Добавки в бетон для зимнего бетонирования: как не допустить растрескивания и потери прочности

Что происходит с бетоном на морозе

До 25% бетонного раствора составляет вода. Этим объясняется его уязвимость перед холодом. На морозе вода замерзает и не успевает вступить в химическую реакцию с цементом. Следовательно, бетон не наберет прочность. Критическая температура для незастывшего бетона примерно 0…–2°C. Ниже этого порога находящаяся в смеси вода начинает превращаться в лед. Ледяные кристаллы увеличиваются в объеме и разрываются структуру еще не сформировавшегося камня.

Замораживание и оттаивание бетона резко снижает прочность конструкции. Поэтому важно, чтобы бетон до момента замерзания успел набрать не меньше 30% проектной прочности. Этот порог считается безопасным. При такой степени отверждения структура становится достаточно плотной, чтобы выдержать промерзание воды без разрушения. Если прочность будет ниже 30%, на камне образуются трещины.

При –5…–10°C бетон не сможет набрать прочность естественным образом. Ему приходится помогать. Делать это можно по-разному: прогревать электроприборами или использовать модификаторы, которые позволяют бетону твердеть даже в мороз.

Виды добавок для зимнего бетонирования

Химический модификаторы помогают смеси твердеть в условиях, в которых обычный бетон теряет прочность или вообще разрушается. Все добавки для зимнего бетонирования условное делятся на три группы.

Противоморозные

Снижают точку замерзания воды и позволяют бетону продолжать набор прочности при отрицательных температурах. Для придания этих свойств в них вводят солевые соединения. Соленая вода замерзает при более низких температурах, поэтому смесь дольше остается жидкой и в ней успевает произойти гидратация цемента.

Дополнительно противоморозные присадки повышают подвижность и снижают риск образования льда, из-за чего бетон не расслаивается, а сохраняет структуру. Бетон с добавками лучше укладывается, потому что он более пластичный.

Ускорители твердения

Значительно повышают скорость гидратации цемента. Благодаря этим добавкам бетон набирает прочность рекордно быстро – до того как вода замерзнет. Ускорители используют в работах, при которых нужно быстро достичь распалубочной прочности: при заливке монолитов, на сборочных площадках.

В отличие от противоморозных составов ускорители не снижают точку замерзания воды. Они делают сам процесс твердения намного быстрее. Некоторые ускорители используют в теплое время года для оптимизации производственных циклов.

Комплексные добавки

Это одновременно противоморозные добавки и пластификатор. Они придают бетону подвижность, облегчают укладку и позволяют ему твердеть при минусовых температурах. Зимой пластифицирующий эффект особенно важен. Благодаря ему смесь становится более текучей, значит, можно уменьшить количество воды и получить более плотный и прочный бетон.

Как выбрать добавку

Выбор зимней добавки – непростая и очень ответственная задача. Ошибка на этом этапе приведет к браку: растрескиванию, снижению прочности, расслаиванию. Добавку выбирают, учитывая несколько факторов.

Первый из них – температура. Чем она ниже, тем крепче должна быть добавка. В умеренные морозы подойдут стандартные противоморозные составы. Но когда температура опускается до –15…–20°C лучше использовать комплексные модификаторы, у которых усиленная морозостойкость. Важно учитывать тип конструкции: массивные элементы охлаждаются медленнее, чем тонкие плиты перекрытия и армированные участки.

Вторая характеристика – способ выдерживания бетона. При зимней заливке на площадке могут использовать метод «термоса», греющий кабель, теплую опалубку, термоматы. Добавка должна соответствовать выбранной технологии. Если искусственного тепла мало, лучше использовать продукт с повышенным эффектом ускорения твердения. Если конструкция после заливки будет хорошо укрыта, можно выбрать более мягкие модификаторы.

Третья характеристика – присутствие в конструкции арматуры. Для армированного бетона подойдет не всякая добавка. В ней не должно быть компонентов на основе хлоридов. Если в изделии много арматуры, а конструкция ответственная, рекомендуются только безхлоридные варианты, например, на поликарбоксилатной основе. В напряженных элементах категорически запрещено использовать добавки с хлоридами, потому что произойдет потеря прочности конструкции.

И последняя характеристика – сам цемент. Разные его марки по-разному реагируют на добавки. В быстротвердеющие цементы добавляют меньше ускорителей. В смесях с низким тепловыделением приходится использовать усиленные модификаторы. Нужно учитывать температуру самого цемента во время заливки модификатора. Даже если правильно выбрать добавку, в слишком холодном материале гидратация замедлится.

Добавки для зимнего бетонирования GOODHIM

Компания GOODHIM производит линейку фирменных модификаторов, разработанных для работы в сложных зимних условиях. Формулы компании сохраняют пластичность цементных растворов, позволяют им быстрее набирать прочность при низких температурах. Добавки улучшают структуру бетона, уменьшают водопотребление и делают укладку более предсказуемой. Многие продукты от производителя GOODHIM не содержат хлоридов, поэтому подходят для железобетонных конструкций

GOODHIM FROST ХКМ-25

Применяется в работах с бетоном и цементными растворами в мороз до -25° C. Помогает смеси стать минимально прочной до момента замерзания. Добавку используют как ускоритель твердения при заливке, кладочных и штукатурных работах. При заливке монолита важно заранее выбрать способ утепления: термосная технология, прогрев кабелем или теплая опалубка. До замерзания смеси прочность должна достичь хотя бы 30% от заложенной в проекте.

В составе добавки есть химически видоизмененный хлористый кальций, который понижает температуру замерзания, улучшает подвижность и уменьшает водоотделение смеси. Добавка ускоряет набор прочности – в первые 24 часа раствор гарантированно наберет не менее 30% от положенной твердости. Бетон с добавкой лучше укладывается, поэтому можно уменьшить количество цемента на 10%.

Главное полезное свойство Фрост ХКМ-25 заключается в ускорении схватывания в 3 раза. Это дает возможность вести строительство зимой. Модификатор вводят в воду для заливки или готовую смесь. Его количество зависит от температуры воздуха, при которой будет застывать бетон. При -25°С на 100 кг цемента добавляют 10 л.

FROST PREMIUM

Добавка на поликарбоксилатной основе рассчитана на работу с бетоном в мороз при температуре до -25°С. Она увеличивает пластичность смеси, помогает быстрее набрать прочность. Средство подходит для армированных сталью и напряженных конструкций, так как не содержит хлоридов, способных вызывать коррозию арматуры.

Основные свойства:

• увеличивает подвижность смеси в 3-4 раза, облегчая укладку;
• уже в первые сутки обеспечивает набор прочности не менее 30%;
• снижает водопотребность на 15%;
• безопасна для арматуры, не вызывает высолов;
• повышает удобоукладываемость и способствует быстрому уплотнению смеси.

Добавку вводят в затворочную воду, полученный раствор заливают в бетонную смесь и дополнительно перемешивают. Для повышения эффективности рекомендуется подогреть воду до 35-70°С.
После укладки бетон необходимо защитить от потери тепла. Дозировка добавки зависит от массы цемента и составляет от 2% до 4%.

INTERPLAST AT FAST

Жидкая, готовая к применению противоморозная добавка в бетон с уникальным составом. При ее производстве используется технология углеродистых микротрубок. Поэтому она улучшает бетон на структурном уровне, повышая его прочность.
Суперпластификатор используют для заливки конструкций нестандартной формы и при работе с плотным армированием. Добавка подходит для производства мелкозернистых и тяжелых бетонных изделий, заливки монолитных конструкций любой сложности, легких бетонов и кладочных растворов.

Свойства Интерпласт AT FAST:

• ускоряет набор прочности в первые сутки на 50%;
• позволяет быстрее провести распалубку;
• снижает энергозатраты на прогрев;
повышает технологичность за счет влияния нано трубок на структуру цементного камня.

Добавку сначала смешивают с половиной предусмотренного объема воды. Затем смесь вливают в раствор и перемешивают. Оставшуюся воду добавляют порционно – до тех пор, пока смесь не наберет нужную подвижность. На 100 кг цемента потребуется 0,6 - 1,2 л продукта. Если нужно чтобы бетон набрал прочность еще быстрее, расход противоморозной добавки можно увеличивать.

Сравнительная таблица

Досконально разобраться, чем отличаются добавки Гудхим друг от друга, и выбрать подходящий для зимнего бетонирования продукт поможет сравнительная таблица.

Как правильно применять

Нужно строго соблюдать технологию зимнего бетонирования, иначе даже первоклассные антифризы не дадут нужного результата. Чтобы смесь не замерзла раньше времени и успела набрать прочность, важно вводить добавку вместе с водой затворения. Тогда она распределится по составу равномерно и будет действовать корректно. Смесь нужно перемешивать не меньше двух-трех минут, чтобы в ней не появились локальные зоны с недостаточной концентрацией модификатора.

Нельзя укладывать охлажденный или начинающий схватываться бетон. Согласно нормам температура бетонной смеси должна быть выше нуля и соответствовать проекту. Обычно смесь для зимнего бетонирования имеет температуру +5… +20° C. Все компоненты на момент замешивания должны иметь положительную температуру. Воду затворения подогревают до 30-60°С, цемент и песок желательно хранить под навесом или прогревать.

ВНИМАНИЕ! Правила зимнего бетонирования описаны в СП 70.13330, а именно: требования к прогреву, температуре смеси, допустимости хлоридов и условиям ухода за конструкцией.

Важно сохранить тепло, которое выделяется при гидратации. Поэтому в первые сутки раствор нужно утеплять, даже если в нем есть зимние добавки. Это критический период, за который бетон должен набрать не меньше 30% прочности, не замерзнув. Для утепления используют тенты, минвату, пленку, термоматы.

Типичные ошибки при зимнем бетонировании

• Нарушение дозировки. Очень важно придерживаться рекомендаций производителя и учитывать фактическую температуру воздуха и материалов. Чрезмерное количество добавки не ускорит набор прочности бетона, а вызовет водоотделение, из-за чего плотность снизится и твердение будет неравномерным. Если же понизить расход модификатора, бетон замерзнет и гидратация остановится.
• Хлориды в составе. В конструкциях с частым шагом арматуры хлоридные составы применять нельзя. Они приводят к коррозии металла, преждевременному разрушению стержней, потере прочности.
• Укладывать смесь в промерзшую опалубку или заливать фундамент на ледяное основание. В этих случаях смесь быстро охлаждается и замерзает до начала полноценной гидратации. Основание должно быть свободно от снега и льда, а при необходимости – прогрето.
• Некачественное перемешивание. Зимой добавки распределяются в смеси неравномерно, потому что компоненты имеют разную температуру. Плохое перемешивание приведет к локальному снижению эффективности модификатора и в бетоне появятся зоны с разной прочностью, что является нарушением ГОСТ.
• Не контролировать температуру смеси. Главная ошибка зимнего бетонирования – ориентироваться только на температуру наружного воздуха. На практике важно контролировать температуру самой смеси при ее производстве, укладке и во время процесса твердения.

Зимнее бетонирование всегда рискованно, поэтому использование специальных добавок при температурах ниже нуля обязательно. Противоморозные и ускоряющие модификаторы Гудхим поддерживают процессы гидратации и позволяют бетону набрать прочность даже в мороз.

Быстрые ответы

Автор: Денис Новиков

Основатель компании GOODHIM