Особенности строительных работах в зимний период.

Выполнение строительных работ с применением бетона в осенне-зимний период предъявляет особые требования как к методам их проведения, так и к составу строительных материалов. Последние регулируются путем применения специальных строительных противоморозных добавок.

Застывание бетона при понижении температуры окружающей среды

Проводя строительные работы с применением бетона, следует учитывать, что процесс его застывания, требовавший летом всего нескольких часов, уже при температуре +5°С занимает несколько суток. С понижением температуры до 0°С он значительно замедляется. Если же столбик термометра опустится до -3-6°С, гидратация и застывание практически прекратятся. Такая особенность поведения строительного раствора объясняется присутствием в нем воды, которая при снижении температуры застывает, нарушая тем самым течение процесса гидратации, схватывания и твердения бетона. Учитывая это, целесообразно уже при снижении столбика термометра до +10°С прибегать к использованию зимних методов ведения строительства, вводя в раствор антиморозные добавки для бетона.

Противоморозные добавки

           К основным способам выполнения строительных работ в зимнее время относятся электропрогрев бетона, бетонирование в тепляках, греющей опалубке и другие аналогичные методы. К сожалению, не всегда представляется возможным использование подобных технологий. В таком случае оптимальным решением становится введение в состав бетонных смесей специальных противоморозных добавок, существенно ускоряющих процесс схватывания и твердения раствора при низких температурах.

Далее мы рассмотрим наиболее популярные из существующих на сегодняшний день противоморозных добавок, остановимся на их преимуществах и недостатках.

Кальций хлористый

           Бесспорный лидер нашего хит-парада, наиболее популярный и эффективный ускоритель твердения бетонных смесей, чьи уникальные свойства были обнаружены и взяты на вооружение еще в конце XIХ столетия. Кальций хлористый не токсичен и не горюч, демонстрирует свойства пластификатора, снижая водоотделение. Хлорид кальция усиливает сопротивляемость бетона к проникновению влаги, вместе с тем повышая его прочность и эксплуатационные свойства. Введение в состав бетонных смесей данной морозостойкой добавки позволяет получить прекрасный материал для заливки полов, укладки тротуаров и создания других дорожных покрытий. Еще одно преимущество данной присадки – ее экономичность, поскольку требуется малая доза CaCl2 в составе бетонной смеси. Однако он обладает существенным недостатком – склонностью вызывать коррозию арматуры в случае попадания влаги, и, как следствие, запрещен к использованию в преднапряженном армированном бетоне. В то же время кальций хлористый в количестве 2% повышает электропроводность свежей заливки бетона в 4-5 раз, что следует учитывать при подаче напряжения. Если же работы проводятся в соответствии с рекомендациями, при строгом соблюдении технологии подготовки бетона, с тщательной изоляцией арматуры от проникновения влажности, кальций хлористый станет лучшим решением в качестве антиморозной добавки.

Натрий муравьинокислый или формиат натрия

Немного уступает лидеру, но достаточно эффективен в качестве противоморозной добавки. Формиат натрия по своим свойства близок к нитриту натрия, но имеет перед ним ряд существенных преимуществ. Муравьинокислый натрий не токсичен, взрыво- и пожаробезопасен, не вызывает коррозии стальных конструкций и закладных элементов. Противоморозная добавка НСО2Na позволяет выполнять строительные работы с использованием бетонных смесей при понижении температуры до -15°С.

Поташкалий углекислый, K2CO3

Незаменим в условиях Сибири, при строительстве жилых зданий и сельскохозяйственных строений при значительно сниженных температурах.

Среди преимуществ этой антиморозной добавки в бетонные смеси высокая степень ускорения процесса схватывания и отвердения бетона, способность сохранять эффективнеость при температурах до -30-32°С, отсутствие коррозионного воздействия на арматуру, нетоксичность, негорючесть. Кроме этого, поташ не вызывает соляных высолов на поверхности бетонного камня и не ослабляет схватывание бетона с арматурой под напряжением.

К числу недостатков калия углекислого относится склонность образовывать в процессе твердения едкое щелочное соединение, отчего не рекомендуется применять его в растворе с активным кремнеземом. Также не стоит использовать эту противоморозную добавку для работы при температурах близких к 0°С и выше, поскольку бетонная смесь под ее воздействием очень быстро густеет и схватывается. Углекислый калий очень гигроскопичен, «расплывается» на воздухе, отчего его не стоит использовать в условиях повышенной влажности. Следует помнить, что поташ вводить в бетонные смеси, содержащие известь и применять вблизи источников высокого напряжения.

Что касается введения калия углекислого в раствор, то он может добавляться как в сухом, так и в растворенном виде, а количество вводимой антиморозной добавки зависит от температуры окружающей среды и массы используемого цемента. Поскольку угдекислый калий вызывает щелочную реакцию, все работы следует проводить, используя средства индивидуальной защиты: очки, перчатки, респираторы и спецодежду.

Карбамид, он же мочевина CO(NH2)2

          Не используется как самостоятельное вещество для бетонных смесей, но входит в состав комплексных противоморозных добавок, например с нитритом, нитратом и хлорид кальция, нитритом и нитратом кальция, с нитратом кальция и в других сочетаниях, действуя как пластификатор и регулятор отвода солей. Кроме этого, карбамид способен понижать температуру жидкости в порах бетона и регулировать темп отвердения бетонной смеси.

Натрий сернокислый или сульфат натрия Na2SO4

Может использоваться как самостоятельная антиморозная добавка, или входить в состав пластификаторов для бетонных смесей, существенно усиливая их эффективность. Натрий сернокислый повышает прочность бетона в 3-4 раза и ускоряет его твердение при низких температурах до 24 часов, в зависимости от минерального состава цементов. В то же время сульфат натрия плохо растворяется в воде, в некоторых видах цементов способен вызвать коррозию, если его количество превысит 1 % в общем составе смеси, а при концентрации свыше 2 % от массы цемента вызывает сильные высолы на поверхности бетонного камня. Кроме этого, в случае длительного хранения натрий сернокислый склонен к выветриванию.

Нитрат кальция, иначе кальций азотнокислый, кальциевая селитра Ca(NO3)2

Аналогично предыдущей, антиморозная добавка в бетонные растворы нитрат кальция может применяться как самостоятельно, так и в комплексе с другими веществами, такими как мочевина, нитрит, нитрат и хлорид кальция.

К преимуществам кальциевой селитры в качестве противоморозной добавки в бетонные смеси относятся возможность ее применения при выполнении работ с использованием арматуры, увеличение влагонепроницаемости бетонных конструкций, повышение морозостойкости бетона до -20°С, а также значительное сокращение времени схватывания и отвердения бетонной смеси – до 14-20 часов.

В числе недостатков азотнокислого кальция следует указать его пожароопасность, высокую гигроскопичность, вплоть до склонности расплываться на воздухе и высокую цену нитрата кальция как самостоятельной добавки.

Аммиак водный или аммиачная вода NH4OH

          Самый бюджетный из всех продуктов этого класса. Эта антиморозная добавка для бетонных смесей не вызывает коррозии металлов и образует высолы на поверхности бетонного покрытия, разрешена для использования в напряженных железобетонных конструкциях.

В то же время, аммиачная вода  имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, это резкий запах, что подразумевает наличие мощной вентиляции и необходимости следить за концентрацией аммиака в воздухе. По этой же причине она запрещена для использовании при возведении жилых зданий и животноводческих комплексов. Еще один недостаток аммиака водного – недопустимость ранних эксплуатационных нагрузок. Кроме этого, аммиачная вода, при введении ее в состав бетона, очень быстро испаряется. Соответственно, залитую бетоном поверхность необходимо накрыть пленкой и выдержать до технологически необходимого минимума, во избежание отслоения верхних слоев покрытия.

Натрий хлористый, иначе называемый соль техническая, NaCl

Еще одна недорогая противоморозная бетонная добавка, легкодоступная и не токсичная. Однако, следует помнить, что техническая соль вызывает сильную коррозию арматуры, высолы и выцветы на поверхности, а также образует мокрые пятна на штукатурке.

Подбирая оптимальную противоморозную добавку для бетонного раствора, следует помнить, что ее действие напрямую зависит от компонентов строительной смеси, с которыми она вступает в химическую реакцию, от марки цемента, его производителя, компонентов-модификаторов бетонной смеси и вида используемого наполнителя: гравия, песка, известняка и прочих материалов.

Следует учесть, что некоторые импортные антиморозные добавки, хорошо зарекомендовавшие себя при выполнении строительных работ за рубежом, при взаимодействии с отечественными материалами работают уже не столь эффективно. Для получения действительно хорошего результата необходимо, чтобы все составляющие бетонной смеси были произведены тем же изготовителем, что и антиморозная добавка. А такой вариант неприемлем для бюджетного строительства.         

Применяя в процессе проведения строительных работ антиморозные добавки для бетонных растворов, следует четко соблюдать рекомендованные дозировки, поскольку их превышение может негативно отразиться на качестве бетонной конструкции: ухудшать физические и химические свойства бетона, давать усадку и так далее.

Для удобства, приведем таблицу средних показателей дозировки противоморозных добавок, которыми можно руководствоваться при приготовлении раствора.

 

 Антиморозная добавка   Кол-во добавки в % отношении к массе используемого цемента при средней температуре, ˚С
  от 0 до -5   от -5 до -10   от -10 до -15
 Калий углекислый (поташ)  6  9  12
Нитрат кальция (кальциевая селитра)  6  8  10
Кальций хлористый  2  4  7
 Натрий муравьинокислый (формиат натрия)  5  8  10

 

Способ введения антиморозных добавок в бетон.

Для получения качественного бетонного раствора следует предварительно растворить антиморозную добавку в воде, а затем полученный раствор ввести в бетон, доведя до требуемого процентного соотношения от массы цемента. Этот процентный показатель напрямую зависит от температуры воздуха и вида применяемой добавки.

Следует помнить, что ни одна добавка не является панацеей для строительных работ в зимний период времени. Это всего лишь один из методов комплексного подхода к выполнению такой задачи и в некоторых случаях прогрев бетона с применением антиморозной добавки является обязательным. Нельзя забывать, что все добавки различны, обладают разными свойствами и ведут себя отлично одна от другой даже в одинаковых погодных условиях. Поэтому перед принятием решения в пользу одной из них, следует тщательно изучить ее характеристики и рекомендации к использованию, а также провести экспериментальные исследования в условиях проведения предстоящего строительного проекта.

Меры безопасности

Нельзя забывать, что выполнение работ с применением антиморозных добавок для бетона требует строгого соблюдения мер безопасности, поскольку некоторые из них являются токсичными или пожароопасными веществами, например, карбамид и нитрит натрия. Склад для хранения таких добавок должен быть оборудован противопожарным инвентарем и иметь доступ к пожарному гидранту. Следует инструктировать рабочих о том, с какими химическими веществами они будут работать, оборудовать места для хранения личных вещей и приема пищи в изолированном от данных веществ помещении. При работе с противоморозными добавками необходимо использовать спецодежду и средства индивидуальной защиты: очки, перчатки, респираторы и специальную одежду.

×