Противоморозная добавка PolyFrost -15

Твердение бетонов и растворов при пониженной температуре происходит медленно, так как замедляется процесс гидратации цемента. Уже при температуре ― 3...- 6 °С вода в бетоне замерзает, и процессы гидратации вяжущего и твердения бетона практически прекращаются. При оттаивании, при условии сохранения жидкой фазы, эти процессы возобновляются, и бетон продолжает увеличивать свою прочность. Однако для бетона, замороженного в раннем возрасте, после оттаивания и последующей выдержки характерны рыхлая структура, низкая прочность и морозостойкость. Это объясняется тем, что свежеуложенный бетон содержит много воды, которая при замерзании расширяется, разрыхляет цементный камень и нарушает сцепление заполнителя с цементной матрицей.

Поэтому для обеспечения требуемого набора прочности бетона в зимнее время необходимо создавать такие условия, при которых будут активно протекать процессы твердения вяжущего, т. е. необходимо обеспечивать наличие жидкой фазы. Эту задачу можно решить, например, путем выдерживания забетонированной конструкции при положительной температуре. Такое выдерживание можно осуществлять при обогреве бетона в термоактивной опалубке, использованием разогретых смесей с последующим укрытием поверхности конструкции теплоизоляционными материалами и другими способами.

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

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

В настоящее время наиболее эффективными и проверенными в производственных условиях противоморозными добавками являются добавки европейских, турецких, российских и белорусских производителей.

Все перечисленные добавки одновременно являются и добавками-ускорителями схватывания и твердения бетонов и растворов, однако их концентрация в «холодных» бетонах значительно (в 2-3 раза) превышает ту, которая необходима для ускорения процессов твердения бетонов при температуре выше 0 °С.

Противоморозные добавки допускаются к применению в тяжелых и легких бетонах. Ориентировочный расход противоморозных добавок в зависимости от расчетной температуры твердения бетона составляет 2-5% для сухого вещества и 4-7% в жидком виде от массы сухого цемента.

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

Вид противоморозной добавки выбирается в зависимости от типа и условий эксплуатации конструкций, темпа строительства, метеорологических условий (температуры наружного воздуха и скорости ветра) и технико-экономических показателей.

Количество выбранной противоморозной добавки для получения требуемого снижения температуры замерзания воды устанавливается в зависимости от класса бетона или марки раствора, марки или активности цемента, подвижности бетонной или растворной смеси, предельной крупности и зернового состава заполнителя. При этом, количество добавки, вводимой с целью предотвращения замерзания воды затворения и воды, поглощаемой крупным заполнителем, назначается не от массы цемента, как величины при прочих равных условиях переменной, а от расхода воды затворения бетонной смеси.

Для правильного дозирования и равномерного распределения противоморозные добавки следует вводить в бетонную смесь в виде водного раствора рабочей концентрации, т. е. раствора, которым затворяется смесь без дополнительного введения в неё воды. Требуемая концентрация рабочего раствора устанавливается при подборе состава бетона.

Расход противоморозной добавки устанавливается по формуле:

Д = В · Д_т.п., кг/м³,

где В ― расход воды для затворения бетонной смеси, л/м³;

Д_т.п. — содержание сухого вещества (твердого продукта) противоморозной добавки в 1 л водного раствора заданной концентрации в зависимости от требуемой температуры замерзания воды, кг/л.

Расход противоморозной добавки Д, определенный по вышеприведенной формуле, следует проверять и сопоставлять с нормативными допусками её содержания в бетоне (С) в зависимости от расхода цемента:

С = Д · 100/Ц, %,

где Ц ― расход цемента на 1 м³ бетона, кг.

Если установленное количество С превышает предельно допустимое содержание добавки в бетоне, то такую добавку можно применять только с добавлением ингибиторов коррозии стали.

При поставке противоморозной добавки в жидком виде (концентрированный раствор) раствор рабочей концентрации приготовляется смешиванием добавки с водой затворения. Если добавка доставляется в виде твердого продукта или в пастообразном состоянии, то раствор рабочей концентрации может приготовляться путем растворения добавки в заданном количестве воды, либо сначала готовится концентрированный раствор добавки, который затем разбавляется водой.

При приготовлении раствора рабочей концентрации необходимое количество добавки для получения раствора требуемой концентрации определяется по данным Руководства в зависимости от содержания безводного продукта в 1 л раствора определенной плотности.

При выборе дозировок добавок следует учитывать следующие ограничения:

при работе на холодных материалах в бетоны с водоцементным отношением В/Ц < 0,5 необходимо назначать меньшее из указанных пределов количество добавок, а в бетоны с В/Ц > 0,5 — большее;

в бетоны на портландцементах, содержащих С3А более 6 %, при работе на подогретых заполнителях следует вводить меньшее количество добавок, а при содержании в портландцементах С₃А меньше 6 % следует вводить меньшее количество.

Назначение оптимального количества противоморозной добавки имеет важное значение, так как при недостаточном ее количестве может произойти преждевременное замерзание бетона, а при избыточном — темп твердения бетона может замедлиться и неоправданно увеличивается стоимость бетона.

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

Сущность технологии зимнего бетонирования заключается в том, что растворы солей, введенные в бетонную смесь при ее приготовлении, в процессе выдерживания уложенного в конструкцию бетона, имеющего положительную начальную температуру, значительно продлевают состояние жидкой фазы, обеспечивая тем самым протекание реакции гидратации даже в условиях отрицательных температур. К числу используемых солей относятся нитрит натрия, нитрит кальция, поташ, хлористый натрий и др.

Область применения данной технологии — бетоны в конструкциях, армированных нерасчетной арматурой с защитным слоем бетона не менее 50 мм. Количество противоморозных добавок определяют в процентном отношении к массе цемента. Подбор состава бетона с требуемыми добавками осуществляют с учетом типа и условий эксплуатации монолитной конструкции, температуры наружного воздуха. Количество вносимых добавок увеличивается при возрастании значения отрицательной температуры относительно расчетной.

Применению бетонов с противоморозными добавками должно предшествовать испытание образцов на коррозийное воздействие добавок на бетон, образование высолов на наружной поверхности бетона, скорость твердения бетона и его прочностные характеристики

Температура бетона с противоморозными добавками к началу выдерживания должна оставаться положительной. Ее значение должно превышать температуру наружного воздуха не менее чем на 5°С со знаком «+» (температура воздуха — 13°С, температура укладываемого бетона не менее +18°С). Незаопа-лубленные поверхности монолитных конструкций должны быть теплоизолированы для предотвращения вымораживания влаги с этих участков.

При ведении бетонных работ без искусственного обогрева контролю  подвергают:

•          условия бетонирования и начальную температуру укладываемой бетонной смеси;

•          среднюю температуру бетона в период выдерживания;

•          продолжительность остывания бетона до 0°С при методе «термоса» и до расчетной минусовой температуры при использовании противоморозных добавок;

•          теплоизолирующее покрытие конструкции, его соответствие требуемому значению теплопередачи;

•          максимальную глубину оттаивания основания и отогрева смежного с бетонируемым участка ранее уложенного бетона (ранее имевших температуру наружного воздуха), на которые будет укладываться  бетонная  смесь;

•          резкое изменение температурных условий твердения бетона, требующее принятия дополнительных оперативных мер для обеспечения получения критической прочности бетона до его замерзания. К таким мерам относятся устройство дополнительной теплоизоляции бетона, продление сроков его выдерживания, при необходимости, применение искусственного прогрева конструкции.

Безобогревные методы зимнего бетонирования имеют хорошие перспективы для применения. Их прогресс основывается на разработке новых теплоизоляционных материалов, обеспечивающих надежную изоляцию свежеуложенного бетона в конструкцию любой формы, внедрении новых недорогих и эффективных добавок — ускорителей твердения бетона, одновременно являющихся противоморозными, в обеспечении оперативных расчетов и автоматического контроля за условиями выдерживания  бетона.