Добавки к растворам

Специалистами установлено, что в холодный зимний период набор прочности раствора или бетона (далее бетона) при различных отрицательных температурах зависит в значительной мере от минералогического состава цемента и его тонкости помола, водоцементного отношения, а также от состояния воды в порах и капиллярах. При понижении температуры ниже 00С процесс гидратации цемента замедляется, а при охлаждении бетона до температуры -100С набор прочности практически прекращается, химически несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9-10%. В результате в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру.
Именно поэтому эффективным приемом, позволяющим интенсифицировать процесс твердения бетона при отрицательных температурах, является введение в его состав противоморозных добавок.
Наиболее известными при производстве работ в зимнее время по бетонированию монолитных конструкций и стыков сборных железобетонных элементов являются следующие противоморозные добавки: азотистокислый натрий (нитрит натрия), углекислый калий (поташ), хлористый натрий, хлористый натрий в сочетании с хлористым кальцием и др.

 

 

Интенсивность твердения бетона на морозе зависит от уровня температуры, вида и количества добавки, вида цемента. Наибольшее замедление твердения с понижением температуры выдерживания характерно для добавок хлористых солей. Однако, заметное твердение бетона с добавками хлористых солей и нитрата натрия происходит, если температура его не опустится ниже -150С, а с поташем - ниже -30 0С. При охлаждении бетона ниже указанных температур твердение бетонной смеси практически прекращается. При этом даже повышение дозировок солей не приводит к возобновлению процессов твердения и опасно с точки зрения долговечности бетона и образования высолов.
Минералогический состав цемента также влияет на твердение бетона с добавками при отрицательных температурах. Меньшее количество нитрита натрия является оптимальным для бетонов на быстро твердеющих цементах (БТЦ), смешанных (шлаковых и пуццолановых) и на портландцементах с содержанием трехкальциевого алюмината в клинкере до 7%, меньшее количество поташа является оптимальным для бетонов на БТЦ и на портландцементах, клинкер которых содержит трехкальциевый алюминат - 7% и более.
При температурах ниже расчетных, как замедление твердения бетона, так и структурные его нарушения, приводящие к снижению прочности, плотности, морозостойкости, определяются абсолютным значением температуры, Наиболее значительные нарушения структуры бетона происходят при понижении температуры ниже эвтектической точки замерзания раствора соли.
Наряду с выше упомянутыми, и хорошо известными в качестве противоморозных добавок, применяемых в бетоне и железобетоне, предлагаются добавки хлорида кальция, ингибированного нитритом нитратом хлорида кальция (ННХК), а также в сочетании этого продукта с мочевиной (ННХКМ).
По сравнению с добавками хлористых солей натрия (ХН) и кальция (ХК), ННХК и производные на их основе добавки обладают тем преимуществом, что содержащиеся в них нитрит-ионы нейтрализуют отрицательное влияние хлорид-ионов на арматуру, металлическую опалубку, трубопроводы и оборудование бетоносмесительных узлов и заводов. Преимущество добавки ННХК и производных на ее основе заключается в том, что при применении солей кальция исключается возможность щелочной коррозии бетона за счет вводимых добавок. Кроме того, добавки ННХК и ННХКМ благоприятно влияют на морозостойкость бетона.
Из предлагаемого большого спектра противоморозных добавок к бетону регламентируемых ГОСТ 24211 "Добавки для бетонов. Общие технические требования", а также СНИП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции", преимущественно применяются следующие добавки: для температуры до -150С нитрит натрия (добавка полифункционального действия - противоморозная, ускоритель твердения, ингибитор коррозии стали), для температуры -300С - поташ, нитрит нитрат хлорид кальция.
В 1988-1990 гг. НИИМосстрой совместно с институтом ГосНИИМетанолпроект (г. Северодонецк) разработал новую добавку НИТРОДАП - полупродукт производства нитрит нитратных солей, представляющую собой водный раствор натриевых солей нитрата, нитрита хлорида, карбоната с незначительным количеством примесей в виде полуторных окислов металлов. Применение этой добавки в бетоны показало, что она эффективна при зимнем бетонировании монолитных конструкций до температуры -180С. Эта добавка также является ускорителем твердения при тепловой обработке изделий применительно к кассетной, конвейерной и вибропрокатной технологиям, повышает активность цементов III группы эффективности.
В результате анализа и обобщения отечественного опыта применения противоморозных добавок в бетоны можно остановить свой выбор на следующих химических добавках:
- нитрит натрия (НН) - ГОСТ 19906, ТУ 3810274
-поташ (П) - ГОСТ 10690
- нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК) - ТУ -6-18-194
- нитродап - ТУ 113-05-8-88
Заслуживает также внимания широко применяемая в последнее время противоморозная добавка - формиат натрия.
Формиат натрия используется для приготовления и укладки бетонов (монолитные бетонные и железобетонные конструкции, замоноличивания стыков, сборные бетонные и железобетонные конструкции) и растворов в зимних условиях при отрицательных температурах до - 150С.
Формиат натрия - кристаллический порошок (хорошо растворимый в воде), снижающий точку замерзания воды затворения для бетонов и цементных растворов. Его отличает более низкий (в 3-4 раза) процент ввода в бетоны и растворы, по сравнению с другими добавками (нитрит натрия, поташ).
Обеспечивает быстрый набор прочности раствора/бетона, а так же длительную жизнеспособность бетонной смеси.
Добавка не образует токсичных соединений с другими веществами в воздушной среде и сточных водах, взрывобезопасна и не горюча.
Формиат натрия (сухой) вводится в бетонную (растворную) смесь в количестве 2%-4% от массы цемента при температуре наружного воздуха: до -50С-2%; до -100С -3%; до -150С -4%.
Обычно используют раствор 25% концентрации. Плотность такого раствора 1,12 кг/л. В этом случае в 1 кг. раствора содержится 0,25 кг. сухого формиата натрия, а в 1 л раствора - 0,28 кг сухого формиата натрия.
Температура приготовления бетонной смеси или раствора, несмотря на использование добавки, не должна быть ниже +50С. Это достигается подогревом одного или нескольких компонентов, например, воды.
Температура воды, используемой для приготовления бетона/раствора, должна быть в пределах от +25 до 400С.
Рекомендован к применению НИИЖБ Госстроя России. Удовлетворяет требованиям ТУ 6-58-350-89 "Формиат натрия сырец. Технические условия".

По материалам компании ООО "Сагус" www.fsagus.ru, e-mail: fsagus@yandex.ru Дополнительная информация по телефону 231-44-55
По материалам справочника
"Строительные материалы. Где их можно приобрести" N 46 за 2006 г.