Димитриев В.С.
КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК К БЕТОННОЙ СМЕСИ *
Аннотация:
в работе рассматривается проблема контроля прочности бетона при отрицательных температурах с использованием комплексных добавок к бетонной смеси.
Ключевые слова:
бетон, прочность, отрицательные температуры, комплексные добавки, зимнее бетонирование
Бетон является основным строительным материалом, применимым для использования практически во всех видах строительства. Прочностные свойства, долговечность и устойчивость бетона к внешним воздействиям зависят от ряда факторов, важным из которых является температура окружающей среды в период твердения. В зимнее время года на открытом воздухе гидратация цемента сильно замедляется при отрицательной температуре наружного воздуха, тогда прочность бетона ухудшается, а разрушение в процессе эксплуатации становится для него повышенным риском.Для обеспечения безопасных прочностных характеристик бетона при отрицательных температурах строительные компании используют различные методы. Среди них — использование противоморозных добавок и ускорителей твердения. Но для достижения наилучшего результата лучше использовать не одну, а целую систему комплексных добавок, влияющих на все аспекты твердения бетона. Они не только ускорят гидратацию, но и повысят морозостойкость, улучшат водоудерживающие свойства и увеличат прочность на сжатие.Для эффективного регулирования прочности бетона в зимнее время необходимо учитывать как состав и дозировку добавок, так и способ их введения в бетонную смесь. Соответственно, в данной работе будет рассмотрено применение комплексных добавок в бетонных смесях при отрицательных температурах и проанализировано их влияние на некоторые физико-механические свойства бетона — прочность, морозостойкость и долговечность.1. ВЛИЯНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР НА ПРОЦЕСС ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА. Бетон — это композитный материал, основным компонентом которого является цемент, который вступает в реакцию с водой, приобретая способность затвердевать. Процесс гидратации цемента является ключом к формированию прочности бетона. Однако при отрицательных температурах гидратация замедляется, а при слишком низких температурах гидратация может даже прекратиться. Это приводит к снижению механических свойств бетона, таких как прочность на сжатие и устойчивость к внешним факторам.Из-за более медленной скорости гидратации при низких температурах прочность бетона, как правило, ниже, что снижает его долговечность и способность противостоять внешним нагрузкам. Существует ряд способов решения этой проблемы, включая повышение температуры, использование противоморозных добавок, а также композитных добавок, содержащих различные вещества, предназначенные для улучшения свойств бетона [1].2. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК В БЕТОННЫЕ СМЕСИ. Для повышения зимней прочности бетона активно применяют композитные добавки. Этот класс добавок состоит из множества химических компонентов, которые влияют на различные аспекты твердения бетона, включая ускорение процесса гидратации, повышение морозостойкости, улучшение вод удержания и увеличение прочности.2.1 Химический состав композиционных добавок. Добавки для композитного бетона могут включать в себя различные типы активных химических веществ, такие как:• Противоморозные добавки: эти вещества обеспечивают активацию гидратации цемента при низких температурах, тем самым ускоряя процесс твердения. К таким добавкам относятся соли натрия, кальция и калия, а также органические добавки, снижающие температуру застывания воды в бетонной смеси.• Ускорители твердения: эти добавки помогают ускорить химическую реакцию между цементом и водой, позволяя бетону быстро набирать прочность даже при низких температурах. В состав ускорителей обычно входят хлорид кальция и различные органические ингредиенты.• Пластификаторы: добавки, которые уменьшают количество воды, необходимое для смешивания смеси, не снижая при этом ее технологичность. Это помогает увеличить плотность бетона, улучшить его прочностные характеристики и уменьшить пористость, что очень важно при низких температурах, когда повреждения от мороза могут стать проблемой [1].2.2 Влияние композитных добавок на физико-механические свойства бетона. Использование композитных добавок позволяет значительно улучшить свойства бетона при отрицательных температурах. Во-первых, эти добавки ускоряют процесс гидратации и затвердевания, позволяя бетону набирать прочность быстрее, чем без добавок. Во-вторых, они повышают устойчивость бетона к морозу и улучшают его гидроизоляционные свойства, что также способствует повышению долговечности материала.Основным фактором достижения наилучших характеристик является правильный выбор дозы и состава добавок, так как слишком большое количество антифризов может привести к снижению прочности бетона. Исследования показали, что использование комплексных добавок может существенно повысить прочность бетона на сжатие, а также улучшить его морозостойкость и устойчивость к таким химикатам, как соли [1].3. БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ. ДОЗИРОВКА ДОБАВОК. При бетонировании при отрицательных температурах важное значение приобретают дозировки добавок и технология приготовления и укладки бетонной смеси. Кроме того, следует учитывать местные климатические условия. Их нарушение приведет к получению бетона с низкими прочностными характеристиками и уменьшению долговечности.3.1 Контроль дозировки добавок. Бетон должен обладать свойствами, которые он должен получить за счет правильной дозировки добавок. Прочность бетона может быть серьезно нарушена, если не соблюдать пропорции, и другие характеристики бетона также могут быть отрицательно затронуты неправильными пропорциями. Погрешность дозировки компонентов не должна превышать 1% согласно ГОСТ 30459-96 [1].Для управления полезностью дополнительных ингредиентов и их влиянием на хороший бетон используются лабораторные методы, которые помогают нам изучить, как дополнительные ингредиенты изменяют физические и механические свойства, и найти наилучшие количества. Дополнительные ингредиенты испытываются при температуре предметов и окружающего воздуха (20±3)°C, это соответствует обычным условиям для оценки их ценности [1].3.2 Технология замешивания и укладки бетона. Важно соблюдать технологию приготовления и укладки смеси для комплексных добавок в бетон. Для равномерного распределения добавок по всей массе бетона эффективное распределение добавок должно обеспечиваться специальными устройствами, позволяющими эффективно перемешивать компоненты. Продолжительность приготовления бетонной смеси также должна быть увеличена, не менее чем на 25%, лучшее взаимодействие между компонентами, способствующее повышению однородности всей смеси. Укладку бетона следует производить с соблюдением температурного режима и времени, рассчитанного на набор прочности в условиях низких температур, поэтому при бетонировании ниже -10°С целесообразно применять методы подогрева бетона, электрические или тепличные, для достижения нормального твердения и предохранения смеси от замерзания [1].3.3 Местные климатические условия и особенности. Другим фактором, влияющим на эффективность комплексных добавок, является климат региона строительства. В регионах с экстремально низкими температурами может потребоваться применение более сильных добавок или применение комбинированных технологий, например, прогрева бетона в первые часы после укладки. Помимо температурных условий, важным параметром является и длительность действия низких температур, поскольку тогда можно будет скорректировать составы добавок и сделать процесс твердения более эффективным [1].Следует также учитывать, что в условиях сурового климатического режима набор прочности бетона может затянуться, а значит, требуется еще более тщательный контроль за соблюдением всех предусмотренных технологических режимов и сроков выдержки конструкций.Заключение. Использование композитных добавок в бетонных смесях для зимнего строительства позволяет существенно повысить прочностные характеристики бетона, обеспечивая его надежность и долговечность даже при отрицательных температурах. Эти добавки оказывают комплексное воздействие на процесс гидратации цемента, ускоряя его при низких температурах, улучшая морозостойкость бетона и повышая его стойкость к химическим воздействиям. В результате бетон с композитными добавками имеет значительно более высокие свойства, что особенно важно при работе в холодном климате.Однако, несмотря на положительное воздействие комплексных добавок, для достижения наилучших результатов необходимо тщательно подбирать ингредиенты добавок, дозировку и придерживаться правильной техники смешивания и укладки смеси. Также важно учитывать особые климатические условия региона, поскольку в разных регионах могут потребоваться разные добавки и корректировки технологических процессов.Продолжают развиваться современные исследования в области добавок к бетону, что существенно расширяет возможности зимнего строительства. Внедрение инновационных технологий и материалов, а также постоянный контроль качества и характеристик бетона на всех этапах строительства позволят обеспечить возведение более прочных и долговечных конструкций.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 4
Ссылка для цитирования:
Димитриев В.С. КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК К БЕТОННОЙ СМЕСИ // Вестник науки №5 (86) том 4. С. 1707 - 1713. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23483 (дата обращения: 15.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+