Использование хлорида кальция в бетоне

Современный бетон практически всегда изготавливается с добавлением ускорителей твердения, добавок, повышающий устойчивость материала к низким температурам и прочих присадок. Однако нужно понимать, что такие компоненты вступают в химическую реакцию с раствором и это может привести к серьезным негативным последствиям. Например, при использовании хлоридов (чаще всего применяется хлорид кальция, он же хлористый кальций) или натрия есть риск того, что армирующий каркас начнет разрушаться от коррозионных процессов. Это происходит из-за повышенного содержания ионов хлорида в бетоне или пониженного pH поровой жидкости. То есть срок службы постройки может значительно сократиться из-за элементарного несоблюдения пропорций.

Допустимая норма хлорида кальция в бетоне

Так как предсказать, как быстро будут развиваться коррозионные процессы невозможно, были составлены жесткие ограничения, касающиеся содержания хлоридов в бетонных смесях. В РФ основным нормативным документом, отвечающим за содержание хлоридов, является СП 28.13330.2017. В соответствии с ним, максимальное содержание хлоридов (от общей массы цемента) не должно превышать:

  • 1,0% при монтаже неармированных конструкций;
  • 0,4%, если используется ненапрягаемая арматура;
  • 0,1%, когда в конструкции предполагается наличие предварительно напряженной арматуры.

Хлорид кальция в разных упаковках

Полностью исключить добавление хлоридов необходимо если в бетоне устанавливаются арматуры нескольких типов:

  • напрягаемая;
  • ненапрягаемая проволочная (при условии, что ее диаметр равен или менее 5 мм);
  • применяемая в условиях повышенной влажности;
  • с автоклавной обработкой;
  • подвергающаяся электрокоррозии.

Полезно! Обычно хлориды попадают в бетонную смесь вместе с соответствующими химическими добавками. Для них, в свою очередь, не предоставлено национальных стандартов. Тем не менее  производитель всегда должен указывать точное содержание данных веществ. Если количество хлоридов не указано, то невозможно произвести бетон высокого качества.

Хоть добавкам и не предъявляется конкретных требований по содержанию хлоридов, есть стандарты, в которых отображено, сколько может быть таких веществ в отдельных компонентах бетона. Упоминания о них можно найти в следующих нормативах:

  • СП 28.13330-2017. Согласно этому документу (ранее он назывался ГОСТ 30515-97), в портландцементе может быть не более 0,1% хлоридов (от массы материала);
  • ГОСТ 8736-2014. В данном ГОСТе прописано, что в песке не должно быть более 0,15% хлоридов;
  • ГОСТ 8268-93. В щебне допускается не более 0,1%;
  • ГОСТ 23732-2011. В воде содержание хлоридов не может превышать 0,05%.

Как выглядит хлорид кальция

Если во всех компонентах будет содержаться максимально допустимое количество хлоридов, то это составит 0,4%, что уже не подходит для конструкций с предварительно напряженной арматурой. Но мы не учли добавки, в которых также содержится это вещество. Соответственно подобный состав не подойдет и для ненапрягаемой арматуры. Поэтому и важно знать, сколько именно хлоридов присутствует в химической добавке, ведь есть риск, что это будет перебором даже для неармированного бетона. Подобное может вылиться в серьезные проблемы с готовой конструкцией.

К чему приводит превышение содержания хлоридов в бетоне

Если арматура недостаточно защищена, то в уязвимых местах довольно быстро начнутся коррозионные процессы. Самое страшное в том, что коррозия не останавливается, а постоянно себя «подпитывает» за счет автокатализа. Это происходит благодаря тому, что ионы хлора и железа (двухвалентного) создают реакцию, в ходе которой образуются растворимые соли. Они начинают самопроизвольно двигаться в сторону анодного участка и достигнув области, в которой наибольший водородный показатель, распадаются. В полученном осадке есть нерастворимый гидроксид железа, а также хлориды. То есть фактически процесс происходит по кругу. Но нужно также учесть, что зона наибольшего разрушения так называемой пассивной пленки становится анодной. То есть к этой области стягивается все больше ионов хлора. Значит коррозия не только не останавливается, но и ускоряется.

Ржавая арматура в бетоне

В итоге всего одна ошибка в расчетах или неправильное определение количества хлоридов может привести к тому, что постройка начнет разрушаться уже через 5-10 лет вместо того, чтобы служить десятки лет.

Зачем же тогда вообще производить добавки с хлоридами? Вопрос логичный, но дело в том, что именно хлориды при всей своей «опасности» для бетона также являются и лучшими добавками.

Какое влияние оказывает хлорид кальция на бетон

Данное вещество оказывает положительно воздействие практически на все свойства бетонного состава. Есть сразу несколько характеристик, которые можно улучшить за счет хлорида кальция:

  • Скорость схватывания. Хлорид кальция является отличным ускорителем. Причем сокращается не только начальное, но и конечное время, которое требуется на то, чтобы смесь схватилась. Это оптимальное решение для ситуаций, когда работы ведутся при пониженных температурах. А вот в жаркую погоду от таких добавок лучше отказаться, так как бетон будет слишком быстро схватываться, что значительно усложнит его укладку.
  • Устойчивость к замораживанию и оттаиванию. Благодаря хлориду кальция бутон менее подвержен повреждения в процессе изменения температуры окружающей среды. Также повышается морозостойкость готовой постройки.
  • Усадка. При использовании добавки увеличивается усадка в процессе сушки. Соответственно, увеличивается и ползучесть бетона.
  • Сохранение цвета. Поверхность бетона не выцветает.

Укладка бетонного раствора при минусовой температуре

Также подобные добавки улучшают химические свойства раствора, например, теплоту гидратации (выделение тепла при взаимодействии с водой). За счет хлорида кальция в первые 10-12 часов температура смеси будет выше, что позволит осуществлять строительные работы в зимнее время. Соответственно, не придется прибегать к дорогостоящим методам подогрева строительной смеси.

Добавки с хлоридом оказывают влияние и на механические характеристики бетона:

  • Прочность на сжатие. Так как хлорид кальция является ускорителем схватывания, то он уменьшает время, требуемое для увеличения прочности на сжатие. Уже на третий день бетон показывает увеличение прочности на 125% больше, чем при использовании смеси без добавок. Но через полгода оба вариант все равно сравняются по своим параметрам.
  • Прочность на изгиб. При добавлении хлорида кальция данная характеристика также повышается в первые 3 дня (на 110% больше, чем у образца без добавки).

Если говорить об опасности хлорида кальция, то стоит заметить, что по сравнению с некоторыми другими химическими добавками, он является наименьшим злом. Например, вместо него можно было бы использовать нитрит натрия, но он намного опаснее и не подходит для большинства типов объектов.

Сравнение хлорида кальция с нитритом натрия

Улучшить характеристики бетона можно и за счет многих других веществ. Например, в строительстве может применяться нитрит натрия, но с куда большими ограничениями.

Нитрит натрия

Может производиться в виде порошка или раствора. Согласно нормативам максимальная концентрация нитрита натрия не должна превышать 0,4 л на 1 кг цемента. Главными преимуществами такой добавки является хорошая растворимость, отсутствие риска развития коррозии на арматуре или любых других металлических элементах в бетоне. Кроме этого, нитрит натрия способен в 1,5 раза повысить прочностные характеристики состава и ускорить процесс твердения.

Как выглядит нитрит натрия

Но есть и важные недостатки. Например, нитрит натрия:

  • Очень ядовитый и выделяет в воздух опасные вещества. Поэтому для жилых зданий такие добавки запрещается использовать.
  • Взрыво- и пожароопасен.
  • Способствует появлению солевых пятен на поверхности бетона, что приводит к выцветанию.

Полезно! Аналогичными свойствами обладает нитрит-нитрат-кальция и нитрит-нитрат-хлорид кальция.

Использовать нитрит натрия нужно согласно температурному режиму. Например, на 200 кг жидкого бетона потребуется 7 литров добавки, если температура окружающей среды от +5 до -5 градусов. Если диапазон составляет от -10 до -15 градусов, то нужно удвоить объем нитрита натрия.

Хлорид кальция

Если говорить простым языком, то речь идет о кальциевой соли, которую уже несколько веков используют для производства сыров. Сегодня данная добавка Е509 официально относится к пищевым добавкам (стабилизаторам). Уже исходя из этого факта становится очевидно, что для человека такая присадка в бетон не опасна.

В отличие от нитрита натрия и других аналогичных веществ, хлорид кальция:

  • не является горючим или взрывоопасным веществом;
  • не токсичен;
  • подходит для лежалого цемента;
  • подходит для монтажа тротуаров, дорог и многого другого;
  • эффективнее.

Технический хористы кальций в строительном магазине

Если придерживаться нормативов и не перебарщивать с такими добавками, то бетон прослужит весь срок. Чтобы исключить риск коррозии на арматуре, ее необходимо защитить. Например, для этого можно повысить плотность бетона или использовать специальные составы для обработки.

Единственный нерешаемый недостаток хлорида кальция заключается в том, что добавку ни при каких обстоятельствах не стоит использовать при возведении конструкций, в которых будет применяться постоянный ток.

Соответственно, хлорид кальция не так опасен, как может показаться. Главное, придерживаться норм и использовать только качественные компоненты для приготовления бетонного раствора.

Top