Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип

Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип

Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип
СОДЕРЖАНИЕ
0

Бетонные работы зимой – особенности выполнения

Помимо использования противоморозных добавок, зимнее бетонирование выполняют теплым составом. Температуру бетонной смеси необходимо довести до 35-40 градусов. Для этого подогревают воду и заполнители, мелкий и крупный. Цемент греть нельзя категорически, но хранить его в теплом помещении нужно.

Замечательно, если на строительной площадке есть бетономешалка с электрическим подогревом, так как заливать бетон зимой надо только теплым. Обычную мешалку разогревают путем прокручивания в ней очень горячей воды. В холодный период года порядок приготовления бетонной смеси отличается от обычного:

  • сначала в бетономешалку заливают горячую воду с растворенными в ней добавками;
  • засыпают подогретые заполнители;
  • разогрев песка и щебня можно выполнять горячим воздухом с помощью компрессора или в специальных печах;
  • после перемешивания добавляется цемент;
  • процесс замешивания бетонной смеси по времени увеличивается примерно наполовину, против обычных сроков.

Готовую смесь заливают в заранее приготовленную опалубку. Перед этим необходимо удалить возможную наледь и прогреть арматурный каркас любым удобным способом: переносными жаровнями с топливом, тепловыми пушками, электричеством.

Использование горячего раствора и применение противоморозных добавок очень важны при работе зимой. Но не менее существенно грамотно организовать условия твердения и соответствующий уход за бетоном в зимнее время. Для продления сроков остывания готовой конструкции используют любые подходящие материалы: пленку, сено, солому, теплоизолирующие маты.

Отличный эффект дает использование несъемной опалубки из пенополистирола. Она поможет бетонной массе созреть равномерно, без заморозки, а после набора бетоном проектной прочности будет служить качественной теплоизоляцией и защитит его от вредного воздействия окружающей среды.

В промышленных условиях и на масштабных стройках используется еще такой метод, как электропрогрев. Удовольствие не из дешевых, но весьма эффективное. Осуществлять электропрогрев можно двумя путями: подключением электродов к арматурному каркасу или помещением их в бетонную массу.

Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип

Для контроля за процессом применяют специальные автоматические устройства с датчиками. Если таковых нет, то работа выполняется вручную периодическим измерением температуры и включением/отключением электродов при достижении температуры 30°С.

Для реализации прогрева бетонной массы при помощи электричества используют следующие средства:

  • Провод ПНСВ, состоящий из стального стержня и поливинилхлоридной изоляции. Сечение может быть от 1 до 6 мм. Применим для электрических сетей с переменным током до 380 В или с постоянным – до 1000В. В качестве прогревающего элемента для твердения бетона в зимних условиях используется через понижающий трансформатор.
  • Кабели ВЕТ финского производителя и КДБС от Российского изготовителя разработаны специально с намерением использовать их в строительном производстве для ускорения сроков твердения бетона. Примечательно, что применение этих проводов не нуждается в трансформаторах, они работают от обычной бытовой электросети в 220в.

Нагревательный кабель выбранной марки, рассчитанной мощности оборачивают вокруг арматурного каркаса с примерным шагом 250-300 мм. Внутри конструкции провода не должны перехлестываться, сильно провисать, и закладывать их глубже, чем на 200 мм тоже не следует. Если заливке бетонной смесью подлежит не отдельно стоящий элемент, а тот, что стыкуется с имеющейся деталью, то укладку провода надо начинать от места стыка.

На один квадратный метр расходуется обычно около 4 м провода. Это количество определено опытным путем, исходя из такого расчета, что для прогрева 1м3 бетона нужно 0,4-1,5 кВт мощности. На установление точной цифры влияет толщина изделия, вид опалубки, свойства и состав самой бетонной смеси. Для крепления кабелей используют вязальную арматурную проволоку.

Подключение к сети или трансформатору осуществляется по окончании всего комплекса формовочных работ. При этом должна быть полностью исключена возможность повреждения нагревательных кабелей.

Согласно нормам СНиП 152-01-2003 качество бетонных изделий подтверждается после проведения контрольных мероприятий. Используется контроль:

  • входной (проверяется соответствие смеси наличию всех составляющих);
  • операционный контроль (производится во время выполнения действий укладки и прочих работ);
  • приемочный контроль (проверка качества конструкции в целом).

Таким образом, проверяется правильность принципа бетонирования фундамента и возведения монолитных конструкций в зимнее время.

Способов бетонирования зимой много. Они широко используется в районах с холодным климатом. Современные методы с использованием инфракрасного прогрева более эффективны и безопасны, именно поэтому их все чаще выбирают квалифицированные мастера.

Методическая
документация в строительстве

ЗАО
«ЦНИИОМТП»

ЗИМНЕЕ БЕТОНИРОВАНИЕС ПРИМЕНЕНИЕМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРОВОДОВ

МДС 12-48.2009

Москва 2009

В настоящем методическом документе содержатся сведения
о зимнем бетонировании с применением нагревательных проводов: технические
требования к нагревательным проводам и силовому электрооборудованию,
методические положения по
расчету
и выбору параметров режима термообработки бетона, рекомендации по организации работ,
правила и приемы выполнения технологических операций, нормы и процедуры оценки
качества работ. Приводятся примеры бетонирования типовых конструктивных
элементов здания: колонн, стен и перекрытий.

Сведения, содержащиеся в документе, могут быть использованы
для составления технологических документов на зимнее бетонирование: проектов
производства работ, технологических карт, технических регламентов и т.п.

Методический документ предназначен для проектных и
строительных организаций и специалистов-строителей, занимающихся вопросами
производства бетонных работ в зимних условиях.

Методический документ разработан
сотрудниками ЗАО «ЦНИИОМТП» – кандидатами техн. наук В.П. Володиным и Ю.А.
Корытовым.

Это достаточно простой способ прогрева. Он применяется в 70% случаев, так как является очень доступным. Для того чтобы сделать его возможным, необходимо позаботиться о монтаже проводов заранее, поэтому прокладывают сначала провод ПНСВ, а затем заливают бетонную смесь. Нагревание кабеля происходит при помощи трансформатора, который создаёт пониженное напряжение.

Преимущества:

  • Низкая стоимость процедуры. Трансформатор тратит значительно меньше энергии, чем другое оборудование, поэтому очень актуален, если бюджет ограничен. Покупать его тоже необязательно: вполне возможна аренда необходимого оборудования на время.
  • Для прогрева бетонной смеси подходит понижающий трансформатор 80 kW. При помощи такого оборудования без проблем прогревается 90 м 3 бетона.
  • Возможна прокладка провода в любую погоду.

Способ не лишён недостатков:

  • Необходимо заранее позаботиться о процедуре прогрева, проложить провод, заложить подогревочные петли (провод укладывается по особой технологии: недостаточно просто забетонировать его, необходимо, чтобы конструкция охватила весь бетон, для чего её укладывают петлями, которые закрепляют специальным образом, похожим на закладку тёплых полов).
  • Способ требует физических усилий от рабочих.

Необязательно для подогрева использовать провод ПНСВ: для этой цели подойдёт арматура, перевязанная проволокой катанкой 8-10 мм. Такой способ не подходит, если необходимо залить плитный фундамент или бетонную плиту. Обычно он используется при заливке колонн, диафрагм, стен: данный метод подогрева достаточно удобен и не требует лишних затрат.

Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип

Для работы также потребуется трансформатор. К нему подключаются стержни из металла, которые соединяются с бетонной конструкцией. Понижающий трансформатор будет подавать пониженное напряжение, которое разогреет металлические части конструкции.

Температура окружающей среды – важный фактор, который необходимо учитывать, определяя интервал между электродами. Стандартный интервал – это 0,6-1 метр. Прогрев бетона осуществляется за счёт влаги, содержащейся в его массе. Трансформатор подаёт на конструкцию три фазы. Участки, находящиеся между установленными электродами, прогреваются.

Преимущества данного способа:

  • Быстрый, несложный монтаж подогрева;
  • Недорогие материалы, используемые для монтажа.

К недостаткам можно отнести следующее:

  • Большое потребление энергии электродами. Один электрод требует примерно 45-50 ампер
  • Понижающий трансформатор мощностью 80 kW нельзя подключить к большому количеству электродов. Его мощности может не хватить. Для решения проблемы рекомендуется использовать несколько трансформаторов.
  • Арматуру и проволоку нельзя вытащить из конструкции после прогрева, она останется там навсегда.

Этот способ подогрева применяется достаточно редко и составляет менее десяти процентов. Прогрев материала осуществляется за счёт магнитной индукции, преобразовываемой в тепловую. Этот процесс возможен за счёт использования витков изолированного провода и вмонтированных в конструкцию металлических деталей.

Основная сложность процесса состоит в том, что необходимо точно рассчитать витки провода, учитывая количество металла в конструкции. Зачастую сделать это практически невозможно, именно поэтому способ магнитной индукции непопулярен.

  • Провод ПНСВ, состоящий из стального стержня и поливинилхлоридной изоляции. Сечение может быть от 1 до 6 мм. Применим для электрических сетей с переменным током до 380 В или с постоянным – до 1000В. В качестве прогревающего элемента для твердения бетона в зимних условиях используется через понижающий трансформатор.
  • Кабели ВЕТ финского производителя и КДБС от Российского изготовителя разработаны специально с намерением использовать их в строительном производстве для ускорения сроков твердения бетона. Примечательно, что применение этих проводов не нуждается в трансформаторах, они работают от обычной бытовой электросети в 220в.

Применяемые методы зимнего бетонирования

Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип

Для поддержания необходимой температуры бетонной смеси в искусственных условиях наибольшее распространение получила принудительная подача тепла к бетонной конструкции. Различают прогрев, обогрев и нагрев твердеющего бетона.

  • Прогрев бетона зимой
    осуществляют путем введения в толщу бетона греющих элементов. Это могут быть трубки с циркулирующим в них теплоносителем (водой, паром или воздухом), но наибольшее распространение получили изолированные электронагревательные провода типа ПНСВ. Их наматывают группами на объемный каркас железобетонной конструкции еще до укладки бетонной смеси, а по ее завершении – подключают группы к источнику переменного или постоянного тока безопасного напряжения (трансформатору). Шаг намотки определяется сечением провода и должен быть таким, чтобы омическое сопротивление провода обеспечило необходимое тепловыделение. При подключении необходимо следить, чтобы концы проводов, выходящие из опалубки, были короткими, иначе на воздухе без оттока тепла они перегорят.
  • Для обогрева бетона при зимнем бетонировании
    качестве обогревающих сооружений используют тепляки. По существу, это теплицы из пленочных или тканых материалов, возведенные вокруг конструкции, внутри которых функционирует тепловая пушка или вентилятор. Для электроволнового обогрева толщи бетона применяют электроды (пластины, стержни, полосы и струны – в зависимости от конструкции). В результате подключения противоположных электродов к разным фазам переменного тока, в бетонной смеси образуется электромагнитное поле, под воздействием которого масса разогревается до требуемой температуры и его теплота поддерживается необходимое время. Пластины навешиваются на внутреннюю сторону боковой опалубки, стержни из арматуры диаметром 6-12 мм помещают в толщу бетона с расчетным шагом. Полосовые электроды можно располагать как с одной стороны конструкции, так и с обеих. Струнные электроды наиболее эффективно применять при зимнем бетонировании
    колонн.
  • Для нагрева
    торцов и нижней части монолита иногда используют термоактивную опалубку, состоящую из стальных панелей (или многослойных щитов) со смонтированными на них нагревательными элементами и термоизоляцией. При прямом нагреве поверхности бетона применяют инфракрасные генераторы – металлические трубчатые или карборундовые стержневые. Тепловая энергия от поверхности за счет теплопроводности распространяется по всему объему твердеющего монолита. Иногда инфракрасный прогрев осуществляют сквозь опалубку, для этого ее покрывают черным матовым лаком. Наряду с лучистой энергией в этих целях широкое применение нашла электромагнитная (индукционная). Индукционный нагрев осуществляется при помощи последовательных витков изолированного провода (индуктора), который выкладывается вдоль поверхности, которую следует прогреть. Число витков и интенсивность обогрева предварительно рассчитывается в лабораторных условиях для данного конкретного случая и тщательно регулируется на протяжении всего процесса. Эффективность индукционного нагрева железобетона увеличивает замкнутый стальной каркас.

Обдув опалубленного монолита нагретым паром или воздухом эффективен только для тонкостенных конструкций и не нашел широкого применения.

  • с поверхностей опалубки удаляется снег и наледь
  • с этой же целью обогревается арматурный каркас
  • устанавливается оснастка, соответствующая выбранному способу
  • укладывается и уплотняется бетонная смесь
  • поверхности конструкции, которые соприкасаются с воздухом необходимо изолировать

Потом подходит этап обустройства скважин для замера температуры, и только после этого начинается непосредственно сам прогрев, который останавливается, как только расчетная температура будет достигнута. Первые восемь часов нужно контролировать температуру уложенного бетона каждые два часа, а потом не реже, чем раз в смену (с фиксированием в журнале).

По окончании изометрического прогрева ни в коем случае нельзя резко охлаждать конструкцию, это может быть чревато серьезными повреждениями монолита. Резкое охлаждение вызывает огромное напряжение в бетоне и приводит к растрескиванию. Температура нагрева может превышать расчетную лишь на 5°С. Скорость остывания бетона после окончания прогрева не должна превышать 15°С/час, для железобетонных монолитов она составляет 2-3°С/час.

Демонтаж опалубки (распалубование) производят только после достижения бетоном необходимой прочности. Она варьируется от 40% до 70% и даже 100% в зависимости от марки бетона и назначения конструкции.

В любом случае нужно помнить о том, что только соблюдение технологических требований может гарантировать надлежащее качество монолитной конструкции.

При выполнении строительства часто возникает необходимость проведения бетонирования фундаментов, арматуры либо других участков в зимний сезон. В этом случае необходимо не допустить замерзания содержащейся в бетоне воды. Если подобное произойдет, кристаллы льда существенно снизят эксплуатационные характеристики материала и его прочность.

Методы зимнего бетонирования можно условно разделить на 3 группы:

  • метод термоса, основанный на сохранении тепла, внесенного в бетонный раствор при его изготовлении или перед заливкой в конструкции;
  • электропрогрев, осуществляемый контактными, индукционными или инфракрасными обогревателями после укладки раствора;
  • применение специальных химических противоморозных средств, при помощи которых достигается эффект понижения эвтектической точки воды, присутствующей в смеси.

Эти методы, проводя бетонирование в зимний период, можно использовать по отдельности или комбинировать их при необходимости. На выбор используемого метода при проведении работ по влияют такие факторы как массивность и вид конструкции, состав и требуемая прочность бетона, природные условия в определенное время года, оснащенность строительной площадки тем или иным видом энергетического оборудования и некоторые другие.

Так, например, метод термоса рекомендуется применять при работе с высокоэкзотермичными портландскими быстротвердеющими цементами. Именно они обладают наибольшим тепловыделением, обеспечивающим высокое теплосодержание созданной конструкции. При этом выдерживание бетонного раствора на основании метода может производиться комбинированно — «термос с добавками», где происходит за счет химических ускорителей, либо по методу «горячий термос», где для разогрева бетона до высоких положительных температур требуются серьезные электрические мощности.

В отличие от метода термоса искусственный прогрев бетонного раствора предусматривает не только повышение температуры уложенного материала до максимально допустимой, но и поддержание ее в течение времени, необходимого для набора бетоном заданной прочности. Обычно метод искусственного нагрева применяют при работе с конструкциями, имеющими высокий уровень массивности, где заданную прочность невозможно получить лишь при использовании метода термоса.

Противоморозные химические средства добавляются в бетонные растворы в количестве от 3 до 16% в зависимости от желаемого результата и массы смеси и обеспечивают устойчивое твердение материала при отрицательной температуре. Как правило, выбор вида добавок зависит от вида конструкции, количества используемой арматуры, наличия блуждающих токов и агрессивных сред, а также от температуры, при которой происходит процесс.

На сегодняшний день в качестве противоморозных добавок используются следующие средства:

  • нитрит натрия;
  • хлорид кальция в сочетании с нитритом натрия;
  • хлорид кальция в сочетании с хлоридом натрия;
  • нитрат-нитрит кальция в сочетании с мочевиной;
  • нитрат кальция в сочетании с мочевиной;
  • нитрит-нитрат кальция в сочетания с хлоридом кальция;
  • нитрат-нитрит-хлорид кальция в сочетании с мочевиной;
  • поташ.

Кроме того, в современном строительстве в холодное время года часто используется противоморозная добавка формиат натрия, но ее применение ограничено в предварительно напряженных конструкциях со стальной арматурой, предназначенных для использования в газовых либо водных средах с влажностью воздуха более 60%.

Необходимо добавить, что все химические добавки категорически запрещено использовать при проведении бетонирования железобетонных конструкций электрофицированных железных дорог и промышленных предприятий, где наблюдается возникновение блуждающего электротока.

Все указанные выше методы успешно применяются на обширных и хорошо оснащенных строительных площадках. Некоторые из них требуют организации достаточно затратного дополнительного оборудования или оснащения.

В условиях небольших строительных работ по бетонированию фундамента дачного дома, теплицы или тротуарного полотна не все из предложенных методов выглядят целесообразными. В этом случае зимнее бетонирование может сопровождаться такими действиями, как возведение временного укрытия на месте проведения работ, где необходимый участок будет обогреваться тепловой пушкой, либо применение ПВХ-пленки и других согревающих материалов.

Укрывание бетонной смеси рекомендуется в холодное время при температуре от -3 до 3 градусов. ПВХ-пленка и другие утеплители позволяют аккумулировать тепло внутри бетонной конструкции, что приводит к более быстрому застыванию и твердению раствора.

Если же температура воздуха достигает отметки от -5 до -15 градусов, специалисты рекомендуют использовать электрические или газовые тепловые пушки. Обустраиваются они следующим образом:

  • на деревянном каркасе укрепляется пласт пленки ПВХ, создавая укрепление в виде палатки;
  • в палатку устанавливаются тепловые пушки.

Как правило, для приобретения бетоном первичной прочности, позволяющей проводить дальнейшие работы, достаточно прогревания в течение 1-3 дней.

Итак, вам необходимо произвести работы по укладке бетона на своем дачном участке. Какой алгоритм действий следует выбрать, чтобы бетонирование в зимних условиях прошло успешно?

  • позволяет осуществлять заливку на сыпучих почвах. На таких грунтах проблематично выполнять земляные работы в теплый период, так как почва осыпается. Повышение твердости грунта при замерзании облегчает выполнение работ;
  • повышение температуры бетонной смеси, за счет использования предварительно нагретой воды;
  • ведение пластифицирующих добавок и модификаторов, значительно снижающих порог замерзания воды;
  • повышение температуры раствора специальными методами электрического и инфракрасного разогрева.
  • установку изоляционной обшивки, которая выполняет функцию термоса и сооружается вокруг опалубки;
  • укладку нагревающего кабеля, который соединяется с трансформатором и прогревает массив;
  • использование для разогрева воткнутых в бетон электродов, на которые подается напряжение;
  • прогрев инфракрасными обогревателями, которые направленно воздействуют на бетонный массив;
  • индукционный разогрев массива, при котором магнитное поле преобразуется в тепловую энергию.
  • существенно уменьшает сметную стоимость работ. Это достигается за счет снижения стоимости строительных материалов зимой. Благодаря сезонным скидкам уровень затрат может быть намного ниже;
  • обеспечивает сокращения сроков выполнения строительных мероприятий. При неблагоприятных природных условиях строители вынуждены работать оперативнее, что позволяет осуществлять строительство ускоренными темпами.
  • приобретение покупного материала, содержащего противоморозные добавки, повысит объем затрат;
  • создание специальных условий по укладке и применение методов разогрева повлечет дополнительные расходы;
  • сокращенная продолжительность зимнего дня потребует дополнительного финансирования, связанного с освещением площадки и теплоизоляцией бытовок;
  • использование сложных методов прогрева потребует привлечения специалистов и применения специального оборудования;
  • при значительном снижении температуры потребуется больше времени для набора эксплуатационной прочности;
  • малейшее отклонение от проверенной технологии и резкое изменение погодных условий является причинами повышенной хрупкости.
  1. Разогрев бетонного раствора при смешении и укладке.
  2. Введение специальных добавок противоморозной направленности.
  3. Обеспечение термосного эффекта.
  4. Длительный во время твердения.

Заливка бетона зимой в домашних условиях

Этот метод предусматривает прогрев смеси различными путями:

  • добавлением в раствор горячей воды, нагретой до 70–80 градусов Цельсия;
  • введением заполнителя, предварительно разогретого тепловой пушкой;
  • разогрев бетонного раствора в смесителе, прогреваемом со стороны.

Использование разогретой смеси – простейший метод, применяемый при зимней заливке. Условия применения данной технологии:

  • выполнение незначительных объемов работ;
  • бетонирование в бытовых условиях;
  • незначительное похолодание в ночное время.

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах – использование химических веществ

Для достижения требуемого эффекта необходимо соблюдать следующие правила:

  • применять портландцемент марки М400 и выше;
  • вводить пластификаторы, ускоряющие процесс набора твердости;
  • не превышать максимально допустимую температуру нагрева воды.

Последовательность действий:

  1. Налейте в бетоносмеситель воду, нагретую до 80 градусов Цельсия.
  2. Засыпьте наполнитель и песок, соблюдая необходимые соотношения.
  3. Введите портландцемент, применяемый в качестве вяжущего вещества.
  4. Добавьте специальные присадки, которые ускоряют твердения раствора.
  5. Перемешайте ингредиенты до необходимой консистенции и произведите заливку.

Добавки, повышающие морозостойкость бетона

Бетонные работы зимой должны проводиться с добавлением в бетонную смесь специальных противоморозных добавок. Они способствуют понижению температуры замерзания состава и ускорению сроков схватывания и твердения бетона. К таким веществам относятся:

  • хлористый кальций (поваренная соль);
  • хлористый натрий;
  • нитрит и нитрат натрия;
  • формиат натрия;
  • поташ;
  • лигносульфанат.

Любую из этих добавок вводят в бетонную смесь небольшими дозами. Достаточно 1-2 % от веса цемента, чтобы зимний бетон приобрел нужные качества.

Введение специальных пластификаторов позволяет уменьшить уровень замерзания воды. При этом гидратация будет осуществляться по стандартной схеме, несмотря на пониженную температуру окружающей среды.

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, – хлористый кальций

Наряду с готовыми составами, которые можно приобрести в магазинах, используют следующие ингредиенты:

  • хлористый кальций:
  • поташ;
  • хлорид натрия;
  • натриевый нитрат.

Зимнее бетонирование расширяет свои возможности при введении противоморозных добавок. Такие бетонные смеси без подогрева можно использовать при температуре 0-5° С. Самой распространенной противоморозной добавкой являются поташ и нитрат натрия. Количество вводимой добавки зависит от условий твердения бетона:

  • при температуре воздуха до -5° С потребуется 5-6% указанных добавок;
  • при температуре до -10° С — 6-8%;
  • при -15° С — 8-10%.

Если твердение массы проходит при большем морозе, то нитрат натрия не применяется, а количество поташа увеличивается до 12-15%. Помимо этих веществ, можно использовать мочевину или смесь нитрата кальция с мочевиной.

Эффект повышения морозостойкости усиливается при одновременном добавлении ускорителей твердения массы. К наиболее распространенным можно отнести формиат натрия, асол-К, смесь на основе ацетилацетона и некоторые другие. В качестве стандартных противоморозных добавок с дополнительными пластифицирующими и ускоряющими свойствами можно рекомендовать:

  • гидробетон С-3М-15;
  • гидрозим;
  • лигнопан;
  • победит-антимороз;
  • бетонсан;
  • сементол.

Заключение

Принимая решение о целесообразности укладки бетона зимой, следует тщательно проанализировать, каким образом будет осуществляться процесс заливки, а также оценить общий уровень расходов. Если имеется возможность, стоит перенести зимнее бетонирование на теплый период года.

При бетонировании
и заливке бетона
в строительстве зимними
считаются такие условия, при которых среднесуточная температура наружного воздуха снижается до 5°С, а в течение суток имеет место падение температуры ниже 0°С. Определяются они не календарем, а температурой фазового перехода в твердое состояние воды, как одного из стратегически важных строительных материалов.

Классическая строительная бетонная смесь состоит из тщательно перемешанных компонентов:

  • Вяжущего вещества –цемента нужной марки
  • Воды
  • Крупного заполнителя – каменного щебня нужной фракции
  • Мелкого заполнителя – строительного песка надлежащего качества
  • Различных добавок, необходимых для применения бетонной смеси и достижения бетоном надлежащих свойств

Схватывание бетонной смеси происходит за счет гидратации частиц вяжущего вещества – в нашем случае алюмосиликатного портландцемента. По термодинамическим причинам скорость любой химической реакции, в том числе и гидратации, уменьшается приблизительно в два раза при падении температуры на 10 о С.

При температуре ниже 0 о С химически несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9%. В результате в толще бетона
возникают напряжения, разрушающие его структуру. Замерзшая бетонная смесь обладает некоторой прочностью, но только за счет сцепления кристаллов льда. При оттаивании процесс гидратации цемента возобновляется, но из-за нарушений структуры бетон не может набрать проектной прочности, т.е.

его прочностные характеристики окажутся значительно ниже, чем у бетона, не подвергнувшегося замерзанию. Экспериментами установлено, что на процесс набора прочности бетона существенно влияют условия твердения. А именно, если бетон до замерзания успеет набрать в зависимости от своей марки 30-50% проектной прочности, избыточная вода выжимается из его толщи, и дальнейшее воздействие низких температур уже не влияет на его физико-механические характеристики.

Однако, дальнейшее дозревание будет происходить в разы медленнее, чем при нормальных условиях. При этом надо помнить, что нагружать ответственные несущие конструкции (балки, перемычки, ригели, перекрытия и т.п.) можно только по достижении 70% прочности. Если арматура монолита хотя бы в одном направлении была предварительно напряжена, то потребуются все 100% проектной прочности.

Каким же образом можно добиться полноценного качества монолитного бетона при укладывании бетонной смеси в зимних условиях
? Ответ очевиден – обеспечение таких термодинамических условий, при которых вода, участвующая в химическом процессе, будет находиться в жидкой фазе. Принципиально этого можно добиться двумя способами – либо повысить температуру зоны реакции, либо снизить температуру кристаллизации воды. Рассмотрим способы достижения обоих эффектов в увязке с компонентами бетонной смеси, причем в том же порядке, в котором они перечислены выше.

  1. Нормативное время схватывания классического портландцемента при нормальных условиях – 28 суток. Наряду с ним существуют высокоактивные быстротвердеющие цементы, способные обеспечить полное созревание бетона в течение 2-3 суток или даже быстрее. Если монолит достаточно массивен, то его промерзание за это время не состоится из-за высокой теплоемкости воды и экзотермичности реакции гидратации. Например, именно такого типа цемент используется в сухих смесях типа «Литой бетон марки 300». Уже через 4 часа по конструкциям из него (плитам, стяжкам, ступеням и т.п.) можно ходить. Недостатки – дороговизна и недостаток времени на доставку и укладку готовой бетонной смеси. Вследствие этого данные бетоны не нашли крупнотоннажного применения.
  2. Как известно, вода на уровне моря кипит при 100 о С. Казалось бы, при температуре 99 о С бетон затвердеет почти мгновенно. Однако, как показывает опыт, скорость его твердения резко падает после 50 о С, хотя процесс продолжает идти. Эта температура и считается технологически оптимальной. Если в толще классического бетона удастся каким-то образом обеспечить именно ее, то опалубку в большинстве случаев можно будет снять уже через 1-2 дня. При вымешивании товарной бетонной смеси производители применяют воду, нагретую вплоть до 50 о С. Вода нужна не только для химической реакции, но и для удобоукладываемости смеси. При отрицательных температурах кристаллы льда образуются именно из избыточной воды. Чтобы снизить ее содержание применяют вакуумный отсос с помощью жестких щитов или гибких матов. Нечто подобное происходит естественным путем за счет капиллярных сил при укладывании слоя кладочного раствора на пористый кирпич. Именно поэтому строительные нормы и правила позволяют вести заливку бетона и бетонирование
    зимой
    . Окончательную прочность такой цементно-песчаный раствор набирает уже после оттаивания. Наиболее сильно от замерзания страдает неокрепший железобетон. Стальные армирующие стержни являются отличными «мостиками холода» и интенсивно выводят тепло из толщи бетона. Вода вокруг них замерзает, и лед, расширяясь, отодвигает пластичную бетонную смесь. В образовавшиеся зазоры между кристаллами из нее поступает новая вода, которая в свою очередь тоже замерзает и процесс повторяется вплоть до замерзания всей воды преимущественно вокруг стержней. Понятно, что при ее оттаивании железобетон потеряет свойства композиционного материала.
  3. Для подогрева щебня до 60 о С производители товарного бетона используют специальные регистры, через которые пропускают разогретую воду или даже пар.
  4. То же самое касается песка. Подогрев цемента запрещается, чтобы избежать его «заваривания».
  5. Для повышения пластичности и, как следствия – удобоукладываемости бетона в зимнее время
    , в бетонную смесь добавляют пластификаторы, как минеральные (например, известь), так и органические (различные полимерные гели, дисперсии и т.п.). Возможно применение специальных добавок, например – для снижения порообразования в толще бетона. Это положительно влияет на водо- и морозостойкость бетонного камня. Существуют армирующие и структурирующие добавки, например волокна – полимерные, металлические или минеральные, повышающие прочностные характеристики бетонного камня. В рассматриваемом вопросе наиболее интересны противоморозные добавки, или, как их еще называют, присадки. В тех условиях, когда прогрев невозможен, а времени достаточно, для сохранения структуры бетона можно снизить температуру замерзания воды путем добавления электролитических реагентов. Наиболее распространенными в строительстве являются поташ, хлористый кальций, соли натрия – сульфат, нитрат и нитрит, хлорид и т.п. Однако надо учесть, что при повышении температуры и оттаивании воды в окружающей среде, эти соли за счет осмотических процессов будут диффундировать к поверхности бетона и образовывать так называемые высолы. Кроме того, скорость созревания бетона упадет до критической из-за низкой температуры жидкой фазы (до -20 о С) и увеличения ионной силы солевого раствора. Электролитические добавки запрещены в бетонах с напряженной или термически упрочненной арматурой (из-за электрохимической коррозии), а также в конструкциях расположенных в местах возникновения блуждающих токов (электрифицированных объектов – железных дорог и т.п., из-за повышенной проводимости).

Если при отрицательных температурах в ходе бетонных работ
не подогревать компоненты предварительно для зимнего бетонирования
, то для достижения заданной температуры бетонную смесь можно приготовлять в бетоносмесителях принудительного действия с пароподогревом, при этом жертвуя некоторым отрезком времени, которое можно было бы истратить на доставку и укладку.

Описание: Описание: Описание: Описание: 1019664_9

Надо помнить, что при температуре 40 о С гидратация идет как минимум в четыре раза быстрее, чем при нормальных условиях. Поэтому в зимних условиях
все работы с бетонной смесью
следует выполнять как можно быстрее. Оптимально производить разогретую бетонную смесь прямо на площадке. Она как нельзя лучше подойдет для укладывания бетона зимой
методом «термоса», при котором опалубка и поверхность бетона пассивно утепляются.

Зачастую в бетонную смесь добавляют 2% уже знакомого нам хлористого кальция, который ускоряет первичное схватывание, одновременно понижая температуру кристаллизации воды до -3 о С. Существуют и другие добавки, ускоряющие схватывание бетона зимой
. Главное, чтобы оно не состоялось нацело при приготовлении или транспортировке бетонной смеси из-за передозировки добавок.

По строительным нормам максимальная температура бетонной смеси не должна превышать 70°С для быстротвердеющего цемента, 80°С для портландцемента и 90°С для шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.

Если необходимо провести бетонирование в условиях зимы, то главной проблемой становятся низкие температуры, из-за которых происходит замерзание строительных материалов. По СНиПу 3.03.1 зимними условиями бетонирования являются температуры ниже 5 градусов Цельсия.

Понятие «зимние условия» в технологии монолитного бетона и железобетона несколько отличается от общепринятого – календарного. Зимние условия начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до 5°С, а в течение суток имеет место падение температуры ниже 0°С.

При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. В результате этого прекращается реакция гидратации и, следовательно, бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9%) объема воды при переходе ее в лед.

При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и нарушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость и процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.

Вывод

При проведении железобетонных работ в морозную погоду нужно обязательно использовать прогрев. Без него полученная в итоге конструкция будет менее прочной и долговечной ().

К наиболее распространенным способам нагрева относится использование нагревательных проводов, инфракрасных излучателей, применение электромагнитной индукции, а также теплоизоляции. Подробнее о том, как осуществляется прогрев бетона в зимнее время, вам расскажет видео в этой статье.

Прогрев бетона в зимнее время. Бетонные работы Бетонные работы зимой снип

Не стоит бояться работы с бетоном даже в минусовые температуры. Ведь при соблюдении всех правил, удастся сохранить прочностные характеристики материалов на высоком уровне, а видео в этой статье поможет разобраться во многих нюансах

При широком применении бетона люди сталкиваются с одной существенной проблемой — зимнее бетонирование. Сегодня основным строительным материалом считается именно бетон, который используется при возведении любого сооружения.

Температура бетонного раствора должна быть не ниже 5° С при заливке монолитных конструкций, и не ниже 20° С — для тонкого бетона.

В южных районах можно приостановить работы в холод, а вот как быть в местах, где минусовые температуры держатся длительный период? Зимнее бетонирование — это вполне реальный процесс строительства, который неоднократно проверен на практике и нормируется рядом документов.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector