Особенности строительных работ 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.

Как проводить строительные работы в зимний период?

Последние регулируются путем применения специальных строительных противоморозных добавок.

Почему бетон зимой застывает медленно?

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. И ,соответственно. схватывание и твердение 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.

Что такое противоморозные добавки для бетона?

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.

Какие бывают антиморозные добавки?

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

• Кальций хлористый

  Бесспорный лидер, наиболее популярный и эффективный ускоритель твердения бетонных смесей. Его уникальные свойства были обнаружены и взяты на вооружение еще в конце XIХ столетия.

Преимущества кальция хлористого.

1. Кальций хлористый не токсичен и не горюч,
2. Демонстрирует свойства пластификатора, снижая водоотделение
3. Хлорид кальция усиливает сопротивляемость бетона к проникновению влаги, вместе с тем повышая его прочность и эксплуатационные свойства.
4. Введение в состав бетонных смесей данной морозостойкой добавки позволяет получить прекрасный материал для заливки полов, укладки тротуаров и создания других дорожных покрытий.
5. 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.

• Поташ — калий 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. А также способность сохранять эффективнеость при температурах до -30-32°С и отсутствие коррозионного воздействия на арматуру. Более того, нетоксичность и 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:

1. Склонность образовывать в процессе твердения едкое щелочное соединение. Поэтому не рекомендуется применять его в растворе с активным кремнеземом.
2. Также не стоит использовать эту противоморозную добавку для работы при температурах близких к 0°С и выше. Это связано с тем, что бетонная смесь под ее воздействием очень быстро густеет и схватывается.
3. Углекислый калий очень гигроскопичен, «расплывается» на воздухе, отчего его не стоит использовать в условиях повышенной влажности.
4. 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. Действует 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. Например, 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. А также 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.

 Дозировка противоморозных добавок.

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. 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.Кроме того, 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. Рекомендуем 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.