Д.т.н. Ниязбекова Р.К., к.т.н. Ермаханова Ф.Р., Пулатова Н.С.

Евразийский Национальный Университет им. Л.Н.Гумилева

Улучшение показателей надежности бетона в условиях пониженных температур

В Астане здания и сооружения из монолитного бетона возводят круглогодично. Работы по сооружению промышленных и жилых зданий не прекращаются ни зимой не летом. Круглый год строительные бригады укладывают фундамент, возводят стены, монтируют крыши. И все эти этапы зависят от возможности качественно и правильно произвести бетонирование.
Проведение бетонных работ в зимнее время сопряжено с определёнными сложностями. Замерзание бетона на стадии твердения значительно снижает его характеристики. Для правильного понимания методики зимнего бетонирования требуется уяснить, что бетон представляет собой искусственный камень, образующийся из смеси цемента, заполнителя и воды. Наличие воды в бетонной смеси является необходимым условиям процесса твердения бетона. Вода превращает мелкодисперсные частицы цемента в коллоиды является средой, где коллоиды коагулируются, а затем кристаллизируются.

Процесс твердения бетона ускоряется и замедляется в зависимости от температуры смеси. Для твердения цементного камня наиболее благоприятна температура от +15 до +25°С, при который бетон в 28 суточном возрасте достигает мрачной прочности. Отрицательная температура приводит к замерзанию воды в свежеуложенном бетоне. При замерзании воды превращается в лед, увеличивается а объем примерно на 9%. При превращении замерзающей воды в лед, возникают силы внутреннего напряжения в бетон, что в дальнейшем при твердении в благоприятных температурных условиях уже не восстанавливают, тем самым снижая конечную прочность бетона, а в отдельных случаях приводит к разрушению конструкции. Поэтому очень важно сохранять условия твердения бетона, пока масса не достигнет 50% проектной прочности. Температура бетонной смеси на момент начала работ должна составлять от 25 до 35 градусов в зависимости от марки цемента. В Казахстане цементные заводы производить все марки цемента. Экспериментами установлено, что на процесс набора прочности бетона существенно влияют условия твердения. Если бетон до замерзания наберет 30-50% прочности от проектной, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико-механические характеристики.

Для обеспечения необходимого температурного режима при бетонировании используют несколько технологий. Среди них - разогрев бетона при приготовлении, добавление химических примесей, снижающих температуру замерзания, выдерживание бетона в утеплённых опалубках и подогрев свежеуложенного бетона. Определяющими факторами при выборе метода бетонирования в зимнее время являются тип бетона, условия проведения работ и особенности конструкции.

Добавки в бетонных смесях и растворах могут давать один эффект илинесколько. Они могут повышать удобоукладываемость и формируемость бетонной смеси, а также однородность бетона, снижать расход цемента (до 10-15%), повышать прочность бетона (~ до 25%), изменять сроки схватывания и ускорять или замедлять твердение, обеспечивать твердение при отрицательных температурах, повышать плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, коррозионную стойкость и улучшать защитные свойства бетона.

Противоморозные добавки.

Соврeмeннaя прaктикa бeтонировaния покaзывaeт, что бeтонировaниe в зимний пeриод стaновится обычным явлeниeм. Примeнeниeм подходящих продуктов строитeльной химии позволяет в зимний пeриод проводить бeтонныe работы. Способ зимнего бетонировaния с добaвкaми основaн нa примeнeнии комбинaции супeрплaстификaторa и ускоритeля твeрдeния. Зaдaчeй супeрплaстификaторa являeтся, по–возможности, мaксимaльноe снижeниe содeржaния воды зaтворeния в бeтонe, то eсть того компонeнтa, который зaмeрзaeт. Одноврeмeнно ускоритeль твeрдeния имeeт зaдaчу в мaксимaльной мeрe ускорить гидрaтaцию цeмeнтa, чтобы использовать тeпло, выделяемое при гидрaтaции.

Формиат натрия применяется в качестве противоморозной добавки при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, монолитных частей сборно-монолитных конструкций и замоноличивании стыков сборных конструкций, а также при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций на полигонах в интервалах температур от минимальной суточной ниже 0⁰С до среднесуточной температуры наружного воздуха до минус 15⁰С.(рис. 1) Дозировка добавки устанавливается в пределах от 2-х до 5-х % от массы цемента. Дополнительным свойством добавки является незначительный пластифицирующий эффект.

4

3

2

1

Рис. 1. Набор прочности бетона при сжатии при отрицательных температурах.

1- бетон при температуре О^о С, (2% добавки);

2- бетон при температуре минус 5^о С, (3% добавки);

3 - бетон при температуре минус 10^о С, (4% добавки);

4 - бетон при температуре минус 15^о С, (5% добавки).

СООО «Стахема М» производит ряд комплексных добавок, содержащих в своем составе эффективный пластификатор, ускоритель твердения и противоморозный компонент. В зависимости от применяемых материалов, данные добавки позволяют производить бетонирование до -20С, при дозировках добавки, укладывающихся в требования СТБ 1544-2005. Все добавки прошли сертификацию, и являются разрешенными к применению на территории Республики Беларусь.

Применение С-3 позволяет достичь следующих показателей:

· увеличить подвижность бетонной смеси от П1 до П5

· снизить водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20-25%

· увеличить конечные прочностные характеристики на 25% и более

· увеличить сроки схватывания и живучесть бетонной смеси

· в 1,5-1,6 раз увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями

· получить бетоны с повышенной влагонепронецаемостью, трещеностойкостью, морозостойкостью (350 циклов)

· снизить расход цемента на 15%

· снизить энергетические затраты (при вибрации, ТВО) на 30-50%, а в ряде случаев и полностью отказаться от дополнительных энергозатрат

· получать бетонные смеси, укладываемые без вибрации.

Литература

1. Афанасьев А.А.

Бетонные работы –М.: Высш. Шк., 1991.

2. Баженов Ю.М.

Технология бетонных и железобетонных изделий. М., 1984.

3. Хаютин Ю.Г.

Монолитный бетон. М., 1990.