Что добавляют в цементный раствор при минусовой температуре для фундамента

Обновлено: 04.05.2024

Морозостойкие добавки в бетон – это специальные составы, которые тем или иным образом способны сделать бетон пригодным для работы при минусовой температуре без потери основных технических характеристик. Современные производители предлагают множество противоморозных добавок, которые выполняют определенные функции и тем или иным способом решают проблему невозможности заливать обычный бетон при температуре ниже +5 градусов.

Бетон является универсальным строительным материалом, который сегодня используется в самых разных сферах. Заливка разнообразных конструкций и выполнение элементов, строительство зданий и других объектов – все эти работы осуществляются круглогодично, поэтому возможность использовать раствор при минусовых температурах очень важна.

Обычный раствор при температуре ниже +5 градусов перестает схватываться и застывать, а даже если реакция и проходит, то с повреждением внутренних кристаллических связей и существенным ухудшением свойств материала. Так, залитый на морозе бетон может покрываться трещинами, сколами, менять форму, крошиться и деформироваться.

Оптимальные условия для правильного схватывания и застывания бетонного раствора – это температура в районе +20 градусов и высокая влажность. Если же есть необходимость осуществлять работы с бетонной смесью в мороз, важно использовать специальные присадки. Особенности применения составов указываются в инструкции, работы проводятся по правилам, указанным в ГОСТах и СНиПах.

Преимущества применения

Любая добавка в бетон морозостойкая призвана дать возможность замешивать и заливать смесь при минусе без риска замирания процесса схватывания/застывания и ухудшения характеристик монолита.

Повышение уровня пластичности готового раствора – с ним легче работать.
Отсутствие риска коррозии арматуры в железобетонной конструкции за счет ингибиторов коррозии, которые есть в добавках.
Жидкость в бетонном растворе замерзает при значительно более низких температурах в сравнении с бетоном без присадок.
Значительное повышение водонепроницаемости.
Набор прочности при морозе происходит активнее.
При условии верного подбора добавок они способны улучшать адгезию компонентов в растворе, что положительно сказывается на качестве смеси.
Продление срока эксплуатации благодаря уплотнению бетона.
Застывший бетон в конструкции более морозостойкий в сравнении с обычным монолитом.
Уменьшение процента усадки в процессе застывания при полном сохранении целостности всей конструкции.

Работы с бетоном можно выполнять круглый год, не останавливая производство на 6 месяцев, когда существенно понижается температура окружающей среды. Из недостатков добавления присадок в цемент стоит отметить такие: чрезвычайная важность верного применения добавки (точные пропорции при добавлении, особенности работы) и возможность при несоблюдении технологии ухудшить характеристики бетона, некоторые добавки являются ядовитыми и пожароопасными.

Также стоит помнить о том, что при отрицательных температурах даже при условии введения противоморозных добавок бетон твердеет медленнее (кроме случаев применения ускорителей), а для достижения положенной прочности в работах в зимний период нужно брать больше цемента (что существенно повышает стоимость ремонтно-строительных работ).

Где используют

Любая добавка в бетон для морозостойкости – это настоящая находка для современного строительства. Присадки используются в самых разных ситуациях там, где нужно выполнить работы при низких температурах не в ущерб качеству.

При заливке монолитных железобетонных конструкций, частей зданий.
В преднапряженном железобетоне.
С нерасчетной арматурой, где слой раствора должен быть больше 50 сантиметров.
В легких типах бетонов.
Для замешивания штукатурных смесей.
При заливке дорожек и разных поверхностей частного домостроения.
При выполнении важных конструкций и сооружений – мосты, плотины, дамбы, платформы добывания газа, нефти и т.д.

Независимо от сферы применения, до начала работ с бетоном обязательно проводят испытания для определения уровня прочности, скорости схватывания, особенностей окисляющего воздействия на бетонную смесь, наличие «солей» и т.д.

Присадки в бетон добавляют самые разные – все зависит от материала, условий проведения работ и будущей эксплуатации. Все виды присадок вводятся в раствор с водой, в соответствии с инструкцией. Потом смесь тщательно перемешивают, выжидают определенное время и используют.

СП 70.13330.2012 указывает, что для приобретения составом необходимого уровня прочности нужно, чтобы до момента достижения температурой состава отметки, указанной на присадке, смесь набрала минимум 20% запланированной прочности.

Обычно расход добавок на кубический метр раствора зависит не столько от вещества, сколько от среднесуточной температуры окружающей среды. Так, при температуре до -5 рекомендуют добавить не больше 2% присадки от веса раствора, при -10 градусов можно 3%, при -15 – максимум 4%. Если морозы очень сильные, рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для улучшения результатов рекомендуют придерживаться таких правил: температура заливаемого раствора должна быть от +15 до +25 градусов, присадки растворяют в подогретой воде, предварительно прогревают также щебень и песок, но не цемент.

Виды добавок

Качественные присадки для работы при отрицательных температурах позволяют работать с бетоном на морозе до -35 градусов. Видов присадок множество – это могут быть ускорители, пластификаторы, регуляторы подвижности, модификаторы, комплексные вещества. Их можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант более рискованный, так как точных рецептов и свойств разных веществ с эффектом антифриза точно не известно.

Многие мастера используют обычную соль (хлорид натрия) – она понижает температуру замерзания жидкости, понижает время критичного затвердевания раствора. Для приготовления такой добавки соль растворяют в воде, вводят в смесь. Для -5 градусов концентрация составляет 2% от массы раствора, -15 – 4%. Минус данного решения – коррозионная активность в отношении металла, поэтому железобетонные конструкции заливать такой смесью нельзя.

Пластификаторы

В качестве пластификаторов используют органические полиакрилаты, сульфат меламиновой смолы или нафталина. Данные присадки обладают пластифицирующим действием на смесь, большого расхода воды не предполагают. Монолит становится более водонепроницаемым, прочным, концентрированным (плотным).

Смесь с добавкой намного проще укладывается, заливается равномерно, существенно экономя воду и энергозатраты. Благодаря введению в состав пластификаторов удается смесь качественно укладывать в формы, исключать вероятность образования пустот. Микрочастицы смеси эффективнее удерживают влагу.

Упрочняющие

Такие добавки для бетона называют еще ускорителями твердения – в группу входят нитрат и хлорид кальция, сульфат железа и алюминия. Присадки работают, уменьшая время твердения смеси. В момент схватывания бетон теряет пластичность, а в процессе затвердевания становится прочным.

Воздействие добавок происходит в первые 3 дня застывания бетона – добавка наиболее эффективна именно в этот период. Также удается повысить прочность бетона по классу.

Регуляторы подвижности

Это специальные вещества, которые дают возможность продлить период работы с готовым уже раствором. Делятся на 2 типа: добавки, которые вводятся в минимальных объемах и регулируют характеристики (0.1-2%) и тонкомолотые лигатуры (5-20%) для сокращения расхода цемента и без изменения свойств.

Самые эффективные – химические пластификаторы и суперпластификаторы.
Присадки повышают подвижность растворов, понижают водопотребность.
Лигатуры одного и того же класса могут по-разному влиять на раствор.
Лучшими считаются суперпластификаторы, которые: повышают строительно-технологические свойства смеси, увеличивают подвижность раствора, понижают расход цемента.

Морозоустойчивые

Данные присадки позволяют осуществлять работы при отрицательных температурах без изменения технологии и ухудшения характеристик бетонного раствора.

Коррозионностойкие

Данные модификаторы используют там, где нужно защитить железобетонные конструкции от окисления, что существенно продлевает срок их службы, препятствует разрушениям и негативному воздействию внешних факторов.

Комплексные

Есть добавки, которые оказывают сразу несколько эффектов на бетонную смесь – могут одновременно положительно влиять на арматуру и защищать ее, улучшать эксплуатационные свойства бетона, повышать прочностные характеристики железобетонной конструкции.

Советы по выбору

При выборе присадок в бетон учитывают обстоятельства эксплуатации будущей конструкции, условия заливки, используемый метод работ, марку и состав цемента, температуру окружающей среды, качество присадки и т.д. Чаще всего выбирают такие вещества, как: хлористый натрий для быстрого затвердевания, нитрит натрия, поташ для портландцемента.

Обычно присадку выбирают по действию и потребностям – после тщательного изучения свойств конкретной добавки выбирают ту, что отвечает условиям и требованиям. В особых случаях обращаются к специалистам.

В конструкциях с ненапрягаемой арматурой сечением больше 5 миллиметров можно применять любые добавки, кроме тех, что вызывают коррозию.
Если сечение арматуры меньше 5 миллиметров, нельзя применять ХК, НН и ХК.
Когда есть выпуск арматуры и закладные элементы, а сталь без защиты, подойдут НКМ, П, НН, НК, СН. При условии наличия у стали комбинированного покрытия запрещено использовать ХК и НН.
При условии эксплуатации с постоянным погружением бетонной конструкции используют все типы добавок.
СН, НК, НКМ, НН подходят для условий переменного влияния на конструкцию агрессивных вод.
Для конструкции, эксплуатируемой в агрессивной газовой среде постоянно, не применяют ХК.

Противоморозные добавки в бетон позволяют проводить работы в любых условиях без ущерба качеству и прочности монолита. При условии верного выбора присадки и соблюдения технологии удается добиться высоких результатов.

Основные материалы в строительстве, как гражданских объектов, так и производственных зданий — бетон и кирпич. Кирпич используется человечеством на протяжении тысячелетий, и по сей день именно кирпичные здания считаются эталоном прочности, долговечности и комфорта.

В старину кирпичную кладку выполняли на известковые растворы, в которые добавляли молоко и яйца. Известковые растворы основаны на вяжущем воздушного твердения (извести); они набирают прочность очень медленно, но зато спустя годы становятся настолько прочными и крепкими, что порой скорее разрушится сам кирпич, чем скрепляющий его раствор.

Типы кладочных растворов

ГОСТ 28013—98: Растворы строительные. Общие технические условия

Сегодня кирпичную кладку выполняют с применением следующих типов растворов:

цементные;
известковые;
цементно-известковые;
цементно-глиняные.

Самым же распространенным является все же цементный кладочный раствор. Ему присущи следующие достоинства:

прочность;
устойчивость к влажности;
быстрый набор прочности, который не замедляет строительные работы.

Дело в том, что, несмотря на свои достоинства, такие, как пластичность и низкая теплопроводность, известковые растворы обладают рядом недостатков:

медленный набор прочности;
неустойчивость к влажности, что ограничивает область их применения только надземными сооружениями;
хрупкость, из-за которой такие растворы пригодны только в малоэтажном строительстве.

Добавление глины или извести могут играть в цементном растворе роль пластификатора (а глина позволяет работать при более низких температурах), кроме того, они снижают стоимость раствора благодаря тому, что в нем меньше цемента. Однако одновременно они и снижают прочность раствора.

Важно!

Снизить затраты на цемент можно и другим способом. Известно, что добавление пластификатора позволяет снизить количество цемента в растворе без ущерба для его прочности, как минимум, на 10%. При большом объеме работы это существенное количество, в то время как сама добавка стоит недорого и дозируется очень экономно. Таким образом, даже с учетом стоимости добавки получается существенная экономия денежных средств.

Что входит в состав кладочного раствора на основе цемента

Цементные кладочные растворы изготавливаются на основе цемента, помимо которого в состав раствора входят песок и вода.

Используется чистая вода и песок средних фракций, свободный от примесей.

Существуют различные рецептуры растворов, в зависимости от того, какая марка цемента используется, и какой марки раствор нужно получить.

Важно!

Растворы для кладки маркируются по прочности от М50 до М200.

Регламентирует выбор марки раствора СП 70.13330.2012 (СНиП 3.03.01-87). «Несущие и ограждающие конструкции. Каменные конструкции».

Цементные растворы классифицируются также по подвижности; в частности, для кирпичной кладки рекомендуется использовать растворы с подвижностью П2–П3.

Чтобы понять, что такое подвижность раствора, достаточно представить тесто, ведь цементный раствор — тоже в своем роде «тесто». Чем меньше в тесте воды, тем оно лучше держит форму, но его тяжело месить. Чем больше воды, тем тесто мягче, легко растекается, но при избытке воды плохо держит форму.

Так и цементный раствор можно сделать более подвижным, просто добавляя больше воды, что зачастую и делается в частном строительстве. Раствор становится подвижнее, им легче работать. Но лишняя вода не задействуется в реакциях гидратации, она остается в растворе не связанной и со временем испаряется, оставляя поры, снижающие прочность материала. Поэтому грамотные меры по повышению подвижности раствора — это добавление пластификатора. Благодаря пластификатору, подвижность цементного раствора может повыситься на несколько ступеней, при этом прочность его не пострадает.

Важно!

Пластификаторы предотвращают расслаивание раствора и продлевают срок его «жизни», то есть, пригодности к работе. Это позволяет сразу замешивать большие объемы раствора и уже не отвлекаться от работ.

Советуем изучить: Пластификаторы

Как пониженные температуры сказываются на строительных работах

Для достижения оптимальной эффективности строительные работы должны проводиться круглогодично. Однако в России на пути эффективности строительных компаний становятся особенности климата.

В большинстве регионов страны, как минимум, половина года характеризуется низкими температурами, которые мешают стройке.

Так, основным компонентом бетонных смесей и цементных растворов являются различные виды цемента.

Цемент — вяжущее водного твердения, а это значит, что кристаллическая структура, благодаря которой бетон и кладочные растворы такие прочные, образуется в ходе реакций гидратации в присутствии воды.

Но при температуре 0° С и ниже вода замерзает, и реакции гидратации, которые в норме протекают в течение 28 суток (до достижения расчетной прочности), прекращаются. Чем больше в растворе не прореагировавшей воды, тем сильнее он подвергается замораживанию; в этом плане лишняя вода, добавленная ради повышения подвижности, усугубит ситуацию.

Уже при температуре +5° С твердение раствора практически прекращается.

Замерзание раствора приводит также к его расширению и повышению внутреннего давления, а значит, со временем, могут появиться трещины. Замерзший раствор после оттаивания даст большую и неравномерную усадку.

В то же время, если ускорить схватывание раствора и набор критической прочности, замерзание уже не будет иметь фатальных последствий; после оттаивания недостающая прочность будет набрана.

Важно!

Критическая прочность определяется проектной документацией. Она может составлять 30–50% от расчетной прочности. После того, как достигнута критическая прочность, раствор можно подвергать замораживанию.

Таким образом, при проведении кладочных работ в холодное время года к кладочному раствору поредъявляются следующиетребования:

обеспечить длительную пригодность раствора к работе;
предотвратить расслаивание раствора;
обеспечить подвижность на уровне П2–П3;
обеспечить быстрое схватывание и ускоренный набор критической прочности.

Какие добавки применяются в цементных растворах при пониженных температурах

В качестве противоморозных добавок в растворы вводят следующие компоненты:

хлористые соли;
соли-электролиты;
нитраты;
карбонаты.

Проблема в том, что добавление солей может привести к появлению высолов на поверхности раствора. Также есть ряд ограничений, к примеру, нельзя использовать хлориды в конструкциях с металлической арматурой, нельзя совмещать соли-электролиты с высокощелочными цементами, при положительных температурах не применяют поташ и пр. Каждый раз, выбирая ту или иную добавку, придется тщательно изучить вопрос, совместима ли она с выбранными материалами, и нет ли противопоказаний для использования.

Гораздо продуктивнее пользоваться специальными добавками, которые позволяют достичь всех поставленных целей, поскольку сочетают свойства пластификатора, ускорителя твердения и противоморозной добавки.

Это такие добавки, как CemFrio и HotIce от CEMMIX. Они разработаны в лаборатории, протестированы, а потому определены их точные дозировки и известен результат от их применения:

позволяют проводить кладочные работы при низких температурах, вплоть до –20° С;
совместимы с любыми видами цемента;
повышают прочность раствора;
позволяют экономить минимум 10% цемента;
легко дозируются;
экономичны;
безопасны;
увеличивают подвижность цементных растворов;
не вызывают коррозию арматуры.

Так зачем использовать соли и гадать, нет ли противопоказаний к их использованию, если есть надежные добавки, которые, к тому же, экономят бюджет?

Невозможно прекратить строительные работы на 6 месяцев в году. Это сделает их нерентабельными. А иногда зимняя стройка экономически оправдана, поскольку позволяет строить на слабых грунтах, подвозить материалы, не опасаясь распутицы и разбитых дорог. Надежные помощники, которые не подведут, обеспечат высокое качество кладки и позволят сэкономить немалую часть денежных средств — специально разработанные противоморозные добвки CemFrio и HotIce от CEMMIX.

Климатические условия в большинстве регионов России не позволяют вести бетонные работы при положительных температурах круглый год.

Во многих районах более 6 месяцев в году держатся низкие температуры, вот почему осуществляется зимнее бетонирование.

Что такое зимнее бетонирование

Согласно СП 70.13330, зимним называется бетонирование при среднесуточных температурах ниже 5°С или минимальных суточных температурах ниже 0°С.

Есть ли плюсы у зимних бетонных работ

В целом работа с бетоном в суровых условиях низких температур влечет дополнительные сложности, но невозможно прекращать стройку на полгода всякий раз с наступлением осени, к тому же, у зимних работ есть и существенные плюсы:

Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
Замерзшие подъездные пути позволяют без проблем доставить на стройку тяжелую технику и материалы.

Особенности зимнего бетонирования

Зимой основной враг качественного бетонирования – низкие температуры, которые оказывают негативное влияние на процессы, происходящие как при бетонировании, так и при твердении бетона.

Образование твердого вещества – бетона – происходит в результате реакции гидратации минералов, входящих в состав портландцемента. Чтобы эта реакция шла, необходима температура выше 0°С, поскольку при отрицательных температурах вода замерзает, и реакция гидратации прекращается.

Уже при температуре ниже 5°С скорость протекания реакции резко тормозится, и набор прочности бетона замедляется.

Низкие температуры вызывают следующие проблемы:

прекращение реакции гидратации;
рост внутреннего давления из-за промерзания и связанного с ним расширения материала;
образование кристаллов льда вокруг арматуры, что приводит к плохому сцеплению ее с бетоном;
получение бетона низкой прочности.

Основная задача зимой – обеспечить набор критической прочности бетона (30–50% от проектной прочности), после чего отрицательные температуры уже не оказывают негативного воздействия на бетон. Как правило, в оптимальных условиях критическая прочность достигается на 4–6-й день после укладки.

Поэтому зимой главное значение приобретает температура.

Температуру бетонной смеси измеряют до укладки, во время и после.

Важно!

Для зимнего бетонирования рекомендуется использование портландцементов и высокомарочных быстротвердеющих цементов.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
Благоприятные тепло-влажностные условия набора прочности твердеющего бетона.

Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотнении

Готовая бетонная смесь, поступающая на стройку, должна иметь температуру не ниже 5°С. Для этого замешивание производят на теплой (до 70°С) воде, а заполняющие материалы прогревают.

Важно!

Цемент не подвергают прогреванию во избежание заваривания. Время транспортировки готового бетонного раствора не должно превышать 4 часов.

Поверхности под бетонирование и арматура должны быть прогреты близко к температуре бетонного раствора, для чего используется теплый или горячий воздух, но не пар и не вода.

При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяют противоморозные добавки.

Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочности

Различают два основных метода зимнего бетонирования:

Холодным называется бетон, который будет твердеть без подогревающих мероприятий. Обеспечить его твердение призваны специальные противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды и одновременно ускоряют реакции гидратации с тем, чтобы количество несвязанной воды в растворе как можно быстрее уменьшалось.

Широко распространенные противоморозные присадки – электролиты, соли Na и K, но их применение имеет некоторые ограничения:

натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
соли-электролиты должны проверяться опытным путем на образование высолов.

Современные комплексные противоморозные добавки не имеют недостатков солей-электролитов, обеспечивают возможность вести бетонные работы при низких температурах и обладают комплексным действием (не только противоморозным, но и пластифицирующим и другими).

Теплым называют бетон, который после укладки подвергается различным прогревающим и обогревающим процедурам.

Методы прогрева бетона

После того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:

метод термоса;
устройство тепляков;
прогрев бетона.

Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками.

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

тип конструкции;
состав бетонной смеси;
наличие и тип арматуры;
наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
экономическая целесообразность.

Сохранение тепла или «метод термоса»

Метод термоса применяется в массивных конструкциях самостоятельно или в сочетании с добавками-ускорителями. Ускорители способствуют более быстрому отвердеванию бетона, а значит, критическая прочность будет набрана быстрее.

Реакция гидратации является экзотермической, то есть, протекает с выделением тепла.

В массивных конструкциях тепла выделяется достаточно для обогрева, поэтому, если заливать бетон в утепленную опалубку, а после заливки укрыть пленкой ПВХ и теплоизолирующими материалами (маты, рулонные материалы, доски, пенопласт), бетон будет сохранять температуру, подходящую для твердения вплоть до набора критической прочности.

экономия электроэнергии;
использование собственного тепла бетона;
относительная простота.

Недостатки метода термоса:

применение только в массивных конструкциях;
неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
не подходит для конструкций с большой площадью поверхности охлаждения.

Метод «горячего сухого термоса»

В этом случае можно укладывать бетон на промороженное основание без подогрева. В утепленную опалубку насыпается слой керамзита, разогретого до температуры 200–300°С, а после его остывания до 100°С выполняется укладка бетона, замешанного на теплой воде. В результате тепло остывающего керамзита используется для подогрева бетона.

Устройство тепляков

Тепляки – это своеобразные шатры, которые устанавливаются над замоноличенными конструкциями. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки в таком количестве, чтобы обеспечить необходимую температуру твердения (выше 5°С). Особенную важность имеет герметичность укрытия.

Методы искусственного прогрева бетона

Наиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С.

Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:

Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
Индукционный. Тепло выделяется арматурой, находящейся в электромагнитном поле индуктора.

Недостаток методов – необходимость использования дорогостоящего оборудования и электроэнергии.

Применение противоморозных и ускоряющих добавок позволяет бетону быстрее набирать критическую прочность и таким образом экономить электроэнергию и повышать оборачиваемость оборудования.

Заливка бетона зимой технически сложными способами

Целесообразно использование технически сложных способов зимнего бетонирования с применением утепленной опалубки, электродов для подогрева, укладки нагревающего кабеля и т.д. Эти методы требуют проведения тщательных предварительных расчетов.

Зимний бетон в домашних условиях

При домашнем строительстве бетонирование в условиях отрицательных температур допустимо для объектов невысокой важности.

Для самостоятельных работ используют замес на подогретой (не выше 70°С) воде.

Порядок закладки компонентов бетонной смеси меняют: сначала в воду засыпают крупный заполнитель, затем песок и цемент.

Совет: Зимой рекомендуется применять портландцемент марки не ниже М400.

В домашних условиях применение прогрева бетона или устройства тепляков не выгодно; на первый план выходят специальные противоморозные добавки, которые позволяют успешно проводить бетонные работы в зимнее время.

Можно ли добавлять в бетон соль и модифицирующие добавки?

В зимнее время для понижения температуры замерзания свободной воды в бетонный раствор добавляют соль (хлорид натрия) или другие соли натрия и калия, которые работают как электролиты.

Применение солей может привести к коррозии арматуры и появлению высолов на готовом бетоне. Оптимальный вариант – использование комплексных противоморозных добавок и пластификаторов.

Возможные последствия зимнего бетонирования

Несоблюдение технологий укладки бетона зимой приводит к получению бетонных изделий пониженной прочности, с трещинами, высолами и прочими дефектами, а также к плохому сцеплению с арматурой. Изделия получаются недолговечными в эксплуатации.

Важно!

Следует помнить, что критическая прочность бетона составляет 30–50% от расчетной прочности, а распалубочная – 70%. После достижения бетоном критической прочности мороз ему уже не вредит, и меры по обогреву можно сворачивать. Но в этот момент еще нельзя производить распалубку и давать нагрузку на бетон.

Бетонные работы зимой – чаще всего, вынужденная мера, но и в этом случае есть свои преимущества. При выборе технологии проведения зимних работ учитываются многие факторы: тип конструкций, состав бетонной смеси, наличие оборудования и экономический эффект от их применения. Противоморозные добавки желательны к применению при выборе любого метода ведения бетонных работ зимой.

Широко используемый в строительстве материал — бетон — требует особых условий для набора прочности.

Как происходит отвердевание бетона

Основной компонент бетона — цемент, который является вяжущим водного твердения. Это означает, что для превращения порошкового компонента в твердый, подобный камню, материал, необходимо смешать цемент с водой, которая запустит в смеси реакции гидратации.

Помимо цемента и воды, в состав бетонных смесей вводят мелкие и крупные заполнители (песок и гравий либо щебень соответственно).

Из школьного курса химии мы знаем, что в каждом типе химических реакций вещества реагируют друг с другом в определенных пропорциях. Скажем, чтобы прошли реакции гидратации в бетонной смеси, соотношение воды к цементу, иначе называемое водоцементным соотношением, должно составлять 0,3.

Излишняя вода, добавленная в смесь ради более пластичной и удобной в работе консистенции, в итоге не вовлекается в реакции гидратации, со временем испаряется, оставляя в структуре бетона полости, снижающие его прочность.

Справка

Проблема жесткости бетонной смеси успешно решается сегодня добавлением пластификаторов, которые позволяют, не увеличивая количество воды замеса (а значит, не снижая прочность готового бетона) получить подвижные бетонные смеси.

Советуем изучить: Пластификаторы

Почему низкие температуры мешают набору прочности бетона

В процессе реакций гидратации, которые протекают в бетонной смеси, образуются прочные кристаллические соединения. Но для полноценного протекания этих реакций необходимы определенные условия:

температура окружающей среды +18–22° С;
практически стопроцентная влажность воздуха.

Особенно важно соблюдение этих условий в период набора критической прочности. Она указывается в проектной документации и составляет 30–50% от проектной прочности бетона. Обычно этот показатель достигается на 4–6-й день твердения бетона. Далее условия могут быть не оптимальными.

При замесе бетонная смесь содержит довольно большое количество воды, которая еще не прореагировала с цементом, и эта ситуация продолжается до достижения бетоном критической прочности. Если в это время температура окружающей среды снижается, скорость протекания реакций гидратации снижается тоже, а при температуре ниже +5°С твердение практически останавливается. При отрицательных температурах вода в смеси замерзает, и реакции гидратации прекращаются, следовательно, и твердение бетона останавливается.

Какие проблемы возникают при низких температурах:

реакции гидратации замедляются либо вовсе прекращаются;
промерзание материала приводит к его расширению и росту внутреннего давления;
вокруг арматуры образуются кристаллы льда, что ослабляет сцепление бетона с арматурой.

Все это приводит к получению бетонных изделий низкого качества.

Важно!

Если бетон не достиг критической прочности и замерз, после оттаивания он снова начнет твердеть, однако будет в итоге менее прочным. Бетон, достигший критической прочности, уже можно подвергать замерзанию. После оттаивания он наберет прочность.

Почему бетонируют при низких температурах

Если для бетона вредны температуры ниже +5°С, почему бетонные работы проводят в подобных условиях?

Ответ прост: иногда просто нет выбора.

В России немало регионов, где оптимальные для бетонирования температурные условия появляются очень ненадолго. Фактически, это поздняя весна либо ранняя осень. Было бы странно отменять строительные работы все остальное время в году.

Но это не единственная причина; иногда на зимнее бетонирование идут сознательно по следующим причинам:

зимой могут быть ниже цены на строительные материалы;
на слабых грунтах в некоторых случаях бетонирование фундаментов возможно только зимой;
тяжелой технике легче проехать по промерзшим подъездным путям.

Как бетонируют при низких температурах

Однако и зимой можно получить бетонные изделия высокого качества. Для этого разработаны и с успехом применяются специальные методы.

Важно!

Бетонирование при среднесуточных температурах ниже +5°С или при минимальных суточных температурах ниже 0° С называется, согласно СП 70.13330, зимним бетонированием.

Для бетонирования при пониженных температурах используют высокомарочные быстротвердеющие цементы и портландцементы.

Технология бетонирования при пониженных температурах предусматривает следующие меры:

предотвращение замерзания бетонной смеси во время ее транспортировки, укладывания, уплотнения;
предотвращение замерзания смеси до достижения ею критической прочности.

Фактически, применяются следующие мероприятия:

введение в состав бетонной смеси определенных добавок;
устройство укрытий (тепляков);
сохранение тепла в бетонной смеси;
прогрев свежеуложенного бетона.

Как готовят бетонную смесь для работ при пониженных температурах

Бетонная смесь, предназначенная для укладки, должна иметь температуру не ниже +5° С. Зимой во время транспортировки смесь остывает, поэтому ее можно заранее приготовить теплой, рассчитав время так, чтобы она сохраняла нужную температуру к моменту прибытия на стройку.

Важно!

Время транспортировки бетонной смеси не должно превышать 4 часа.

Для приготовления смеси или раствора используют теплую и даже горячую (до 70° С) воду; прогревают также заполнители. Цемент прогревать нельзя, поскольку он может завариться. Затем замешивают смесь.

Важно!

Опалубку и арматуру тоже прогревают, используя теплый воздух.

Если же предстоит длительная транспортировка раствора, применяют противоморозные добавки.

Метод термоса и метод сухого горячего термоса

Одним из методов зимнего бетонирования является сохранение тепла в бетонной смеси.

Дело в том, что реакции гидратации протекают с выделением тепла; иначе говоря, это экзотермические реакции.

Поэтому, если приготовить бетон на теплой воде и прогретых заполнителях, затем уложить его в прогретую опалубку и укрыть, выделяемого в процессе реакций гидратации тепла может хватить для обогревания бетона до достижения им критической прочности. Для укрывания используют обычно теплоизолирующие материалы, такие, как пенопласт, доски, специальные маты, пленка ПВХ.

Температуру внутри бетона постоянно измеряют, чтобы не допустить большого температурного градиента между температурой внутри конструкции и на ее поверхности. Большой температурный градиент может привести к росту давления внутри конструкции, и ее может «разорвать».

Метод термоса применяется самостоятельно либо в комбинации с ускорителями твердения бетона, благодаря которым бетон быстрее набирает прочность.

К плюсам метода термоса относятся:

доступность;
простота;
экономичность.

Но есть и недостатки: он не подходит для небольших, тонкостенных или конструкций с большой площадью охлаждения, а также не эффективен при очень низких температурах.

Частный случай метода термоса — метод сухого горячего термоса, который позволяет укладывать бетон на промороженное основание:

Устраивается утепленная опалубка.
На дно опалубки насыпают разогретый до температуры 200–300°С керамзит.
Керамзиту дают остыть до температуры 100°С.
Укладывают и уплотняют бетон, замешанный на теплой воде.

В итоге тепла от реакций гидратации и от остывающего керамзита хватает, чтобы бетон успел набрать критическую прочность.

Тепляки

Тепляками называют шатры, которые устанавливают над уложенным бетоном. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки с таким расчетом, чтобы поддерживать температуру выше +5°С.

Этот метод довольно универсальный, однако его минусом является затратность: надо иметь оборудование, обеспечить герметичность шатра, тратить электроэнергию.

Методы прогрева бетона

В случаях, когда методы сохранения тепла не подходят, используют разнообразные способы прогрева уложенного бетона:

электродный;
кондуктивный;
инфракрасный;
индукционный.

Как понятно из названий, используется прогрев электродами, инфракрасным излучением, электромагнитным полем.

Все эти способы очень эффективны, но требуют использования дорогостоящего оборудования и трудозатрат для его установки.

Важно!

Все методы прогрева бетона и сохранения тепла (так называемый теплый бетон) являются технически сложными, требующими наличия оборудования и проведения предварительных точных расчетов.

Применение противоморозных добавок

Помимо «теплого» бетона бывает бетон «холодный». Это бетон, который не обогревают, а используют противоморозные добавки.

Противоморозные добавки работают в разных направлениях:

ускоряют протекание реакций гидратации, благодаря чему бетон быстрее набирает критическую прочность;
понижают температуру замерзания воды.

Важно!

Схватывание бетона происходит в первые 2 часа после укладки. Чем ниже водоцементное соотношение, тем большая доля воды замеса вовлекается в реакции гидратации. Но при низком водоцементном соотношении смесь или раствор получаются жесткими и неудобными в работе. Поэтому противоморозные добавки работают одновременно как ускорители и пластификаторы.

Обзор противоморозных добавок

Для ускорения набора прочности в бетонные смеси и цементные растворы вводят разные добавки:

хлористые соли;
нитраты;
карбонаты.

Они увеличивают скорость твердения в первые сутки не менее, чем на 30%.

Однако в их использовании есть ряд ограничений:

хлористые соли несовместимы с металлической арматурой, поскольку вызывают ее коррозию;
высокощелочные портландцементы и цементы, полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов несовместимы с солями-электролитами;
калийные и натриевые соли несовместимы с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
поташ не применяют при температурах выше 0° С, поскольку он резко ускоряет схватывание бетона и делает невозможной работу с ним, также поташ не используют в бетонах с проводкой.

Кроме того, использование солей может привести к образованию высолов на поверхности бетона.

Вот почему выгодным и удобным способом вести строительные и ремонтные работы с применением бетонных смесей и цементных растворов при низких температурах является использование специальных современных противоморозных добавок, например, CemFrio и HotIce от CEMMIX, которые совмещают свойства протвоморозных добавок и пластификатора, а значит, не только позволяют работать зимой, но и повышают удобство работы с бетонной смесью.

Рассмотрим, каковы преимущества использования современных противоморозных добавок CemFrio и HotIce от CEMMIX:

дают возможность проводить работы при температуре –20° С без обогревающих мероприятий;
не оказывают негативного влияния на арматуру;
добавки совместимы с любыми видами портландцемента;
сочетают противоморозное действие с ускоряющим и пластифицирующим, то есть, по сути, три в одном;
экономия цемента при использовании добавок может достигать 10%, что перекрывает стоимость добавки с лихвой;
улучшают обрабатываемость бетона;
увеличивают прочность изделий не менее, чем на 10%;
улучшают сцепляемость с арматурой;
безопасны для человека.

Таким образом, применяя противоморозные добавки CEMMIX, вы получается подвижную, удобоукладываемую бетонную смесь, которая бытро наберет распалубочную прочность даже при очень низких температурах.

Важно, что готовые добавки удобны для дозирования, ими легко пользоваться.

Интересно!

Розничная цена CemFrio в магазинах LeroyMerlin составляет 75 рублей за литр. При рекомендованной дозировке добавки экономия денежных средств на цементе при изготовлении 1000 кубометров бетона В25 составит порядка 130 тысяч рублей.

Можно ли сделать противоморозную добавку своими руками

Домашние умельцы используют подручные средства для добавления в бетонную смесь. Так, в качестве пластификаторов зачастую рекомендуют использовать моющие средства: средства для мытья посуды, недорогие шампуни. Однако состав моющих средств может быть разным, и ПАВ в них может находиться в разной концентрации. Таким образом, нет точных данных о том, сколько и какого моющего средства добавить для гарантированного эффекта.

В качестве противоморозной добавки добавляют обычную поваренную соль (хлорид натрия) либо соли-электролиты, но они могут вредить арматуре, и также не известно, в каких количествах их добавлять.

Добавление подручных средств в цементные растворы — дело рискованное, а цена ошибки может быть очень велика. Поэтому надежнее будет использовать испытанную в лаборатории добавку, на которой указана точная дозировка, и которая не имеет недостатков домашних добавок.

Из существующих методов ведения бетонных работ при пониженных температурах наиболее удобными и недорогими являются методы с применением противоморозных добавок. На сегодняшний день наработан богатый опыт применения солей-электролитов, но он показывает, что такие добавки уместны далеко не всегда. Гораздо надежнее использовать современные, разработанные и проверенные в лабораториях добавки, которые сочетают свойства противоморозной добавки, ускорителя твердения и пластификатора. Они доступны, надежны, предсказуемы, легки в использовании и экономичны.

С учетом того, что вода в растворе приводит к замерзанию и преждевременному схватыванию, при работе с цементным раствором при минусовых температурах учитывают следующие нюансы:

в раствор добавляют противо - замерзающую жидкость;

после заливки цементного раствора его укрывают матами;

так же применяют и электрические термо - маты для обогрева.

Применение специальных противо - замерзающих присадок, и электрических матов даёт гарантию качественного выполнения работ. Конечно же есть и более дешевый способ. Достаточно просто укрыть бетон любым теплоизолирующим материалом, который к тому же не продувается, и тогда имеющееся в цементном растворе тепло, еще долгое время будет сохраняться под слоем изоляции.

Скорость схватывания бетона тем ниже, чем ниже температура среды, его окружающей, например, при +19 градусах она в 5 раз выше, чем при +4 градусах. При 0 градусов и вовсе замедляется практически на порядок.

Цементный раствор, используемый в мороз, что с ним происходит: вода начинает превращаться в свое твердое агрегатное состояние - лед, соответственно, твердеть раствор будет крайне медленно, потом это будет проблемой, да и вода, превращаясь в лед, как известно, в объеме увеличивается, разрушая правильную структуру раствора (кристаллическую решетку) с резким падением прочности. После оттаивания пойдет процесс трещинообразования и отслаивания арматуры.

Что нужно делать, чтобы работать с цементным раствором при минусовой температуре:

воду обязательно нужно подогревать;
песок, используемый для приготовления раствора, следует брать из помещения, если он был на улице при минусовых температурах, то он нуждается в предварительном прогревании;
есть необходимость в противоморозных добавках, которые не дадут воде замерзнуть;
если возможность есть, то место проведения работ укрывают защитным шатром, который греют изнутри;
если не укрывать, то после того, как работы выполнены, место их проведения изолируют полиэтиленом или матами из соломы. Крайне важно, чтобы бетон не обледенел. Вообще, работы лучше днем делать, когда максимум по температуре, а к вечеру проводить утепление.

При какой температуре можно заливать бетон? Минимум тут +5 градусов, если же на улице, предположим -1 градус, то температура самого цементного раствора не должна быть ниже +5 градусов. В 2012 году выпущен ГОСТ по номером 10060, который регламентирует морозостойкость бетона, разделяя его на 5 групп:

Какие бывают добавки для раствора, чтобы укладывать его при минусовых температурах:

Neomid Stop Moroz, российский производитель, выпускается в пластиковых, на 3 килограмма, емкостях:

Можно использовать поташ, используют и соль (хлорид натрия), но в этом случае не избежать образования ржавчины на железной арматуре.

Нитрит натрия, химическая формула - NaNO2, называется он еще азотнокислый натрий:

В раствор ее добавляют в процентном соотношении от 1 до 3%, иногда и до 10% в зависимости от вида бетона и температуры. У бетона уменьшается водная проницаемость, вода замерзает при более низкой температуре, используется при температурах вплоть до -15 градусов. Сам по себе - это порошок такой, мелко зернистый, его обычно растворяют в воде, но иногда засыпают и в сухом виде, бетон при этом может изменять свой оттенок.

Обычный подогрев и тёплая вода заканчивается, когда температура ниже +5 градусов, так как в любую минуту столбик термометра может опуститься и ниже нуля.

Есть три вида и способа работы при низких температурах.

Если температура колеблется в пределах от +5 до -3 градусов

Достаточно в раствор добавить хлорид кальция, но также можно добавлять, если это не противоречит технологическому процессу и такие вещества, как кухонную соль, карбонат калия, соду или же готовые промышленные препараты.

Когда температура опускается в пределах от -3 до -7 градусов

Когда температура опускается ниже -7 градусов, но не более -15 градусов

Тут также соблюдаем все условия вышестоящего диапазона температуры, кроме того, что использовать надо уже более профессиональные добавки на определённую температуру.

К нюансам можно отнести выбор противоморозной добавки, они разные.

Пропорции так же разные в зависимости от температуры воздуха.

Противоморозные добавки добавляются в воду затворения цементных растворов.

Сама вода тоже подогревается (это особенно актуально при изготовлении бетонов).

При температуре до - 5-и градусов обычно добавляют 2-а,3% противоморозной добавки, от общей массы цемента.

Если температура ниже - 10-и градусов, то уже 4% противоморозной добавки, от количества цемента.

Ещё к нюансам можно отнести выбор правильного количества цементного раствора для той, или иной работы.

Дело в том что раствор лучше сразу вырабатывать, категорически нельзя замораживать цементный раствор и размораживать тёплой водой.

Так же к нюансам можно отнести обустройство тепляков над объектом.

То есть кладка, штукатурка ведётся под тепляком (тепляк это к примеру каркасно-теновое ПВХ покрытие и тепловые пушки внутри тепляка).

Цементный раствор для чего это первое, допустим для кладки кирпича, шлакоблока, газосиликатных блоков или просто блоков для фундамента - что нужно учесть, первое увеличить на 30% пропорции цемента в замесе раствора, второе естественно стараться его выработать до того, чтоб он замёрз, так как класть его замёрзшими грудками в швы не только не допустимо, но и неудобно! Метод это не новый и называется методом вымораживания, строят так сараи и гаражи, закладывают фундаменты, возводят перегородки и лабиринты, закладывают ненужные проёмы и ходы, да в принципе делают всё что связанно с черновой кладкой, а вот лицевую таким образом класть не рекомендуется, хотя жизнь и время прижмёт так и положат и лицевую на морозе, да причём ещё и многоэтажку построят и ни чего стоят нормально! Идём дальше вопрос был задан про раствор цементный, его ещё можно использовать к примеру для стяжки или выравнивания поверхности - тогда нужно подготовить необходимое по количеству площади клеёнки и утеплитель подойдёт минвата, после того как раствор будет залит и разровнен его необходимо будет накрыть клеёнкой и сверху утеплить минватой, работать на такой поверхности уже до весны не желательно (пусть остаётся накрытым), но в случае надобности не раньше чем через три недели! При укладке фундамента, постройке подвалов, сливных ям, дренажных коробов - мороз вообще не доставляет ни каких хлопот, так как ниже уровня земли его просто нет, а замешанный раствор который периодически шевелится растворомешалкой не замерзает очень долго.

Читайте также: