Применение добавки нитрита натрия при бетонировании конструкций в зимних условиях
В качестве дабавки в растворах и бетонах, применяемых и зимних условиях, попользуется нитрит натрия—натрий NaNOj.
Добавка нитрита натрия позволяет лести монтаж полносборных домов и бетонирование монолитных конструкции зимой.
В этом случае раствор (бетон) относительномедленно набирает прочность при отрицательной температуре, но после дополнительного в нормальных условиях, как правило, достигает марочном прочности. Этот способ можно рекомендовать во всех случаях, когда среднемесячная температура наружного воздуха не ниже —150,С и по расчету допускается относительно медленный набор прочности бетоном (не более 35% через месяц после укладки) и получение проектной прочности после наступления положительной температуры воздуха.
В НПИМоестрое были проведены исследования, определившие влияние температур ниже —16°С на прочность раствора и бетона, изготовленных с добавкой нитрита натрия. Па трех видах цемента: марок 400 и 500, портландском марки 500 в быстротвердеющем портландском марки 500 изготовлялись растворы и бетоны с добавкой кристаллического и жидкого нитрита натрия.
Для приготовления смесей применялся горный песок с модулем крупности 2 9, гранитный щебень крупностью до 20 мм.
Состав раствора рассчитывался для марки 100. Подвижность растворной смеси по конусу СтройЦНИЛ принималась равной 8-т-10 см Так как нитрит натрия пластифицирует смесь, то для выдерживания заданной подвижности раствора при его добавке уменьшалось количество воды затворения, но несмотря на это, смесь с добавкой, как правило, была более пластичной.
Раствор готовился вручную с тщательным перемешиванием, нитрит натрия предварительно растворялся в воде затворения. Немедленно после изготовления раствор укладывали в стальные формы с поддоном, уплотняли, формы сразу холодильные камеры или в камеру нормального хранения.
Образцы раствора освобождались от формы через 24 ч. Образцы, выдерживаемые при —30°С, находились в формах трое суток.
Влияние 10% добавки нитрита натрия от леса цемента из растворы и бетоны, выдержанные в нормальных условиях в течение двух лет, показано и а рис 1
Образцы раствора н бетона выдерживались на морозе 28 дней: первые три дня при температуре —10; —20°С и —30°С, затем 25 дней при температуре —10°С с последующими 28, 6-, 12- и 24 месячным хранением в нормальных условиях. Выдерживание на морозе осуществлялось в холодильных камерах. Результаты испытаний раствора и бетона приведены на рис. 2. Анализ показывает, что добавка кристаллического и жидкого нитрита натрия для всех цементов, кроме портландского, повышает прочность растворов и бетонов, выдержанных в нормальных условиях.
Отрицательное действие добавки нитрита натрия на прочность раствора и особенно бетона, приготовленных на портландцементе, наблюдается только в 28 дневном возрасте и практически прекращается после 6 месячного выдерживания.
Результаты испытаний подтверждают, что 10% добавка нитрита натрия от веса цемента с течением времени не уменьшает прочности раствора и бетона.
Образцы раствора и бетона с добавкой нитрита натрия, выдержанные только в нормальных условиях, а также вначале 28 суток на морозе, -а затем в нормальных условиях, увеличили свою прочность в 24-месячном возрасте по сравнению с 12-месячной в 45 случаях(74%), не изменили в 8 случаях (13%) и снизили в 8 случаях (13%).
В контрольных образцах раствора и бетона, приготовленных без добавки и выдержанных только в нормальных условиях, в 24-месячном возрасте прочность возросла по сравнению с -месячной в о случаях (70%), осталась без изменения аз 1-м случае (15%) и снизилась в 1-м случае (15%).
Средняя прочность раствора, выдержанного в течение 2 лет в нормальных условиях без добавки, составила 148% /228, а раствора с добавкой, выдержанного 28 суток на морозе, а.затем 2 года в нормальных условиях — 014% R2g. Для бетона эта цифры соответственно равны 127% R№ и 144% /228,что убедительно подтверждает высокую и устойчивую прочность и бетонов с добавкой нитрита натрия.
В лаборатории методов испытания бетонов ПППЖВн исследовалась микроструктура раствора н бетона сразу после их 28-суточного выдерживании на морозе и после дополнительного 2S-, 180- и 360-суточного выдерживания в нормальных условиях, а также изучались новообразования, возникающие и цементном камне три введении добавки нитрита.
Наиболее серьезные повреждения структуры бетона н раствора наблюдались в образцах, изготовленных на портландцементе БТЦ с 10% добавкой кристаллического нитрита натрия и хранившихся первые три дня при —30СС и затем 25 —40°С.
Образцы, хранившиеся 28 дней па морозе (при —30 и —10°С), а затем 180 дней в нормальных условиях, имели нарушенную структуру. Цементный камень испещрен глубокими продольными трещинами, образовавшимися При замораживании образцов.
Все образцы с добавками нитрита натрия, хранившиеся замораживания в нормальных условиях в течение 180 суток, имеют более плотную структуру сравнению с образцами, исследованными сразу после замораживания. Уплотнение структуры произошло за счет частичного заполнения образовавшихся при замораживании пустот гидратными новообразованиями процессе последующего нормального твердения образцов.
Изучение микроструктуры образцов, хранившихся в нормальных условиях в течение года, показало, что эталонные образцы имеют плотную структуру.
Структура образцов, хранившихся 28 дней на морозе При —30 и —10°С, а затем в течение года в нормальных условиях оказалась нарушена в большей степени но сравнению с образцами, хранившимися вначале При —10 и —20° и образцами, хранившимися при —-30°С, по с добавкой жидкого нитрита натрия. В цементирующей массе образцов с добавкой кристаллического нитрита натрия, хранившихся вначале при —30°С, наблюдаются большое количество продольных трещин (следы «мороза»), которые в результате последующего нормального твердения образцов в течение года стали более тонкими и короткими, чем в образцах более раннего возраста.
Вес образцы годичного возраста отличаются от соответствующих образцов раннего возраста (28 и 180 суток) более плотной структурой — с меньшим количеством трещин и зазоров на контакте с заполнителем.
При рекомендуемой нормами величине добавки нитрита натрия прочность бетона зависит от температуры воздуха, вида цемента и нитрита натрия и для предварительных расчетов может приниматься по данным табл. 2.
На растворах и бетонах с добавкой нитрита натрия Главмосстрой в зиму 1967—1968 гг. смонтировал полносборные жилые дома общей площадью 650 тыс. м2.
Следует учитывать, что добавка нитрита натрия не допускается при наличии в заполнителях реакционно-способного кремнезема (опала, халцедона, обсидиана, цеолита), при заделке алюминиевых конструкций и проводов с алюминиевой жилой, а также в конструкциях, соприкасающихся с агрессивными водами [3].
В зимы 1966—1968 гг. с добавкой нитрита натрия бетонировались железобетонные конструкции в которых расчетом допускался относительно медленный набор прочности и получение проектной марки бетона после наступления положительной температуры. Так было уложено более 1500 м3 бетона в горизонтальные диски жесткости административных корпусов на проспекте Калинина, забетонированы вертикальные диафрагмы жесткости в нижних этажах домов повышенной этажности и т. д., причем стоимость выдерживания 1 м3 бетона снизилась иа 5—7 руб.
Детальные указания по применению безобогревного метода монтажа и бетонирования имеются в утвержденных Главмосстроем «Временных указаниях» [4] и в разработанном НИИЖБ «Руководстве по применению бетонов с добавками».
Выводы
При возведении зимой монолитных железобетонных конструкций, в которых проектам допускается относительно медленный набор прочности и достижение проектной марки бетона после наступления положительной температуры наружного воздуха, рекомендуется применять метод бетонирования с применением добавок нитрита натрия.
Растворы и бетоны с добавкой нитрита натрия при температуре до —15°С достаточно интенсивно набирают прочность и, как правило, проектом марки 28-суточного нормальных условиях.
Исследования подтвердили, что м тех случаях, когда не предъявляются плотности и морозостойкости, Возможно применение Потопом с добавкой нитрита натрия при относительно кратковременных температурах воздуха до — 3.