Заливка бетона при минусовой температуре — особенности и технология

Заливка бетона при минусовой температуре — особенности и технология

Несмотря на то, что идеальными условиями затвердевания бетона считается температура окружающей среды +20 0 С, все же иногда возникает необходимость в заливке, когда на улице минусовая температура.

Что делать в этом случае и как поступить, если нет возможности ждать теплого времени года?

Давайте попробуем ответить на этот вопрос, учитывая характеристики бетона и особенности его поведения при минусовой температуре.

Почему не рекомендуется заливать бетон при минусовой температуре

Начну с того, что вода в бетоне нужна не только для его текучести, она также играет очень важную роль в процессе затвердевания.

При минусовой температуре окружающего воздуха, вода начинает превращаться в лед, вследствие чего, не только прекращает процесс твердения, но и способствует разрушению связей, которые образовались до ее замерзания.

Следует знать, что бетон может замерзнуть при температуре около -4 0 С. При температуре ниже +5 0 С – в разы замедляется процесс его твердения, и набор прочности откладывается до тех пор, пока не станет теплее. Так вот, чем дольше в процессе твердения будет застой, тем меньше прочности он наберет в итоге.

Это означает только одно – при минусовой температуре, нам необходимо создать такие условия, при которых бетон не только не будет замерзать, но и продолжит набирать свою прочность.

Давайте попробуем разобраться как это сделать.

Технология заливки бетона при минусовых температурах

Существует несколько технологий заливки бетона, когда температура окружающего воздуха ниже нуля:

• При помощи добавления в бетон противоморозных добавок
• При помощи электропрогрева бетона изнутри
• При помощи утепления объекта заливки

Использование добавок при заливке бетона

Использование противоморозных добавок в приготовленном бетоне очень распространено. Это связано с тем, в первую очередь, с небольшими затратами и их доступностью. А если Вы используете покупной бетон, то все необходимые противоморозные добавки в нем уже должны будут быть, в соответствии со значениями минусовой температуры.

Эти добавки содержат в себе различные химические примеси, на подобии солей монокарбоновых кислот, нитрит и формиат натрия и т.п., которые значительно ускоряют процессы твердения, увеличивают конечную прочность бетона, и самое главное – не дают воде, содержащейся в бетоне, замерзнуть.

Основными недостатками применения различного рода добавок в бетон, является то, что они хорошо справляются со своей работой только при небольшой минусовой температуре – около -5 0 С.

При больших морозах некоторые из добавок будут работать, но все равно твердение значительно замедлится и в конечном итоге будет недобор прочности бетона до 30%. Так же некоторые добавки агрессивны к металлической арматуре, и действуют на нее разрушающе.

Технология подогрева бетона в процессе его заливки

Подогрев бетона электричеством осуществляется двумя способами:

• Пропусканием тока через бетон с помощью электродов
• Пропусканием тока через заранее заложенный провод внутри бетона

Если кому-то интересна технология электропрогрева бетона в зимнее время, я подробно описывал ее в одной из моих статей. Поэтому здесь не буду заострять на этой технологии большого внимания.

Первый способ гораздо дешевле, так как в роле электродов может выступать арматура.

Если следовать правилам, то для этих целей необходимо дополнительное спецоборудование, но некоторые умельцы, вставив в бетон арматурные электроды подключают к ним сварочный аппарат, тем самым пропуская ток через бетон и нагревая его.

Стоит отметить, что армированный бетон прогревают напряжением до 127 В, а бетон без металлической арматуры можно греть напряжением до 380 В.

Второй способ подразумевает дополнительные затраты на специальный нагревательный кабель, который, как правило, необходимо уложить по арматурному каркасу и подключить к нему ток через специальные подстанции.

Этот способ гораздо дороже, но в тоже время – гораздо эффективнее чем подогрев бетона электродами.

Основным недостатком использования такого метода являются значительные финансовые расходы, и в тоже время, при прогреве бетона необходимо постоянно следить за его температурой. Высокая температура приведет к пересыханию бетона и может нанести значительный ущерб будущей конструкции.

При больших морозах необходимо дополнительное утепление опалубки или самого бетона.

Утепление бетона во время твердения

Кроме создания искусственного подогрева бетона, при небольшой минусовой температуре, можно применить стандартные методы утепления.

Утепляется, как правило, сама опалубка, если таковая присутствует, а также все видимые части бетона. Утепление производиться различными материалами, от обычных опилок до использования пенополистирола.

Одним из наиболее популярных способов утепления является создание, так называемого, шатра вокруг объекта бетонирования. Дополнительно внутрь такого шатра можно установить обогревательные пушки.

Недостатком такого метода является то, что бетон должен подаваться уже прогретым, а также обычное утепление, без дополнительного прогрева, будет малоэффективно при сильных морозах.

Выводы и советы:

Вот мы и рассмотрели основные способы заливки бетона при минусовых температурах, ко всему этому хочется добавить, что частенько для этой цели используют не какой-то один конкретный способ, а планируется заранее комплекс мероприятий, начиная от добавления противоморозных добавок, и заканчивая прогревом с последующим утеплением.

Но несмотря на это, сам процесс заливки бетона в минусовую температуру – занятие не из дешевых, несмотря на то, что производители делают огромные «зимние скидки» на строительный материал.

В добавок к этому, очень сложно с помощью искусственного подогрева поддерживать постоянную комфортную температуру, и что не маловажно – температура должна быть равномерно распределена по всему объему заливки.

Внимание! Заливка бетона при минусовой температуре возможна только в том случае, если у Вас нет другого выбора, потому что минимальная температура окружающей среды в процессе затвердевания, без дополнительных вмешательств, весной должна составлять +5 0 С, а осенью — +10 0 С.

Для осени требования жестче, потому что основной срок твердения составляет 28 суток, а за это время осенняя температура воздуха может значительно упасть.

Заливка бетона при отрицательных температурах

Бетон замедляет схватывание при пониженных температурах немного выше нуля, а отрицательные значения разрушают структуру искусственного камня. Заливка бетона зимой ведет к тому, что вода не успевает прореагировать с цементом, замерзает и увеличивает свой объем. Возникающие внутри напряжения разрушают бетон, который не набрал прочности. С приходом тепла вода размораживается и схватывание продолжается. Но в теле материала присутствуют разрушенные структуры, уменьшающие несущую способность.

1. Особенности заливки бетона при минусовой температуре
2. Что нужно учитывать при укладке бетона зимой
3. Использование добавок при заливке бетона
4. Технология электропроргева бетона
5. Теплоизоляция бетона
6. Внутренний и внешний обогрев бетона

Особенности заливки бетона при минусовой температуре

При минусовых температурах необходимо ускорить время застывания и набора прочности бетона

Нужна оптимальная обстановка для твердения бетона, если воздух не прогрелся больше +5°С, или значения уменьшены до отрицательных значений. Создаются влажностно-температурные условия для снижения времени застывания и набора прочности в ранние сроки.

• обогрев за счет внутреннего тепла бетонной массы;
• подача тепла на конструкцию извне.

Первый метод применяется для быстротвердеющих разновидностей, высокопрочных смесей, тонкомолотых разновидностей цемента. В этой группе находятся вяжущие с низкой степенью потребления жидкости. Бетонирование при отрицательных температурах ведется с добавками пластификаторов для снижения объема требуемой воды, а химические противоморозные присадки форсируют схватывание.

Температура внутри изделия зависит от количества энергии, которая продуцируется при экзотермичном процессе присоединения водяных молекул. Такой энергии бывает недостаточно для получения прочности переломного уровня, а в условиях мороза этой степени нельзя достичь без дополнительных мероприятий.

Температурные условия набора прочности:

• массивные сооружения — не меньше +5°С;
• тонкостенные конструкции — не меньше +20°С.

Иногда достаточное количество энергии удается подать извне к изделию при отрицательных показателях. Внутренний резерв тепла в бетоне повышают подогревом заполнителей и жидкости. Для этого соблюдается определенная технология приготовления раствора на стройплощадке, требующая дополнительных затрат труда и энергоносителей.

Что нужно учитывать при укладке бетона зимой

Компоненты бетона во время приготовления смеси защищаются от снеговых заносов, обледенения и промерзания. Вяжущие составляющие хранят в закрытых контейнерах или мешках из влагостойкого материала. На заводах компоненты, заполнители и воду подогревают для распределения по автомобильным миксерам. Раствор готовится в отапливаемом помещении, поэтому на выходе получается масса требуемой температуры.

Песок и щебень греют регистрами в виде теплообменников, через тело которых проходит пар или вода, разогретая до +90°С. Жидкость получает температуру в водонагревателях, оттуда она подается в расходные емкости. Баки ставят недалеко от места приготовления и снабжают приспособлением для дозированного слива.

Температура массы может повышаться, если смесь готовится в электрических смесителях, внутри которых предусмотрен подогрев паром. Перевозится смесь в автомобильных миксерах с подогревом, применяются утепленные емкости.

Заливка бетона при минусовой температуре выполняется в автосамосвалы, где температура кузова повышается за счет отработанных газов при выхлопе. Автокузов закрывают теплоизолированными щитами, колпаками из дерева или брезентом. Смесь довозится до места без дополнительных перегрузок в пути, чтобы не уменьшить количество внутренней энергии.

Шланги и бетоноводы прогревают перед подачей в опалубку, а по окончании работы очищают скребками. Вымывать водой не разрешается, чтобы не появился лед внутри трубы.

Использование добавок при заливке бетона

Бетонная смесь прекращает схватывание после замерзания жидкости при отрицательных градусах. Преобразование воды в лед замедляется при включении солей в ее состав. Твердение продолжается при температуре 0°С и ниже, если добавить химические элементы.

• нитрит натрия;
• хлорид натрия + хлорид кальция;
• нитрит натрия + хлорид кальция;
• мочевина + нитрат кальция;
• нитрат-нитрит кальция + мочевина;
• хлорид кальция +мочевина;
• поташ.

Присадки выбираются в зависимости от конструкции, количества арматуры, присутствия вихревых токов, окружающей погоды. Противоморозные компоненты нельзя добавлять при заливке конструкций с напряженной арматурой, упрочненным термически металлом. Модификаторы не применяют при бетонировании сооружений, где впоследствии будет электрификация и появятся вихревые индукционные токи.

Противоморозные добавки замедляют достижение прочности по сравнению со временем схватывания в нормальной среде и без присадок. Поташ приводит к тому, что при -50°С бетон прочнеет только на 75% за 28 суток, тогда как при обычных обстоятельствах смесь бы набрала 100% прочности.

Учитывают действие дополнительных компонентов на механические и технологические свойства раствора, например, пластичность, удобоукладываемость. Бетоны с мочевиной нельзя греть выше +40°С, т. к. добавка разрушается. Хлористые соли создают на поверхности белесоватый налет, который ухудшает внешний вид конструкции. Бетонная смесь не должна содержать нерастворенные солевые частицы.

Технология электропроргева бетона

Для заливки бетона зимой используется большая мощность — свыше 1 тыс. кВт для нагревания 4 – 5 м³ бетона. В виде нагревательных электродов применяется арматура, металлические пластины, полосы, струны, подогрев ведется периферическим и сквозным методом.

Электроды подают электроток, выделяется тепло, которое расходуется на повышение температуры оболочки и бетонной массы и возмещает потери энергии в окружающее помещение. Нагрев бетона определяется объемом продуцируемой энергии, режим выбирается в зависимости от потерь тепла на морозе.

Согревающая опалубка передает тепло от своей площади путем теплопередачи, применяются элементы:

• пластины из слюды;
• кабели;
• ТЭНы;
• углеграфитовая ткань;
• нагревательные сетки.

Оптимален этот метод для фундаментов (СНиП 303.01 – 1987) и оснований под установку оборудования, применяется для колонн, ригелей, монолитных участков перекрытий.

Инфракрасный обогрев представляет собой повышение температуры бетона от излучателей соответствующих волн, направленных на поверхность железобетонного изделия.

Используется для следующих работ:

• отогревание замерзших грунтов и бетонов, опалубки, арматуры;
• сокращение времени схватывания в скользящих опалубках;
• получение тепловой завесы в местах, недоступных для электрического обогрева.

Схема фазировки определяет способ токообмена в конструкции. Если противолежащие электроды подсоединяются разным полюсам, ток проходит по всей бетонной массе. Если к разным полюсам присоединяют соседние пластины, ток нагревает края бетона, а внутренний слой греется за счет начального содержания тепла.

Теплоизоляция бетона

Способ относится к безобогревным методам повышения энергии. Прием термоса используется при отрицательной температуре воздуха вплоть до -15°С. Бетон подогревается до +50 — +70°С, прочность повышается до критических значений в кратчайший период. Эффективно работает на больших конструкциях, результативность зависит от разновидности вяжущего компонента, начальной температуры и искусственных добавок.

Различают методы выдерживания смеси:

• термос;
• термос с использованием ускорителей схватывания массы;
• термос с употреблением комбинированных веществ, которые одновременно форсируют твердение и улучшают пластичность.

Теплоизоляция является экономичным вариантом заливки бетона при минусовой температуре. Используется энергия, получаемая при твердении смеси, которая сохраняется внутри массы за счет теплой опалубки. Масса набирает мощность в расчетные сроки, несмотря на холодное время года.

Термос используется, чтобы залить раствор в любые конструкции, а также в случае высоких требований к качеству бетона по водопроницаемости, морозостойкости. Утепленное выдерживание смеси исключает появление напряжений в массе и возникновение трещин. Выбор параметров утепления зависит от массивности сооружения, погодных условий, ветра, активности вяжущего компонента.

Внутренний и внешний обогрев бетона

Температура раствора без антиморозных модификаторов не должна быть ниже +5°С, а присадки увеличивают рабочий диапазон до -10°С. Забетонированные конструкции можно нагружать и выполнять дальнейшие работы только после набора 100% прочности на сжатие.

Подогретую бетонную массу зимой перемешивают на 25% времени больше по сравнению с приготовлением в тепле. Основание для укладки подогревают, если есть опасность замерзания от контакта со старым бетоном или металлическими закладными деталями. Вибрация бетона для выгонки пузырей осуществляется дольше на 25% времени.

Внешнее утепление организуют с помощью облегченных материалов опалубки, например, панелей стен из трех слоев, наружная часть которых сделана из асбестоцемента, металла, фанеры, а внутренний пласт представлен пенополиуретаном.

Внутренний подогрев использует энергию от распределительного шкафа, которая идет по кабелям. Инфракрасное облучение предполагает полную автоматизацию с периодическим включением и выключением аппарата по заданной программе.

Рекомендованные температуры заливки бетона

Процесс естественного застывания залитого бетона происходит в определенном диапазоне температур ­­– он набирает прочность и приобретает прочие номинальные технико-эксплуатационные свойства. Что делать, если на улице очень жарко? Как ведет себя материал в мороз? При какой температуре можно заливать бетон? Об этом вы прочитаете в статье.

Оптимальный температурный диапазон для застывания бетонной смеси

Процесс естественного застывания бетона, при котором он набирает прочность за 28-30 суток и готов к эксплуатации происходит в температурном диапазоне 17-28 градусов Цельсия. Именно такая температура создает предпосылки к нормальному прохождению химической реакции между водой и сыпучими компонентами материала. Сформировавшаяся пластичная масса после гидратации правильно теряет жидкость от периферических областей к центральной части.

При значительном превышении температурных норм процесс гидратации происходит не полностью, а твердение веществ ускоряется. По мере расширения материала и форсированного твердения возникает комплексное остаточное напряжение. Бетон деформируется с образованием усадочных трещин.

Если среднесуточная температура окружающей среды снижаются до 8-12 градусов тепла, то процесс затвердевания материала замедляется в 1,5 раза, что само по себе не является критичным показателем, однако отодвигает возможные сроки штатной эксплуатации фундаментов, железобетонных конструкций. При падении температуры до 2-6 градусов Цельсия скорость химических реакций снижается в 3 раза. 0 градусов – своеобразный «Рубикон», предопределяющий полную остановку «дозревания» смеси.

Отрицательные температуры внешней среды замораживают жидкостную часть раствора. Как это влияет на качество продукции? Результаты таких процессов обусловлены возможным достижением/не достижением критической прочности конструкции или фундамента. Этот параметр – индикатор относительной стабилизации бетонной смеси с частичным её затвердением. Если критическая прочность набрана, то «дозревание» продолжится после оттаивания без каких-либо негативных последствий для качества материала. В тех ситуациях, когда она не достигнута, существенно повышаются риски ухудшения технико-эксплуатационных свойств продукции с увеличением её пористости, уменьшением прочности, влагозащищенности, морозоустойчивости.

В зависимости от марки цемента и применяемых компонентов процедура набора критической прочности занимает 5-15 суток. Значения для отдельных марок материала:

• Бетон М100-М200. 45-55 процентов от номинальной относительной прочности.
• Бетон М250-М350. 35-40 процентов от номинальной относительной прочности.
• Бетон М400-М500. 30 процентов от номинальной относительной прочности.
• Предварительно напряженный бетон вне зависимости от марки. 75 процентов от номинальной относительной прочности.

Как защитить бетон от жары?

Базовые рекомендации включают в себя следующие действия:

• Приготовление смеси на основе высокомарочных быстротвердеющих портландцементов. Это позволит сократить время на набор критической прочности.
• Использование пластификаторов. Позволит сохранить пластичность раствора до его заливки на протяжении 1,5 часов и более.
• Правильный выбор времени суток для укладки. При температуре воздуха свыше 30 градусов тепла и безоблачной погоде заливку желательно производить ранним утром, вечером или ночью.
• Вторичную виброобработку. Спустя 1 час после выполнения мероприятия необходимо провести повторное вибрирование материала для устранения усадочных трещин.
• Дополнительное увлажнение. Прямые солнечные лучи пересушивают залитую бетонную смесь, поэтому нужно не только контролировать температуру раствора (она должна повышаться не более чем до 35 градусов Цельсия), но и защищать его от излучения. Возможные меры: накрытие поверхности фольгированной полимерной пленкой, непрерывное распыление воды в мелкодисперсном состоянии на поверхность конструкции, прямое охлаждение опалубки.

Выполняя вышеозначенные мероприятия можно значительно сократить негативный эффект воздействия высоких температур на бетонную смесь.

Как защитить бетон от холода?

Комплекс процедур по защите залитой бетонной смеси от отрицательных температур включает в себя следующие действия:

• Подготовку объекта к зимним бетонным работам.
• Применение модификаторов, противоморозных присадок путём их добавления в смесь.
• Пассивную защиту изоляционными материалами.
• Вторичный прогрев внешних поверхностей бетона.
• Внутреннее электропрогревание материала.

Если среднесуточные температуры зимой приближаются к экстремально низким, то один метод защиты малоэффективен. Используется их комбинация с учётом текущих финансовых затрат и целесообразности.

Предварительная подготовка

Перед началом бетонных работ в зимний период времени необходимо предварительно подготовить строительную площадку. Стандартные действия:

• Обязательная электрификация территории.
• Создание усиленной утрамбованной прогретой песочной и/или щебневой подушки с толщиной 100-120 миллиметров.
• Заготовка средств пассивного и активного прогревания – многослойного полиэтилена, брезента, оборудования.

Добавки

В рамках частного и профессионального строительства используется два типа специальных добавок в бетонную смесь:

• Противоморозные присадки. Препятствуют замерзанию жидкости в растворе при падении температуры ниже 0 градусов Цельсия.
• Ускорители твердения. Формируют предпосылки к ускоренному набору бетонной смесью критической прочности.

В инструкциях к таким добавкам обозначается возможность их применения вплоть до температур 30-35 градусов ниже нуля. На практике без дополнительных мер по защите застывающего бетона не обойтись, поскольку экстремальные климатические условия не дают возможности стабилизации дополнительных технико-эксплуатационных свойств пластичной массы только лишь с применением особых веществ.

• Хлористые соли;
• Углекислый калий;
• Соли азотистой кислоты.

Точная дозировка противоморозных присадок рассчитывается по индивидуальным формулам в инструкциях к веществам. Усредненные значения 1-4 килограмма препарата на каждые 50 килограмм цемента при температурах 1-30 градусов ниже нуля (чем ниже температура, тем больше вещества).

• Нитрат натрия;
• Хлорид кальция;
• Сульфат натрия;
• Нитрат кальция.

По аналогии с антифризами, дозировка ускорителей твердения рассчитывается индивидуально. Усредненные значения – 1-3 процента от массы использованного цемента.

Пассивная защита

Пороговое значение эффективности пассивной защиты колеблется в пределах 5-7 градусов мороза. Если среднесуточная температура ниже, то метод полноценно не защищает бетон.

Мероприятие включает в себя быструю заливку раствора в опалубку и накрытие его разнообразными изоляционными материалами, например многослойным полиэтиленом, брезентом. Марочная смесь в достаточном количестве, объёме и пропорциях из-за внутренних химических реакций самостоятельно создает тепло, согревающее бетон. Важными факторами в данном контексте являются такие обстоятельства:

• Толщина изоляционной оболочки. Чем плотнее и толще многослойный материал, тем лучше «термос» защищает смесь от промерзания.
• Температура внешней среды. Самосогревание эффективно при относительно небольших низких температурах.
• Объемно-геометрические параметры монолита. Интенсивность экзотермической реакции с выделением тепла зависит от отношения объема бетонной смеси к её площади тепловой отдачи. Чем больше значение коэффициента после деления этих параметров друг на друга, тем эффективнее пассивная защита.

Поверхностный прогрев

Активное прогревание поверхностного слоя бетонной заливки применяется в тех случаях, когда среднесуточная температура окружающей среды падает ниже 6-7 градусов мороза. Последовательность процедур:

• Над бетонной смесью возводится многослойная палатка, охватывающая контур и внешнюю опалубку. Материалы конструкции – полиэтилен, брезент, деревянные сваи.
• Во временное строение вносятся 2 тепловые пушки, после чего устройства устанавливаются у входа в палатку и направляются в боковые стороны конструкции.
• Обеспечивается непрерывная работа нагревательных приборов вплоть до набора бетонной смесью критической прочности.

В качестве базового инструмента используются тепловые пушки, работающие от электричества или топлива – газа, мазута, бензина, керосина. Расчётная мощность на 100 квадратных метров площади монолита в зависимости от температурного режима внешней среды:

• 0-5 градусов ниже нуля – 5 киловатт;
• 5-10 градусов ниже нуля – 10 киловатт;
• 10-15 градусов ниже нуля – 15 киловатт.

При температуре окружающей среды ниже -15 градусов Цельсия поверхностный прогрев неэффективен.

Внутренний электропрогрев

Описанные ранее методики используются в частном строительстве. При промышленном возведении зданий или иных конструкций применяется прямой внутренний электрообогрев бетонных монолитов. Он является эффективным при температурах от 15 до 35 градусов мороза, при этом организация процесса сопряжена со значительными финансовыми затратами и необходимостью точных расчетов, осуществляемых электриком, инженером. Часто, с целью снижения конечной стоимости внутреннего прогрева бетона, метод дополняется внесением добавок, пассивной теплоизоляцией.

В профессиональном строительстве используется 2 способа:

• Периферический прогрев. Осуществляется ленточными электродами по внешним и внутренним контурам опалубки.
• Сквозной прогрев. Осуществляется открытыми струнными, стержневыми электродами, устанавливаемыми в бетонную смесь или греющим кабелем, выделяющим вторичное тепло из-за высокого коэффициента сопротивления.

Ленточные электроды на опалубку

В качестве базисного греющего элемента используется высокомарочная полосовая или листовая сталь, крепящаяся на внутреннюю сторону опалубки до заливки.

После создания монолита, ленточные электроды подключаются к источнику питания (трансформатору) и осуществляется прогрев поверхностных зон залитой субстанции. Прямая проникающая способность в этом случае достигает значений 20-30 сантиметров по периферическим зонам. В совокупности с собственным тепловыделением монолита процедура создает однородный тепловой фон по всей толще продукции, что позволяет поддерживать достаточный уровень температуры до набора критической прочности.

Внутренние электроды

В качестве базисного греющего элемента применяются стержневые прутки необходимой длины с диаметром 8-12 миллиметров, закрепляющиеся перпендикулярно арматурному каркасу до укладки бетонной смеси в опалубку.

После проведения заливки и схватывания раствора, внутренние электроды подключаются отпайками к трансформатору по индивидуально разработанной электриком схеме, после чего согревают всё толщу монолита сквозным способом. В отличие от ленточных электродов, внутренние аналоги не подлежат демонтажу и после окончательного набора прочности бетоном, становятся его естественной частью.

Греющий кабель

В качестве базисного греющего элемента выступает специальный высокоомный провод с плотной виниловой оболочкой и стальной жилой внутри, имеющей высокий коэффициент сопротивления. Он закрепляется змейками и петлями на арматуре путем равномерного распределения по объёму будущего бетонного монолита.

После заливки бетонной смеси концы кабеля подключаются к трансформатору промышленного типа (ППЭБ, ТСДЗ, КТПО), начинают греться и выделять тепло, противодействующее замерзанию материала по всей его толще. После набора критической прочности система отключается, а греющий элемент остается частью конструкции, не влияя на её технико-эксплуатационные свойства. Такая методика считается основной при промышленном строительстве, поскольку является безопасной, позволяет прогревать бетонную смесь вне зависимости от плотности армированной структуры.

Заключение

Вне зависимости от погодных условий и температуры окружающей среды при необходимости можно обеспечить полноценное «дозревание» бетонной смеси. Однако следует обязательно учитывать экономические и технические факторы – при экстремальном морозе или критично высокой температуре осуществление мероприятий стоит достаточно дорого и требует привлечения сторонних специалистов к организации защитного процесса.

Зимнее бетонирование

В последнее время в консультационный отдел нашей компании довольно часто стали поступать звонки с вопросами – как бетонировать зимой, какой бетон использовать, стоит ли применять противоморозные добавки в бетон или лучше устроить электропрогрев? Давайте попробуем вкратце описать основные способы зимнего бетонирования.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть — каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

• Затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)
• Вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

Разберем по порядку: каким же образом каждая из причин воздействует на поведение набирающего прочность бетона. В чем основная проблема бетонирования при низких температурах. Почему для свежеуложенного бетона опасна отрицательная температура. Что конкретно не хватает цементу для полноценного схватывания и образования цементного камня, при бетонировании зимой.

Низкая температура (0+10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента. Попросту — растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели.

Высокая температура является катализатором большинства химических процессов. Не исключением является и процесс гидратации цемента. Именно поэтому, при изготовлении ЖБИ изделий применяется пропаривание свежеотлитых изделий из бетона. При пропаривании, в камере с погруженными в неё свежеизготовленными железобетонными изделиями поддерживается 70-80 градусная температура и повышенная влажность. Благодаря таким условиям, бетон ускоренными темпами набирает марочную прочность. И пресловутые 70% прочности, бетон может набрать за 8-12 часов (в стандартных 20-градусных условиях аналогичная прочность бетона достигается за неделю).

И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

Классический срок набора марочной прочности бетона – 28 суток. Именно в таком возрасте он должен набрать прочность, которая была рассчитана и спрогнозирована лабораторией бетонного завода. Однако, как мы уже выяснили, при бетонировании в зимних условиях, процесс схватывания и набора прочности может растянуться, а то и вовсе остановиться, вплоть до наступления оттепели.

Как бетонировать зимой

Коль уж мы завели речь о зимнем бетонировании, будем считать, что температура, при которой мы производим монолитные работы, – отрицательная. Основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. Как говорится в рекламе: «Не дай себе засохнуть». В данном случае – не дайте засохнуть цементу. Цемент нуждается в воде. Это его жизнь и его сила. По сути, технология зимнего бетонирования и нацелена на сохранение воды от замораживания (кристаллизации).

Какие же методы зимнего бетонирования наиболее часто используются на современной стройке. Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

• Применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)
• Использование электропрогрева бетона
• Укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.
• Сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками

Применение противоморозных добавок в бетон — наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Большинство бетонных заводов выпускают бетон с зимними добавками ПМД. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок.

Противоморозные добавки вводятся в бетон в строгом процентном соотношении с количеством цемента, входящего в ту или иную марку бетона. Так же, количество противоморозной добавки зависит от предполагаемой температуры воздуха, при которой будет происходить бетонирование. Более подробную информацию читайте в разделе противоморозные добавки для бетона.

Электропрогрев бетона чаще применяется на больших стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). В российских реалиях дряхлых подстанций и электросетей недостаточной мощности, зимний прогрев бетона — это малореальное мероприятие для частного застройщика. Электрический прогрев бетона зимой, на мой взгляд — лучший метод, при проведении монолитных работ, но. Как говорится: «Чем богаты, тем и рады».

Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при пограничных температурах воздуха +3-3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. И было бы неплохо сохранить это тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5-15) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

В большинстве случаев, для первичного набора прочности бетона, достаточной для проведения дальнейших работ, хватает 1-3 суток прогрева тепловыми пушками. За это время бетон может набрать до 50% марочной прочности.

Возможные последствия зимнего бетонирования

В любом случае, даже если ничего не сделано, и бетон всё таки замерз – не стоит отчаиваться. Процесс набора прочности возобновится как только восстановится положительная температура и вода оттает. Довольно часта ситуация, когда в октябре-ноябре прихватывают морозы на насколько дней, а потом на протяжении месяца стоит положительная температура. В данной ситуации, бетон, примороженный в эти несколько холодных дней, продолжит набор прочности с наступлением оттепели.

Чаще всего подобное «издевательство» проходит с незначительными потерями для залитой бетонной конструкции. Конечно же, имеет место быть снижение марочной прочности бетона, подмороженного в раннем возрасте. Однако, учитывая проектные запасы этой самой прочности, можно закрыть глаза на это недоразумение.

Как правило, при подмораживании страдает самый верхний слой бетона. Если отливается плита перекрытия или фундаментная плита, то при резких заморозках пострадает поверхность, а не массив конструкции. В дальнейшем эта поверхность, сродни облупившейся краске, обсыпется шелухой. Причин тому немного.

• Во-первых, внутренний массив бетонной конструкции спасает тепло, выделяемое реакцией взаимодействия цемента и воды (изотермический процесс). Ну и конечно же, помогают защитные функции опалубки и внешнего слоя бетона.
• Во-вторых, вода, как самый легкий компонент бетона, во всех случаях поднимается наверх. Особенно, если бетон при заливке разбавлялся водой. В результате мы получаем излишнюю несвязанную воду в верхней части плиты, ну и конечно же, нарушенной водоцементное отношение в этой части конструкции. А тут ещё и мороз «помогает».

Если случилась беда: бетон все же замерз, и оттепелей не ожидается, примите хоть какие-то меры по спасению конструкции. Накройте бетонное сооружение плёнкой ПВХ, дабы заморозки и оттепели, которые неизменно будут происходить весной не разрушали и без того слабый верхний слой бетона. В таком случае Вы дадите хоть какой-то шанс цементу продолжить процесс гидратации весной. Прочность будет ниже, чем расчётная марка бетона, но не так критично, как в случае с просто брошенным под снегом и дождями неокрепшим бетоном.

Не укрытый, замороженный бетон, весной может потерять значительную часть своего верхнего слоя. Вы буквально сметёте веником пласты и крошки несхватившегося цемента, песка и щебня. И это немудрено. Снег, лежащий на конструкции, весной будет таять днём и подмерзать ночью, разрушая тем самым и без того слабую поверхность.

Вот собственно и всё, что хотелось рассказать про способы зимнего бетонирования. Всего конечно не упомянешь, но основные рекомендации по зимнему бетонированию я постарался написать. Если определенные моменты остались непонятыми, и у Вас возникли какие-то вопросы, пишите на адрес eduard@avtobeton.ru. Глядишь, Вы узнаете что-то нужное, а я какие-то дополнения внесу в эту статью. С элетроподогреваемым незамерзающим приветом, Эдуард Минаев.

PS. Компания БЭСТО поставляет зимний бетон с противоморозными добавками, не провоцирующими процесс корродирования строительной арматуры. Заводы, с которых происходит отгрузка бетона, используют исключительно современные виды противоморозных добавок. Такие виды добавок не оказывают отрицательного влияния на схватывание, твердение, окончательную прочность и долголетие бетонной конструкции. Благодаря современным видам добавок, Вы можете спокойно проводить бетонирование в зимний период, без оглядки на память прошлых лет, когда использовались противоморозные добавки разрушающие арматуру и отрицательно влияющие на долголетие и прочность сооружения из железобетона.