Около 60 % территории Российской Федерации расположено в условиях действия отрицательных температур. Суровые климатические условия приводят к значительной деградации бетонных и ж/б конструкций. Морозная деградация ж/б конструкций проявляется более интенсивно при совместном действии минусовых температур и солей [1]. Внедрение в строительство производство зимнего бетонирования дает возможность круглогодично эксплуатировать строительство бетонных конструкций и сооружений в Северных районах [2]. Зимними условиям, согласно СП 70.13330 «Несущие и ограждающие конструкции», относятся такие погодные условия, когда средняя суточная температура окружающей среды ниже +50С либо минимальная суточная ниже 00C.
Как известно, применение высокопрочных, быстротвердеющих цементов, бетонов с противоморозными добавками, обеспечивающих организацию работ при отрицательных температурах, значительно облегчают технику производства бетонных работ на строительных площадках в зимних условиях [3]. Противоморозные добавки по ГОСТ 24211 могут применяться для холодного и (или) теплого бетона. Выбор добавок должен производиться с учетом используемой арматурной стали, расчетной отрицательной температуры и требований ГОСТ 31384 [4].
Ключевые слова: свойства бетона, зимнее бетонирование, мелкозернистый бетон.
Общеизвестно, что основная причина прекращения твердения бетонной смеси при воздействии низкой температуры связана с переходом воды в лед, а содержание в воде солей понижает температуру замерзания, что обеспечивает возможность гидратации цемента при отрицательной температуре. Бетонирование с использованием противоморозных добавок является технологически простым способом зимнего бетонирования, обеспечивающим снижение себестоимости до 1,5 раза в сравнении с утеплением матами или электропрогревом. Выбор противоморозных добавок и их дозировка зависят от вида бетонируемой конструкции, степени армирования, вида арматурной стали, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды, типа цемента [5]. Применение противоморозных добавок с портландцементом, полученным из клинкера с содержанием C3A более 10 %, не допускается. Согласно ГОСТ противоморозные добавки для бетона, твердеющего при отрицательных температурах, должны обеспечивать независимо от назначения бетона:
‒ значение прочности бетона основного состава не менее 95 % от прочности бетона контрольного состава после выдерживания основного состава при расчетной отрицательной температуре в течение 28 суток и затем в нормальных условиях 28 суток, а контрольного состава — 28 суток в нормальных условиях по ГОСТ 10180;
‒ достижения после выдерживания основного состава при расчетной отрицательной температуре в течение 28 суток и затем в нормальных условиях 28 суток, установленных значений марок по морозостойкости и водонепроницаемости.
Поскольку условия формирования структуры бетона с противоморозными добавками принципиально отличаются от нормальных условий твердения (температуры и состав поровой жидкости), вследствие изменения как кинетики, так и значений пористости цементного камня и его собственных деформаций, структура и, закономерно, свойства «зимнего» бетона будут отличаться от бетона нормального твердения. Несмотря на актуальность темы, данные по рассматриваемому вопросу в литературе немногочисленны и не содержат, как правило, системного анализа влияния особенностей твердения бетонов с противоморозными добавками на их структуру и свойства.
По данным [1] бетоны при твердении в зимних условиях показали потерю массы образцов до 8 % и, как следствие, уменьшение прочности при сжатии образцов до 5 %. Введение добавки привело к образованию очагов напряжения на границах раздела фаз с появлением множественных микротрещин, что способствовало снижению морозостойкости на 2 марки. Бетоны были изготовлены на основе ЦЕМ II/A — П 42,5H CC производства ОАО «Верхнебаканский цементный завод с противоморозными добавками нитрата кальция и хлорида натрия (НК+ХН) на мелком песке по ГОСТ 8736–93 с содержанием растворимого кремнезема не более 50 мг/л. Общее количество противоморозной добавки, вводимой в состав бетонной смеси, не превышало 5 % от массы цемента.
По данным [2] бетон показал снижение плотности образцов до 3 % по сравнению с плотностью исходных образцов при нормальных условиях твердения при снижении водоцементного соотношения до 10 % и увеличении содержания вовлеченного воздуха до 5 %. Бетон изготовлен на ПЦ 500 Д0 по ГОСТ 10178 с применением комплекса добавок противоморозного действия, а именно нитрита натрия (НН) 0,7 % и полифункционального модификатора бетона ПФМ-НЛК. Использован кварцевый песок с модулем крупности Мкр=2,5. Данных об изменения свойств бетона в сопоставлении с бетоном нормального твердения авторы не приводят.
По данным [3] при незначительном снижении В/Ц и расхода цемента до 15 % за счет применения суперпластифицирующей добавкой СП-1 плотность образцов снизилась до 2 %, прочность бетона на сжатие после твердения 7 сут практически не изменилась (авторы указывают на снижение до 1,2 %), а после 28 сут отмечен даже незначительный рост на 1,8 %. Использован речной песок с модулем крупности Мкр=1,4, ПЦ 500 Д0. Данных об изменения свойств бетона в сопоставлении с бетоном нормального твердения авторы не приводят.
Таким образом, сделать однозначный вывод, тем более с указанием количественных значений, о влиянии твердения при отрицательной температуре мелкозернистых бетонов с противоморозными добавками, пока не представляется возможным. Вопрос требует специального исследования.
Литература:
- Терешкин И. П., Коротин А. И. «Долговечность сторительных конструкций, зданий и сооружений». — Саранск, 2008. — 40с.
- Миронов С. А. Теория и методы зимнего бетонирования. — Изд. 3, перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1975.-700с.
- М. А. Садович. Методы зимнего бетонирования в условиях Севера: учебное пособие. –Изд. 2-е, перераб. и доп. — Братск: ГОУ ВПО «БрГУ»,2009–104 с.
- Несветаев Г. В. Бетоны: учебно-справочное пособие.-Ростов н/Д: Феникс, 2011.-381.
- Баженов М. Ю. Технология бетона — М.: Изд-во АСВ, 2003.-45 с.
- Панина А. А., Лыгина Т. З., Губайдуллина а. м., Николаев К. Г., Халитова А. Н. Исследование портландцемента с модифицированной цеолитсодержащей добавкой // Известия КГАСУ.-2012.-№ 4 (22). — С.326–331.
