Строительство. Справочные пособия

Добавки в бетон

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

8.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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

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

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

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

Кроме этого традиционного использования противоморозных добавок возможно также их сочетание с «методом термоса»1, паро- или электропрогревом и электрообогревом. При этом достигается ускорение ввода сооружений в эксплуатацию, сокращение расхода добавки, а при использовании электропрогрева и электрообогрева — также экономия электроэнергии.

1 «Метод термоса» включает разогрев составляющих бетонной смеси и ее утепление с тем, чтобы бетон до остывания приобрел определенную прочность.

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

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

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

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

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

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

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

В районах со сравнительно мягким климатом, где температура бетона, как правило, не бывает ниже —10 °С, можно достаточно успешно применять карбамид. Эта противомороз-ная добавка одновременно пластифицирует бетонную смесь и обеспечивает спокойный невысокий темп твердения бетона [3].

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

ставляющих собой смесь соответственно мочевины с нитрит-нитратом кальция и нитрит-нитрат-хлоридом кальция.

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

Из изложенного ясно, что противоморозные добавки выполняют свои функции прежде всего за счет снижения ими температуры замерзания воды. Поэтому наиболее обоснованно и правильно назначать их дозировку к массе воды затворения,

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