Содержание статьи:

.

Твердение и набор бетоном прочности при низких температурах

Методы зимнего бетонированияПри снижении температуры бетона ниже +50С  его твердение и нарастание его прочности резко замедляются, а при температуре равной температуре замерзания практически прекращаются. При отрицательных температурах вода в свежеуложенном бетоне может и замерзнуть. Одновременно прекращается не только твердение бетона, но и под воздействием льда может начаться разрушение слабой структуры бетона. После оттаивания и дальнейшего твердения такой бетон будет иметь пониженную прочность, что объясняется разрывом кристалликами льда связей между зернистым наполнителем и цементным камнем.

Для того чтобы свежий бетон был устойчив к замерзанию используют специальный состав бетонной смеси и обеспечивают твердение при положительной температуре. Ниже приведены данные о времени, необходимом для достижения стойкости к замерзанию (с учетом норм СНиП 3.03.01-87, таб. №6):

Методы зимнего бетонирования

Есть 3 способа создать благоприятные условия для твердения бетона зимой при отрицательных температурах окружающего воздуха:

  1. Бетонирование производят предварительно разогретой бетонной смесью, а далее  сохраняют тепло в бетоне;
  2. Используют обогрев сформированных бетонных конструкций;
  3. Для приготовления бетонной смеси используют противоморозные химические добавки.

Чаще всего зимнее бетонирование  производят с  использованием сочетания вышеперечисленных мероприятий.

Разогрев бетонной смеси

Методы зимнего бетонирования

Станция для прогрева бетона СПБ-35 Дуга

Производят в процессе приготовления бетона. Температуру разогрева выбирают в зависимости от длительности и способа транспортировки бетона к месту укладки и температуры окружающего воздуха. Важно, чтобы к моменту окончания формирования монолитной бетонной конструкции температура в теле бетона не опустилась ниже +150С . После кладки бетонной смеси конструкцию накрывают теплоизолирующим материалом, чтобы твердение бетона происходило при положительной температуре.  Бетонирование массивных монолитных конструкций производят с учетом температуры, выделяющейся при гидратации цемента. Для определения точной температуры внутри твердеющего бетона в него помещают датчики температуры.

Обогрев конструкций

для поднятия температуры в теле бетона используют электрический и инфракрасный прогрев.

Применение противоморозных добавок

используют  для предотвращения замерзания бетона при транспортировке и укладке бетонной смеси. В качестве противоморозных добавок для приготовления бетона используют:

  • хлорид кальция (ХК);
  • нитрат кальция (НК);
  • смесь, состоящую из нитрита кальция и нитрата кальция (ННК);
  • смесь из нитрита, нитрата и хлорида кальция (ННХК);
  • хлорид натрия (ХН);
  • нитрит натрия (НН);
  • сульфат натрия (СН);
  • карбамид (мочевина);
  • поташ (П);
  • формиат натрия;
  • фильтрат технического пентаэритрита.

ХК и СН – наиболее эффективные противоморозные добавки. При этом они могут вызывать коррозию арматуры и образовывать высолы (белый налет) на поверхности. Поэтому их применение строго ограничено. Бетонные смеси с входящими в их состав небольших дозировок НК и формиата натрия можно использовать при температуре окружающего воздуха до -200С, не опасаясь коррозии арматуры и появления высолов на поверхности бетона.

Противоморозные добавки исполняют сразу две функции: они укоряют твердение бетона и одновременно понижают температуру замерзания воды. Вода остается в жидком виде, что позволяет бетону твердеть и при температурах ниже нуля.

.

Заливка бетона при низких температурах

При зимнем бетонировании часто возникают следующие ошибки:

  • увеличивается время, необходимое для отделки поверхности бетона;
  • увеличение стоимости бетонирования;
  • формируется слабая пылящая бетонная поверхность;
  • образуются трещины.

Чтобы избежать вышеперечисленных последствий необходимо в процессе приготовления и укладки бетонной смеси придерживаться следующих рекомендаций.

Температурный режим бетонной смеси

Методы зимнего бетонированияПри заливке бетона зимой нужно помнить о необходимости соблюдения температурного режима бетонной смеси:

  • свежеприготовленная бетонная смесь должна иметь температуру не выше 30оС;
  • бетонная смесь при заливке бетона в условиях среднесуточной температуры воздуха от + 5°C до — 3°C должна иметь температуру: при марке бетона от М200 и выше – не менее +5°C; при меньшей марке бетона – не менее +10°C;
  • если температура воздуха ниже — 3°C, то безопасное бетонирование возможно при поддержании температуры бетонной смеси на уровне не ниже + 10 °C в течение 3 дней.

Приготовление бетона зимой

Бетонную смесь для заливки бетона при низких температурах готовят с учетом следующего:

  • используют повышенное содержание цемента;
  • снижают водоцементное соотношение;
  • зернистые наполнители предварительно подогревают до + 35°C;
  • воду подогревают до  + 70°C;
  • подогретую воду предварительно смешивают  зернистым наполнителем и только потом добавляют цемент;
  • при использовании бетономешалки ингредиенты подают в следующем порядке: зернистый заполнитель + основная часть подогретой воды; делаем несколько оборотов; заливаем оставшуюся часть воды. Продолжительность перемешивания минимум 1,5-2 минуты (в 1,5 раза больше чем в соответствии с летними нормами);
  • используют противоморозные и воздухововлекающие добавки;
  • бетонную смесь подогревают до температуры не выше +30°C;
  • продолжительность вибрирования увеличивается в 1,25 раза.

Еще несколько важных моментов:

  • предварительно подогретую бетонную смесь и смесь с противоморозними добавками можно укладывать на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон только в том случае, если в соответствии с расчетами в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания;
  • бетонную смесь после укладки и уплотнения укрывают полимерной пленкой, а также теплоизолирующими материалами, что позволяет сохранить тепло, выделяющееся в процессе гидратации цемента;
  • для того, чтобы быть уверенным в прочности монолитного фундамента, нужно помнить: если  в течение 28 суток среднесуточные температуры могут опускаться ниже +5°C , — бетонировать фундамент не рекомендуется;
  • оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными в зимний период — нельзя. Если этого не избежать, то вокруг фунда­мента сооружается теплоизоляционное покрытие. Для этого используют любые материалы, предохраняющие грунт от промерзания, например: опилки, шлак, керамзит и т.п. Выпуски арматуры  утепляют на высоту не менее чем 0,5 м.

.

Способы зимнего бетонирования

Ниже будут рассмотрены все существующие методы зимнего бетонирования, их области применения, а также даны рекомендации по выбору метода выдерживания бетона в зависимости от вида возводимых монолитных железобетонных конструкций в зимний период времени при низких температурах.

 

Методы зимнего бетонирования

Особенности технологии

Примерный  расход энергии,
(кВт/ч)/м3

Область применения

«Термос»

В момент укладки температура бетонной
смеси не менее 10оС;

опалубка – утепленная;

скорость остывания бетона — не более 50С/ч.

-

Массивные конструкции, в которых модуль поверхности (отношение площади
поверхности возводимой конструкции к ее объему) Мп<3

Сквозной электродный прогрев

Подъем температуры:

со скоростью не более 10оС/ч;

Температура изотермы — не более 50оС;

Продолжительность прогрева: до
достижения критической прочности

80 – 110

Бетонные малоармированные конструкции: МП от
3 до 10, толщина – до 50 см

Периферийный электрообогрев

Подъем температуры: со скоростью не
более 150С/ч;

Температура изотермы — не более 50оС;

Продолжительность прогрева: до
достижения критической прочности

90 – 120

Конструкции, в которых МП < 15;

- при толщине до 20 см — односторонний прогрев и утепленная опалубка;

- при толщине более 20 см – двусторонний прогрев.

Предварительный форсированный электроразогрев,
в том числе в опалубке с повторным вибрированием

Разогрев бетонной смеси за 10 – 15 мин
до 70 –80оС. в бункерах /опалубке (после уплотнения).

При МП<5 достаточно «термосно» выдержать в утепленной опалубке.

При МП >5 может
понадобиться дополнительный обогрев

40 – 80

Конструкции, в которых МП < 8.

Кондуктивный обогрев или «греющая опалубка»

Подъем температуры: со скоростью не
более 10оС/ч;

Температура изотермы — не более 50оС;

Продолжительность прогрева: до
достижения критической прочности

100 – 130

МП > 8.

Электропрогрев греющими проводами

Подъем температуры: со скоростью не
более 100С/ч;

Температура изотермы — не более 50оС;

на контакте с бетоном температура
нагревателя не более 80оС;

продолжительность прогрева: до
достижения критической прочности

80 – 110

МП > 10.

Обогрев инфракрасными излучателями

Температура нагреваемой бетонной
поверхности — не выше 80оС;

защита от испарения воды из бетона –
обязательна

120 – 200

Эффективно для стен и перекрытий

Индукционный прогрев

Подъем температуры: со скоростью не
более 150С/ч;

Температура изотермы — не более 50оС;

температура бетона на контакте с
арматурой — не более 80оС;

продолжительность прогрева: до
достижения критической прочности

100 – 150

Густоармированные железобетонные конструкции линейного типа

Конвективный прогрев (тепляки, электрокалориферы)

Камерный традиционный (общий) тепляк при
температуре до 20оС.

Локальный камерный тепляк.

120 – 200

Конструкции с показателем МП > 10 в замкнутых пространствах
и температуре наружного воздуха выше минус 30оС

Безообогревный с применением химических добавок

Ограничения по виду добавок: зависит от
вида арматуры и требований к качеству поверхности

-

Ограничение по температуре наружного воздуха: до
минус 15оС

Паропрогрев (глухим или острым паром)

Подъем температуры: со скоростью не
более 15оС/ч;

Температура изотермы — не более 50оС;

Продолжительность прогрева: до
достижения критической прочности

90 – 140

Для любых конструкций, требующих обогрева

 


.

Выбор метода зимнего бетонирования

Выбрать метод для укладки бетонной смеси при отрицательных температурах воздуха и осуществить рациональное зимнее бетонирование можно с использованием следующих рекомендаций:

Вид конструкций, возводимых при зимнем бетонировании

Минимальная
температура воздуха, 0
С

Методы
зимнего бетонирования

Массивные железобетонные и бетонные фундаменты, плиты и блоки с Мп до 3

До -15

Термос

До -25

Термос + ускорители твердения бетона.

Термос + противоморозные добавки (применяют в комплексе с пластифицирующими добавками)

Фундаменты (под конструкции зданий/оборудование/массивные стены) с Мп 3 – 6

До -15

Термос, в т.ч. с использованием противоморозных добавок/ ускорителей твердения

До -25

«Греющая опалубка».

Предварительный разогрев бетонной смеси.

До -40

«Греющая опалубка».

Периферийный электропрогрев.

Балки, колонны, элементы рамных конструкций, прогоны, свайные ростверки, перекрытия, стены с Мп 6 – 10

До
-15

Термос + противоморозные добавки, обогрев в «греющей опалубке» нагревательными проводами.

Предварительный разогрев бетона, индукционный нагрев

До -40

Обогрев в «греющей опалубке» нагревательными
проводами в сочетании с термоактивными

гибкими покрытиями (ТАГП) + противоморозные добавки

Полы, плиты перекрытий, перегородки, тонкостенные конструкции с Мп10 – 20

До -40

То же

Зимний период и низкие температуры не являются препятствием для возведения бетонных и железобетонных конструкций при подборе соответствующего метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании.

 

В видео подробно описаны особенности зимнего бетонирования при низких температурах:


{lang: ‘ru’}