Что добавить в раствор при минусовой температуре: Ничего не найдено для d1 87 d1 82 d0 be d0 b4 d0 be d0 b1 d0 b0 d0 b2 d0 b8 d1 82 d1 8c d0 b2 d1 80 d0 b0 d1 81 d1 82 d0 b2 d0 be d1 80 d0 bf d1 80 d0 b8 d0 bc d0 b8 d0 bd d1 83 d1 81 d0 be d0 b2 d0 be

Содержание

Какая минимальная температура замерзания цементного раствора для кладки?

Давайте по порядку. В состав цементных растворов неизменно входит вода, которая при температуре ниже нуля замерзает, замедляя гидратационное твердение раствора. Образование цементного камня происходит при химическом взаимодействии воды с цементом, при этом вода становится химически связанная и ей мороз не страшен. Та часть воды, которая замерзла не успев прореагировать, при замерзании обращается в лед, что сопровождается расширением системы. Поэтому, начальная прочность раствора обеспечиваемая связанной водой, для предотвращения его разрушения за счет внутренних напряжений при расширении воды, должна быть больше этих напряжений. Поэтому в общем случае температура не должна быть ниже нуля, хотя бы до момента набора начальной прочности. Время набора начальной прочности определяется типом цемента, его составом, водотвердым отношением и наличием пластификаторов и добавок. Оно может быть от нескольких часов до 2 суток. А вообще цементные растворы химически активны в течение 28 суток, и желательно весь этот период иметь среднесуточную температуру окружающей среды выше +5. Но это возможно не всегда.

Пути решения проблемы при беспрогревочном способе кладки.

Согласно табл. 2 ГОСТ 28013-98, регламентирующему кладочные растворы, предусмотрено повышение температуры раствора для кладки путем его подогревания (добавления теплой воды) в зависимости от типа кладочного материала, температуры окружающей среды и скорости ветра.

Согласно табл. 7 свода проектирования СП 82-101-98 при температуре ниже нуля предусмотрено введение добавок повышающих скорость реакции и сохраняющих жидкую фазу, т.н. катализаторов твердения: нитрита натрия; нитрата кальция с мочевиной; поташа в зависимости от температуры. Возможны их соединения. Но эти добавки для жилых помещений не допускаются.

Еще один путь — добавление пластификаторов на основе лигносульфонатов, редуцирующих воду, что повышает подвижность растворов при уменьшении доли воды, а чем меньше воды, тем плотнее и крепче раствор, меньше вероятность разрушения.Рынок переполнен такими продуктами, в основном химическими аналогами СП-6.

И наконец добавки ориентированные на снижение температуры замерзания воды в растворе, например аммиачная вода, гидрозим.

В основном добавки имеют комплексное воздействие.

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.

Как залить бетон зимой, заливка при минусовой температуре

Монтаж различных объектов сопряжен с рядом трудностей, в частности, нередко требуется обустроить фундамент в холодное время года. Многие начинающие строители задаются вопросом, можно ли заливать бетон зимой. Ответ достаточно прост: да, но только по особой технологии, предусматривающей прогрев смеси до полного затвердевания. Проигнорировав это требование, вы получите некачественное основание с множеством дефектов, срок службы которого существенно сократится.

С какими проблемами придется столкнуться?

В перечень основных трудностей обустройства фундамента входят:

  • Отрицательные температуры;
  • Организация прогрева;
  • Осадки.

Зимние условия для строительства начинаются уже при температуре +5 ºС, либо когда столбик термометра опускается ниже 0 ºС в течение суток. В морозную погоду процессы схватывания и затвердевания состава значительно ухудшаются, в результате чего может пострадать прочность, практичность, долговечность фундамента.

Чтобы избежать замерзания воды в составе раствора, перед выполнением основных работ необходимо предусмотреть, каким методом будет прогреваться фундамент. Любой из доступных вариантов прогрева – это солидные финансовые затраты, поэтому эти расходы следует предусмотреть перед тем, как залить бетон зимой.

В холодное время года часто выпадает обильное количество осадков, скапливающихся на поверхности основания. Лишняя влага приводит к увеличению сроков затвердевания смеси, а также снижает его прочностные характеристики. Решить данную проблему поможет укрытие основания на время дождей или снегопадов специальным брезентовым полотном, которое защитит бетон от влаги.

Способы заливки бетона зимой

Изначально отметим, что заливка бетона зимой мало чем отличается от аналогичной процедуры в теплое время года. Технология остается прежней, при этом основная задача заключается в том, чтобы не дать материалу замерзнуть. К списку основных действий по обустройству фундамента при отрицательных температурах относятся:

  • Рытье траншеи;
  • Засыпка песчано-гравийной подушки;
  • Размещение опалубки и укрепление стенок подпорками;
  • Сборка арматурного каркаса, монтаж его в опалубке и непосредственно заливка раствора.

Препятствовать замерзанию смеси можно двумя популярными способами: посредством тепловых пушек, установленных по периметру фундамента, или с помощью электропитания, подведенного к арматурной сетке. Иногда прогрев организовывают через заранее уложенные под бетоном провода, либо перед заливкой доводят раствор до температуры 45-50 ºС, после чего используют «эффект термоса».

Помогут ли специальные добавки?

Нередко перед заливкой в раствор добавляют специальные морозостойкие добавки, которые позволяют:

  • Набрать бетону прочность даже при минусовых температурах;
  • Понизить температуру замерзания воды;
  • Ускорить процесс затвердевания.

Количество и вид добавок зависит от требований, предъявляемых к смеси, а также климатических условий. Вопреки ошибочному мнению, они не влияют на качество материала, который сохраняет все свои основные характеристики. Единственным недостатком морозостойких добавок считается высокая стоимость, поэтому обычно приобретать их при большой площади обустройства фундамента нецелесообразно.

Таким образом, заливка бетона зимой требует квалифицированного подхода, финансовых затрат и соблюдения многочисленных строительных нюансов. Только в этом случае основание будет пригодно для дальнейшей эксплуатации, не потребует исправления дефектов, простоит как минимум несколько десятилетий.

Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева: методы и рекомендации

При температуре ниже нуля затвердевание бетонного раствора становится проблематичным. Часто с этим сталкиваются при устройстве фундаментов осенью и зимой. Специалисты уверяют, что заливка бетона при минусовой температуре возможна и без прогрева, но для этого выполняются определенные требования, обеспечивающие правильное затвердевание бетонной смеси.

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

  • Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
  • Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
  • Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
  • Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

  • Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
  • Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
    Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
  • Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетонного раствора зимой:

  1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
  2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

Общие рекомендации при заливке

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства. Именно поэтому делать плитные фундаменты в низком температурном диапазоне не рекомендуется, поскольку сложно полностью обогреть все элементы на большой площади.

Работа с ленточным фундаментом в такую погоду вполне возможна. Для этого нужно прогревать траншею постепенно, заливая в нее бетон. После заливки обязательный этап – качественная термоизоляция. Процесс продолжается до тех пор, пока периметр не замкнется. С применением добавок в бетонный раствор и качественной изоляцией ленточный фундамент можно заливать при температуре до -15⁰С.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Заливка частями может привести к неравномерности свойств конструкции и снижению ее качества.

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

Что добавить в раствор зимой

Что добавить в цементный раствор зимой

Добавляют противоморозные добавки,которые позволяют цементу схватиться раньше, чем он замерзнет. Дешевле всего обычная поваренная соль, но от нее остаются белые пятна на кладке, которые или специально смывать или ждать терпеливо пару лет, пока их дождями смоет. Добавляют и поташ, как правильно Прораб [498] указал, и нитрит натрия. Все зависит от того, какая именно конструкция возводится.

Добавляют специальные противоморозные добавки

Добавляют и поташ (углекислый кальций) нитрит натрия и.т.п.

Но я бы не советовал вести кладки в зимний период, причин на то множество:

Надо разогревать воду затворения.

В песке содержится влага, на морозе куча песка, это «бетон» который надо разбивать ломом и разогревать что бы можно было замешать кладочный раствор.

Используя любые противоморозные добавки, Вы рискуете тем что по весне вся кирпичная кладка будет в высолах (белый налёт).

Стоимость работ резко увеличивается.

Прочность кладочного раствора хуже, чем у обычного «классического» и.т.д.

Кладку лучше вести в тёплое время года, особенно это касается частного строительства.

Если очень сильно надо, то лучше обустраивать тепляки, чем «увлекаться» противоморозными добавками.

В кладочный раствор при использовании его в зимний период раньше добавляли простую соль, но на дворе уже 21 век, поэтому в строительных магазинах есть в продаже спецсредство, которое легко рассчитать по количеству добавления привязавшись к температуре и количеству цемента в растворе.

К примеру на рынках в двадцати килограммовых мешках продают добавку «противоморозная добавка Мороз-10 и Мороз-20».

Мороз-10 до минус 10 градусов.

Мороз-20 до минус 20 градусов.

Добавляется дозировано к привязке к температуре, если к примеру на улице минус 5, то можно взять половину нормы десятого, то есть использовать максимально эффективно противоморозное средство.

В отличии от простой соли добавляемой раньше, противоморозные добавки имеют химические реактивы в своём составе и при затвердевании раствора выделяется повышенное количество тепла, что способствует лучшему выдавливанию влаги.

Противоморозные добавки применяют во все виды растворов — кладочный, штукатурный и даже в бетон.

Я написал название «Мороз-10» и «Мороз-20», так как знаю их сам, но вы можете приобрести другие марки, состав их идентичен, достаточно поинтересоваться — противоморозными добавками/присадками в растворы.

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.

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.

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:

  1. Использование теплой воды при замешивании бетона. Это метод быстрого замораживания кладки, который позволяет избежать нарушения процесса гидратации.
  2. Прогревание участка строительства с помощью электрических калориферов. Весьма дорогой способ.
  3. 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.

Я конечно дико извиняюсь, но ни в коем случае, ни при каких обстоятельствах не добавляйте в ваш раствор соль! Это только снизит его качество и прочность. Для этих целей есть другие добавки.

Для чего нужна противоморозная добавка ( ПМД ) в раствор? Она не дает воде в растворе замерзнуть, тем самым при взаимодействии воды с цементом обеспечивается процесс твердения ( кристаллизации ) и набор прочности Вашего раствора! Как правило она поставляется в жидком виде, но бывает и в сухом, в виде порошка.

Скажем если на улице в течении трех — пяти дней температура не опустится ниже -3 -5 градусов, то и противоморозная добавка вам не нужна, потому как раствор при твердении выделяет тепло и этого тепла хватит чтобы вода не замерзла и раствор набрал прочность!

Если температура будет ниже — нужно добавлять ПМД, купить противоморозную добавку можно в строительном магазине, она так и называется, может быть еще противоморозная присадка в бетон — это тоже самое. О ток как ее добавлять и в каком количестве будет сказано на этикетке или в инструкции к добавке!

Если вдруг, по каким-то причинам Вы не нашли ПМД, можно использовать обычную автомобильную незамерзайку для стекол, но ни как не соль.

Кладка кирпича зимой

Выполнение наружных строительных работ при отрицательных температурах сопряжено с дополнительными трудностями. Кирпичная кладка зимой не является исключением, но в нашей стране холодный период довольно продолжителен и такие простои будут недопустимой роскошью.

Что обуславливает трудоёмкость зимней кладки

Зимними считаются условия при среднесуточных температурах наружного воздуха ≤ 5°C, а минимальных суточных ≤ 0°C.

Основная проблема — замерзание воды, используемой для затворения кладочных растворов. Застывшая смесь теряет прочность и пластичность, что приводит к недостаточному сцеплению элементов и снижению устойчивости несущих стен и перегородок. А после оттаивания в кладочных швах образуются многочисленные пустоты.

На поверхности рядов образуется тонкая ледяная корка препятствующая образованию плотности соединения конструкции.

Влажность в совокупности с температурными перепадами приводит к разрушению кирпичей.

Так же стоит отметить и уменьшение производительности труда зимой. Но должно быть обеспеченно качество кладки с перевязкой швов и соблюдением их толщины как в летнее время.

Важно: подвижность укладываемой растворной смеси должна составлять 9…13 см.

Чтобы избежать всех перечисленных негативных явлений, разработаны особые принципы кирпичной кладки в зимних условиях, которые рассмотрим далее.

Метод замораживания

Способ применим при возведении зданий до 4-х этажей и высотой ≤ 15-ти м. Суть состоит в использовании обычных растворов с обеспечением их первоначального схватывания, что обеспечивается подогревом воды до 80-ти градусов и песка ≤ 60°C, дальнейший набор прочности происходит по наступлению оттепелей.

Необходимо строгое соблюдение следующих требований:

  • в момент укладки температура раствора должна быть: при среднесуточной t до — 10° — плюс 5°, до минус 20° — +10° и 15° при температурах ниже -20°C. В первых 2-х случаях используется марка раствора выше проектной на единицу, в третьем превышение должно составлять две марки,
  • кладка кирпича зимой выполняется по всей захватке одновременно,
  • на версте раствор укладывается сразу максимум на два смежных кирпича, на забутовке ≤ 8-ми,
  • готовый раствор должен укладываться ≤ 30-ти минут,
  • растворная ёмкость каменщика должна быть с крышкой, подогреваться или быть утеплённой,
  • замёрзший раствор использовать нельзя, его разогрев добавлением горячей воды недопустим,
  • запрещено удаление замершей ледяной корки на стенах горячей водой, можно использовать паяльную лампу или горячий пар, что дополнительно подогреет кирпичи,
  • после завершения суточной кладки захватка укрывается теплоизоляторами,
  • перед оттепелью с перекрытий удаляются всё лишнее (оборудование, инструменты, стройматериалы и мусор).

Использование противоморозных добавок (ПМД)

Добавки в кладку кирпича зимой вносятся в кладочные растворы для замедления их замерзания, сокращения времени схватывания и повышения прочности сцепления кирпичей с обеспечением сохранения основных характеристик раствора, включая подвижность смеси.

Приготовление растворов с ПМД не отличается от обычных технологий, затворение химическими добавками выполняется в виде водных растворов. Раствор при выполнении работ должен иметь положительную температуру около 5-ти град. и обязательно быть использован полностью до начала схватывания.

При приготовлении необходимо чёткое соблюдение прилагаемой инструкции, в которой в зависимости от вида ПМД изложены:

  • тип и свойства добавки,
  • пропорции добавок в зависимости от погодных условий,
  • возможность применения в зданиях различного назначения.

Минимальная марка используемых растворов М50. Большинство добавок, по мнению экспертов, не рекомендуется использовать для возведения жилых домов.

Что добавляют в раствор зимой для кладки кирпича?

Чаще всего в нашей стране применяются следующие ПМД:

  1. Углекислый калий (поташ) с тщательной предварительной очисткой поверхности и кратковременным смачиванием суспензиями поташа с глиной.
  2. Технический нитрит натрия.
  3. Смесь нитрита натрия с поташом
  4. Готовый продукт НКМ (к смеси поташа с нитритом натрия добавлена мочевина).
  5. .Хлористый кальций и натрий. Могут использоваться только при отсутствии армирования, так как вызывают коррозию металла.

В строительных нормах и правилах имеются специальные таблицы зависимости необходимого количества ПМД от наружных температур, при этом следует ориентироваться на декадный прогноз.

Кладка кирпича в зимнее время с устройством тепляка

Тепляк представляет собой своеобразный термос для сохранения тепла, выделяющегося при твердении растворных составов. Обычно это деревянный каркас обтянутый брезентом или плотной полиэтиленовой плёнкой. Для поддержания необходимой температуры круглосуточно, внутри устанавливаются обогревательные приборы (тепловые пушки, печки и различного рода обогреватели).

Благоприятный влажно-тепловой режим создаётся дополнительным водным увлажнением конструктивов. Метод обеспечивает гарантированную прочность кладки, но отличается дороговизной исполнения. Поэтому обычно используется при возведении небольших по площади зданий.

Электропрогрев

Способ заключается в прогреве конструкции пропусканием через неё электрического тока. Для этого в горизонтальных швах через один ряд закладываются тонкая проволока или специальные ленты с электродами, которые подключаются к источникам электропитания.

При нагреве проволоки создаётся благоприятный температурный режим, обеспечивающий нормальное твердение раствора. Такой прогрев осуществляется недели.

Метод нельзя считать особо эффективным, поэтому используется не часто при выборе способа как класть кирпич зимой. Коэффициент полезного действия составляет до 25 %, а для подключения источника питания, расчёта необходимого сечения и длины проводников потребуется привлечение специалиста, имеющего опыт выполнения таких работ. Кроме того необходимым постоянный контроль над системой прогрева и обеспечением нужного уровня прогревания.

Изложенные методы отвечают на вопрос можно ли класть кирпич зимой, но это отличается большей трудоёмкостью, дополнительными финансовыми затратами и требует строгого соблюдения определённых правил. Поэтому, при возможности, целесообразней выполнять кладку в тёплое время года.

Что добавить в раствор зимой народные средства

Приготовление бетонного раствора в зимних условиях

Изготовление бетонного раствора при морозах до -15С возможно при соблюдении определенных инструкций. Главное не делать ошибки, приобретая расходный материал (в этом вам поможет наша статья: Как выбрать цемент), и правильно замешивать рабочую смесь. Для создания бетонной смеси в бетономешалке на 110л зимой потребуются такие расходные материалы:

В частном строительстве опытные бригады и строительные фирмы работают с портландцементом М400, М500. Он универсален в применении, производится в чистом виде или с добавками.
Касательно маркировок на мешках. Маркировка «Д0» на таре показывает, что цемент максимально очищен и состоит только из частиц клинкера (в цементе нет добавок, Д=0%). Цемент с такой маркировкой рекомендуется, если нужно замешивать раствор при отрицательных температурах. Он быстрее «схватывается», более морозостоек и водонепроницаем, чем цемент с маркировкой «Д20». Аббревиатура «Д20» на мешках означает что в цементе 20% добавок, соответственно он «слабее» по характеристикам, чем чистый цемент с маркировкой «Д0».
Числа 500, 400 означают, что бетон, изготовленный с соблюдением требований по тех.карте, способен выдержать 500 кг или 400 кг давления на 1 см.кв., в зависимости от марки.

Щебень-зубок

Обычно в растворе для стяжек, фундаментов, других общестроительных нужд применяют фракцию 10-20 (щебень от 1 см до 2 см). Бетон с наполнителем такого размера гораздо легче укладывается в отличие от бетона с наполнителем более крупной фракции 20-40 (щебень от 2 см до 4 см) или 40-60 (щебень от 4 см до 6 см). Небольшой размер обеспечивает максимальную плотность бетонной массы при укладке. Существует минимальный риск образования пустот при заливке бетона в опалубку либо при устройстве стяжек. Лещадность щебня-зубка (доля пыли и посторонних примесей в наполнителе) в пределах 3%-5%. Лещадность — важный показатель. Бетон не наберет необходимой крепости, если в щебне будет содержаться грязь в виде отсева или других мусорных добавок.

Существует 2 основных вида строительного песка, добывают его также разными способами:
• Желтый песок берут в карьере,
• Белый песок намывают из реки, озера.
Речной песок в бетоне для фундаментов и стяжек однозначно предпочтительней песка, добытого в карьере. Последний обычно содержит в составе части земли, глины, других сорных примесей.
Речной белый песок имеет более крупный размер кристаллов, содержит очень мало ненужных примесей в составе. С раствором на белом песке можно дольше работать — он «садится» медленнее раствора с желтым песком в составе.

Антифриз для бетона

Пластифицирующая антиморозная добавка. Компонент, значительно упростивший замешивание раствора на холоде. Одновременно добавка уменьшает до 20% количество воды в составе. Необходима при работе в условиях пониженной температуры.

В таблице указаны пропорции для изготовления бетонов разных классов, от тяжелых до сверхлегких.
Проверенная пропорция для бетономешалки на основе цемента м400:
• 1 часть цемента
• 2 части песка
• 3 части щебня-зубка

Рекомендации по изготовлению бетона при минусовых температурах

Быстро и легко наполнить бетономешалку согласно пропорции для создания бетонного раствора можно подборной лопатой без использования мерных ведер. В бетономешалку на 110 литров без расплескивания смеси при замешивании входит:
• 3 подборных лопаты цемента
• 6 лопат песка
• 9 лопат щебня-зубка
• 7 литров нагретой до +50С воды (объем жидкости указан для раствора с антиморозной добавкой)
• Антиморозная добавка в количестве согласно рекомендациям производителя. Обычно не больше 1% от массы цемента
Прямое назначение добавки — возможность работать с раствором в холодное время. Её применение также снижает количество воды в растворе, повышает пластичность бетона. С пластифицирующим антифризом для бетона раствор становится более текучим. Усадка из-за уменьшения количества воды в растворе всего около 1 мм вместо обычных 2-3мм. Ускоряется время твердения.
Основной проблемой при создании раствора в холодное время является щебень. Он остывает, и при замешивании вокруг каждого камешка образуется наледь. В результате не происходит перемешивания до однородного состава. Антиморозная добавка частично решает эту проблему. Дополнительно используют горячую воду. В процессе перемешивания она отдает тепло щебенке, запускает химическую реакцию в растворе. В результате смесь в состоянии перемешаться до однородной массы. Если воду не греть, то смесь в мешалке будет рассыпчатой, комкообразной, непластичной, каждый камешек в растворе будет окутан ледяным коконом из застывшей цементно-песчаной смеси.

Что добавляют в цементный раствор для кладки в зимний период?

Что добавляют в цементный раствор для кладки в зимний период?

Добавляют противоморозные добавки,которые позволяют цементу схватиться раньше, чем он замерзнет. Дешевле всего обычная поваренная соль, но от нее остаются белые пятна на кладке, которые или специально смывать или ждать терпеливо пару лет, пока их дождями смоет. Добавляют и поташ, как правильно Прораб [498] указал, и нитрит натрия. Все зависит от того, какая именно конструкция возводится.

Добавляют специальные противоморозные добавки

Добавляют и поташ (углекислый кальций) нитрит натрия и.т.п.

Но я бы не советовал вести кладки в зимний период, причин на то множество:

Надо разогревать воду затворения.

В песке содержится влага, на морозе куча песка, это «бетон» который надо разбивать ломом и разогревать что бы можно было замешать кладочный раствор.

Используя любые противоморозные добавки, Вы рискуете тем что по весне вся кирпичная кладка будет в высолах (белый налёт).

Стоимость работ резко увеличивается.

Прочность кладочного раствора хуже, чем у обычного «классического» и.т.д.

Кладку лучше вести в тёплое время года, особенно это касается частного строительства.

Если очень сильно надо, то лучше обустраивать тепляки, чем «увлекаться» противоморозными добавками.

В кладочный раствор при использовании его в зимний период раньше добавляли простую соль, но на дворе уже 21 век, поэтому в строительных магазинах есть в продаже спецсредство, которое легко рассчитать по количеству добавления привязавшись к температуре и количеству цемента в растворе.

К примеру на рынках в двадцати килограммовых мешках продают добавку «противоморозная добавка Мороз-10 и Мороз-20».

Мороз-10 до минус 10 градусов.

Мороз-20 до минус 20 градусов.

Добавляется дозировано к привязке к температуре, если к примеру на улице минус 5, то можно взять половину нормы десятого, то есть использовать максимально эффективно противоморозное средство.

В отличии от простой соли добавляемой раньше, противоморозные добавки имеют химические реактивы в своём составе и при затвердевании раствора выделяется повышенное количество тепла, что способствует лучшему выдавливанию влаги.

Противоморозные добавки применяют во все виды растворов — кладочный, штукатурный и даже в бетон.

Я написал название «Мороз-10» и «Мороз-20», так как знаю их сам, но вы можете приобрести другие марки, состав их идентичен, достаточно поинтересоваться — противоморозными добавками/присадками в растворы.

Что добавить в раствор зимой что бы не замерзал

Замерз бетон: критические условия для работ и последствия

Для того чтобы бетон набрал прочность и не промерз при низких температурах воздуха, необходимо соблюдать оптимальные условия его затвердевания. Жара или сильные морозы не подходят для работ по бетонированию. Подходящим временем считается осенний или весенний период. Какие же последствия возникают при несоблюдении температурных параметров для заливки бетона и как избежать замерзания конструкции?

При какой температуре замерзает бетон

Для застывания бетонной смеси нормальным является температурный режим не ниже +5 градусов. Работы, как правило, проводятся при температуре воздуха от +15 — до +20 градусов. Соблюдение рекомендуемых условий позволит избежать применения дополнительных технологий и избежать лишних затрат.

Затвердевание основания и поверхности бетонной конструкции происходит за месяц при поддержании температуры в пределах +15 — +20 градусов. При температуре ниже +15 градусов процесс растягивается вплоть до 60 дней, при нуле — затвердевание прекращается. Залитый в опалубку раствор при минусовых значениях начинает замерзать.

В том случае, если фундамент успел окрепнуть до наступления холодов, резкие перепады температур не страшны. В весенний период приостановленный процесс возобновляется. В результате фундамент не промерзает и не трескается. Но если бетон не успевает набрать прочность, то при резких заморозках монолит получается неудовлетворительного качества.

Промерзает залитый бетон уже при отметке -15 градусов. Для крепкого основания такая погода не страшна. Не затвердевший материал промерзает при -20 градусах.

Какие могут быть последствия

Замерз бетон при заливке

Если во время заливки фундамента температура воздуха снижается до минусовых отметок, то возможны следующие последствия:

  • залитая плита не набирает прочность,
  • даже разовое замерзание может повлечь снижение технологической прочности,
  • внутри бетона скапливается вода, которая из жидкого агрегатного состояния превращается в лед,
  • поверхностный слой со временем облупливается, что ведет к появлению трещин,
  • образовавшийся в расщелинах бетона лед снижает сцепление отдельных составляющих, что также ведет к трещинам и расслоению поверхности.

При замерзании смеси в процессе заливки в расщелинах скапливается лед, который неминуемо увеличивается в размерах и создает разрывы. Это ведет к разрыхлению монолита и снижению прочности. В итоге начинает расти влагопроницаемость. Процесс гидратации воды приводит к поднятию скопившейся жидкости на поверхность бетона. Во время заморозков растрескиванию подвергается сначала верхний слой плиты.

Во внутренней части фундамента в результате химической реакции между цементом и водой выделяется тепло. Это помогает снизить риск промерзания бетона по глубине заливки.

Замерз бетон после заливки

Если работы проводились с соблюдением оптимальных температурных условий, но после их завершения на улице резко похолодало, то возможны следующие последствия:

  • При временном понижении температуры сильных деформаций внутри и на поверхности залитого материала не происходит. При восстановлении погоды скопившийся в бетоне лед оттаивает. Вода никак не мешает продолжению процесса затвердевания.

Ненадолго примороженный бетон не теряет первоначальных качеств. Единственным минусом, и то не критичным, можно назвать процесс потери заявленной марочной прочности.

  • При резком понижении температуры воздуха страдает верхний залитый слой. Поверхность со временем облупляется из-за поднявшейся на самый верхний слой воды. Дело в том, что в этом случае водоцементное соотношение нарушается: внизу наблюдается недостаток влаги, а на поверхности излишек. При заморозках вода превращается в лед, что ведет к растрескиванию и повреждению конструкции.
  • Если температура понижается надолго, то бетон может окончательно разрушиться. Это связано с полной остановкой процесса гидратации. Даже после оттепели прочность уже не восстановится. Остается только применять дополнительные меры защиты во время заморозков.

Бетон замерз с противоморозными добавками

Если в раствор были добавлены дополнительные ингредиенты, но это не спасло ситуацию во время сильных заморозков, то наблюдаются такие последствия:

  • При использовании в бетонной смеси дополнительных добавок некоторые характеристики фундамента снижаются, что влияет на уменьшение прочности конструкции. Это ведет к растрескиванию не только верхнего слоя, но и середины, а также основания.
  • Из-за потери мощности бетонной конструкции возникает деформация.
  • Бетон становится более подвержен перепаду температур, чем если бы был без специальных противоморозных добавок. Это ведет к образованию щелей и отверстий в основании конструкции. При попадании в них влаги происходит постепенное разрушение.

С противоморозными добавками вероятность промерзания бетонного слоя не велика. Если это все же произошло, то сохранить целостность конструкции будет гораздо тяжелее.

Сколько нужно времени бетону, чтобы не замерзнуть

Вероятность замерзания бетона зависит от температуры воздуха во время заливки и во время набора прочности конструкции. Если работы проводятся при нормальных температурах, то для схватывания фундамента потребуется не менее 2 часов. Такое же время потребуется для затвердевания.

При отрицательных температурах воздуха бетон не набирает необходимой прочности. Если температура снижается, то схватывание поверхности не произойдет и возможно промерзание.

От типа используемой бетонной смеси и показателей влажности окружающей среды будет зависеть продолжительность затвердевания конструкции. При соблюдении технологических параметров работы полное затвердевание происходит уже через 27 — 30 дней. После этого срока не страшны заморозки. При неблагоприятных погодных условиях конструкция может замерзнуть даже спустя 2 месяца. После 3 — 4 месяцев схватывания морозы не страшны.

Что делать, если замерз бетон

Если неожиданно ударил мороз и конструкция замерзла, то ее в первую очередь отогревают. Сделать это можно с помощью применения тепловых пушек, мощных электрических прожекторов или путем использования металлических бочек, внутри которых разводят костер. Делают это быстро с использованием нескольких емкостей.

Сразу после понижения температуры воздуха следует накрыть поверхность пленкой ПВХ. Такая мера позволит ликвидировать отдачу тепла от верхнего слоя и сохранить нормальную температуру на глубине фундамента.

Если перекрытие фундамента не нуждается в спасении, то достаточно будет сделать только утепление сверху, поместив на поверхность тепловую пушку. Снизу тепло будет поступать от земли, что и спасет всю конструкцию в целом.

Снижение температуры не страшно для затвердевшего бетона, но похолодание нарушает целостность поверхности. При замерзании бетона главное сразу начать работу по восстановлению. Промедление приводит к нежелательным последствиям, вплоть до серьезной деформации конструкции. Зная все тонкости условий бетонирования, можно добиться хороших результатов.

[res1]

Что добавить в бетон, чтобы он не замерз

В бетонном строительстве зачастую очень важно сделать воду незамерзающей в минусовую температуру, чтобы успешно делать цементный раствор. Чтобы это стало возможным, талантливые инженеры придумали в свое время противоморозные добавки. Поговорим о них.

Чаще всего в наши дни приобретаются два вещества – формиат и нитрит натрия.

ФОРМИАТ НАТРИЯ

Формиат является кристаллическим порошком, имеющим определенный состав. Помимо 97,5 % самого вещества. Тут есть еще 0,3% воды и 2,5 % органических примесей. Добавив этот порошок в воду, вы снизите точку ее замерзания во время затворения цементного раствора и бетона.

Благодаря формиату натрия бетон довольно быстро приобретает прочность, а бетонная смесь будет иметь максимально продолжительный срок своей «жизнеспособности». Данная смесь может быть применена в мороз до -15 градусов при изготовлении бетонов и их укладке в таких работах, как возведение монолитных и сборных конструкций из бетона (железобетона).

Формиат натрия имеет немало преимуществ перед своими противоморозными аналогами. Прежде всего, этот порошок не может взорваться или загореться. При нахождении в водной или воздушной средах он не образует каких-то токсических соединений. Формиата натрия в бетонную смесь нужно вводить существенно меньше, чем других антиморозных добавок.

А сколько конкретно надо добавить этого вещества в бетон, чтобы результат соответствовал ожиданиям? Это напрямую зависит от температуры окружающего воздуха:

  1. -5С 0 – потребуется 2% сухой смеси от общего веса цемента.
  2. -10С 0 – 3%.
  3. -15С 0 – 4%.

Невзирая на то, что формиат натрия в целом безопасен, работать с ним надо при четком соблюдении правил безопасности. Наденьте перчатки с маской и специальный строительный халат. Вещество не горит, но курить и разводить открытый огонь в местах его применения нельзя. Следует помнить, что формиат натрия не используется.

Если будущая бетонная или железобетонная конструкция рассчитана на эксплуатацию в водных или газовых средах, а также при влажности воздуха свыше 60%. Предприятия, потребляющие постоянный ток, а также электрифицированный транспорт – это тоже неподходящие сферы применения формиата натрия.

НИТРИТ НАТРИЯ

Нитрит натрия – очень токсичный противоморозный компонент, который вдобавок ко всему способен и взрываться, и гореть. Вещество отнесено в третий класс опасности по данным параметрам. Готовить смесь можно лишь в особых помещениях, специально выделенных под эти цели. Нельзя делать смесь там, где впоследствии будут пребывать люди, а также предполагается нахождение источников воспламенения.

Порошок растворяется в закрытых установках с максимальной механизацией. Для таких мероприятий должно привлекаться минимальное число персонала.

Нитрит натрия чрезвычайно опасен, но все равно применяется в строительстве довольно широко. Причиной тому служат уникальные свойства:

  1. Первоначальная водонепроницаемость бетона, а также его прочность возрастают в разы.
  2. Предотвращается коррозия металла в ЖБИ, уменьшается существенно пылеобразование.
  3. Морозостойкость позволяет вести строительство даже при морозах под -20С.

Как видите, противоморозные добавки делают бетон пригодным к строительству даже зимой, а также улучшают его ключевые эксплуатационные характеристики.

Что добавить в раствор зимой чтоб не замерзал

Работа с цементным раствором при минусовой температуре, какие есть нюансы?

С учетом того, что вода в растворе приводит к замерзанию и преждевременному схватыванию, при работе с цементным раствором при минусовых температурах учитывают следующие нюансы:

  • в раствор добавляют противо — замерзающую жидкость,
  • после заливки цементного раствора его укрывают матами,
  • так же применяют и электрические термо — маты для обогрева.

Применение специальных противо — замерзающих присадок, и электрических матов даёт гарантию качественного выполнения работ. Конечно же есть и более дешевый способ. Достаточно просто укрыть бетон любым теплоизолирующим материалом, который к тому же не продувается, и тогда имеющееся в цементном растворе тепло, еще долгое время будет сохраняться под слоем изоляции.

Обычный подогрев и тёплая вода заканчивается, когда температура ниже +5 градусов, так как в любую минуту столбик термометра может опуститься и ниже нуля.

Есть три вида и способа работы при низких температурах.

Если температура колеблется в пределах от +5 до -3 градусов

Достаточно в раствор добавить хлорид кальция, но также можно добавлять, если это не противоречит технологическому процессу и такие вещества, как кухонную соль, карбонат калия, соду или же готовые промышленные препараты.

Когда температура опускается в пределах от -3 до -7 градусов

Тут уже нужно начинать с песка, если он не сыпучий, а замёрз — тогда его необходимо подогреть, да и саму воду подогревать как минимум, чтобы была +20 градусов, но не выше +70 градусов. С добавками тут уже не играйтесь, купите специальную противоморозную добавку. А сам раствор на открытой поверхности не храните, сделайте для него шатёр, например из брезента и обогревайте тепловой пушкой или костром.

Когда температура опускается ниже -7 градусов, но не более -15 градусов

Тут также соблюдаем все условия вышестоящего диапазона температуры, кроме того, что использовать надо уже более профессиональные добавки на определённую температуру.

К нюансам можно отнести выбор противоморозной добавки, они разные.

Пропорции так же разные в зависимости от температуры воздуха.

Противоморозные добавки добавляются в воду затворения цементных растворов.

Сама вода тоже подогревается (это особенно актуально при изготовлении бетонов).

При температуре до — 5-и градусов обычно добавляют 2-а,3% противоморозной добавки, от общей массы цемента.

Если температура ниже — 10-и градусов, то уже 4% противоморозной добавки, от количества цемента.

Ещё к нюансам можно отнести выбор правильного количества цементного раствора для той, или иной работы.

Дело в том что раствор лучше сразу вырабатывать, категорически нельзя замораживать цементный раствор и размораживать тёплой водой.

Так же к нюансам можно отнести обустройство тепляков над объектом.

То есть кладка, штукатурка ведётся под тепляком (тепляк это к примеру каркасно-теновое ПВХ покрытие и тепловые пушки внутри тепляка).

Цементный раствор для чего это первое, допустим для кладки кирпича, шлакоблока, газосиликатных блоков или просто блоков для фундамента — что нужно учесть, первое увеличить на 30% пропорции цемента в замесе раствора, второе естественно стараться его выработать до того, чтоб он замёрз, так как класть его замёрзшими грудками в швы не только не допустимо, но и неудобно! Метод это не новый и называется методом вымораживания, строят так сараи и гаражи, закладывают фундаменты, возводят перегородки и лабиринты, закладывают ненужные проёмы и ходы, да в принципе делают всё что связанно с черновой кладкой, а вот лицевую таким образом класть не рекомендуется, хотя жизнь и время прижмёт так и положат и лицевую на морозе, да причём ещё и многоэтажку построят и ни чего стоят нормально! Идём дальше вопрос был задан про раствор цементный, его ещё можно использовать к примеру для стяжки или выравнивания поверхности — тогда нужно подготовить необходимое по количеству площади клеёнки и утеплитель подойдёт минвата, после того как раствор будет залит и разровнен его необходимо будет накрыть клеёнкой и сверху утеплить минватой, работать на такой поверхности уже до весны не желательно (пусть остаётся накрытым), но в случае надобности не раньше чем через три недели! При укладке фундамента, постройке подвалов, сливных ям, дренажных коробов — мороз вообще не доставляет ни каких хлопот, так как ниже уровня земли его просто нет, а замешанный раствор который периодически шевелится растворомешалкой не замерзает очень долго.

[res2]

Зимняя кладка кирпича

Зима не самое лучшее время для строительства. Но бывает так, что продолжить строительные работы просто необходимо. В одной из статей мы уже рассмотрели как в зимнее время закладывать фундамент.

Зимняя кладка кирпича так же вполне выполнимый процесс, хоть и более трудоемкий. Если соблюдать технологию кладки в зимнее время, то строительные работы можно продолжать даже при температуре -50 градусов.

Технология кирпичной кладки зимой

Зимнюю кладку можно осуществить такими способами:

Кладка с электропрогревом

Такой метод лучше применять на небольших участках, так как это довольно энерго затратный и трудоемкий процесс. При таком способе в горизонтальные швы помещают электроды, на которые подается электричество.

Нагреваясь, электроды передают тепло раствору в швах, что предотвращает появление льда. Что бы электропрогрев получился максимально эффективным, необходимо следить, чтобы швы были заполнены полностью.

Устройство термоса (тепляка)

Способ так же эффективен, но не менее трудозатратный. Вокруг предполагаемой стены или ее части монтируется реечный каркас и накрывается пленкой, брезентом и т.п. Внутрь полученного каркаса помещается электрообогреватель, тепловая пушка и т.п.

При этом, обогрев тепляка должен производиться несколько суток. Недостатком является то, что невозможно сделать такое сооружении над всем домом или хотя бы одной стеной. Так что такой метод больше подходит для строительства небольших отдельных элементов.

Метод замораживания

Самый эффективный способ. Суть такого способа в том, что раствор для зимней кладки имеет свойство после оттаивания схватываться. Кирпич для кладки должен быть без наледи, а раствор прогретым. При появлении наледи на кирпиче ее необходимо удалить, например с помощью инжекционной горелки.

На морозе он быстро остывает и в нем появляется лед. Поэтому, его надо замешивать небольшими порциями так, чтобы он расходовался каменщиками за 30 минут. Немаловажной деталью служит наполнение швов, они должны заполняться полностью, особенно вертикальные.

Раствор для зимней кладки кирпича

Чтобы стены сложенные зимой были такие же крепкие как и построенные летом нужно чтобы и раствор был качественным. Для того, чтобы он не сразу замерзал в него добавляют противоморозные добавки. Добавки — это смесь минеральных солей, которые снижают температуру замерзания. К ним относятся — нитрид натрия, хлористый кальций или натрий, поташ.

При работе с такими добавки надо соблюдать меры безопасности: работа должна производиться в спецодежде, защитных очках и перчатках. В связи с тем, что в этих добавках присутствуют химические элементы вредные для человека, использовать их можно при возведении подпорных стен и фундаментов.

Использование раствора с применением химических смесей при кладке запрещена для строительства жилых домов. Пропорции цемента и песка — 100 кг на 1 м³.

Заключение

По технологии кладка кирпича зимой не сильно отличается от летней. Точно так же как и летом делается постель из раствора, на которую кладут кирпич. Конечно это более трудоемкий процесс. Однако если строительство по какой то причине попало на начало зимы не торопитесь его консервировать на долгие месяцы. Ведь зимняя кладка по прочности не уступает летней.

оптимальный диапазон в различное время года

Прочность фундамента строения определяется качеством раствора, соблюдением последовательности его укладки и погодными условиями в конкретной местности. Поэтому необходимо выяснить, при какой температуре можно заливать бетон в теплый и холодный сезон.

Особенности набора прочности бетонными конструкциями

Чтобы уточнить, при какой температуре воздуха можно заливать цементную смесь, нужно разобраться с процессом отвердевания. В готовом растворе происходит реакция между компонентами цемента и воды – гидратация. Процесс протекает в два этапа:

  • схватывание при участии алюминатов СЗА. Внутри бетона генерируются кристаллы-иголки, связывающиеся друг с другом. Через 6-10 часов образуется своеобразный скелет смеси;
  • твердение с участием клинкерных минералов C3S и C2S. Во время твердения бетона формируется силикатная мелкопористая масса из мелких кристаллов.

Интересно знать! При низких температурах вода в фундаменте становится льдом, что приводит к окончанию твердения и схватывания.

Опасность влияния минусовых температур на состояние смеси

Скорость реакций гидратации и набора прочности бетоном привязаны к температуре окружающей среды. При ее понижении с +20 до +5 градусов время твердения увеличивается в 5 раз. Процесс застывания проходит еще медленнее, если на улице похолодало до нуля.

Замерзание воды при отрицательной температуре приводит к ее расширению. Далее происходит повышение давления внутри смеси, которое становится причиной распада кристаллической решетки. Последствие реакции – разрушение фундамента и ухудшение свойств монолитности из-за обволакивания льдом заполнителей.

Важно! После оттаивания жидкости процесс отвердевания восстанавливается, но качество бетона будет хуже – арматура отслаивается, а монолит растрескивается.

Какая температура воздуха является приемлемой для раствора?

Специалисты выяснили, при какой оптимальной температуре воздуха следует и можно заливать готовый бетон. Работы по строительству фундамента лучше проводить в промежутке от +5 до +15°. Уличный температурный режим в пределах от +5 до минус 3° предусматривает, что свежеуложенный бетон марки М200 весом 240 г/м3 должен быть не ниже +5 градусов.

На заметку! При использовании меньшего количества цемента оптимальная внутренняя температура состава равняется  +10°.

Показатели морозостойкости различных марок бетона

Чтобы выяснить, до какой самой низкой минусовой температуры на улице можно строить фундамент и заливать бетон, необходимо разобраться в его морозостойкости. Данная характеристика влияет на количество циклов заморозки и оттаивания смеси без потери ею не более 5 % прочности.

ГОСТом 10060-2012 регламентированы 5 групп морозостойкости производимых марок бетона:

  • F50 – низкая устойчивость к замерзанию свойственна смесям М100 и М150, поэтому их применяют для внутренних работ;
  • F100 – марки бетона М200 и М250 отличаются нормальной устойчивостью, но подходят только для строительства домов в теплом или умеренном климате;
  • F150-300 – составы с маркировкой М300, М350 и М400 актуальны при постоянных низких температурах и на почвах с большой глубиной промерзания;
  • F300-500 – такой показатель морозустойчивости у марок М450, М500, М550 и М600, рекомендованных для работ в условиях северных областей.

Важно! Составы F500-1000 не используются для частного строительства, они подходят только для промышленных зданий, исследовательских и военных комплексов.

Технология и особенности заливки в осеннее время

При какой средней летней температуре начинать строительство? Теплое время года – от +15 до +30 градусов подходит для строительных работ. Заливка бетона летом допустима. Единственное условие – защита свежеуложенного монолита от дождя.

Выбор подходящего времени

В осеннее время погода отличается непредсказуемостью, поэтому важно знать, при какой температуре можно заливать бетон осенью.

Оптимальная температура воздуха составляет от +20 до +5°, поэтому начинать устройство основания рекомендуется в сентябре-октябре до заморозков. В процессе обустройства фундамента важно учитывать, до какой отметки на градуснике нужно выполнить работы перед похолоданием. Она должна равняться +10 градусов по Цельсию. Бетонная масса набирает прочность на протяжении 1 месяца. Перед заморозками рекомендуется сделать укрытие, а в первые двое суток – защитить смесь пленкой от дождя.

Совет! Перед тем, как заливать фундамент осенью, посмотрите прогноз погоды.

Факторы, влияющие на схватывание теста в осенний период

Заливка монолита будет качественной, если учесть несколько моментов:

  • температура воздуха. При каких показателях температуры можно заливать бетон осенью, чтобы начать строить дом? Нормальный показатель – плюс 16°. В этот период раствор затвердевает медленно, что обеспечивает качество постройки. Заморозки припадают на конец октября, поэтому лучше заняться строительством в середине сентября;
  • характеристики влажности. Сырая погода и влажный грунт способствуют процессу отвердевания. Свежеуложенный раствор не нужно регулярно сбрызгивать водой, а медленное высыхание обеспечивает повышение прочности;
  • наличие осадков. Если вы разобрались, при каких оптимальных температурах можно заливать основание, то нужно учесть и наличие дождя. Переувлажнение монолита приводит к вымыванию цементного молочка;
  • уровень грунтовых вод. На болотистых участках осенью меньше воды, что позволяет сделать свайное основание. Проверить, поднялась ли вода, можно путем выкапывания траншеи. Если в ней поднялась вода, фундамент заливать нельзя.

Важно! При несоответствии хотя бы одного фактора конструкция потеряет прочность.

Процесс работ в зимнее время

Основное условие, при котором получится уложить бетон зимой, – температура на улице до -3 градусов. В условиях ее понижения есть риски перемерзания цементного теста. Если вам интересно, при каких максимально низких наружных температурах допустимо заливать бетон с обогревом, то эта величина – от +5 градусов.

Строительная практика отмечает две технологии работ  – использование морозостойких составов и искусственное повышение устойчивости теста к холодам.

Правильный замес смеси

Цемент марки М400 в морозных условиях набирает более 30 % своей максимальной прочности.

Раствор готовится в стандартных пропорциях:

  • 1 часть цемента;
  • 2,5 части песка;
  • 8-10 частей воды.

При известковании количество компонентов изменяется:

  • 1 часть цемента;
  • 2,5-4 части песка;
  • 1,3:10 извести;
  • 8-10 частей воды.

Для приготовления марки бетона М400 также используют пластификаторы и антифризы.

Прогрев цементного теста

При какой минимальной температуре можно заливать бетон с подогревом монолита, вы уже разобрались. Строители рекомендуют в процессе замеса повышать и температуру раствора до 35-40 ° путем разогрева воды до 90 °,  щебня и песка – до 60 °. Сухой цемент не греют, а оставляют в помещении до набора комнатной температуры.

Вода прогревается в железной емкости, а добавки при помощи обдува воздухом. Для этого внутрь кучек стройматериалов от печи протягивается трубопровод. Укладку после нагрева осуществляют за один раз, подавая смесь непрерывно.

Совет! Если организуется доставка бетона на объект в зимнюю погоду, уточните, прогревает ли поставщик материал в специальной печи.

Можно ли искусственно повысить морозостойкость раствора?

Чтобы ускорить работы и предотвратить деструкцию фундамента допускается использовать антиморозные средства, выполнять прогрев бетона или его утепление.

Виды добавок

При соблюдении дозировок специальных продуктов легко предусмотреть, при какой предельной отрицательной температуре заканчивать стройку. Допустимо продолжать работы до -25 градусов. Средства классифицируются в зависимости от воздействия на смесь.

Присадки

Специальные жидкие продукты для гидратации раствора в условиях минусовой температуры. Используются вместе с подогревом для ускорения реакций отвердевания и схватывания.

Антифризы

Средства, повышающие активность цементного теста в любых условиях:

  • поташ или вещества на основе солей монокарбоновых кислот. Повышают температурный диапазон работы с бетонным составом до -30 градусов, ускоряют отвердевание состава. Армирующий каркас не подвергается коррозии, на поверхности монолита нет высолов;
  • хлорид натрия – используется для пластификации смеси из портландцемента, исключает загустение. Стальная арматура может ржаветь;
  • нитрит натрия – подходит для всех типов цементов, кроме глиноземных. После добавления продукта со смесью можно работать при низких температурах, но до -15 градусов;
  • формиат натрия – предусматривает использование пластификаторов. Без них в монолите из-за скопления солей появляются пустоты.

На заметку! Антифризы исключают нагревание конструкции.

Ускорители схватывания

Отличаются быстрым выделением теплоты, поэтому температура воды остается стабильной и монолит греется сам.

Важно! При несоблюдении дозировки веществ есть риски коррозии армирующего каркаса.

Способы подогрева

Прогрев бетона актуален, если требует залить фундамент малоэтажного здания. Если интересуетесь, до какой максимальной отметки можно повысить температуру, этот показатель составляет 15-20 градусов. Антифризовые смеси начинают вводить при температуре от -15 градусов. Сейчас мы кратко будем рассматривать варианты электрообогрева бетона:

  • по всей площади строения устанавливается каркас из деревянного бруса, на котором организуется пленочный шатер. Внутри конструкции устанавливаются пушки на газе или электричестве. После подъема температуры устройства поддерживают ее на протяжении цикла застывания бетона;
  • обмотка армирующего каркаса греющим кабелем до того, как вы начнете заливать фундамент. Электрика включается в сети после укладки смеси. Помимо кабеля можно использовать нихромовые спирали или ТЭНы.

Важно! В условиях сильных холодов и промерзания грунтов методика неэффективна.

Особенности укрытия и утепления

Используя этот способ, по достижению 3-х – 7-ми градусной уличной температуры можно заливать бетон.

Чтобы защитить свежеуложенный бетон в условиях заморозков, организуется специальное укрытие. Закрыть будущий фундамент утеплителем можно так:

  1. Заливка раствора в опалубку и его контроль до момента схватывания.
  2. Засыпка в ленту смоченных водой опилок слоем на 20 см.
  3. Закрытие материала отрезом пленки шириной 1,5 м.
  4. Укладка сухих опилок – слой 50 см.
  5. Фундаменты для столбов засыпают сухой листвой и накрывают полиэтиленом.

На заметку! Сухой материал защитит монолитное основание от холода, а влажный – исключит его перегревание.

Выполнение утепления опалубки

Укладка утеплителя актуальна, если прогревался свежеуложенный бетон. Технология теплоизоляции опалубки имеет несколько особенностей:

  • начало работ до заморозков;
  • укладка рулонного или пленочного теплоизолятора на поверхность опалубки;
  • выполнение электрического обогрева – возводится шатер и устанавливаются пушки;
  • прикрытие бетонной смеси после заливки опилками, соломой, пенополистиролом.

Совет! Прикрывайте все выступающие части монолитной конструкции.

Перед строительством монолитного основания нужно учитывать, при какой минимальной температуре без рисков можно заливать бетон осенью или зимой. В случаях ее понижения можно перенести сроки работ или осуществить подогрев конструкции. Использование антиморозных добавок, применение электрического оборудования или теплоизоляции допускается, когда нет возможности отсрочить заливку.

Рекомендуем посмотреть видео по теме

 

        Поделиться:

Заливка бетона при минусовой температуре

Основа любой постройки — фундамент, от него зависит надежность и долговечность всего строения. При его закладке требуются специальные знания и выполнение всех строительных норм и требований, обязательно учитывать климатические условия в конкретном месте.

Не так давно, заливка фундамента проводилась только в теплое время года, при отрицательной температуре, бетон замерзал прежде, чем застыть. Впоследствии, вся масса деформировалась, появлялись трещины и провалы. Если процесс происходил в холодное время, основание укрывали камышовыми матами, минеральной ватой, различными способами пытались предотвратить преждевременное замерзание массы.

Научный мир также пытался найти способ, при котором работы с бетонной смесью можно проводить при отрицательных температурах. В ходе научных исследований, была установлена оптимальная температура — от +5 до +15С. Именно такие условия способствуют получить прочный фундамент, который простоит многие года без повреждений.

При какой температуре можно заливать бетон зимой

Без определенных условий, раствор замерзнет при – 4 градуса. Уже при +5с процесс твердения значительно замедляется, набор прочности отменяется, пока не потеплеет. Итог — чем дольше этот период продлится, тем хуже будут показатели надежности. Официально считается оптимальная температура примерно +20 градусов, но часто возникают ситуации, когда нужно что-либо строить при низких градусах.

Бетонный раствор состоит из наполнителей — вода, песок, щебень, цемент. При смешивании цемента с водой, получается цементное молочко, посредством которого и происходит сцепление компонентов, это называется гидратацией. При этом, лишняя влага испаряется, масса отвердевает. Чтобы каменное основание получилось правильным, ему надо высохнуть на протяжении 25 — 30 суток. На первый взгляд — много и долго, но именно в такой срок получается каменной основание, которое не даст просадки. Весь периметр желательно укрыть от осадков или палящего солнца, которые одинаково вредны для раствора.

В холодный период допустимые показатели для наружных работ колеблются в районе — 15 мороза. При этом важным действием является применение противоморозных добавок или иных методов для прогрева смеси.

Можно ли заливать бетон при минусовой температуре

Работа с раствором при отрицательных погодных показателях требует определенных знаний и дополнительных финансовых вливаний.  Летом все происходит без осложнений и лишних материальных трат, риск деформаций можно исключить на 100 %.

Когда замерзает вода в растворе, она расширяется, вследствие чего и появляются разрывы в смеси. Также, лед обволакивает крупные компоненты, не давая им прочно сцепиться с цементом. После оттаивания, твердение продолжается, но монолитность уже нарушена. Чем раньше произошло замерзание, тем больше будет разрушений монолита.

Если возникла необходимость работ при отрицательных показателях погодных условий, необходимо произвести манипуляции, которые предотвратят замерзание смеси. Перечислим некоторые практические советы от профессиональных строителей:

  • по возможности, нужно согревать смесь до момента набора критической прочности;
  • при замешивании бетоносмеси, воду нагревают до + 60 С — 90 С, такой метод приемлем если на улице — 15 С и ниже.;
  • можно обогревать путем обдува горячим воздухом или паром;
  • прогревать с помощью теплоизоляционной опалубки с утеплителем;
  • специальные морозостойкие добавки не позволят ему быстро замерзнуть.

В нормативных актах указано, что снятие опалубки производиться после достижения 50% прочности, остальные работы не раньше 70%.

Отсюда мы видим, что заливать бетон в холодный период вполне возможно, важно подобрать приемлемый вариант согревания будущего основания. Довольно популярный способ — подогрев всех компонентов перед приготовлением раствора, чтобы он в момент заливки был примерно 40 — 50 С.

Каждый метод имеет свои слабые и сильные стороны, для принятия правильного решения, нужно учесть подземную часть фундамента, его конструктивную особенность.

В зимний период часто можно видеть, как с применением тех или иных способов, строительство практически не прекращаются. Критически неприемлемая температура для таких работ является — 15 градусов ниже нуля.

Что добавить в бетон при минусовой температуре

Специальные антиморозные присадки позволяют проводить наружные работы при низких температурах. Это химические добавки, которые условно делятся на несколько групп:

  1. Присадки, не позволяющие замерзнуть воде, как правило, их применяют с подогревом, что позволяет сократить период схватывания и отвердевания.
  2. Присадки на основе антифриза; их задача — усилить активность цемента при отрицательной температуре внешней среды. Указанные добавки используют без прогрева конструкции, нужную прочность бетон наберет без замерзания массы.
  3. Добавки — ускорители твердения цементной массы с выделением тепла, поэтому, монолитная масса подогревается без применения дополнительных средств — самостоятельно.

С материальной точки зрения, использование морозоустойчивых добавок наиболее дешевый вариант, который приемлем для любых конструкций. Главное правило — заливать траншею равномерно, с трамбовкой и уплотнением.

Особенность данных присадок заключается в точной дозировке в процессе использования, учитывая массивность изделия в каждом конкретном случае. Некоторые присадки усиливают коррозию арматурного пояса, другие наоборот — повышают антикоррозийные свойства бетона. Поэтому — их часто используют совместно.

Что будет с бетоном при минусовой температуре?

Часто, возведение фундамента сопровождается внезапной сменой температуры, монолитная масса начала застывать, а ночью ударил мороз и все замерзло. После оттаивания, он затвердеет при восстановлении поврежденных участков. По мнению опытных строителей, допускается одноразовый цикл заморозки — оттаивания при относительно невысоком минусе на улице. При соблюдении правил, укладку в зимнее время можно производить также, как летом. Важной особенностью является доставка готовой подогретой смеси миксером, сооружение утепленной опалубки, использование дополнительных материалов для укрытия основания, обязательная гидроизоляция поверхности.

Для придания бетона высоких прочностных характеристик, песок должен быть карьерный сеяный или промытый. Данный вид имеет шероховатую поверхность, которая дает высокое сцепление с цементом.

Щебень в растворе также должен быть карьерным — благодаря шершавой поверхности, он быстро схватывается с цементным молочком и песком.

Заливка армопояса при минусовой температуре

Армировочный пояс предназначен для равномерного распределения нагрузки от верхних рядов кладки на нижние. Он как бы связывает все строение в единое целое. что значительно повышает его общую прочность и долговечность. Армопояс выполняется с уложенных по периметру стальных прутьев, которые обязательно сваривают между собой в единую конструкцию.

При строительстве строения из газосиликатных блоков, армированный пояс особо актуален. Такие блоки быстро трескаются при малейших подвижках почвы, при усадках основания. При устройстве крыши на таких блоках, также необходим армопояс, так как крепить брус к блокам нельзя — они могут потрескаться. Во избежание деформации стен и здания в целом, сварной армопояс просто необходим. Его сваривают в цельную конструкцию, укладывают поверх кладки и заливают бетоном. С обеих сторон его заделывают раствором, чтобы не нарушать теплоизоляцию стен. Бетонирование пояса допускается в холодною пору года только с применением вышеперечисленных методов.

Работа с бетонной смесью при низких температурах допускается в случаях, когда нет другого выхода, потому, что оптимальной температурой затвердевания массы является от +5 градусов до 25.

Минусовая температура – ​​обзор

1.19.1 Введение

Прокариотические формы жизни обнаружены почти во всех мыслимых экологических нишах на Земле – от низких температур арктических морских льдов до гидротермальных жерл Срединно-Атлантического хребта, где температуры превышают нормальная температура кипения воды, от безопасных пределов человеческого кишечника до некоторых из самых токсичных ядерных и химических отходов на этой планете. Замечательная способность микробов процветать в таких разнообразных средах стала возможной благодаря преднамеренной эволюции их внутренних метаболических путей, которая позволила этим организмам адаптироваться к местной среде и улавливать в ней источники углерода и энергии.Неудивительно, что эти метаболические пути способны выполнять умопомрачительно большое количество химических превращений, производя столь же разнообразные соединения, которые, по совпадению, удовлетворяют многие медицинские, химические и транспортные потребности нашей планеты. Соединения, имеющие экономическое значение, продуцируемые микроорганизмами, включают рекомбинантные белки, первичные метаболиты (такие как аминокислоты, нуклеотиды, витамины, органические кислоты и биотопливо первого поколения) и вторичные метаболиты (такие как антибиотики, противораковые средства, иммунодепрессанты, средства, снижающие уровень холестерина). , противопаразитарные препараты, мономерные компоненты синтетических полимеров, биопластики и новейшее биотопливо).Однако природные изоляты микробных штаммов обычно производят лишь незначительное количество этих продуктов. Поэтому с коммерческой точки зрения необходимо разработать стратегии для улучшения производства этих соединений.

Стратегии метаболического дизайна можно в целом разделить на два типа ( Рисунок 1 ): (1) те, которые могут быть реализованы независимо от информации о последовательности генома или передовых генетических инструментов, и (2) те, которые используют математические и синтетические биологические инструменты для прямое генетическое манипулирование метаболическими путями.

Рисунок 1. Подходы к метаболическому дизайну у прокариот. Стратегии метаболического дизайна у прокариот, описанные в этой статье, суммированы здесь. Вообще говоря, стратегии метаболического дизайна можно разделить на два типа: (1) стратегии, которые могут быть реализованы независимо от информации о последовательности генома или передовых генетических инструментов; классический мутагенез и перетасовка генома являются двумя примерами этой группы и (2) теми, которые используют инструменты математической и синтетической биологии для прямого генетического манипулирования метаболическими путями.Подходы, основанные на прогнозных моделях, объединяют информацию из специфических для организма геномных, флюксомных, транскриптомных и протеомных данных в дополнение к информации из различных онлайн-баз данных. Подходы, независимые от модели, основаны на существующих биохимических ноу-хау, реестрах частей и комбинаторных библиотеках клеточных компонентов в сочетании с высокопроизводительным скринингом улучшенных фенотипов. Подробная информация об отдельных подходах представлена ​​в тексте.

В догеномную эру простейшей формой контроля метаболизма в лаборатории развития ферментации было изменение среды роста или условий роста для поддержки биосинтеза продукта.Как правило, наилучшие условия для роста отличаются от условий для образования продукта. Стратегии оптимизации роста для производства метаболитов включали добавление ограничивающих предшественников и изменение содержания углерода, азота и неорганических соединений. Например, было показано, что использование глюкозы в качестве единственного источника углерода подавляет выработку антибиотиков в некоторых организмах (например, актиномицина ( Streptomyces anti- hibiticus ), пуромицина ( Streptomyces alboniger ), цефалоспорина ( Cephalosporium acremonium и Streptomyces clavuligerus ) и пенициллин ( Penicillium chrysogenum )) [34].Поэтому промышленное производство этих соединений осуществлялось с использованием в качестве источника углерода лактозы или других сахаров, включая крахмал, который медленно расщеплялся только до глюкозы. Манипулирование условиями культивирования, например регулирование уровня растворенного кислорода в ферментере или регулирование подачи питательных веществ для предотвращения накопления ацетата, также широко используется для улучшения титров продукта. Единственный наиболее успешно применяемый подход, используемый всеми фармацевтическими компаниями для улучшения титров желаемых продуктов ферментации (лекарств), называемый «мутагенез и скрининг», не дает понимания того, как производится желаемое соединение (биохимический путь) или как оно образуется. регулируется.Таким образом, к этому подходу невозможно применить метод рационального проектирования.

Технологии микробной инженерии прошли долгий путь от простых методов мутагенеза 1960-х годов до современного de novo конструирования индивидуальных генетических цепей и полных геномов. Современные разработки в области высокопроизводительной характеристики макромолекулярных клеточных компонентов и вычислительных инструментов для последующего управления данными и анализа значительно расширили наше понимание микробной физиологии.За последние 15 лет наблюдается почти экспоненциальный рост темпов секвенирования микробного генома, с тех пор как было сообщено о первом бактериальном геноме ( Haemophilus influenzae ). Сегодня аннотированные геномы более тысячи видов бактерий доступны в онлайн-базах данных. Несколько бактериальных геномов были функционально охарактеризованы с помощью профилирования экспрессии генов с помощью технологии ДНК-микрочипов и инструментов секвенирования нового поколения, а также профилирования содержания белка с помощью масс-спектрометрии.В то же время целенаправленным манипуляциям с геномами и их компонентами способствовали разработки методов сборки ДНК, синтезов de novo , математического моделирования и автоматизированного проектирования. В следующих разделах мы проследим эволюцию технологий микробной инженерии от эпохи случайного мутагенеза «черных ящиков» до эпохи метаболического дизайна, основанной на науке и технике.

Как повысить температуру замерзания воды

Понизить температуру замерзания воды очень просто.Все, что вам нужно сделать, это добавить соль, сахар или любое другое растворенное вещество. Идти в противоположном направлении и повышать температуру замерзания воды не так просто. На самом деле, некоторые ученые сомневаются, что это вообще возможно. Однако, несмотря на то, что вы не можете повысить температуру замерзания, добавляя растворенное вещество, исследователи обнаружили другие способы повышения точки замерзания переохлажденной воды. Один — с помощью электричества, а другой — с добавлением алкоголя или тестостерона. Эти методы работают только с чистой водой.

Начните с переохлажденной воды и добавьте спирт

Процесс замерзания воды усложняется тем фактом, что вода является полярной молекулой, а это означает, что, хотя ее суммарный заряд равен нулю, она имеет положительный и отрицательный конец, например магнит. Молекулы воды электрически связываются друг с другом и с примесями в воде, образуя водородные связи, и они легче сливаются в лед, если вода содержит примеси. Если вы сможете найти способ подвесить каплю чистой воды в воздухе так, чтобы она ни с чем не соприкасалась, она может оставаться в жидком состоянии при температуре значительно ниже 0 градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту).Такая переохлажденная вода может оставаться в жидком состоянии до тех пор, пока температура не упадет до -40 C (-40 F).

Однако добавление спирта в воду меняет ее поведение. При охлаждении спирт образует шестиугольники, похожие на лед, и капли воды сливаются вокруг них, а не свободно плавают друг вокруг друга. Гексагональные структуры обеспечивают тот же тип стабильности, что и твердые примеси. Ученые обнаружили, что путем добавления спирта можно повысить температуру замерзания чистой воды до 0°C.

Электричество также может повысить температуру замерзания воды

Израильские ученые попробовали другой подход к повышению температуры, при которой замерзает переохлажденная вода.Они создали заряженные ячейки, поместив пироэлектрические кристаллы внутрь медных цилиндров. Они поместили эти ячейки во влажную комнату и снизили температуру до тех пор, пока вода не начала конденсироваться на кристаллах. Они продолжали снижать температуру и обнаружили, что капли замерзали при -12,5°C (9,5°F) на незаряженной поверхности, а на положительно заряженной поверхности они замерзали при -7°C (19,4°C). На отрицательно заряженной поверхности вода замерзала при температуре -18 C (-0,4 F).

Эксперимент дал еще более удивительный результат.Исследователи обнаружили, что капли воды оставались жидкими на отрицательно заряженной поверхности в течение 10 минут при температуре -11°C (12,2°F), но когда заряд рассеялся, капли могли замерзнуть, повысив комнатную температуру до -8°C. 17.6 F). Причина в том, что повышение комнатной температуры генерировало положительный заряд на кристаллах.

Сажа и тестостерон тоже работают

Ученые знают, что добавление сажи в чистую воду повышает температуру замерзания примерно на 7 градусов Цельсия, но это ничто по сравнению с мужским гормоном тестостероном.Он может повысить температуру замерзания переохлажденной чистой воды с -40°С до -1°С (30,2°F). Исследователи не уверены, как это работает, но подозревают, что механизм аналогичен действию алкоголя.

Понижение точки замерзания

Величина, на которую можно снизить температуру замерзания воды, зависит от концентрации добавляемого растворенного вещества, но нельзя бесконечно снижать температуру замерзания. Фактически нулевая точка шкалы Фаренгейта (-17,8 С) определяется как температура замерзания насыщенного раствора соленой воды.В насыщенном растворе соль больше не растворится, поэтому 0 F — самая низкая температура, до которой можно понизить температуру плавления воды с солью. Однако можно переохладить воду, чтобы она оставалась в жидком состоянии даже при более низких температурах. Исследователи из Университета Юты установили, что температура, при которой вода обязательно должна замерзнуть, составляет -48 C (-55 F).

Механически стабильные низкомолекулярные гидрогели при отрицательных температурах

Реферат

Здесь представлен низкомолекулярный гидрогельатор на основе функционализированного дипептида, который стабилен при температурах до –12 °C, несмотря на то, что состоит из воды >99%. .Эта стабильность при низкой температуре может быть увеличена до ∼–40 ° C за счет гелеобразования смесей вода: глицерин. Температурный диапазон шире, чем у смесей глицерин:вода. Реологические свойства гелей не изменяются при такой низкой температуре по сравнению с гелями при 25°С. Это понижение температуры замерзания предлагает потенциально новый метод транспортировки гелей и дает возможность использовать гидрогели при гораздо более низких рабочих температурах, сохраняя при этом желаемые реологические свойства, что полезно для криоконсервации.

Введение

Понижение температуры замерзания воды полезно, когда необходимы низкие рабочие температуры, например, при криоконсервации бактерий, клеток млекопитающих и ферментов.1–3 Все они могут быть повреждены высокими температурами, поэтому хранение при низких температурах желательно. Однако они также могут быть повреждены образованием кристаллов льда, поэтому необходимо ингибировать образование этих кристаллов льда.2,4 Другие ситуации, когда также необходима стабильность при низких температурах, включают использование интеллектуальных материалов в условиях неконтролируемой температуры, таких как окна. снаружи зданий, которые претерпевают различные перепады температур в течение дня и года.5 Некоторые аналитические методы, такие как ЯМР с динамической ядерной поляризацией (ДЯП), работают при очень низких температурах, поэтому, если кто-то хочет проанализировать что-то в растворе, например гидрогель, это будет почти невозможно без подавителя точки замерзания. Понижение температуры замерзания может быть достигнуто за счет использования добавок, подавляющих замерзание, таких как соли, глицерин, сорбит, гликопротеины или органические растворители с низкой температурой замерзания.6 Однако добавление некоторых добавок вредно для биологических образцов или может полностью изменить их свойства. вода, в которой они находятся, и поэтому полностью меняют образец.7–9

Гели с низкой молекулярной массой (LMWG) представляют собой класс материалов с интересным и разнообразным набором свойств, которые используются с биологическими образцами, например, в клеточных культурах и для доставки лекарств.10–13 В случае гидрогелей их можно изготовить из> 99% воды, при этом менее 1% материала самособирается в длинные волокнистые структуры, которые запутывают и улавливают воду. Именно эти длинные гелевые волокна можно использовать в качестве искусственных внеклеточных матриц, а также в качестве проводящих волокон, в зависимости от того, из чего они сделаны.14,15 В настоящее время они находят применение в очистке воды,16 солнечных топливных элементах, электронных устройствах, исполнительных механизмах и т. д. , все из которых будут подвергаться воздействию различных рабочих температур.

Существует много примеров воздействия тепла на эти гели либо для формирования гелей с помощью триггера нагрева-охлаждения, либо для управления надмолекулярными структурами, сформированными из LMWG, и, таким образом, для управления морфологией гелевых волокон или поведением геля. свойства.17–20 Плавление гелей также можно использовать для определения состава гелевых волокон в многокомпонентных гелевых системах.21,22 Однако существует очень мало примеров таких гелей при низких температурах, за исключением контроля кинетики гелеобразования.23 Berillo et al. изучали желирование гелеобразователя Fmoc-Phe-Phe в воде при –12 °C с присутствием соли и без нее.24 Они обнаружили, что гели, образующиеся при низких температурах, менее механически прочны, чем гели, образующиеся при комнатной температуре. В полимерных системах часто рассматриваются верхняя/нижняя критические температуры растворения (U/LCST), поскольку их фазовое поведение (растворимость) модулируется внешней температурой, но это редко обсуждается для LMWG.25 Полимерные гели могут использоваться в качестве актуаторов и могут набухать, перемещаться и даже изменять форму в ответ на повышение температуры. 26 Существует множество примеров термостабильных полимерных гелей с использованием ПВС с глицерином или без него в системах. 27–30 В В незамерзающих полимерных гелевых системах воду часто полностью заменяют растворителем с более низкой температурой замерзания или добавками, добавляемыми в воду. Например, недавно Чжоу и его коллеги продемонстрировали органогидрогель на основе смеси альгината кальция и полиакриламида, в котором они заменили воду гликолем, сорбитом или глицерином, и продемонстрировали стабильность геля при температуре до –70 °C.31 Однако в результате этого процесса форма и механические свойства резко изменились, поэтому первоначальные свойства геля не сохранились. Поскольку значительное количество воды было заменено добавкой, биосовместимость также будет отличаться от исходного геля. Ожидается, что LMWG будут менее устойчивы к этим холодным температурам, поскольку они удерживаются вместе слабой нековалентной связью по сравнению с системами полимерного геля и обычно содержат меньше структурирующих материалов.Логично было бы ожидать, что образование льда разрушит сеть LMWG, а не сделает полимерные гели более механически ребристыми или иногда более хрупкими. (). Мы превращали 2NapFF в гель в воде при различных концентрациях и оценивали стабильность при низких температурах, контролируя реологические свойства и измеряя нуклеацию в микролитрах, чтобы отделить события гетерогенной нуклеации. Затем мы используем глицерин в качестве добавки для улучшения свойств гелей при низких температурах.

(а) Химическая структура гелеобразователя 2NapFF. (б) Фотографии 2NapFF при (слева направо) 10 мг мл –1 , 5 мг мл –1 , 2,5 мг мл –1 , 20 : 80 глицерин : вода (5 мг мл –1 ), 40 : 60 глицерин : вода (5 мг мл –1 ) и 60 : 40 глицерин : вода (5 мг мл –1 ). Масштабная линейка равна 1 см.

Результаты и обсуждение

Растворы 2NapFF готовили по 2,5, 5 и 10 мг/мл –1 . Гелеобразователь растворяли в воде добавлением одного молярного эквивалента NaOH и доводили до нужного объема дистиллированной водой.Образцы перемешивали в течение ночи до полного растворения гелеобразователя. Это привело к получению вязкого прозрачного раствора с рН 9,33,34. В случае растворов глицерин:вода все они были приготовлены при концентрации 5 мг/мл –1 2NapFF. Растворы готовили, как описано выше, но воду заменили на 20 : 80, 40 : 60 и 60 : 40 глицерин : вода по объему (более высокие объемы глицерина не приводили к образованию геля).

Для превращения раствора в гель использовался метод медленного подкисления.Это было достигнуто путем добавления 8 мг/мл –1 глюконо-δ-лактона (GdL) на 5 мг гелеобразователя в растворе.35 GdL осторожно перемешивали в растворах вручную для обеспечения растворения, а затем образцы не трогали. на ночь, чтобы получить самоподдерживающиеся гели с pH около 3,3 (+). Гели готовили в алюминиевых чашках для реологических измерений, чтобы обеспечить эффективную передачу тепла от реометра к гелю. Было исследовано влияние концентрации гелеобразователя на температуру замерзания. Каждый из гелей сначала был охарактеризован реологической деформацией и разверткой частоты при 25 °C (рис.S1, ESI ). Гели были воспроизводимы, и каждый из них давал текучесть при низкой деформации (от 5 до 10%), текла при более высокой деформации (> 100%) и различался по модулю упругости ( G ‘) и модулю потерь ( G ») в зависимости от концентрация гелеобразователя, при этом 10 мг мл –1 являются самыми густыми, а 2,5 мг мл –1 – самыми мягкими. Концентрация влияла на поведение деформации так же, как и на G ‘ и G ». Было обнаружено, что гель с концентрацией 2,5 мг/мл –1 имеет по существу один излом (рис.S1a, ESI ), тогда как 5 и 10 мг/мл –1 показали несколько пределов текучести перед течением (рис. S1c и e, ESI ). Ранее было показано, что структуры 2NapFF в гелевой фазе зависят от концентрации, что объясняет различное поведение штаммов.33,34 Все гели показали поведение, которое не зависело от частоты. Адамс и его коллеги ранее изучали влияние концентрации на гели 2NapFF GdL. Они обнаружили, что при всех концентрациях морфология и гелевые волокна были очень похожими, а различия в G ‘ и G » были результатом плотности присутствующих волокон, а не различной гелевой сети или морфологии волокон.34

Затем определяли температурную стабильность гелей. Это было сделано путем снижения температуры геля со скоростью 0,5 °C мин –1 при 10 рад с –1 и деформации 0,5% (в пределах линейной вязкоупругой области (LVR) геля, определенной из предыдущие измерения). Точку замерзания определяли по точке, при которой значения G ‘ и G » резко возрастали из-за образования кристаллов льда и превращения образца в твердое тело (и рис.S2, ESI ). Все измеренные гели показали очень небольшое изменение механических свойств, пока гель не замерз. Это видно по тому, что тангенс   δ не изменяется при понижении температуры до тех пор, пока гель не замерзнет, ​​а тангенс   δ резко меняется. Температура замерзания гелей была снижена в соответствии с концентрацией гелеобразователя в геле: 10 мг/мл –1 имели температуру замерзания –12 °C, 5 мг/мл –1 – температуру замерзания –9. °С и 2.5 мг мл –1 температура замерзания –8 °С. Что наиболее примечательно, так это то, что реологические свойства гелей непосредственно перед точкой замерзания были такими же, как если бы они находились при комнатной температуре (и рис. S3, ESI ), демонстрируя, несмотря на резкое изменение температуры, механические свойства гели остаются прежними. Разница в температурах замерзания может быть связана с тем, что в геле содержится больше органического материала, который подавляет температуру замерзания за счет коллигативных эффектов.В качестве альтернативы, повышенное количество органического материала может привести к более плотной сети, что приведет к сегрегации любых кристаллов льда, которые зародились, что предотвратит их распространение. Волокна геля также могут действовать как подавители температуры замерзания, подобно глицерину, благодаря расширенной сети водородных связей, которая изменяет водородные связи между молекулами воды.36

(a) Гистограмма, показывающая ожидаемую температуру замерзания вода против температура замерзания гелей при различных концентрациях 2NapFF.Заштрихованные столбцы представляют собой измеренную точку замерзания, а красные столбики представляют собой температуру замерзания дистиллированной воды на реометре (рис. S2d, ESI ). (b) Развертки деформации, выполненные при 10 рад с –1 для 2,5 мг/мл –1 2NapFF при 25 °C (черные данные) и при –7 °C (синие данные). На обоих графиках G ′ – это закрытые формы, а G ” – открытые формы. Для ясности не включены планки погрешностей.

Различия между замороженными гелями и незамороженными гелями видны невооруженным глазом.Замороженные гели прилипали к геометрии реометра и были непрозрачными, тогда как незамерзшие гели (все еще при низкой температуре) оставались прозрачными и мягкими (рис. S4, ESI ). Чтобы исследовать, ингибируют ли гели гетерогенное зародышеобразование льда (наиболее распространенная форма зародышеобразования льда из-за примесей), был использован микролитровый анализ зародышеобразования льда. Поскольку зародышеобразование является стохастическим процессом, маленькие капли необходимы для уменьшения количества нежелательных зародышеобразователей, и необходимо большое количество повторений, поскольку температуры отдельных зародышеобразователей всегда будут различаться.37 показан пример замерзания микролитров капель затвердевших гелей в зависимости от температуры в криомикроскопе, при этом замерзание определяется по помутнению капель. В этой системе чистая вода показала однородную температуру замерзания ∼–35 °C, как и ожидалось, принимая во внимание некоторые температурные градиенты в системе. Гели 2NapFF показали гетерогенную температуру зародышеобразования от –20 до –28 °C по мере увеличения концентрации (). Эти значения ниже объемных, так как механическое воздействие реометра будет способствовать образованию кристаллов льда в переохлажденной воде.

Анализ зародышеобразования на льду. ( а ) Пример многоточечного анализа замораживания, используемого для оценки температуры зародышеобразования при снижении температуры. Зародышевые капли обведены красным. (b) Средняя температура зародышеобразования в зависимости от концентрации гелеобразователя.

Другим методом снижения точки замерзания является добавление в воду сорастворителя. Добавка должна смешиваться с водой и не влиять на гелеобразующую способность 2NapFF. Гелеобразователь с концентрацией 5 мг/мл –1 использовали для исследования добавления глицерина в воду.Известно, что глицерин снижает точку замерзания воды38 и широко используется в микробиологии в качестве криозащитного агента.39 Можно использовать различные соотношения глицерина и воды для настройки точки замерзания воды и, следовательно, геля. Соотношения 20 : 80, 40 : 60, 60 : 40 и 80 : 20 глицерин: вода сравнивались с данными для 0 : 100, описанными выше. Смесь 80 : 20 не приводила к гелеобразованию, но гелеобразование происходило в других смесях. Гелеобразование смесей глицерин : вода с использованием 2NapFF было воспроизводимым, при этом гели при 20 : 80 и 40 : 60 имели реологические свойства, сравнимые с реологическими свойствами гелей, содержащих только воду, при той же концентрации (рис.S5a–d, ESI ).

Это говорит о том, что глицерин не оказывает существенного влияния на процесс гелеобразования. Гели при 60 : 40 имели несколько более низкие значения G ′ и G ″, чем другие гели, но имели аналогичное поведение деформации (рис. S5e и f, ESI ).

Опять же, температурная зависимость и точки замерзания глицерин :водных гелей были определены путем поддержания постоянной деформации и частоты и снижения температуры до тех пор, пока гели не замерзнут (и рис.S6, ESI ). Для геля, приготовленного при 20 : 80, температура замерзания составляла –22 °С, гель при 40 : 60 –27 °С и гель при 60 : 40 не замерзал при –40 °С, т.е. которого может достичь реометр. Интересно, что точки замерзания ниже, чем ожидаемые значения точек коллигативного замерзания смесей воды и глицерина.40 Для смесей глицерин :вода смесь 20 : 80 должна замерзнуть при –5 °C, 40 : 60 при –15 °C и 60 : 40 при –34 °C.38 Это говорит о том, что 2NapFF и глицерин действуют синергетически, снижая температуру замерзания гелей.По сравнению с температурой замерзания 100% водного геля, равной –9 °C, это резкое повышение температуры замерзания практически без изменения реологических свойств. Затем были проведены развертки деформации на несколько градусов выше точки замерзания (и рис. S7, ESI ). Гели, приготовленные при 20 : 80 и 40 :60, имеют почти такие же реологические свойства, что и гели, приготовленные при 25 °C, что свидетельствует о том, что холодная температура не влияет на механические свойства гелей.

(a) Гистограмма, показывающая ожидаемую точку коллигативного замерзания воды по сравнению с . температура замерзания гелей при различных соотношениях глицерин : вода. Заштрихованные столбцы — это измеренная точка замерзания, а красные столбцы — ожидаемые точки замерзания.38 * Для 60 : 40 точка замерзания не была достигнута, но находится за пределами –40 °C. (b) Развертки деформации, выполненные при 10 рад с –1 для 40 : 60 при 25 °C (черные данные) и при –25 °C (синие данные). На обоих графиках G ′ – это замкнутые фигуры, а G ” – незамкнутые фигуры. Для ясности не включены планки погрешностей.

Гели могут быть охлаждены при температуре выше точки замерзания и выдержаны при этой температуре, прежде чем вернуться к комнатной температуре, и снова механические свойства не изменятся (рис.S8, ESI ). Однако, если гель застыл, а затем снова нагрелся, гель был поврежден, и теперь его механические свойства значительно изменились из-за повреждения сети из-за образования кристаллов льда (рис. S9, ESI ). Микролитровые анализы зародышеобразования снова использовались для определения температуры зародышеобразования глицеринсодержащих гелей (и рис. S9, ESI ). Увеличение концентрации глицерина до 60 : 40 привело к снижению температуры зародышеобразования до –38 °С, что согласуется с данными реологии, подтверждающими, что понижение температуры замерзания связано с коллигативными эффектами.

Средняя температура зародышеобразования LMWG, образующихся в присутствии глицерина.

Затем мы хотели посмотреть, проявляют ли другие гелеобразователи дипептидов такое же поведение. Мы рассмотрели гелеобразователи, которые образовывали разные структуры при высоких значениях pH, имели очень разные химические структуры, а также примеры, которые имели сходную агрегацию при высоких значениях pH с 2NapFF (рис. S10, ESI ). К ним относятся 2NapVG, который не образует агрегатов при высоких значениях pH41, PBI-H, который образует червеобразные мицеллы при высоких значениях pH, но имеет совершенно другую химическую структуру,42 ThFF, который имеет сходную химическую структуру и образует агрегированные структуры при высоких значениях pH53. и ArFF, который имеет очень похожую химическую структуру, а также ведет себя так же, как 2NapFF после нагревания и охлаждения.17

Все эти образцы были приготовлены из 5 мг/мл –1 гелеобразователя с 20 : 80 глицерином : вода, и 8 мг/мл –1 GdL были использованы для запуска гелеобразования. Для ThFF, PBI-H и 2NapVG все они имели точки замерзания около –12 °C и, следовательно, ниже, чем у 2NapFF с 20 : 80 глицерин : вода, но все же ниже, чем ожидалось, исходя из содержания глицерина (рис. S11 и S12, ESI ). Однако ArFF имел температуру замерзания –20 °C, аналогичную температуре замерзания 2NapFF. Это говорит о том, что понижение точки замерзания связано не с молекулярной структурой низкомолекулярных гелеобразователей, а скорее с повышенной вязкостью.По мере увеличения вязкости константа диффузии для молекул воды уменьшается, что приводит к увеличению времени диффузионного перемешивания, таким образом, возникает больший барьер для молекулярных перегруппировок внутри образца, препятствующий образованию критического зародыша, что приводит к снижению температуры зародышеобразования.

Могут ли контактные линзы и раствор замерзнуть?

Зима и минусовая температура не помеха для ношения контактные линзы. Несколько советов помогут вам носить их с удовольствием и в холодное время года.

Вы, наверное, хотите знать, могут ли контактные линзы замерзнуть в очень низкие температуры…

Не могут. Обычные гидрогелевые контактные линзы (38% увлажнение) не замерзнет в глазах. Снег и мороз не повредят линзы и они не потеряют своих качеств. Температура роговицы и слезы около 35°С, т.е. объектив достаточно теплый, даже когда на улице -10°C.

Если положить линзы, смоченные раствором, в морозильную камеру, раствор замерзнет примерно при –15°C. Однако замороженный раствор защищает хрусталик от повреждений, поэтому после размораживания качество контактов не изменится.
Без раствора линзы могут замерзнуть, но наверняка высохнут вышел первым.

Мы определенно рекомендуем вам избегать таких экспериментов, и если вы решите носите размороженные линзы, проверьте их у специалиста, с увеличительное устройство.

Как насчет решений?

Раствор замерзает при температуре около –10°C. Быть будьте осторожны, если ваш раствор замерзнет, ​​когда вы в отпуске или во время путешествия. Мороз может испортить его содержимое и снизить его дезинфицирующие свойства.

Как предотвратить замерзание?

Мы рекомендуем хранить растворы при комнатной температуре, как обычно указывается на информационных листках или упаковке. Экстремальный холод может изменить или ухудшить раствора и, таким образом, снизить его воздействие, что может привести к недостаточной очистке из ваших контактов.

Однако температура около –10°C может повредить раствор только после несколько часов. Поэтому, если вы путешествуете с линзами и раствором, но не их в дальние и холодные путешествия каждый день, вам не о чем беспокоиться.

Также следует помнить о хранении линз.

Линзы в растворе не должны подвергаться воздействию экстремальных температур. Платить внимание во время путешествий, особенно в горах.

Ношение контактных линз может быть неудобно при сильном ветре. отрицательных температурах или при часто меняющихся температурах, например, когда вы ходить в перегретых магазинах и выходить из них, а наружная температура значительно ниже нуль.В таких случаях линзы могут быть неудобными, и ваши глаза могут чувствовать сухость.

Увлажняющие капли для глаз помогут вам с это и сделает ношение контактных линз более приятным. Некоторые из них:

Зимой, даже когда не солнечно, обязательно носите солнцезащитные очки, которые защитят глаза от сильного блики ветра и снега. Затем, когда выглянет солнце, вы сделаете глаза двойная польза, потому что УФ-излучение зимой так же интенсивно, как и зимой. летом, особенно в горах.

Есть несколько способов наслаждаться зимой в контактных линзах. Если вы не уверены или вам нужен совет, обратитесь к своему оптику или спросите Lentiamo.co.uk.

Не пропустите ни одной важной новости.

Подписывайтесь на нашу новостную рассылку!

Самые продаваемые товары

Мы все кричим о мороженом

Обзор

Вода замерзает при температуре 32°F (0°C).Добавление соли в воду снижает температуру замерзания. То, насколько низко опустится точка замерзания, зависит от количества соли в воде. Студенты будут делать домашнее мороженое, но «время замерзания» будет варьироваться с использованием разного количества соли, чтобы снизить температуру замерзания воды.

ОБЩЕЕ ВРЕМЯ 30 минут.
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ Для каждой пары учащихся: Один пластиковый пакет с застежкой-молнией для сэндвичей и один для заморозки; 4 унции молока, сливок или пополам; щепотка ванильного экстракта или 1 чайная ложка шоколадного сиропа; 2 чайные ложки сахара; 2 пластиковые ложки
Для занятий в классе: Несколько пакетов со льдом; Каменная соль
ПЕЧАТЬ/AV МАТЕРИАЛ Нет
УЧИТЕЛЬ
ПОДГОТОВКА
Нет
ФОКУС БЕЗОПАСНОСТИ Защита от холода

Процедура

  1. Для каждой пары учащихся смешайте молоко, сахар и ванильный/шоколадный сироп в пакете размером с бутерброд и закройте его.
  2. Предложите учащимся встряхивать/мять пакеты в течение одной минуты, чтобы тщательно перемешать содержимое.
  3. Поместите пакет в большой пластиковый пакет с застежкой-молнией для морозильной камеры и заполните его наполовину дробленым льдом.
  4. С шагом в 2 унции, до 10 унций, помещайте различное количество каменной соли в каждый большой пакет. Включите пару или двух студентов без добавления соли.
  5. Пусть каждая пара оценит, сколько времени потребуется, чтобы их смесь замерзла.
  6. Все учащиеся начинают одновременно, пусть они смешивают и взбивают пакетики в быстром темпе, пока содержимое не затвердеет.
  7. Запишите их время.
  8. Когда закончите, выбросьте большую сумку и съешьте мороженое.

Обсуждение

Пакеты с наибольшим количеством соли должны «заморозиться» первыми, а пакеты с меньшим количеством соли требуют больше времени. Чем выше содержание соли, тем ниже температура замерзания воды, и, следовательно, более холодный раствор соленой воды/льда быстрее приводит к образованию мороженого.

Водоем Точка замерзания
Балтийское море 31,3°F (-0,3°C)
Черное море 30,2°F (-1,0°C)
Океаны 28,5°F (-2,0°C)
Красное море 27,9°F (-2,6°C)
Большое Соленое озеро 11,8°F (-11.2°С)
Мертвое море -6,0°F (-21,1°C)

Распространенное заблуждение, что соль заставляет лед таять быстрее. Соль не имеет ничего общего с тем, как быстро тает лед — она просто определяет, при какой температуре он будет таять (или замерзать). В таблице (справа) указаны средние температуры замерзания воды для различных водоемов в зависимости от их солености.

Самая низкая температура замерзания солевого раствора -6.0°F (-21,1°C). При этой температуре соль начинает кристаллизоваться из раствора вместе со льдом, пока раствор полностью не замерзнет. Ниже -6,0 ° F (-21,1 ° C) замороженный раствор представляет собой смесь отдельных кристаллов морской воды и кристаллов пресной воды, а не однородную смесь кристаллов морской воды.

Мешочки без соли не замерзнут. Почти все, что растворяется в воде (или молоке), снижает температуру замерзания; например сахар. Соль используется на дорогах, потому что она недорогая.Добавление сахара в молоко понизило температуру замерзания ниже, чем у обычного льда (32 ° F), и поэтому оно не замерзнет.

Создание нации, готовой к погодным условиям

Воздействие холода может вызвать обморожение или переохлаждение и стать опасным для жизни. То, что представляет собой экстремальный холод, различается в разных частях страны. На Глубоком Юге температура, близкая к нулю, может считаться экстремальным холодом.

Низкие температуры могут нанести серьезный ущерб цитрусовым и другой растительности.Трубы могут замерзнуть и лопнуть в домах с плохой изоляцией или без отопления. На севере экстремальные холода означают температуры значительно ниже нуля.

Обморожение — это повреждение тканей тела, вызванное сильным холодом. Обморожение вызывает потерю чувствительности и побеление или бледность конечностей, таких как пальцы рук и ног, мочки ушей или кончик носа.

При обнаружении симптомов немедленно обратитесь за медицинской помощью! Если вам необходимо дождаться помощи, медленно согрейте пораженные участки. Однако, если у человека также проявляются признаки гипотермии, сначала согрейте центр тела, а затем конечности.

Решения – Низкотемпературная обработка – Museumpests.net

Краткое описание лечения

Контролируемая низкотемпературная обработка, также известная как «замораживание», стала рутинным методом борьбы с вредителями и уничтожения их в музеях в соответствии с исследованиями и рекомендациями, разработанными, в частности, Странгом и Флорианом. Приведенные ниже рекомендации основаны на технических исследованиях в области энтомологии и на успешном лечении, проведенном в ряде крупных музеев.

Замораживание объекта или артефакта в стандартном морозильнике не следует путать с вакуумной сублимационной сушкой, которая используется для регенерации влажных материалов, часто после пожара или наводнения. Сублимационная сушка представляет собой двухэтапный процесс. Замораживание останавливает образование плесени и предотвращает порчу до тех пор, пока не будут предприняты дальнейшие действия. Затем вакуумная сушка удаляет воду непосредственно из замороженного состояния.

Какие коллекционные материалы можно обрабатывать таким образом?

Литература по замораживанию содержит множество предупреждений о типах объектов или материалов, которые могут быть повреждены при замораживании.Однако сотрудники учреждений, заморозивших тысячи объектов, сообщают об отсутствии повреждений большинства типов объектов, для которых опубликованы предупреждения.

Материал, который нельзя замораживать, на основе примеров из опубликованной литературы и коллективного опыта членов РГ-ИПМ включает:

  • картины маслом и акрилом на холсте
  • не полностью высушенные образцы растений
  • фотоматериалы, кроме ацетатной пленки и современных фотоотпечатков
  • аудиовизуальные элементы: внимательно проверьте следующие материалы, они могут не подвергаться риску заражения, а замораживание может привести к повреждению и безвозвратной потере информации.Эти материалы включают в себя:
    • компьютерные носители (ленты, диски, оптические)
    • магнитные носители (катушечные, кассеты, VHS, Beta)
    • аудио носители с канавками (цилиндры, диски)
    • фотографии в коробках (дагерротипы, амбротипы [паннотипы], тинтипы [ферротипы])
    • стеклянные архивные материалы, включая негативы пластин (коллодий и желатин [методы влажных и сухих пластин]), стеклянные цветные диапозитивы (автохромы), предметные стекла, стеклянные предметные стекла в оправе

В целом замораживание считается настолько безопасным, что некоторые учреждения замораживают коллекции «превентивно», чтобы гарантировать отсутствие заражения.Примеры этого включают:

  • Перемещение коллекций в новое помещение или помещение из того, о котором было известно или подозревалось, что оно заражено.
  • Обработка новых приобретений или реинтеграция коллекций, имеющих https://www.canada.ca/en/conservation-institute/services/conservation-preservation-publications/canadian-conservation-institute-notes/controlling-insects-low-temperature. htmlвозвращено из кредита в хранилища коллекций
  • Массовые наборы материалов, которые невозможно проверить по отдельности.
Общие процедуры

Стандартное замораживание культурных материалов при комнатной температуре может быть выполнено с использованием морозильных ларей, вертикальных морозильных камер, морозильных камер или грузовиков с морозильной камерой. Какой бы вид ни использовался, он должен выдерживать минус 20 градусов F (минус 29 градусов C). В конечном итоге подходящий период воздействия для уничтожения насекомых будет зависеть от минимальной рабочей температуры морозильной камеры и вида насекомых. Узнайте, почему идентификация насекомых важна, прежде чем приступать к лечению.Дополнительные сведения о типах морозильных камер см. в разделе «Материалы и расходные материалы» ниже.

Морозильная камера, способная достигать минус 20 градусов по Фаренгейту (минус 29 градусов по Цельсию), достаточно опустит материалы до точки замерзания в течение четырех часов, что убивает взрослых насекомых, а также их яйца. Если падение температуры занимает гораздо больше времени, некоторые насекомые способны вырабатывать «антифриз», который позволяет им пережить замораживание. В случае древесных вредителей, таких как жуки-пылесосы, может потребоваться повторная обработка, чтобы гарантировать полное уничтожение.Это особенно важно для больших деревянных объектов, где изменение температуры может занять больше четырех часов, чтобы проникнуть в сердцевину. conservation-institute-notes/controlling-insects-low-temperature.html

Во избежание повреждений из-за образования льда на объекте в морозильной камере или из-за конденсата после извлечения артефакты не следует помещать непосредственно в морозильную камеру. Они должны быть запечатаны в пластик либо с помощью многоразовых пластиковых пакетов, либо из полиэтиленового листа, заклеенного лентой, которая не разорвется при низких температурах.Если одновременно обрабатывается несколько предметов, предметы в мешках следует помещать в лотки или ящики для облегчения обращения. Предметы также могут быть помещены в коробки и коробки завернуты.

Типичная низкотемпературная обработка от заражения включает замораживание в течение как минимум 72 часов, хотя многие музеи оставляют предметы в морозильных камерах на более длительный срок; некоторые, особенно при замораживании деревянных предметов или плотно упакованной бумаги в коробках, оставляют их на неделю. Несколько более старых публикаций рекомендуют повторные циклы замораживания/оттаивания в качестве меры предосторожности, но недавняя работа показывает, что одной более длительной обработки при достаточно низкой температуре должно быть достаточно.

После извлечения из морозильной камеры предметы должны акклиматизироваться к комнатной температуре, все еще полностью завернутые, пока они не станут комнатной температуры, по крайней мере, 24 часа. Поскольку многие материалы временно становятся хрупкими при низких температурах, обработку после замораживания следует свести к минимуму до тех пор, пока температура объектов не вернется к комнатной температуре.

Нет ничего плохого в том, чтобы оставить предметы в полиэтиленовых пакетах после обработки. Наоборот, это предотвратит дальнейшее заражение.

В то время как зараженные предметы можно поместить в холодильник, чтобы приостановить их активность, большая часть активности музейных вредителей прекращается при 5 градусах Цельсия; насекомые не погибнут при такой температуре.Важно, чтобы эти продукты вернулись к комнатной температуре, прежде чем начинать низкотемпературную обработку в морозильной камере.

Важной частью любой обработки коллекционного материала является документирование. Должна быть возможность доступа к истории любого объекта, связанного как с заражением, так и с уничтожением. Заявления о политике IPM на этом сайте дают примеры того, как различные музеи ведут документацию. Нажмите здесь, чтобы получить доступ к шаблонам политики и процедур.Рекомендуется, чтобы все случаи появления вредных организмов и любые обработки, такие как замораживание, регистрировались, в идеале, в отдельной документации (например, в базе данных коллекций, в файле обработки объектов) и помещались в сумку с объектом или артефактом.

Плюсы и минусы этой обработки
Плюсы
  • Процедура нетоксична для человека
  • Безопасен почти для всех органических и композитных материалов
  • Относительно быстрый
  • Низкая стоимость после первоначальных инвестиций в морозильную камеру
  • Некоторые морозильники можно модифицировать для достижения соответствующих низких температур
  • Не требует обширного обучения персонала или затрат времени персонала на техническое обслуживание во время процедуры
Минусы
  • Требует первоначальных финансовых вложений
  • Некоторые небольшие морозильные камеры недостаточно велики для негабаритных продуктов
  • Встраиваемые морозильные камеры требуют планирования пространства и установки
  • Часто требуется техническое обслуживание больших морозильных камер
  • Подходит не для всех материалов
  • Температура, которая падает недостаточно быстро или недостаточно низко, не приведет к хорошему коэффициенту гибели, и лечение не будет полностью эффективным

Материалы и расходные материалы

Успех лечения замораживанием зависит от способности быстро снижать температуру в морозильной камере и поддерживать ее на протяжении всего лечения.В связи с этим очень важно выбрать подходящую морозильную камеру. Согласно Странгу (2008 г.), на практике идеальная морозильная система для уничтожения насекомых-вредителей работает при температуре от минус 22 градусов по Фаренгейту (минус 30 градусов по Цельсию) до минус 40 градусов по Фаренгейту (минус 40 градусов по Цельсию). Учреждения должны выбрать установку морозильной камеры на основе этих требований, а также затрат и практических потребностей коллекции.

Приведенная ниже информация о морозильных камерах взята в основном из книги Странга «Борьба с насекомыми-вредителями с помощью низкой температуры» (1997 г., обновлено в 2008 г.).Подробности можно найти в полном тексте на странице «Библиография ресурсов» на этом веб-сайте.

Бытовые морозильники :
Бытовые морозильники, которые достигают и поддерживают минус 20 градусов F (минус 29 градусов C), могут быть очень эффективными и обычно дешевле, чем коммерческие морозильники. Большинство бытовых морозильных камер не замерзают, что приемлемо. Несмотря на то, что были некоторые неподтвержденные опасения по поводу циклов размораживания «нагревания», они относительно короткие, а общее время отклика обычно «замороженных» материалов в мешках сравнительно больше, чем фаза нагревания.Целевые насекомые, как правило, будут оставаться холодными в цикле с помощью охлаждающего или холодного объекта и будут испытывать самые низкие температуры, которые может предложить морозильная камера. Они будут иммобилизованы в начале цикла охлаждения.

Коммерческие морозильные камеры и морозильные лари :
Коммерческие морозильные камеры и первоклассные бытовые морозильные лари обычно могут достигать температуры, необходимой для обеспечения уровня гибели. Коммерческие морозильники для замораживания мороженого в вертикальной или горизонтальной конфигурации рассчитаны на работу при температуре минус 44 градуса по Фаренгейту (минус 42 градуса по Цельсию) и могут быть ненамного дороже, чем стандартные коммерческие морозильники.Рекомендуется контролировать работу с помощью отдельного термометра. Убедитесь, что морозильная камера хорошо изолирована и обеспечивает достаточную циркуляцию воздуха внутри морозильной камеры вокруг материалов для сбора.

Встраиваемые морозильники :
Некоторые встраиваемые лабораторные морозильники позволяют пользователям устанавливать рабочую температуру. Предпочтение отдается морозильным камерам с воздушным потоком, поскольку принудительная циркуляция воздуха увеличивает скорость охлаждения. Проверьте местных продавцов и производителей на наличие «готовых» и специально разработанных устройств.Рекомендуется установить термометры снаружи морозильной камеры для контроля внутренней температуры.

Грузовики-морозильники и склады замороженных продуктов :
Склады замороженных продуктов и их грузовики-морозильники могут быть полезны для низкотемпературной обработки больших количеств материалов или когда другие варианты заморозки недоступны. Склады замороженных продуктов и грузовики-морозильники, используемые производителями/фирмами по хранению замороженных продуктов, обычно поддерживаются при температуре 0 градусов F (минус 18 C) , что достаточно для сохранения продуктов, но не для уничтожения различных стадий насекомых-вредителей в течение 72 часов.Чтобы использовать грузовик или склад для дератизации вредителей, материал должен быть оставлен как минимум на одну неделю.

Низкие температуры могут быть нарушены, если двери открыты в течение длительного времени во время загрузки. Большое количество материалов должно быть уложено на поддоны и завернуто в термоусадочную пленку. Упаковка в термоусадочную пленку помогает развеять опасения владельцев здания или грузовика по поводу того, что насекомые убегают от груза во время обработки. Предметы, которые будут помещены в тележки с морозильной камерой, должны быть уложены на поддоны , чтобы обеспечить максимальную циркуляцию воздуха внутри устройства.Устройство должно быть загружено как можно быстрее.

Транспортировочные контейнеры для замороженных продуктов

Изолированные транспортные контейнеры для замороженных продуктов, способные поддерживать желаемую температуру 20 градусов по Фаренгейту (минус 29 градусов по Цельсию), можно взять в аренду в портовых фирмах. Этот вариант может подойти для заведений, расположенных вблизи морских портов. Ставки обычно взимаются ежемесячно. Фирма доставит и бросит транспортный контейнер на вашу стоянку и заберет его, когда обработка будет завершена.Стальной транспортный контейнер обычно имеет длину 40 футов, ширину 8 футов и высоту 9,5 футов (примерно 3000 кубических футов пространства). Предметы должны быть упакованы в термоусадочную пленку и уложены на поддоны, чтобы максимизировать циркуляцию воздуха внутри устройства. Устройство должно быть загружено как можно быстрее.

Избранная библиография

Берг, Ян-Эрик. и др. все. «Вклад в стандарты замораживания как метода борьбы с вредителями для музеев» Collection Forum 21 (1-2) (осень 2006 г.): 117-125.

Каррли, Эллен.«Наносит ли вред низкотемпературная борьба с вредителями? Обзор литературы и наблюдение за этнографическими артефактами» Журнал Американского института консервации 42 (2003): 141-166.

Флориан, Мэри-Лу. Пожиратели наследия: насекомые и грибы в коллекциях наследия . Издательство Джеймс и Джеймс; 1997. Глава 12.

Мибах, Лиза. Модификации домашних морозильных камер для борьбы с вредителями. Информационный бюллетень WAAC. 1994 Январь; стр. 26-27. Статья размещена на странице 11.

Стрэнг, Том и Кигава, Рика. «Борьба с вредителями культурных ценностей». Канадский институт охраны природы, Технический бюллетень 29 , 2009 г.

Стрэнг, Том. «Борьба с насекомыми-вредителями при низкой температуре» Канадский институт охраны природы, примечание 3/3 , 1997 г., обновлено в 2008 г.

Странг Том. Обзор опубликованных температур для борьбы с насекомыми-вредителями в музеях . Collection Forum 8 (2) (осень 1992 г.): 41–67.

Тематические исследования и другие ресурсы о музейных вредителях

Национальный музей американских индейцев Смитсоновского института (NMAI) полагается на «замораживание» как на предпочтительный метод обработки большинства коллекций.Подробнее читайте в тематическом исследовании Низкотемпературное лечение в Национальном музее американских индейцев  .

Американский музей естественной истории использовал замораживание для обработки зараженных предметов, найденных в этнографических коллекциях . Прочтите постер, представленный на ежегодном собрании SPNHC 2017 года.

В информационном бюллетене по морозильной камере представлены характеристики морозильной камеры от различных учреждений. Маловероятно, что учреждения, желающие сейчас приобрести морозильник для низкотемпературной обработки, смогут найти точные марки и модели, перечисленные в этом документе.Информация предоставлена ​​для демонстрации ассортимента продукции, которая может адекватно соответствовать техническим характеристикам для данного вида обработки.

Механическое поведение шкур животных при низких температурах В документе обобщаются результаты исследовательского проекта Смитсоновского института, музея, института консервации и Национального музея американских индейцев, проведенного в 2009 году по изучению воздействия низкотемпературной обработки на растянутые/сжатые шкуры животных. Проект был предпринят для информирования решений об обработке барабанов и других композитных изделий с натянутыми шкурами животных.

Модификации морозильных камер для борьбы с музейными вредителями содержит выдержку из информационного бюллетеня Общества сохранения коллекций естественной истории (SPNHC) и информационного бюллетеня Западной ассоциации сохранения произведений искусства (WAAC) о том, как модифицировать домашние и морозильные лари для борьбы с музейными вредителями.

Постельные клопы в коллекциях университетских библиотек – 3 тематических исследования

_____________________________________________________________________________

Рабочая группа по комплексной борьбе с вредителями
Подгруппа по лечению Февраль 2010 г., обновлено в марте 2018 г.

Тепловые насосы: практичное решение для холодного климата

Тепловые насосы: практичное решение для холодного климата

В Северном полушарии почти зима; время для людей, чтобы прижаться к своим семьям (включая четвероногих), культивировать ныне международную практику hygge и найти другие способы справиться с относительной нехваткой солнца.Приближаются холода, а вместе с ними возникает вопрос, как лучше отапливать наши дома и предприятия, не нагревая при этом всю планету.

На сегодняшний день города и штаты в более холодном климате сосредоточили свое внимание на обезуглероживании систем отопления зданий путем продвижения высокоэффективных газовых продуктов. Но в 2020 году, который меняет парадигму, ведущие государства взяли на себя агрессивные цели по переходу от отопления на основе ископаемого топлива к альтернативным тепловым насосам:

  • План действий штата Мэн по изменению климата 2020 , опубликованный в этом месяце, поставил цель построить 245 000 домов (48% жилого фонда) с тепловыми насосами, установленными к 2030 году.
  • Консультативный комитет по реализации Закона штата Массачусетс о решениях проблемы глобального потепления (GWSA) недавно рекомендовал поставить цель по переводу одного миллиона домов (40% жилого фонда) на тепловые насосы к 2030 году. опубликовано позже в этом месяце.
  • План
  • Колорадо по сокращению выбросов парниковых газов на 2020 год нацелен на долю рынка тепловых насосов в 60% к 2030 году и предполагает, что к этому времени можно будет переоборудовать 200 000 домов (12% жилого фонда).

 

Усовершенствования тепловых насосов для холодного климата

По мере того, как электроэнергетические компании Северной Америки продолжают обезуглероживать свои сети, добавляя возобновляемые источники энергии в свои сети, тепловые насосы приобрели популярность как эффективное решение для отопления с низким уровнем выбросов углерода. Эти системы используют электричество, чтобы использовать энергию окружающего воздуха и перекачивать эту энергию в помещение в виде тепла — так же, как кондиционер наоборот. Эти системы могут достигать эффективности в три-шесть раз выше, чем обычные технологии отопления.

Но, несмотря на очевидную эффективность и преимущества в отношении выбросов углерода, воздушные тепловые насосы исторически применялись в более умеренном климате, например, в юго-восточной части Соединенных Штатов. Одна из причин заключается в том, что модели 1980-х годов плохо работали (или работали вообще) при отрицательных температурах.

В условиях холодного климата тепловым насосам уделяется все больше внимания, отчасти благодаря технологическим достижениям, которые, наконец, позволили тепловым насосам работать при низких температурах. Ключевой особенностью, обеспечивающей производительность при замораживании, является прогресс в технологии компрессора с инверторным приводом с регулируемой скоростью, который не был доступен в основных предложениях всего 10 лет назад.

Ведущие продукты теперь способны работать значительно ниже -10°F и работать с более чем вдвое большей эффективностью, чем системы сопротивления или газовые системы при температуре ниже нуля. Это не просто заявления производителя: тепловые насосы успешно прошли полевые испытания в Миннесоте (где зимы одни из самых холодных в континентальной части США) и на севере, вплоть до Полярного круга! Другие достижения в области управления тепловыми насосами позволили более органично интегрировать системы резервного электрического сопротивления, которые могут обеспечить дополнительный уровень безопасности в экстремально холодном климате.

Геотермальные тепловые насосы (также известные как геотермальные системы) уже давно являются золотым стандартом для безуглеродных систем отопления в холодном климате. Эти системы обеспечивают беспрецедентную эффективность, экономию на обслуживании и ожидаемый срок службы, что делает их разумным выбором для дальновидных покупателей жилья. Такие компании, как Dandelion Energy — продукт программы Alphabet Moonshot — продолжают снижать затраты на установку благодаря вертикальной интеграции, технологическим инновациям и новым моделям финансирования.

Но высокая стоимость и ограничения по установке этих систем означают, что они являются лишь частью решения. Достижения в производительности тепловых насосов с воздушным источником, наконец, обеспечивают города и штаты с холодным климатом более дешевой альтернативой, которая может стать основой более системных изменений.

 

Новый отраслевой стандарт для работы в холодном климате

Основная задача при внедрении — завоевать доверие монтажников в холодном климате, многие из которых по-прежнему скептически относятся к характеристикам защиты от замерзания из-за неудачного опыта использования устаревших технологий.Преодолеть этот барьер было сложно из-за отраслевых стандартов тестирования, которые не успевали за последними технологическими достижениями. В Соединенных Штатах стандарт испытаний AHRI 210/240, используемый в настоящее время для воздушных тепловых насосов, не позволяет проводить испытания даже при температуре ниже 17°F. Это практически не дает представления о том, как продукты сравниваются в минусовых условиях или даже о том, какие из них вообще могут работать при минусовых температурах.

Канадская ассоциация стандартов работала над заполнением этого пробела в знаниях с 2015 года и в 2019 году, наконец, выпустила проект стандарта тестирования, который, как уже было установлено, дает представление о реальной производительности, «которое не видно в рейтингах AHRI.Срок рассмотрения стандарта заканчивается в этом месяце. После окончательной доработки и принятия ведущими производителями стандарт должен позволить установщикам, политикам и домовладельцам в более холодном климате уверенно использовать эту технологию в качестве краеугольного камня нашего перехода к экологически чистой энергии.

 

Время пришло

Наличие адекватных стандартов тестирования представляет собой начало, а не завершение этой работы. Восприятие потребителей и установщиков, основанное на технологии тепловых насосов предыдущих поколений, формировалось десятилетиями.Воспоминания о холодных домах или недовольных клиентах во время отопительного сезона будут по-прежнему заставлять монтажников в более холодном климате медлить с внедрением тепловых насосов в качестве основного предложения.