Прогрев бетона какая температура должна быть
Температура бетонной смеси – один из важных технологических показателей качества бетонной смеси. Наибольшее внимание температуре бетонной смеси необходимо уделять в холодное время года при пониженных положительных и отрицательных температурах воздуха, а также в теплое время года при повышенных положительных температурах.
В холодное время года при изготовлении бетонной смеси температура исходных компонентов и готовой бетонной смеси должна обеспечить качественное перемешивание. Необходимо учесть потерю температуры смеси при последующей транспортировке и формовании. Температура смеси после формовки должна быть такой, чтобы в условиях применяющегося режима твердения обеспечить прогрев бетона.
В теплое время года при повышенных положительных температурах необходимо не допустить быстрой потери подвижности бетонной смеси из-за перегрева.
Обратимся к нормативной документации.
В ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные технические условия» не указан рекомендуемый диапазон температур бетонной смеси при производстве. Температура бетонной смеси должна соответствовать значению, указанному в договоре на поставку (п. 5.1.8). Допустимое отклонение температуры бетонной смеси не должно превышать 3 °C (п.5.1.7). Более ранний вариант этого документа, ГОСТ 7473-85 (отменен) по приложению 4 (справочному) устанавливает продолжительность транспортирования бетонной смеси при температуре воздуха 20-30 °С, причем температура бетонной смеси принимается 18-20 °С. Эти же температуры принимаются и по редакции ГОСТ 7473-94 (приложение Е – рекомендуемое). В последней редакции ГОСТ 7473 этих данных не приводит. Очевидно, что температура бетонной смеси 18-20 °С принимается за базовую в теплое время года.
СН 386-74 «Типовые нормы расхода цемента для бетонов сборных бетонных и железобетонных изделий массового производства» (отменен) в п.2.13: «подвижность и жесткость бетонной смеси определяются по ГОСТ 10182-62 не позднее 30 мин с момента ее приготовления при температуре смеси в пределах 10-30 °C». При этом ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний» не устанавливает температуру бетонной смеси при испытаниях, единственно уточняя в п.3.6 «Температура бетонной смеси от момента отбора пробы до момента окончания испытания не должна изменяться более чем на 5 °C». Считается, что нормальные температурные условия твердения бетона от +15 до +25 °С (по п.2.14 СН 386-74). Отсюда и температура бетонной смеси после укладки должна быть близка к этим значениям.
По п.2.18 СНиП 5.01.23-83 «Типовые нормы расхода цемента при приготовлении бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций» (отменен) температура бетонной смеси влияет на расход цемента. Нормальной считается температура до 25 °С, при более высоких температурах для расхода цемента вводится повышающий коэффициент: от 26 до 29 °С – 1,03; 30 и более – 1,06. Эти коэффициенты применяются и согласно п. 5.18 действующего СНиП 82-02-95 «Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций».
Температура бетонной смеси устанавливается нормативными документами:
- В холодное время года
По п.3.4.3 ГОСТ 26633-2012 — не менее 5 °C в момент поставки. В редакции ГОСТ 26633-2015 (вступает в силу с 01.09.16 г.) этого требования уже нет.
В СНиП I-В.3-62 «Бетоны на неорганических вяжущих и заполнителях» (отменен) указано: «Минимальная температура затворенных водой товарных бетонных смесей на месте выгрузки должна быть не ниже 5 °С». В заменяющих указанный СНиП документах подобного требования нет, по всей видимости, оно перенесено в п.5.11.16 СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87»: «Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания или термообработки: при методе термоса — не менее 5 °C, с противоморозными добавками – не менее чем на 5 °C выше температуры замерзания раствора затворения; при тепловой обработке – не ниже 0 °C». Указанный раздел СП входит в «Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»
(утв. постановлением Правительства РФ от 26 декабря 2014 г. N 1521) и является обязательным к применению.
Температура бетонной смеси не менее 5 °С должна быть обеспечена уже после укладки, поэтому при отгрузке на бетонном заводе необходимо учесть длительность транспортировки, выгрузки и укладки бетонной смеси. Определения термина «раствор затворения» в нормативной документации нет. По всей видимости, под ним понимается смесь воды затворения и вводимых химических добавок. Методика определения температуры замерзания раствора затворения не указана. Сама формулировка «раствор затворения» не совсем удачна, поскольку не учитывается часть воды, вводимая с заполнителями естественной влажности.
Температура бетонной смеси, доставленной на объект при температуре наружного воздуха от минус 5 °C до минус 10 °C и от минус 10 °C до минус 15 °C соответственно должна составлять не менее +10 °C и +15 °C – п.4.7.9 ТР 147-03 «Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций из литых бетонных смесей».
Температура бетонной смеси при укладке должна быть не ниже 5 °C – по п.8.2 СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85». Указанный документ устанавливает это требование не только для зимнего времени года. Но данный пункт СП не входит в «Перечень…» и поэтому является рекомендательным.
Верхнюю границу температуры бетонной смеси устанавливает п.5.11.16 СП 70.13330.2012: «При отрицательных температурах окружающей среды на выходе из смесителя бетонная смесь на нормальнотвердеющем цементе по ГОСТ 10178 и ГОСТ 31108 – не более 35 °C; на быстротвердеющем цементе по ГОСТ 10178 и ГОСТ 31108 – не более 30 °C; на глиноземистом портландцементе – не более 25 °C».
- При производстве бетонных работ при температуре воздуха выше 25 °C
По п.5.12.2 СП 70.13330.2012 температура бетонной смеси при бетонировании конструкций с модулем поверхности более 3 не должна превышать 30 °C, а для массивных конструкций с модулем поверхности менее 3 не должна превышать 25 °C.
Не уточняется – температура ли это бетонной смеси в момент поставки или уже уложенной в опалубку.
- При производстве отдельных видов бетонных работ
При напорном бетонировании температура бетонной смеси должна быть от 5 до 20 °C — по п.3.2.4.2 МДС 12-65.2014 «Проект производства работ. Бетонирование железобетонных конструкций здания (сооружения) с применением бетононасосов».
- В производстве бетонных и железобетонных изделий
При проектировании заводских технологических линий необходимо предусматривать начальную температуру бетонной смеси для конструкций, подвергаемых тепловой обработке, в пределах от 20 до 35 °C – Приложение И «Тепловая обработка сборных конструкций» СП 46.13330.2012 «Мосты и трубы», а также п.8 приложение 8 СНиП 3.06.04-91 «Мосты и трубы».
Для остальных видов изделий и конструкций заводской готовности подобных требований нет.
Методика измерения температуры бетонной смеси приведена в ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний».
Для определения температуры бетонной смеси применяют стеклянный термометр по ГОСТ 13646 «Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия» или другой прибор для измерения температуры с ценой деления не более 1,0 °C.
Допустимо использовать не ртутные жидкостные термометры, а также электронные термометры с соответствующей точностью измерений.
2.1. Измерение температуры бетонной смеси должно быть начато не позднее чем через 2 мин после отбора пробы.
2.2. Прибор для измерения температуры погружают в бетонную смесь на глубину, определяемую техническим требованием к прибору для измерения температуры. Это требование особенно актуально для жидкостных термометров — необходимо обращать внимание на длину рабочей части термометра.
Согласно п 7.2 ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия» температуру бетонной смеси измеряют термометром, погружая его в смесь на глубину не менее 5 см.
2.3. Толщина слоя бетонной смеси вокруг прибора для измерения температуры должна быть не менее 75 мм. Диаметр емкости, заполненной бетоном отсюда – не менее 16 см.
2.4. Температуру измеряют через 3 мин после погружения прибора для измерения температуры в бетонную смесь до ее стабилизации.
2.5. Температуру одной пробы бетонной смеси измеряют два раза с интервалом 5 мин. Разность между результатами двух определений температуры не должна превышать 2 °C.
Теплообмен пробы с окружающей средой до окончания измерений должен быть минимизирован. Температура бетонной смеси от момента отбора пробы до момента окончания испытания не должна изменяться более чем на 5 °C (п.3.6 ГОСТ 10181-2014).
Измерение температуры бетонной смеси в производстве производится при первой загрузке в смене (прил. Г ГОСТ 7473-2010). Согласно п.14.6.4 СП 78.13330.2012 температура цементобетонной смеси контролируется не реже одного раза в смену, а также при изменении качества материалов (в данном случае их температуры).
Температура бетонной смеси при укладке замеряется и записывается в журнал бетонных работ при укладке в зимних условиях, а также при бетонировании массивных конструкций согласно требованиям СП 70.13330.2012. По п.3.2.3.15 МДС 12-65.2014 «Проект производства работ. Бетонирование железобетонных конструкций здания (сооружения) с применением бетононасосов» температура бетонной смеси при укладке фиксируется в журнале работ независимо от сезона и вида конструкций.
Помимо требований нормативных документов необходимо учитывать и изменение свойств бетонной смеси от температуры (см. Шадрин В.В. Влияние температуры бетонной смеси на параметры пористости и морозостойкость бетонов с добавками. Автореферат диссертации. Ленинград, 1990. 25 с.)
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
источник
Когда выдерживание бетона способом термоса не обеспечивает приобретение им заданной критической прочности к концу установленного срока выдерживания, а также при необходимости уменьшения срока выдерживания бетона применяют электропрогрев.
Метод электропрогрева основан на преобразовании электрической энергии в тепловую при помощи металлических электродов, электрических нагревательных приборов (инфракрасных излучателей), термоактивного слоя из опилок или термоактивной опалубки.
При электродном способе конструкция прогревается за счет тепла, выделяющегося непосредственно в теле бетона, а при использовании электрических нагревательных приборов, термоактивной опалубки и термоактивного слоя опилок — за счет передачи тепла бетону от окружающей среды при ее нагреве. В качестве последней могут быть использованы воздух, вода, влажные опилки.
Наиболее широкое распространение получили электродный способ прогрева бетона и прогрев бетонных конструкций инфракрасными лучами. Электропрогрев применяют для конструкций с модулем поверхности от 5 до 20 и для стыков сборных конструкций.
Режимы электропрогрева назначают в зависимости от степени массивности конструкций, вида и активности цемента, требуемой прочности бетона:
из двух стадий: разогрев и изотермический прогрев с обеспечением к моменту выключения тока заданной критической прочности бетона; применяют для конструкций с модулем поверхности более 15;
из трех стадий: разогрев, изотермический прогрев и остывание с обеспечением заданной критической прочности лишь к концу остывания прогретой конструкции; применяют для конструкций с модулем поверхности от 6 до 15;
из двух стадий: разогрев и остывание (электротермос) с обеспечением заданной критической прочности в конце остывания; применяют для конструкций с модулем поверхности менее 6.
Ток включают при температуре бетона не ниже 3—5°С. Температуру в теле бетона поднимают с интенсивностью 8°С в час при прогреве конструкций с Мпот 6 до 2; 10°С в час — с Мп 6 и более; 15°С в час — при прогреве каркасных и тонкостенных конструкций небольшой протяженности (длиной до 6 м).
В целях экономии электроэнергии электропрогрев проводят в наиболее короткие сроки при максимально допустимой для данной конструкции температуре:
Максимально допустимая температура бетона при электропрогреве
| Цемент | Допустимая температура, ºС, для конструкций с модулем поверхности | ||
| 6-9 | 10-15 | 16-20 | |
| Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент | 80 | 70 | 60 |
| Портландцемент и быстротвердеющий портландцемент | 70 | 65 | 55 |
Длительность изотермического прогрева зависит от вида примененного цемента, температуры прогрева и заданной критической прочности бетона. Ориентировочно ее можно определять по специальным графикам нарастания прочности с уточнением по результатам испытания контрольных образцов на сжатие.
Скорость остывания бетона по окончании прогрева должна быть минимальной и не превышать 10°С в час для конструкций с Мп более 10 и 5°С в час для конструкции с Мп от 6 до 10.
Для более массивных конструкций скорость остывания, обеспечивающую отсутствие трещин в поверхностных слоях бетона, определяют расчетом.
Остывание наиболее быстро протекает в первые часы по выключении тока, затем интенсивность постепенно замедляется. Чтобы обеспечить одинаковые условия остывания частей конструкций, имеющих различную толщину, тонкие элементы, выступающие углы и другие части, остывающие быстрее основной конструкции, утепляют дополнительно. Опалубку и утепление прогретых конструкций снимают не раньше, чем бетон остынет до температуры 5°С, но прежде чем опалубка примерзнет к бетону.
Для замедления процесса остывания наружных слоев бетона открытые поверхности его после распалубливания укрывают в том случае, если разность температур бетона и наружного воздуха для конструкций с Мп до 5 составляет 20°С, а для конструкций с Мп равным 5 и выше, — более 30°С.
Электродный способ прогрева бетона. При этом способе ток в бетон вводится через электроды, располагаемые внутри или на поверхности уложенного бетона. Соседние или противоположные электроды соединяются с проводами разных фаз, в результате чего между электродами в бетоне возникает электрическое поле.
При помощи электродов бетон прогревают при пониженных (60—127 в), а иногда и повышенных (220—380 в) напряжениях.
Электропрогрев армированных конструкций производят при напряжениях не свыше 127 в; напряжение более 127 в применяют в основном для прогрева неармированных конструкций.
Армированные конструкции допускается прогревать при напряжениях 127—220 в только на основе специально разработанного и утвержденного руководством строительства проекта производства работ. Напряжение 127—220 в допускается применять для отдельно стоящих конструкций, если прогреваемая конструкция (или ее участок) не связана общим армированием с соседними участками, на которых в это время могут производиться работы.
Электропрогрев бетона неармированных конструкций при помощи электродов может производиться при напряжениях до 380 в, если конструкция их обеспечивает невозможность короткого замыкания на арматуру.
При использовании тока напряжением свыше 127 в следует строго соблюдать правила электробезопасности. Электропрогрев или обогрев бетона при напряжении более 380 в категорически запрещается. Электроды бывают внутренние (стержневые и струнные) и поверхностные — (нашивные, полосовые и плавающие).
Стержневые электроды представляют собой короткие прутки из арматурной стали диаметром 6—10 мм, вставляемые в тело бетона перпендикулярно поверхности конструкции. Электроды устанавливают в бетон со стороны открытой поверхности или в отверстия, просверленные в опалубке конструкции. Концы их выступают на 10—15 см из опалубки, к ним присоединяются провода.
Стержневые электроды применяют для прогрева балок, колонн, массивных плит, фундаментных башмаков небольшого объема, боковых поверхностей массивных конструкций (периферийный электропрогрев) и стыков сборных конструкций.
Струнные электроды 1 изготовляют из арматурной стали диаметром 6—10 мм. Устанавливают их в конструкцию перед бетонированием параллельно ее продольной оси отдельными звеньями длиной 2,5—3,5 м, концы 3 загибают под прямым углом, выводят наружу и подключают к различным фазам электрической цепи. При прохождении тока между электродами разных фаз бетон нагревается.
| Схема размещения струнных электродов в колоннах квадратного (а) и прямоугольного (б) сечения |
 |
| 1 — парные струнные электроды, 2 — крюки для временного крепления электродов, 3 — концы электродов для присоединения к питающей сети |
Применяют такие электроды для прогрева слабоармированных стенок, балок, колонн, плит толщиной более 20 см с одиночной арматурой, а также при прогреве ленточных фундаментов небольшого сечения, для периферийного прогрева массивных конструкций и поверхностей бетона, соприкасающихся с промерзшим основанием.
Нашивные электроды изготовляют из круглой стали диаметром 6 мм пли полосовой толщиной 1,5—2 мм и шириной 30— 60 мм. Их укрепляют через 10—20 см на внутренней стороне опалубки, затем концы загибают и выводят наружу для присоединения к ним проводов.
Нашивные электроды применяют для прогрева слабоармированных стенок, ленточных фундаментов, балок, армированных плоскими сварными каркасами с защитным слоем не менее 5 см.
Полосовые электроды изготовляют из полосовой стали толщиной 3—4 мм. Применяют их главным образом при прогреве плит перекрытий и других горизонтальных элементов, а также бетона, соприкасающегося с мерзлым грунтом. Для удобства укладки и включения, а также для лучшего соприкосновения с бетоном полосовые электроды 2 монтируют на утепленных опилками 3 инвентарных щитах 1 (электродных панелях), укладываемых сверху на бетон. Электродные панели устанавливают на открытую поверхность немедленно после окончания бетонирования конструкции.
| Электродная панель инвентарного типа для электропрогрева горизонтальных поверхностей |
 |
| 1 — инвентарный щит, 2 — полосовые электроды сечением 50х4 мм, 3 — опилки, 4 — болты 12 мм |
Плавающие электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6—12 мм и вставляют в бетон на глубину 3—4 см сразу после его укладки. Их применяют главным образом при прогреве полов, плит и периферийном прогреве верхних, не имеющих опалубки поверхностей массивных конструкцийreturn_links(); ?>.
Электроды независимо от их вида должны обеспечивать равномерность прогрева элемента и получение во всех его точках одинаковой прочности, поэтому перегрев бетона вблизи электрода не желателен. Во избежание перегрева расстояния между электродами должны быть не менее 20—25 см при напряжении до 65 в и 30—40 см при более высоких напряжениях (до 106 в).
Опасность местных перегревов уменьшают, применяя групповой способ размещения электродов, при котором в каждую фазу питающей сети включают не один, а группу электродов. Способ расстановки электродов и расстояние между ними задают проектом.
| Схема группового расположения электродов (при электропрогреве железобетонных башмаков и нижней части колонн) |
 |
| 1 — струнных, 2 — стержневых |
При установке электродов нельзя допускать их смещения и соприкосновения с арматурой, так как если с арматурой соприкоснутся два электрода разных фаз, произойдет короткое замыкание, т. е. сила тока возрастет сразу до очень большой величины, при которой могут расплавиться и перегореть провода и трансформатор.
Для обеспечения равномерного прогрева необходимо соблюдать осторожность во время выгрузки и укладки бетонной смеси, чтобы не сместить электроды с первоначального положения и не допустить соприкасания с арматурой.
Слой бетона между электродами и арматурой при напряжении в начале прогрева 52; 65; 87; 106 и 220 в должен быть соответственно не менее 5, 7; 10; 15 и 50 см. При уменьшении толщины этого слоя неизбежен местный перегрев бетона. В случае невозможности выдержать указанные расстояния необходимо ближайшие к арматуре участки электродов (10—15 см) изолировать: надеть на электрод эбонитовые трубки или обернуть его двумя слоями толя.
Рабочие швы при бетонировании размещают так, чтобы расстояние от шва до ряда электродов не превышало 100 мм.
Открытые поверхности по окончании бетонирования и установки электродов укрывают утепляющими материалами. Прогревать бетон с неукрытыми поверхностями не допускается.
В конструкциях с Мп менее 6, выдерживаемых способом термоса, электропрогреву подвергают лишь внешние периферийные слои, что ускоряет твердение бетона и предотвращает преждевременное его охлаждение в наружных слоях. Электроды укладывают на поверхность или втапливают в наружные слои бетона. Для уменьшения теплопотерь открытые поверхности бетона утепляют. Расстояние между электродами в углах конструкции должно быть 200—250 мм, на остальных участках — 300—350 мм. Предельная температура нагревания бетона — не выше 40°С. Продолжительность и режим прогрева устанавливает лаборатория.
Прогрев бетона инфракрасными лучами. Сущность метода заключается в передаче бетону тепла в виде лучистой энергии, чем достигается ускоренное его твердение. Теплоносителем являются инфракрасные лучи, которые представляют собой электромагнитные волны, испускаемые нагретыми телами и передающие тепло бетону.
Генераторами инфракрасных лучей могут быть различные нагревательные устройства, обогреваемые электрическим током или иным источником тепла, например газом.
В качестве источника инфракрасных лучей могут быть использованы работающие от общей электросети специальные (зеркальные) лампы теплоизлучения, металлические нагреватели, керамические панели, на которых навита тонкая нихромовая проволока. Регулируя мощность генераторов инфракрасных лучей и их расстояние от поверхности обогреваемого бетона, можно изменять интенсивность нагрева бетона, температуру изотермического прогрева, а также интенсивность охлаждения бетона к концу тепловой обработки. Данный метод отличается простотой по сравнению с электродным способом прогрева.
Прогрев инфракрасными лучами можно применять в следующих случаях:
при изготовлении тонкостенных (толщиной не более 25 см) сборных железобетонных конструкций и заделке стыков между ними;
для ускорения твердения замоноличивающего (штрабного) бетона при установке в зимних условиях металлических закладных частей и анкерных устройств;
при подготовке блоков к бетонированию (прогрев промерзших углов и поверхностей); при возведении высоких незначительной толщины насыщенных арматурой конструкций.
При прогреве инфракрасными лучами следует тщательно защищать прогреваемый бетон от испарения из него влаги.
Прогрев бетона термоактивными опилками.
Сущность метода прогрева термоактивными опилками заключается в следующем. В смоченный слабым соляным раствором слой опилок закладывают электроды. Опилками утепляют либо горизонтальную поверхность, либо ими заполняют двойную опалубку, так называемую термоактивную опалубку. Этот способ трудоемкий и пожароопасный, поэтому им пользуются лишь для отдельных мелких или особо срочных работ, когда другие способы обогрева бетона по местным условиям не могут быть применены.
Особенности прогрева бетона в стыках сборных конструкций. Стыки сборных железобетонных конструкций, не воспринимающие расчетных нагрузок и не имеющие открытой стальной арматуры и закладных деталей, замоноличивают в зимнее время бетонными смесями и растворами, твердеющими при отрицательных температурах.
Стыки, несущие расчетные нагрузки, перед замоноличиванием бетонной смесью или раствором прогревают до положительной температуры, а затем укладывают смесь или раствор, которые также прогревают.
Прогревать стыки и стыкуемые элементы можно электрическим током, горячей водой или паром, инфракрасными лучами.
Если для бетонирования стыка применяют металлическую опалубку, к ней снаружи прикрепляют металлический кожух, устанавливаемый с зазором, внутри которого размещают источники тепла в виде проволочных спиралей. Кожух изолируют от источников тепла слоем минеральной ваты толщиной 50 мм.
При замоноличивании стыка колонны с фундаментом стаканного типа стык прогревают горячей водой, которую наливают в полость стакана. Воду в стакане фундамента 3 непрерывно подогревают или паром, пускаемым в него по шлангу, или специальной кристаллизационной грелкой, или трубчатыми электронагревателями 2, погружаемыми в воду. Трубчатые электронагреватели представляют собой спирали из нихромовой проволоки, помещенные в металлические трубки и изолированные от них специальной пастой.
| Замоноличивание стыка колонн с фундаментом стаканного типа с применением трубчатых электронагревателей |
 |
| 1 — колонна, 2 — электронагреватель с наконечником, 3 — фундамент, 4 — клинья |
Воду прогревают в течение 16—30 ч в зависимости от температуры воздуха. После этого ее удаляют ручным насосом, а в стык укладывают бетонную смесь и утепляют ее слоем опилок толщиной 20—30 см, шлаковатой или другими теплоизоляционными материалами и укрывают брезентом для выдерживания в течение 5— 7 дней, за которые бетон должен приобрести необходимую критическую прочность.
При применении способа обогрева стыков через ограждающую среду вначале прогревают стыкуемые элементы на глубину не менее 50 мм. Затем стык заполняют бетонной смесью, а источники тепла укладывают в шлаковые или опилочные покрытия.
Иногда стыки обогревают электронагревательными приборами в виде бетонных или растворных столбиков сечением 50×50 мм со спиралями. Столбики устанавливают на всю высоту стыка и заделывают в бетон. Стык во время обогрева накрывают брезентом.
Стыки панелей стен прогревают электропечами, представляющими собой фанерный кожух, внутри которого установлен источник тепла (например, трубчатый электронагреватель). Высота кожуха равна высоте стыка в пределах одного этажа здания. Электропечь устанавливают по оси стыка и включают ее. Холодный воздух, поступающий снизу, нагреваясь, перемещается вверх вдоль стыка и обогревает его. После прогрева одного стыка электропечь передвигают к другому стыку.
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
источник
Чтобы готовое изделие из бетона, после заливки, набрало необходимую проектную прочность и прослужило долгие годы, необходимо соблюдать температурный режим во время твердения. Оптимальная температура для твердения бетона +20С, при которой бетон набирает прочность за 28 суток. Но что делать, если вы заливаете фундамент осенью, когда температура воздуха чуть выше нуля? Современные технологии позволяют справиться с этой проблемой. Более того, при соблюдении определённых мер, бетонные работы можно производить даже зимой.
Чтобы ответить на вопрос: «При какой температуре можно заливать бетон?», необходимо понять, что происходит с бетоном во время твердения. После приготовления бетонной смеси в ней начинает происходить химическая реакция между водой и цементом. Этот процесс называют гидратацией цемента, которая проходит две стадии:
При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.
С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.
Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.
При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.
Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.
Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.
При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:
Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.
Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.
Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:
- прогрев электродами
- индукционный нагрев
- использование электронагревательных приборов
Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов. Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С.
Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.
Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.
Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.
Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.
При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.
Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.
Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.
Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.
Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности. Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.д.), использовать добавки нельзя.
Наряду с холодом бетон боится жары. Если температура окружающего воздуха превышает 35С и влажность менее 50%, то это способствует повышенному испарению воды из бетонной смеси. В результате водноцементный баланс нарушается и процесс гидратации замедляется или вовсе прекращается. Поэтому необходимо применять определённые меры по защите смеси от потери влаги. Можно понизить температуру свежеприготовленной смеси, если использовать охлаждённую воду, либо разбавить воду льдом. Этот нехитрый способ позволит избежать значительной потери воды при укладке смеси. Но через некоторое время смесь нагреется, поэтому следует позаботиться о дальнейшей герметичности конструкции. Опалубка должна быть герметичной, чтобы избежать потерь влаги через трещины. Впитывающую поверхность опалубки необходимо обработать специальным составом, ограничивающим сцепку с бетоном и поглощение влаги из него.
Необходимо оградить твердеющий бетон от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого поверхность бетона укрывают мешковиной или брезентом. Через каждые 3 — 4 часа необходимо производить смачивание поверхности. Причём период увлажнения может достигать 28 суток, т.е. до полного набора прочности.
Одним из способов защиты при дефиците воды является возведение над поверхностью бетонной конструкции воздухонепроницаемого колпака из плёнки ПВХ толщиной не менее 0,2 мм.
При +20С бетон набирает прочность за 28 суток. Бетонная смесь, без использования методов нагрева или охлаждения, твердеет при температуре от +5С до +35С. Но время набора проектной прочности будет разным. Чем выше температура смеси, тем быстрее она твердеет. Для заливки бетона выходящего за рамки указанной температуры, необходимо использовать определённые методы.
При отрицательных температурах надо прибегать к методам нагрева на протяжении всего срока набора критической прочности. Необходимо чтобы нагрев смеси был равномерным, без больших перепадов температуры в центре и на периферии. Так же необходимо осуществлять постоянный контроль за температурой.
Если же температура выше +35С, то необходимо принимать меры по охлаждению смеси в момент приготовления, транспортировки и укладки. Это делается для предотвращения потери воды и, как следствие, нарушению водноцементного баланса, что негативно сказывается на прочности бетонной конструкции. После укладки необходимо либо увлажнять бетон, либо обеспечить герметичность конструкции.
источник
Для того чтобы бетон не тратил свои свойства, его нужно транспортировать с помощью специальных машин и поддерживать нужную температуру. Правильное соблюдение температурного режима позволит создать благоприятные условия твердения смеси, предотвратить опасное трещинообразование не только в период выполнения строительных работ, но и в дальнейшей эксплуатации всего строения.
Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.
В материале данной статьи речь пойдет о том, какой должна быть температура бетона для того, чтобы он смог затвердеть и набрать необходимую прочность.
Итак, свежеприготовленный бетон должен иметь температуру не более 30°C. При укладке смеси из бетона в условиях температуры воздуха окружающей среды от +5 до -3°C ее температура должна быть не меньше +5°C. Здесь следует учесть, что данный температурный показатель, характерный для массы цемента как минимум 240 кг/м³ (марка М200 и более), при использовании меньшего количества цемента температура приготовленной смеси должна быть не меньше +10°C.
Соответствующей температурной средой для твердения специалисты считают +15+20°С. Время схватывания бетона, которое напрямую зависит от его температуры, можно посмотреть в таблице.
Схема твердения конуса бетонной смеси.
Конечно, при укладке смеси из бетона с пониженной температурой окружающей среды ее прочность нарастает намного медленнее. А если температура ниже нуля, то твердение будет практически прекращено, если только в смесь не включены соли, которые способны снизить точку замерзания влаги.
Бетон, который начал уже твердеть, а после этого замерз, после оттаивания в теплой среде будет продолжать твердеть только в том случае, если в начале его твердения не было повреждения замерзающей водой. По мнению специалистов, допускается одноразовое замораживание бетона и, соответственно, его оттаивание только в том случае, когда температурный режим бетонной смеси на протяжении не менее 72 часов поддерживался на отметке не ниже +10°C.
При бетонировании с повышенной температурой окружающей среды бетон твердеет намного быстрее, особенно это характерно в условиях повышенной влажности. Обогрев бетонной смеси до температуры более 80°C приводит к быстрому ее высыханию. Исключением является лишь обработка бетона насыщенным паром в специально герметизированной камере с температурой 90-100°C или изготовление изделий на заводах в автоклаве под давлением.
К укладке бетонной смеси в холодное зимнее время года есть одно главное требование — приобретение бетоном прочности, достаточной для распалубки, полной или частичной нагрузки конструкции. Следствием замерзания бетонной смеси в начальной стадии является существенное снижение ее прочности после того, как произойдет оттаивание.
Данное явление происходит из-за того, что свежеприготовленный бетон насыщен влагой, которая при низкой температуре замерзает и расширяется, результатом этого становится разрыв связи между слабо схватившимся цементным камнем и поверхностью заполнителей.
График усадки при высыхании бетона.
Кроме того, при сооружении железобетонных конструкций раннее замораживание бетонной смеси значительно снизит ее сцепление с металлической арматурой.
При выполнении бетонных работ в зимний период нужно обеспечить твердение бетонной смеси во влажной и теплой среде на протяжении определенного времени. Этого можно достичь двумя способами:
- применение внутренней температуры бетона;
- дополнительная подача тепла.
В первом способе нужно использовать быстротвердеющий и высокопрочный портландцемент. Специалисты рекомендуют применять различные ускорители твердения цемента, например, хлористый кальций. Таким образом, ускорение твердения бетонной смеси добивается путем уменьшения количества воды, добавления в нее воздухововлекающих и пластифицирующих добавок, а также использование при укладке высокочастотного вибратора.
Выполнение всех этих мероприятий непременно позволит ускорить твердение и даст возможность добиться достаточной прочности бетонной смеси прежде, чем она замерзнет.
Запас внутренней теплоты создается путем нагревания материалов, из которых состоит бетонная смесь, кроме того, в застывающем бетоне тепло выделяется и в результате химической реакции, которая происходит между водой и цементом (экзотермия цемента).
Следует знать, что для замешивания бетонной смеси подогревать можно только воду или воду и составные (щебень, гравий, песок). Вода подогревается до 90°С, наполнители — до 40°С.
Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.
Нужно учесть, что температура смеси при выгрузке из бетономешалки должна быть не более 30°С, так как при большей температуре она просто застынет и потеряет необходимую для укладки подвижность. Также следует знать, что не рекомендуется добавлять воду в приготовленную смесь, потому что это приводит к снижению ее прочности.
Непосредственно перед тем, как уложить бетон в конструкцию, его можно подогреть в специальном бункере — использовать электропрогрев. Электрический ток проникает через бетонную смесь, и она разогревается до температуры 50-70°С.
Разогретая смесь должна быть сразу же уложена, так как она достаточно быстро густеет. Процесс твердения составляет 3-7 дней, при этом бетон будет выделять весомое количество тепла. Для того чтобы на некоторое время это тепло сохранить, опалубку и открытые ее места нужно накрыть хорошим изоляционным материалом (минеральная вата, шевелин, опилки и т.д.). Данный способ называется термос. Таким способом обогрева бетонной смеси специалисты рекомендуют пользоваться для сооружения конструкций со средней толщиной.
Существует обогрев бетона с использованием пара. Водяной пар пропускается посередине двойной опалубки, которая его окружает, или по трубкам, расположенным внутри бетонной смеси. Пар может пропускаться и по каналам, которые заблаговременно вырезаются на внутренней стороне опалубки. Как правило, температура пара колеблется в пределах от 50 до 80°С.
Обогрев бетонной смеси с помощью пара позволяет достичь ее твердения в сравнительно короткое время (2 суток).
Схема процессов при твердении бетонной массы.
В данном способе подогрева используется переменный ток. Специальные пластинки-электроды из стали соединяются с электрическими проводами и укладываются с боку или сверху конструкции на начальном этапе схватывания бетона. Также могут быть использованы продольные электроды или короткие стержни из стали, которые вбиваются в бетон с последующим подключением к электрическим проводам. После того как бетон затвердеет, концы стержней просто срезаются.
Пластинки-электроды применяют, как правило, для прогрева плит и стен, поперечные стальные стержни и продольные электроды — для обогрева колонн и балок.
На начальной стадии прогрева необходимо подавать ток с низким напряжением (50-60 В). Свежеуложенная бетонная смесь при прохождении через нее электричества подогревается и затвердевает. Следует учесть, что подогрев нужно выполнять очень медленно, это позволит избежать преждевременного высушивания бетона и появления в нем трещин. Температуру бетонной смеси повышают не больше чем на 5°С/ч, таким путем необходимо довести его температуру до 60°С. При этом способе обогрева бетонной смеси она на протяжении 1-2 дней твердения наберет необходимую прочность.
Обогрев бетонной смеси можно выполнить путем нагревания воздуха, который ее окружает. Для этого необходимо создать брезентовый или фанерный тепляк, в котором соорудить временную печь (газовая горелка, калорифер и т.д.). В сооруженном тепляке ставится сосуд с водой для создания влажной среды. Такой способ намного дороже предыдущего и используется при очень низкой температуре и небольших объемах бетонирования.
Существует и холодный способ бетонирования в зимних условиях. Данный способ не предусматривает подогрев материалов бетонной смеси. Суть его заключается в добавлении в воду большого количества солей: хлористый кальций, поташ, нитрит натрия, хлористый натрий. Эти соли способны снизить точку замерзания влаги и обеспечить бетонной смеси необходимые условия набора прочности на морозе. Но здесь следует учесть, что бетон, приготовленный с добавлением поташа, очень быстро застывает, а быстрое схватывание приводит к трудностям его укладки в опалубку. Поэтому для удобства работы с бетоном, в котором присутствует данная добавка, добавляется сульфитно-дрожжевая бражка или мылонафт.
Самым простым и экономичным вариантом использования бетона зимой является замешивание бетонной смеси с добавлением противоморозных добавок. Но здесь существуют и свои недостатки, к примеру, большое количество химических элементов (соли) ухудшает структуру бетонной смеси, а это приводит к уменьшению долговечности конструкции.
При эксплуатации конструкции во влажной среде возможно возникновение коррозии арматуры из-за воздействия на нее хлористых солей. Следует знать, что применение для замешивания бетонной смеси нитрита натрия и поташа не вызывает коррозии.
Специалисты не рекомендуют использовать бетон, в приготовление которого включены противоморозные добавки, для сооружения ответственных бетонных конструкций и в сооружениях, которые будут эксплуатироваться во влажной среде.
источник
22 Авг 2019 admin 9