Применение противоморозных добавок (ПМД). Виды и характеристики ПМД. Некоторые разновидности добавок

5 Применение противоморозных добавок

5.1. Применение противоморозных добавок (ПМД)

5.1.1 Виды и характеристики ПМД

Применение противоморозных добавок в бетон - наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Большинство бетонных заводов выпускают бетон с добавками ПМД. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок.

Противоморозные добавки вводятся в бетон в строгом процентном соотношении с количеством цемента, входящего в ту или иную марку бетона.

По механизму действия противоморозные добавки в бетоны, твердеющие при температуре ниже 0 °С, разделяются на три группы:

v Антифризы – вещества, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетона и являющиеся либо слабыми ускорителями, либо слабыми замедлителями схватывания и твердения бетона, то есть практически не влияют на скорость структурообразования. К этой группе относятся ХН, НН, М.

Твердение бетона без последующего обогрева основано на том, что при введении в его состав вышеуказанных добавок при отрицательных температурах сохраняется жидкая фаза. В этом случае минералы портландцемента способны гидратироваться, обеспечивая твердение бетона, но со скоростью несколько меньшей, чем при положительной температуре. Понижение температуры замерзания воды обусловлено тем, что при растворении добавок происходит их химическое взаимодействие с водой. В результате образуются сольваты – более или менее прочные соединения частиц растворенного вещества с молекулами воды (например, ионов  при растворении нитрита натрия.) Поэтому для превращения воды раствора в лёд необходимо затратить энергию не только на замедление движения молекул воды, но и на разрушение сольватов.

Количество молекул воды, связываемых с каждой частицей растворенного вещества, т.е. состав сольватов, и сила этой связи зависят, главным образом, электрических свойств частиц, их размеров и сочетаний, а так же от содержания частиц в единице объема воды (от концентрации раствора). При этом, однако, в нём постепенно уменьшается содержание «свободных» молекул воды, способных к взаимодействию с минералами цемента. Вследствие образования сольватов вода в растворах замерзает постепенно, по мере охлаждения.

Исследования показали, что структура бетона с противоморозными добавками, формирующими первичный структурный каркас, характеризуется более высокими механическими показателями, плотнее, менее водопроницаема и обладает большей морозостойкостью. Коэффициенты газо- и водопроницаемости при давлении до 2 МПа на 2-3 порядка ниже, чем у бетонов без добавок.

v Ко второй группе относятся добавки, обладающие слабыми антифризными свойствами, но являющиеся сильными ускорителями твердения бетона – сульфаты железа, алюминия и некоторых других металлов. На ранней стадии твердения бетонной смеси такие добавки обеспечивают создание достаточно плотной микрокапелярной структуры цементного камня, что обусловлено протеканием обменных реакций с образованием труднорастворимых соединений. В этом случае твердение бетона при отрицательной температуре объясняется тем, что в микрокапелярной структуре цементного камня вода не замерзает, обеспечивая тем самым процессы гидратации клинкерных минералов.

v К третьей группе относятся такие добавки, которые сильно ускоряют схватывание бетонной смеси и твердение бетона и обладают хорошими антифризными свойствами. К ним относятся: поташ, хлористый кальций, хлорное железо, ННКХ, ННХК+М и другие. Растворы таких добавок имеют достаточно низкую эвтектическую температуру, например, поташ (-36.5 °С), хлорид кальция (-55 °С), нитрат кальция (-28.2 °С), нитрит-нитрат кальция –(29.6 °С). Ускорение твердения бетона вызывается, главным образом, тем, что эти добавки повышают растворимость силикатных составляющих цемента и образуют с продуктами его гидратации двойные или основные соли. При взаимодействии добавок с алюминийсодержащими фазами цемента так же образуются двойные соли типа ГХАК, ГНАК и другие.

Некоторые разновидности добавок

v Морозостоп - ускоритель твердения «Морозостоп» для бетонных и растворных цементных смесей противоморозный + пластифицирующий + водоредуцирующий + с низким расходом Готовый к применению водный состав на основе комплексных солей. Не имеет запаха, не оказывает вредного воздействия на человека и окружающую среду.

v Ускоритель твердения “ХАРДАСС” для модифицированных сухих растворных цементных смесей противоморозный + пластифицирующий + водоудерживающий + с низким расходом.

v Гидрозим-Т  Для работы с бетонными и растворными смесями