Как правильно заливать бетон при отрицательных температурах

На 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.

Что происходит в бетоне при замерзании

При нормальном течении процесса отвердевания бетона, влага служит «склеивающим» элементом для частиц цемента. При ее переходе в твердое состояние все процессы останавливаются.

Но это — не единственная проблема. Известно, что при замерзании объем воды увеличивается примерно на 9%. В результате внутри массы бетона образуется повышенное давление. Если зерна цемента до этого момента еще не набрали некоторого уровня прочности, они под воздействием давления, разрушаются. После рамерзания они уже не обретут свои свойства в полной мере и бетон не будет достаточно крепким.

Чтобы зимний бетон был крепким, необходимр создать условия или присадки для его вызревания

В зимней заливке армируемых фундаментов есть еще один неблагоприятный момент. Сталь — отличный проводник тепла, и она способствует отводу тепла из толщи бетона. Обладая хорошими теплопроводными свойствами, прутки быстро остывают. Вокруг них вода замерзает в первую очередь. Лед оттесняет частицы бетона, на их место приходит пока не замерзшая вода из еще теплых слоев. Она тоже замерзает, еще дальше оттесняя бетон. В результате массив уже не является монолитом: каркас не связан с бетонным камнем. Прочность такого основания после размораживания и окончательного отвердения будет в разы ниже.

Их всех этих процессов следует, что чем меньше воды в несвязном состоянии будет находиться к моменту замерзания, тем меньше будут потери прочности. Путем различных экспериментов и расчетов были определены граничные значения прочности, при которых бетон можно замораживать. Называются они точкой критической прочности. В зависимости от класса бетона и назначения здания, типа использования сооружения, требуется дождаться созревания некоторых составов на 20%, для других требуется все 100%.

Критическая прочность бетона в зависимости от его марки

Для железобетонов с ненапрягаемой арматурой (тип, который используется в частном домостроении) она составляет 50%, для фундаментов, которые будут подвергаться попеременной разморозке/заморозке (бани и дачные домики без отопления) — 70%. После достижения этой точки фундамент можно заморозить. После оттаивания все процессы в нем возобновятся. Потери прочности при этом составляют не более 6%.

Способы бетонирования в зимних условиях

Скорость процесса твердения зависит от температуры раствора. При ее повышении активность воды значительно возрастает, скорость набора прочности повышается. Потому при проведении бетонных работ зимой или при температурах ниже +5oC, важно создать и поддержать требуемый уровень нагрева. Оптимальная температура вызревания раствора составляет от +20oC до +30oC. Для этого есть несколько способов:

• раствор делать подогретым;
• опалубку утеплить;
• использовать присадки и добавки, которые ускоряют твердение и/или понижают точку заморозки воды;
• подогревать уже залитую бетонную массу.

Все эти методы неплохо работают. Их используют по одиночке или в комплексе.

Заливка в зимнее время проводится подогретым раствором

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента. Известно, что во время твердения бетона происходят реакции, при которых теплота выделяется. Для зимы — отличная особенность. При этом большее количество тепла выделяют быстротвердеющие портландцементы и составы высоких марок. Потому для замеса при низких или минусовых температурах имеет смысл купить именно их.

Только это позволит вам залить фундамент ленточный или плитный фундамент при плюсовых температурах днем, и незначительных заморозках по ночам. Но при этом, потребуется замес делать теплым (читайте ниже), а также после заливки фундамент нужно будет опалубку теплоизолировать: покрыть матами, соломой и т.д. Если у вас уже закуплен теплоизолятор, можно использовать его, только следить необходимо за его состоянием, прикрыть пленкой или другими влагоизолирующими материалами.

Повышение температуры в процессе замеса

Во время зимней заливки фундамента температуру раствора доводят до 35-40oC. Для этого разогревают воду и засыпку. Цемент греть ни в коем случае нельзя: он «заварится» и станет практически бесполезным.

Для замеса в зимнее время используют горячую воду и подогретую засыпку. Цемент греть нельзя.

Хорошо, если есть возможность использовать бетономешалку с электроподогревом: ее включают в сеть и барабан разогревается. В другом случае, желательно прогреть его предварительно, прокрутив разогретую воду.

При замесе воду нагревают до 90 oC. Щебень и песок необходимо разогреть до 60 oC. Делают это обдувом горячим воздухом, прогревом в специальных печах. Печи — это для частного строителя из области фантастики, но можно устроить обдув горячим воздухом. Например, от печи или костра протянуть несколько труб-воздуховодов внутрь кучи щебня или песка.

Еще раз обращаем внимание: цемент не греть. Его можно занести в теплое помещение, чтобы он принял комнатную температуру, но подогревать нельзя.

При зимнем замесе раствора меняется порядок закладки составляющих: заливается вода, в нее засыпается щебень и песок. После нескольких оборотов добавляется цемент.

Ко всему необходимо еще и увеличить время замеса. Он должен быть длительнее на 20-50%: за счет лучшего перемешивания, активизируются реакции и повышается температура при твердении.

Утепление и подогрев раствора

Для продления времени остывания бетона требуется по максимуму сохранить тепло. Потому, используя все возможные средства и доступные материалы, проводят утепление стенок опалубки. Можно использовать брезент, маты, старые какие-то теплые вещи, забить промежуток между стенками опалубки и грунтом, соломой. Да что угодно, лишь бы тепло не утекало в воздух.

Одна из задач — сохранить тепло раствора

В этом случае пригодиться может опалубка из пенополистирола — он имеет плохую теплопроводность, что в данных условиях — несомненный плюс. Обычно такая опалубка несъемная, и после вызревания бетона вы получаете влаго- и теплоизолированный фундамент. Подробнее о типах опалубки читайте тут.

При строительстве в промышленных масштабах применяется также электрический подогрев при помощи разного рода электродов. Они располагаться могут на поверхности, закрепляться на опалубке или вводиться внутрь бетонного раствора. Способ, эффективный, но реализуется в частном строительстве редко. Очень дорогое это удовольствие: расход электричества на подогрев кубометра бетона 60-80 кВт/час. При этом необходимо строго контролировать температуру: измерять каждые два часа (или чаще) и при достижении отметки в +30 oC отключать его. Потом через некоторое время снова включить. Контроль должен быть круглосуточным.

При заливке фундамента своими руками зимой, реально использовать только греющие кабели. Их прикрепляют с внутренней стороны к опалубке, и после ее снятия демонтируют. Есть второй вариант — «утопить» провод в бетоне. Оба способа действуют неплохо, но только при условии изолированных от холода стенок.

Греющие маты укладывают на поверхность бетона и включают в сеть

Есть еще в продаже специальные греющие маты для подогрева бетона. Они раскладываются на поверхности, включаются в сеть. Его стоимость — 2,5 тыс руб/м2.

Для сохранения температуры стоят над объектом тепляки. Это конструкции, очень сильно напоминающие теплицы. И задача у них аналогична: сохранить тепло. Возводят каркас, его обтягивают пленкой или другими подобными материалами. Внутри ставят печку, тепловую пушку и т.д., с их помощью поддерживают плюсовую температуру. Но при этом необходимо также не забывать об увлажнении, чтобы влага из раствора не испарялась.

Еще один метод подогрева бетона — с использованием инфракрасных излучателей. Этот метод хорош тем, что под воздействием волн греется непосредственно сам раствор. Излучатели закрывают алюминиевыми кожухами, создавая направленный поток. Однако для эффективного прогрева понадобится большое количество ламп.

Присадки и добавки

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах — использование химических веществ. Некоторые из них ускоряют затвердевание на начальной стадии процесса. Массовая доля всех добавок — не больше 2% от массы цемента. Большие количества могут негативно повлиять на качество бетона, потому придерживайтесь рецептур.

Один из способов зимнего бетонирования — добавление в замес специальных противоморозных присадок

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, — хлористый кальций. Еще используют поташ и нитрат натрия. Если добавить их при обычном замесе, температура замерзания снизится до -3oC.

Одно «НО». Хлориды использовать для армируемых бетонов нельзя — они провоцируют быстрое разрушение стали. Так что самый распространенный ускоритель твердения бетона — хлористый кальций — для заливки фундамента не подходит.

Заливка бетона при минусовой температуре возможна, если с теми же присадками раствор подогреть. В этом случае можно работать при -15oC. Но для нормального качества фундамента потребуется утепление заливки и соблюдение несложных, но обязательных правил.

Правила зимней заливки бетона

Раствор выливают в подготовленную опалубку. Подготовка состоит в удалении наледи и снега, разогреве арматуры и дна фундамента. Вот это — самый сложный этап. Соскоблить наледь — это полбеды, а прогреть арматуру и весь периметр фундамента — проблема. Температура не должна быть высокой, но необходимо добиться положительных ее значений.

Как вариант можно рассмотреть устройство переносных жаровен, которые опускают в котлован, и там разжигают. Возможно использование тепловых пушек, работающих от баллонов с газом. Использование других средств затруднено, из-за их большой стоимости.

Перед заливкой теплого раствора необходимо нагреть основание и арматуру до положительных температур

По этой причине бетонировать зимой плитные фундаменты проблематично: такие площади не разогреть. Для этого типа оснований «зима» ограничится легкими заморозками ночью и положительной дневной температурой. Заливку можно начинать после того, как арматура и дно будут иметь положительную температуру.

Ленточный фундамент можно заливать и при морозах: подогреть такое основание и арматуру в ограниченном объеме реально. Непросто, но возможно.

Организовать все можно поэтапно. Разбить всю ленту на небольшие участки, начать прогрев одновременно или с некоторым временным промежутком на нескольких из них (два-три в зависимости от времени, необходимого на замес и подогрев котлована). Начать заливку одного участка, перенеся жаровни дальше. Пока будет заливаться первый разогретый участок, следующий наберет необходимую температуру. Залитый участко сразу закрывают теплоизолирующими материалами и переходят к следующему, так и продвигаясь по всему периметру.

Обязательно необходимо сбить наледь и нагреть арматуру — только так фундамент будет прочным

Механизм понятен. Так можно заливать фундамент бетоном при -15oC (но с соответствующими добавками, «горячим» замесом и мерами по сохранению тепла).

Еще одно важное условие — работа должна вестись непрерывно. Зимой заливать фундамент частями нельзя. Это на 100% верно. Промежуток между заливками должен быть такой, чтобы на поверхности предыдущей части не успела образоваться пленка, а тем более, чтобы влага не замерзла. Работы должны вестись постоянно до окончания заливки. Залитые части сразу нужно прикрывать теплооизолирующими матами. Как видите, для этой работы нужны несколько человек. Один со всеми задачами не справится.

Обратите внимание, что максимальная температура раствора должна быть 35-40oC. Ее превышение ведет к замедлению процессов отвержения. Ситуация будет, конечно лучше, чем при замерзании, но ненамного.

Итоги

Заливка фундамента зимой — нелегкая задача, но возможная даже своими руками. Понадобятся помощники и тщательная подготовка, но сделать нормальное основание можно и при минусовых температурах. При какой температуре можно заливать бетон? Зависит от его состава, но для частников реально, пусть и с большими затратами, добиться нормального качества при температурах не ниже -10- 5oC. Меньшими затратами обернется заливка при плюсовой температуре днем и заморозках ночами.

Можно ли зимой заливать бетон?

Зимнее похолодание доставляет серьезные неудобства строителям при выполнении мероприятий, связанных с бетонированием. Вода, входящая в состав раствора, при охлаждении превращается в лед, увеличиваясь в объеме. Монолит теряет прочность и покрывается сетью трещин. Вместе с тем заливка бетона зимой возможна благодаря специальным методам бетонирования. Их с успехом применяют профессиональные строители и частные мастера. Рассмотрим подробно специфику бетонирования при зимнем строительстве.

Бетонные работы зимой – особенности выполнения

Сложно назвать зимние месяцы благоприятным периодом для бетонирования монолитных конструкций, заливки фундаментов и формирования буронабивных опор. Это связано с кристаллизацией воды. Она затрудняет процесс гидратации, в результате которого формируются прочные связи на молекулярном уровне. При расширении воды в результате кристаллизации возрастает пористость, снижаются прочностные характеристики, происходит растрескивание массива.

Чтобы зимний бетон был крепким, необходимр создать условия или присадки для его вызревания

После бетонирования происходят следующие процессы:

• схватывание. Продолжительность данной стадии составляет не более 24 часов, на протяжении которых осуществляется переход из жидкого состояния в твердую фазу. Прочностные характеристики при этом довольно низкие;
• твердение. Это длительный процесс, в результате которого на протяжении месяца приобретаются эксплуатационные характеристики. Они зависят от марки раствора, введенных модификаторов, а также окружающей температуры.

Ряд застройщиков интересуется, до какой температуры можно заливать бетон зимой. Специалисты считают, что нормальное протекание процессов схватывания и достижения максимальной прочности происходит при температуре от плюс 3 до плюс 5 градусов Цельсия. При этом скорость набора твердости прямо пропорциональна температуре и возрастает при использовании портландцемента увеличенных марок.

Процесс гидратации при нормальном протекании процесса твердения проходит следующим образом:

• образуется на поверхности тонкий слой натриевого гидросиликата;
• цементные зерна постепенно поглощают воду, связывая все компоненты смеси;
• внешние слои массива стают более плотными при испарении из раствора воды;
• процесс твердения постепенно переходит в глубину массива;
• концентрация влаги снижается до достижения эксплуатационной прочности.

Отвечая на вопрос, при какой температуре замерзает бетон, сообщаем, что процесс гидратации может протекать только при положительной температуре. Образование ледяных кристаллов затрудняет связывание компонентов бетонной смеси. При гидратации происходит нагрев раствора. Это позволяет при незначительном похолодании выполнять бетонные работы при условии использования теплосберегающей опалубки или специальных матов.

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента

При бетонировании зимой применяют различные методы, позволяющие изменить порог замерзания и сократить продолжительность схватывания:

• вводят модифицирующие добавки, снижающие порог кристаллизации. Специалисты индивидуально определяют, сколько соли в бетон зимой необходимо вводить, а также в каких пропорциях добавлять модификаторы;
• нагревают раствор, используя различные способы. Выбор оптимального варианта разогрева бетонного раствора осуществляется в зависимости от специфики работ и уровня затрат на реализацию выбранного способа;
• применяют в составе бетонного раствора портландцемент более высоких марок. Такой цемент достигает необходимой для эксплуатации прочности за более короткое время и интенсивно поглощает влагу.

Остановимся детально на нюансах заливки бетона в зимнее время.

Мнение эксперта: Заливка бетона зимой

Наиболее оптимальной для качественного схватывания бетона без потери характеристики прочности, образовании пористости и растрескивания в бетоне считается температура до +3…+5⁰С. Чтобы улучшить качество застывания бетонной смеси при низких температурах используют портландцемент высоких марок, а также дополнительные противоморозные добавки.

Заливаем бетон зимой – достоинства зимнего бетонирования

Выполнение работ в условиях отрицательных температур имеет определенные плюсы:

• 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;

Для замеса в зимнее время используют горячую воду и подогретую засыпку. Цемент греть нельзя

• 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.

Кроме того, возможны ситуации, когда объект строительства находится в холодной климатической зоне, и зимнее бетонирование является единственно возможным решением.

Можно ли заливать бетон зимой – проблемные моменты

Ряд застройщиков считает, что целесообразно воздержаться от зимнего бетонирования и выполнить весь объем работ с наступлением теплых месяцев.

Они руководствуются при этом следующими соображениями:

• 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.

При зимнем замесе раствора меняется порядок закладки составляющих: заливается вода, в нее засыпается щебень и песок

Проанализировав комплекс проблемных моментов можно сделать заключение, что велика вероятность получения некачественного бетона и резкого возрастания общего уровня затрат.

Особенности проведения «мокрых» работ зимой с использованием противоморозных добавок

Традиционно к «мокрым» процессам относятся все действия по возведению зданий и сооружений, которые связанны с бетонированием, ведением кладочных работ, оштукатуриванием и т.д. Один из главных компонентов необходимых для приготовления бетонных смесей и растворов непосредственно на строительной площадке — вода, которая замерзает при отрицательных температурах.

В этой части учебного курса мы расскажем о том, какие нюансы нужно учесть при проведении «мокрых» работ в зимний период и как правильно использовать противоморозные добавки.

• Какие условия при проведении мокрых работ считаются зимними.
• В чем заключаются особенности зимнего бетонирования и кладочных работ.
• Для чего нужны противоморозные добавки.
• Какие противоморозные добавки можно применять в железобетонных конструкциях.

Какие условия считаются «зимними» при бетонировании и ведении кладочных работ

Перед тем, как разобраться, какие особенности и ограничения влекут за собой отрицательные температуры при «мокрых» процессах, надо понять, что подразумевается под зимними условиями бетонирования.

Многие полагают, что зимние – это условия, при которых на улице стабильно установились отрицательные температуры, и идёт снег. На самом деле это не совсем так. В соответствии с СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» зимние условия – это когда среднесуточная температура наружного воздуха ниже +5 °С, или минимальная суточная температура ниже 0 °С.

Т.е., как видно, понятие «зимние» условия охватывают широкий диапазон температур. Они могут возникнуть, в зависимости от региона проживания, и осенью, и ранней весной, причем, без выпадения осадков в виде снега.

Также среди начинающих застройщиков распространено убеждение, что при отрицательных температурах, а тем более, если столбик термометра падает ниже -15…-25 °С, залить фундамент или вести облицовочную кладку стен невозможно. Хотя, если посмотреть на коммерческое строительство, то работы по возведению монолитных многоэтажек и жилых многоквартирных домов ведутся круглый год, независимо от погодных условий.

Это связано с использованием особых методик бетонирования и применением специальных противоморозных добавок — химических веществ, модифицирующих бетонную смесь.

Особенности зимнего бетонирования и кладочных работ

Чтобы понять, как работают противоморозные добавки, и какие плюсы от их использования, надо представить, что происходит с бетоном или кладочным раствором, если строить зимой.

При отрицательных температурах вода, содержащаяся в бетоне или кладочном растворе, начинает замерзать. В результате образуются кристаллы льда. Причем вода при замерзании расширяется (приблизительно на 7-9%), и разрушает структуру бетона, который ещё не набрал необходимую марочную прочность. Т.е. прекращается процесс гидратации цемента, который возможен только при положительных температурах. Соответственно: бетон или раствор не твердеют, а замерзают.

Если в таком состоянии фундамент или кладка «ушли в зиму», то это приведёт к печальным последствиям. Замёрзшая вода, не успев до конца прореагировать с вяжущими компонентами смеси, с наступлением оттепели снова переходит в жидкое состояние. Хотя химический процесс взаимодействия зёрен цемента с водой продолжается, разрушенные структурные связи в бетоне при этом полностью не восстанавливаются. Помимо этого, вода, замерзая вокруг металлической арматуры (более холодной зоны при бетонировании), образует ледяную плёнку, увеличивается в объёме и под давлением отжимает цементный гель от армокаркаса.

Если при отрицательных температурах вести кладку, например, облицовочного кирпича, то смесь, из-за небольшого слоя и дополнительного, быстрого охлаждения при взаимодействии с холодным камнем, быстро замерзает. Теряется её пластичность, горизонтальные швы остаются недостаточно уплотненными. Фактически смесь скрепляется льдом.

На этом способе основан т.н. метод кладки замораживанием, когда планируется, что при оттаивании смеси весной, процесс твердения раствора продолжится. Но риски перевешивают все плюсы. При оттаивании кладочный раствор, не имеющий ещё достаточной прочности, обжимается из-за тяжести вышележащей кладки. Появляется неравномерная усадка, вплоть до потери устойчивости и дальнейшего разрушения облицовки.

Как получить качественный бетон зимой

Температура окружающей среды – один из главных факторов, влияющих на набор бетоном прочности. Считается, что оптимальные условия для набора прочности бетоном – диапазон температур от +18 °С до + 20 °С. В этом случае бетон наберёт прочность в 70% от марочной приблизительно за 10 дней, а 100% – за 28 дней. При температуре +5 °С прочность бетона нарастает примерно в 3-4 раза медленнее. Прочность в 70% от марочной он наберёт примерно за 15 дней, а 100% будет набирать значительно дольше положенных 28 суток. При понижении температуры до 0 °С твердение бетона и кладочного раствора практически прекращается, а при более низких температурах останавливается. Возникает вопрос, как обойти вышеописанные проблемы.

Существует несколько способов ведения бетонных и кладочных работ зимой. Например, связанных с обогревом строительных конструкций, применением тепловых пушек, электропрогрева свежеуложенного бетона, сооружением тепляков, использовании метода «термоса», т.н. «теплых» (подогретых) бетонных смесей. Применение антифризов не отменяет использование этих методов, но позволяет значительно сократить время набора прочности бетона, а, следовательно, сэкономить время и деньги.

Противоморозные добавки работают комплексно: снижают температуру замерзания воды, а комплексные добавки ещё и уменьшают необходимое количество воды затворения; ускоряют процесс затвердения смеси при отрицательных температурах (вплоть до -25 °С); повышают удобоукладываемость смеси и марочную прочность бетона.

Важный момент: по СП 70.13330, в составе подготовительных работ, связанных с бетонированием, следует предусмотреть мероприятия, которые предотвращают замерзание бетонной смеси при её транспортировке в миксере к месту укладки и до достижения набора критической прочности.

При этом противоморозные добавки не должны оказывать отрицательного воздействия на арматуру. Причём заливать антифризы «Свод Правил» предписывает как при использовании «тёплого» бетона и применении систем обогрева, так и при укладке «холодной» смеси.

Основной набор прочности свежеуложенной смеси происходит в первые 3-5 дней. Поэтому критически важно не допустить замораживания бетона в этот период, что и позволяют сделать противоморозные добавки. Кроме этого, комплексные антифризы экономичны в использовании и снижают расход цемента. Это позволяет сократить расходы на строительство без потери качества.

Нюансы использования противоморозных добавок

Выше уже говорилось, что СП 70.13330 регламентирует использование противоморозных добавок. Дело в том, что антифризы содержат в своём составе соли, а некоторые добавки, из-за присутствия хлоридов, могут вызвать серьёзную коррозию стальной арматуры.

Подбор компонентов добавок у каждого производителя свой, но главное, что следует помнить застройщику при покупке противоморозных добавок – что надо выбирать качественный продукт от хорошо зарекомендовавшего себя производителя. На упаковке продукта должно быть написано, что допускается применение противоморозной добавки в железобетонных конструкциях.

При неграмотном использовании противоморозных добавок в кладочных растворах, весной, на лицевой кирпичной кладке, могут появиться белые разводы (высолы). Поэтому следует строго придерживаться рекомендаций производителя и использовать дозировку антифризов в строгом соответствии с инструкцией.

Выводы: Применение противоморозных добавок обеспечивает непрерывность строительного процесса при любых внешних температурах и гарантирует качество и долгий срок эксплуатации загородного дома. Хотя отрицательные температуры приводят к росту расходов, связанных с более коротким рабочим днем, дополнительных тратах на освещение, необходимости обогрева рабочих и конструкций и т.д., зимой немного снижаются цены на строительные материалы, услуги строителей, аренду техники. Стоимость добавок в общей смете на строительство дома невелика. Поэтому, при грамотном подходе, можно привести к общему знаменателю цену на строительство зимой и цену на строительство летом.

Как сделать зимний бетон не хуже летнего. Методы зимнего бетонирования

Климатические условия в большинстве регионов России не позволяют вести бетонные работы при положительных температурах круглый год.

Во многих районах более 6 месяцев в году держатся низкие температуры, вот почему осуществляется зимнее бетонирование.

Что такое зимнее бетонирование

Согласно СП 70.13330, зимним называется бетонирование при среднесуточных температурах ниже 5°С или минимальных суточных температурах ниже 0°С.

Есть ли плюсы у зимних бетонных работ

В целом работа с бетоном в суровых условиях низких температур влечет дополнительные сложности, но невозможно прекращать стройку на полгода всякий раз с наступлением осени, к тому же, у зимних работ есть и существенные плюсы:

1. Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
2. Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
3. Замерзшие подъездные пути позволяют без проблем доставить на стройку тяжелую технику и материалы.

Особенности зимнего бетонирования

Зимой основной враг качественного бетонирования – низкие температуры, которые оказывают негативное влияние на процессы, происходящие как при бетонировании, так и при твердении бетона.

Образование твердого вещества – бетона – происходит в результате реакции гидратации минералов, входящих в состав портландцемента. Чтобы эта реакция шла, необходима температура выше 0°С, поскольку при отрицательных температурах вода замерзает, и реакция гидратации прекращается.

Уже при температуре ниже 5°С скорость протекания реакции резко тормозится, и набор прочности бетона замедляется.

Низкие температуры вызывают следующие проблемы:

1. прекращение реакции гидратации;
2. рост внутреннего давления из-за промерзания и связанного с ним расширения материала;
3. образование кристаллов льда вокруг арматуры, что приводит к плохому сцеплению ее с бетоном;
4. получение бетона низкой прочности.

Основная задача зимой – обеспечить набор критической прочности бетона (30–50% от проектной прочности), после чего отрицательные температуры уже не оказывают негативного воздействия на бетон. Как правило, в оптимальных условиях критическая прочность достигается на 4–6-й день после укладки.

Поэтому зимой главное значение приобретает температура.

Температуру бетонной смеси измеряют до укладки, во время и после.

Для зимнего бетонирования рекомендуется использование портландцементов и высокомарочных быстротвердеющих цементов.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

1. Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
2. Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
3. Благоприятные тепло-влажностные условия набора прочности твердеющего бетона.

Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотнении

Готовая бетонная смесь, поступающая на стройку, должна иметь температуру не ниже 5°С. Для этого замешивание производят на теплой (до 70°С) воде, а заполняющие материалы прогревают.

Цемент не подвергают прогреванию во избежание заваривания. Время транспортировки готового бетонного раствора не должно превышать 4 часов.

Поверхности под бетонирование и арматура должны быть прогреты близко к температуре бетонного раствора, для чего используется теплый или горячий воздух, но не пар и не вода.

При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяют противоморозные добавки.

Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочности

Различают два основных метода зимнего бетонирования:

Холодным называется бетон, который будет твердеть без подогревающих мероприятий. Обеспечить его твердение призваны специальные противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды и одновременно ускоряют реакции гидратации с тем, чтобы количество несвязанной воды в растворе как можно быстрее уменьшалось.

Широко распространенные противоморозные присадки – электролиты, соли Na и K, но их применение имеет некоторые ограничения:

1. натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
2. некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
3. соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
4. соли-электролиты должны проверяться опытным путем на образование высолов.

Современные комплексные противоморозные добавки не имеют недостатков солей-электролитов, обеспечивают возможность вести бетонные работы при низких температурах и обладают комплексным действием (не только противоморозным, но и пластифицирующим и другими).

Теплым называют бетон, который после укладки подвергается различным прогревающим и обогревающим процедурам.

Методы прогрева бетона

После того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:

1. метод термоса;
2. устройство тепляков;
3. прогрев бетона.

Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками.

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

1. тип конструкции;
2. состав бетонной смеси;
3. наличие и тип арматуры;
4. наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
5. экономическая целесообразность.

Сохранение тепла или «метод термоса»

Метод термоса применяется в массивных конструкциях самостоятельно или в сочетании с добавками-ускорителями. Ускорители способствуют более быстрому отвердеванию бетона, а значит, критическая прочность будет набрана быстрее.

Реакция гидратации является экзотермической, то есть, протекает с выделением тепла.

В массивных конструкциях тепла выделяется достаточно для обогрева, поэтому, если заливать бетон в утепленную опалубку, а после заливки укрыть пленкой ПВХ и теплоизолирующими материалами (маты, рулонные материалы, доски, пенопласт), бетон будет сохранять температуру, подходящую для твердения вплоть до набора критической прочности.

1. экономия электроэнергии;
2. использование собственного тепла бетона;
3. относительная простота.

Недостатки метода термоса:

1. применение только в массивных конструкциях;
2. неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
3. не подходит для конструкций с большой площадью поверхности охлаждения.

Метод «горячего сухого термоса»

В этом случае можно укладывать бетон на промороженное основание без подогрева. В утепленную опалубку насыпается слой керамзита, разогретого до температуры 200–300°С, а после его остывания до 100°С выполняется укладка бетона, замешанного на теплой воде. В результате тепло остывающего керамзита используется для подогрева бетона.

Устройство тепляков

Тепляки – это своеобразные шатры, которые устанавливаются над замоноличенными конструкциями. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки в таком количестве, чтобы обеспечить необходимую температуру твердения (выше 5°С). Особенную важность имеет герметичность укрытия.

Методы искусственного прогрева бетона

Наиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С.

Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:

1. Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
2. Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
3. Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
4. Индукционный. Тепло выделяется арматурой, находящейся в электромагнитном поле индуктора.

Недостаток методов – необходимость использования дорогостоящего оборудования и электроэнергии.

Применение противоморозных и ускоряющих добавок позволяет бетону быстрее набирать критическую прочность и таким образом экономить электроэнергию и повышать оборачиваемость оборудования.

Заливка бетона зимой технически сложными способами

Целесообразно использование технически сложных способов зимнего бетонирования с применением утепленной опалубки, электродов для подогрева, укладки нагревающего кабеля и т.д. Эти методы требуют проведения тщательных предварительных расчетов.

Зимний бетон в домашних условиях

При домашнем строительстве бетонирование в условиях отрицательных температур допустимо для объектов невысокой важности.

Для самостоятельных работ используют замес на подогретой (не выше 70°С) воде.

Порядок закладки компонентов бетонной смеси меняют: сначала в воду засыпают крупный заполнитель, затем песок и цемент.

Совет: Зимой рекомендуется применять портландцемент марки не ниже М400.

В домашних условиях применение прогрева бетона или устройства тепляков не выгодно; на первый план выходят специальные противоморозные добавки, которые позволяют успешно проводить бетонные работы в зимнее время.

Можно ли добавлять в бетон соль и модифицирующие добавки?

В зимнее время для понижения температуры замерзания свободной воды в бетонный раствор добавляют соль (хлорид натрия) или другие соли натрия и калия, которые работают как электролиты.

Применение солей может привести к коррозии арматуры и появлению высолов на готовом бетоне. Оптимальный вариант – использование комплексных противоморозных добавок и пластификаторов.

Возможные последствия зимнего бетонирования

Несоблюдение технологий укладки бетона зимой приводит к получению бетонных изделий пониженной прочности, с трещинами, высолами и прочими дефектами, а также к плохому сцеплению с арматурой. Изделия получаются недолговечными в эксплуатации.

Следует помнить, что критическая прочность бетона составляет 30–50% от расчетной прочности, а распалубочная – 70%. После достижения бетоном критической прочности мороз ему уже не вредит, и меры по обогреву можно сворачивать. Но в этот момент еще нельзя производить распалубку и давать нагрузку на бетон.

Бетонные работы зимой – чаще всего, вынужденная мера, но и в этом случае есть свои преимущества. При выборе технологии проведения зимних работ учитываются многие факторы: тип конструкций, состав бетонной смеси, наличие оборудования и экономический эффект от их применения. Противоморозные добавки желательны к применению при выборе любого метода ведения бетонных работ зимой.

Бетонирование зимой: способы, особенности, необходимые мероприятия

При необходимости проведения зимнего бетонирования главной проблемой являются низкие температуры окружающей среды, которые приводят к замерзанию строительных материалов. Соответственно, технология бетонирования в зимних условиях направлена на предотвращение замерзания воды и других материалов.

Требования к зимнему бетонированию определяются СНиП 3.03.01, согласно которому зимними условиями считаются температуры ниже 5°С.

Особенности зимнего бетонирования

Существуют две важные причины, усложняющие процесс укладки бетона в зимой.

• При низких температурах замедляется процесс гидратации цемента, что является причиной увеличения сроков набора твердости бетоном.

При температуре окружающей среды, равной 20 0 С, в течение недели бетон набирает около 70% проектной прочности. При понижении температуры до 5 0 С для набора такого уровня прочности потребуется времени в 3-4 раза больше.

• Еще одним нежелательным процессом является развитие сил внутреннего давления, которые возникают из-за расширения замерзшей воды. Это явление приводит к разупрочнению бетона. Помимо этого, из замерзшей воды вокруг заполнителей образуются ледяные пленки, нарушающие связь между компонентами смеси.

При замерзании воды в порах твердеющей смеси развивается значительное давление, которое приводит к разрушению структуры неокрепшего бетона и снижению его прочностных характеристик.

Снижение прочности тем значительнее, чем в более раннем возрасте бетона замерзла вода. Наиболее опасным является период схватывания бетонной смеси. Если смесь замерзнет сразу после укладки ее в опалубку, то ее прочность при отрицательных температурах будет обусловлена только силами замерзания. При повышении температуры процесс гидратации цемента возобновится, но прочность такого бетона будет значительно уступать аналогичной характеристике материала, который не подвергался замораживанию.

Противостоять замораживанию без структурных разрушений может только тот бетон, который уже набрал определенное значение прочности. Важно соблюдать правило беспрерывной укладки бетона во избежание холодных швов.

В современном строительстве в мировой практике наиболее распространен способ зимнего бетонирования, когда бетонная смесь предохраняется от замерзания во время ее схватывания и набора определенной величины прочности, которая называется критической.

Под критической величиной прочности бетона принимают прочность, которая равна 50% от марочной. В конструкциях ответственного назначения бетон предохраняется от замерзания до достижения 70% от проектной прочности.

В современном строительстве применяют несколько способов бетонирования в зимний период:

• использование добавок противоморозного действия;
• укрытие бетонной смеси пленкой ПХВ и другими утеплителями;
• электрический и инфракрасный прогрев бетона.

Основной закон прочности бетона, описанный здесь, позволяет грамотно спланировать строительные работы.

Самые популярные производители бетона, бетонных смесей и составляющих.

Применение добавок противоморозного действия

Технологически наиболее удобным и экономически выгодным методом проведения зимнего бетонирования является применение противоморозных добавок. Этот безобогревный способ гораздо дешевле бетонирования с предварительным ограждением и утеплением конструкции, прогрева электричеством и инфракрасными лучами.

Модификаторы противоморозного действия могут использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с различными методами подогрева.

Все существующие «зимние» добавки в бетон можно разделить на три основные группы.

• К первой группе относят добавки, которые либо слабо ускоряют, либо слабо замедляют процессы схватывания и твердения смеси. Представители этого класса — сильные и слабые электролиты, неэлектролиты и составы органического происхождения — карбамид и многоатомные спирты.
• Ко второй группе принадлежат модификаторы на основе хлорида кальция. Эти вещества имеют способность сильно ускорять процессы схватывания и твердения и обладают значительными антифризными свойствами.
• В третью группу входят вещества, обладающие слабыми антифризными свойствами, но являющиеся сильными ускорителями схватывания и твердения с сильным тепловыделением сразу после заливки. Сфера применения этих добавок невелика, но они представляют интерес с научной точки зрения. К таким добавкам относятся трехвалентные сульфаты на основе алюминия и железа.

Мероприятия, увеличивающие эффективность применения противоморозных добавок

Противоморозные добавки выполняют важную роль — активируют процессы твердения смеси и снижают температуру замерзания жидкой фазы. Но для получения эффективного результата, наряду с использованием модификаторов, необходимо выполнять ряд сопутствующих мероприятий.

• Созданию внутренней теплоты в бетонной смеси способствует предварительный подогрев ее компонентов.
• После окончания укладки поверхность бетона необходимо утеплить матами, что позволит сохранить тепло, выделенное в результате экзотермической реакции цемента и воды, и сохранить условия, подходящие для твердения.
• Зимой наиболее эффективно использовать портландцементы и высокомарочные быстротвердеющие цементы.

При зимнем бетонировании не рекомендуется использовать замерзшие заполнители.

• При изготовлении бетонной смеси из подогретых компонентов применяют иной порядок загрузки всех элементов, чем в традиционных летних условиях, когда все сухие составляющие одновременно загружаются в заполненный водой барабан смесителя. Зимой, чтобы избежать заваривания цемента, сначала в барабан заливают воду, затем засыпают крупный заполнитель, а потом проворачивают барабан несколько оборотов и засыпают песок и цемент.

Продолжительность перемешивания компонентов в зимнее время должна быть увеличена примерно в полтора раза.

• Транспортировка смеси должна осуществляться в утепленной машине, с двойным днищем, куда поступают отработанные газы. Места погрузки и выгрузки бетонной смеси необходимо изолировать от воздействия ветра, а средства подачи смеси — тщательно утеплить.
• Опалубка и арматура должны быть очищены от снега и наледи, арматуру необходимо отогреть до положительной температуры.
• Обязательное условие зимнего бетонирования — быстрые темпы его проведения.

Сертификат качества на бетон, который можно скачать по этой ссылке, содержит результаты тестирования бетона и основных его характеристик.

Хотите заказать бетонные работы? Узнайте тут, сколько они стоят.

Метод «термоса»

Технологически метод «термоса» осуществляется укладкой смеси положительной температуры в утепленную опалубку. Бетон набирает прочность благодаря начальному теплосодержанию и экзотермическому выделению при реакции гидратации цемента.

Максимальное тепловыделение обеспечивают портландцементы и высокомарочные цементы. Особо эффективен метод «термоса» в сочетании с противоморозными добавками.

Бетонирование методом «горячего термоса» заключается в кратковременном подогреве смеси до 60-80 0 С, уплотнении ее в горячем состоянии и выдерживании в «термосе» или с применением дополнительного подогрева.

В условиях строительной площадки бетонную смесь разогревают с помощью электродов. Смесь выступает в цепи переменного электротока в роли сопротивления. Электропрогрев проводят в кузовах автосамосвалов или бадьях.

Способы искусственного нагрева и прогрева бетона

Сущность этого метода заключается в создании и дальнейшем поддержании температуры смеси при максимально допустимой величине, пока бетон не наберет требуемую прочность. Этот способ применяется в случаях, когда метода «термоса» оказывается недостаточно.

Существует несколько вариантов достижения требуемого результата:

• Физический смысл электродного прогрева аналогичен выше описанному методу электродного разогрева смеси. В данном случае используется теплота, которая выделяется смесью при пропускании через нее электрического тока. Для подведения электротока к бетону применяют электроды нескольких типов: пластинчатые, струнные, полосовые, стержневые. Наиболее эффективными являются пластинчатые электроды, изготавливаемые из кровельной стали. Пластины нашивают на поверхность опалубки, непосредственно соприкасающуюся с бетоном, и подключают к разноименным фазам сети. Между противолежащими электродами происходит токообмен, в результате чего осуществляется нагрев всей бетонной конструкции.
• Сущность контактного или кондуктивного нагрева заключается в использовании тепла, выделяемого в проводнике во время прохождения по нему электротока. Контактным способом теплота передается всем поверхностям бетонного элемента. От поверхностей тепло распространяется по всей конструкции.

Для контактного нагрева бетона используют термоактивные гибкие покрытия или термоактивные опалубки.

• Способ инфракрасного нагрева основан на способности инфракрасных лучей при их поглощении телом трансформироваться в тепловую энергию. Теплота от излучателя к нагреваемому телу осуществляется моментально без использования переносчика тепла. В качестве генераторов инфракрасных волн используют кварцевые и трубчатые металлические излучатели. Инфракрасный нагрев применяется для отогрева арматуры, промороженных бетонных поверхностей, тепловой защиты уложенной бетонной смеси.
• При индукционном нагреве используется теплота, которая выделяется в стальной опалубке или арматурных деталях и изделиях, расположенных в электромагнитном поле катушки-индуктора. Этот метод применяется с целью отогрева ранее выполненных бетонных конструкций при любой температуре окружающей среды и в любой опалубке.

Соблюдение рекомендаций по зимнему бетонированию позволит избежать утраты прочностных характеристик бетонных и железобетонных конструкций, выполненных при пониженных температурах наружного воздуха.

Особенности зимнего бетонирования

Эта статья взята из журнала Технологии Бетонов №1-2, 2019 г “Особенности зимнего бетонирования”. Автор – В.Д. СТАРОВЕРОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии строительных материалов и метрологии СПбГАСУ.

Статья написана совместно с технологами нашей компании – Д.М. ШВАБ, И.И. СОКОЛОВ и Д.О. ПОПОВ.

В настоящей статье раскрываются основные требования по уходу за монолитными бетонными конструкциями, возводимыми в зимний период. Перечисляются основные проблемы, с которыми сталкиваются строители на объектах. Описываются электрофизические свойства “зимних” бетонных смесей, оказывающие существенное влияние на выбор режима электропрогрева.

Почему возникают проблемы при бетонировании при отрицательных температурах

С внедрением в строительную отрасль результатов научных исследований, технико-технологических разработок на основе обобщения практического опыта и современных материалов возведение монолитных зданий и сооружений перешло от сезонного характера к круглогодичному процессу, что дало возможность обеспечивать ускоренные темпы ввода в эксплуатацию объектов капитального строительства.

Однако стоит отметить, что до сих пор сохраняются определенные проблемы строительства зданий из монолитного бетона и железобетона. Хотя очевидно, что качество и безопасность монолитных бетонных и железобетонных конструкций, возводимых при отрицательных температурах, зависят от соблюдения технологии производства работ.

По результатам обобщения результатов натурных наблюдений установлено, что бетон различных зон монолитных конструкций неравномерно прогревается при тепловой обработке, часто в периферийных зонах фиксируется преждевременное замораживание. Также известно, что распределение температуры по сечению монолитных конструкций, выдерживаемых в зимних условиях, происходит неравномерно.

При отрицательных температурах в свежеуложенном бетоне не прореагировавшая с цементом вода переходит в твердое состояние, что влечет за собой прекращение химических реакций с безводными минералами цемента, гидратация останавливается, бетон перестает набирать прочность. Одновременно с этим в бетоне развиваются внутренние напряжения из-за давления льда, вызванные его увеличением в объеме (примерно 9%). В этом случае при раннем замораживании бетона малопрочные кристаллогидратные связи разрушаются под давлением льда. В дальнейшем, при оттаивании, вода вновь участвует в реакциях, набор прочности бетона возобновляется, однако разрушенные связи в бетона полностью не восстанавливаются.

Также необходимо обратить внимание на то, что замораживание свежеуложенного бетона сопровождается образованием вокруг арматуры и заполнителя ледяных прослоек, отжимающих цементное тесто от арматуры и заполнителя, что приводит к частичной или полной потере сцепления между этими структурными элементами и формирующейся матрицей.

В совокупности перечисленные процессы приводят к деградации физико-механических характеристик бетона, потере жесткости и несущей способности конструктивных элементов.

Методы зимнего бетонирования

Очевидно, что для решения данной проблемы необходимо обеспечить условия, при которых бетон успеет набрать “критическую” прочность. Поэтому для обеспечения требуемого темпа набора прочности бетона в зимнее время необходимо создавать условия, при которых активизируются протекающие гидратационные процессы.

Известен ряд методов зимнего бетонирования. К наиболее применяемым относятся:

— использование бетонов с противоморозными добавками;
— технологии тепловой обработки (электропрогрев или использование различных теплоносителей);
— технология предварительного разогрева бетонной смеси.

В последнем случае необходимо дополнительно учитывать положения
СП 70.13330.2012 (табл. 1), ограничивающие температуру бетонной смеси.

Также необходимо учитывать при зимнем бетонировании эффект саморазогрева бетона за счет экзотермии цемента. В этом случае для зимней бетонной смеси целесообразно переходить на бездобавочные портландцементы, нежелательно применять цементы с большим содержанием минеральных добавок, которые медленно твердеют при пониженных температурах и требуют большего расхода энергии при тепловой обработке. Одновременно с этим расход цемента должен быть увеличен. При этом переизбыток цемента и нарушения режима термообработки бетона приводят к перегреву бетона и, как следствие, образованию трещин, снижающих несущую способность конструкции.

Выбор температурно-влажностного режима выдерживания бетона в зимних условиях осуществляется на основе экономическо-технологической целесообразности (табл. 2) из нижеперечисленных методов:

— способом термоса. Следует применять при обеспечении начальной температуры уложенного бетона в интервале от 5 до 10 о С и последующем сохранении средней температуры бетона в этом интервале в течение 5-7 сут;
— с применением противоморозных добавок;
— с электротермообработкой бетона (электродный прогрев, индукционный прогрев и электрообогрев с применением различного рода электронагревательных устройств);
— с обогревом бетона горячим воздухом, в тепляках.

Для получения высокого качества железобетона необходимо строго соблюдать температурный режим прогрева, который разделяют на три стадии:

— регулируемая скорость подъема температуры;
— изотермическая выдержка, продолжительность которой зависит от вида конструкции (прогревают до получения необходимой прочности бетона). Как правило, на стадии изотермического прогрева достигается критическая прочность бетона (табл. 3);
— регулируемая скорость остывания конструкции (табл. 4) с последующим снятием опалубки с учетом разности температуры наружных слоев бетона и воздуха.

Среди методов электротермообработки выделяют электродный прогрев, индукционный прогрев, электрообогрев с применением различного рода электронагревательных устройств.

Наиболее широко применяется электродный прогрев. Нагрев бетона осуществляется теплотой, выделяемой электрическими проводами с высоким сопротивлением. Нагревательные провода, как правило, заложены непосредственно в массив монолитной железобетонной конструкции для нагрева ее изнутри. Электроды или греющие провода подключают к сети после укладки и уплотнения бетонной смеси.

Как правило, электродный прогрев следует производить до приобретения бетоном не более 50% проектной прочности. Если требуемая прочность бетона превышает эту величину, то дальнейшее выдерживание бетона следует обеспечивать методом термоса.

Для защиты бетона от высушивания при электродном прогреве и повышения однородности температурного поля в бетоне при минимальном расходе электроэнергии должна быть обеспечена надежная тепло-влагоизоляция поверхности бетона.

Следует особо обращать внимание на то, что длительность изотермического прогрева устанавливается строительной лабораторией на основе испытаний конкретных составов бетона при конкретных температурно-временных условиях. Как правило, полученные еще в СССР обобщенные зависимости не являются точными.

Суммируя практический опыт, можно констатировать, что до сих пор основными проблемами при зимнем бетонировании остаются отсутствие контроля температуры твердения бетона (соответственно, и контроля прочности в этот период) и нарушение технологии прогрева бетона в монолитных конструкциях.

Несомненно, в построечных условиях при низких температурах затруднительно организовать надлежащий контроль динамики набора прочности бетона в режиме реального времени. В связи с чем и возникает проблема установления точного времени, за которое бетон набирает заданную прочность, и когда можно прекратить прогрев. Одним из вариантов решения этого вопроса может стать разработка новой конструкции опалубки с наличием технологических отверстий, обеспечивающих возможность доступа к конструкции для проведения неразрушающего контроля до момента снятия опалубки.

Стоит особо обратить внимание на один из аспектов нарушения технологии прогрева – проблему “горящих” электродов. Довольно часто встречающееся явление наблюдается при переходе с “летних” составов бетона на “зимние”, когда в бетонную смесь вводятся новые компоненты – противоморозные добавки (ПМД). Объясняется это изменением электрофизических и теплофизических свойств бетонных смесей. Тем более, что при введении ПМД температура бетонной смеси при ее укладке в опалубку может быть снижена, что закономерно приводит к значительному росту ее электрического сопротивления. К примеру, при температуре свежеуложенного бетона 5 о С его удельное сопротивление может достигнуть 1000 Ом*м. При температуре около 0 о С его удельное электрическое сопротивление возрастает до (30-40) Ом*м, в то время как при обычных условиях эта величина составляет (4-25) Ом*м. Очевидно, что это создает проблемы в начальный период прогрева бетона, вызванные необходимостью повышать напряжение тока с последующей корректировкой. Одновременно с этим, при повышении температуры бетона при электродном прогреве происходит испарение влаги, что также приводит к росту величины удельного электрического сопротивления. В этом случае, электрический ток установленного напряжения не может преодолеть такое сопротивление, и напряжение нужно увеличивать.

Таким образом, в процессе ухода за бетоном необходимо постоянно контролировать и корректировать электрическое напряжение. Без учета изменяющихся электрофизических параметров бетона при его прогреве, может возникнуть повышенная плотность тока в приэлектродной зоне, которая приводит к “выгоранию” стали и “вскипанию” бетона в контактном слое.

Очевидно, что только лабораторным путем можно установить для бетонов конкретных составов их электрофизические параметры (электрическое сопротивление и проч.), которые будут являться расчетными для определения режима электропрогрева. Для подтверждения этого были проведены эксперименты по установлению зависимости “состав бетонной смеси – электропроводность”.

В составах бетонной смеси были использованы цементы разных производителей и различные типы добавок (и их сочетание): ST 3.0.5 (СТ 3.0.5) – комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата для товарных бетонных и растворных смесей; ST Antifreeze AF (СТ Антифриз АФ) – противоморозная добавка для бетонов и растворов, обладающая эффектом ускорения твердения; ST Antifreeze AF 4 (СТ Антифриз АФ 4 )- противоморозная добавка для бетонов и растворов на основе многоатомных спиртов; ST Antifreeze AF 8 (СТ Антифриз АФ 8) – противоморозная добавка на основе комплекса солей и веществ, увеличивающих скорость гидратации; ST Antifreeze AF 8.1 (СТ Антифриз АФ 8.1) – противоморозная добавка на основе комплекса солей соляной кислоты и ингибиторов коррозии.

Для проведения исследований была изготовлена экспериментальная установка, позволяющая измерить электропроводность бетонной смеси. Она представляет собой кубическую емкость размером 20х20х20 см, куда укладывалась и уплотнялась на лабораторном вибростоле бетонная смесь (табл. 5) в объеме 7 литров. Две противоположные грани формы выполнены из металла для обеспечения токопроведения. К этим граням подсоединяли клеммы для подачи напряжения 220В; через 5 минут измерялись сила тока и температура свежеуложенного бетона. Полученные результаты приведены в таблице 5.

Результаты определения электропроводности бетонной смеси приведены на рис.1.

Очевидно, что при переходе на “зимнее” бетонирование и особенно в случае применения в бетонных смесях противоморозных добавок необходимо уточнять фактический режим электропрогрева, оперативно регулируя его на этапе подъема температуры.

Вы можете задать вопрос или оставить комментарий к этой статье в нашей группе ВКонтакте!

Остались вопросы? Свяжитесь с нами!

Телефон: 8 (800) 555 29 32

Подпишитесь на нашу email-рассылку, чтобы не пропускать новые статьи!