Добавки к бетону для минусовых температур
Согласно строительным нормам, понятие зимних условий несколько отличается от общепринятых, календарных. В частности холодным временем принято считать условия со среднесуточной температурой около +5ºС и возможностью ночного понижения до 0ºС. Как известно при низких температурах вода кристаллизуется и процессы гидратации в цементно-содержащих составах значительно замедляются или вообще приостанавливаются.
Но на большей территории нашей страны это время является достаточно продолжительным. Останавливать работу и ждать когда потеплеет нерентабельно. Поэтому с момента появления бетона специалисты ищут решение данной проблемы.
Фото противоморозной добавки.
До недавнего времени, наиболее распространенным и действенным считался способ предварительного разогрева составляющих раствора до определенной температуры, после чего готовился теплый раствор и заливался.
Температура монолита поддерживалась искусственным путем до набора прочности не менее 50%.
Схема парогенератора для прогрева бетона.
- Но с каждым годом цена на энергоносители растет, и такие технологии сильно увеличивают себестоимость строительства. Здесь уже не столь важно, чем разогревать бетон — электричеством, паром или иными энергоемкими способами.
- В середине прошлого века нашим ученым И.А.Кириенко был предложен еще один действенный способ прогрева монолита. Условно его назвали методом «Термоса». Общая инструкция достаточно проста, вокруг ЖБИ создается теплоизолирующее покрывало. В зависимости от температуры окружающей среды бетон мог прогреваться за счет внутренних процессов или энергоносителем извне.
- В последнее же время наука сделала качественный рывок в создании химически активных добавок, которые позволяют вести работы при круглосуточной минусовой температуре. Безусловно, это очень удобно, присадок существует несколько и о наиболее распространенных мы сейчас побеседуем.
Что добавлять в бетон при минусовой температуре, вопрос далеко не праздный. Полностью, на 100% универсального состава не существует.
Выбор зависит от многих факторов, прежде всего от самой температуры.
- Также большое влияние оказывает размер монолита. Плюс следует учесть предназначение изделия, дело в том, что разные добавки могут менять некоторые физические качества бетона и то, что подойдет для ленточного фундамента в частном доме, может не подойти для возведения моста или крупного наливного цоколя.
Как известно основной задачей воды в растворе является создание условий для кристаллизации составляющих раствора, силикатов, алюминатов и так далее. На языке профессионалов это называется гидратацией цемента.
Наиболее комфортно, без добавок, раствор застывает при температуре 15 — 20 ºС, все что выше и особенно ниже, нуждается в создании специальных условий.
- Главной задачей подобного рода присадок является снижение периода схватывания раствора и уменьшение времени созревания бетона при низких температурах. То есть снизить уровень замерзания воды и при этом не навредить остальным процессам, происходящим в растворе.
Зависимость набора прочности от температуры.
- Наиболее распространенными материалами для изготовления морозоустойчивых присадок смело можно считать соли монокарбоновых кислот, среди профессионалов этот состав известен как «Поташ». Цена на данные составы на отечественном рынке вполне приемлемая.
- Когда выполняется заливка бетона при минусовой температуре добавки монокарбоновых кислот, должны строго дозироваться. Для каждой температуры количество присадок разное, Такими добавками можно подготовить раствор к температуре до минус 30ºС. Чем ниже температура, тем больше состава потребуется.
Соль монокарбоновой кислоты.
Важно: как говорилось ранее, присадка при неграмотном использовании может понизить другие характеристики раствора.
Поэтому принцип, чем больше, тем лучше здесь может навредить.
- Следующим лидером нашего рынка является нитрит натрия. Цена на него также не сильно высока, но это вещество обладает сильным, едким, неприятным запахом. Кроме того данный состав легко может воспламениться. При контакте с некоторыми видами современных пластификаторов могут выделяться ядовитые, токсичные газы.
- Максимальная температура, которую может держать нитрат натрия, составляет не ниже -15ºС. Специалисты рекомендуют его использование при приготовлении растворов на портландцементе или на шлакопортландцементе. Добавлять эту присадку в глиноземистые цементы строго запрещено.
- Широкий спектр использования имеет формиат натрия и нитрат кальция. Кроме производства ЖБИ, эти присадки могут применяться в штукатурных растворах и растворах предназначенных для кладки кирпича. Но данные составы используются только в комплексе с пластификатором, так как из-за скопления солей, в монолите могут образовываться пустоты и высолы.
Важно: растворы с добавлением присадок должны готовиться своими руками при температуре не ниже 5 — 10 ºС.
Кроме того, они не могут долго храниться, раствор нужно использовать в течение часа после замешивания.
- Не стоит забывать об отечественных производителях, добавки из линейки морозо-пласт, морозо-стирол и т.д. Являются составами комплексного действия, после заливки благодаря процессам, происходящим внутри монолита, температура поддерживается естественным образом и при небольших морозах, вам достаточно просто хорошо укрыть бетон.
Конструкции для электроподогрева монолита.
- По нормам СНиП 111-1-76, мороз опасен для бетона только на стадии набора прочности. Поддерживать определенную температуру в монолите нужно до определенного % крепости. Для каждой марки бетона этот процент индивидуален.
- После того, как монолит схватился, замораживание ему уже не настолько страшно, но и эксплуатировать ЖБИ еще не рекомендуется. Дело в том, что после оттаивания, изделие естественным путем будет дозревать. Активная фаза застывания монолита идет в течение 27 суток. После этого укрепление будет продолжаться еще несколько лет, но гораздо медленнее.
- Если в состав не вводились морозоустойчивые присадки, то для растворов с маркой М150 достаточно 50% прочности. Марки М200 – М300, могут замораживаться при 40% прочности. Для М400 и более, достаточно 30%. Но при использовании присадки, допустимая прочность перед замораживанием падает в среднем на 10%.
Совет: время вымешивания состава в зимних условиях должно быть увеличено минимум в 2 раза.
График прогрева бетонного монолита.
- В широком использовании данный вид присадок появился не так давно. Народ еще не успел, как следует разобраться в том насколько это удобно и на этой благодатной почве родилось несколько предубеждений.
- Первый распространенный миф родился уже давно, периодически с появлением каждого нового состава подымается данный вопрос, не стали исключением и морозоустойчивые добавки. Кустарные мастера «авторитетно» заявляют о том, что такие добавки вызывают повышенную коррозию арматурного каркаса.
- Возьмем самый простой и доступный в России нитрит натрия. Любой средний химик или специалист по металловеденью вам скажет, что это один из ингибиторов способных замедлять процессы коррозии. Более того, в соединении с пластификаторами и усадочными добавками для работы с монолитами, в виду повышения крепости может применяться только алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.
Соотношение компонентов в разных марках чистого бетона.
- Вторым распространенным мифом можно назвать снижение прочности бетона. Родилось это утверждение из-за того, что на первых этапах схватывания раствора действительно наблюдается некоторое запоздание по сравнению с чистым бетоном. Но зато впоследствии скорость набора прочности значительно увеличивается. Особенно это относится к комбинированным составам.
- Все специалисты, с самого начала советуют одно, внимательно изучить инструкцию. При недостаточном количестве присадки в растворе, он может замерзнуть. Но если заложить чрезмерно много добавки, то вы рискуете увеличить время схватывания или потерять определенный процент крепости из-за образования газов.
На видео в этой статье вы можете открыть для себя много полезных мелочей.
В качестве вывода хочется отметить, когда вы решаете что добавить в бетон при минусовой температуре, не забывайте о том, что в этой сфере производства контрафактная продукция, к сожалению еще не исчезла с прилавков. Заложив неизвестно что в фундамент зимой, вы рискуете переделывать всю работу летом, тем более что цена на настоящие, качественные составы вполне доступная.
источник
Бетон — это универсальный стройматериал, который используют для различных целей: от строительства дома до возведения декоративных элементов приусадебного участка. Это практический, незаменимый, экономный, удобный материал. У него есть некоторые недостатки. Подверженность воздействию низких температур — один из главных минусов. Бетон в мороз может менять форму, растрескиваться, крошится. Выходом из ситуации становятся добавки, повышающие морозостойкость бетона, позволяющие проводить строительные работы в холодное время года.
Современные антифризные добавки снижают температуру замерзания воды от 0 до -15 градусов. Использовать присадки нужно по инструкции. Неконтролируемое применение приносит вред конструкции, вызывает нежелательные последствия. При морозе нужно вводить добавку в правильном количестве, чтоб избежать замерзания, нежелательных последствий. Замерзшие бездобавочные смеси подвергаются большему риску.
- жидкость, присутствующая в смеси, замерзает при более низких температурах, чем обычно, позволяя раствору схватится;
- раствор становится более пластичным — легче формировать отдельные части конструкции;
- арматура в железобетонных конструкциях не окисляется благодаря ингибиторам коррозии, присутствующим в присадках;
- повышается водонепроницаемость железобетона;
- смесь становится прочной за более короткое время.
Бетон застывает быстрее в мороз — одно из преимуществ.
После присоединения добавки в раствор, смесь становится более плотной благодаря насыщению микропор в бетоне карбонизированной гидроокисью кальция, ее становится легче залить в форму. Крепость конструкции повышается в два раза. Достаточно 18 часов для полноценного застывания бетонной конструкции. Извлечение проходит без нарушения целостности бетона. Качественные ПМД не допускают появления «соли» на поверхности.
Использование антифризных добавок позволяет:
- замешивать раствор бетоном низкого класса, снижая материальные расходы;
- делать тоньше слои бетона, не рискуя качеством конструкции (благодаря повышенной прочности) — экономится раствор;
- бетону не понадобится обработка гидроизоляционными средствами.
Вернуться к оглавлению
Противоморозные присадки применяют при возведении конструкций:
- монолитных железобетонных;
- с нерасчетной арматурой, слоем раствора больше полуметра;
- преднапряженный железобетон;
- легкий бетон;
- смесь для штукатурки;
- дорожки;
- мосты;
- платформы добывания нефти, газа;
- плотины, дамбы.
Перед добавкой антифриза проводят испытание, определяющее:
- окисляющее воздействие на бетон;
- образование «солей»;
- быстроту схватывания;
- прочность.
Вернуться к оглавлению
Качественные присадки для бетонного раствора позволяют ему твердеть при сильных морозах до 35 градусов. Присадки делятся (по химическому воздействию): суперпластификаторы, ускорители, регуляторы подвижности, повышающие морозоустойчивость, модификаторы, комплексные.
Пластификаторы — сульфат нафталина, сульфат меламиновой смолы, органические полиакрилаты. Имеют пластифицирующее воздействие на раствор. Не требует большого расхода воды. Делает раствор более прочным, влагонепроницаемым, концентрированным. Смесь легче укладывается — ее можно залить равномерным слоем. Экономит энергозатраты, воду. Применение пластификаторов позволяет качественно выложить смесь в форму, без формирования пустот. Микрочастицы бетонного раствора лучше удерживают влагу.
Ускорители твердения — сульфат алюминия, сульфат железа, нитрат кальция, хлорид кальция. Действуют, сокращая время затвердения раствора. Схватываясь, бетон теряет пластичность, затвердевая — приобретает прочность. Их действие рассчитано на первые три дня высыхания. В этот период добавка имеет самый высокий уровень эффективности. Классовая прочность бетона также увеличивается.
Вещества, позволяющие продлить период пользования готовым раствором в условиях повышенной температуры воздуха, перевозок.
Морозоустойчивые добавки позволяют проводить строительные работы при минусовых температурах.
- П — карбонат кальция повышает скорость отвердения при тридцати градусах мороза;
- НК — нитрат кальция;
- М — мочевина;
- М НК — смесь нитрата кальция вместе с мочевиной;
- ХК — результат соединения соляной кислоты, кальция. Вызывает окисление метала, не используется для создания армированных бетонных конструкций.
Вернуться к оглавлению
Модификаторы используют для защиты бетонных сооружений от окисления, морозов. Благодаря добавкам, они дольше служат.
Бетоны могут улучшать в разных направлениях сразу несколькими добавками. ПМД комплексного действия повышает эксплуатационные характеристики, положительно влияет на арматуру, упрочняет железобетонное сооружение.
Выбирая добавки противоморозного действия, учитывают метод, обстоятельства эксплуатации бетонной конструкции, температуру окружающей среды, марку, состав цемента, качество присадки. Оптимальными считаются ПМД, используемые специалистами больше всего:
- поташ (7% концентрацией) подходит портландцементам;
- нитрит натрия;
- хлористый натрий используют для модификаций быстрого затвердения.
Выбирая ПМД, нужно обращать внимание на опыт, имидж производителя, отзывы, чтоб избежать покупки некачественного товара.
Существуют различные антиморозные добавки, каждая из которых имеет свой механизм воздействия. Популярная присадка – карбонат натрия, иначе именуемый поташ. Это порошкообразный кристаллический состав, ускоряющий затвердевание бетонной смеси. Применение присадки такого типа снижает технические характеристики материала, в том числе прочность. Чтобы уменьшить этот эффект в поташ добавляют тетраборат натрия.
Внимание! Поташ относят к опасным веществам, поэтому при работе с ним соблюдают требования безопасности.
Тетраборат натрия комплексное вещество, состоящее из солей натрия и кальция, с добавкой аммония. Это дополнительная противозамерзающая присадка, применяемая с карбонатом натрия. Без нее конструкция может потерять до 30% прочности после оттаивания и полного отвердевания.
Нитрит натрия – эффективная противоморозная добавка, снижающая температуру кристаллизации воды, ускоряет затвердевание состава, обладает антикоррозионным действием. Его применение опасно, поскольку порошок нитрита натрия – пожароопасное, взрывоопасное, токсичное вещество. Применяется при морозах до -25ºС. Не может смешиваться с лигносульфоновыми кислотами, поскольку при взаимодействии с ними выделяет токсичный газ. Аналогичными свойствами обладает нитрит-нитрат кальция.
Формиат натрия – противоморозная добавка для бетона, снижающая температуру кристаллизации воды и ускоряющая гидратацию цемента. Добавляется в пропорции не более 6% от общей массы бетона. Для улучшения пластификации в присадку добавляется лигносульфонат нафталина.
Мочевина – ПМД, продлевает жидкую фазу воды, практически не влияет на скорость схватывания.
Хлориды кальция и натрия, аммиачная вода снижают температуру замерзания, но обладают повышенным коррозионным воздействием. Они сильно влияют на металлические элементы, поэтому не рекомендуются для использования в железобетонных изделиях.
Выбор присадки и способ ее применения зависит от условия и материала, куда она будет введена. Любые добавки в бетон, применяемые при минусовых температурах вводятся в раствор с водой, по инструкции от производителя. После тщательного перемешивания рекомендуется подождать некоторое время, чтобы этот компонент диффундировал в составе.
Согласно СП 70.13330.2012 для достижения составом нужной прочности, важно, чтобы до того момента, когда температура состава достигла отметки, на которую рассчитана присадка, он набрал не более 20% от запланированной прочности.
Расход противоморозной добавки на 1 кубический метр материала зависит от среднесуточной температуры окружающего воздуха. До -5 градусов рекомендовано добавлять до 2% присадки от массы раствора, до -10 градусов этот показатель возрастает до 3%, до -15 градусов не более 4%. При сильных морозах расчет производится индивидуально по каждому типу. Скорость затвердевания раствора снижается, а максимальная прочность достигается после окончания морозов.
При добавках пластификаторов и ПМД, необходимо соблюдать определенные правила работы. Рекомендованный диапазон заливаемого раствора – в пределах от +15 до +25ºС. Для растворения присадок требуется определенное количество воды, которая должна быть подогрета, это обеспечивает полное растворение веществ. Песок и щебень, применяемые в растворе, тоже подогреваются непосредственно перед добавлением. Цемент подогревать нельзя, поскольку он потеряет свои вяжущие свойства. Залитый раствор нужно укрыть, особенно это актуально при снегопаде.
Главным преимуществом бетона с противоморозными добавками является возможность выполнения работ круглый год. Подобранные в правильной пропорции, они улучшают адгезию компонентов, повышая качество раствора. У них есть и другие плюсы:
- повышение срока эксплуатации за счет уплотнения бетона;
- повышают пластичность смесей, облегчая работу с ними;
- повышается морозоустойчивость готового бетона, что важно для элементов несущих конструкций;
- применение ПМД – самый дешевый способ заливки при отрицательных температурах;
- применение добавок уменьшает усадку при застывании, сохраняя целостность конструкции;
- противоморозные добавки заполняют поры бетона, тем самым существенно повышая его водонепроницаемость;
- некоторые составы существенно повышают коррозионную устойчивость монолита, продлевая срок службы конструкций, зданий и сооружений в разы.
Использование противоморозных добавок имеет и свои недостатки. При неправильном применении снижаются прочностные характеристики бетона, поэтому при работе необходимо строго придерживаться инструкций. Некоторые присадки являются пожароопасными и ядовитыми, что необходимо учитывать при работе с ними. Даже с добавками, при морозах скорость твердения будет относительно низкой. Чтобы достигнуть нужной прочности при укладке зимой требуется большее количество цемента, что удорожает строительство.
В частном строительстве, если не удалось провести все работы в теплое время года, приходится продолжать в зимний период. Поэтому допускается приготовление противоморозных добавок для бетона своими руками в домашних условиях. Для этого понадобится только поваренная соль или хлорид натрия. Такая присадка снижает температуру замерзания воды и уменьшает время критичного затвердевания смеси.
Чтобы сделать противоморозную добавку в бетон своими руками, соль растворяется в воде и добавляется в раствор. Концентрация до -5 градусов составляет 2% от массы раствора, до -15 градусов, массовая доля хлорида достигает 4%.
Недостатком этой добавки является коррозионная активность по отношению к металлу, поэтому она не подходит для железобетонных конструкций. Нужно учитывать, что скорость затвердевания раствора при отрицательных температурах будет, в среднем, в 3 раза ниже, чем в обычных условиях.
источник
При снижении температуры ниже нуля затвердевание бетонного раствора становится проблематичным. Часто с этим сталкиваются при заливке 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.
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 уже 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.
Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора критической прочности. Популярные методы 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, заливать бетон на улице даже 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 качественной теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.
Чтобы залить бетон в минусовую температуру ее компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду почти доводят до кипения и подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается не более, чем до комнатных температур, иначе он теряет свои 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.
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 довольно 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.
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 бетона зимой:
- 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.
- 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.
Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения его твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед тем, как залить раствор, 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.
Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С.
Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания все равно снизится за счет снижения качества цемента.
В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, за это время жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.
Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно возможна. 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.
Главная » Бетон и кирпич »
Особенности бетонирования заключаются в том, что бетонное основание не моментально становится прочным, а набирает этот показатель постепенно.
Процесс набора прочности считается оптимальным, если бетон достиг проектного показателя за 28 дней. Но этот временной показатель зависит от некоторых фактором. А самым влиятельными является температурный и влажностный показатели.
Тем более, что бытует мнение о невозможности заливать бетон в минус.
Как же происходит набор прочности бетона? Самое простое объяснение — это потеря бетонной смесью влаги. Влагосодержание должно проходить равномерно, в соответствии с нормативными требованиями. А если температура не оптимальна, а приближается к минусу или отрицательная?
В этом случае бетон начнёт твердеть в течении нескольких часов только благодаря отдаче собственного тепла, а затем возможны два варианта:
- вода в микротрещинах и порах замёрзнет и начнёт расширяться, что приведёт не к твердению монолита, а к его растрескиванию;
- при очень низких температурах бетон сам замёрзнет и процесс набора прочности остановится до его полного оттаивания. Прочность после оттаивания обычно снижается, а срок эксплуатации всей конструкции становится меньше.
Ни первый, ни второй вариант строителей не устраивает. Поэтому стоит взвесить все за и против заливки бетона при минусовой температуре.
Организация работы зависит от того, с какой маркой бетона проводится работа.
Для разных марок существует показатель критической прочности, который устанавливает процент от проектного значения, при котором заморозка бетона не нарушит его структуру на столько, чтобы повлиять на конечное значение прочности. Например, для марки бетона М300 этот процент равен 40%, а для марок более низких чем М200 — 50%.
Существует несколько вариантов укладки бетона при минусовой температуре, когда требования по показателю критической прочности можно выполнить:
- применение электрического подогрева;
- способ термоса;
- введение противоморозных добавок;
- создание укрытий с поддержанием определённого режима или конвективный способ.
Если не соблюдать всех технологических требований на каждом этапе создания бетонной конструкции зимой, можно потерять качество ещё на стадии формирования смеси или её транспортировки.
Температура транспортируемой смеси должна быть такой, чтобы в момент её выгрузки на строительном объекте она соответствовала проектной для данной марки и способа укладки. При использовании подогрева или добавок бетонная смесь может иметь температуру около 50С, а если применятся вариант «термос», тогда необходимо обеспечить температуру 250С.
Чтобы конечный продукт имел требуемую температуру, можно применить несколько технологий:
- использовать подогретую до высокой температуры воду;
- нагреть заполнитель — песок, щебень, гравий;
- прогрев паром всех компонентов во время смешивания в бетоносмесителе.
Для сохранения температуры полученного бетона, в машинах утепляют кузов или используют тёплые контейнера. Но наиболее выгодный способ — это использование автобетоносмесителей, когда для затворения смеси применяют горячую воду прямо на строительной площадке.
В условиях, когда вовремя транспортировки смесь остыла, но не начала схватываться, её разогревают электродами до необходимой температуры.
Избежать бетонирования при минусовой температуре не удаётся, значит необходимо уменьшить время достижения критической прочности состава. Кроме уже перечисленных методов, часто идут по более простому пути и повышают марку бетона, но такой вариант требует тщательных расчётов и подбора компонентов.
Создание утепленного защитного сооружения или покрытие термоплёнкой с настилом из теплоизолирующих материалов, считается самым простым. В качестве материала для настила служат опилки, снег, торф. Они обеспечивают необходимую температуру, и требуется только контроль за влажностью.
При необходимости привести заливку бетона при минус 5 0С, одного утепления может оказаться недостаточно. Эффективным вариантом может стать использование электрического тока, который обеспечит изотермический прогрев.
В этом случае сама бетонная смесь становится частью электрической цепи как сопротивление. В ней электрическая энергия будет превращаться в тепловую. В качестве электродов используют стальную арматуру.
Сами электроды могут располагаться внутри смеси и на её поверхности.
Электробогрев проводят не только с помощью электродов. Для этого используют ещё несколько способов и устройств, таких как:
- термоактивная опалубка;
- электрические отражательные печи;
- инфракрасные обогревательные приборы;
- цилиндрические приборы сопротивления.
В качестве обогревающего устройства может выступить любой электроприбор, генератор пара, индукционное поле. выбор прибора и метода прогрева зависит от следующих факторов:
- конструкция сооружения, её геометрические параметры;
- показатель критической прочности состава;
- наличие требуемой мощности электрического тока.
Менее затратным с точки зрения энергоресурсов считается введение добавок повышающих морозостойкость бетонной смеси. Противоморозные добавки могут составлять до 10% от общего объёма цемента в бетонной смеси. Они не дают бетону замёрзнуть и способствуют его набору прочности при температуре ниже 00С.
Наиболее распространённые химические добавки в бетон при минусовой температуре это хлорид кальция или натрия, нитрат и сульфат натрия, поташ.
В армированный бетон в качестве добавки используют поташ, который позволяет смеси твердеть при температуре -25 0С. Иногда можно использовать, так называемый, холодный бетон. В нём количество добавок достигает 15% к массе цемент.
Такой бетон защищается тепловой подушкой со всех сторон, чтобы обеспечить одинаковую температуру по всему объёму конструкции.
Работы по бетонированию в зимний период проводит можно, но это достаточно затратное и энергоёмкое мероприятие. Возможно стоит немного подождать, чтобы была возможность соблюдать все технологические требования.
Спецификой, а нередко и проблемой строительства, является сезонность — зимой производить многие виды работ невозможно. Бетонирование считается наиболее критичным процессом для низких температур.
Учитывая ответственность таких работ, особенно при заливке фундаментов, застройщик должен хорошо представлять себе, как заливать бетон, как влияют низкие температуры на процесс твердения бетонной смеси и какие проблемы могут возникнуть в связи с этим.
Мы расскажем, при какой температуре можно заливать бетон, как правильно залить бетон в мороз, возможна ли заливка бетона при минусовой температуре и что нужно делать для нормального твердения бетона в таких условиях.
Из составляющих бетонной смеси в процессе твердения с образованием бетонного камня участвуют цемент и вода.
Заполнители (песок, гравий, щебень) связываются в единый комплекс благодаря твердению находящегося между ними цементного молочка – смеси воды с цементом. Кристаллизация происходит при гидратации частичек цемента водой.
Молекулы воды связываются с цементом с образованием кристаллической массы, т.е. постепенное твердение происходит за счет потери воды.
Направление процесса – от периферии к центру камня, а сам процесс проходит в условиях с определенными ограничениями. Некоторые характеристики процесса при разных условиях:
- Если температура твердения уложенного бетона +15 — +25ºС, то залитый в опалубку бетон наберет максимальную проектную прочность за 28 суток. За первую неделю в нормальных условиях бетонная смесь набирает до 70% проектной прочности. наиболее важны для нормального твердения бетона первые несколько дней после заливки. В это время для нормальной гидратации нужно сохранить влагу. Для этого поверхность бетона накрывают пленкой ПВХ или мокрой мешковиной.
- Если температура среды опускается до +5ºС, процесс камнеобразования замедляется вдвое, т.е. на нормативную прочность бетона рассчитывать можно будет примерно через два месяца.
- Твердение прекращается полностью при 0ºС – точке замерзания воды. При более низких температурах вода в бетонной смеси замерзает. Если к этому моменту критическая прочность бетона уже набрана, то твердение продолжается до конца после размораживания. Критическая прочность бетона характеризует момент, когда достигнуто твердение смеси до такой степени, что благоприятный результат процесса уже обеспечен. При нормальной температуре критическая прочность наступает через сутки после заливки бетона. Такой порог зависит еще от марки цемента – смеси на цементах высоких марок имеют критическую прочность, составляющую всего четверть от полной нормативной.
Зависимость твердения бетона от температуры
- Если прочность бетона до замораживания меньше критической, то замерзающая вода внутри монолита расширяется и рвет связи, увеличивая пористость камня.Такой монолит теряет прочность, пропускает воду – срок эксплуатации его уменьшается, а нередко бетонирование приходится выполнять заново.
Раковины в бетоне из-за нарушения технологии зимнего бетонирования
Необходимые условия бетонирования зимой описаны выше – главным является обеспечение достаточной температуры смеси при твердении. Выбор конкретного метода зависит от особенности проведения работ и характера объекта. Например, если нет возможности обеспечить обогрев бетона, а фундамент небольшой, можно вместо ленточного типа фундамента устроить буронабивной.
Все мероприятия по обеспечению надежного бетонирования в зимних условиях можно разделить на:
- Подогрев бетонной смеси перед укладкой.
- Внешний уход за залитой в опалубку бетонной смесью.
- Повышение температуры залитой бетонной массы электропрогревом.
- Добавление в бетонную смесь модификаторов, ускоряющих твердение или смещающих температуру кристаллизации воды.
Окончательный выбор метода зимнего бетонирования зависит от множества факторов. Например, если нет возможности доставить на объект подогретую смесь из-за большого плеча доставки бетона, то нет смысла рассматривать этот вариант.
Кроме того, нередко место застройки не электрифицировано или подведенные мощности ограничены. Большое значение имеет достоверный прогноз погоды на период твердения смеси.
Если сравнивать стоимость каждого из предложенных методов, то самым бюджетным является последний вариант – добавление в бетонную смесь специальных добавок. Кратко рассмотрим каждый из методов.
Метод заключается в предварительном подогреве компонентов смеси (кроме цемента) с тем, чтобы в момент укладки смеси ее температура составляла 35-40oC.
Песок и щебень нагреваются примерно до 60oC, вода — до 90oC. Цемент предварительно помещается в отапливаемое помещение и нагревается до комнатной температуры.
Разогревать цемент нельзя – он быстро безвозвратно теряет свою активность и становится попросту непригодным!
Для замеса могут использоваться смесители с подогревом или без него. На крупных стройках заполнители могут греть в специальных печах-сушках. Частный застройщик может использовать горячий воздух тепловой пушки или тепло от печи, передаваемое по воздуховоду.
Барабанная сушилка для щебня и песка
Зимний замес бетона имеет технологические особенности. В смеситель наливается вода, в нее добавляется щебень и песок, а только затем цемент. Смесь вымешивается особо тщательно, по времени на треть дольше, чем обычно.
Метод особенно актуален для сохранения тепла после укладки подогретой смеси. Могут использоваться разные методы:
- На больших стройках применяют электрические греющие маты, которые укладывают на залитый бетон и включают в сеть. Способ дорогой – стоимость такого мата 2500 рублей за квадратный метр.
- Заливка бетона при отрицательных температурах в индивидуальном строительстве может сопровождаться утеплением всем, что есть под рукой: старой одеждой, тюками соломы и т.п. Нередко устраивают т.н. «тепляки» — своего рода теплицы над залитым бетоном, куда подается теплый воздух от печи, нагревателя и т.д. Поверхность бетона при этом обязательно увлажняют. Поверхность бетона можно накрыть также пленкой, опилками, торфом и даже снегом.
- Уложенный бетон при минусовой температуре можно обогревать инфракрасными излучателями для направленного нагрева бетона. Поток регулируется алюминиевыми направляющими. Метод дорогой из-за большой потребности в лампах и расхода электроэнергии.
Утепление бетона после заливки методом термоса
Такие способы применяются обычно в промышленном строительстве. Для их реализации нужны достаточные электрические мощности и электрик с серьезной профессиональной подготовкой. Электропрогрев может быть:
- Сквозным — при прогреве массы бетона изнутри токами, идущими внутри опалубки по стержневым или струнным электродам. Схема расположения электродов и нагрузка должны быть точно рассчитаны. Масса бетона выступает в данном случае, как источник сопротивления.
- Периферийным – при передаче тепла от источников к ленточным электродам, закрепленным к опалубке (стальная полоса или лист). Интенсивно обеспечивается прогрев на глубину примерно 0,2 м, но и глубже поступающее тепло влияет на критерии прочности.
Методы используются при небольшом арматурном каркасе или вообще без него. При густой арматурной сетке токи замыкаются на нее и система не работает или работает неравномерно. После твердения смеси электроды остаются внутри монолита навсегда.
Универсальным методом можно считать использование греющего электрического кабеля. Такой специальный провод может использоваться в любых конструкциях, независимо от частоты армирования.
Внутренний прогрев бетона кабелем
Наиболее экономически оправданный метод. Часто применяется совместно с разными методами обогрева, увеличивая их эффективность и снижая расходы. При определенных условиях может быть использован без прогрева. Добавки в укладываемый бетон при минусовых температурах можно разделить на:
- Понижающие точку замерзания воды в растворе.
Способствуют кристаллизации при низких температурах. Используются соли кальция, натрия или калия. Наиболее распространенный реагент – поташ.
- Увеличивающие скорость твердения.
К таким реагентам относится поташ, смеси солей кальция с мочевиной, нитрит-нитратом кальция и т.д.
Добавки в жидкий бетон при минусовых температурах вводятся в дозировке 2 — 15% от массы цемента в смеси. Так, при расчетной температуре бетона — 10oC — 15oC требуется поташа в количестве 10% от массы цемента, а при температуре — 21oC — 25oC — в количестве 15% от массы цемента.
Поташ — популярная добавка для зимнего бетонирования.
Укладка и уход за бетоном при низких температурах для российских условий часто необходимость.
Жители многих регионов могут рассчитывать всего на несколько месяцев в году, когда можно положить бетон без создания специальных условий для твердения.
Откладывать работы на 7 – 8 месяцев неразумно, поэтому знать, как правильно залить бетон в мороз и добиться нормативного твердения для наших условий естественно. Есть в зимнем бетонировании и явные преимущества:
- Мерзлый грунт зимой может быть использован как самая прочная опалубка, поскольку он жесткий, не осыпается и не требует укрепления.
- Зимой обычно резко падает стоимость строительных материалов, поэтому есть возможность существенно снизить стоимость строительства.
- Большинство строительных бригад без работы в ожидании сезона, поэтому есть возможность договориться о работах на выгонных условиях.
Отрицательным фактором можно считать низкую скорость процесса, но здесь ничего изменить нельзя – технология укладки бетона при низких температурах имеет свои законы: прием бетона на фундамент (или пол) должен быть непрерывным, т.е. «холодные швы» исключаются. В остальном важно правильно выбрать оптимальный метод бетонирования и в точности исполнять требования технологии ухода за уложенной смесью.
Заливка бетона при отрицательных температурах обновлено: Декабрь 13, 2016 автором: Артём
В процессе строительства и проектирования жилых или нежилых зданий, зачастую появляется необходимость заливки фундамента бетонным раствором в поздний осенний или уже зимний период.
Когда температура воздуха опускается ниже 0°С. Согласно рекомендациям специалистов и завода изготовителя бетона – оптимальная температура для заливки и застывания смеси составляет +5°С.
Отсюда, возникает следующий вопрос — как залить бетон зимой без прогрева?
Многие квалифицированные специалисты и строительные компании для заливки смеси в осенне-зимний период используют специальные системы подогрева, которые представлены тремя методами:
- Электроподогрев раствора в специальных бункерах непосредственно перед заливкой до оптимальной температуры 50-70°С;
- Электропрогрев смеси при помощи тепловых пушек, которые устанавливаются под тепляком (тент, пленка) и направляются непосредственно на поверхность бетона;
- Электроподогрев залитого фундамента при помощи переменного электрического тока, который пропускают через специально установленную арматуру или заранее проложенные обогревающие провода.
Однако если нет такой возможности в использовании вышеперечисленных методов, то в данной статье мы рассмотрим более подробно, как можно без вспомогательного прогрева залить бетон зимой.
Полезная информация
Заливка раствора при минусовых температурах имеет ряд специфических нюансов. Зимние условия в строительной сфере начинаются при средней температуре воздуха ниже +5°С, или когда этот показатель опускается ниже 0°С в течении суток.
Главная задача в процессе бетонирования зимой – обеспечение затвердение раствора при влажной и теплой среде в период всего срока его застывания. Другими словами, Вам необходимо обеспечить оптимальные условия для набора бетонным раствором процента прочности – не менее 60%, которая будет гарантировать сохранность структуры всего фундамента и оптимальное его затвердение уже после оттепели.
Заливаемый раствор должен набрать свою прочность в зимой, которой будет достаточно для полной загрузки монолитной конструкции или частичной, а также для распалубки.
Внизу приведем таблицу с оптимальными данными по времени выдерживания бетонной смеси и набора прочности.
В процессе бетонирования следует в первую очередь защитить раствор от замерзания, чтобы нормально проходил процесс гидратации, и раствор не набрал достаточную прочность, обеспечивающую оптимальное сопротивление льда, и сохранить способность затвердевания при плюсовой температуре без ухудшения главных свойств монолитной конструкции.
Когда к фундаменту предъявляются высокие условия к динамическим характеристикам и морозостойкости, то следует защитить бетон от промерзания до тех пор, пока он не наберет достаточную марочную прочность.
Процент набора оптимальной прочности для раствора будет зависеть от марки используемого цемента, добавок, температуры смеси и других условий.
Специальные добавки
Если у Вас нет возможности выполнить полноценный обогрев бетона, то необходимо использовать специальные противоморозные добавки, которые обладают рядом преимуществ:
- Ускоряют процесс затвердения;
- Увеличивают продолжительность затвердения смеси;
- Понимают температуры замерзания воды;
- Позволяют бетону при отрицательных температурах набрать достаточную прочность.
Антиморозные добавки позволяет бетону не замерзнуть до тех пор, пока не произойдет весь процесс гидратации смеси. В противном случае вода начнет разрывать, замерзая схватившуюся часть фундамента. Как правило, вода будет подниматься в верхние слои бетона (что в случае оттаивания и промерзания может начаться шелушение).
Гидратация будет происходить, только когда вода находится в жидком состоянии, а скорость протекания реакции при отрицательных температурах быстро снижается. Для этого используют морозостойкую добавку, которая также ускоряет процесс затвердения и схватывания.
В зависимости от температуры окружающего воздуха, способа заливки монолитной конструкции, требования предъявленных к раствору и способу ухода за затвердевающим бетоном будет зависеть количество и вид добавок вводимых в готовую смесь.
Подогрев бетона
Вторым немаловажным фактором, если нельзя залить бетон зимой без прогрева, для полноценного бетонирования – подогрев раствора. В зависимости внешних факторов, температуры воздуха, массивности конструкции, можно прогревать воду для раствора или наполнители – гравий, щебенку, песок и т.д.
Оптимальная температура для раствора при выходе из миксера не должны быть более 40°С, в противном случае бетон будет практически мгновенно густеть. Минимальной температурой раствора при заливке массивных фундаментов считается не менее 5°С, а для заливки тонких конструкций не менее 20°С.
Когда заливка конструкции раствором закончена необходимо, накрыть весь фундамент плотной пленкой или специальными утеплителями (пенопласт, опилки, минеральной ватой и т.д.). Также можно дополнительно утеплить всю опалубку по периметру.
Для того, чтобы бетон без подогрева набрал достаточную прочность можно использовать следующие методы:
- Можно жечь костер с подветренной стороны в течение 3-4 часов (этот метод особенно эффективный при отрицательных температурах до -5-6°С).
- Как писалось выше утеплить фундамент при помощи теплоизолирующих материалов.
Заключение и видео
После зимы, осматриваем внимательно всю монолитную конструкцию, в сомнительных местах поковырять или простучать. Если начали проявляться дефекты, отшелушивание, недостаточная рекламация бетонной смеси, то необходимо связаться с заводом поставщиком раствора и предъявить претензии к качеству бетона. Удачи!
Часто люди затеявшие строительство или ремонт не имеют достаточного количества практических навыков и как следствие привлекают к работе профессионалов.
Но часто для того что бы выполнить ту или иную процедуру достаточно просто уделить немного времени на изучение технологии. К слову, за что бы вы не взялись, в строительстве и ремонте, скорее всего, придётся столкнуться с заливкой бетона. В этой статье мы и поговорим на эту тему.
Особенности современных строительных материалов заключается в том, что благодаря техническому прогрессу появилось огромное количество добавок, которые дают возможность производить работы по строительству в любых погодных условиях.
Но при этом, некоторые особенности бетона диктуют правила работы с ним, которые нарушать категорически нельзя.
Низкие температуры при различных погодных условиях могут вызывать в растворе необратимые изменения а, следовательно, нужно учитывать некоторые нюансы:
- Так, например, раствор, который был изготовлен в жару, отличается хорошей скоростью застывания и высокой прочностью. К слову, тёплая погода в целом отличается довольно благоприятными условиями для выполнения подобных работ.
- В случае, если работать приходится в минусовые температуры, то стоит понимать, что раствор, содержащий в себе воду изначально не может себя комфортно «чувствовать» в таких условиях. Качество бетона резко падает, впоследствии могут возникать трещины и разломы, что существенно сказывается на качестве.
Естественно, что вопрос о том, когда же именно нужно производить работы по заливке волнует всех, кто берётся за этот процесс, особенно в первый раз.
Как показывает практика, наиболее комфортными для заливки бетона будут следующие условия:
- Осуществлять процедуру необходимо в летнее время года, когда стоит устойчивая тёплая погода без резких перепадов, особенно в сторону холодной погоды.
- Оптимальной температурой будет являться промежуток от 5 до 15 градусов по Цельсию. При этом влажность воздуха должна быть как можно выше.
- Дополнительно стоит отметить, что в таких условиях раствор стоит делать более жидким, не смотря на то, что сохнуть он будет дольше, это значительно скажется на уровне прочности.
Естественно, что сроки, как правило, поджимают и иногда работа с бетонов в условиях мороза или дождя является вынужденной мерой.
Казалось бы, ситуация безвыходная, однако, работать в экстремальных условиях всё же можно, естественно при учёте того, что у того кто производит заливку есть определённый багаж полезных знаний.
Так, например в мороз нужно учитывать следующее:
- Во-первых, ни в коем случае нельзя экономить на бетоне и его доставке, материал в данном случае играет весьма важную роль.
- Во-вторых, следует обязательно позаботиться о включении в раствор специальных добавок, обеспечивающих морозоустойчивость.
- В-третьих, стоит обеспечить опалубку с утеплением, встречаются варианты, когда участки бетонирования обеспечивают дополнительным обогревом. Однако, такой способ является достаточно дорогостоящим и будет далеко не всем по карману.
В дождь стоит учитывать следующие особенности:
- В целом некоторая часть строителей, достаточно часто считает дождливую погоду более удобной, даже бытует мнение, что бетон будет схватываться равномернее, да и к тому же влажность воздуха будет высокой, а это, как известно даже к лучшему.
- Если же дождь достаточно сильный и есть опасения в том, что раствор будет попросту размыт, вполне допустимо накрыть залитую площадку полиэтиленом, который укроет конструкцию от влаги.
- Но стоит учесть, что в случае затяжных проливных дождей производить работы не следует, т.к. от чрезмерного воздействия стихии способов защиты просто не существует.
Ещё раз подробно стоит остановиться на том, как производить работы в мороз, т.к. чаще всего именно это вызывает сложности. Рассмотрим подробно несколько весьма полезных советов, с помощью которых можно осуществить успешную заливку раствора при минусовой температуре.
- Ни в коем случае нельзя дать бетонной смеси замёрзнуть, т.к. это приведёт к полной негодности материала и потребуется заново организовывать доставку.
- Материал следует разводить исключительно тёплой водой, и осуществляться это должно в промышленных или приближенных к ним условиях. Тут же есть возможность добавить специальные компоненты, которые помогут повысить морозостойкость материала. Стоит отметить, что для проведения таких расчётов потребуется опытный технолог, который сможет «подогнать» состав смеси под погоду.
- Отдельное внимание уделяется доставке, контроль над временем подвоза и заливки должен быть максимально точным. Особенно остро вопрос транспортировки стоит, если строительная площадка находится в удалении от города.
- Перед заливкой фундамента требуется убедиться в том, что подушка в траншее не замёрзла.
- К слову сказать, отдельно стоит позаботиться о строительной технике, которая будет способна осуществлять подготовительные работы на замёрзшей земле.
- Заранее следует подготовить материалы для теплоизоляции, что бы раствор не перемёрз.
Фактически такие добавки представляют собой специальное химическое вещество, производится оно как в виде сухой смеси, так и специального раствора. Суть их действия заключается в том, что они просто ускоряют процесс кристаллизации воды, до того, как она превратится в лёд и разрушит смесь.
Стоит учитывать, что не смотря на достаточно высокую эффективность, в процессе затвердевания бетон наберёт лишь около тридцати процентов от своей полной прочности, остальное будет проявляться в процессе оттаивания а, следовательно, подвергать залитый зимой бетон чрезмерно высоким нагрузкам противопоказано.
В зависимости от химической основы можно выделить следующие виды добавок:
- Антифриз. Добавка, которая снижает температуру кристаллизации воды. Собственно именно за счёт этого свойства и достигается нужный эффект. При этом он никак не влияет на общий процесс формирования бетона. Отлично подходит для применения в не самых сложных условиях при умеренно низких температурах.
- Сульфаты. Добавки, в основе которых лежит такое вещество являются достаточно популярными и эффективными. Основой их действия является то, что сульфаты активно выделяют тепло. Реакция начинается сразу же после добавления в раствор.
- Добавки-ускорители. В данном случае в основе лежит повышение уровня растворимости силикатных компонентов цемента, которые вследствие протекания реакции гидратации понижают температуру замерзания воды в растворе.
Заливка бетона в сложных условиях чаще всего крайняя и вынужденная мера, если есть возможность избежать данного процесса, то лучше однозначно это сделать. Наиболее верным решением будет отложить работу до наступления более благоприятных условий, особенно это касается конструкций, на которые в будущем планируются высокие нагрузки.Заливка бетона в плохую погоду Ссылка на основную публикацию
Общие положения. Понятие «зимние условия» при производстве бетонных работ отличается от календарного. «Зимние условия» для конкретной стройки начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до + 5°С, а в течение суток наблюдается ее падение ниже нуля.
При температуре ниже 0°С в бетоне прекращаются процессы гидратации, т.е. взаимодействие минералов цемента с водой. Твердение бетона приостанавливается, так как бетон замерзает, превращаясь в монолит, прочность которого обусловливается силами смерзания.
В бетоне появляются внутренние напряжения, вызываемые увеличением объема свободной воды примерно на 9% при замерзании. Эти напряжения разрывают неокрепшие адгезионные связи между отдельными компонентами бетона, снижая его прочность.
Свободная вода, замерзая на поверхности зерен заполнителей в виде тонкой пленки, препятствует сцеплению цементного теста с заполнителем. Это также ухудшает прочностные свойства бетона.
После оттаивания бетона твердение при положительной температуре возобновляется, но прочность оказывается ниже проектной, т.е. той, которая была бы достигнута при твердении в нормальных условиях. Снижаются и другие свойства бетона: плотность, долговечность, сцепление с арматурой и т. д.
Свойства бетона ухудшаются тем значительнее, чем раньше после укладки произошло его замерзание. Если бетон к моменту замерзания наберет определенную прочность, то отрицательное влияние замораживания на его свойства невелико: после оттаивания прочность бетона может достигнуть проектной величины.
В этом случае адгезионное сцепление между цементным тестом и заполнителем значительно больше внутренних напряжений. Поэтому вероятность деформаций в контактной зоне меньшая.
Минимальную прочность бетона к моменту его замерзания, достаточную для достижения им после оттаивания проектной прочности, называют критической. Эта прочность для бетонов в конструкциях с ненапрягаемой арматурой должна быть не менее 30…
50% от проектной в зависимости от класса бетона и не ниже 50 кг/см2. В предварительно напряженных конструкциях она должна быть не ниже 70% от проектной.
Если конструкции предполагается нагружать в зимний период, то к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигнуть 100% от проектной величины.
Для получения в зимних условиях бетона проектного качества необходимо обеспечить для него температурно-влажностный режим, при котором физико-химические процессы твердения не нарушаются и не замедляются. Продолжительность поддерживания такого режима должна обеспечивать достижение критической или проектной прочности.
Задача «зимнего» бетонирования: получить бетон заданной прочности. Для этого выполняются общие мероприятия и различные технологии обеспечения нормального режима твердения бетона.
а) Работы ведутся на подогретой бетонной смеси. Эта смесь в момент укладки в конструкцию должна иметь положительную температуру, по величине обратную температуре окружающего воздуха. Это достигается подогревом воды, щебня и песка (паром) при приготовлении бетонной смеси на заводе.
б) Для исключения охлаждения в пути кузов самосвала закрывается сверху щитами, а снизу подогревается выхлопными газами от двигателя автомобиля через устроенное двойное дно кузова.
в) Бадьи и бункера накрываются деревянными утепленными крышками, а снаружи обшиваются. При сильных морозах их периодически прогревают паром. Бетононасосы устанавливают в отапливаемых помещениях.
Перед началом работы через бетоновод прокачивается горячая вода.
Звенья труб магистрального бетоновода при температуре ниже минус 10°С заключают в теплоизоляцию вместе с обогревающей грубой трубопровода.
г) Перед укладкой бетонной смеси опалубка и арматура очищаются от мусора, снега, наледи. Для этого при необходимости используется продувка горячим воздухом от калориферов или паром, а также промыв горячим паром с последующей продувкой горячим воздухом.
д) При морозах ниже минус 15°С арматуру из стержней диаметром более 25 мм и прокатных профилей отогревается до плюс 5°С, чтобы обеспечить хорошее сцепление бетона с арматурой. С этой же целью выступающие за пределы утепленной опалубки металлические элементы после отогрева утепляются на длине не менее 1,5 м от блока.
е) На качество бетона сильно влияет состояние основания, на которое его укладывают. Важно исключить раннее замораживание бетона в стыке с основанием и последующее деформации пучинистых грунтов основания.
До начала бетонирования фундаментов пучинистые грунты отогреваются паром, огневым способом или с помощью электричества. Не пучинистые грунты не прогревают. Температура укладываемой смеси должна быть как минимум на 10°С выше, чем температура грунта основания. Не допускается укладка бетонной смеси на замерзший грунт («промороженное» основание).
При необходимости укладки бетонной смеси на ранее уложенный и замерзший бетон он отогревается на глубину не менее 400 мм и предохраняется от промерзания до приобретения свежим бетоном критической прочности.
ж) При бетонировании, для уменьшения тепловых потерь, бетонная смесь укладывается небольшими участками по длине и ширине, чтобы ранее уложенные слои быстрее перекрывались новыми, и температура бетона не успевала опускаться ниже расчетной.
з) Бетонирование ведется круглосуточно без перерывов, так как подготовка замерзших рабочих швов весьма трудоемка и не всегда обеспечивается необходимое качество.
Технологии, обеспечивающие нормальный режим твердения бетона:
1. Применение химических добавок.
Химические добавки понижают температуру замерзания жидкой части бетонной смеси, обеспечивающая твердение бетона при температуре ниже 0°С, что увеличивает время набора прочности.
Этот метод относительно недорогой (дополнительные затраты по сравнению с обычными условиями (удорожание) около 16%) и широко применяется в строительстве. В качестве добавок используются: хлористый натрий, хлористый кальций, углекислый калий (поташ), нитрит натрия и др.
Добавки вводятся в бетонную смесь при ее приготовлении. В зависимости от их количества получают заданный эффект:
— при 1–2% от веса цемента – ускорение твердения бетона; — при 3–5% от веса цемента – понижение температуры замерзания на 5–10°С;
— при 10–15% от веса цемента – полное исключение замерзания «холодный бетон», но при этом набор прочности продолжается 40–90 суток.
2. Прогрев бетона.
а) Метод «термоса». Используется тепло, выделяющееся при химических реакциях твердения бетона. Для этого конструкцию дополнительно утепляют.
Метод эффективен для массивных конструкций простой формы, особенно для заглубленных сооружений и конструкций на грунте и в грунте (фундаменты, стены подвалов, фундаменты под оборудование, полы на грунте и т. п.). Для усиления эффекта при приготовлении смеси используются цементы с повышенным тепловыделением.
б) Прогрев паром. Вокруг забетонированной конструкции устраивается «рубашка» из рубероида, деревянных или стальных щитов, под которую подается пар (рис. 4.52). «Рубашка» обеспечивает необходимый прогрев конструкции и влажность (не высушивает бетон).
Используется пар низкого давления 0,5 –0,7 атм. с температурой 80–90°С.
Примерный режим паропрогрева: скорость подъема (градиент) температуры не более 5–10 град/ч; изотермический прогрев при температуре 80°С для бетонов на обычном портландцементе и 95°С – на шлакопортландцементе и пуццолановом цементе.
Скорость остывания (градиент) бетона должна быть 10 град/ч. Паропрогрев бетона возможно вести до набора им проектной прочности, что особенно актуально для наших восточных и северных регионов, где «зимний период» составляет
8… 10 месяцев.
Метод применяется для прогрева различных бетонных конструкций, но лишь там, где имеется пар в необходимом количестве.
в) Электропрогрев. Внутренний – с помощью электродов. Тепло выделяется при прохождении электрического тока через сырую бетонную смесь. Электроды могут внедряться в свежеуложенный бетон или до бетонирования в конструкцию закладываются греющие провода. Количество электродов, греющих проводов в каждом случае определяется расчетом.
Достоинство способа – простота. Недостатки – сложность контроля (круглосуточное наблюдение) и высокая стоимость.
Наружный – тепло выделяется «греющей» опалубкой или греющими гибкими электрошнурами.
| Рис. 4.52. Схемы устройства опалубки при обогреве железобетонных конструкций паром: а – обогрев фундаментов; б – обогрев бетонных плит (полов, площадок); в – капиллярная опалубка для прогрева колонны; г – обогрев ребристого перекрытия; 1 – утеплитель; 2 – съемный короб; 3 – короб колонны; 4 – подача пара; 5 – короб плиты перекрытия; 6 – опалубка; 7 – отверстия в ребрах короба для пара |
3. Бетонирование в «тепляках». Над бетонируемой конструкцией или частью ее устраивают легкое каркасное ограждение из брезента, пленки и т.п. (шатер) и под него подается теплый воздух или нагреватели ставятся внутри шатра. Под шатром (температура плюс 5–10 °С) бетонирование выполняется в обычных условиях.
В зависимости от задания тепляк может «работать» 3–16 суток, до набора бетоном 50% проектной (расчетной) прочности или все расчетные 28 суток.
4. Обогрев бетона инфракрасными лучами (проникающий прогрев).
Особенность метода в том, что передача тепла бетону (прогрев) происходит на всю толщину конструкции одновременно и с одинаковой интенсивностью (рис. 4.53).
Для обогрева монолитного бетона применяют ТЭНы типа НВСЖ (нагреватель воздушный сушильный жаростойкий) или НВС (нагреватель воздушный сушильный). Мощность этих обогревателей на 1 м длины колеблется от 0,6 до 1,2 кВт, температура излучающих поверхностей – от 300 до 600°С. ТЭНы работают при напряжении 127, 220 и 380 В.
Карборундовые излучатели имеют мощность до 10 кВт/ч, а их рабочая температура достигает 1300–1500 °С.
| Рис. 4.53. Схемы обогрева инфракрасными лучами: а – прогрев бетона в плитах; б, в – то же, в стенах; 1 – прогреваемые конструкции; 2 – трапецеидальные отражатели; 3 – инфракрасные излучатели; 4 – сферические отражатели; 5 – толь; 6 – опалубка; 7 – щиты скользящей опалубки |
Оптимальное расстояние между инфракрасной установкой и обогреваемой поверхностью 1–1,2 м.
Обогревать инфракрасными излучателями можно как открытые поверхности бетона, так и через опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком.
Температура на поверхности бетона не должна превышать 80–90°С. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, пергамином или рубероидом.
Инфракрасные установки ставят на таком расстоянии друг от друга, чтобы прогреть все участки бетонной поверхности. Прогрев бетона инфракрасными лучами условно делят на три периода: выдержку бетона и его разогрев; изотермический прогрев; остывание.
Способ применяют для термообработки бетона в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности (например, стен, бетонируемых в скользящей опалубке, плит, балок). Этот метод применяют также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах, при укладке бетона в штрабы, а также для отогрева арматуры, закладных деталей и «активной» поверхности опалубки-облицовки перед укладкой в нее бетона.
Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.
источник
18 Июл 2019 admin 37