, возводимых в деревянной опалубке, применяют стержневые электроды, которые изготовляют из отрезков арматурной стали диаметром до 6мм с заостренным концом. Для установки электродов высверливают отверстия в одном из щитов опалубки таким образом, чтобы электроды не соприкасались с арматурой каркаса. Затем вставляют электрод и ударом молотка фиксируют его в противоположном щите. Расстояние между электродами по горизонтали и вертикали принимают по расчету. Затем осуществляют их коммутацию.
Для периферийного прогрева при слабом армировании и когда исключен контакт арматурой применяют плавающие электроды в виде замкнутой петли. При прогреве плоских конструкций (например, подготовка под полы, дорожные покрытия, ребристые плиты) применяют пластинчатые электроды.
В качестве плавающих электродов применяют полосовую сталь толщиной 3…5, шириной 30…50 мм. Расстояние между ними определяют расчетом. Электроды должны контактировать с бетоном и могут быть несколько утоплены в него. Между ними и бетоном не должно быть зазора. Для этого их нагружают токонепроводящими материалами (досками, кирпичами), сами электроды должны быть без искривлений и перегибов.
Нашивные электроды, так же как и плавающие, относятся к элементам периферийного прогрева. Их производят из круглой арматурной стали или металлических пластин толщиной 2…3 мм. Электроды нашивают на щиты опалубки, а концы загибают под углом 90 0 и выводят наружу. После установки опалубки производят коммутацию электродов. Необходимо помнить, что электроды не должны иметь контакта с арматурой конструкции во избегания короткого замыкания. Поэтому при установки арматурных каркасов используют пластмассовые прокладки и фиксаторы, которые обеспечивают заданную толщину защитного слоя и предотвращают контакт с электродами.
При изготовлении длинномерных конструкций (колонн, ригелей, балок, свай) используют струнные электроды. Выполняют их из гладкой арматурной стали диаметром 4…6 мм. Располагают в центральной части сечения конструкции. Концы электродов отгибают под углом 90 0 и выводят через отверстия в опалубке для подключения коммутирующих проводов.
При периферийном прогреве массивных конструкций, а также элементов зданий малой массивности (стен, резервуаров, ленточных фундаментов) в качестве электродов используют металлические щиты опалубки и арматуру конструкции. В первом случае используют однофазный ток: первую фазу подключают к щитам опалубки, а нулевую- к арматурному каркасу. Во втором случае арматурный каркас не подключают к сети, а каждый элемент опалубки присоединяют к одной из трех фаз. Изоляторами между щитами опалубки служат деревянные брусья.
Однородность температуры поля зависит от схемы расположения электродов и расстояния между ними. Чем ближе друг к другу электроды и чем сильнее армирование конструкции, тем больше будут температурные перепады в твердеющем бетоне, в результате чего режим твердения будет неоднородным и качество бетона ухудшится. Поэтому в каждом конкретном случае рассчитывают схему расположения электродов с учетом степени армирования конструкции. При напряжении на электродах 50…60В расстояние между электродами и арматурой должно быть не менее 25мм, а при 70…85В – не менее 40мм.
Стержневые электроды применяют, как правило, в виде плоских групп, которые подключают к одной фазе. При большой длине конструкций вместо одного электрода устанавливают два или три по длине. Допустимую длину полосового, стержневого или струнного электродов принимают путем расчета минимальной потери напряжения по его длине.
Способы установки электродов и области их применения.
| Тип элект-родов | Материал | Способ установки в конструкции | Область применения | Примеча-ние |
| Стержне-вые | Круглая сталь – стержни диаметром 6…10 мм | Закладывают через отверстие в опалубочных щитах или с открытой стороны бетона | Электропрог-рев конструк-ций толщи-ной не менее 15 см | После элек-тропрогрева остаются в теле бетона |
| Струнные | Круглая сталь – стержни диаметром 8…12 мм | Устанавливают вдоль оси конструкции | Электропрог-рев слабоар-мированных конструкций | После элек-тропрогрева остаются в теле бетона |
| Нашивные | Круглая сталь – стержни диаметром 6…10 мм | Укрепляют на вертикальных щитах опалубки с внутренней стороны через 10…20 см | Не ограничено | Имеют мно-горазовое использова-ние |
| Полосовые | Листовая сталь – полосы, полосовая сталь, полосы толщиной 3 мм | Укрепляют на горизонтальных щитах опалубки, которые укладывают на бетон | Электропро-грев плит | Имеют мно-горазовое использова-ние |
| Плаваю-щие | Круглая сталь – стержни диаметром более 12 мм | Устанавливают в свежеотформованный бетон на 2…3 см | Не ограничено | Имеют мно-горазовое использова-ние |
Для получения высокого качества железобетона строго соблюдают температурный режим прогрева, который разделяют на три стадии:
1. Подъем температуры бетона. Скорость подъема зависит от модуля поверхности:
Скорость подъема С 0 /ч 8 10 15
2. Изотермический прогрев. На этой стадии в бетоне поддерживают заданную температуру. Продолжительность стадии зависит от вида конструкции (прогревают до получения необходимой прочности бетона). Чаще всего на стадии изотермического прогрева достигают критическую прочность бетона.
3. Остывание конструкций. При остывании до 0 0 С бетон продолжает набирать прочность, что особенно важно при бетонировании массивных конструкций.
Для конструкций с Мn = 6…9 применяют режим, при котором к моменту остывания бетон должен набрать прочность не менее критической. Для конструкций с Мn = 9…15 режим такой же, но в конце изотермического прогрева бетон должен набрать не менее 50% прочности. Этим обстоятельством определяется время изотермического прогрева. При изготовлении предварительно напряженных конструкций к моменту окончания изотермического прогрева прочность бетона должна быть не менее 80%.
Нарушение технологического режима электропрогрева может привести к пережогу бетона в результате перегрева бетонной смеси выше 100 0 С, недостаточному набору прочности, образованию трещин в результате неоднородности температурного поля.
Температура разогрева бетона зависит от конструкции и вида цемента
Максимально допускаемые температуры бетона, 0С, при электропрогреве.
| Цемент | Mn | |
| 6…9 | 10…15 | 16…20 |
| Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент | ||
| Портландцемент и быстротвердеющий Портландцемент (БТЦ) |
Максимальную температуру прогрева более массивных конструкций назначают из условия получения равномерного температурного поля и исключения в них высоких термонапряжений.
Необходимую температуру прогрева бетона получают изменением напряжения, периодическим отключением и включением всего прогрева или части электродов. При электропрогреве бетонных конструкций с помощью контрольно-измерительных приборов постоянно контролируют напряжение, силу тока и температуру бетона. В первые 3ч прогрева температуру измеряют каждый час, а затем- через 2…3 часа.
Скорость остывания бетона также регулируют.
Допускаемая скорость остывания бетонных конструкций.
| Конструкции | Mn | Скорость остывания, 0 С/ч |
| Бетонные | 15…10 | |
| Слабоармированные и железобетонные | 8…6 | |
| Железобетонные | 5…3 | 2…3 |
| Средне- и сильноармированные | 8…15 | Не более 15 |
Если скорость остывания превысит допустимую, в бетонной смеси возникнут температурные напряжения, способные разрушить структуру бетона или образовать в нем трещины. Регулируют скорость остывания путем правильного подбора теплоизоляции опалубки.
Перед началом бетонирования проверяют правильность установки электродов и их коммутацию, качество утепления опалубки, определяют надежность контактов электродов с токопроводящими проводами.
При электропрогреве необходимо тщательно выполнять требования электробезопасности и охраны труда.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8710 — 
| 7128 — 
или читать все.
178.45.150.72 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
источник
17 Июл 2019 admin 10