Набор прочности бетона с противоморозными добавками – Набор прочности бетонами с противоморозными добавками

Содержание

Использование противоморозных добавок

Существует серьёзное заблуждение, что противоморозные добавки потому и называются «противоморозными», что их надо использовать, когда за окном уже ниже нуля.

Однако, при любой температуре ниже +20°С происходит замедление схватывания, твердения и набора прочности бетона. Для наглядности это показано в таблице на примере бетона класса В25.

Набор прочности бетона В25 (в % в расчетной на 28 сутки)

Температура	1 сутки	7 сутки	28 сутки
+20°С	23	75	100
+10°С	12	58	85
+5°С	9	48	77
0°С	5	35	65
-3°С	3	15	25

Так что не нужно ждать понижения температуры ниже 0°С!

Необходимо применять противоморозные добавки уже при температуре ниже +10°С, только таким образом можно выполнить бетонные работы качественно и получить надёжное и долговечность бетонной конструкции!

В Европейской части России погодные условия в октябре-ноябре характерны пониженными температурами. Хотя за окном ещё нет 0°С и вода на улице не замерзает, но происходит значительное охлаждение воздуха и строительных конструкций. Ночью бетон аккумулирует холод, который и днем будет негативно влиять на химические процессы твердения бетона и общее качество проводимых строительных работ.

Если строительные работы на открытом воздухе или в не отапливаемых помещениях, не успели выполнить в теплое время года (температура +20°С ±2°С), то с приходом осени их приходится заканчивать, либо использовать

противоморозные добавки.

Что влияет на схватывание и твердение бетона при пониженных температурах?

Давайте рассмотрим физические и химические процессы, которые протекают при выполнении бетонных, кладочных и штукатурных работ.

Бетон и цементный раствор в конструкциях должны набрать расчетную прочность, это необходимо для того, чтобы строительные конструкции выдерживали все эксплуатационные нагрузки и обеспечили долговременную безремонтную работу самого сооружения.

Материалы, приготовленные с использованием цемента в процессе укладки или нанесения проходят две фазы: схватывание и твердение.

Фаза схватывания — длится недолго (максимум несколько часов): вода в смеси вступает в реакцию с цементом, материал в своей массе теряет подвижность, структура становится хрупкой, но прочности смесь еще не набрала.
Фаза твердения — продолжается продолжительное время (иногда месяцами), но максимальный расчетный 100% набор прочности достигается на 28 сутки.

Немного теории и практики

При температуре ниже +5°С, вода в смеси не вступает в реакцию с цементом, не происходит процесса гидратации в смеси, вода через некоторое время испаряется и материал не набирает расчетной марочной прочности.

Это заметно на кладке стен, когда при нормальной температуре можно в первый день выложить 4 ряда кирпича и на второй день продолжать кладку, т.к. раствор схватился и начал твердеть, то при температуре от +10°С до +5°С – раствор в кладке на второй день еще мягкий, процесс схватывания происходит медленно или не начался. Это грозит разрушением стены под весом следующих рядов кладки.

В монолитных тонкостенных конструкциях после снятия опалубки на вторые или третьи сутки на поверхности бетона образуется многочисленные усадочные трещины.

При температуре ниже 0°С, вода в смеси замерзает и показатели прочности отражают прочность кристаллов льда в порах материалов, такие конструкции можно принимать в эксплуатацию только в условиях вечной мерзлоты, при оттаивании весной такие конструкцию разрушаются, потому что кристаллы льда разрывают структуру бетона, и несущая способность конструкции стремится к нулю.

Решением вопроса по производству работ при пониженных температурах является применение универсальных противоморозных добавок CEMMIX CemFrio и HotIce и ускорителя твердения CemFix. Добавки также являются пластификаторами, обеспечивают экономию цемента для получения требуемой марки смеси, сокращают время схватывания и твердения, обеспечивают ускоренный набор прочности.

Звоните на нашу горячую линию, и мы подберем подходящее именно Вам, лучшее решение по использованию добавок для бетона и проведению бетонных работ в условиях пониженных температур!

cemmix.ru

Гграфик набора прочности бетона, время, сроки, таблица

Когда необходимо изготовить определенную конструкцию, то порой бывает невозможно этого сделать без заливки бетона. Этот материал очень активно используется в области строительства. Главной его характеристикой является прочность на сжатие. Причем устанавливать определенную нагрузку на конкретный элемент запрещено, пока бетон полностью не наберет необходимую прочность. При осуществлении данного процесса имеется ряд факторов, которые так или иначе оказывают свое влияние: состав смеси, внешние условия.

Как это происходит

Процесс схватывания может происходить сразу после того, как была выполнена заливка бетона. Длительность напрямую зависит от температурного режима окружающего воздуха. При ее значении 20 градусов, для схватывания может понадобиться примерно час. Так как этот процесс не носит мгновенный характер, то бетоны, чтобы набрать прочностные характеристики может понадобиться пару месяцев.

Каков состав бетона м 400 на 1 м-3 можно узнать из таблицы в статье.

Очень часто бетон начинает твердеть уже по прошествии двух часов с того момента, как были соединены цемент и вода. А вот для окончательного схватывания нужно подождать 3 часа. Увеличить время твердения помогают специальные добавки в бетон.

Схватывание бетона подразумевает под собой подвижность раствора на весь период, благодаря чему удается воздействовать на смесь. При этом механизм тиксотропии, который указывает на снижение вязкости бетона, твердение и высыхание не происходят. Это условие необходимо учитывать в ходе доставки раствора на бетоносмесители. В этом случае раствор должен перемешиваться в миксере, в результате чего удается сохранить все его важные качества.

Как использовать бетон марки м200, указано в статье.

На видео показывают проверку бетона на прочность сжатия.

Какова пропорция бетона м200 на 1 куб указано здесь.

Благодаря вращению миксера удается предотвратить высыхание бетона, а также набора твердости. Но в этом случае может произойти другая неприятная ситуации – это сваривание материала, в результате чего все его положительные характеристики снижаются. Происходит такое явление чаще всего в летнее время.

Временные рамки

Этот график несет в себе информацию, которая показывает кривую роста прочности на протяжении 28 дней. Именно этого времени будет достаточно, чтобы бетон сумел просохнуть при естественных условиях.

Время, которого будет достаточно, чтобы раствор набрал вес необходимые эксплуатационные качества, носит название период выдерживания бетона. График набора прочностных характеристики показывает время, которые необходимо раствору, чтобы добиться максимальной отметки по прочности.

Каковы технические характеристики по ГОСТу бетона м 200 можно узнать из данной статье.

На видео — набор прочности бетона в зависимости от температуры:

Какова прочность бетона в15 указано здесь.

При нормальных условиях созревание бетона осуществляется в течение 28 дней. Первые 5 дней – это интенсивное твердение материала. Когда позади неделя, то бетон уже набрал 70% всей прочности для выбранной марки. Но приступать к дальнейшим строительным мероприятиям можно после того, как прочность достигал 100%, а это не ранее 28 дней.

Этот период для определенного случая свой. Чтобы точно определить период застывания раствора необходимо выполнять контрольные испытания образцов материала. При проведении работ летом в монолитном домостроении в целях оптимизации процесса для обретения раствору всех физических свойств требуется выполнение следующих условий:

Выдерживание в опалубке раствора.
Дозревание состава после того, как опалубка была удалена.

Условия

Когда необходимо, чтобы раствор приобретал необходимые показатели прочности, требуется придерживаться конкретных условий. Например, самой оптимальной температурой для его твердения считается 20 градусов. Но это далеко не все параметры.

Какова характеристика бетона класса в 25 указано в статье.

Температура

Чем ниже температурные показатели на улице, тем медленнее происходит набор прочности бетона. Если температурный режим предполагает отрицательные показатели, то процесс приостанавливается по той причине, что застывает жидкость, которая обеспечивает гидратацию цемента. Когда температура воздуха начинает повышаться, то процесс набора прочности снова в действии.

Если в составе раствора имеются различные модификаторы, то длительность твердения может во много раз уменьшиться, а температура, которая необходима для установки процесса, снизиться. Изготовители предлагают разнообразные быстротвердеющие составы, благодаря которым удается набирать прочностные характеристики уже по прошествии 14 дней.

Какова таблица набора прочности бетона, можно узнать из данной статьи.

При повышении температуры воздуха процесс созревания раствора начинает ускоряться. Если на улице 40 градусов, то установленная маркой прочность будет достигнута через 7 дней. По этой причине процесс заливки бетона на приусадебном участке в целях сокращения сроков строительства необходимо выполнять в летнее время года.

Если работы осуществляются зимой, то здесь понадобиться ряд дополнительных мероприятий, например, таких как подогрев бетона. Осуществить такие действия очень непросто, ведь для этого нужно обладать подходящим оборудованием и знаниями в этой области. Кроме этого, нужно понимать, что нагрев материала нельзя проводить выше температуры 90 градусов.

Как сделать бетон для отмостки пропорции, указано в статье.

Для того чтобы определить, какое влияние оказывает температурный режим на процесс твердение, необходимо снова обратиться к графику набора прочности. Присутствующие на нем линии с учетом данных, которые собраны с бетона М400 при различных значениях температуры. Согласно этому графику удается понять процент прочности, который будет достигнут по прошествии конкретного количества дней. Для каждой кривой характерна своя температура. Первая линия – это 5 градусов, а вторая – 50 градусов.

При помощи графика удается понять длительность распалубки монолитной конструкции. Демонтаж опалубки ожжет происходить после того, как показатели прочности увеличились на 50% от заданного маркой значения. Кроме этого, важно обращать внимание на то, что при температуре ниже 10 градусов значение прочности, заданное конкретной маркой, не будет достигнуто даже по прошествии 14 дней. Если присутствуют такие погодные условия, то нужно предпринимать меры по прогреванию заливаемого раствора.

Каков график прогрева бетона в зимнее время, можно узнать из данной статьи.

Время

Чтобы определить нормативно-безопасное время начало строительных мероприятий применяется специальная таблица. Она содержит в себе данные марки бетона и его среднесуточные температурные показатели. На основании этих данных удается отыскать информацию, как происходит набор прочности по прошествии конкретного количества суток.

Таблица 1 – Набор прочности в зависимости от количества дней

Марка бетона	Среднесуточная температура бетона в °C	Срок твердения в сутках
		1	2	3	5	7	14	28
		Прочность бетона на сжатие
М200–300, замешанный на портландцементе М 400–500	-3	3	6	8	12	15	20	25
	0	5	12	18	28	35	50	65
	+5	9	19	27	38	48	62	77
	+10	12	25	37	50	58	72	85
	+20	23	40	50	65	75	90	100
	+30	35	55	65	80	90	100	–

После того, как нормативно-безопасный срок поставлен на уровне примерно 50%, то обозначить безопасный срок начала мероприятий можно 72-80% от значения, установленного маркой бетона.

Состав и характеристики бетона

Так как после заливки бетон способен приобретать прочность по причине своего выделения тепловой энергии, то после замерзания жидкости этот процесс останавливается. По этой причине на момент проведения всех работ в зимнее время необходимо задействовать смеси, в составе у которых имеются противоморозные добавки. Цемент марки М-400 необходимый для приготовления бетона изготавливают согласно жестким техническим нормам ГОСТ 31108.

На фото — состав и характеристики бетона

Глиноземистый цемент после его укладки может выделить тепловую энергию в 7 раз большую, чем при использовании обычного портландцемента. По этой причине полученная смесь на его основе начинает набирать прочностные параметры даже, когда на улице отрицательные показатели температуры. На скорость набора прочности немаловажную роль играет марка бетона. Чем она ниже, тем выше максимальная прочность.

Сколько мешков цемента в одном кубе бетона, указано здесь в статье.

Влажность

Если на улице уровень влажность повышен, то это отрицательно влияет на процесс набора прочности. Однако и полное отсутствие влаги делает невозможным процесс гидратации цемента и как результат, твердение полностью останавливается.

Если присутствует максимальная влажность и высокая температура, то скорость набора прочности во много раз повышается. При таком режиме происходит пропаривание материала в автоклавах паром высокого давления.

Влияние таких высоких температурных показателей при минимальной влажности приведет к высыханию. Раствора и снижению скорости твердения. Чтобы можно было избежать такой ситуации, стоит производить увлажнение. В результате таких действий в жаркое время года удастся набрать прочность в минимально возможные сроки.

Специальные добавки

Чтобы бетон смог быстрее набирать прочность, нужно задействовать особые вспомогательные компоненты. Их добавляют при приготовлении раствора. Дозировка зависит от количества цемента. Благодаря таким добавкам бетон способен набрать прочность, соответствующую выбранной марки, всего за 2 недели.

Но достичь таких показателей реально при условии, что процесс твердения осуществляется в летнее время. Для холодной поры необходимо задействовать противоморозные добавки. Благодаря им можно поддерживать в бетоне положительный температурный режим на момент набора прочности.

Электропрогрев

Для ускорения набора прочности бетона в зимнее время задействуют такой метод, как электропрогрев. Еще он носит название контактного обогрева термоопалубкой. При обычных и высоких температурных режимах длительность влияние электропрогрева может достигать 3-8 часов. После этого конструкция уже самостоятельно способна набирать прочностные показатели.

Согласно ГОСТ

Необходимая марка и класс бетона определяется с учетом составленного проекта. Необходимые показатели прочности могут меняться в зависимости от применяемых строительных материалов. Например, при возведении дома на основе легких бетона для основания нет необходимости применять бетон высокой прочности. Когда стены строения будут выполнены из кирпича, то бетон должен иметь высокие прочностные характеристики. Например, для этого используют тяжелый и мелкозернистый бетон по стандарту 26633 ГОСТ.

Для определения прочности применяется ГОСТ 18105-86. В этом случае необходимо подготовить проект или же посмотреть информацию со схожего.

Прочность – это главный показатель качества для бетона ГОСТа любого уровня. Процесс его затвердения начинает происходить уже в первые часы после того, как соединили воду и цемент, а вот его длительность зависит от различных факторов: температуру, влажность, состав бетона. Если вес необходимые условия были соблюдены точно, то процесс набора прочности будет окончен по прошествии 28 дней, а вы сможете приступить к необходимым работам.

resforbuild.ru

Химизация зимы. Противоморозные добавки в бетон: тенденции, рекомендации, мнения

Текст: Денис Банников

Наступает зима и Россия обречена. В условиях, когда большая часть страны по полгода пребывает в зоне отрицательных температур – она просто обречена строить зимой, вести зимнее бетонирование. Других шансов оптимизировать инвестиционный цикл – у строителей нет.

По разным оценкам и в зависимости от состояния рынка за последние пять лет доля зимнего бетонирования в общем объеме строительства колеблется от 10 до 17%. Это солидный куш для производителей и поставщиков строительной химии, и, в частности, тех добавок, которые должны обеспечить эффективность процесса при отрицательных температурах. С другой стороны, именно производители повлияли на рост зимнего строительства. Интерес тут взаимный.++++

Отметим, что сам по себе термин «зимнее бетонирование» — условен, так как не определяет температуру окружающей среды, в которой твердеют бетоны. Более точная терминология «условий бетонирования при пониженных температурах» определена в СНиП 3.03.1 1 -87 на несущие и ограждающие конструкции.++++

Исследования химических и физических способов обеспечения твердения конструкций при пониженных и отрицательных температурах проводились в СССР еще с 30-40-х годов прошлого века. Но в итоге использование противоморозных добавок в бетонных смесях либо было ограниченно, либо вообще находилось под запретом нормативными документами, защищающими как долговечность, так и другие качественные показатели бетонных конструкций. Для объектов транспортного строительства СНиП 3.06.04-91 и вовсе запрещает применение противоморозных добавок практически повсеместно. ++++

Активизация процесса зимнего бетонирования началась только в 90-х годах, когда на рынке появились совершенно новые продукты, которые позволяли регулировать не только кинетику набора прочности бетона при низких и отрицательных температурах, но и ряд других реологических свойств бетонной смеси. ++++

Сегодня добавки в бетоны с противоморозным эффектом позволяют проводить бетонирование даже при -25°С, обеспечивая процесс образования цементного камня и, как следствие, твердения бетона. Таким образом, главная задача современных противоморозных добавок — сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона, понизить температуру замерзания воды. ++++

Однако процесс бетонирования в зимний период — это целый комплекс мер, включающий в себя не только приготовление бетонной смеси, но и способ укладки и мероприятия по уходу за уложенным бетоном. Так что применение добавок призвано облегчить процесс приготовления и укладки бетонной смеси, но ни в коем случае не отменяет весь комплекс необходимых мероприятий.++++

ХИМИЯ СОСТАВА

На сегодняшний в мире производится около 800 видов добавок в бетон, каждая добавка имеет определенные свойства и конкретное назначение, и зачастую могут работать в комплексе, в том числе в условиях зимнего строительства:++++

Пластификаторы;
Суперпластификаторы;
Армирующие добавки;
Замедлители схватывания;
Ускорители твердения;
Пигменты;
Воздухововлекающие добавки;
Противоморозные добавки для бетона.

Согласно ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» противоморозные добавки подразделяют на противоморозные для «холодного» и для «теплого» бетона и раствора, что сильно влияет на выбор как самой добавки, так и технологии бетонирования, частенько ставя в затруднительное положение производителей и потребителей бетона.++++

В целом, традиционными и широко применяемыми противоморозными добавками являются целый ряд солей технической квалификации: поваренная соль NaCl, хлористый кальций CaCl2, нитрит натрия NaNO2, натриевая селитра NaNO3, кальциевая селитра Ca(NO3)2, поташ K2CO3, кальцинированная сода Na2CO3, формиат натрия NaCOОН, мочевина.++++

Поташ значительно ускоряет схватывание и твердение бетона и применяется при строительных работах в зимний период, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимальной дозировкой добавки не опустится ниже 25oС.++++

К недостаткам поташа можно отнести:++++

Бетонные смеси с поташом характеризуются весьма короткими сроками схватывания.
Кристаллизация солей (гидрокарбоалюмиата, гидрокарбоната и карбоната кальция), образующихся при взаимодействии поташа с продуктами гидратации цемента, происходит с увеличением объема, что может существенно снижать морозостойкость бетона.
Едкие щелочи, образующиеся при твердении бетона с добавкой поташа могут вызвать щелочную коррозию бетона.
В результате взаимодействия аморфной или плохо закристаллизованной кремнекислоты с едкими щелочами в бетоне появляются внутренние напряжения, которые могут превзойти по величине прочность на растяжение заполнителя или цементного камня и вызвать появление микро- и макротрещин вплоть до разрушения конструкции.
Бетоны с добавкой поташа, подвергаемые электропрогреву, теряют до 30% прочности по сравнению с непрогретыми бетонами и имеют низкую морозостойкость и водонепроницаемость.

Нитрит натрия используется в качестве противоморозной добавки, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона, с максимально допускаемой дозировкой добавки, не опустится ниже 15oС. ++

Нитрит натрия является солью азотистой кислоты, все соли которой весьма ядовиты. По степени воздействия на организм технический нитрит натрия относится к веществам 3-го класса опасности. Предельно допустимая концентрация окислов азота в пересчете на NO2 в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м3 (0,005 мг/л). Это определяет необходимость производить подачу раствора нитрита натрия в расходные емкости и бетоносмесители только по трубопроводам, а емкости для приготовления, хранения и переноски порошка и растворов на заводах ЖБИ и на строительной площадке, необходимо обозначать предупредительной надписью «Яд!».++++

Поэтому, несмотря на удовлетворительные технические показатели бетонов с добавкой нитрита натрия, основным и очень серьезным недостатком является его физиологическая и экологическая опасность.++++

При проведении бетонных работ также необходимо учитывать, что нитрит натрия является окислителем и, например, при его совместном использовании с лигносульфонатами ЛСТ, лигносульфонатом нафталина С-3 и добавкой СДБ, могут выделяться отравляющие газы – окислы азота NO и NO2.++++

Формиат натрия применяется в случаях, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимальной дозировкой добавки не опустится ниже 15°С.++++

Формиат натрия относится к веществам 3-го класса опасности с предельно допустимой концентрацией в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3 и так же, как и нитрит натрия, является добавкой, к применению которой нужно относиться с осторожностью. Существенным технологическим недостатком формиата натрия является необходимость его растворения в теплой воде перед употреблением.++++

Формиат натрия изменяет растворимость силикатных составляющих цемента и образует с продуктами его гидратации двойные или основные соли, кристаллизация которых происходит с увеличением объема, накоплением в отдельных зонах конструкций локальных дефектов и разрушению этих зон.++++

Общим недостатком поташа, нитритом натрия и формиата натрия и других используемых противоморозных и ускоряющих твердение добавок, не обладающих пластифицирующим и водоредуцирующим эффектом, является то, что для повышения подвижности бетонных смесей, уменьшения соотношения воды/цемента и снижения внутренних напряжений в бетоне их традиционно используют совместно с пластифицирующими добавками, что повышает стоимость бетонирования.++++

Однако на рынке строительных материалов сегодня представлен целый ряд комплексных противоморозных добавок для бетонов и строительных растворов. Перспективность комплексных модификаторов современных производителей очевидна, поскольку они позволяют воздействовать на несколько свойств бетонных смесей и бетонов, и получать высокий синергетический эффект. ++++

Добавки в бетон нового поколения совмещают в себе свойства пластификаторов, ускорителей твердения и противоморозных добавок. Они стабилизируют, пластифицируют смесь, ускоряют набор прочности бетона на начальных этапах. При этом их применение увеличивает и тиксотропность смеси, и марочную прочность бетона (на 2 класса). ++++

Например, воздухововлекающие добавки способствуют образованию воздушных микропузырьков, что существенно повышает морозостойкость бетона — благодаря пространству, которое может занимать расширяющаяся при замерзании вода, проникшая в бетон. В результате вовлечения воздуха (примерно 4,5±1,5%) незначительно снижается прочность бетона на сжатие (1% вовлеченного воздуха снижает прочность бетона на сжатие на 3%), но в то же время улучшается его удобообрабатываемость.++++

Содержание вовлеченного воздуха составляет обычно 4-5%. В этом случае прочность бетона практически не снижается, так как отрицательное влияние вовлеченного воздуха нейтрализуется повышением прочности цементного камня вследствие уменьшения водоцементного отношения за счет пластифицирующего эффекта добавки. Воздухововлекающая добавка гидрофобизирует поры и капилляры бетона, а воздушные пузырьки служат резервным объемом для замерзания воды без возникновения больших внутренних напряжений. В результате значительно повышаются водонепроницаемость и морозостойкость бетонов. Воздухововлекающие добавки более эффективны в бетонах с малым расходом цемента.++++

Кстати, в начале, когда воздухововлекающие присадки вводили в бетон для придания ему морозостойкости, было замечено, что эти вещества придают бетонной смеси и прочие полезные свойства: уменьшают (а при благоприятных обстоятельствах могут полностью исключать) образование трещин при пластической усадке, уменьшают размывание водой, улучшают удобоукладываемость.++++

Ускоритель твердения бетона – комплексная добавка, которая относится к суперпластификаторам. Обычно это водные растворы хлористых солей (например, хлористого кальция, натрия и др.) Они оказывают воздействие на раствор, активируя процесс гидратации клинкера, что ведет к более быстрому затвердеванию бетона. Добавки-ускорители применяются для получения быстросхватывающихся бетонов, повышения прочности бетона в раннем возрасте и при производстве работ в зимнее время.++++

Регуляторы пластичности значительно продлевают время использования уже готовой бетонной смеси, при ее длительной транспортировке.++++

Оптимальная дозировка добавки зависит от вида цемента, состава бетонной смеси, технологии изготовления конструкции. Обычно применяют (% от массы цемента): пластифицирующих добавок — 0,1-0,3; суперпластификаторов — 0,5-1; воздухововлекающих добавок — 0,01-0,05; ускорителей твердения – 1-2. На практике оптимальную дозировку добавки определяют опытным путем.++++

В свое время Александр Гальцев, ведущий инженер-технолог ЦСЛ «Элгад-ТОП» (Москва), ныне главный технолог «Евробетон» обратил внимание на то, что проспекты ряда производителей противоморозных добавок обещают необыкновенную легкость в выполнении зимних работ и улучшенные свойства конечного продукта — железобетонных конструкций. «Смелость создателей добавок нового поколения и темпы расширения предлагаемого ассортимента одновременно удивляют, вдохновляют и настораживают. Но не раскрывается основное для потребителя: для чего и когда годится та или иная добавка? Ведь добавки для «теплых» и «холодных» бетонов (по классификации ГОСТ 24211-2008) различны принципиально. ++++

Но разве эти тонкости знают потребители? А все ли производители бетонных смесей знают об этом, покупая восхваляемые добавки для своего товара? И зачастую люди попадают в безвыходные ситуации, когда, надеясь на скорое завершение бетонных работ при отрицательных температурах, покупают бетоны с противоморозной добавкой, не зная, что такая добавка работает всего-навсего при транспортировке и укладке бетонной смеси. ++++

Но прогрев забетонированного массива обязателен, как и для бетонов без добавок. Иначе получится замороженный кусок бетона, который никогда не наберет проектную прочность при оттаивании. Ни одну добавку сегодня нельзя пускать в производство, не исследовав ее действие всеми доступными средствами в лабораториях потребителей на применяемых ими конкретных материалах. Начало всякого исследования — элементарное соединение предлагаемой добавки с небольшим количеством цемента и воды. Через минуту уже можно определить, стоит ли работать с этой добавкой далее. Если чувствуется выраженный запах аммиака, эту добавку в дальнейшую разработку лучше не пускать» — отмечает эксперт.++++

Как отмечает в публикации журнала «Технологии бетонов» Александр Власенко, генеральный директор ООО «УК «Группа предприятий «СКТ-Стандарт» (Московская область): «… Для различных строительных процессов пути решения проблемы различны. Так, для цементных растворов важно понизить точку замерзания воды, т.е. сохранить их работоспособными и не дать замерзнуть при кладке. ++++

Для монолитных работ к бетонной смеси выдвинуты требования: доставить материал на объект, уложить в бортоснастку, осуществить обогрев и обеспечить набор прочности при положительной температуре до необходимой критической прочности. И применение противоморозных добавок здесь не панацея, но одна из мер комплексного подхода к решению вышеуказанных задач в этой области. Отношение к применению этих добавок можно охарактеризовать фразой «помоги, не навредив». ++++

ХИМИЯ РЫНКА

По оценкам разных экспертов, доля использования противоморозных добавок, в т.ч. комплексных, при бетонировании в зимний период составляет от 60 до 80%: «Сейчас в России добавки используются менее чем в 60% случаев, в то время как в Европе этот показатель достигает 90%», – считает аналитик агентства «Инвесткафе» Дарья Пичугина. По ее мнению, спрос на этот вид товара в России будет постоянно расти.++++

На рынке действительно представлено большое количество компаний — производителей добавок. Например, на интернет-ресурсе http://beton.ru/ представлена классификация из примерно 200 специализированных компаний. На ресурсе http://mirmonolita.ru/specialization/all/dobavki-i-pigmenty – более 450. Хотя в обоих случаях выделить именно производителя и просто поставщика довольно сложно. Тем более сами производители, чаще всего, предлагают большую линейку строительной химии вообще, а не только противоморозных добавок.++++

По мнению специалистов, рынок добавок весьма насыщен, и конкуренция между участниками достаточно высокая. Доля основных игроков занимает до 80% от общего объема. К примеру, по оценке «Инвесткафе», наибольшую долю на рынке Санкт-Петербурга (около 52%) занимает компания «Полипласт», за ней идет «Цемактив» (по разным оценкам, доля на рынке составляет от 15 до 20%). Из зарубежных компаний лидируют немецкие производители MC‑Bauchemie, BASF, швейцарская Sika – по 6% от общей доли на рынке.++++

По словам генерального директора «Агентства эффективных закупок «ЭксПро» Олега Солтанова, основной тенденцией последних лет на рынке добавок является, с одной стороны, улучшение качества продуктов отечественного производства, в том числе за счет использования импортных составляющих. ++++

С другой стороны, освоение многими импортерами производства в России идет по той же схеме: основа импортируется, а сама добавка смешивается на местном производстве. За счет этого импорт готовых добавок значительно снизился, отмечает аналитик.++++

ХИМИЯ ПРОБЛЕМ

Одна из проблем – отношения зарубежных и отечественных добавок на местном уровне. Результаты многочисленных исследований зарубежных добавок, проведенных российскими лабораториями, показали — как хорошо они себя не зарекомендовали на Западе, это не значит, что в России, на отечественных инертных материалах и цементе, они покажут хорошие результаты. ++++

Надо иметь в виду, что за рубежом очень высокое качество цемента и остальных компонентов бетона. В частности, огромное внимание уделяется зерновому составу щебня и даже песка.++++

Опыт производственников показал, что импортные добавки в ряде случаев плохо работают, как с отечественными цементами, так и в сочетании с отечественными добавками. Например, некоторые шведские суперпластификаторы несовместимы с теми отечественными, которые обеспечивают морозостойкость бетона. То есть, выбрав одну добавку иностранной фирмы, производственники, как правило, вынуждены использовать и другие добавки того же производителя. А это не выгодно с экономической точки зрения.++++

Александр Богза, бывший коммерческий директор компании «Евробетон», ныне генеральный директор АНО «Московский центр структурных преобразований промышленности» выделил в данной сфере ещё несколько актуальных проблем:++++

Отсутствие подробных рекомендаций по использованию и дозировке противоморозных добавок. Для небольших и мобильных производителей не представляется возможным иметь собственную испытательную лабораторию, проводить дорогостоящие разработку рецептур и исследования, поэтому для них высокую важность представляет наличие подробных рекомендаций по дозировке противоморозной добавки при производстве бетона. ++++

Добавка ведет себя по-разному, вступая в реакцию с другими компонентами бетонной смеси. Это во многом зависит от марки и производителя цемента и вида наполнителя (гранит, гравий, известняк, кварцито-песчаник и др.) В связи с этим возникает необходимость владения информацией по вариантам, дозировкам и возможности сочетания противоморозной добавки с другими модификаторами и сырьем. ++++

Снижение необходимой дозировки противоморозной добавки. Снижение дозировок, с одной стороны, увеличивает производительность предприятия, а с другой — способствует снижению издержек не только на саму противоморозную добавку, но и на ее транспортировку и, как следствие, стоимость конечного продукта, что в условиях здоровой конкуренций является значительным преимуществом.++++

Разработка противоморозных добавок, позволяющих сохранить бетон на более длительное время при транспортировке на строительный объект в условиях зимнего бетонирования.++++

Противоморозные добавки могут вызывать коррозию арматуры, отрицательно влияя на долговечность железобетонной конструкции. В связи с этим противоморозные добавки не используются в транспортном строительстве. Снижение отрицательного влияния на арматуру является еще одним направлением в области повышения качественных характеристик противоморозных добавок.++++

Внедрение экологических свойств для противоморозных добавок. Об экологичности бетона не может быть и речи, пока используются добавки, содержащие соединения хлора, который имеет вредное воздействие, как на организм человека, так и на окружающую среду.++++

Были использованы материалы журнала «Технологии бетонов» и других открытых источников

ardexpert.ru

Cкорость набора прочности бетона с применением противоморозных добавок.

Ориентировочная скорость набора прочности бетона на портландцементах с применением противоморозных добавок в % от R₂₈.

Температура твердения, ^оС	Прочность бетона в возрасте (сутки), % от R₂₈.
	Нитрит натрия					Хлорид натрия с хлоридом кальция						Нитрит кальция с мочевиной
	7	14		28	90	7		14	28	90		7	14	28		90
-5	30	50		70	90	35		65	80	100		30	50	70		90
-10	20	35		55	70	25		35	45	70		20	35	50		70
-15	10	25		35	50	15		25	35	50		15	25	35		60
-20	—	—		—	—	10		15	20	40		10	20	30		50
Температура твердения, ^оС	Прочность бетона в возрасте (сутки), % от R₂₈.
	Нитрит натрия с хлоридом кальция и мочевиной								Мочевина
	7		14		28		90		7		14		28		90
-5	40		60		80		100		50		65		75		100
-10	25		40		50		80		30		50		70		90
-15	20		35		45		70		25		40		65		80
-20	15		30		40		60		25		40		55		70
-25	10		15		25		40		20		30		50		60

См. также: Нормативные требования и разновидность бетона

Набор прочности бетона

ПКБ Аксис

pkbaxis.ru

Бетон с противоморозными добавками, монолитное домостроение

Структура и прочность бетона с противоморожными добавками

В настоящее время в строительстве интенсивно развиваются и внедряются в производство технологии монолитного домостроения, позволяющие значительно сокращать сроки возведения объектов, снижать себестоимость строительства и расширять гамму конструктивных и архитектурно-планировочных решений зданий и сооружений. В связи с этим повышаются и требования к технологическим свойствам бетонных смесей и физико-механическим характеристикам бетона. Сегодня стало очевидным, что получение высококачественных бетонных смесей и бетонов невозможно без применения комплекса химических и минеральных модификаторов бетонов, позволяющих варьировать свойства материалов в широких пределах. Следует отметить, что расширение области применения монолитного бетона сдерживается некоторыми негативными факторами, например, такими, как климатические, а также производственными, поскольку бетон укладывается и набирает прочность в условиях, существенно отличающихся от заводских.

В климатических условиях средней полосы России, не говоря уже о северных районах, продолжительность холодного периода составляет 4-6 мес., что требует не только создания благоприятных температурных условий для набора прочности бетона, но и научно-обоснованного и рационального применения противоморозных и комплексных добавок.

Одним из способов повышения эффективности зимнего бетонирования является применение комплексных добавок, активизирующих процессы твердения и понижающих температуру замерзания жидкой фазы бетона. Добавки могут применяться как индивидуально, так и совместно с другими способами зимнего бетонирования, и являются наиболее технологичным и малозатратным способом производства бетонных работ при пониженных температурах. Традиционно в качестве противоморозных добавок применяются сильные и слабые электролиты, понижающие температуру замерзания жидкой фазы растворов и бетонов и активирующие процессы гидратации и твердения растворов и бетонов.

Наиболее эффективными в этом отношении являются неорганические вещества, которые, в соответствии с законом Рауля, понижают температуру замерзания воды тем в большей степени, чем меньшее значение имеет их молекулярная масса. Сложность проектирования комплексных добавок заключается не только в исследовании криоскопических свойств растворов добавок, но и в анализе их влияния на процессы формирования структуры, схватывание и основные свойства растворов и бетонов.

Достаточно широкое распространение в технологии зимнего бетонирования получили комплексные добавки на основе бесхлоридных компонентов, таких, как нитрит натрия, нитрат кальция, ацетаты и формиаты кальция и натрия и некоторые другие, используемые, как правило, совместно с пластифицирующими добавками и суперпластификаторами.

Анализ влияния бесхлоридных добавок на формирование структуры и состав продуктов гидратации цементных систем необходим для расширения представлений о механизмах действия ускоряющих и противоморозных добавок на формирование ранней структуры цементных растворов и бетонов, поскольку именно на начальном этапе гидратации и твердения добавки влияют па изменение качественного и количественного составов продуктов гидратации цементных материалов, что отражается на кинетике структурообразования. Чрезвычайно важными являются представления о характере влияния добавок на свойства растворов и бетонов, подвергающихся раннему замораживанию, т. к. более значительным деструктивным воздействиям отрицательных температур может подвергаться структура, находящаяся на стадии начала кристаллизационного упрочнения (особенно в присутствии активирующих добавок) и не достигшая критической прочности. Например, для цементно-песчаных растворов более безопасным, с точки зрения влияния деструктивных процессов, является замораживание смесей сразу после изготовления. Однако для бетонов раннее замораживание является весьма негативным и способствует значительному снижению физико-механических свойств материала.

Таблица 1. Кинетика твердения C₃S с добавками-ускорителями

Состав	Количество добавки, % от массы вяжущего	Прочность, МПа, через, 7 сут	Прочность, МПа, через, 14 сут	Прочность, МПа, через, 28 сут	Прочность, МПа, через, 90 сут
C₃S бездобавок B/T=0,5	—	10,7	11,8	22,9	26,1
с добавкой CaCl₂	1	34,2	38,8	43,1	44,6
—	2	36,5	42,8	45,7	46,7
с добавкой MgCl₂	1	28	29	29,7	30,5
—	2	28,1	28,6	29,3	31,3
с добавкой NaCl	1	18,3	25,2	28,8	31,4
—	2	20	26,8	30	32,2
с добавкой KCl	1	21,6	23,5	24,9	27,9
—	2	22,1	24	25,4	28,8
с добавкой NaNO₂	1	12	14	24,5	27
—	2	13,1	14,7	25	27,2
с добавкой Ca(NO₃)₂	1	10,7	12,3	24,6	32,8
—	2	11,6	12,9	25,7	34,6
с добавкой CH₃COONa	1	14,3	17,5	29,8	30,8
—	2	15,4	19,1	31,4	32
с добавкой Ca(CH₃COO)₂	1	17,9	21,5	30,4	32,6
—	2	18,7	22,8	32	33

Анализ механизмов действия добавок и процессов начального структурообразования позволит не только назначать оптимальные дозировки добавок, но и направленно воздействовать на процессы схватывания и твердения цементных материалов.

В работе была выполнена серия рентгено-фазовых исследований влияния добавок Ca(N0₃)₂ и NaNO₂ на состав продуктов гидратации и прочность основного минерала цементного клинкера — трехкальциевого силиката (C₃S). Оценка влияния добавок на формирование начальной структу ры цементных материалов проводилась по изменению кинетики нарастания пластической прочности (Р_т) цементно-песчаных растворов состава 1:2 при В/Ц = 0,5-0,55, твердеющих в нормальных условиях в течение 36 — 48 часов. Исследования проводились с добавками Ca(NO₃)₂ NaNO₂, а также с хлоридами кальция и натрия при обычных и повышенных дозировках.

При сравнении рентгенограмм C₃S с добавками NaNO₂, и Ca(N0₃) отмечается значительное увеличение интенсивности линий СН и торберморитового геля в присутствии добавки Ca(N0₃)₂. Для состава с нитритом натрия, так же, как и хлоридом натрия, характерным является увеличение интенсивности линий торберморитового геля как по абсолютной величине, так и относительно наиболее стабильной фазы Ca(N0₃)₂(CH). Таким образом, соли натрия в большей степени способствуют формированию и кристаллизации тоберморитового геля, в отличие от солей кальция, для которых в большей степени характерно увеличение количества извести в системе и повышение степени ее закристаллизованности. Однако в присутствии нитрата кальция происходит увеличение интенсивности линий не только СН, но и гидросиликатов кальция. Снижение интенсивности линий извести (4,93 А), по сравнению с контрольным составом и с составами с другими добавками, связано с образованием большего количества тоберморитового геля. Следует отметить, что прочность образцов C₃S с добавкой Ca(N0₃)₂ в возрасте 90 сут. ниже, чем с добавкой СаСl₂, но в среднем выше, чем с другими добавками, поэтому, с точки зрения влияния на фазовый состав и прочностные показатели C₃S, нитрат кальция является одной из наиболее «универсальных» добавок (табл. 1).

Отметим, что не всегда состав и характер изменения количества гидратных фаз в присутствии добавок коррелирует с кинетикой твердения и изменением прочности не только цементов, но и клинкерных материалов. Это может быть связано с характером влияния различающихся по электронному строению катионов добавок на процессы растворения вяжущих, кристаллизацию и перекристаллизацию новообразований. Деформационные напряжения, возникающие под действием добавок электролитов (особенно при повышенных дозировках) затрудняет распад твердых растворов гидросиликатов кальция, в результате кристаллизация не завершается в течение длительного периода. Для процессов гидратации, схватывания и твердения большую роль играет «биография» кремнеземистой составляющей, ее состояние, удельная поверхность, присутствие добавок, состояние воды затворения, водотвердое отношение, температура, механическое воздействие (перемешивание, виброобработка) и много других случайных факторов. Переменный характер таких динамических характеристик любого химического взаимодействия, как энергия активации и константа скорости химической реакции, говорит о том, что гидросиликаты кальция образуются по разным механизмам через различные переходные состояния, которые зависят от перечисленных выше факторов. Именно поэтому в одной и той же системе СаО — SiO₂— Н₂0 могут формироваться гидросиликаты кальция различной структуры.

Рентгенофазовый анализ и исследования процессов гидратации и твердения C₃S свидетельствуют о том, что механизм повышения прочности C₃S в присутствии ускорителей твердения связан с активацией процессов образования ГСК различной структуры и кристаллохимических свойств и изменением соотношения между гидросиликатами кальция и СН в твердеющей системе. Увеличение степени закристаллизованное гидратов в присутствии добавок, гранулометрическая неоднородность и разность плотностей образовавшихся фаз приводят, в целом, к повышению прочности материала.

Исследования влияния модифицирующих добавок на процессы начального структурообразования цементных композиций представляют значительный научный и практический интерес, т. к. позволяют проанализировать характер действия добавок на формирование коагуляционной и начальной кристаллизационной структуры, во многом определяющей последующие процессы твердения и свойства цементных материалов.

Рассматривая процессы гидратации и твердения вяжущих веществ с модифицирующими добавками, следует отметить, что существенная роль в формировании структуры и прочности цементных композиций принадлежит обменным химическим реакциям и реакциям присоединения, протекающим с образованием основных солей и сложных по составу солей-гидратов. Продукты химических реакций, являясь структурными элементами, могут также осаждаться на гидратирующихся зернах вяжущего, создавая (усиливая) экранирующий эффект. Алюминатные и алюмоферритовые фазы являются наиболее активными в этом отношении составляющими портландцементного клинкера.

Бетон с противоморозными добавками

Оценка влияния добавок на формирование первичного каркаса цементных композиций имеет особое значение при использовании некоторых ускорителей твердения при повышенных дозировках в качестве противоморозных. Достаточно известны случаи, когда добавки, являющиеся эффективными ускорителями твердения при использовании их в небольших количествах, приводят к совершенно противоположному эффекту при увеличении дозировок.

Исследования влияния ускорителей твердения на раннее структурообразование цементно-песчаных композиций проводились как с использованием индивидуальных добавок, так и комплексных — на основе замедлителей твердения — углеводов в смеси с электролитами.

Известно, что углеводы (как моно-, так и дисахариды) являются эффективными замедлителями твердения силикатных фаз цемента. Характер замедляющего влияния углеводов на твердение силикатных фаз цемента в основном зависит от количества добавки. Например, в наших исследованиях кинетики твердения C₃S с добавками сахарозы и глюкозы увеличение дозировки с 0,2 до 0,5% от массы вяжущего приводит к сильнейшему замедлению процесса твердения.

Таким образом, используя углеводы в составе комплексных добавок в количестве до 0,5-0,7% на ранних этапах твердения, можно исключить участие силикатных фаз в формировании структурной прочности и оценить влияние добавок-электролитов на образование первичного алюминатного каркаса цементных композиций. В качестве замедлителя твердения была использована сахароза (дисахарид), поскольку в присутствии этой добавки происходит сильное замедление процессов гидратации силикатных фаз и в меньшей степени, по сравнению с моносахаридами (глюкозой, рамнозой, фруктозой и др.), проявляется ускоряющее действие в отношении алюминатных фаз.

О. В. ТАРАКАНОВ, д. т. н., профессор, декан

факультета «Управление территориями», Е. О. ТАРАКАНОВА, студентка. ПГУАС

Похожее

vectornk.ru

Бетон в зимнее время. Противоморозные добавки (ПМД) в бетон зимой и прогрев бетона — Вопросы и ответы

Что такое «зимний бетон»? Чем он отличается от «летнего»?
Под зимним бетоном понимают бетон с использованием противоморозных добавок.

Как работают противоморозные добавки (ПМД)?
Добавки препятствуют замерзанию воды в бетонной смеси при транспортировке и до схватывания, чтобы она полностью вступила в реакцию с цементом (гидратацию), что предотвращает замерзание смеси.
Таким образом, загодя использовать противоморозные добавки — не нужно.
Если на улице — положительная температура, ПМД не потребуется.

Правильно я понимаю, что если добавить противоморозную добавку — прогревать бетон не потребуется? Она же как раз противоморозная?

Нет, неправильно. Но Вы не одни — это достаточно распространенная ошибка, которая может привести к плачевным последствиям.
При заливке, после затвердевания и до набора критической прочности ПМД уже не поможет. Потому что смесь из жидкости превратится в камень, и была ли в ней ПМД до этого или нет — уже не сыграет роль.
При заливке в холодную погоду бетон требуется прогревать, но не только: требуемые меры описаны на странице «Уход за бетоном».

То есть, чтобы бетон был морозостойким, в него обязательно нужно добавить ПМД?
И снова нет: согласно п. 3.2. ГОСТ 10060-2012, морозостойкость — это способность бетона выдерживать многократное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения.

Любой бетон имеет ту или иную морозостойкость, и ПМД на это не влияют. Морозостойкость определяется прочностью и происхождением щебня, содержанием цемента и т.д.
ПМД же препятствует самому замерзанию, потому что если оно произойдет до набора критической прочности — никакой щебень и цемент не спасут от негативных последствий.

Начиная с каких температур есть смысл использовать ПМД?
Цены на ПМД на многих заводах начинаются с дозы для -5С, но если морозоустойчивый бетон замешивается на горячей воде и расстояние от завода до объекта небольшое — то ПМД при температурах до -5С не требуется. Бетон не успеет остыть до минимально приемлемой температуры при транспортировке. А благодаря отсутствию ПМД бетон быстрее схватится, потому что ПМД выступает как замедлитель схватывания.

Если мне нужно срочно провести бетонирование — с помощью ПМД можно работать и в -20?
На практике редко какие заводы выпускают бетоны зимой с добавкой на температуру ниже, чем -15 градусов. Кроме того, опыт показывает, что при температуре -20 и ниже скорость выполнения строительных работ падает в 2 раза и больше.
Но на отдельных заводах выпускают ПМД до -20, где-то используется комплексная добавка (пластификатор=ПМД), и в таких случаях при температуре -20 бетонная смесь не замерзнет, так что можете заказывать доставку.

Читайте также на нашем сайте по теме зимнего бетонирования: перевод руководства «Бетонирование в холодную погоду» американской бетонной ассоциации в рамках серии «Бетон на практике».

m350.ru

Противоморозная добавка в цементные растворы и бетоны. Формиат натрия. Рекомендована к применению НИИЖБ Госстроя РФ

Противоморозная добавка
в цементные растворы и бетоны
Формиат натрия
Рекомендована к применению НИИЖБ Госстроя РФ

Формиат натрия является новой, но уже достаточно проверенной, и хорошо себя зарекомендовавшей эффективной антиморозной добавкой. В основе нарастающего применения формиата натрия лежит сочетание многих важных полезных свойств препарата с его экономичностью. Формиат натрия, в сравнении с другими противоморозными добавками, выигрывает по нормам расхода и цене одновременно.

Формиат натрия используется для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций при среднесуточной температуре наружного воздуха от +5 °С до -15 °С.

Формиат натрия обеспечивает быстрый набор прочности бетона, обладает свойствами пластификатора и обеспечивает жизнеспособность бетонной смеси.

Расход добавки (сухого и твердого формиата натрия) составляет 2 — 4 % от массы цемента в зависимости от температуры твердения. Другие антиморозные добавки: нитрит натрия, поташ, хлористый кальций применяются в количествах 10 % от массы цемента для достижения равного противоморозного эффекта.

Предлагаем готовый к применению, концентрированный, 25%-ный раствор противоморозной добавки «Формиат натрия» в канистрах емкостью 30 л, 20 л, 10 л.

Купить в Уфе противоморозную добавку формиат натрия в компании «Башхимсервис» предлагаем по ценам:

Готовый к применению раствор

30 л канистра — 750 руб

20 л канистра — 530 руб

10 л канистра — 280 руб

Сухой твердый формиат натрия

25 кг мешок — 885 руб

Температура наружного воздуха, в период набора бетоном 20% прочности	Расход добавки на 100 кг цемента в бетоне, литров	Расход добавки на 1 м куб. бетона, литров	Расход добавки на 1 мешок (25 кг) сухой песчано-цементной смеси, литров
от +5ºС до -5ºС в течение 1-ой недели	7	25	0.5
от -5ºС до -10ºС в течение 10 дней	11	37	0.75
от -10ºС до -15ºС в течение 2-х недель	14	50	1.0

Проведение строительных работ (бетонирование и кирпичная кладка) в зимнее время имеет ряд особенностей, учитывающих тот факт, что вода, входящая в состав бетона и строительного раствора, замерзает. Без применения противоморозных добавок вода превращается в лед, т.е. «выходит из игры», до того, как успеет вступить с химическое соединение с цементом с образованием искусственного камня. Уложенный бетон не только не успевает набрать необходимую прочность, но и образовавшиеся связи разрушаются расклинивающим действием замерзающей воды, потому что вода при замерзании увеличивается в объеме. Ситуация усугубляется ещё и тем, что схватывание бетона при пониженных температурах (за счет цемента, а не за счет замораживания) происходит гораздо медленнее, чем при обычных условиях.

Противоморозная добавка — Формиат натрия — оказывает в бетоне комплексное действие:

Антифриз
Ускоритель твердения
Пластификатор

Действие в качестве антифриза.

Вода является важным компонентом бетона и растворов для кладки. Вода выполняет следующие функции:

вступает в химическую реакцию с цементом с образованием связанной структуры — цементного камня;
является разбавителем, который обеспечивает необходимую подвижность (текучесть) бетонной смеси при укладке её в опалубку. Для придания подвижности бетонной смеси, количество воды, замешиваемое в бетон, в 2 раза превышает количество воды, необходимое для затворения цемента. Оставшаяся вода, не вступившая в реакцию с цементом, испаряется при обычных условиях бетонирования, образуя поры в бетоне, или замерзает внутри бетона, расклинивая и разрушая бетон.

Действие противоморозной добавки «Формиат натрия» направлено на понижение предельной температуры, при которой вода остается в жидком виде в бетоне и продолжает вступать в реакцию с цементом с образованием цементного камня, а не ледяной глыбы. При проведении бетонных работ в зимнее время без применения противоморозной добавки растущие кристаллы льда вызовут расслоение бетонной смеси на составляющие компоненты. Таким образом, цемент, песок, гравий и щебень окажутся попросту вмороженными в лёд. Такое «мороженное» простоит до весны без набора прочности, а с приходом весны начнет «таять» и осыпаться пластами, отслаиваясь от поверхности фундамента или иной бетонной конструкции.

Действие в качестве ускорителя твердения.

Скорость химических реакций зависит от температуры. Как правило, чем выше температура, тем выше скорость протекания химического процесса, и тем быстрее одно вещество превращается в другое. Если мы хотим изменить свойства, состояние и природу какого-либо предмета или вещества, то мы подвергаем его нагреванию и выдерживаем некоторое время при повышенной температуре. Если мы, наоборот, хотим обеспечить сохранность продукта в неизменном виде, то мы применяем охлаждение и держим продукт «на холоде». В первом случае мы умышленно ускоряем скорость протекания химических реакций, во втором случае – замедляем скорость химических превращений.

Данная закономерность действует и для процессов твердения бетона. Потому что твердение бетона происходит в результате протекания химической реакции между молекулами цемента и молекулами воды. С ростом температуры (до определенного предела), при которой происходит твердение бетона, скорость твердения бетона возрастает. Поэтому бетон «застывает» и набирает прочность быстрее. При понижении температуры окружающего воздуха скорость твердения бетона замедляется. Бетон, который бы затвердел на вторые-третьи сутки при температуре +20°С, при температуре +1°С легко продавливается.

Набор прочности бетона представлен в следующей таблице.

Твердение бетона. Прочность бетона на сжатие при различных температурах твердения, % от 28-суточной.

Бетон	Срок твердения, суток	Средняя температура бетона, °С
Бетон	Срок твердения, суток	-3	0	+5	+10	+20	+30
М200 — М300 на портландцементе М-400, М-500	1	3	5	9	12	23	35
	2	6	12	19	25	40	55
	3	8	18	27	37	50	65
	5	12	28	38	50	65	80
	7	15	35	48	58	75	90
	14	20	50	62	72	90	100
	28	25	65	77	85	100	—

В зимнее время гидратация цемента значительно замедляется. Как результат, бетон медленно набирает прочность. Чем меньше температура, тем больше нужно времени для полного застывания. Для получения прочности при температуре -5°C нужно выдерживать время набора прочности в 6-8 раз больше, чем при температуре 20°C.

Ускоряющее действие формиата натрия заключается в том, что противоморозная добавка создает слабо-щелочную среду и изменяет растворимость силикатных составляющих цемента, образуя с продуктами его гидратации двойные или основные соли.

В таблице представлены данные набора прочности бетона с применением Формиата Натрия и без Формиата Натрия при почти одинаковой температуре. Обратите внимание, что бетон с противоморозной добавкой Формиат натрия при температуре минус 5 °С набирает прочность быстрее, чем тот же бетон без добавки при температуре минус 3 °С.

Набор прочности бетона, % от марочной прочности

Срок твердения, суток	Температура
Срок твердения, суток	-3 °С Без Формиата натрия	-5 °С С формиатом Натрия
7	15	25
14	20	35
28	25	60

Скорость набора прочности бетоном при применении формиата натрия представлена в следующей таблице:

Динамика набора прочности бетона с формиатом натрия в зависимости от температуры твердения бетона:

Срок твердения, суток	Средняя температура бетона, °С
Срок твердения, суток	0	-5	-10	-15
7	35	25	15	5
14	50	35	25	15
28	75	60	45	35
90	100	90	70	50

Пластифицирующее действие противоморозной добавки.

Формиат натрия является пластификатором бетона и строительных растворов. Водный раствор формиата натрия широко используется в качестве пластифицирующей добавки в бетоны для получения высокоподвижных смесей. Наибольший пластифицирующий эффект достигается при введении 1,5% от массы цемента. При неизменном соотношении: вода + цемент подвижность бетонной смеси увеличивается с 3-4 см до 12-14 см. В равноподвижных смесях формиат натрия даёт прирост прочности бетона на 14-20%, что позволяет сэкономить 10% цемента, при этом в два раза уменьшается показатель среднего размера капиллярных пор.

Присутствие в противоморозной добавке пластификатора повышает подвижность бетонной смеси. Таким образом, формиат натрия работает как разбавитель, более эффективный чем вода, что в свою очередь, позволяет уменьшить количество лишней воды, добавляемое к смеси вяжущего цемента и наполнителей, повышает (точнее, снижает в меньшей степени) концентрацию «цементного рассола», и таким образом, дополнительно ускоряет гидратацию и повышает удобоукладываемость бетона при одновременном снижении пористости бетона.

Такой полифункциональный комплекс «противоморозная добавка + пластификатор + ускоритель твердения» работает гораздо эффективней, чем индивидуальная противоморозная (только антифризная) добавка односторонного действия.