на главную
    Стройпульс-всё о строительстве: новости, экономика, материалы и технологии, городское хозяйство, каталог компаний, строительные объекты, строительные тендеры, конкурсы, торги, СРО, нормативные документы > Материалы и Технологии > Бетоны > Мороз не страшен

 
Регистрация >


 

НОВОСТИ КОМПАНИЙ

Мороз не страшен


17.11.2007

Рынок противоморозных добавок расширяется. Требования к бетонным добавкам с точки зрения обеспечения характеристик и величины достигаемого эффекта возрастают. Но процесс повышения морозостойкости бетонов с применением добавок еще не изучен до конца.


Роль модификаторов противоморозного действия



Проведение строительных работ в условиях отрицательных температур требует или использования различных противоморозных добавок, или одного из методов зимнего бетонирования с прогревом бетона, или применения специальных вяжущих.

Метод прогрева бетона в условиях строительной площадки считается энергоемким и дорогостоящим, но оптимальным с точки зрения сохранения всех проектных свойств бетонов.

Бетоны на вяжущих низкой водопотребности, по данным Beton.ru, значительно превосходят по прочности и скорости твердения на морозе обычные портландцементые бетоны, хотя не лишены недостатков.

Один из них – это необходимость очень тонкого помола вяжущих (5000–7000 см2/г), что не всегда можно обеспечить при современном состоянии бетонной промышленности.

Противоморозные добавки для бетона – вещества или комплекс веществ, понижающие температуру замерзания воды и способствующие набору прочности бетона при отрицательных температурах. Они позволяют решать целый ряд вопросов, связанных с доставкой и укладкой бетона при зимнем строительстве.

Модификаторы противоморозного действия влияют на сроки схватывания цемента, кинетику сохраняемости бетонной смеси, что в значительной степени формирует структуру и важнейшие физико-химические свойства бетонов, в том числе их долговечность. Являясь по природе электролитами, химические соединения модификаторов этого класса изменяют физико-химические свойства воды затворения, электрокинетические свойства цементных частиц, растворимость исходных и образующих фаз.

По мнению д.т.н. Г. Н. Пшеничного (КубГТУ), применение химических добавок может принципиально изменить технологический процесс производства бетона и железобетона. В то же время максимальный эффект может быть достигнут только при условии достаточной ясности в механизме действия конкретной добавки на гидратацию и твердение цементного камня.



Противоморозные добавки на строительном рынке



При понижении температуры ниже 0°С процесс гидратации цемента замедляется. При охлаждении бетона до температуры -10°С набор прочности практически прекращается, химически несвязанная вода превращается в лед, увеличиваясь

в объеме на 9–10%. В бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру. Введение в состав бетонов противоморозных добавок позволяет интенсифицировать процесс твердения бетона при отрицательных температурах.

Из предлагаемого большого спектра противоморозных добавок к бетону, регламентируемых ГОСТ 24211-91 «Добавки для бетонов. Общие технические требования», а также СНИП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», преимущественно применяются следующие добавки: для температуры до -15°С нитрит натрия с добавкой полифункционального действия (противоморозная, ускоритель твердения, ингибитор коррозии стали), для температуры -30°С – поташ, нитрит-нитрат кальция, хлорид кальция. При охлаждении бетона ниже указанных температур твердение практически прекращается.

В качестве противоморозных добавок широко используются соли органических кислот (например, формиат кальция и формиат натрия, области применения которых разработаны в НИИЖБ). Они безопаснее для здоровья, чем нитрит натрия, и позволяют при минимальных затратах получить эффект не хуже, чем при использовании в качестве добавок широко распространенных соединений на основе хлора.

По влиянию на коррозию арматуры противоморозные добавки можно разделить на три группы: способствующие коррозии (хлориды натрия и кальция), не вызывающие коррозии (поташ, нитрат кальция), ингибиторы коррозии (нитрит натрия и нитрит-нитрат кальция).

Начиная с 1970-х гг. бетонные технологии ориентированы на широкое использование добавок. В последние годы разработаны новые серии добавок, принцип действия которых основан на снижении температуры замерзания воды. Эти составы отличаются тем, что их требуется, к примеру, в 2,5 раза меньше, чем нитрита натрия.

Выбор наиболее рационального и эффективного модификатора противоморозного действия зависит от типа и условий эксплуатации строительных объектов, которые определяются требованиями нормативно-технической документации.



Действие добавок на структурообразование бетонов



Важнейшей задачей в технологии бетона и железобетона является создание «направленного структурообразования». То есть осмысленное и управляемое использование различных технологических воздействий (механических, электрофизических, химических, тепловых) в процессе твердения бетона для оптимизации структуры и свойств цементного камня. Это способствует получению материалов с предельно возможными физико-механическими свойствами и долговечностью при минимальных энергетических и материальных затратах.

В монографии Г. Н. Пшеничного «Элементы стадийного структурообразования цементных систем и их практическое значение» особое внимание уделено действию наиболее распространенных добавок, в том числе противоморозных электролитов – хлоридов и поташа.

По его мнению, добавки-электролиты представляют особый интерес из-за их активного участия в электрохимическом процессе гидратации цементных минералов. Введение в состав бетонных смесей самых малых доз (десятых долей от массы цемента по сухому веществу) этих веществ вызывает резкое изменение хода структурообразующего процесса. Незначительная концентрация добавок не позволяет говорить о химическом взаимодействии с компонентами смеси с образованием продуктов, влияющих на ход процесса.

Действие добавки, полагает ученый, следует оценивать с позиций внесения в цементную систему посторонних зарядов, влияющих определенным образом на электрохимический процесс.

Хлорид кальция (CaCl2) – одна из самых известных и распространенных добавок-ускорителей. Еще в 1930-х гг. ее применяли в технологии тяжелого и легкого бетонов в целях сокращения сроков их твердения.

Рассматривая кинетическую зависимость пластической прочности и тепловыделения для различных значений содержания добавки, автор определяет ускорение цикла твердения до 50 мин при 10% содержании хлорида кальция (в бездобавочном цементном составе – 90 мин).

Но не все хлориды обладают интенсифицирующим действием на твердение цементных систем. Например, хлористый калий (КСl) и хлористый натрий (NaCl), обладая положительной гидратацией, оказывают структурирующее действие на молекулы воды. Но при этом они замедляют протекание электрокинетических процессов для химических взаимодействий цементных минералов с водой. На это указывает всплеск тепловыделения модифицированной смеси, связанный с первым циклом образования гидратных продуктов и ростом пластической прочности. Причем замедление твердения составляет от 1,7 до 3,6 раз в зависимости от содержания хлористого натрия (0,5–5%).

Поташ (K2CO3) даже в незначительном количестве (0,2%) оказывает мощное структурирующее действие на молекулы воды. Эта особенность поташа характеризует его как противоморозную добавку, так как вода, связанная поляризованными силами, замерзает медленнее. Но образование в структуре бетона оводненных микрообъемов негативно отражается на конечной прочности бетона. Кроме того, первый цикл образования гидратных продуктов модифицированного цементного теста составляет 220–230 мин, то есть в 2,5 раза длиннее, чем у бездобавочного теста.

Согласно выводам автора, безусловным ускоряющим действием обладает хлористый кальций. Введение этой добавки в количестве до 10% от массы цемента доводит цикличность стяжения (самоуплотнения) системы до 50 мин, то есть ускоряет процесс твердения в 1,8 раз.

Остальные исследованные автором добавки оказывают замедляющее действие. Доводя индукционный период (от момента затворения до первого цикла гидратообразования) до 160 и более минут. Хлориды калия и натрия замедляют твердение цемента в 2 раза, поташ – в 2,5 раза по сравнению с твердением бездобавочного состава.

Введение добавок-электролитов приводит к быстрому загустеванию цементного раствора. Потеря подвижности смеси связана с поляризационными явлениями и не имеет никакого отношения ни к химическим процессам, ни к срокам схватывания.



Татьяна Рейтер




НОВОСТИ


 
на главную

О ПРОЕКТЕ | КОНТАКТЫ | РЕКЛАМНАЯ СЛУЖБА | КАРТА САЙТА | ВХОД

© 2009-2010 «СЕВЕРОСЛАВЯНСКОЕ БЮРО РЕКЛАМЫ»