п. 1. Введение
Качество бетонных конструкций и изделий зависит от множества факторов. Влияет все: время производства, качественно ли произведена доставка и заливка. Соблюдался ли температурный режим? Насколько идеальна была опалубка либо форма.
Оптимальным будет для гидратации, схватывания и твердения смесей этого типа уровень +200 C. В холодных регионах нашей планеты такие температуры редкость. Поэтому помогают современные технологии, всевозможные морозостойкие присадки и добавки. Они позволяют не прекращать работы при показателях от +50 C до -250 C включительно. Если морозы сильнее, то строительство следует прекратить до более теплой погоды.
п. 2. Воздействие температуры окружающей среды на поведение бетонных смесей
Бетонами принято называть специализированные смеси, которые в общем виде имеют следующий состав: мелкий и крупный заполнители, связующий компонент, вода, возможно введение по необходимости добавок и присадок для придания готовому искусственному камню необходимых эксплуатационных характеристик.
Во время взаимодействия воды со связующей составляющей происходит процесс гидратации. Оно сопровождается активным выделением тепла. В это время происходит схватывание смеси в течение примерно суток. Затем происходит набор марочной прочности. В стандартных условиях потребуется примерно 28 суток.
Оптимальный температурный режим – +20 C. Показатель 70 % от технологической прочности бетон наберет за 7 дней. Без специальных мероприятий минимально допустимой температурой является +50 C. В этом случае показатель 70 % смесь будет набирать от 3 до четырех недель.
Если температура воздушной среды менее 00 C, заливку бетона без специальных технологических мероприятий производить недопустимо. Гидратация в этом случае не происходит, процесс твердения останавливается. В условиях мороза внутри бетона появляются и развиваются силы внутреннего типа давления. Этот процесс возникает из-за того, что вода замерзает. Образуется лед с расширением объема. Происходит значительное нарушение первоначальной структуры бетона. Прочность ощутимо снижается. Ее показатель тем ниже, чем раньше замерзла жидкость внутри смеси. Самая опасная ситуация возникает тогда, когда замерзание воды произошло на стадии схватывания.
Смесь может перенести замораживание без фатальных последствий для готового искусственного камня. Это возможно в том случае, когда после размораживания температура окружающего воздуха от 3 суток будет на уровне не менее +100 C. Только прочность гарантированно будет ниже, чем могла быть. Камень будет существенно уступать по прочности тому, твердение которого происходило в нормальных условиях. Если материал набрал критические 50 % от показателя технологической прочности, то последующее снижение температуры уже не повлияет на итоговые характеристики.
Под критической прочностью понимают показатель 50 % от марочной для рядовых конструкций и 70 % для сооружений и изделий ответственного типа.
п. 3. Когда применяются бетонные работы в мороз
Бетонные работы при низких показателях температуры оправданы в ряде особых случаев. Они имеют свои преимущества:
1. Строительные работы ведутся на непрочных сыпучих грунтах с низкой несущей способностью. В морозы они более устойчивы, так как их прочность ощутимо возрастает;
2. Сметная стоимость становится ниже. Все материалы этой категории в холодный период календарного года продаются со значительными скидками;
3. Длительность строительного цикла сокращается;
4. Если регион сам по себе расположен в суровой климатической зоне, то такого варианта проведения работ избежать не удастся.
п. 4. Методы бетонирования при отрицательных и низких положительных температурах
Технологи разработали ряд мероприятий. Они позволяют успешно проводить бетонные работы даже в условиях, которые значительно отклоняются от оптимальных показателей. Комплексы мероприятий или способы выбираются с учетом технико-экономических расчетов. Их проводят на стадии проектирования будущего объекта.
Подогрев компонентов перед замесом бетонной смеси
Одним из эффективных и довольно простых вариантов бетонирования при пониженных и отрицательных температурах является предварительный подогрев компонентов:
- мелкий и крупный и заполнители: до +60 C;
- вода: +90 C;
- цемент: до комнатных температур. Нагревать выше нельзя, так как произойдет неизбежная утрата вяжущих свойств.
Метод термоса
Предварительный разогрев компонентов в составе смеси может быть только частью комплекса мер. Хорошо себя зарекомендовал так называемый «горячий термос». В этом случае нагреву подвергают также опалубку. В процессе первоначальной гидратации выделяется много тепла. В результате создаются комфортные условия для протекания схватывания и последующего набора критической прочности бетоном.
Утепленная опалубка бережно сберегает тепло, которое выделилось при гидратации смеси. В качестве успешной теплоизоляции применяют ветошь, солому и сено. Если работы производятся при температурах от - 50 C и ниже, одного утепления опалубки будет недостаточно. Придётся обеспечивать качественный обогрев, что увеличит стоимость работ из-за неизбежных дополнительных затрат.
Нюанс! Максимальное тепло в процессе гидратации выделяют портландцементы высоких марок.
Специалисты рекомендуют выбирать грамотное сочетание метода «термоса» и качественных противоморозных добавок заводского производства.
Обогрев печами или тепловыми пушками в специально обустроенных «тепляках»
Под «тепляками» строители понимают сооружения временного типа. Они по своему устройству напоминают теплицы для растений. Внутри монтируют тепловые пушки. Обычно отопительные устройства функционируют на дизельном топливе либо газе.
Для получения качественного бетонного камня необходимо своевременное увлажнение поверхности бетона. Это единственный метод, который доступен в случае, если поблизости нет источников электроснабжения централизованного типа.
Способ электрического подогрева
Хорошо себя зарекомендовали электрические термоматы. Эти устройства настилают поверх бетонной конструкции и подключают к электрической сети. Их рабочий режим прописывают в проектной документации.
Если поверхности относятся к труднодоступным или вертикальным разновидностям, то применяются излучатели инфракрасного типа. Направление и степень нагрева управляют посредством отражателей.
Современный способ электрического подогрева бетона – применение электродов и специализированных кабелей. Их укладывают в опалубку непосредственно перед заливкой в нее бетонной смеси. Крайне затратный способ. Предварительно производится оценка, насколько он экономически оправдан.
п. 5. Присадки и добавки при бетонных работах при минусовых температурах
Добавки с противоморозным эффектом
При проведении бетонных работ при низких показателях воздушной среды показано применение добавок с противоморозными свойствами. Они могут быть составной частью комплекса точно подобранных технологических мероприятий для успешного бетонирования в зимний период.
Такие добавки подразделяются на 2 основные категории:
- присадки, которые замедляют кристаллизацию воды в структуре бетонной смеси;
- добавки, которые ускоряют процесс твердения.
Присадки, которые предотвращают быструю кристаллизацию воды в составе бетонной смеси
К таким присадкам, которые не дают воде быстро превратиться в кристаллы льда, относятся: поташ, соли кальция и натрия. Реакция гидратации будет также сильно замедлена. Для ускорения применяют разные технологии подогрева опалубки и смеси.
Присадки, которые ускоряют процесс твердения
Применение их также сочетают с процессом подогрева компонентов перед непосредственным замесом. Период набора критической прочности существенно ускоряется. Вода не успевает преобразоваться в кристаллы. Это смесь солей кальция и мочевины, поташ, нитрит-нитрат кальция. Необходимая концентрация в бетоне напрямую зависит от температуры, во время которой проводятся работы. Ниже критической отметки в - 250 C работы производить недопустимо.
Содержание добавок этого типа в смеси должно быть таким:
- до -100 C: от 5 до 8 % от массы вяжущего;
- от -100 C до -150 C – 10 %;
- от -15 до -25 0 C – не менее 15 %.
п. 6. Советы по бетонированию в условиях морозов
Перед тем, как приступить к бетонным работам, надо точно знать, какие температуры будут при их проведении. Следует придерживаться ряда советов:
1. Опалубка перед процессом работ полностью очищается ото льда и снега;
2. Арматуру и грунт рекомендуется прогреть посредством инфракрасных излучателей или тепловых пушек. Тающий грунт подарит бетону дополнительное тепло;
3. Вне зависимости от типа бетонной конструкции соблюдайте принцип непрерывности заливки смеси в опалубку;
4. Если конструкция является тонкостенной, то подогрев должен быть интенсивнее, так как бетон в них будет остывать быстро.
Грамотный выбор комплекса современных мероприятий по обеспечению проведения бетонных работ в зимнее время позволит получить прочную, надежную и долговечную конструкцию даже в таких неблагоприятных условиях.
