Применение бетона с противоморозными добавками

7.1.1 При применении противоморозных добавок следует руководствоваться требованиями таблицы 2, Пособия П1 к СНиП 3.09.01, СТБ 1112 и других действующих ТНПА. В таблице 12 приведено рекомендуемое содержание некоторых противоморозных добавок в бетоне в зависимости от расчетной температуры его твердения и интенсивность роста прочности бетона.

7.1.2 При применении для бетонных смесей неподогретых материалов количество добавок для конкретной расчетной температуры назначается для В/Ц £ 0,5 меньшим, при В/Ц > 0,5 — большим из значений, указанных в таблице 12. При использовании подогретых заполнителей меньшее количество добавок ХК + ХН, НК + М, НКМ, ННХК, ННХК + М и П необходимо применять для бетонов на портландцементе, содержащих 6 % и более трехкальциевого алюмината, меньшее количество добавок НН₁ и ХК + НН₁ — при содержании трехкальциевого алюмината до 6 %. Введение добавок в бетоны на шлакопортландцементе не рекомендуется в связи с их медленным твердением и меньшей конечной прочностью, чем на портландцементе. После дополнительного 28-суточного выдерживания в естественных условиях при температуре выше 0 °С бетоны с противоморозными добавками достигают, как правило, проектной прочности.

 

Таблица 12 — Рекомендуемые противоморозные добавки в бетоне

Добавки	Расчетная температура твердения бетона, °С	Количество безводной добавки, % от массы цемента	Прочность бетона, % от проектной, при твердении на морозе в течение, сут
			7	14	28	90
Нитрит натрия НН1 (ГОСТ 19906)	От 0 до –5 включ. “ –6 “ –10 “  “ –11 “ –15 “	4–6 6–8 8–10	30 20 10	50 35 25	70 55 35	90 70 50
Нитрат кальция НК + моче­вина М (ГОСТ 2081) в со­отношении 1:1 Соединение НКМ Нитрит-нитрат кальция ННК + мочевина М в соотношении 3:1	От 0 до –5 включ. “ –6 “ –10 “  “ –11 “ –15 “  “ –16 “ –20 “	3–5 6–9 7–10 9–12	30 20 15 10	50 35 25 20	70 50 35 30	90 70 60 50
Хлористый кальций ХК (ГОСТ 450) + хлористый натрий ХН (ГОСТ 13830)	От 0 до –5 включ. “ –6 “ –10 “  “ –11 “ –15 “  “ –16 “ –20 “	(0 + 3) – (2 + 3) (3,5 + 3,5) – (2,5 + 4) (4,5 + 3) – (5 + 3,5) (6 + 2,5) – (7 + 3)	35 25 15 10	65 35 25 15	80 45 35 20	100 70 50 40
Нитрит-нитрат-хлорид кальция ННХК	От 0 до –5 включ. “ –6 “ –10 “  “ –11 “ –15 “  “ –16 “ –20 “  “ –21 “ –25 “	3–5 6–9,5 7–11 8–12 10–14	40 25 20 15 10	60 40 35 30 15	80 50 45 40 25	100 80 70 60 40
Хлористый кальций ХК + нитрит натрия НН1 в соотношении 1:1
Нитрит-нитрат-хлорид кальция ННХК + мочевина М в соотношении 3:1
Поташ П (ГОСТ 10690)	От 0 до –5 включ. “ –6 “ –10 “  “ –11 “ –15 “  “ –16 “ –20 “  “ –21 “ –25 “	5–6 7–8 8–10 10–12 12–15	50 30 25 25 20	65 50 40 40 30	75 70 65 55 50	100 90 80 70 60

 

7.1.3 Бетонные смеси с добавками НН₁ и ХК + НН₁ характеризуются установленными в ТНПА сроками схватывания. Бетонные смеси с добавками НКМ, НК + М, ННК, ННХК, ННХК + М, ХК + ХН
и, особенно, с поташом П схватываются значительно быстрее, в связи с чем в смеси с этими добавками необходимо вводить замедлители схватывания. Лигносульфонаты технические ЛСТ, а в случае применения поташа П — также тетраборат натрия ТН, тринатрийфосфат ТНФ, жидкое стекло ЖС
в сочетании с пластификатором адипиновым щелочным ПАЩ-1 рекомендуется применять в качестве замедлителей твердения в количестве, указанном в таблице 13.

Таблица 13 — Рекомендуемое количество замедлителей схватывания бетонной смеси

Дозировка поташа, % по массе цемента	Дозировка замедлителей схватывания, % по массе цемента
	ЛСТ	ТН или ТНФ	ЖС + ПАЩ-1
От    5 до 6 включ. Св. 6 “ 8 “ “ 8 “ 10 “ “ 10 “ 12 “ “ 12 “ 15 “	0,50–0,75 0,50–1,00 0,75–1,00 1,00–1,25 1,00–1,25	1,0–1,2 1,2–1,6 1,6–2,0 2,0–2,4 2,4–3,0	0,8–1,2 1,0–1,6 1,2–2,0 1,6–2,6 1,8–3,2
Примечание — В сочетании с другими добавками рекомендуется применять ЛСТ в количестве 0,5 % по массе цемента.

7.1.4 Добавки вводят в бетонную смесь в виде водных растворов рабочей концентрации, которые получают смешиванием концентрированных растворов добавок с водой затворения и подают в бетоно­смеситель через дозатор воды. Технические показатели водных растворов противоморозных добавок
и замедлителей схватывания приведены в таблице 14. Добавку ТН в связи с плохой растворимостью
в воде рекомендуется растворять в водном растворе поташа. Для ускорения растворения солей воду рекомендуется нагревать до температуры не более 80 °С, в случае применения мочевины — до температуры не более 40 °С. Объем расходных емкостей для концентрированных растворов добавок, как правило, должен быть не менее сменной потребности смесительного узла.

Таблица 14 — Технические показатели водных растворов противоморозных добавок и замедлителей схватывания

Концентрация, %	Плотность раствора при 20 °С, г/см^3		Температурный коэффициент плотности раствора А, г·°С/см^3	Содержание безводных солей, кг					Температура замерзания, °С
				в 1 л раствора		в 1 кг раствора
Хлорид натрия ХН
2 8 14 19 23	1,013 1,056 1,101 1,140 1,192		0,00024 0,00034 0,00042 0,00048 0,00052	0,020 0,084 0,154 0,217 0,270		0,02 0,08 0,14 0,19 0,23			–1,2 –5,2 –10,1 –15,3 –21,1
Хлорид кальция ХК
4 10 14 19 31	1,032 1,084 1,120 1,168 1,293		0,00025 0,00031 0,00035 0,00041 0,00053	0,041 0,108 0,157 0,222 0,401	0,04 0,10 0,14 0,19 0,31				–2 –5,7 –9,5 –15,9 –55
Нитрит натрия НН1
4 12 19 25 28	1,024 1,078 1,129 1,176 1,198		0,00027 0,00039 0,00049 0,00060 0,00065	0,041 0,129 0,214 0,293 0,336			0,04 0,12 0,19 0,25 0,28		–1,8 –5,8 –10 –15,7 –19,6
Поташ П
4 14 22 27 34 40	1,035 1,129 1,211 1,265 1,344 1,414		0,00027 0,00039 0,00046 0,00049 0,00053 0,00055	0,041 0,158 0,266 0,341 0,457 0,565			0,04 0,14 0,22 0,27 0,34 0,40		–1,3 –5,4 –10,3 –15,1 –24,8 –36,5
Нитрат кальция НК
5 15 24 30 39 43		1,04 1,12 1,20 1,26 1,36 1,42	0,00029 0,00041 0,00046 0,00050 0,00056 0,00059	0,058 0,170 0,285 0,380 0,536 0,620				0,063 0,150 0,237 0,300 0,393 0,427		–1,7 –5,1 –10,1 –15,6 –21,6 –28,2

Окончание таблицы 14

Концентрация, %	Плотность раствора при 20 °С, г/см^3		Температурный коэффициент плотности раствора А, г×°С/см^3	Содержание безводных солей, кг				Температура замерзания, °С
				в 1 л раствора	в 1 кг раствора
Мочевина М
5 17 30		1,015 1,050 1,085	0,00024 0,00030 0,00036	0,058 0,182 0,305			0,047 0,173 0,297		–2,5 –5,6 –8,3
Нитрит-нитрат кальция ННК
12 18 24 30 35		1,03 1,149 1,205 1,255 1,298	0,00031 0,00037 0,00044 0,00051 0,00055	0,132 0,207 0,289 0,377 0,427			0,12 0,18 0,24 0,30 0,35		–5,4 –9,2 –14,3 –21,5 –29,4
Нитрат кальция + мочевина НКМ
4 18 32 42 48		1,018 1,093 1,185 1,263 1,321	0,00023 0,00035 0,00046 0,00053 0,00058	0,040 0,197 0,379 0,530 0,640			0,04 0,18 0,32 0,42 0,40		–1,2 –5,5 –9,9 –15,0 –21,7
Нитрат-нитрит-хлорид кальция ННХК
12 18 24 30		1,105 1,157 1,210 1,263	0,00033 0,00039 0,00045 0,00052	0,133 0,208 0,290 0,379			0,12 0,18 0,24 0,30		–8,6 –16,6 –29,4 –48,0
Лигносульфаты технические ЛСТ
5 10 15 20 30 40 50	1,021 1,043 1,068 1,091 1,144 1,202 1,266		— — — — — — —	0,051 0,104 0,160 0,218 0,343 0,480 0,633		0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50		— — — — — — —
Пластификатор адипиновый щелочной ПАЩ-1
5 10 15	1,031 1,066 1,099		— — —	0,051 0,106 0,165		0,05 0,10 0,15		— — —
Жидкое стекло состава Nа2D (1,7–3,4)
4 12 22 30 38	1,033 1,111 1,221 1,315 1,415		— — — — —	0,041 0,133 0,269 0,415 0,541		0,04 0,12 0,22 0,30 0,38		— — — — —

7.1.5 Определение плотности и содержания добавок в водных растворах, температура которых отличается от 20 °С, производят по формулам:

r _t =r₂₀ – А(t _р– 20),                                                             (35)

m_t = m ₂₀r _t /r₂₀,                                                                      (36)

где r _t и r₂₀     — плотность раствора, соответственно, при фактической температуре и при 20 °С, г/см³;

А        — температурный коэффициент плотности раствора, г×°С/см³ (по таблице 14);

t _р         — фактическая температура раствора, °С;

m_t и m ₂₀ — содержание соли в растворе, соответственно, при фактической температуре
и при 20 °С, кг.

7.1.6 Области применения бетона с противоморозными добавками приведены в таблице 15.

Таблица 15 — Области применения бетона с противоморозными добавками

Тип конструкций и условия их эксплуатации	Добавки
	ХК + ХН	НКМ, НК + М, ННК + М	ХК + НН1	ННХК, ННХК + М	НН1	П
1 Предварительно напряженные конструкции (кроме указанных в поз. 2), стыки (каналы) сборно-монолитных и сборных конструкций	–	–	–	–	+	–
2 Предварительно напряженные конструкции, армированные сталью классов S600, S800, S1000, S1200 и их разновидностями, а также армированные сталью группы III (по таблице 9 СНиП 2.03.11)	–	–	–	–	–	–
3 Железобетонные конструкции с ненапрягаемой рабочей арматурой диаметром, мм: более 5 5 и менее	– –	+ +	+ –	+ –	+ +	+ +
4 Железобетонные конструкции, а также стыки без напрягаемой арматуры сборно-монолитных и сборных конструкций, имеющие выпуски арматуры или закладные детали: а) без специальной защиты стали б) с цинковыми покрытиями по стали в) с алюминиевыми покрытиями по стали г) с комбинированными покрытиями (щелочестойкими лакокрасочными или другими щелочестойкими защитными слоями по металлизационному подслою)	– – – –	+ – – +	– – – –	– – – –	+ + – +	+ – – +
5 Железобетонные конструкции, предназ­наченные для эксплуатации: а) в неагрессивных газовых средах б) в агрессивных газовых средах в) в неагрессивных и агрессивных водных средах, кроме указанных в перечислении г	– – +	+ + +	+ – +	+ – +	+ + +	+ +* +*

 

 

Окончание таблицы 15

Тип конструкций и условия их эксплуатации	Добавки
	ХК + ХН	НКМ, НК + М, ННК + М	ХК + НН1	ННХК, ННХК + М	НН1	П
г) в агрессивных водных средах — при наличии агрессивного воздействия по показателям содержания сульфатов или солей и едких щелочей, при наличии испаряющих поверхностей д) в зоне переменного уровня воды е) в водных и газовых средах при относительной влажности более 60 % — при наличии в заполнителе включений реакционно-способного кремнезема ж) в зонах действия блуждающих постоянных токов от посторонних источников	– – – –	– + + +	– – – –	– – + –	+ + – +	– – – +
6 Железобетонные конструкции для электрифицированного транспорта и промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток	–	–	–	–	–	–
* Допускается в сочетании с добавками, указанными в 7.1.3.
Примечание — Знак «плюс» означает «допускается», знак «минус» — «не допускается».

7.1.7 Возможность применения добавок в случаях, перечисленных в поз. 1 – 4 таблицы 15, должна уточняться в соответствии с требованиями поз. 5, а перечисленных в поз. 1, при наличии защитных покрытий по стали, — с требованиями поз. 4.

Ограничения по применению бетонов с добавками по поз. 4 и 5, перечисления г, е, а также для бетона с добавкой поташа по поз. 5, перечисление д таблицы 15 распространяются и на бетонные конструкции.

По поз. 5, перечисление б, в среде, содержащей хлор или хлористый водород, добавки, за исключением нитрита натрия, допускаются при наличии специального обоснования.

7.1.8 Показатели агрессивности среды устанавливают по СНиП 2.03.11. При применении добавок в этих условиях следует учитывать требования СНиП 2.03.11 в части плотности и толщины защитного слоя бетона и защиты конструкций химически стойкими антикоррозионными покрытиями.

Конструкции, периодически увлажняющиеся водой, конденсатом или технологическими жидкос­тями, приравниваются к эксплуатируемым при относительной влажности воздуха более 60 %.

Применение данного способа бетонирования требует технико-экономического обоснования,
т. к. может привести к образованию высолов, развитию коррозии стальной арматуры и опалубок, снижению прочности и эксплуатационных характеристик бетона.

7.1.9 Противоморозную добавку следует выбирать в зависимости от типа и условий эксплуатации конструкции, темпов строительства, температуры наружного воздуха и технико-экономических
показателей.

При выборе противоморозной добавки целесообразно руководствоваться следующими поло­жениями:

— бетон с противоморозными добавками допускается применять, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимально допускаемыми дозировками добавок не опускается ниже, °С:

минус 15          — при применении добавки НН₁;

минус 20          —             то же             ХК + ХН; НК + М; НКМ; ННК + М;

минус 25          —                 “                 П; ХК + НН₁; ННХК; ННХК + М;

— прочность бетона в зависимости от добавки, продолжительности твердения и расчетной температуры ориентировочно достигает значений, приведенных в таблице 12, а после 28-суточного
выдерживания при температуре выше 0 °С бетон, как правило, приобретает проектную прочность. Данные таблицы 12 для выбранной добавки должны уточняться строительной лабораторией применительно к конкретным бетонам и условиям производства работ.

7.1.10 Расчетную температуру твердения бетона принимают равной:

— минимальной температуре наружного воздуха (в том числе и в ночное время) до приобретения бетоном критической прочности, если в течение этого периода температура наружного воздуха ожидается ниже среднемесячной;

— среднемесячной температуре наружного воздуха, если за период выдерживания бетона до набора им критической прочности минимальная температура воздуха ожидается выше среднемесячной.

Количество противоморозных добавок в зависимости от расчетной температуры твердения бетона следует назначать по таблице 12.

7.1.11 Расчет состава бетона с противоморозными добавками осуществляют в следующей последовательности

7.1.11.1 Вещественный состав бетона, кг (содержание цемента — Ц; крупного заполнителя — Щ; песка — П; воды — В₀), обеспечивающий требуемую по условиям производства работ удобоукладываемость смеси, прочностные и эксплуатационные характеристики бетона определяют в соответ­ствии с СТБ 1182 и СТБ 1035.

7.1.11.2 Определяют расчетную температуру твердения бетона на основании данных метео­прогноза. Устанавливают планируемую продолжительность выдерживания и критическую прочность бетона по таблице 12.

7.1.11.3 Определяют вид и количество вводимой в бетон добавки (или их сочетания), исходя из значения расчетной температуры и используя данные таблицы 12, с учетом требований, изложенных в таблице 15, т. е. принимают по таблице 12 содержание сухого вещества добавки, % от массы цемента, и определяют его количество m _д, кг, по формуле

m _д= Д·Ц/100,                                                                     (37)

где Д — дозировка добавки, % от массы цемента (% от Ц);

Ц — содержание цемента в 1 м³ бетона, кг.

7.1.11.4 Определяют расчетную концентрацию раствора добавки в 1 м³ бетона  %, с учетом общего количества воды в нем по расчету состава (В₀), по формуле

.                                                                    (38)

Уточняют температуру замерзания раствора расчетной концентрации для принятого вида добавки по таблице 14. При отклонении более чем на 5 % температуры замерзания раствора от расчетной корректируют величину m _д, приводя ее в соответствие с принятой.

7.1.11.5 Определяют дозировку раствора добавки m _р, кг на 1 м³ бетона по массе, с учетом его концентрации, используя для этого значение плотности раствора r₂₀ и соответствующее ему содержание в 1 кг раствора безводной соли m _с(см. таблицу 14), по формуле

m _р = m _д/ m _с.                                                                         (39)

7.1.11.6 Определяют количество воды, содержащейся в растворе добавки, В_р, кг (л), по формуле

В_р= m _р – m _д.                                                                       (40)

7.1.11.7 Определяют количество воды, удерживаемой влажными заполнителями, для бетона, В_з, кг (л), по формуле

В_з=П· W _п + Щ· W _щ,                                                              (41)

где W _п и W _щ — влажность песка и крупного заполнителя, доли ед. по массе, соответственно.

7.1.11.8 Определяют оставшуюся часть воды затворения ∆ В, кг (л), которой разбавляют концентрированный раствор добавки при дозировании перед введением ее в бетон, по формуле

∆В = В₀ – В_р – В_з,                                                                (42)

где В₀ — расчетное количество воды затворения на 1 м³ бетона, кг (л).

7.1.11.9 Определяют расчетную концентрацию раствора добавки рабочей концентрации  %, которой должна соответствовать концентрация ее раствора, образующегося в дозаторе воды после смешения раствора добавки с оставшейся частью воды затворения ∆ В, по формуле

.                                                              (43)

7.1.11.10 Определяют расчетное значение плотности раствора рабочей концентрации по полученной по 7.1.11.9 его концентрации  и данным таблицы 14, которому должна соответствовать плотность раствора добавки в дозаторе воды перед введением его в смесь.

По значению плотности контролируют соответствие качества дозируемого раствора противоморозной добавки, требуемого по расчету.