Koji je princip antifriza za beton?

Kada temperatura okoline padne na oko 0 stepen, potrebno je poduzeti posebne tehničke mjere za betonsku konstrukciju. Ovo je opšte poznato u građevinskoj industriji. Međutim, rješavanje razloga oštećenja od smrzavanja i odgovarajućih građevinskih mjera nije jednostavan zadatak. U nastavku su dati neki stavovi zasnovani na specifičnom radnom iskustvu i referencama na relevantnu literaturu.

Postoje mnoge zimske građevinske mjere za beton, sasveobuhvatna metoda zadržavanja toplinekoji se obično koristi u sjevernoj Kini. U nastavku se fokusiramo na mehanizam štete od smrzavanja i raspravljamo o tomemehanizam za odmrzavanjesveobuhvatne metode zadržavanja topline.

1. Kritična čvrstoća betona

U zimskoj gradnji, kada beton dostigne određeni prag čvrstoće, konstrukcija se formira dovoljno da izdrži oštećenja od mraza. Stoga se beton neće oštetiti smrzavanjem kada se dostigne ovaj prag. Ova snaga se zovekritična otpornost na mraz. Uvođenje kritične čvrstoće otpornosti na mraz predstavlja veliki napredak u teoriji zimske betonske konstrukcije i ključna je osnova za formuliranje mjera zimske gradnje. Cilj zimske betonske konstrukcije je osigurati da beton stigne dokritična otpornost na mrazšto je brže moguće.

Brojni eksperimenti i prakse su pokazali da je kritična čvrstoća betona otpornosti na smrzavanje povezana s različitim faktorima kao što su vrsta cementa, omjer vode i cementa i brzina hlađenja. Osim toga, kritična čvrstoća otpornosti na mraz razlikuje se između običnog betona i betona pomiješanog sa antifrizom za beton. Generalno, beton pomiješan sa antifrizom za beton ima nešto nižu kritičnu otpornost na mraz u odnosu na obični beton. To je zato što upotreba antifriza za beton smanjuje sadržaj vode, što rezultira raspršenijim i slabijim kristalima leda, što smanjuje efekte mraza.

2. Mehanizam antifriza za beton

Antifriz za beton je formulisan na osnovu mehanizma oštećenja betona od smrzavanja, uključujući teorije vezane za kritičnu otpornost na mraz, optimalnu brzinu stvaranja leda i transformaciju morfologije kristala leda. Obično se sastoji od četiri glavne komponente. Funkcije svake komponente su sljedeće:

2.1 Rana komponenta snage

Rana komponenta čvrstoće je neophodna za unapređenje procesa izgradnje. U ranim fazama vezivanja važno je izbjeći prekomjerne vibracije koje bi mogle oštetiti ploču. Primarna funkcija ove komponente je da ubrza vezivanje i stvrdnjavanje betona, omogućavajući mu da dostignekritična otpornost na mrazšto je pre moguće. Nakon što se postigne kritična čvrstoća, može dodatno ubrzati brzinu stvrdnjavanja, prevazilazeći spori rast čvrstoće uzrokovan negativnim ili niskim temperaturama.

2.2 Komponenta za uvlačenje zraka

Ova komponenta unosi male mjehuriće zraka na nivou mikrona (korisne mjehuriće zraka) u beton. Njegove funkcije uključuju:

Odsecanje i zatvaranje međusobno povezanih pora unutar betona (štetne pore), smanjenje širenja pukotina tokom mraza.

Uvedeni mjehurići zraka djeluju kao "tampon" prostori koji apsorbiraju pritisak ekspanzije kristala leda, smanjujući mogućnost oštećenja od mraza. Uvođenje 3,5% zraka u beton može apsorbirati do 6,6% volumne ekspanzije, čime se povećava otpornost na mraz i dugotrajnost betona.

2.3 Komponenta za smanjenje vode

Komponenta za redukciju vode ima sljedeće funkcije:

Smanjenje količine vode za miješanje, čime se smanjuje ukupan sadržaj slobodne vode, što u osnovi smanjuje količinu vode koja može smrznuti (i dalje održavajući odgovarajući sadržaj leda). Ovo pomaže u ublažavanju unutrašnjih naprezanja uzrokovanih mrazom.

Svojim disperzivnim efektom, komponenta koja smanjuje vodu pomaže u oslobađanju vezane vode i eliminiše neispravne vodene mjehuriće. Ovo pretvara veće kristale leda u sitnije kristale, optimizirajući okruženje za hidrataciju cementa i smanjujući pritisak ekspanzije uzrokovan mrazom.

2.4 Komponenta antifriza

Ova komponenta se obično sastoji od anorganskih soli koje snižavaju tačku smrzavanja. Učinci su sažeti na sljedeći način:
Kada se u rastvor doda komponenta antifriza (npr. NaNO₃ u koncentraciji od 2%), tačka smrzavanja rastvora pada na oko -1.5 stepeni. Kako temperatura dalje pada, slobodna voda u blizini strane zahvaćene mrazom počinje da se smrzava, uzrokujući taloženje anorganskih soli. Povećava se koncentracija soli u preostaloj slobodnoj vodi (dalje snižavajući tačku smrzavanja). Ovaj proces se nastavlja kako temperatura pada (npr. na -5 stepen), a više slobodne vode se smrzava. Ovaj kontinuirani proces će trajati sve dok se ne postigne minimalna eutektička tačka natrijum nitrata, kada će se sva slobodna voda u porama zamrznuti.
Stoga je primarna funkcija komponente protiv smrzavanja osigurati da uvijek postoji nešto vode u tekućem stanju (prehlađena voda) unutar betona, omogućavajući da se hidratacija cementa nastavi čak i pod uvjetima smrzavanja.

Mehanizam odantifriz za betonje složena i višestruka. Ne postoji jedinstvena, univerzalno primjenjiva komponenta antifriza na svijetu. "Antifriz" je jednostavno konačni efekat koji se postiže kombinovanim djelovanjem rane snage, uvlačenja zraka, redukcije vode i komponenti antifriza. Štaviše, efikasnost betonskog antifriza usko je povezana sa specifičnim uslovima izgradnje. Zimska betonska konstrukcija je tipičan sistemski projekt koji zahtijeva sveobuhvatno razmatranje različitih faktora.