Frostschutzzusatz in Beton: Beschreibung und Eigenschaften

Die Errichtung von Betonfertigteilen und Stahlbetonkonstruktionen sowie der Bau von monolithischen Bauwerken nimmt nicht auf, immer schneller zu werden, aber oft müssen die Handwerker durch das nahende Ende der Bausaison in Eile geraten. Dies ist auf die Leistungsmerkmale des Zementschlamms zurückzuführen, von denen einer das Vorhandensein einer flüssigen Phase ist, die zum kontinuierlichen Prozess der Hydratation und Reifung der Zusammensetzung beiträgt. Sinkt die Temperatur unter 5 Grad, verlangsamt sich die Betonreifephase, und werden negative Werte erreicht, stoppt sie, was auf die Kristallisation des Wassers zurückzuführen ist, das Bestandteil des Zementmörtels ist. Dies führt zur Zerstörung der Betonkonstruktion, die unbrauchbar wird. Trotzdem stehen die meisten Meister mit Erfahrung auf dem Gebiet des monolithischen Bauens vor der Notwendigkeit, den Zyklus der Betonarbeiten im Winter fortzusetzen, und stehen daher vor der Frage: „Wie kann die flüssige Phase des Betons verlängert werden? , seine lebenswichtige Aktivität … Um dieses Problem zu lösen, schlagen Experten vor, Frostschutzmittel in Beton zu verwenden, deren technische Eigenschaften und Hauptvarianten in diesem Artikel erörtert werden..

Frostschutzzusätze in Beton: die wichtigsten Sorten

Frostschutzzusätze in Beton sind eine chemische Substanz in Form einer trockenen Mischung oder Lösung, die durch die Einbeziehung der maximalen Wassermenge in die Kristallisation des Betons den Hydratationsprozess der Betonmischung beschleunigt und zur Aushärtung des Betons beiträgt negative Temperaturen. Der Hauptzweck des Frostschutzadditivs besteht jedoch darin, den flüssigen Zustand der Betonlösung und die anschließende Beschleunigung ihrer Hydratation aufrechtzuerhalten, die sich bei negativen Temperaturen deutlich verlangsamt..

Wichtig! Bei der Verwendung von Frostschutzzusätzen in Beton ist zu beachten, dass die Festigkeit von Beton mit Frostschutzzusätzen bei negativen Temperaturen 30 % der maximal möglichen Bemessungsfestigkeit nicht überschreitet, die restlichen 70 % der Betonfestigkeit nehmen beim Auftauen zu. Dabei sollten Bauwerke, deren Betonierung im Winter erfolgte, keinen hohen Belastungen ausgesetzt werden..

Entsprechend der chemischen Basis werden folgende Arten von Frostschutzzusätzen in Beton unterschieden:

  • Frostschutzmittel;
  • Sulfate;
  • Frostschutzbeschleuniger.

Lassen Sie uns die Eigenschaften jeder vorgestellten Sorte genauer betrachten.

  • Frostschutzmittel ist ein Frostschutzzusatz in Beton, der dazu beiträgt, die Kristallisationstemperatur der Flüssigkeit, die Teil der Lösung ist, zu senken und auch die Abbindegeschwindigkeit der Lösung zu erhöhen oder leicht zu reduzieren. Gleichzeitig hat es keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Strukturbildung..
  • Betonzusatzmittel auf Sulfatbasis sind eine weitere beliebte Frostschutzkomponente, die die maximale Rate an dichter Lösungsbildung bietet. Ein charakteristisches Merkmal von Frostschutzadditiven auf Sulfatbasis ist die aktive Wärmefreisetzung, die nach ihrer Zugabe zur Lösung beginnt und von der Wechselwirkung der Betonlösung mit Hydratationsprodukten begleitet wird. Da sich Additive auf Sulfatbasis durch eine starke Bindung mit schwerlöslichen Verbindungen auszeichnen, können sie nicht zur Gefrierpunktserniedrigung des Arbeitsgemisches verwendet werden..
  • Im Mittelpunkt des Geschehens Frostschutzbeschleuniger der Löslichkeitsgrad der Silikatkomponenten des Zements steigt, die bei Reaktion mit den Produkten seiner Hydratation doppelte und basische Salze bilden, die den Gefrierpunkt der flüssigen Komponente der Betonlösung erniedrigen.

Wichtig! Moderne komplexe Frostschutzzusätze für Beton regulieren nicht nur die Kinetik seiner Festigkeitsentwicklung, sondern korrigieren auch seine rheologischen Eigenschaften. Durch Absenken der Kristallisationstemperatur des flüssigen Bestandteils der Lösung verkürzen sie die Erstarrungszeit, beeinflussen die Aushärtung des Zementsteins und erhöhen seine Markenfestigkeit.

Es gibt verschiedene Arten von Beschleunigeradditiven, von denen jeder einen spezifischen Satz chemischer und betrieblicher Eigenschaften hat. Betrachten wir sie genauer.

Pottasche oder Kalziumkarbonat, die eine kristalline Substanz ist, ist eine starke Frostschutzkomponente, die das Abbinden und anschließende Aushärten von Beton erheblich beschleunigt. Wie jedes Frostschutzmittel reduziert Calciumcarbonat die Festigkeit der Betonkonstruktion, und um diesen negativen Einfluss auf das Gebäude zu minimieren, empfehlen Experten, Kali mit Natriumtetraborat oder Sulfid-Hefemaische zu kombinieren, deren Konzentration 30% nicht überschreiten sollte . Da Calciumcarbonat ein potenziell gefährlicher Stoff ist, müssen beim Betrieb bestimmte Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden;

Natriumtetraborat, auch Braun- oder Sulfathefemaische genannt, ist eine Mischung aus Natrium-, Calcium-, Ammonium- oder Lignosulfonsäuresalzen. Experten empfehlen, diese Substanz bei der Verwendung von Calciumcarbonat als Verunreinigung hinzuzufügen, die den Verlust der Festigkeitseigenschaften von Betonkonstruktionen nach dem Auftauen verhindert. Ansonsten kann man nicht nur das Auftreten von Rissen in Strukturen beobachten, sondern auch eine Abnahme ihrer Wasserdichtigkeit und Frostbeständigkeit. Somit verringert die Verwendung von Kali als Frostschutzadditiv ohne Zugabe von Natriumtetraborat die Festigkeitseigenschaften der Struktur um 20-30%;

Natriumnitrit – kristallines Pulver, das als Frostschutzzusatz für Betonmörtel verwendet wird. Da es sich bei Natriumnitrit um einen feuergefährlichen Giftstoff handelt, ist es wichtig, beim Betrieb die maximal zulässige Konzentration des Stoffes zu beachten, die empirisch ermittelt wird und in der Regel 0,1 – 0,42 l / kg Zementmörtel nicht überschreitet, sofern die Die Umgebungstemperatur liegt zwischen 0 und -25 Grad. Im Unternehmen sollte bei der Arbeit mit Natriumnitrit die maximal zulässige Konzentration des Stoffes am Arbeitsplatz 0,005 mg / l nicht überschreiten. Gemäß den Anforderungen des Forschungsinstituts für Beton und Stahlbeton müssen Behälter, die für den Transport, die Lagerung und die Herstellung von Natriumnitrit verwendet wurden, mit „YAD“ gekennzeichnet sein. Die gemeinsame Verwendung von Natriumnitrit und Lignosulfonsäuren ist verboten, da deren Wechselwirkung mit der Bildung giftiger Gase einhergeht;

Natriumformiat – ein weißes kristallines Pulver, das auch als Frostschutzbeschleuniger wirkt. In den meisten Fällen wird es in Verbindung mit Naphthalinligninsulfonat verwendet, um die wasserreduzierenden und weichmachenden Eigenschaften zu verbessern. Natriumformiat ist ein Frostschutzzusatz in Beton, dessen Verbrauch 2-6% der Gesamtmasse des Zements nicht überschreitet.

Wichtig! Als Frostschutzzusätze bei Minusgraden können neben den oben genannten Stoffen Natriumformiat für Alkohol, Calciumchlorid, Ammoniakwasser und Harnstoff verwendet werden..

Vor- und Nachteile von Frostschutzzusätzen in Betonmörtel

Vorteile von Frostschutzzusätzen in Beton

  • Mit Frostschutzzusätzen in Beton können Sie auch im Winter Betonarbeiten auf der Baustelle durchführen;
  • Aufgrund der Tatsache, dass Frostschutzadditive den Adhäsionsgrad der Komponenten der Lösung erhöhen, erhöhen sie die Festigkeit des Monolithen erheblich;
  • Aufgrund der hohen Festigkeit von Produkten mit Frostschutzzusätzen in Beton können sie für industrielle Zwecke verwendet werden;
  • Beeinflussen Sie die Haltbarkeit der Mischung positiv und verlängern Sie die Lebensdauer des Gebäudes;
  • Erhöht die plastifizierenden und stabilisierenden Eigenschaften der Zementmischung – die Verwendung von Beton mit erhöhter Plastizität ermöglicht die Herstellung von Strukturen, die nach dem Aushärten der Arbeitszusammensetzung nicht reißen;
  • Erhöht die Frostbeständigkeit der Betonmischung. Dieser Indikator ist besonders wichtig für Beton, der für den Bau kritischer Bauwerke bestimmt ist, beispielsweise Brückenstützen. In den meisten Fällen steht sie in direktem Verhältnis zur Dichte des Betons. Dichtere Betonsorten zeichnen sich durch eine Vielzahl möglicher Frost- und Tauzyklen aus;
  • Im Gegensatz zu alternativen Methoden zur Erhöhung der Frostbeständigkeit von Beton zeichnet sich die Verwendung von Frostschutzzusätzen durch relativ geringe Kosten aus;
  • Durch die Verwendung von Frostschutzzusätzen reduzieren Sie das Risiko von Schrumpfverformungen einer monolithischen Betonstruktur erheblich.
  • Erhöhung der Feuchtigkeitsbeständigkeit von Betonkonstruktionen durch Füllen der Poren mit plastifizierenden Substanzen, die das Eindringen von Wasser verhindern;
  • Die Beschleunigung des Aushärtungsprozesses der Betonlösung ist der Hauptpunkt, dank derer die Lösung “keine Angst vor der Kälte” haben kann;
  • Durch die Bevorzugung eines Frostschutzzusatzes im Beton schützen Sie die verwendete Bewehrung zuverlässig vor Korrosionsprozessen, die durch das in der Betonlösung enthaltene Wasser auftreten.

Nachteile von Frostschutzzusätzen in Beton

  • Der Wunsch, die Zuverlässigkeit der Festigkeitseigenschaften von Beton zu erhöhen, muss den Zementverbrauch erhöhen.
  • Einige der Komponenten, aus denen die Additive bestehen, sind giftig;
  • In einigen Fällen wird die angegebene Tragfähigkeit von Beton reduziert;
  • Bei der Verwendung von Frostschutzzusätzen in Beton nimmt die Geschwindigkeit der Verstärkung der Festigkeitseigenschaften der Betonstruktur ab..

Empfehlungen für den Einsatz von Frostschutzzusätzen in Beton

Experten empfehlen, zusammen mit Wasser einen Frostschutzzusatz in die Betonlösung einzubringen. Es ist wichtig zu beachten, dass es ratsam ist, dies mit dem letzten Drittel der Flüssigkeit zu tun. Es wird nicht empfohlen, der Trockenmischung Zusatzstoffe hinzuzufügen. Nach Zugabe eines Frostschutzzusatzes zur Lösung eine gewisse Zeit abwarten, während der eine gleichmäßige Verteilung der Komponenten erfolgt..

Befolgen Sie bei der Durchführung von Installationsarbeiten bei Minusgraden die folgenden Anweisungen:

  • Wenn Sie bei Schnee arbeiten, sorgen Sie für geeignete Unterstände;
  • Die Temperatur der den Mischer verlassenden Lösung sollte den empfohlenen Bereich von +15 bis +25 Grad nicht überschreiten;
  • Um die Arbeitsmischung vorzubereiten, empfehlen Experten die Verwendung von erhitztem Wasser;
  • Was das Erhitzen von Zuschlagstoffen betrifft, wird empfohlen, dies vor der direkten Verwendung zu tun..

Wichtig! Experten der Baubranche empfehlen, SNIP 3.03.01 zu beachten, wonach zur Erreichung der erforderlichen Festigkeitseigenschaften einer Betonlösung die Anforderungen an die Betonpflege im Winter eingehalten werden müssen. Bei der Durchführung dieser Maßnahmen wird zum Zeitpunkt der Berechnung der Additivdosierung nicht empfohlen, eine strukturelle Festigkeit von mehr als 20% der angegebenen Konstruktionsfestigkeit zu erreichen.

Dosierung und Verbrauch von Frostschutzzusätzen in Beton

Die Dosierung von Frostschutzzusätzen in Beton, deren Verbrauch ein äußerst variabler Parameter ist, wird unter Berücksichtigung der jeweiligen Situation durch Tests unter Produktions- und Laborbedingungen ausgewählt.

Der Verbrauch von Frostschutzzusatz hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Umgebungstemperatur, bei der die Installationsarbeiten durchgeführt werden;
  • Die angegebene Festigkeit des verwendeten Zements;
  • Chemisch-mineralogische und materielle Zusammensetzung des im Arbeitsprozess verwendeten Zements sowie seine geschätzte Festigkeitszunahme;
  • Die Temperatur der Lösung, die am Ausgang des Mischers erreicht wird;
  • Bedingungen für die Pflege von Betonkonstruktionen.

Wichtig! Bei längerer Anwendung oder Lagerung der Lösung, in die die Zusatzstoffe eingebracht wurden, ist die Homogenisierung durch gelegentliches Rühren zu überprüfen. Die Berechnung der erforderlichen Menge Frostschutzmittel erfolgt unter Berücksichtigung eines Fehlers von 2%.

Frostschutzzusatz zum Selbermachen für Beton

Wenn die warmen Tage bereits vergangen sind, Sie jedoch unerwartet mit der Notwendigkeit konfrontiert sind, eine monolithische Struktur zu gießen, können Sie nicht auf einen Frostschutzzusatz in Beton verzichten. Die bevorzugteste Option ist in diesem Fall der Kauf von Frostschutzadditiven in einem Fachgeschäft, was sich durch ihre relative Billigkeit, den geringen Verbrauch und die Fähigkeit erklärt, die Eigenschaften von Betonmörtel mit minimalen negativen Folgen erheblich zu verbessern. Wenn der zu erwartende Arbeitsumfang gering ist und Sie Installationsarbeiten bei einer Temperatur von mindestens -10 Grad durchführen möchten, ist diese Option die optimalste.

Wenn Sie jedoch nicht die Möglichkeit haben, einen fertigen Frostschutzzusatz für Beton zu kaufen, können Sie ihn problemlos selbst herstellen, da das einzige Material, das Sie für die Arbeit benötigen, Chloride (Salze) sind. Chloridsalze senken den Gefrierpunkt der Lösung, verkürzen die Erstarrungszeit und reduzieren den Zementverbrauch. Experten sind sich jedoch sicher, dass ein selbst hergestelltes Frostschutzadditiv auf Chloridbasis nur für unverstärkte Konstruktionen verwendet werden kann, was an den korrosiven Prozessen liegt, die unter Einwirkung von Chloriden entstehen..

Vorteile von Frostschutzmittel auf Chloridbasis

  • Kostengünstig;
  • Keine Auswirkung auf die Geschwindigkeit der Betonhärtung, wodurch die Vorbereitung der Lösung im Voraus erfolgen kann;
  • Keine Auswirkung auf die Struktur der Zementschlämme;
  • Erhöhte Partikelmobilität, dank der Sie der Gülle die gewünschte Form geben können.

Nachteile von Frostschutzmittel auf Chloridbasis

  • Eine hohe korrosive Aktivität, wodurch ein Frostschutzadditiv auf Chloridbasis nicht für die Herstellung von Strukturen verwendet werden kann, in deren Struktur Metall und Bewehrung enthalten sind. Letztere oxidieren unter dem Einfluss von Chloriden und lösen sich von der Betonstruktur ab, wodurch ihre Integrität verletzt wird.

Wie sich die Umgebungstemperatur auf den Chloridverbrauch auswirkt?

  • Die Berechnung des Chloridanteils in der fertigen Lösung erfolgt nach folgendem Schema:
  • Wenn die Installationsarbeiten bei einer durchschnittlichen Tagestemperatur von nicht weniger als – 5 Grad durchgeführt werden, sollte der optimale Anteil an Chloriden in der fertigen Lösung 2% nicht überschreiten.
  • Wenn bei niedrigeren Temperaturen (-6 bis -15 Grad) gearbeitet wird, sollte der optimale Anteil an Chloriden 4% der Gesamtmasse der Lösung betragen.

Wichtig! In diesem Fall sieht das Diagramm der erwarteten Festigkeit der Struktur beim Trocknen bei Gefriertemperaturen wie folgt aus:

Für die erste Option, bei der die Salzkonzentration 2% beträgt:

  • 30% nach Ablauf einer Woche;
  • 80% nach einem Monat;
  • Die Struktur erreicht erst nach 3 Monaten 100% Festigkeit.

Für die zweite Option (Salzkonzentration beträgt 4 %) werden diese Werte 15 %, 35 % bzw. 50 % betragen.

Wichtig! Trotz der Tatsache, dass Salz ein unabhängiger Frostschutzzusatz ist, empfehlen Experten, es in Verbindung mit Calciumchlorid zu verwenden, dessen Massenanteil bei Temperaturen bis zu -5 Grad 0,5% der Masse der Lösung und 2% beträgt bei Einsatz bei Temperaturen von -6 bis -15 Grad.

Vorsichtsmaßnahmen gegen Frostschutz

  • Beim Arbeiten mit Frostschutzzusätzen müssen Schutzhandschuhe getragen werden;
  • Bei Kontakt mit exponierter Haut mit Wasser und Seife waschen. Augenkontakt mit dem Frostschutzzusatz vermeiden, wenn dies nicht zu vermeiden ist, Augen mit viel Wasser ausspülen und sofort einen Arzt aufsuchen.
  • Die Entsorgung des Additivs erfolgt gemäß den örtlichen Vorschriften, was durch das Vorhandensein schädlicher Bestandteile in den Frostschutzadditiven erklärt wird. Daher ist es verboten, die Mischung in den Boden, in Gewässer oder in die Kanalisation zu gießen..

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