Строительство зданий монолитным способом давно завоевало заслуженную популярность за рубежом. Свыше 70 % зданий возводится этим способом. В нашей же стране монолитное домостроение применяется в три раза реже.
Энергичное развитие монолитного домостроения в ряде случаев сдерживается тем, что на значительной части территории страны в течение 6 и более месяцев преобладают отрицательные температуры воздуха, и проведение строительных работ в этих условиях требует или использования различных противоморозных добавок, или одного из методов зимнего бетонирования с прогревом бетона, или применения специальных вяжущих.
Рассмотрим положительные и отрицательные стороны указанных способов.
В последние годы для зимнего бетонирования используется вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) с введением пониженного количества противоморозных добавок. Бетоны на этих вяжущих значительно превосходят по прочности и скорости твердения на морозе обычные портландцементые бетоны, однако не лишены недостатков. Один из них - это необходимость очень тонкого помола вяжущих (5 000 - 7 000 см2 /г), что проблематично для современного состояния промышленности.
Способ проведения строительных работ методом прогрева бетона в условиях строительной площадки является перспективным с точки зрения приближенности к строительству при сохранении всех проектных свойств бетонов.
Применение пониженных дозировок противоморозных добавок в сочетании с электропрогревом бетона обеспечивает комплексный эффект - ускоряется твердение бетона и сокращается продолжительность электрообогрева, расхода энергии.
Однако вышеперечисленные способы, как правило, приводят к удорожанию строительных работ приблизительно вдвое с увеличением сроков строительства.
Модификаторы противоморозного действия оказывают определенное влияние на сроки схватывания цемента, кинетику сохраняемости бетонной смеси, что в значительной степени формирует структуру и важнейшие физико-химические свойства бетонов, в том числе их долговечность. Природа электролитов существенно влияет на эти параметры цементных систем.
Соединения этого класса изменяют физико-химические свойства воды затворения, электрокинетические свойства цементных частиц, растворимость исходных и образующих фаз.
Бетоны с модификаторами противоморозного действия можно подвергнуть замораживанию при достижении ими прочности меньших, чем для обычного бетона, значений. Это объясняется тем, что в модифицированных бетонах лед образуется постепенно, по мере понижения температуры, тогда как в обычных бетонах практически вся вода замерзает при температуре от - 2 до - 4°С. Кроме того, лед в бетоне с модификаторами менее прочный и плотный, чем в обычном бетоне, и водные растворы солей замерзают с меньшим увеличением объема, чем вода. Бетон, замерзший до наступления полного отвердения, при повышении температуры оттаивает, и физико-химические процессы возобновляются.
К числу первых модификаторов противоморозного действия, которые были подвергнуты исследованию в целях их использования при проведении работ в зимнее время (метод холодного бетонирования) относятся хлористый кальций и его смесь с хлористым натрием. Было выявлено, что отрицательной стороной применения хлористого кальция в железобетоне является коррозия арматуры, вызываемая наличием иона хлора. В связи с этим продолжились поиски других соединений, позволяющих производить бетонные работы в зимних условиях, в результате чего был предложен ряд модификаторов противоморозного действия.
Противоморозные добавки по своему влиянию на коррозию арматуры можно разделить на три группы:
- стимулирующие коррозию арматуры (уже упомянутые хлориды натрия и кальция);
- не вызывающие коррозии арматуры (поташ, нитрат кальция, мочевина);
- ингибирующие коррозию (нитрит натрия и нитрит-нитрат кальция - являющиеся ингибиторами коррозии анодного действия).
В настоящее время в качестве противоморозных добавок широко используются соли органических кислот (например, формиат натрия, области применения которого разработаны в НИИЖБ). Они не так вредны для здоровья, как, например, нитрит натрия, и удобны для применения в индивидуальном строительстве. Отечественная промышленность освоила выпуск этих модификаторов, что позволило при минимальных затратах получить эффект не хуже, чем при использовании в качестве добавок широко распространенных соединений на основе хлора.
Выбор наиболее рационального и эффективного модификатора противоморозного действия зависит в конечном итоге от типа и условий эксплуатации строительных объектов, определяемых в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.