1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как застывает цемент при минусовой температуре

Как правильно заливать бетон при отрицательных температурах

Для того, чтобы не простаивать большую часть года (а это вполне может быть при суровом климате в более северных широтах нашей страны), нужно знать правила, которых нужно придерживаться при заливке бетона в зимнее время.

Возможно достичь весьма качественного результата, но для этого необходимо не только применять материалы с соответствующими свойствами, но и по возможности устранить те неблагоприятные факторы, которые ведут к ухудшению эксплуатационных характеристик. Все эти факторы вы сможете узнать из статьи. Также здесь вы найдете информацию о том, какие свойства и характеристики бетона нужны для того, чтобы мороз не смог негативно повлиять на устойчивость, прочность и долговечность изготавливаемых конструкций.

Из изложенного здесь материала вы узнаете:

  • какой способ бетонирования нужно выбирать в зимних условиях;
  • повысить температуру при замесе (и чего нельзя при этом делать);
  • сохранять тепло во время застывания раствора;
  • какие добавки и присадки использовать в смесях;
  • общие правила заливки в холодное время года.

Используя полученные здесь знания, вы сможете достаточно эффективно производить заливку бетона при температурах до -10 о С.

а большей части территорий нашей страны холодная или прохладная температура сохраняется на протяжении более половины года. Если учесть, что при бетонных работах «зима» начинается с понижения температуры до +5oC, то «окно» для проведения работ с бетоном очень небольшое. Однако его можно расширить, причем значительно, за счет использования различных средств. Это так называемые технологии зимней заливки бетона. Правильная заливка бетона в зимнее время возможна с использованием этих технологий, о них расскажем в статье.

Зимнее бетонирование с добавками Sika

Учитывая продолжительные периоды низких температур, которые в разных регионах нашей страны могут длиться до нескольких месяцев, применение противоморозной строительной химии не просто оправдано, а необходимо. В «зимней» линейке швейцарского концерна Sika есть все необходимые виды добавок в бетон, которые помогают сохранять свойства раствора и продолжать строительство бетонных и монолитных конструкций в холодное время года:

  • Sika®Antifreeze N9 – добавки-антифризы для бетона со свойствами ускорителя твердения и пластификатора. Добавка обеспечивает быстрое твердение и набор прочности бетона при минусовой температуре. Кроме того, состав повышает плотность и прочность бетона и не оказывает вредного воздействия на арматуру ввиду отсутствия агрессивных компонентов.
  • Ускоритель твердения бетона Sika® Antifreeze FS-1 увеличивает количество выделяемого бетоном тепла и ускоряет начало процесса схватывания раствора. Применение этой добавки позволяет бетону быстро набрать начальную прочность, на которую не влияют минусовые температуры.
  • Sika® Antifreeze Plast – противоморозный пластификатор. Состав ускоряет набор прочности бетона, обеспечивает его затвердевание при отрицательных температурах. Кроме того, повышает пластичность бетонной смеси, прочность и водонепроницаемость конструкции.

Методы заливки бетонной смеси при отрицательных температурах

Одно из главных условий работы с бетонной смесью при минусовой температуре – сохранение температуры, которой будет достаточно для того чтобы раствор набрал критическую прочность. Самые распространенные методы заливки бетона в зимнее время следующие:

  • Предварительный прогрев перед заливкой.
  • Обеспечение хорошей теплоизоляции и уход за бетонной смесью.
  • Подогрев залитого в опалубку бетона с помощью электричества.
  • Добавка специальных химических присадок, которые снижают температуру замерзания воды в растворе и в несколько раз ускоряют процесс кристаллизации.

Таким образом работать с бетоном в зимнее время вполне возможно без потери прочности и качества, необходимо только придерживаться вышеописанных методик. Самый дорогой и нерентабельный способ прогрева бетонной смеси – использование тепловых пушек. Самый дешевый – добавление химических присадок. Подогрев бетона электричеством и теплоизоляция – промежуточные варианты, которые выбирают в зависимости от ситуации и финансовых возможностей.

Повышение температуры бетонной смеси в процессе замеса

Один из способов работы с бетонной смесью при отрицательной температуре – подогреть компоненты в процессе замеса. Наполнители – песок и щебень прогреваются до температуры 55-60°С, а вода, которая подается в раствор, подогревается почти до кипения – 90°С. Что касается цемента, то его подогревают до комнатной температуры, в противном случае от потеряет свои свойства. Температура готовой бетонной смеси перед заливкой должна быть не меньше 35°С.

Для приготовления смеси понадобится бетономешалка, в которую сначала подают горячую воду, потом постепенно добавляют наполнители, в последнюю очередь добавляют цемент. При таком способе приготовления бетонной смеси тепла монолита хватает для того, чтобы бетон набрал критическую прочность, учитывая, что в процессе гидратации цемента также выделяется немного дополнительного тепла.

Утепление, подогрев бетона, добавление присадок

Если стоят сильные морозы, бетонная смесь нуждается в дополнительном утеплении и подогреве. С точки зрения экономической выгоды, бетон лучше всего утеплять недорогими теплоизоляционными материалами, применение которых не требует дополнительных затрат. На бетонную поверхность стелют солому, сено, старые вещи, пленку, теплоизолирующие покрывала – все, что может помочь сберечь драгоценное тепло. Иногда делают так называемые «тепляки» — конструкции, похожие на теплицы, внутри которых устанавливают тепловые пушки.

Подогрев бетонной смеси электродами

Когда необходимо работать с бетоном при температуре -5°С и ниже, понадобится дополнительный обогрев. Для его обеспечения применяют следующие способы:

  • Прогрев бетона тепловой пушкой или специальной печью под «тепляком». Это один из самых трудоемких и дорогих способов, который требует постоянного увлажнения поверхности и контроля за источниками тепла. Чаще всего используется на строительных площадках, к которым пока не провели электричество.
  • Использование электрических термоматов. Их выкладывают на сырую бетонную поверхность, и подключают к источнику электричества. Применение термоматов требует большого расхода электроэнергии.
  • Инфракрасные излучатели. Устанавливаются над бетонной поверхностью или возле опалубки. Сила нагрева и его направление регулируется с помощью отражателей. Этот способ больше подходит для вертикальных конструкций, находящихся в труднодоступных местах.
  • Для прогрева бетона часто используются специальные электроды или кабели, по которым пускают электричество. Этот метод удобен тем, что не требует большого расхода энергии. Но это касается только кабелей. На прогрев электродами идет больше энергии, так как раствор, который в сыром виде является проводником, при высыхании оказывает большое сопротивление.

Самый простой, эффективный и экономный способ сохранить свойства бетонной смеси зимой – добавление специальных присадок. Его используют как самостоятельно, так и в комплексе с прогревом и теплоизоляцией. Есть несколько типов присадок для работы с бетоном зимой:

  • Присадки, которые уменьшают температуру замерзания воды. После добавления такой присадки время застывания раствора увеличивается, но вода при этом не замерзает, поэтому бетон не теряет своих свойств и успевает набрать критическую прочность. Для того чтобы ускорить процесс застывания, используется дополнительная теплоизоляция – соли натрия или кальция и поташ, которые не дают воде кристаллизоваться.
  • Присадки, которые сокращают время кристаллизации бетона. Как результат – вода в предварительно прогретой смеси просто не успевает кристаллизоваться, и бетон набирает критическую прочность. В качестве таких добавок используются соли кальция, мочевина, а также нитрит-нитрат кальция и поташ.

Подогрев бетона сс помощью электроматов

Сколько нужно добавить присадок в бетон, зависит от температуры окружающей среды. Так, при температуре от -5 до -10°С в раствор добавляют 5-8% присадок от массы цемента. При температуре ниже -15°С концентрацию увеличивают до 10% от массы цемента, до – 25°С добавляют 15% и более.

Прогрев бетона тепловыми пушками

Бетонирование зимой

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:

  • Термоса
  • Электронагрева
  • Паропрогрева

Метод термоса

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.

Электронагрев бетонной смеси

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.

Паропрогрев 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.

Что будет с бетоном при минусовой температуре?

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

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

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

Влияние температуры на состояние бетона

Разберемся с тем, почему существует убеждение, что делать фундамент надо только в теплое время года и никак иначе.

Убеждение это обосновано массой научной литературы и личным опытом людей. Дело все в особенности монолитных конструкций.

Стандартный монолитный бетон нельзя эксплуатировать, пока он полностью не застынет. Процесс схватывания или застывания занимает приличное время. Как правило, полностью твердеет конструкция на 15 день, а на 25 день ее уже можно эксплуатировать на полную, то есть передавать на нее рабочие нагрузки.

Однако устройство стандартной строительной площадки не дает нам возможности при бетонировании защитить конструкцию от внешних воздействий должным образом. В летнее время года, когда про минусовую температуру даже не вспоминают, никаких проблем в этом плане у строителей не образуется.

Другое дело — строительство фундамента зимой, когда минусовая температура или настоящий суровый мороз существенно сказывается на качестве бетона.

Мороз действует на фундамент при бетонировании своеобразным способом. Как вы наверняка знаете, в жидком виде монолитный раствор являет собой смесь цемента, песка, гравия и воды.

Вода является связующим в этой формуле, именно она, вступая в контакт с цементом, провоцирует специальную химическую реакцию. Дальше раствор застывает, вода — испаряется. Во время застывания конструкцию надо оставить в покое.

Подготовка к прогреву бетонной плиты электродами

Если же на улице мороз, то просто оставить конструкцию не получится. В мороз вода леденеет. Леденеет она как на улице, превращая лужи в замерзшие зеркала льда, так и внутри бетонной конструкции. Мелкие микрокристаллики льда или даже целые замерзшие льдины размерами с мобильный телефон вполне могут образоваться внутри бетонного блока, тем самым подрывая его прочность.

После отступления холодов вода растопится и испариться, однако легче от этого не станет. На месте замерзшего льда останутся пустоты средних и малых размеров. Наличие пустот провоцирует появление трещин, как только на конструкцию подадут рабочие нагрузки.

Оставить разрушенный зимними морозами фундамент просто так – значит преднамеренно рисковать.

Температурный режим

Так при какой температуре можно заливать фундамент? Наверняка спросите вы.

Температурный режим делится на несколько групп. Отметим их все, а затем разберем по отдельности.

Итак, существуют следующие температурные режимы:

  • неблагоприятный;
  • умеренный;
  • благоприятный.

Неблагоприятный температурный режим, как правило, регистрируется в зимнем периоде, когда на улице настоящий мороз. По большому счету, делать бетонные конструкции в минусы на улице вообще нельзя. Если конечно вы не позаботились о предварительной подготовке.

Как только температура снижается до минусовой отметки и настает настоящий мороз, работы следует реорганизовать, нагрузки перераспределить и применить специальное оборудование, с помощью которого удастся сделать свою работу даже в экстремальных условиях.

Умеренный температурный режим колеблется от показателей +4 градуса и до ноля. Такая температура чаще всего бывает осенью и ранней весной. В этом режиме делать бетонные конструкции еще можно, но надо быть осторожным и не оставлять после себя вскрытые элементы, по крайней мере на ночь. Однако в большинстве случаев (если ночью не ударит мороз) достаточно обойтись минимальными мерами защиты, к примеру, накрывать опалубку тканью.

Благоприятная температура в зимнем периоде встречается крайне редко, особенно в нашей климатической зоне. Речь идет о температуре выше +6 градусов. В таком случае никакие ограничения строителям не ставятся и они вольны предпринимать при бетонировании монолитных конструкций те шаги, которые считают нужными.

Твердение бетона при отрицательных температурах

В зимнее время работы с бетоном проводятся лишь в том случае, если есть возможность обеспечить тепло- и гидроизоляции после заливки смеси. Из-за минусовых температур гидротация значительно замедляется, как результат, бетон медленно набирают прочность. Для получения прочности при температуре в -5°C времени нужно больше 6-8 раз, если сравнить с температурой в 20С.

При работе в холодную пору нужно четко соблюдать время набора прочности. Чем меньше температура, тем больше нужно времени для полного застывания. Ускорить ситуацию могут дополнительные смеси, рассчитанные на холод.

Подготовил
Самохин Олег Юрьевич

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector