Сколько добавить соли в раствор при минусовой температуре: что будет если добавить и зачем

Содержание

что будет если добавить и зачем

Довольно часто при изготовлении различных составов или смесей профессиональные мастера используют компоненты в виде соли, которые должны придать ему дополнительных качеств. При этом постоянно возникают различные споры о том, нужно ли это делать и в каких пропорциях. Поэтому вопрос, зачем добавляют соль в бетон, и какое количество необходимо для достижения нужного результата, очень волнует начинающих специалистов.

Любительское фото последствий в виде пятин от ржавления арматуры и выпадение осадка на поверхности при использовании соли в растворе бетона

Достоинства и недостатки

Для того чтобы разрешить данный спор необходимо рассмотреть все достоинства и недостатки подобного способа и на их основании сделать вывод. При этом на вопрос о том, сколько добавлять соли в бетон стоит отвечать только при положительном результате исследования.

Последствия использования соли в качестве добавки при зимнем монтаже сказываются не только на внешнем виде, но и прочности

Необходимость применения соли

Принято считать, что если добавить соль в бетон, то он получает дополнительные характеристики, которые позволяют не замазать воде на морозе, а значит, можно производить работы зимой при минусовой температуре.

Также некоторые мастера утверждают, что благодаря такой доставке увеличивается скорость застывания, поскольку данное вещество вытягивает влагу.

Стоит помнить, что бетон также подвержен коррозии, а соленая среда только ускоряет этот процесс

Стоит отметить, что на вопрос о том, сколько добавить соли в бетон точный ответ не может дать ни один специалист. Дело в том, что некоторые строители считают, что это зависит от общего объема раствора, в то же время другие мастера утверждают, что процентное соотношение соизмеряется с температурой на улице.
Также необходимо сказать и о том, что вопрос, сколько соли добавлять в бетон зимой задают люди, которые затянули ремонт или неправильно распределили время на изготовление того или иного процесса. Профессионалы же если планируют, строительство в холодную погоду используют не добавки, а дополнительные системы обогрева и соответственные температуре смеси.

Внешний вид коррозии бетона

Очень важно сказать о том, что добавка соли в бетон для придания ему особых качеств является своеобразным мифом. Дело в том, что пользы от этого нет практически никакой, поскольку по заявлению тех, кто это использует, температура не должна быть меньше 7 градусов.

Совет!
Намного проще приобрести готовый бетон на предприятии, которое делает горячие смеси с высокой температурой застывания.
Однако работать с таким составом нужно очень быстро, чтобы он не схватился.

Существует масса других, более эффективных способов подогрева раствора

Недостатки

Прежде всего, следует отметить, что материал с добавками соли можно пилить обычными кругами. Больше не потребуется резка железобетона алмазными кругами, поскольку застывшее изделие будет менее прочным, что также отразится на сроке его эксплуатации.

Стоит отметить, что соленая среда отрицательно сказывается на арматуре. Поэтому если мы добавляем соль в бетон с включениями металла, то необходимо помнить, что она практически сразу начнет вызывать коррозию и ослабит всю конструкцию с течением времени.

Для некоторых видов бетонных конструкций такое решение может оказаться фатальным

Также такое техническое решение со временем начнет давать и визуальные эффекты. Соль будет выступать на поверхность в виде белого осадка, который очень некрасиво смотрится.

Учитывая всю серьезность данных недостатков, профессионалы не рекомендуют использовать такой метод. При этом вопрос о том, сколько соли надо добавлять в бетон естественно остается без ответа.

Совет!
Использование теплой опалубки или искусственного подогрева бетона намного практичнее, хотя и приводит к дополнительным расходам.

Некоторые добавки от замерзания также значительно улучшают прочность готовой продукции

Другие добавки

Стоит отметить, что навязчивое желание производить работы своими руками и при минусовой температуре порой совершенно не оправдывает расходы. Однако если бюджет невелик, то можно воспользоваться специальными присадками для бетона, которые продаются на рынках строительных материалов.

Эти материалы позволяют работать даже при температуре минус 17, хотя это зависит от марки выбранного средства. При этом прочность раствора нисколько не уменьшается и алмазное бурение отверстий в бетоне снова станет актуальным.

Противоморозные присадки не содержат соли, но являются экологически чистыми

Некоторые мастера считают, что подобные смеси не являются экологически чистыми. Однако их инструкция обычно утверждает обратное, поскольку в состав таких присадок входят только натуральные компоненты.

Среди основных достоинств таких составов является их экономичность. Дело в том, что цена на них и расход очень малы, особенно по сравнению с другими вариантами подогрева.

Данный минерал отрицательно влияет на строения из бетона и все его положительные качества не оправдывают побочных эффектов

Вывод

Ознакомившись с видео в этой статье можно получить дополнительные данные о подобном методе бетонирования. Также принимая за основу статью, которая предложена выше, следует сделать вывод о том, что соль является не самой удачной добавкой для работы в холодное время года.

секреты работы при разных температурах |

Температурные особенности

Когда строится дом, разумеется, хочется, чтобы процесс шел быстрее, не прекращаясь даже в зимнее время. Для того чтобы обосновать работу при минусовых температурах и понять, как реагирует на мороз кирпичная кладка, рассмотрим физические и технические нюансы кладки и способы «обойти» климат.

Нюансы зимней стройки

В строительстве кирпичных стен в классическом варианте предполагается использовать раствор. Чтобы не открывать Америку, можно воспользоваться обычным цементным раствором:

Песок (карьерный; речной – дорогой вариант).
Цемент (марка 400 – для любых работ).
Вода.

Среди трех компонентов цемента только вода препятствует зимней стройке. Это происходит потому, что кирпичи в кладке не связываются раствором при отрицательной температуре.

Когда температура падает ниже нулевой отметки, вода становится льдом. В результате между ингредиентами раствора не происходит нужной физической реакции.

Теоретически положить раствор, конечно, можно, но при этом он замерзнет до естественного состояния твердости, а следовательно, ни прочности кладки, ни связывания раствора не будет.

Таким образом, при понижении температуры, класть кирпичи по стандартным схемам работы невозможно. Однако существуют иные варианты состава растворов и зимних работ.

Свойства раствора

Кроме различных методов необходимы еще и химические добавки. В основном это специальные средства против холода.

При строительстве в швах создаются особые гнезда, затыкаемые пробками, причем постоянно проводятся измерения температуры. Нужно учесть, что кирпич, например, полнотелый, холод проводит довольно медленно, поэтому есть время, чтобы раствор успел схватиться.

Пока идет экзотермическая реакция, добавляющая тепла, раствор «прессуется» кирпичом снизу и сверху.

В результате мы получаем таблицу, в которой температуре раствора соответствуют показатели измерения воздуха.

5 градусов — минус 10 градусов;
10 градусов – минус 10-20 градусов;
15 градусов – минус 20 градусов.

Метод замораживания

В этом случае, даже несмотря на отрицательную температуру, кладка кирпича ведется на открытом воздухе, раствор же при этом имеет достаточно высокую температуру.

Данный метод основывается на том, что в швах раствор замораживается и постепенно затвердевает весной ( частично – непосредственно в процессе кладки). Таким образом, постоянно происходит высвобождение тепловой энергии при химическом взаимодействии цемента и воды.

Важно! Этот способ позволяет строить стены выстой не более 15 м. При технической норме безопасности прочность можно рассчитать в соответствии именно с весенним периодом затвердевания цементного раствора.

Химические добавки

Другой способ – химические добавки. Они выполняют несколько функций:

Скорость замерзания воды уменьшается в несколько раз при минусовой температуре.
Раствор схватывается и твердеет быстрее, но своих качеств не теряет.

Основные добавки, которые можно использовать при наличии инструкции:

Поташа (сокращает срок затвердения раствора при показателях ниже минус 25 градусов). Когда раствор схватывается быстро, то теряет частично свои свойства, поэтому можно добавить брагу из дрожжей – 1%.
Нитрат натрия (не меньше 15 градусов).

Важно! Большинство современных добавок ядовиты, а следовательно, нужно соблюдать правила безопасности и работать исключительно в защитной одежде.

Способ термоса

С помощью этого метода возможно проводить работы при минусовых температурных показателях. Если при стандартном способе можно вести работы при температуре до минус 5 градусов, то при ее дальнейшем понижении требуются либо химические добавки, либо другие методы работы.

Способ термоса состоит в том, что цементный раствор выделяет при кладке тепло, достаточное для поддержания процесса хорошего затвердения. Кроме того, нужно учесть два условия:

Перед установкой кирпич подогревается. Для этого нужна обыкновенная паяльная лампа. Подогреву подлежат и полнотелый кирпич, и двойной силикатный М 150.
Кладку через несколько квадратных метров или рядов накрывает слой теплоизолятора.

Этот метод достаточно простой, поэтому если необходимо продолжать строительство, когда наступают холода, то даже новичку не составит труда его применять. Главное, все можно сделать самому, причем удобно и быстро.

Электроподогрев

Суть метода электроподогрева заключается в прикреплении нашивных электродов со стороны наружной стены. Через цементный раствор пропускается электрический ток, таким образом прогревая его.

Когда строительная смесь прогревается, кирпич получает тепло, в результате на стене образуется теплый островок. Таким образом, не изменяя физические свойства раствора, кладка постепенно застывает.

Совет! Когда необходимо использовать электрический ток при строительстве, важно не только обеспечить изоляцию, но и наличие прогретого основания.

Дополнительные секреты

Вопрос, какая температура оптимальна для кладки кирпича, приобретает актуальность в тех случаях, когда невозможно провести электричество либо когда нет химических добавок. Но при этом нередко зимой строительство вообще останавливается.

Особенно это важно в частном секторе, так как туда нужно провести инженерные сети и коммуникации. Оптимальная температура для работы – до минус 5-7 градусов, при дальнейшем ее понижении следует использовать названные выше методики.

Однако вопрос о температуре для кладки перестанет быть острым, когда есть обыкновенная соль. Если использовать ее, то работа продолжается при любой отрицательной температуре. Кроме того, этот эффективный метод экономически выгоден, потому что он недорог.

С другой стороны, в дальнейшем излишек соли может выступать из стены. В этом случае фасад потребуется неоднократно перекрашивать.

Вывод

Все эти методы помогают в строительстве фактически круглогодично. Вспомогательные сведения можно найти в размещенном видео к этой статье (также о том, как приготовить раствор при проведении стройки в зимнее время).

Экстремальный бетон

Русский человек любит строить зимой. Так уж мы устроены — подавай нам зкстремалку. Однако многие строительные материалы мороза не выносят, теплолюбивы они, подобно нежным перцам и баклажанам.

Например, для свежего бетона понижение температуры до минусовой просто смертельно. Особенно, если днем воздух все же был сравнительно теплым, а ночью столбик термометра опустился ниже 0°С. Что происходит с бетоном? Днем, когда температура положительная, он схватывается, набирая прочность. А ночью вода, содержащаяся в растворе, превращается в лед. Известно, что вода имеет парадоксальное свойство расширяться при замерзании. Ее кристаллы буквально разрывают незастывший бетон. Внутри него будто происходят сотни капельных взрывов, и часть бетонной массы делается рассыпчатой.

На следующую ночь этот рыхлый участок мороз пробуравливает гораздо быстрее и добирается до нового слоя. Так он совершает свою разрушительную работу, пока не испортит бетонное изделие. Тогда мастер вынужден выбирать разрушенный участок и делать заплатку. Либо бетонировать фундамент заново.

Но неужели мороз нельзя перехитрить? Тот, кто не успел воздвигнуть фундамент в теплое время года, а завершить этот цикл строительства ему не терпится, должен пойти на дополнительные траты. Можно, конечно, обогревать стройку, пока бетон не схватится, но подобное роскошество уж слишком нерентабельно.

Есть способ дешевле. Нужно ввести в бетонную смесь хлористые соли — либо кальциевую, либо натриевую. Хлористый кальций найти в продаже порой непросто, а вот хлористый натрий — обычную пищевую поваренную соль — купишь в любом соответствующем магазине. Добавка соли в нужном количестве создает жидкую незамерзающую фазу, необходимую для того, чтобы бетон затвердел. Соль не только снижает температуру замерзания воды, она еще и непосредственно участвует в затвердении цемента. Такой бетон называется «холодным». Сколько же нужно соли? 15 % от веса используемой в растворе воды. Притом что температура воздуха опускается не ниже минус 10 ° С.

Методы строительства фундаменты при минусовой температуре

Фундамент – основа дома, поэтому его закладка требует предельной внимательности и соблюдения определенных норм. Нужно учитывать все факторы, в том числе и погодные условия. В данной статье вы найдете информацию о том, при какой температуре воздуха можно заливать фундамент, чтобы он не терял прочность и не изменялся со временем.

Как известно, именно от фундамента и от того, как он заложен, зависит дальнейшая эксплуатация здания. Именно поэтому к его закладке подходят со всей ответственностью. Считается, что более благоприятный период для бетонных работ является теплое время года. Однако, строительство дома – дело трудоемкое и требует много времени, оно может затянуться надолго до первых холодов. Как быть в такой ситуации?

Безусловно, по всем строительным нормам и правилам заливать бетон при минусовой температуре нежелательно. Одна из причин того является то, что бетон может разрушаться при минусовой температуре, так как вода, которая входит в состав цемента начинает замерзать, потом образуются трещины. Помимо этого, при неблагоприятных температурных условиях процесс твердения бетонной смеси останавливается. Однако, существует исключение – морозостойкий бетон.

Все мы знаем, что наша страна большая, и некоторые районы и области расположены там, где температура воздуха чаще всего минусовая. Тогда как быть жителям, которые хотят построить дом? Современные технологии разработали для таких случаев некоторые приемы, позволяющие им заливать бетон без нарушения естественных процессов твердения.

Заливка бетона в условиях мороза

Прежде чем залить фундамент при минусовой температуре, необходимо создать благоприятные условия, которые не будут способствовать замерзанию бетонной смеси. Вот некоторые советы для создания таких условий:

Следует повысить температуру бетонной смеси за счет подогрева до того момента, пока она не достигнет критической прочности;
Обогреть изнутри с помощью электроэнергии;
Обогреть снаружи с помощью электричества или действия пара;
Использование теплоизоляционной опалубки с применением утеплителя;
Введение специальных компонентов в бетонный раствор, которые препятствуют возникновению застыванию.

Каждый из представленных методов имеет свои особенности, поэтому, чтобы подобрать правильный метод, следует обратить внимание на устройство подземной части строения.

Подогреваем фундамент

Для подогрева бетона при заливке фундамента смесь готовят на основе воды с температурой от 60 до 90 градусов. Следует учесть, что такой способ можно использовать только при температуре выше -15 градусов.

Обогрев изнутри и снаружи

Внутренний разогрев подошвы заключается в следующем. В соответствии с явлением кондукции (передача тепла от теплого холодному) обогревается только часть будущей постройки. И эта часть – бетонный фундамент. Обогрев осуществляется за счет электрического тока. Наружный обогрев можно сделать с помощью специальной передвижной опалубки, имеющей нагревательные элементы, которые в свою очередь за счет электроэнергии и действия пара выделяют тепло.

Минусы этих способов заключаются в том, технология обогрева весьма сложная, необходима, прежде всего, консультация специалиста. Более того, чтобы осуществить такой обогрев потребуется значительная сумма денег, т.к. цена довольно высокая. Однако применять данный способ разрешается даже при -25 градусах.

Теплоизоляция конструкций

Существует и более простой метод обогрева. Утеплить конструкцию можно с помощью опалубки или же сыпучим, листовым материалом. В данном случае будет работать принцип термоса: необходимое количество тепла будет выделяться при твердении цементного раствора, которого достаточно для того, чтобы обогреть конструкцию. Однако при сильно низких температурах этот метод перестает функционировать, а значить использовать его нежелательно. Но есть выход из положения: возможно его использование совместно с другим методом, что значительно улучшит результат. Кроме всего прочего, необходимо утеплить и защитить сам фундамент от возможных осадков: после того, как закончите заливку, покройте его слоем опилок.

Примеси для поддержания температуры бетона

Этот способ представляет собой введение в цементную смесь вместе с подогретой водой специальных добавок. Они значительно замедляют ее твердение. Добавки изготовлены на основе хлоридов калия и натрия или соли. В раствор необходимо добавить от 2 до 15 процентов компонентов (количество зависит от погоды и состава самого цемента).

Однако прежде чем применять тот или иной пластификатор следует учесть, что не все сочетаются с той или иной арматурой. Поэтому перед тем как добавить их в цементный раствор нужно внимательно изучить инструкцию. Следует помнить, что, если применяются добавки в смеси, не следует исключать прогревание смеси и утепление опалубки.

Преимущества работ при отрицательных температурах

Несмотря на то, что погодные условия с плюсовой температурой являются наиболее благоприятными для закладки фундамента, минусовая температура также имеет свои преимущества:

Если работы идут на хрупких грунтах, то при тепле они рассыпаются, а в холод сохраняют свою форму, что значительно упрощает строительство;
Возможны работы в суровых природных условиях, в тех районах, где теплый период очень короткий;
Экономия денежных расходов на строительные материалы, так как зимой спрос снижается, соответственно цены уменьшаются.

Закладка фундамента в холодное время года весьма проблематична и имеет много своих особенностей и недостатков. Вы сможете сэкономить на материалах, но осуществить сам монтаж будет сложно и затратно, так как вам понадобится больше рабочих рук для того, чтобы вырыть котлован или траншеи, так как грунт мерзлый.

Более того, строительство будет продвигаться медленными темпами, а поэтому вам понадобиться дополнительное место для рабочих. Несмотря на то, что на многие материалы делают скидки, цена качественного бетона остается неизменной.

Итак, в данной статье мы вам рассказали о том, можно ли заливать фундамент при температуре ниже 0º и как это делать.

Вывод: возведение фундамента возможно – следовать рекомендациям, контролировать процесс закладки. Современные технологии упростят рабочий процесс.

можно ли использовать цемент зимой, особенности применения

Современное строительство все чаще теряет свою сезонность. Хотя возводить здания летом намного проще, нередко приходится работать и в холодное время года. Чаще всего строить зимой заставляют либо сорванные сроки для сдачи объекта, либо желание сэкономить: в это время покупка и доставка строительных материалов значительно дешевле. Почти все архитектурные и ремонтные работы подразумевают использование цемента — основного вяжущего материала, который проблемно ведет себя при минусовых температурах. Поэтому работать зимой с ним могут и должны только профессиональные бригады.

Какие проблемы могут возникнуть при зимнем бетонировании

Вода, которая входит в состав строительной смеси, замерзает. Это может полностью остановить процесс застывания: кристаллы льда, расширяясь при замерзании, разрушают агрегатную структуру раствора. Происходит торможение гидратации цемента. Прочность и долговечность бетона в дальнейшей эксплуатации сильно пострадают. Если прогноз погоды на ближайшие двадцать восемь дней (период максимального набора прочности для начала эксплуатации) — ниже минус пяти градусов по Цельсию, то набирание прочности остановится окончательно.

Больше всего от морозов страдает верхний слой цементного покрытия, поэтому если заливается фундамент или бетонная плита, при резком похолодании до минуса разрушится именно он: со временем он обсыплется.

Для строительства фундамента зимой используется цемент с противоморозными добавками и пластификаторами

Технологическое решение: противоморозные добавки

От негативного воздействия мороза современные цементные смеси защищают специальные противоморозные добавки, входящие в состав: хлористый натрий, хлористый кальций, натрия формиат и др. Для проведения наземных работ на открытом воздухе может применяться также нитрит натрия (до −15 °С) или поташ (до −30 °С). Под воздействием солей вода не успевает замерзнуть, давая раствору возможность правильно и своевременно застыть. Главное — четко придерживаться правил применения подобных миксов:

температура раствора не ниже плюс пяти градусов по Цельсию;
не замораживать приготовленный вяжущий продукт;
применять сразу после приготовления.

Портландцемент уже содержит необходимые антифрост-добавки, поэтому он является идеальным вариантом для зимнего строительства.

Кладка кирпича зимой должна происходить с помощью раствора с содержанием нитрита натрия

Для того чтобы ускорить набирание прочности строительной смеси, в нее могут быть добавлены еще пластификаторы, которые повышают ее плотность и устойчивость к капризам зимы. Их стоит подмешивать вместе с водой. Количество пластификатора зависит от предназначения раствора.

Другие методы защиты

Если антифриз-добавки не используются, а температура воздуха опускается все ниже и ниже, можно защитить цемент и другими способами:

Использование теплой воды при замешивании бетона. Это метод быстрого замораживания кладки, который позволяет избежать нарушения процесса гидратации.
Прогревание участка строительства с помощью электрических калориферов. Весьма дорогой способ.
Защита плитами или щитами, обернутыми любым теплоизоляционным материалом, например, полиэтиленовой пленкой. Только нужно помнить, что они могут прилипнуть к поверхности залитого раствора, поэтому стоит продумать вариант подпорок для теплоизоляции.

С помощью тех же плит можно попробовать отогреть не застывший бетон, который уже пострадал от мороза.

Отделочные работы с цементом, например, оштукатуривание поверхности, даже если заказ песка, глины, гипса и др. материалов уже осуществлены, лучше оставить до весны, когда установится стабильная плюсовая температура. Иначе, какими бы тщательными ни были работы штукатуров, отделка отвалится от стены уже через несколько дней.

Присадка для бетона зимой — Добавки в бетон в зимнее время

Содержание

Классификация морозостойких добавок

Преимущества использования антифризов зимой

Технические характеристики добавок по ГОСТ

Изготовление зимних добавок в домашних условиях

Противоморозная добавка (ПМД) в бетон — вещество, способное снизить температуру замерзания жидкости и обеспечить затвердение бетонного раствора при отрицательных температурах окружающей среды. Сегмент противоморозных добавок представлен сухими смесями химических компонентов, обладающих длительным сроком хранения. Бетонирование зимой стало возможным благодаря введению ПМД в состав растворных строительных смесей. Новые комплексы корректируют прочность, регулируют реологические свойства растворных смесей, уменьшают срок отвердения цемента, повышая прочность на 2 класса.

Классификация морозостойких добавок

ПМД для бетона по химической базе компонентов условно разделена на 3 группы:

Антифризы. Уменьшают температуру замерзания жидкости, ускоряют или немного замедляют процесс затвердения раствора, не меняя скорость формирования монолитной структуры;

Сульфаты — соединения железа, алюминия, других металлов, обеспечивающие получение плотной растворной смеси. При взаимодействии бетона с элементами гидратации выделяется много тепла, влияющего на показатели плотности бетона. Сульфатные присадки нельзя использовать для снижения температуры замерзания из-за связи с тяжело растворимыми соединениями;

Ускорители — специальные соединения, которые повышают растворимость силикатных компонентов цементной смеси. При соединении составляющих раствора допускается образование двойных, основных солей и продуктов гидратации, способных снижать температуру замерзания.

Разновидности присадок-ускорителей:

поташ — сильная добавка, которая ускоряет естественный процесс затвердения, поэтому рекомендуется использовать химический элемент с сульфитными группами ПМД при концентрации в составе смеси 30%;

нитрит натрия — пожароопасное, очень ядовитое соединение, поэтому дозировка подчиняется строгому регламенту содержания в составе смеси до 0,1-0,42 л/кг бетона. Может использоваться при температурах от 0 до -25 °С;

формиат натрия — ускоритель с пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами; содержание в растворе составляет 2-6%.

Три типа присадок-реагентов, замедляющих затвердевание воды в составе раствора, — реагенты трех типов:

слабодействующие ПМД — электролиты, нитрит, хлорид натрия, аммиачные растворы, карбамиды, многоатомные спирты;

антифризы, активизирующие схватывание цемента, — смеси натриевых и кальциевых соединений, мочевина;

слабовыраженные антифризы, вызывающие процесс термической реакции, — трехвалентное железо.

Любая выбранная с учетом особенностей проекта незамерзающая жидкость позволяет проводить бетонные работы в зимний период без снижения качества бетонирования.

Преимущества использования антифризов зимой

пластификация, стабилизация цементных растворов зимой;

долговечность готовых растворных смесей;

снижение усадочной деформации бетона;

уменьшение или отсутствие расслаивания цемента;

сокращение затрат при укладке бетона;

защита арматуры, металлического каркаса, сетки от коррозии;

обеспечение твердения раствора при температурах -15 ± 5 °С, где набор прочности бетона составляет 30%;

повышение электропроводности, образование высолов.

Существуют также специальные добавки для подводного бетонирования структурных сооружений, элементов, с которыми можно работать при морозе — сегмент гидрофобизаторов и пластификаторов высокого качества. ПМД применяются при заливке подводных скважин, ремонте гидротехнических конструкций, подводных опор, обладают высокими противоэрозионными и гидроизоляционными свойствами, мешают смешиванию растворного бетона с водой. Содержание цемента в составе смеси — от 350 кг/м³, процент содержания присадки рассчитывается с учетом особенностей проекта.

Технические характеристики добавок по ГОСТ

Химические соединения имеют серый или желтоватый цвет, насыпной вес составляет 1300-1400 кг/м³, размер фракционного наполнителя до 0,3 мм, температура применения до -30 °С, плотность в возрасте 28 дней до 10 МПа, адгезионная плотность до 0,5 МПа, расход 26-37 кг/м³, марка морозостойкости F50, кислотность составляет 5-8 (рН).

Получение раствора заданных прочностных характеристик возможно только при соблюдении регламента СНиП 3.03.01-87 по дозировке с учетом окружающих температур и условий. Дозировка противоморозных добавок (при погрешности ±2%) рассчитывается под каждый проект, проводится в лаборатории и учитывает:

условия ухода за бетонным раствором;

температуру бетона при выходе из бетономешалки;

температуру среды;

химико-минералогический состав бетонной смеси;

скорость набора прочности, плотности бетона;

марку цемента в составе смеси.

Следует учитывать, что существуют незамерзайки для «холодного» и «теплого» бетона:

Противоморозные присадки для «холодного» раствора обеспечивают отвердение растворов при минусовых температурах при наборе прочности в возрасте 28 дней, состав в смеси не превышает 30%. Позволяет снижать время отвердевания бетона, повышает электропроводность, образование высолов;

Противоморозные ускорители для «теплого» бетона защищают бетонную смесь от замерзания до укладки, обеспечивая необходимую плотность и прочность.

Расход присадок для «теплого» и «холодного» бетона в расчете на сухую консистенцию зависит от температуры воздуха, процент содержания в составе смеси может варьироваться от 2 до 30%.

Изготовление зимних добавок в домашних условиях

ПМД для бетона можно приготовить своими руками, выбрав для смешения хлоридные соединения (соль). Такая добавка снижает температуру замерзания бетонной смеси, сокращает время схватывания, снижает расход основных компонентов (цемента), сохраняет структуру, не меняя свойства воды и бетона. Подобный состав лучше всего применять при заливке неармированных конструктивных элементов. Следует знать, что различные добавки определяют технические свойства бетона (плотность, подвижность, водонепроницаемость, вязкость), условия применения и строго регламентированы ГОСТ 22266-94.

Грамотное внесение ПМД позволяет повышать подвижность бетона, точку замерзания жидкости, увеличивать временной период схватывания, уменьшать толщину бетонного монолита без потери прочности, снижать стоимость строительных работ за счет добавления в состав раствора цемента низкой марки.

Противоморозные добавки в бетон соответствуют требованиям безопасности, отвечают экологическим стандартам, поэтому применение химических соединений разрешено как наиболее оптимальный способ решения проблем при бетонировании в зимний период.

Бетон минусовая температура. Можно ли заливать? Не замерзнет?

Ещё в начале прошлого века работы с бетонными смесями были сезонными. В зимний период укладка бетона не производилась из-за потери прочностных характеристик этого стройматериала. Строители пытались разными способами сдвинуть график работ по укладке бетона ближе к началу стойких заморозков. Для этого поверхность бетонного монолита утеплялась при помощи различных органических материалов: древесных опилок, торфяной крошки, сплетенных для этой цели камышовых матов.

Параллельно учёными предпринимались попытки создать бетон, температура схватывания которого была бы ниже нуля градусов. Но поскольку выигрыш во времени строителей не устраивал, продолжался поиск альтернативного утепления (подогрева) бетона при минусовых температурах.

Приемлемая температура смеси

В ходе исследований учёные определили, какая температура бетона наиболее оптимальна для получения качественных конструкций. Её значения находятся в интервале между +5 и +15 градусов. Пограничные показатели, которые прорабатывались исследователями, – минус 20 и плюс 45 град. При значениях наружного воздуха от +5 до -3 град. температура свежеприготовленного продукта не допускается ниже +5 град. Эти показатели подходят для цементной массы в 240 кг/куб. м (при марке М200 и больше). Если цемента используется меньше, температурный показатель смеси должен соответствовать +10 град. или выше.

Способы повышения температуры схватывания бетона

При необходимости в зимний период заливать бетон температура смеси может быть повышена следующими способами:

* за счет применения подогретой воды;

* при помощи ввода в смесь морозостойких добавок;

* с помощью электроподогрева;

* методом пропаривания бетонных конструкций в стационарных условиях в специальных автоклавах до набора прочности 80-85%;

* с помощью электропрогрева бетонного монолита, имеющего в своём составе арматуру. При этом коммутация электродов производится по всей площади соприкосновения арматуры с бетоном при подключении тока небольшого напряжения;

* путём использования тепловых пушек с ограждением бетонной смеси.

Подготовка к зиме — аренда трона

Любой, кто работал в сфере переносных туалетов выше границы Северной Америки, должен был найти способ предотвратить замерзание жидких отходов, чтобы выполнять свою работу. Доступно несколько различных методов. Метод, который вы используете, может зависеть от масштабов вашего предприятия, требований к сбросу отходов в вашем районе, количества единиц, которые вы обслуживаете зимой, и среднего количества дней ниже нуля, с которыми вы должны иметь дело каждый год.

Операторы на Аляске, в Канаде и некоторых самых северных частях США должны быть готовы к потенциально морозной погоде до 8 месяцев с температурами, которые могут опускаться до -30 ° F или ниже.Ниже линии Мейсон-Диксон операторы могут столкнуться с морозными днями всего на несколько недель в году.

Есть два способа справиться с отрицательными температурами. Вы можете быть активными или реактивными. Проактивность означает, что вы заранее подготовились к морозной погоде, а затем всю зиму вы смотрите Weather Channel и готовите составы антифриза в соответствии с ожидаемыми температурами на предстоящей неделе.

Реакция — это когда вы застигаете врасплох январским утром, когда начинаете получать телефонные звонки от ваших водителей, которые объясняют, почему они не могут качать воду сегодня.Очевидно, что бизнесу лучше планировать наперед.

Есть шесть распространенных способов борьбы с замораживанием. У каждого есть положительные и отрицательные стороны, которые необходимо изучить и взвесить в зависимости от вашего бизнеса и ожидаемых погодных условий.

Эти шесть методов:

1. Солевые растворы, приготовленные с каменной солью (NaCl)
2. Раствор деобледенительной соли (MgCl2) или кристалл
3. Метанол
4. Метанол плюс каменная соль (NaCl)
5.Добавки для защиты от обледенения, такие как Rid It Hot Flakes
6. Сменные или разделенные резервуары PolyJohn

Солевые растворы, вероятно, являются наименее дорогим способом борьбы с замерзанием в умеренно холодном климате. Если ваша зимняя погода редко, если вообще когда-либо, опускается ниже 0 F, тогда инвестирование в систему рассола может быть лучшим способом. Полфунта каменной соли на галлон воды защитит резервуары от замерзания до 26 F. Чем больше соли вы добавите, тем лучше будет ваша защита от замерзания, пока вы не достигнете точки эвтектики — это точка, в которую нужно добавлять больше соли. не поможет, потому что соль не останется в растворе.Для NaCl этот показатель составляет 2 фунта. на галлон. С таким количеством соли ваши резервуары будут в безопасности до 0 F. Если будет холоднее 0, чистый солевой раствор вам не поможет.

Вы можете сэкономить на каменной соли, прислушиваясь к прогнозам погоды и корректируя уровень соли в соответствии с прогнозируемыми экстремальными температурами. Вы бы не хотели тратить деньги на 2 фунта. за галлон в те дни, когда достаточно полфунта.

Один из самых простых способов отрегулировать уровень рассола — сделать резервуар с чистым рассолом на 2 1/4 фунта.на галлон. И добавьте это в свою пресную воду.

Отрицательные стороны использования рассола заключаются в том, что он может вызывать сильную коррозию стали и не защитит резервуары туалета в очень холодную (ниже 0) погоду. На всех ваших грузовиках должны быть баки из нержавеющей или алюминиевой стали и антикоррозийные фитинги, иначе рассол вызовет коррозию. Когда рассол высыхает на внешней стороне грузовиков и уборных, он оставляет уродливое белое меловое пятно, поэтому обязательно протирайте все пресной водой, когда рассол проливается или проливается.

Еще одна популярная добавка, которую используют операторы туалетов, — это антиобледенительная соль или хлорид магния (MgCl2). Его можно купить в виде кристалла и использовать так же, как каменную соль, или его можно приобрести в виде 30% жидкого раствора. Хотя хлорид магния может быть дороже каменной соли, он имеет более низкую точку эвтектики, что означает, что вы можете добавить больше, чтобы обеспечить защиту при более низких температурах, чем каменная соль. Полфунта на галлон воды защитит резервуары при той же температуре (26 F), что и каменная соль, однако 2 фунта на галлон обеспечат защиту при гораздо более низкой температуре (-20 F).И вы можете использовать до 2,25 фунта. на галлон, прежде чем вы дойдете до точки насыщения. Это обеспечивает максимальную температуру -26 ° F, что хорошо для большинства зим практически в любой точке континентальной части США.

Многие операторы переносных туалетов клянутся, что метанол защищает резервуары от льда. Метанол легче смешивать, чем кристаллические соли, потому что вам не нужно его растворять, вы просто наливаете его в резервуар. Метанол также не вызывает коррозии, поэтому безопасен для стальных автоцистерн. Хотя метанол может быть дороже соли, вы можете сэкономить на стоимости грузовиков и избежать покупки больших резервуаров для смешивания рассола.

Шесть с половиной унций метанола на галлон воды защитят резервуары при температуре 28 F. Вы можете добавить больше метанола для большей защиты, вплоть до смеси 33% метанола с водой (примерно 42 унции / галлон). Все, что выше 33%, и ваши танки становятся легковоспламеняющимися. При 33% -ном содержании метанола ваши резервуары защищены от замерзания до -9 ° F.

Проблема с метанолом в том, что он может быть чрезвычайно опасным при неправильном использовании. Любой, кто использует метанол, должен понять Кодекс № 30 по легковоспламеняющимся и горючим жидкостям Национальной ассоциации противопожарной защиты, прежде чем работать с этим материалом.Вы можете получить его на сайте www.nfpa.org.

Метанол очень токсичен при проглатывании и вреден при длительном вдыхании паров. При работе с раствором антифриза или его перемешивании следует использовать защитные очки и резиновые перчатки. Никогда не используйте неразбавленный метанол рядом с электрическим оборудованием, например насосами, так как малейшая искра может привести к аварии.

Для очень холодной погоды комбинация метанола и каменной соли может обеспечить максимальную защиту от замерзания. Смесь 2 фунтов соли и 40 унций метанола на галлон защитит резервуар от замерзания при температуре до -40 ° F.

Rid It Hot Flakes Пеллеты — это химическая смесь нескольких различных хлоридов, которую оператор сбрасывает непосредственно в бачок для свежей воды. Вместо того, чтобы использовать резервуары и специальное оборудование для смешивания, вы просто несете ведро с горячими хлопьями на грузовике и зачерпываете достаточное количество гранул в унитаз и писсуар недавно отремонтированного агрегата, чтобы учесть температуру на неделе. Они растворяются в растворе и могут защитить резервуар от замерзания до -25 ° F, что делает их даже более эффективными, чем метанол или рассол.Горячие хлопья — удобное решение, которое избавляет оператора от хлопот, связанных с смешиванием агрессивных солевых растворов, опасности метанола, а также от дополнительной рабочей нагрузки и затрат на замену.

В местах, где погода слишком холодная, чтобы решения в баке были экономичными, например, Северная Канада и Аляска, многие операторы используют простой метод отключения. Приносят на участок чистый унитаз, а промерзший убирают. Замороженный унитаз возвращают в магазин для размораживания до тех пор, пока его можно будет откачать насосом и очистить.Очевидно, что это не будет конкурентоспособным для нижних 48, но это работает на север, когда нет другого пути.

Лучшим решением, чем переключение всего устройства, является использование разделенных резервуаров от PolyJohn. Разделенные резервуары заменяют обычный сборный резервуар в блоке половинным резервуаром на 31 галлон. Тогда вместо того, чтобы ехать по служебному маршруту со свежим туалетом для каждого участка, оператору нужно только принести новый резервуар. Использованный бак собирается и возвращается в магазин для очистки. Удобная крышка для защиты от брызг защищает от разливов.

Другие предложения по предотвращению замерзания включают размещение устройств у стены здания, чтобы защитить их от ветра, накрытие вентиляционной трубы, чтобы ветер не дул внутри резервуара, заклеивание вентиляционных отверстий с наветренной стороны или укладка снега или соломы основание для защиты танка от ветра. Как вы, возможно, знаете, фактор охлаждения ветром может снизить температуру жидкостей, в результате чего они быстрее замерзнут.

Дезодоранты Rid It совместимы с любой комбинацией рассола, антиобледенительной соли, метанола или HotFlakes.

Температура замерзания воды по сравнению с солевым раствором

Обновлено 24 февраля 2020 г.

Автор: Рити Гупта

Проверено: Lana Bandoim, B.S.

Когда растворитель замерзает, частицы этого растворителя становятся более упорядоченными. Межмолекулярные силы, действующие на эти частицы, становятся более «постоянными», поскольку частицы теперь ближе друг к другу. Например, когда вода превращается в лед, водородные связи, которые придают воде многие ее уникальные свойства, образуют гексагональную сеть молекул, присущую структуре льда.

Итак, что происходит, когда растворенное вещество добавляется к воде или чистому растворителю? Добавление растворенного вещества приводит к нарушению порядка молекул растворителя. Это означает, что из раствора необходимо отобрать больше энергии, чтобы заморозить его.

Например, когда соль добавляется в воду, образующиеся в воде ионы разрушают обычную сеть водородных связей, образующихся при замерзании. В результате температура замерзания раствора ниже, чем у чистого растворителя. Это называется понижением точки замерзания.

Определение депрессии точки замерзания

Уменьшение точки замерзания прямо пропорционально моляльности растворенного вещества:

В этом уравнении K _f — постоянная депрессии моляльной точки замерзания, а m — молярность растворенного вещества. Помните, что моляльность — это количество молей растворенного вещества на кг растворителя. Фактор Вант-Гоффа — это i, который относится к количеству ионов в растворе для каждой растворенной молекулы растворенного вещества. Например, для NaCl это будет 2.

В основном это означает, что чем больше растворенного вещества, тем сильнее снижается температура замерзания.

Понижение точки замерзания определяется точкой замерзания чистого растворителя за вычетом точки замерзания рассматриваемого раствора:

Это позволяет определить новую точку замерзания по сравнению с чистым растворителем.

Почему депрессия точки замерзания полезна?

Два наиболее распространенных применения понижения точки замерзания в реальном мире — это антифриз и засолка дорог зимой.

Этиленгликоль — это соединение, часто используемое в антифризах, потому что при добавлении его в воду температура замерзания воды снижается. Это поможет предотвратить замерзание воды в радиаторе вашего автомобиля.

Когда зимой на дорогу добавляют соль, лед тает при более низкой температуре, что делает его более безопасным, поскольку на дороге не будет так много льда.

Взгляните на следующий пример, который показывает, как добавление соли к воде приводит к снижению точки замерзания раствора.

Какова температура замерзания раствора, в котором 100 граммов NaCl добавлены к 1 килограмму воды? Другими словами, какова точка замерзания соленой воды?

Вы можете использовать следующее уравнение:

K _f для воды составляет 1,86 ° C / м. Этот номер можно найти в таблице, например, в первой ссылке. Поскольку NaCl диссоциирует на два иона, фактор Вант-Гоффа равен 2. Наконец, вам необходимо рассчитать моляльность раствора.

Для этого вам сначала нужно преобразовать граммы NaCl в моли:

Теперь вам нужно будет разделить моли NaCl на массу растворителя, чтобы найти моляльность:

Затем вы можете подставить это в следующее уравнение:

Теперь вы можете использовать уравнение депрессии точки замерзания, чтобы найти новую точку замерзания раствора. (Помните, точка замерзания чистой воды составляет 0 ° C.)

Таким образом, добавление 100 граммов соли к 1 килограмму воды снизит точку замерзания до -6.4 ° С.

Сколько воды нужно для растворения соли?

При комнатной температуре вам потребуется не менее 100 граммов воды, чтобы растворить около 35 граммов соли; однако при изменении температуры изменяется и количество соли, которую вода может растворить. Точка, когда вода больше не может растворять соль, называется насыщением, и это происходит, когда добавляемая вами соль попадает только на дно раствора. Есть также несколько факторов, которые способствуют растворимости соли в воде.

TL; DR (слишком долго; не читал)

В общем, вы можете растворить 35 граммов соли в 100 мл воды.Однако повышение температуры может помочь вам растворить больше.

Повышение температуры

Большинство веществ диффундируют в воде прямо пропорционально повышению температуры. Некоторые элементы также легко растворяются в воде при малейшем повышении температуры, например, соль нитрата калия. Повышение температуры незначительно влияет на растворимость хлорида натрия или поваренной соли. Помимо этого, соль также увеличивает температуру кипения воды. На 100 граммов почти кипящей воды (от 200 до 212 градусов по Фаренгейту) вы можете добавить около 40 граммов соли, прежде чем она станет насыщенной.

Понижение температуры

Соль растворяется в горячей воде быстрее, чем в холодной. В отличие от нагрева, соль снижает температуру замерзания воды. Добавление соли в качестве растворенного вещества к воде (растворителю) при температуре замерзания воды нарушает водное равновесие. Молекулы соли конкурируют с молекулами воды и вытесняют их, но отталкивают лед, образующийся в этом месте. Соль увеличивает температуру плавления воды, что означает, что соль замедляет таяние льда. Добавление большего количества соли приведет к значительно более низкой температуре плавления и замерзания воды.

Насыщенный и ненасыщенный солевой раствор

В ненасыщенном солевом растворе молекулы растворенного вещества (соли) гидратируются под действием растворителя (воды), таким образом уменьшая размер кристаллов соли и, в конечном итоге, растворяя соль. В насыщенном растворе достигается точка равновесия, при которой кристаллические частицы либо продолжают рассеиваться, либо прилипают к кристаллу, образуя кристаллы меньшего размера в воде. При комнатной температуре точка насыщения достигается, когда вода больше не может впитывать молекулы соли, тем самым образуя два отдельных слоя растворенного вещества (соли) и растворителя (воды).На несколько градусов ниже точки замерзания воды, примерно -5,98 градусов по Фаренгейту, вода больше не может удерживать молекулы соли. В этот момент наблюдается смесь твердого льда и кристаллической соли.

Тип соли

Одним из факторов, который следует учитывать при изучении растворимости соли в воде, является тип используемой соли. Например, каменная соль диффундирует хуже, чем поваренная или консервная. Это связано с тем, что в каменной соли больше примесей, и молекулам воды требуется больше времени для расщепления.

Соль не тает лед — вот как она делает зимние улицы безопаснее

Следующее эссе перепечатано с разрешения The Conversation, онлайн-публикации, посвященной последним исследованиям.

Бррр… там холодно! Дети стекаются к телевизору в надежде услышать, что будет снежный день; полки с хлебом и молоком в продуктовых магазинах пусты из-за надвигающейся снежной бури; и грузовики средней грузоподъемности разбрызгивают соль или соленую воду на дороги.

Мы все знаем, почему случаются первые два: дети с нетерпением ждут выходного дня в школе, наполненного горячим шоколадом и снеговиками. Взрослые запасаются всем необходимым. Но что с этими грузовиками?

Они работают, чтобы защитить водителей от скользких условий, распыляя каменную соль или раствор соленой воды для предотвращения образования льда. Эта соль очень похожа на соль, которую вы кладете на обеденный стол — это тот же хлорид натрия, NaCl. Есть некоторые запатентованные смеси, которые содержат другие соли, такие как хлорид калия (KCl) и хлорид магния (MgCl), но они не так широко используются.

Дорожная соль не так чиста, как то, что вы используете в еде; он имеет коричневато-серый цвет, в основном из-за минерального загрязнения. Воздействие этой соли на окружающую среду из-за стока может иметь некоторые непредвиденные последствия, включая негативные последствия для растений, водных животных и водно-болотных угодий.

Но это дешевый и эффективный способ защиты дорог от льда благодаря простому научному принципу: понижение точки замерзания растворов. Температура замерзания чистой воды, температура, при которой она становится льдом, составляет 32 градуса по Фаренгейту.Поэтому, если будет снег, мокрый снег или ледяной дождь, а температура земли 32 F или ниже, на улицах и тротуарах образуется твердый лед.

Соль предотвращает затвердевание молекул воды в кристаллы льда при 32 F, вместо этого оставаясь влажными при этой температуре, прежде чем в конечном итоге замерзнет около 15 F. Кредит: Джули Поллок (CC BY-ND)

Если вода смешана с солью, температура замерзания раствора ниже 32 F. Соль препятствует способности молекул воды образовывать твердые кристаллы льда.Степень понижения точки замерзания зависит от того, насколько раствор солен.

Важно отметить, что для соблюдения этого принципа соль должна находиться в растворе с жидкой водой. Вот почему многие города распыляют солевой раствор до того, как образуется лед.

Соль, которую высыпают на лед, полагается на солнце или трение автомобильных шин, проезжающих по нему, чтобы сначала растопить лед до кашицы, которая может смешаться с солью, а затем больше не замерзнет. Предварительная обработка твердой солью предполагает, что более теплая поверхность дороги вначале растопит снег или ледяной дождь, чтобы она могла правильно смешаться с солью.Вот почему предварительная обработка мостов — которые холоднее других дорог — обычно не работают, и почему вы видите знаки «мост замерзает перед дорогой».

Эти солевые растворы снижают температуру замерзания воды примерно до 15 F. Так что, к сожалению для людей, сталкивающихся с действительно холодными температурами, обработка солью не избавит их от льда на дорогах.

Альтернативная стратегия, используемая при таких более низких температурах, — это засыпание льда песком. Песок не изменяет температуру плавления, он просто создает шероховатую поверхность для ваших шин, предотвращающую скольжение и скольжение.

Наука о понижении точки замерзания может быть применена к любому раствору, и многие исследовательские группы сосредоточили свое внимание на разработке альтернатив с меньшими негативными последствиями для окружающей среды. В их состав входят такие добавки, как патока и свекольный сок. Так что, возможно, вы с нетерпением ждете, когда после зимней прогулки очистите не только белую соль от низа джинсов, но и розовую соль.

Эта статья изначально была опубликована на сайте The Conversation. Прочтите оригинальную статью.

Почему зимой мы солим обледеневшие тротуары?

[ Примечание редактора: в своем ответе на этот вопрос покойный Джон Маргрейв утверждал, что соль растворяется в воде в виде ионов натрия и хлора, и эти ионы гидратируют или присоединяются к молекулам воды.Этот процесс выделяет тепло, которое тает лед. Ряд читателей предупредили нас о проблемах с этим объяснением. Профессор химического машиностроения Артур Пелтон из Монреальского университета представил репрезентативную поправку. Далее следует его объяснение, а под ним — первоначальный ответ Маргрейва. ]

Хотя в процессе гидратации выделяется тепло, это более чем компенсируется теплом, поглощаемым во время первоначального разложения соли на ионы. Другими словами, весь процесс растворения — разложение на ионы плюс гидратация — поглощает тепло.Это легко продемонстрировать: налейте в стакан немного воды и пальцем проверьте ее температуру. Посолите, перемешайте и снова попробуйте. Температура снизится.

Фактическая причина того, что применение соли вызывает таяние льда, заключается в том, что раствор воды и растворенной соли имеет более низкую температуру замерзания, чем чистая вода. При добавлении ко льду соль сначала растворяется в пленке жидкой воды, которая всегда присутствует на поверхности, тем самым понижая ее точку замерзания ниже температуры льда.Поэтому лед при контакте с соленой водой тает, образуя больше жидкой воды, которая растворяет больше соли, тем самым вызывая таяние большего количества льда и т. Д. Чем выше концентрация растворенной соли, тем ниже ее общая точка замерзания. Однако существует предел количества соли, которая может растворяться в воде. Вода, содержащая максимальное количество растворенной соли, имеет точку замерзания около нуля градусов по Фаренгейту. Следовательно, применение соли не растопит лед на тротуаре, если температура ниже нуля градусов по Фаренгейту.

Чтобы понять, почему вода, содержащая растворенную соль, имеет более низкую температуру замерзания, чем чистая вода, примите во внимание, что при контакте льда и воды на границе двух фазовых состояний происходит динамический обмен. Из-за тепловых колебаний льда большое количество молекул в секунду отрывается от его поверхности и попадает в воду. За тот же период времени большое количество молекул воды прикрепляется к поверхности льда и становится частью твердой фазы.При более высоких температурах первая скорость быстрее, чем вторая, и лед тает. При более низких температурах верно обратное. В точке замерзания эти две скорости равны. Если соль растворена в воде, скорость отделения молекул льда не изменяется, но скорость, с которой молекулы воды прикрепляются к поверхности льда, уменьшается, главным образом потому, что концентрация молекул воды в жидкости (молекул на кубический сантиметр) равна ниже. Следовательно, температура плавления ниже.

Объясняет Джон Маргрейв, профессор химии из Университета Райса.

На самом деле все ледяные поверхности содержат небольшие лужицы воды. Поскольку соль растворима в воде, соль, нанесенная на такие поверхности, растворяется. Жидкая вода имеет так называемую высокую диэлектрическую проницаемость, которая позволяет ионам в соли (положительно заряженный натрий и отрицательно заряженный хлор) разделяться. Эти ионы, в свою очередь, реагируют с молекулами воды и гидратируются, то есть образуют гидратированные ионы (заряженные ионы, присоединенные к молекулам воды). Этот процесс выделяет тепло, потому что гидраты более стабильны, чем отдельные ионы.Затем эта энергия тает микроскопические части поверхности льда. Таким образом, значительное количество соли, рассыпанной по большой поверхности, может фактически растопить лед. Кроме того, если вы едете по льду в автомобиле, давление помогает вытеснить соль в лед, и это увлажнение происходит в большей степени.

Каменная соль, которую зимой наносят на обледеневшие дороги, — это то же самое вещество, которое выходит из солонки. Единственное отличие — размер. Каменная соль — это материал, который кристаллизовался в более крупные куски, тогда как поваренная соль была измельчена и измельчена до более или менее однородного распределения по размерам.Хлорид кальция так же часто используется для таяния льда на улицах, как и хлорид натрия. На самом деле он дешевле хлорида натрия. Компании производят хлорид кальция в больших количествах из рассолов и других природных материалов, которые можно использовать для той же цели.

Первоначально опубликовано 8 декабря 2003 г.

Соль не тает лед — вот как она делает зимние улицы безопасными

Все мы знаем, почему случаются первые два — дети с нетерпением ждут выходного дня в школе, наполненного горячим шоколадом и снеговиками. Взрослые запасаются всем необходимым. Но что с этими грузовиками?

Если вода смешана с солью, температура замерзания раствора ниже 32 F. Соль препятствует способности молекул воды образовывать твердые кристаллы льда. Степень понижения точки замерзания зависит от того, насколько раствор солен.

Соль предотвращает затвердевание молекул воды в кристаллы льда при 32 F, вместо этого оставаясь влажными при этой температуре, прежде чем в конечном итоге замерзнуть около 15 F.Джули Поллок, CC BY-ND

Антиобледенительный коктейль из рассола и свекольного сока, который потенциально может работать при температурах до минус 25 F.
AP Photo / Джин Дж. Пускар

Как соль растапливает лед и предотвращает замерзание воды

Соль тает лед в основном потому, что добавление соли снижает температуру замерзания воды. Как этот лед тает? Ну, это не так, если только со льдом не будет немного воды. Хорошая новость в том, что для достижения эффекта вам не понадобится бассейн с водой. Лед обычно покрыт тонкой пленкой жидкой воды, и этого достаточно.

Чистая вода замерзает при температуре 32 ° F (0 ° C). Вода с солью (или любым другим веществом в ней) замерзнет при более низкой температуре.Насколько низкой будет эта температура, зависит от антиобледенителя. Если вы положите соль на лед в ситуации, когда температура никогда не поднимется до новой точки замерзания раствора соленой воды, вы не увидите никакой пользы. Например, бросание поваренной соли (хлорида натрия) на лед при температуре 0 ° F не даст ничего, кроме покрытия льда слоем соли. С другой стороны, если вы поместите ту же соль на лед при температуре 15 ° F, соль сможет предотвратить повторное замерзание тающего льда. Хлорид магния работает до 5 ° F, а хлорид кальция работает до -20 ° F.

Ключевые выводы: как соль тает лед

Соль растапливает лед и помогает предотвратить повторное замерзание воды за счет снижения точки замерзания воды. Это явление называется понижением точки замерзания.
Соль помогает, только если есть немного жидкой воды. Соль должна раствориться в своих ионах, чтобы работать.
В качестве противообледенительных агентов используются различные виды соли. Чем больше частиц (ионов) образуется при растворении соли, тем сильнее понижается температура замерзания.

Как это работает

Соль (NaCl) растворяется в воде на ионы Na ⁺ и Cl ^—. Ионы диффундируют в воде и блокируют молекулы воды от сближения друг с другом и правильной ориентации для организации твердой формы (льда). Лед поглощает энергию из окружающей среды, чтобы претерпеть фазовый переход из твердого состояния в жидкость. Это может привести к повторному замерзанию чистой воды, но соль в воде не дает ей превратиться в лед.Однако вода становится холоднее, чем была. Температура может упасть ниже точки замерзания чистой воды.

Добавление любых примесей в жидкость снижает ее температуру замерзания. Природа соединения не имеет значения, но важно количество частиц, на которые оно распадается в жидкости. Чем больше образуется частиц, тем больше понижение точки замерзания. Таким образом, растворение сахара в воде также снижает температуру замерзания воды. Сахар просто растворяется в отдельные молекулы сахара, поэтому его влияние на точку замерзания меньше, чем при добавлении равного количества соли, которая распадается на две частицы.Соли, которые распадаются на большее количество частиц, например хлорид магния (MgCl ₂), еще сильнее влияют на температуру замерзания. Хлорид магния распадается на три иона — один катион магния и два хлорид-аниона.

С другой стороны, добавление крошечного количества нерастворимых частиц может фактически помочь воде замерзнуть при температуре выше . Хотя есть небольшое понижение точки замерзания, оно локализовано около частиц. Частицы действуют как центры зародышеобразования, которые позволяют образовывать лед.Это предпосылка образования снежинок в облаках и того, как на горнолыжных курортах выпадает снег, когда он немного теплее, чем мороз.

Вы можете продемонстрировать эффект снижения точки замерзания самостоятельно, даже если у вас нет под рукой обледенелого тротуара. Один из способов — приготовить собственное мороженое в мешочке, где при добавлении соли к воде получается смесь, настолько холодная, что может заморозить лакомство.
Если вы просто хотите увидеть пример того, как можно получить холодный лед плюс соль, смешайте 33 унции соли со 100 унциями измельченного льда или снега.Будь осторожен! Смесь будет иметь температуру около -6 ° F (-21 ° C), что достаточно для того, чтобы вызвать обморожение, если вы будете держать ее слишком долго.
Получите лучшее представление о понижении точки замерзания, исследуя эффект растворения различных веществ в воде и отмечая температуру, необходимую для ее замораживания. Хорошими примерами веществ для сравнения являются поваренная соль (хлорид натрия), хлорид кальция и сахар. Посмотрите, сможете ли вы растворить равные массы каждого вещества в воде, чтобы получить справедливое сравнение.В воде хлорид натрия распадается на два иона. Хлорид кальция образует в воде три иона. Сахар растворяется в воде, но не распадается на ионы. Все эти вещества снижают температуру замерзания воды.
Продвиньте эксперимент еще дальше, исследуя повышение точки кипения, еще одно коллигативное свойство материи. Добавление сахара, соли или хлорида кальция изменит температуру кипения воды. Поддается ли эффект измеримому?