Противоморозные добавки
Противоморозные добавки занимают важное место среди других добавок в бетон. Они нашли широкое применение при возведении монолитных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, монолитных частей сборно-монолитных конструкций, включая бетонирование в скользящей опалубке, для замоноличивания стыков сборных конструкций и при изготовлении сборных бетонных и железобетонных конструкций в условиях строительных площадок и полигонов при установившейся температуре наружного воздуха или грунта ниже + 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 вплоть до —30 °С (температура бетона, при которой он с некоторыми противоморозными добавками, хотя и медленно, но систематически набирает прочность за счет гидратации цемента, составляет —25 °С).
Введение противоморозных добавок — технологически наиболее простой, удобный и экономически выгодный способ зимнего бетонирования.
Этот способ в 1,2—1,4 раза экономичнее, чем способ паропрогрева и бетонирования с предшествующим ограждением сооружения и его утеплением изнутри и в 1,3—1,5 раза экономичнее электропрогрева и электрообогрева.
Безобогревное зимнее бетонирование благодаря применению противоморозных добавок позволяет экономить тепло- и электроэнергию при более гибкой технологии проведения работ.
Кроме этого традиционного использования противоморозных добавок возможно также их сочетание с «методом термоса», паро- или электропрогревом и электрообогревом. При этом достигается ускорение ввода сооружений в эксплуатацию, сокращение расхода добавки, а при использовании электропрогрева и электрообогрева — также экономия электроэнергии.
1. «Метод термоса» включает разогрев составляющих бетонной смеси и ее утепление с тем, чтобы бетон до остывания приобрел определенную прочность.
С учетом областей применения противоморозные добавки можно разделить на две группы.
Добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетрна и принадлежащие к числу либо слабых ускорителей, либо замедлителей схватывания и твердения цемента. К ним относятся некоторые сильные электролиты, такие, как нитрит натрия и хлорид натрия, слабые электролиты, например, водные растворы аммиака, неэлектролиты, вещества органического происхождения, например многоатомные спирты и карбамид.
2. Добавки, совмещающие в себе способность к сильному ускорению процессов схватывания и твердения цементов с хорошими антифризными свойствами. К ним относятся поташ, добавки на основе хлорида кальция — смеси хлорида кальция с хлоридом натрия, нитритом натрия, нитрит-нитратом кальция, нитрит-нитратом кальция и мочевиной и некоторые другие.
Кроме этих основных двух групп противоморозных добавок в отдельных случаях при зимнем бетонировании используют вещества со слабыми антифризными свойствами, но относящиеся к сильным ускорителям схватывания и твердения цемента, одновременно вызывающие сильное тепловыделение на ранней стадии твердения бетонной смеси и бетона. Эти добавки выбирают из числа тех, которые способствуют быстрому образованию плотной микрокапиллярной структуры цементного камня, например сульфаты трехвалентного железа и алюминия. Масштабы их применения невелики, но они представляют определенный научный интерес.
В районах со сравнительно мягким климатом, где температура бетона, как правило, не бывает ниже —10 °С, можно достаточно успешно применять карбамид. Эта противоморозная добавка одновременно пластифицирует бетонную смесь и обеспечивает спокойный невысокий темп твердения бетона.
Противоморозные добавки выполняют свои функции прежде всего за счет снижения ими температуры замерзания воды. Поэтому наиболее обоснованно и правильно назначать их дозировку к массе воды затворения.
При необходимости проведения технико-экономических сопоставлений с добавками другого назначения эту дозировку легко пересчитать на цемент; для среднестатистических данных можно принять, что водоцементное отношение равно 0,5.