Koji je princip antifriza za beton?

Kada temperatura okoline padne na oko 0 stupnjeva, potrebno je poduzeti posebne tehničke mjere za betonsku konstrukciju. To je opće poznato u građevinskoj industriji. Međutim, rješavanje razloga štete od smrzavanja i odgovarajućih građevinskih mjera nije jednostavan zadatak. U nastavku su prikazana neka stajališta temeljena na specifičnom radnom iskustvu i referencama na relevantnu literaturu.

Postoje mnoge mjere zimske gradnje za beton, ssveobuhvatna metoda zadržavanja toplinečesto se koristi u sjevernoj Kini. U nastavku se fokusiramo na mehanizam oštećenja smrzavanjem i raspravljamo o tomemehanizam za odleđivanjesveobuhvatne metode zadržavanja topline.

1. Kritična čvrstoća betona

U zimskoj gradnji, kada beton dosegne određeni prag čvrstoće, struktura je dovoljno formirana da se odupre oštećenjima od mraza. Stoga se beton neće oštetiti smrzavanjem nakon što se dosegne ovaj prag. Ova snaga se nazivakritična otpornost na mraz. Uvođenje kritične čvrstoće otpornosti na mraz predstavlja veliki napredak u teoriji zimske betonske konstrukcije i ključna je osnova za formuliranje zimskih građevinskih mjera. Cilj zimske betonske konstrukcije je osigurati da beton dosegnekritična otpornost na mrazšto je brže moguće.

Brojni eksperimenti i prakse pokazali su da je kritična otpornost betona na smrzavanje povezana s različitim čimbenicima kao što su vrsta cementa, omjer vode i cementa i brzina hlađenja. Osim toga, kritična otpornost na smrzavanje razlikuje se između običnog betona i betona pomiješanog s betonskim antifrizom. Općenito, beton pomiješan s betonskim antifrizom ima nešto nižu kritičnu otpornost na mraz u usporedbi s običnim betonom. To je zato što uporaba betonskog antifriza smanjuje sadržaj vode, što rezultira raspršenijim i slabijim kristalima leda, što smanjuje učinke dizanja od mraza.

2. Mehanizam betonskog antifriza

Antifriz za beton formuliran je na temelju mehanizma oštećenja betona smrzavanjem, uključujući teorije povezane s kritičnom otpornošću na smrzavanje, optimalnom brzinom stvaranja leda i transformacijom morfologije ledenih kristala. Obično se sastoji od četiri glavne komponente. Funkcije svake komponente su sljedeće:

2.1 Rana komponenta snage

Rana komponenta čvrstoće ključna je za napredovanje procesa izgradnje. U ranim fazama stvrdnjavanja važno je izbjegavati pretjerane vibracije koje bi mogle oštetiti ploču. Primarna funkcija ove komponente je ubrzati vezivanje i stvrdnjavanje betona, omogućujući mu da dosegnekritična otpornost na mrazšto prije. Nakon što se postigne kritična čvrstoća, može dodatno ubrzati brzinu otvrdnjavanja, prevladavajući spor rast čvrstoće uzrokovan negativnim ili niskim temperaturama.

2.2 Komponenta za uvlačenje zraka

Ova komponenta unosi sitne mjehuriće zraka (korisne mjehuriće zraka) u beton. Njegove funkcije uključuju:

Odsijecanje i brtvljenje međusobno povezanih pora unutar betona (štetne pore), smanjujući širenje pukotina tijekom dizanja od mraza.

Uvedeni mjehurići zraka djeluju kao "tampon" prostori koji apsorbiraju ekspanzijski pritisak kristala leda, smanjujući tako mogućnost oštećenja smrzavanjem. Uvođenje 3,5% zraka u beton može apsorbirati do 6,6% ekspanzije volumena, čime se dugoročno povećava otpornost na smrzavanje i trajnost betona.

2.3 Komponenta za smanjenje vode

Komponenta za smanjenje vode ima sljedeće funkcije:

Smanjenje količine vode za miješanje, čime se smanjuje ukupni sadržaj slobodne vode, što bitno smanjuje količinu vode koja se može smrznuti (dok još uvijek održava odgovarajući sadržaj leda). To pomaže u ublažavanju unutarnjih naprezanja uzrokovanih dizanjem smrzavanja.

Svojim učinkom raspršivanja, komponenta koja smanjuje vodu pomaže otpuštanje vezane vode i eliminira neispravne mjehuriće vode. Ovo pretvara veće kristale leda u finije kristale, optimizirajući okolinu hidratacije cementa i smanjujući ekspanzijski tlak uzrokovan mrazom.

2.4 Komponenta protiv smrzavanja

Ova se komponenta obično sastoji od anorganskih soli koje snižavaju točku smrzavanja. Učinci su sažeti kako slijedi:
Kada se otopini doda komponenta protiv smrzavanja (npr. NaNO₃ u koncentraciji od 2%), točka smrzavanja otopine pada na oko -1.5 stupnjeva. Kako se temperatura dalje smanjuje, slobodna voda u blizini strane zahvaćene mrazom počinje se smrzavati, uzrokujući taloženje anorganskih soli. Povećava se koncentracija soli u preostaloj slobodnoj vodi (dodatno snižavajući točku ledišta). Ovaj proces se nastavlja kako temperatura pada (npr. na -5 stupnjeva), a više slobodne vode se smrzava. Ovaj kontinuirani proces trajat će sve dok se ne postigne minimalna eutektička točka natrijevog nitrata, kada će se sva slobodna voda u porama smrznuti.
Stoga je primarna funkcija komponente protiv smrzavanja osigurati da uvijek postoji voda u tekućoj fazi (super ohlađena voda) unutar betona, omogućujući da se hidratacija cementa nastavi čak i pod uvjetima smrzavanja.

Mehanizam odantifriz za betonsložen je i višestruk. U svijetu ne postoji jedinstvena, univerzalno primjenjiva komponenta antifriza. "Antifriz" je jednostavno konačni učinak postignut kombiniranim djelovanjem rane čvrstoće, uvlačenja zraka, redukcije vode i komponenti protiv smrzavanja. Štoviše, učinkovitost betonskog antifriza usko je povezana sa specifičnim uvjetima gradnje. Zimska betonska konstrukcija tipičan je projekt sustava koji zahtijeva sveobuhvatno razmatranje različitih čimbenika.