Противоморозная добавка в бетон: что это такое и зачем нужна

Для высыхания бетонной смеси обязательным фактором является высокая температура, оптимальное значение 10-25°С. Если работать с цементом на улице зимой, влага кристаллизуется и раствор будет безнадёжно разрушен. Противоморозная добавка (ПМД) в бетон поможет заливать бетон даже зимой. В ассортименте представлены составы с различной устойчивостью к минусовым температурам, отдельные виды позволяют продолжать строительство в -30°С. Противоморозные добавки предотвращают замерзание смеси.

Что такое бетон с противоморозными добавками?

В составе добавки для бетона присутствуют специальные присадки или их комплексы, которые соединяются с водой и понижают температуру перехода влаги в другую форму. Другая функция ПМД в бетоне – это ускорение схватывания, процесс набора прочности зависит от температуры, в холодное время приходилось бы ожидать по 2 месяца и больше. Бетон с ПМД имеет ускоренную кинетическую реакцию.

Стандарты не устанавливают отдельных требований к качеству добавок, нормы действуют такие же, как и к остальным составам согласно ГОСТу 21411-2008. Для защиты металлических элементов в бетоне применяются специальные добавки, которые регламентируются ГОСТом 31384-2008.

Противоморозная добавка – это вещество, которое понижает температуру замерзания воды в веществах, в которые добавляется добавка

Достоинства

Цементным растворам полезна противоморозная добавка благодаря ряду преимуществ:

возможности строительства без простоев в зимнее время года;
лёгкости транспортировки жидкого состава при низкой температуре;
уменьшению необходимости в подогреве бетона для схватывания смеси;
повышению прочности бетонной конструкции;
снижению расхода цементного раствора в сравнении со стандартным составом.

Недостатки

Минусы ПМД:

приводят к формированию солевых разводов сверху материала, их крайне сложно удалить;
значительно снижается прочность материала, если нарушить технологию приготовления: добавить избыточное или недостаточное количество противоморозной присадки в бетон или игнорировать уход за ним до схватывания;
некоторые компоненты носят токсичный характер, они непригодны для применения в помещениях жилого типа.

Специальные требования

Предприятие-производитель оговаривает, каким образом вводится противоморозная добавка в бетон. Соблюдение рекомендаций изготовителей добавок позволяет обеспечить требуемые эксплуатационные характеристики бетонного массива.

Обеспечение желаемого эффекта при введении модификаторов достигается соблюдением предусмотренной изготовителем концентрации добавок. Нарушение рекомендуемого процентного соотношения при вводе ингредиентов нарушает нормальное протекание процесса гидратации, приводит к замораживанию раствора.

Соблюдение рецептуры модифицирующих компонентов способствует увеличению прочности, повышает плотность состава, положительно влияет на водонепроницаемость и предохраняет стальную арматуру от отрицательного воздействия коррозионных процессов.

Обеспечение техники безопасности при введении противоморозных пластификаторов – важный момент. Вводимые в бетонный раствор поташ и нитраты натрия оказывают отрицательное влияние на здоровье людей. Осуществляя смешивание, важно защитить слизистую оболочку глаз и кожный покров от попадания ядовитых компонентов.

Применяйте защитные комбинезоны, очки и перчатки, самостоятельно выполняя работы по введению морозостойких ингредиентов.

Виды

Каждая противоморозная добавка для бетона различным образом влияет на физические и химические свойства раствора.

Данное свойство позволяет твердеть бетону и различным смесям при температуре ниже нуля

Современные составы изготавливаются с учётом одного из трёх механизмов:

антифризы. Снижают температуру замерзания воды. Помогают нормализовать течение процесса застывания;
ускорители схватывания. Снижают время до минерализации и приобретения максимальной прочности состава;
растворители. Помогают растворить в воде частицы бетона, которые изначально не поддавались растворению. По конечному результату группа сопоставима с влиянием антифризов, но оказывает меньшее негативное влияние на прочность бетонного камня.

Чаще всего используются противоморозные присадки в бетон из группы ускорителей схватывания и антифризов. В составе ПМД присутствуют соли неорганической (нитраты, карбонаты, хлориды, сульфаты, формиаты) и органической (мочевина) природы происхождения. Одними из самых распространённых материалов являются хлорид кальция и аммиачная вода.

Перечисленные группы дополнительно разделяются на подгруппы. Без знания их свойств невозможно сделать правильный выбор.

Пластификаторы

В основе антиморозных пластификаторов используются сульфаты меламиновой смолы и нафталина, а также полиакрилаты органической природы. Оказывают пластифицирующее влияние на бетон, снижают расход воды, увеличивают прочность конструкции и делают её влагонепроницаемой.

Пластификатор не только делает бетон морозоустойчивым, но и придает ему пластичность

После использования противоморозной добавки бетон легче укладывать и разравнивать. Смесью проще заполнить любую форму и удалить из неё пустоты. Цемент дольше удерживает влагу. ПМД снижают затраты на электроэнергию и воду.

Упрочняющие

Применяют для ускорения затвердевания бетона. В составе присутствуют сульфаты алюминия, железа, нитрат кальция и хлорид кальция. Их основная задача – снижение времени застывания раствора. Они действуют на протяжении первых 3 суток, в это время наибольшая концентрация противоморозной присадки и она более эффективна. После внесения упрочняющих добавок работа с готовым цементным раствором может выполняться с учётом повышения классовой прочности.

Коррозионностойкие

Применяют противоморозные коррозионностойкие присадки для защиты железобетонных конструкций от морозов и окисления. Они позитивно сказываются на сроке службы изделия, улучшая долговечность. С такими добавками бетон более устойчив агрессивным веществам.

Регуляторы подвижности

В условиях тёплого воздуха на стройплощадке цементный раствор быстро схватывается, а вещества данной группы продляют возможность использования смеси.

В последнее время спрос на строительные добавки значительно вырос, и теперь в этой сфере имеются добавки с широким спектром действий

Представляют собой химические присадки и бывают двух видов:

Добавки, которые вводятся в смесь небольшим количеством (0,1–2% от массы цемента)и регулируют свойства бетона.
Тонкомолотые лигатуры (5–20%) – применяются для сокращения расхода цемента, при этом не меняя качества изделий.

Морозоустойчивые

Морозоустойчивая присадка – это антифризы, позволяющие проводить строительные работы при отрицательных значениях термометра.

Определить состав средства можно по маркировке:

НК – нитрат кальция;
М – мочевина;
М НК – соединение предыдущих веществ;
П – карбонат кальция, сокращает время затвердения состава при -30°С;
ХК – смесь кальция и соляной кислоты. Не применяется для железобетонных конструкций, так как ускоряет коррозию металла.

Комплексные

Строительство домов, бани, сауны и бассейна в холодное время года требует одновременно несколько из перечисленных эффектов. Комплексные добавки ускоряют твердение бетонов и растворов цемента, упрочняют ЖБ-конструкции и защищают металл от разрушения.

При их правильной эксплуатации строители получают ожидаемый результат

Виды противоморозных смесей

Противоморозные добавки снижают температуру, при которой вода превращается в лед. Они присутствуют в следующих видах бетонных растворов:

Самостоятельно приготовленных с введением специальных морозостойких добавок и пластификаторов. Подготовка морозостойкого состава своими силами требует соблюдения рекомендаций изготовителя, учитывающих марку цемента, температуру окружающего воздуха и процентную концентрацию вводимых веществ.
После того как добавка была введена в раствор, необходимо выждать определенное время, чтобы обеспечить ее равномерное распределение
Произведенных промышленным путем готовых смесей, применение которых гарантирует качество выполнения работ, исключает возможность ошибок, связанных с совместимостью ингредиентов и подбором оптимальной рецептуры.

Используются следующие противоморозные добавки:

поташ, ускоряющий процесс схватывания и набора твердости при температуре до -30 °С, а также препятствующий коррозии арматуры;
нитрат натрия и карбамид, позволяющие использовать бетон при температуре до -15 °С.

Одновременно с добавками, в бетон вводят пластификаторы, способствующие повышению пластичности смеси. Согласно специфике строительных работ изменяется процентное содержание пластифицирующих компонентов:

При выполнении бетонных работ доля пластификаторов увеличена до 15%.
При возведении стен методом кладки содержание ингредиентов не превышает 10%.

Противоморозная добавка защищает бетон от воздействия холода при температуре до -20°С, ускоряет затвердение бетона, замедляет процесс гидратации и затормаживает выделение тепла из бетона

Промышленно произведенные сухие смеси, содержащие противоморозные добавки, удобно использовать для выполнения:

штукатурки и отделочных работ;
кладки стен.

Как происходит бетонирование?

Изначально стоит подобрать правильную ПМД. Существуют составы своего приготовления, которые оказывают аналогичный эффект производственным средствам. Одной из простых и универсальных противоморозных добавок является аммиачная вода. Вещество отличается низкой стоимостью и отсутствием влияния на каркас стены.

Её концентрацию определяют в зависимости от температуры окружающей среды:

Температура воздуха, °С	Концентрация аммиачной воды затворения, 5%
< -10	5
от -10 до -20	10
от -20 до -35	15
< -35	20

Любые составы вносятся в подогретый (10-20°С) или холодный раствор. Подобрать способ добавления стоит с учётом технических средств реализации и поставленной цели.

Противоморозные присадки в бетон ускоряют схватывание, они сокращают время от изготовления до начального этапа схватывания к 3 часам. Времени достаточно для транспортировки состава на расстояния до 100 км. На удалённые объекты доставить раствор вряд ли удастся.

Они используются для монолитных, железобетонных конструкции и конструкций из бетона

Для улучшения подвижности состава и его однородности в цистерны цементовозов могут встраиваться системы подогрева.

Процедура заливки бетона выполняется в стандартную опалубку, которая не имеет отличий от традиционной практики. Изменения могут наступать на этапе ухода за составом, но процедура зависит от типа ПМД. Отдельные производители и типы требуют утепление поверхности раствора с помощью накрывания слоем опилок или полиэтиленовой плёнкой. Внутри бетона увеличивается температура за счёт сохранения внутреннего тепла.

Утепление требуется при внесении низкой концентрации ПМД. Если доля присадок относительно высока, затвердение происходит без дополнительного утепления и подогрева, но при условии соблюдения температуры окружающей среды.

ПРОТИВОМОРОЗНАЯ ДОБАВКА «СТАНДАРТ ПМД» с пластифицирующим эффектом

ПРОТИВОМОРОЗНАЯ ДОБАВКА «СТАНДАРТ ПМД -20» с пластифицирующим эффектом

Описание

«СТАНДАРТ ПМД -20» относится к противоморозным добавкам и рекомендуется к

применению при производстве бетонных работ в условиях пониженных температур окружающего воздуха (до -20° С). «СТАНДАРТ ПМД -20» является многокомпонентным сбалансированным комплексом, который применяется для производства всех видов работ методом зимнего бетонирования. В связи с наличием в составе пластифицирующего компонента «СТАНДАРТ ПМД -20» заметно улучшает пластичность бетонной смеси, что позволяют транспортировать растворы и бетонные смеси на длинные расстояния и уложить в опалубку для последующего твердения. Обеспечивает нормативный набор прочности бетонов, при производстве работ в зимних условиях и при производстве сборных бетонных и железобетонных конструкций и строительных растворов различного назначения согласно ГОСТ 24211-03.

Применение «СТАНДАРТ ПМД -20» в зимних условиях позволяет:

обеспечить плавный набор прочности без резкого схватывания

увеличить водонепроницаемость бетона при последующем твердении;

увеличить подвижность бетонных смесей при отрицательных температурах;

повысить морозостойкость бетонных изделий и улучшить структуру бетона;

повысить защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре;

значительно расширить временной диапазон строительных работ с применением бетонирования без увеличения расходов на тепло и электроэнергию;

ускоряет и облегчает прогрев бетона при ТВО из-за повышенного выделения тепла при ускоренной гидратации цемента;

позволяет «реанимировать» лежалые цементы.

В этом случае особенно эффективен для лежалых высокомарочных цементов;в климатических условиях, где температура окружающего воздуха не опускается ниже минус 10°С, применение добавки позволяет проводить все виды работ по бетонированию без применения дополнительных мер по сохранению или подогреву бетона.

Дозировка добавки в % от массы цемента в зависимости от температуры:

Расчетная температура твердения бетона, °С Дозировка «СТАНДАРТ ПМД -20» от массы

цемента, в %

0 -5 °С 1-1,5 %

-5 -10 °С 1,5-2,5 %

-10 -15 °С 2,5-4 %

-15 -20 °С 4-6 %

Добавка «СТАНДАРТ ПМД -20» вводится в бетонную смесь или раствор в виде заранее приготовленного водного раствора 10-20 % концентрации. Для повышения скорости растворения компонентов добавки рекомендуется воду подогреть и перемешивать в процессе растворения. При хранении водного раствора добавки при пониженных температурах возможно выпадение осадка. В этом случае раствор перед применением необходимо подогреть и перемешать. При изготовлении бетонных изделий методом зимнего бетонирования непосредственно на предприятии применение «СТАНДАРТ ПМД -20» позволит уменьшить водоцементное отношение, что приведет к ускорению твердения изделия, улучшению структуры бетона, повышению морозостойкости, водонепроницаемости.

Эффект применения добавки возрастает при ее использовании в сочетании с другими

методами зимнего бетонирования ( дополнительный подогрев, утепление и т.д.).

Область применения «СТАНДАРТ ПМД -20»

В железобетонных конструкциях и изделиях: железобетонные конструкции с ненапрягаемой рабочей арматурой диаметром свыше 5 мм; конструкции, а также стыки без напрягаемой арматуры сборно-монолитных конструкций, имеющие выпуски арматуры или закладные детали с комбинированными покрытиями (щелочестойкими лакокрасочными и другими щелочестойкими защитными слоями по металлическому подслою), а также стыки без закладных деталей и расчетной арматуры; бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации в неагрессивных и агрессивных водных средах при постоянном погружении; в бетонных изделиях добавка «СТАНДАРТ ПМД -20» применяется без ограничений.

Ограничения

Не допускается применение «СТАНДАРТ ПМД -20»: в предварительно напряженных

конструкциях, для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций; в

конструкциях, имеющих выпуски арматуры или стальные закладные детали без специальной их защиты (СНиП 3.04.01-85. Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками, Москва 1968 г).

Требования к материалам

Материалы для изготовления бетона и строительных растворов должны соответствовать требованиям ГОСТ 26633-91 и ГОСТ 28013. Для приготовления бетонов и строительных растворов с противоморозной добавкой рекомендуется применять цементы с содержанием в клинкере трехкальциевого алюмината не более 10%. При предъявлении к бетону требований по морозостойкости 100 и более рекомендуется применять цементы с содержанием трехкальциевогоалюмината не более 6%.

При использовании «СТАНДАРТ ПМД -20» совместно с электрообогревом необходимо иметь в виду, что в состав добавки входят электролиты, которые при введении в бетон существенно повышают его электропроводность.

Транспортировка и хранение

Транспортировка осуществляется любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов по ГОСТ 14189. Выпускается в порошкообразном виде, упаковка — полипропиленовые мешки с полиэтиленовым вкладышем по 20 кг. Срок годности сухой комплексной добавки – 1 год со дня изготовления. Хранить добавку нужно в условиях,

исключающих попадание влаги.

Пожароопасность и токсичность

Комплексная порошкообразная добавка «СТАНДАРТ ПМД -20» не взрывоопасна. Компоненты добавки по степени воздействия на организм относятся к 3 классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Индивидуальные средства защиты: респиратор лепестковый, очки защитные, резиновые перчатки, спецодежда по ГОСТ 12.4.011. Средства пожаротушения: вода. При поступлении в организм через органы дыхания при нормальных условиях и наличии вентиляции комплексная добавка «СТАНДАРТ ПМД -20» не представляет реальной опасности острого ингаляционного воздействия. Необходимо остерегаться попадания добавки в пищу, на кожу и в глаза, поскольку добавка оказывает раздражающее действие. При попадании добавки на кожу или в глаза – промыть

водой.

Области применения

Активное применение противоморозных добавок в бетон требуется в регионах с низкой температурой: зимой на всей площади России, в различные периоды года – в северных областях. ПМД используются при необходимости выполнения ремонтных работ, которые требуют восстановления бетонных конструкций: жилых зданий, дорог, взлётно-посадочных полос, гидротехнических сооружений.

ПМД для бетона при плюсовой температуре в диапазоне 1-5°С помогает улучшить показатели прочности и однородности монолитной плиты.

Делают гораздо проще укладку бетона, повышает его прочность и т.д

Свойства модификаторов

Рассмотрим, как влияет введение в бетонную смесь пластификаторов и какими свойствами обладают добавки:

Обеспечивают стойкость смеси к воздействию пониженных температур.
Затрудняют растрескивание монолита, подверженного длительному замораживанию с многочисленными циклами отстаивания.
Способствуют устойчивости монолита к попыткам воды проникнуть вглубь массива.
Существенно увеличивают твердость состава.
Уменьшают продолжительность твердения раствора.
Снижают воздействие на стальную арматуру хлоридов, вызывающих коррозию.

Бетон с пмд можно приготовить самостоятельно, применяя модификаторы, которые предлагаются на рынке стройматериалов. Имеется возможность заказать доставку предварительно подготовленного бетонного раствора, предназначенного для выполнения строительных работ при отрицательной температуре.

Введение модификаторов способствует улучшению эксплуатационных характеристик бетонной смеси. Добавки обеспечивают:

повышенную пластичность состава, снижая потребность в воде, требуемой при замешивании;
снижение температурного порога, при котором вода становится льдом;

Противоморозная добавка вводится в бетонный раствор вместе с водой, желательно с последней третью жидкости

сохранение физических характеристик раствора, который, обладая повышенной плотностью, нормально твердеет в зимних условиях;
равномерную консистенцию смеси;
повышенную адгезию с армирующим каркасом.

Одновременно с добавками в смесь могут вводиться специальные модификаторы, изменяющие отдельные свойства раствора. Инструкция по эксплуатации противоморозных компонентов регламентирует специфику совместного использования ингредиентов. Противоморозная добавка в бетон снижает температуру превращение воды в лед с 0 до -25 градусов Цельсия.

Расход добавки

Расход ПМД в бетон напрямую зависит от предназначения материала и норм внесения, заложенных производителем или техническими документами. Преимущественно антифризы добавляются в концентрации 10-15% от общего веса раствора. При увеличении дозировки состав может потерять часть прочностных показателей, а иногда полностью разрушается.

Ускорители затвердевания применяются в меньшей концентрации – 3-5% от доли цемента. При выборе экономически выгодной добавки стоит обратить внимание на соли-ускорители, а именно формиат натрия, его концентрация составляет 2-4% к бетону.

Прогрев материала

Выделяют 2 основных способа поддержания тепла в противоморозном бетоне:

обогрев электрическим оборудованием. Процедура оправдана только при выполнении масштабных строительных работ, так как удельные затраты на обогрев увеличиваются при снижении объёма бетона;
утепление. Чтобы обеспечить нужную температуру, чаще используется покрытие бетона теплоизоляционным материалом. Он предотвращает испарение влаги и снижает тепловые потери. Для остановки испарения выгодно накрывать бетон полиэтиленовой плёнкой. Более эффективная теплоизоляция обеспечивается слоем опилок или покрытием сухими досками.