Противоморозные добавки. Результаты испытаний.

Статьи

24.10.2017

Противоморозные добавки. Результаты испытаний.

Современный рынок строительной химии предлагает большой выбор высокотехнологичных противоморозных добавок, разработанных с учетом актуальных требований. Мировые лидеры по производству строительной химии предлагают противоморозные добавки, обладающие двумя или несколькими эффектами действия. Эти добавки состоят из комплекса компонентов (например, комплекс эфира поликарбоксилата и нитрата кальция, водный раствор нафталинсульфоната, лигносульфоната и нитрата натрия), не содержат ионов хлора и не агрессивны к стальной арматуре. Область применения бетонных смесей с такими добавками существенно расширена: укладка бетона при отрицательных температурах, перекачивание бетонной смеси бетононасосом и бетонирование густоармированных конструкций, изготовление железобетонных и напряженных бетонных конструкций.

В ГОСТ 30459-2008 приведены методы испытания противоморозных добавок. Эффективность действия противоморозных добавок для «холодного» бетона и раствора оценивают сравнением прочности бетонов и растворов основных составов, твердевших при заданной отрицательной температуре, с прочностью бетона и раствора контрольного состава, твердевшего в нормальных условиях. Образцы основных составов непосредственно после изготовления должны быть помещены на 28 суток в морозильную камеру с заданной отрицательной температурой (соответствующей виду и рекомендуемой дозировке испытываемой добавки). Образцы должны быть испытаны на сжатие после оттаивания на воздухе при температуре 20 ± 2 °C в сроки, указанные в нормативном или техническом документе на добавку конкретного вида.

Автором в производственной лаборатории было проведено испытание ряда наиболее распространенных противоморозных добавок по методике для «холодного» бетона и раствора применительно к Белгородскому портландцементу марки CEM I 42,5 N. Испытания проводились при температуре минус 16 ± 2 º°С. Дозировка вводимых добавок определялась исходя из рекомендаций производителей для данной температуры. По истечении 28 суток в морозильной камере, через 6 часов после оттаивания на воздухе, образцы основных составов испытаны на сжатие. Результаты эксперимента представлены в таблицах 1 и 2.



Из приведенных данных видно, что ни одна испытываемая добавка не обеспечила набора критической прочности при отрицательной температуре в возрасте 28 суток, независимо от состава добавки, ее свойств и вводимого количества. Замерзание бетона в раннем возрасте до достижения им критической прочности влечет невосполнимые потери прочности, увеличение проницаемости и снижение долговечности бетона. Перед замерзанием прочность бетона должна быть равна примерно 50 кгс/см2. Для набора критической прочности необходимо обеспечить предварительное выдерживание бетона в нормальных условиях [1].

В таблицах 1 и 2 приведены результаты испытаний образцов основных составов, которые были выдержаны в нормальных условиях в течение 24 часов, а затем помещены в морозильную камеру с заданной отрицательной температурой минус 16 ± 2 ºС на 27 суток. Данное время предварительного выдерживания обеспечило набор критической прочности в бетонах большинства составов. Предварительное выдерживание бетона до момента замерзания в течение меньшего времени в большинстве случаев недостаточно для восприятия цементной системой деформаций и структурных нарушений.



При замерзании бетонов с начальной прочностью порядка 15% и выше (от R28) важным фактором является водоцементное отношение, так как оно сильно влияет на интенсивность образования и накопление геля, особенно в первоначальный период твердения бетона. Пористость бетона меняется качественно: капиллярная – особенно опасная при замораживании – значительно уменьшается, а гелевая в той же степени возрастает.

Водосодержание бетона до 180 л/м3 не влияет существенно на снижение прочности при замораживании, если бетон к моменту замерзания набрал более 30% от R28. Однако, уменьшая водосодержание бетона, мы ограничиваем количество образования льда, благодаря чему уменьшаются деструктивные процессы в бетоне при замерзании, снижаются потери прочности в 28-суточном возрасте [2].

Эффективность действия противоморозных добавок для «теплого» бетона и раствора оценивают сравнением прочности бетонов и растворов основных составов, твердевших по ниже приведенному режиму, с прочностью контрольного состава, твердевшего в нормальных условиях. Образцы основных составов непосредственно после изготовления должны быть помещены на 4 часа в морозильную камеру с заданной отрицательной температурой (соответствующей виду и рекомендуемой дозировке испытываемой добавки). Последующее твердение образцов должно осуществляться в нормальных условиях в течение 28 суток, после чего они должны быть испытаны на сжатие.

В таблице 3 приведены результаты испытаний нескольких составов «теплого» бетона с противоморозными добавками.



Анализ данных таблицы 3 показал, что воздействие низких температур на ранней стадии твердения, даже в течение недлительного времени, отрицательно влияет на формирование структуры цементного камня. Только в одном составе из четырех бетон набрал необходимую прочность в возрасте 28 суток. В остальных случаях введенное количество добавки оказалось недостаточным для защиты смеси от замерзания, интенсификации процесса твердения и набора в дальнейшем необходимой прочности.

Выводы

Резюмируя все выше сказанное, необходимо отметить следующие основные аспекты:

При проектировании составов бетона с противоморозными добавками необходимо соблюдать требования ГОСТ 31384-2008 в части ограничений в количестве вводимых добавок и по вещественному составу активных компонентов для обеспечения долговечности конструкций.

Современная технология ведения строительных работ в зимнее время не должна предполагать замерзание бетонных и растворных смесей. Для набора критической прочности необходимо обеспечить предварительное выдерживание бетона в нормальных условиях.

Для решения сложных строительных задач, с целью снижения вероятности ошибок при проектировании состава смеси для «теплого» бетона и раствора, испытания производственных составов смесей необходимо производить в условиях, максимально приближенных к условиям строительной площадки, то есть выдержку в морозильной камере производить при температуре близкой к фактической и в течение планируемого времени, необходимого на доставку смеси и ее укладку в конструкцию. Дальнейшее твердение бетона должно происходить при температуре, которая будет поддерживаться на строительном объекте.

Литература
1. Миронов, С.А., Лагойда, А.В. Бетоны, твердеющие на морозе. – М.: Стройиздат, 1975. – 266 с.
2. Миронов, С.А. Теория и методы зимнего бетонирования. Изд. – 3-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1975. – 700 с.
Источник информации: Журнал "ЖБИ и конструкции"


Материалы по теме:
- Для чего необходимы противоморозные добавки

← Назад к списку