Температура для бетонных работ: оптимальные значения для проведения качественных работ, правила и нормативы и способы избежать проблем зимой. Оптимальная температура бетонной смеси при укладке

Комментариев:

• Способы зимнего бетонирования
• Специальные добавки в бетон
• Электрический разогрев
• Инфракрасный нагрев
• Опалубки с подогревом

При широком применении бетона люди сталкиваются с одной существенной проблемой – зимнее бетонирование. Сегодня основным строительным материалом считается именно бетон, который используется при возведении любого сооружения.

Температура бетонного раствора должна быть не ниже 5° С при заливке монолитных конструкций, и не ниже 20° С – для тонкого бетона.

В южных районах можно приостановить работы в холод, а вот как быть в местах, где минусовые температуры держатся длительный период? Зимнее бетонирование – это вполне реальный процесс строительства, который неоднократно проверен на практике и нормируется рядом документов.

Особенности строительства в зимний период

Главная особенность зимнего периода – низкая температура, которая оказывает существенное влияние на свойства бетона. Основной процесс формирования бетонной структуры – гидратация цемента. Повышение температуры играет роль катализатора в этом процессе и обеспечивает ускорение оформления окончательной структуры (набора прочности).

Расчеты прочностных свойств основаны на оптимальной температуре около 18-20° С, при которой бетон набирает свою планируемую прочность через 28 дней после заливки.

Снижение температуры замедляет процесс гидратации цемента, и при температуре укладываемого раствора в 5° С бетон достигает через 4 недели только 70% необходимой прочности. При температуре ниже 0° С гидратация останавливается из-за замерзания воды, без которой этот процесс невозможен. Таким образом, надо сделать следующий вывод: при температурах бетона менее 10° С заметно удлиняется период набора прочности материала, что необходимо учитывать при строительстве при минусовых температурах (замерзание воды) процесс упрочнения прекращается.

Вернуться к оглавлению

Требования к зимнему бетонированию

Установлено, что температура бетонного раствора в момент заливки не должна быть ниже 5° С для монолитных конструкций, ниже 20° С – для тонких слоев бетона. В процессе гидратации цемента внутри смеси выделяется тепло, но его хватает для того, чтобы снизить температуру замерзания воды только на 2-3° С (сравнение с окружающим воздухом).

Помимо этого, сам раствор после смешения должен иметь температуру не ниже 20° С (желательно 30° С), иначе теряется его пластичность, укладка станет большой проблемой. Уплотнение холодной массы не достигнет нужного эффекта – появятся зоны недостаточного уплотнения смеси.

Вышеуказанные условия, необходимые для формирования качественной структуры, вызывают необходимость применения специальных мер при укладке бетона в зимний период. Технология должна обеспечивать или прогрев раствора и поддержание нужной температуры, или введение добавок, которые способны понизить температуру замерзания воды, ускорить процесс упрочнения бетона при низких температурах и повысить пластичность раствора в холодное время.

Вернуться к оглавлению

Способы зимнего бетонирования

В зимнее время раствор бетонируется 4 основными способами, способными удовлетворить предъявляемые требования, или (чаще всего) сочетанием таких способов. К ним относятся:

1. Разогрев бетонного раствора при смешении и укладке.
2. Введение специальных добавок противоморозной направленности.
3. Обеспечение термосного эффекта.
4. Длительный во время твердения.

Разогрев раствора может производиться разными методами. Наиболее распространены разогрев паром, прогрев потоком воздуха (конверторный метод), индукционный разогрев, нагрев при помощи инфракрасного излучения, прямой электрический нагрев.

Длительный прогрев осуществляется в специальных опалубках, где размещены нагревательные элементы, обеспечивает принудительное нагревание бетона в процессе его твердения до температуры не ниже 5-10° С. Термосный эффект достигается сохранением тепла, выделяемого при гидратации цемента или другой реакции при введении добавки, за счет обеспечения хорошей теплоизоляции бетонной конструкции после заливки.

При зимнем бетонировании потребуются следующие инструменты:

• миксер строительный;
• лопата;
• весы;
• мастерок;
• шпатель;
• термометр;
• болгарка;
• электродрель;
• молоток;
• плоскогубцы;
• отвертка;
• отвес;
• уровень;
• рулетка;
• молоток;
• терка;
• кельма.

Вернуться к оглавлению

Специальные добавки в бетон

Зимнее бетонирование расширяет свои возможности при введении противоморозных добавок. Такие бетонные смеси без подогрева можно использовать при температуре 0-5° С. Самой распространенной противоморозной добавкой являются поташ и нитрат натрия. Количество вводимой добавки зависит от условий твердения бетона:

• при температуре воздуха до -5° С потребуется 5-6% указанных добавок;
• при температуре до -10° С – 6-8%;
• при -15° С – 8-10%.

Если твердение массы проходит при большем морозе, то нитрат натрия не применяется, а количество поташа увеличивается до 12-15%. Помимо этих веществ, можно использовать мочевину или смесь нитрата кальция с мочевиной.

Эффект повышения морозостойкости усиливается при одновременном добавлении ускорителей твердения массы. К наиболее распространенным можно отнести формиат натрия, асол-К, смесь на основе ацетилацетона и некоторые другие. В качестве стандартных противоморозных добавок с дополнительными пластифицирующими и ускоряющими свойствами можно рекомендовать:

• гидробетон С-3М-15;
• гидрозим;
• лигнопан;
• победит-антимороз;
• бетонсан;
• сементол.

Наиболее экономичной добавкой для самодельных смесей является аммиачная вода.

Вернуться к оглавлению

Использование термосного эффекта

Бетонирование в зимних условиях с использованием термосного эффекта заключается в увеличении времени остывания бетонной конструкции на период, достаточный для набора нужной прочности. Главная задача – сохранить тепло раствора, обеспеченного при его приготовлении, и тепло, выделяющееся при гидратации цемента.

Способ термоса обычно используется совместно с введением добавок, ускоряющих застывание массы и снижающих температуру замерзания воды. В качестве таких добавок применяются хлористые кальций и натрий или нитрит натрия в количестве до 5% от веса цемента.

Сам «термос» монтируется в виде утепленной опалубки, стенки которой покрываются теплоизоляционными материалами в несколько слоев. Хорошими теплоизоляторами являются пенополистирол и минеральная вата. Термосные стенки изготавливаются в следующем порядке: на опалубку крепится слой гидроизоляции (полиэтиленовая пленка), поверх – теплоизоляция, сверху – еще один слой гидроизоляции. Сверху бетонная конструкция также надежно укрывается аналогичными слоями изоляции. Термосный эффект наиболее заметен в монолитных конструкциях со значительным объемом бетона и может использоваться до температуры -5° С.

Вернуться к оглавлению

Электрический разогрев

Бетонные работы зимой можно проводить при предварительном электрическом разогреве раствора. Технология способа основана на нагреве с помощью электродов, опущенных в бетонный состав. Обычно применяются электроды пластинчатого типа на напряжение в 380 В, при этом емкость должна быть заземлена.

В результате разогрева массы раствор может потерять свои эластические свойства, поэтому рекомендуется вводить пластифицирующие добавки. Прогрев смеси можно проводить и в барабане бетономешалки с применением электродов в виде стержней. Прогрев производится с таким учетом, чтобы укладываемый раствор имел температуру 30-40° С.

Электрический метод можно использовать для разогрева раствора во время заливки опалубки. Применение находят два способа: периферийный нагрев (плоские электроды размещаются по поверхности бетонного элемента) и сквозной разогрев (стержневые электроды пропущены через толщу бетона и опалубку). В последнем случае следует исключить контакт электродов с арматурой бетонной конструкции.

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):

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

1. 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 .

Чаще всего зимнее бетонирование производят с использованием сочетания вышеперечисленных мероприятий.

Разогрев бетонной смеси

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 +15 0 С. 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 . 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 -20 0 С, 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

При заливке бетона зимой нужно помнить о необходимости соблюдения температурного режима бетонной смеси:

• свежеприготовленная бетонная смесь должна иметь температуру не выше 30 о С;
• 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;
• 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 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.

	Особенности технологии	Примерныйрасход энергии, (кВт/ч)/м 3	Область применения
«Термос»	В момент укладки температура бетонной смеси не менее 10 о С; – утепленная; скорость остывания бетона — не более 5 0 С/ч.		Массивные конструкции, в которых модуль поверхности (отношение площади поверхности возводимой конструкции к ее объему) М п <3
Сквозной электродный прогрев	Подъем температуры: со скоростью не более 10 о С/ч;	80 – 110	Бетонные малоармированные конструкции: М П от 3 до 10, толщина – до 50 см
Периферийный электрообогрев	более 15 0 С/ч; Температура изотермы — не более 50 о С; достижения критической прочности	90 – 120	Конструкции, в которых М П < 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	Разогрев бетонной смеси за 10 – 15 мин до 70 –80 о С. в бункерах /опалубке (после уплотнения). При М П <5 достаточно «термосно » выдержать в утепленной опалубке. При М П >5 может понадобиться дополнительный обогрев	40 – 80	Конструкции, в которых М П < 8.
Кондуктивный обогрев или «греющая опалубка»	Подъем температуры: со скоростью не более 10 о С/ч; Температура изотермы — не более 50 о С; Продолжительность прогрева: до достижения критической прочности	100 – 130	М П > 8.
Электропрогрев греющими проводами	Подъем температуры: со скоростью не более 10 0 С/ч; Температура изотермы — не более 50 о С; на контакте с бетоном температура нагревателя не более 80 о С; продолжительность прогрева: до достижения критической прочности	80 – 110	М П > 10.
Обогрев инфракрасными излучателями	Температура нагреваемой бетонной поверхности — не выше 80 о С; защита от испарения воды из бетона – обязательна	120 – 200	Эффективно для стен и перекрытий
Индукционный прогрев	Подъем температуры: со скоростью не более 15 0 С/ч; Температура изотермы — не более 50 о С; температура бетона на контакте с арматурой — не более 80 о С; продолжительность прогрева: до достижения критической прочности	100 – 150	Густоармированные железобетонные конструкции линейного типа
Конвективный прогрев (тепляки, электрокалориферы )	Камерный традиционный (общий) тепляк при температуре до 20 о С. Локальный камерный тепляк.	120 – 200	Конструкции с показателем М П > 10 в замкнутых пространствах и температуре наружного воздуха выше минус 30 о С
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 15 о С
Паропрогрев (глухим или острым паром)	Подъем температуры: со скоростью не более 15 о С/ч; Температура изотермы — не более 50 о С; 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 М п 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 М п 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 М п 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, тонкостенные конструкции с М п 10 – 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:

Температурный режим при бетонировании – один из основных критериев качественного выполнения работ согласно нормам СНиП и ГОСТ. Учитывая переменчивость климатических условий и необходимость производства работ в межсезонье, а также в холодное время года, контроль температуры приобретает особую актуальность. Мы рассмотрим, при какой температуре бетонировать лучше всего, а также коснемся способов искусственного обеспечения оптимальных условий.

Температурные режимы при бетонных работах

Физико-химические процессы в бетоне

Бетон представляет собой смесь из четырех основных компонентов, которые обеспечивают ему необходимые характеристики. Назначение и участие каждого из этих компонентов в тех или иных процессах рассмотрены в таблице:

Компонент	Назначение и процессы
Цемент	Необходим для связывания наполнителей и образования цементного камня. Участвует в реакции гидратации совместно с водой, при этом выделяется тепло в окружающее пространство
Вода	Является несущей средой для смешивания и равномерного распределения компонентов смеси по объему, а также она необходима для затворения цемента. Участвует в реакции гидратации совместно с цементом для образования цементного камня
Песок	Является мелким заполнителем, который необходим для заполнения пустот между зернами щебня. Участвует в процессе перераспределения нагрузок от внутренних напряжений при твердении цементного камня, играет роль мелкозернистого каркаса и защищает материал от образования трещин
Щебень	Является крупным заполнителем и используется для экономии цемента, а также для создания крупнозернистого каркаса, препятствующего растрескиванию смеси при твердении. Участвует в процессе распределения нагрузок от внутренних напряжений

Как видим, основные компоненты, обеспечивающие протекание реакции твердения (гидратации) — это вода и цемент.

Основой образования бетонного камня является реакция гидратации цемента, при которой сначала образуется цементное молоко, которое затем достаточно быстро схватывается и образует монолитную камнеподобную структуру. Песок и щебень здесь нужны для обеспечения физических процессов внутри смеси, связанных с перераспределением нагрузок и внутренних напряжений.

Важно!
Одним из условий нормального протекания любой химической реакции является соответствие условий температурному режиму, при котором возможно взаимодействие ингредиентов.

Оптимальный режим

Реакция гидратации цемента неприхотлива и позволяет определить, при какой температуре можно бетонировать, в достаточно широком диапазоне – от 0 до 90 градусов Цельсия. Однако на практике для обеспечения адекватных условий твердения и возможности выполнения работ этот диапазон сокращается от 4 до 30 градусов.

Важно!
Оптимальной температурой бетонирования считается режим, при котором она не опускается ниже +15 градусов и не поднимается выше +25.

Очевидно, что достичь таких условий можно только при стабильной летней погоде или в помещении. Именно поэтому при проведении наружных работ укладывать бетон всегда стараются в летнее время при сухой и не сильно жаркой погоде.

Нормальный режим

Практика строительства такова, что в реальных условиях далеко не всегда удается организовать работы таким образом, чтобы всегда соблюдались оптимальные условия бетонирования. Поэтому чаще всего приходится говорить о нормальном режиме, при котором возможна работа как в теплое, так и в холодное время года.

Холодным принято считать такое время, при котором температура воздуха опускается ниже +10 градусов. Сразу следует указать, при какой температуре нельзя бетонировать: без дополнительного обогрева нижний предел температуры составляет +4 градуса, с натяжкой можно сказать, что крайним значением является 0 градусов, хотя инструкция такие натяжки исключает.

Важно!
Межсезонье является опасным временем, так как для него характерны частые и непредсказуемые перепады температур.
Это чревато повторяющимися замерзаниями и оттаиваниями, при которых материалу наносится особенно ощутимый урон.

Также следует учитывать, что для набора марочной прочности бетонное изделие должно простоять как минимум 28 дней при нормальной температуре, а если температура понижена, этот срок заметно возрастает. Поэтому если вы планируете сразу после заливки фундамента выполнять кладку стен, рекомендуем вам бетонировать не позже конца августа – середины сентября.

Работа в жаркое время также накладывает определенные условия: слишком активное испарение влаги приводит к ее недостатку и понижению качества изделия, а также влечет появление поверхностных трещин.

Для того чтобы избежать таких последствий, необходимо ухаживать за бетоном после укладки:

• увлажнять его;
• защищать от сухого ветра;
• прямых солнечных лучей.

Во время дождя следует следить за тем, чтобы в свежий бетон не попадало много воды, иначе будет нарушено водоцементное отношение и материал потеряет прочность. Для этого опалубку после заливки накрывают водонепроницаемой пленкой или другим материалом, препятствующим попаданию воды.

Важно!
Следует помнить, что перегрев не менее опасен, чем переохлаждение, так как ведет к слишком быстрому твердению, потере пластичности, растрескиванию и, как результат, потере качества готовой конструкции.

Зимнее бетонирование

Бетонирование при низких температурах – это особая практика, которая требует применения специальных технологий и добавок. Как мы уже говорили, температура не должна опускаться ниже +4 градусов, но часто производственный процесс исключает возможность зимнего перерыва в работе.

В этом случае применяют обогрев бетона.

Это можно сделать несколькими способами:

• Методом термоса . Здесь используется тепло, выделяемое реакцией гидратации цемента, для удержания которого смесь заливают в утепленные опалубки, которые дополнительно укрывают тепляками и прочими защитными средствами. Годится для массивных крупных объектов;
• Методом подогрева паром или горячим воздухом . Вокруг объекта строят деревянный или брезентовый тепляк, в который подают пар, теплый воздух или устанавливают калорифер;
• Методом подогрева смеси электродами или специальными греющими кабелями (ПНСВ) . По заранее рассчитанной схеме в бетонную массу вводят специальные нагревательные элементы, которые позволяют преобразовать электрическую энергию в тепло;
• Методом прогрева с помощью электрических матов или инфракрасных излучателей . На поверхность стяжки укладывают нагревательные маты или ИК-излучатели, которые не дают смеси промерзнуть.

Наиболее важно не дать бетону замерзнуть в течение первых трех дней, за которые он набирает до 70% прочности. Дальше мороз уже не опасен, он лишь замедляет процесс набора прочности, который после оттаивания продолжится.

Прогрев производят до температур от +10 до +30 градусов. Выходить за эти рамки нежелательно.

Важно!
Если смесь не набрала 50% прочности, то после оттаивания она разуплотняется и марочной прочности не набирает.

Кроме обогрева можно применять химические добавки, которые не дают воде замерзать и ускоряют процесс твердения.

Это может быть:

• хлористый натрий;
• хлористый кальций;
• пота;
• и нитрат натрия.

Также желательно использовать высокоактивные марки цемента.

Следует учитывать, что резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне должны производиться после набора прочности, а не по замерзшему материалу. Также имейте в виду, что цена работ возрастает на 30 – 40%.

Важно!
Для успешного зимнего бетонирования лучше применять комплекс мер, в числе которых будет прогрев, применение химических добавок и высокоактивного цемента.

Вывод

Правильный температурный режим является определяющим условием для нормального твердения бетонной смеси и набора конструкцией ожидаемой прочности. Существует множество методов поддержания такого режима, узнать о которых подробнее можно с помощью видео в этой статье.

Фундамент – основополагающая конструкция, от качества которого зависят геометрические, технические и эксплуатационные характеристики возводимого сооружения. Из-за специфики процесса отвердевания заливкой бетонных и железобетонных фундаментов нежелательно заниматься зимой во избежание их деформации и преждевременного разрушения. Минусовые показания термометра существенно ограничивают строительство в наших широтах. Однако в случае необходимости заливка бетона при отрицательных температурах все же может быть успешно проведена, если выбран верный способ и с точностью соблюдена технология.

Особенности зимней «национальной» заливки

Капризы природы нередко вносят коррективы в планы застройки на отечественной территории. То проливной дождь мешает рытью котлована, то шквальный ветер прерывает , то стесняет наступление дачного сезона.

Первые заморозки вообще в корне меняют ход работ, особенно если планировалась заливка бетонного монолитного основания.

Бетонная фундаментная конструкция получается в результате твердения залитой в опалубку смеси. В ее составе фигурируют три практически равных по значению компонента: заполнитель и цемент с водой. Каждый из них вносит весомый вклад в формирование прочного ж/б сооружения.

По объему и массе в теле создаваемого искусственного камня преобладает заполнитель: песок, гравий, дресва, щебень, битый кирпич и т.д. По функциональным критериям лидирует связующее вещество - цемент, доля которого в составе меньше, чем доля заполнителя в 4 -7 раз. Однако именно он связывает сыпучие компоненты воедино, но действует только в паре с водой. По сути, вода настолько же важная составляющая бетонной смеси, как и цементный порошок.

Вода в бетонной смеси обволакивает мелкодисперсные частицы цемента, вовлекая его в процесс гидратации, следом за которым наступает стадия кристаллизации. Бетонная масса не застывает, как принято говорить. Она твердеет путем постепенной потери молекул воды, происходящей от периферии к центру. Правда, в «переходе» бетонной массы в искусственный камень участвуют не только компоненты раствора.

На правильное течение процессов немалое влияние оказывает окружающая среда:

• При значениях среднесуточной температуры от +15 до +25ºС твердение бетонной массы и набор прочности проходит в нормальном темпе. В указанном режиме бетон превращается в камень через указанные в нормативах 28 дней.
• При среднесуточных показаниях термометра +5ºС твердение замедляется. Требующейся прочности бетон достигнет примерно через 56 дней, если ощутимых колебаний температур не предвидится.
• При достижении 0ºС процесс твердения приостанавливается.
• При отрицательных температурах залитая в опалубку смесь замораживается. Если монолит уже успел набрать критическую прочность, то он после оттаивания весной он бетон вновь вступит в фазу твердения и продолжит ее до полноценного набора прочности.

Критическая прочность тесно связана с маркой цемента. Чем она выше, тем меньше суток необходимо бетонной смеси до ее набора.

В случае недостаточного набора прочности перед замораживанием качество бетонного монолита будет весьма сомнительным. Замерзающая в бетонной массе вода станет кристаллизоваться и увеличиваться в объеме.

В результате возникнет внутреннее давление, разрушающее связи внутри тела бетона. Увеличится пористость, из-за которой монолит будет больше пропускать в себя влаги и слабее противостоять морозам. Как следствие, сократятся эксплуатационные сроки или вовсе придется снова делать работу с ноля.

Минусовая температура и устройство фундамента

Спорить с погодными явлениями бессмысленно, к ним нужно грамотно приспосабливаться. Потому и возникла мысль о разработке методов устройства ж/б фундаментов в наших непростых климатических условиях, возможных для реализации в холодный период.

Отметим, что применение их увеличит бюджет строительства, потому в большинстве ситуаций рекомендовано прибегать к более рациональным вариантам устройства фундаментов. Например, использовать буронабивной способ или провести заводского производства.

В распоряжении тех, кого не устраивают альтернативные способы, есть несколько проверенных удачной практикой методик. Их назначение заключается в доведении бетона до состояния критической прочности перед замораживанием.

По типу воздействия их условно можно разделить на три группы:

• Обеспечение внешнего ухода за залитой в опалубку бетонной массой до стадии набора критической прочности.
• Повышение температуры внутри бетонной массы до момента достаточного твердения. Выполняется посредством электропрогрева.
• Введение в бетонный раствор модификаторов, понижающих точку замораживания воды или активизирующий процессы.

На выбор метода зимнего бетонирования влияет внушительное количество факторов, таких как имеющиеся на площадке источники электропитания, прогноз синоптиков на период твердения, возможность привести разогретый раствор. Исходя из местной конкретики, выбирается наилучший вариант. Самой экономичной из перечисленных позиций считается третья, т.е. заливка бетона при минусовой температуре без прогрева, предопределяющая внесение модификаторов в состав.

Как залить бетонный фундамент зимой

Чтобы знать, каким методом лучше воспользоваться для выдерживания бетона до критических показателей прочности, нужно знать их характерные особенности, ознакомиться с минусами и плюсами.

Заметим, что ряд способов используется в комплексе с каким-либо аналогом, чаще всего с предварительным механическим или электрическим нагревом компонентов бетонной смеси.

Внешние условия «для созревания»

Благоприятные для твердения внешние условия создаются снаружи объекта. Заключаются в поддержании температуры среды, окружающей бетон, на нормативном уровне.

Уход за залитым «в минус» бетоном осуществляется следующими способами:

• Метод «термоса». Наиболее распространенный и не слишком затратный вариант, состоящий в защите будущего фундамента от внешних воздействий и потерь тепла. Опалубку крайне оперативно заполняют бетонной смесью, разогретой выше стандартных показателей, быстро укрывают пароизоляционными и теплоизоляционными материалами. Изоляция не дает бетонной массе остывать. К тому же в процессе твердения бетон сам выделяет около 80 ккал тепловой энергии.
• Выдерживание залитого объекта в тепляках - искусственных укрытиях, оберегающих от внешней среды и позволяющих проводить мероприятия по дополнительному прогреву воздуха. Вокруг опалубки возводятся трубчатые каркасы, укрытые брезентом или обшитые фанерой. Если для повышения температуры внутри устанавливаются жаровни или тепловые пушки для поставки нагретого воздуха, то способ переходит в следующую категорию.
• Воздушный обогрев. Предполагает сооружение вокруг объекта замкнутого пространства. По минимуму опалубку закрывают шторами из брезента или подобного материала. Желательно, чтобы шторы были с теплоизоляцией для увеличения эффекта и сокращения затрат. В случае применения штор пар или поток воздуха из тепловой пушки поставляется в зазор между ними и опалубкой.

Нельзя не заметить, что реализация указанных методов увеличит бюджет строительства. Самый рациональный «термос» заставить купить укрывной материал. Сооружение тепляка еще дороже, а если к нему еще и обогревательную систему арендовать, то стоит задуматься о цифре расходов. Их применение целесообразно, если нет альтернативы типа и залить необходимо монолитную плиту под заморозку и весеннее размораживание.

Следует помнить, что многократное размораживание разрушительно для бетона, потому внешний обогрев обязательно следует довести до требующегося параметра твердения.

Способы обогрева бетонной массы

Вторая группа методов применяется преимущественно в индустриальном строительстве, т.к. нуждается в наличии источника энергии, в точных расчетах и в участи профессионального электрика. Правда, народные умельцы в поисках ответа на вопрос, можно ли заливать обычный бетон в опалубку при минусовой температуре, нашли весьма остроумный выход с поставкой энергии сварочным аппаратом. Но и для этого нужны хотя бы первоначальные навыки и познания в непростых строительных дисциплинах.

В технической документации способы электропрогрева бетона делятся на:

• Сквозные. Согласно чему бетон прогревается электрическими токами, которые поставляют проложенные внутри опалубки электроды, которые могут быть стержневыми или струнными. Бетон в этом случае играет роль сопротивления. Расстояние между электродами и подаваемая нагрузка должны быть точно рассчитаны, а целесообразность их применения безоговорочно доказана.
• Периферийные. Принцип заключается в нагревании поверхностных зон будущего фундамента. Тепловая энергия поставляется нагревательными приборами через присоединенные к опалубке ленточные электроды. Это может быть полосовая или листовая сталь. Внутрь массива тепло распространяется за счет теплопроводности смеси. Эффективно толща бетона прогревается на глубину 20см. Дальше меньше, но при этом формируются напряжения, существенно улучшающие критерии прочности.

Методы сквозного и периферийного электропрогрева используются в неармированных и мало армированных конструкциях, т.к. арматура влияет на разогревающий эффект. При густой установке арматурных прутков токи будут замыкаться на электроды, да и формируемое поле будет неравномерным.

Электроды по окончании прогрева навсегда остаются в конструкции. В списке периферийных методик самой известной является применение греющей опалубки и инфракрасных матов, укладываемых поверх сооружаемого основания.

Наиболее рациональным способом прогрева бетона признано выдерживание с помощью электрического кабеля. Греющий провод можно проложить в конструкциях любой сложности и объема, не зависимо от частоты армирования.

Минус греющих технологий состоит в возможности пересушить бетон, потому для проведения требуются расчеты и регулярный контроль температурного состояния конструкции.

Введение добавок в бетонный раствор

Введение добавок - самый простой и дешевый способ бетонирования при минусовых температурах. Согласно нему заливка бетона зимой может выполняться без применения прогрева. Однако метод вполне может дополнять тепловую обработку внутреннего или наружного типа. Даже при использовании его вкупе с обогревом твердеющего фундамента паром, воздухом, электричеством ощущается снижение расходов.

В идеале обогащение раствора добавками лучше всего сочетать с сооружением простейшего «термоса» с утолщением теплоизоляционной оболочки на участках с меньшей толщиной, на углах и прочих выступающих частях.

Добавки, применяемые в «зимних» бетонных растворах делятся на два класса:

• Вещества и химические соединения, понижающие точку замерзания жидкости в растворе. Обеспечивают нормальное твердение при минусовых температурах. К ним отнесены поташ, хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит натрия, их сочетания и подобные вещества. Вид добавки определяют, исходя из требований к температуре твердения раствора.
• Вещества и химические соединения, ускоряющие процесс твердения. К ним отнесены поташ, модификаторы с основой из смеси хлорида кальция с мочевиной или нитрит-нитратом кальция, его же с хлоридом натрия, одним нитрит-нитратом кальция и др.

Химические соединения вводятся в объеме от 2 до 10% от массы цементного порошка. Количество добавок подбирают, ориентируясь на ожидаемую температуру твердения искусственного камня.

В принципе, применение противоморозных добавок позволяет проводить бетонирование и при -25ºС. Но подобные эксперименты не рекомендованы строителям объектов частного сектора. На самом деле к ним прибегают поздней осенью при единичных первых заморозках или ранней весной, если бетонный камень обязательно должен отвердеть к определенному сроку, а альтернативных вариантов не имеется.

Распространенные противоморозные добавки для заливки бетона:

• Поташ или иначе углекислый калий (К 2 СО 3). Самый востребованный и простой в применении модификатор «зимнего» бетона. Его использование в приоритете из-за отсутствия коррозии арматуры. Для поташа не характерно появление соляных разводов на поверхности бетона. Именно поташ гарантирует твердение бетона при показаниях термометра до -25°С. Недостаток его введения состоит в ускорении темпов схватывания, из-за чего управиться с заливкой смеси нужно будет максимум за 50 минут. С целью сохранения пластичности для удобства заливки в раствор с поташом добавляют мылонафт или сульфитно-спиртовую барду в объеме 3% от массы цементного порошка.
• Нитрит натрия, иначе соль азотистой кислоты (NaNO 2). Обеспечивает бетону стабильный набор прочности при температуре до -18,5°С. Соединение обладает антикоррозионными свойствами, повышает интенсивность твердения. Минус в появлении выцветов на поверхности бетонной конструкции.
• Хлорид кальция (CaCl 2), позволяющий проводить бетонирование при температурах до -20°С и ускоряющий схватывание бетона. При необходимости введения в бетон вещества в количестве более 3% необходимо увеличивать марку цементного порошка. Недостаток применения заключается в появлении высолов на поверхности бетонной конструкции.

Приготовление смесей с противоморозными добавками производится особым порядком. Сначала перемешивается заполнитель с основной частью воды. Затем после легкого перемешивания добавляют цемент и воду с разведенными в ней химическими соединениями. Время перемешивания увеличивают в 1,5 раза по сравнению со стандартным периодом.

Поташ в объеме 3-4% от массы сухого состава добавляется в бетонные растворы, если отношение вяжущего вещества к заполнителю 1:3, нитрит нитрата в объеме 5-10%. Оба противоморозных средства не рекомендовано использовать в заливке конструкций, эксплуатируемых в обводненной или очень влажной среде, т.к. они способствуют образованию щелочей в бетоне.

В заливке ответственных сооружений лучше использовать холодные бетоны, приготовленные механическим способом в заводских условиях. Их пропорции с точностью рассчитываются с ориентиром на конкретную температуру и влажность воздуха в период заливки.

Приготовляют холодные смеси на горячей воде, доля добавок вводится в четком соответствии с погодными условиями и с типом сооружаемой конструкции.

Методы заливки бетона в зимний период:

Зимнее бетонирование с устройством тепляка:

Противоморозное средство для зимнего бетонирования:

Перед заливкой растворов с противоморозными добавками не обязательно прогревать дно котлована или траншеи, вырытой под фундамент. Перед заливкой подогреваемых составов прогрев дна обязателен во избежание неровностей, которые могут получиться из-за растаявшего в грунте льда. Заливка должна выполняться в один день, в идеале в один прием.

Если перерывов не избежать, интервалы между заливками бетонного раствора необходимо свести к минимуму. При соблюдении технологических тонкостей бетонный монолит наберет необходимый запас прочности, законсервируется на зиму и продолжит твердение с приходом теплого времени. Весной можно будет приступить к возведению стен по готовому надежному основанию.

2016-04-13 21:53:09

Жена живёт в одном городе, а я работаю в другом. Купил недавно большой дачный участок. Так уж сложился мой план, что бетонированием и декором придётся заниматься уже в зимний период (сейчас дел невпроворот). Решил на дачном участке сделать большую беседку с подходящими к ней дорожками. Правда, мозгов хватило... я даже не представляю, как это буду делать. Начал шерстить интернет в поисках информации по заливке фундамента зимой и бетону в частности.

Температура бетонной смеси по выходе из бетоносмесителя и ее составляющих при загрузке в смеситель не должна превышать следующих значений (в зависимости от вида примененного цемента), СС:

Смесь на портландцементе, шлакопортландцемен-

те, пуццолановом портландцементе класса В45 . . 35

Смесь на быстротвердеющем портландцементе и

портландцементе класса В45 н выше 30

Для получения таких значений температура воды при подаче в смеситель должна быть соответственно не менее 80 и 60 °С.

Порядок загрузки смесителя составляющими мате-

риалами следующий. Одновременно с подачей половин-

пой порции воды в смеситель загружают щебень (гра-

ими) и после нескольких оборотов барабйна-смесителя

(когда температура воды немного понизится) добавляют

песок и цемент.

Приведенные ограничения температур составляющих и порядок загрузки последних имеют целью предотвра- j тить чрезмерно быстрое схватывание цементного теста, I препятствующее его равномерному распределению по I объему смеси и ухудшающее условия его твердения. Or- I раиичение температуры бетонной смеси связано с необ- * ходимостью, во-первых, уменьшить загустение смеси и сохранить ее подвижность в целях плотной укладки в опалубку, а во-вторых, снизить потери тепла, содержащегося в смеси, при ее транспортировании к месту укладки (чем выше температура смеси, тем теплопотери больше).

Зимой наиболее выгодно транспортировать смесь в быстро перемещаемой таре большой вместимости, так как при этом смесь меньше остывает. Особенно эффек- / швно использовать автобетоновозы, приспособленные для перевозки нагретой смеси с минимальными теплопо-терями. Кузов автомобилей-самосвалов целесообразно | нагревать отходящими газами.

Газы пропускают через I специально устроенное двойное дно кузова или выводят J через трубы к укрытой верхней части кузова, давая им такое направление при выходе, чтобы над бетонной смесью образовалась непрерывная тепловая завеса.

Потери тепла при самой перевозке меньше, чем потери при перегрузочных операциях, поэтому зимой необходимо максимально использовать безперегрузочные способы доставки бетонной смеси от бетоносмесителя к месту укладки.

Тару, в которой развозят бетонную смесь, следует непосредственно перед началом работ и периодически в процессе их прогревать паром. Места перегрузки и выгрузки должны быть защищены от ветра. При подаче бетонной смеси бетононасос?ми необходимо предусмот реть тщательное утепление бетоновода (например, шла-ковойлоком) и установку бетононасоса в утепленном помещении, а при больших морозах - еще и обогрев бетоновода располагаемой рядом с ним паровой трубой. Для очистки бетоновода и бетононасоса следует приме-- нять горячую воду. Освобожденные от бетонной смеси звенья бетоновода не промывают (во избежание образования наледи), а прочищают скребками и металлическими щетками на длинных рукоятках и протирают пыжами из мешковины.

Конвейеры и виброжелоба, по которым бетонная смесь перемещается тонким слоем, в зимних условиях малопригодны, так как смесь будет быстро остывать. Поэтому применяют их ограниченно, на небольших участках, с защитой от холода и ветра съемными коробами. Магистральную линию конвейера располагают в отапливаемой галерее. | Укладка бетонной смеси на открытом воздухе долж-! на быть организована так, чтобы к концу укладки смесь I имела требуемую температуру (не ниже 2 °С, а при методе термоса - предусмотренную расчетом). Как уже сказано выше, в ряде случаев целесообразно укладывать в опалубку бетонную смесь с высокой температурой, подвергнув ее предварительно электропрогреву вблизи места укладки в специальных бункерах, бадьях, кузовах автомобилей-самосвалов. Широкое применение получил электропрогрев смеси в поворотных бадьях, который осуществляют на спланированной площадке размером не менее 7X6 м с сетчатым ограждением высотой 1,7 ми воротами для въезда автотранспорта с бетонной смесью. Доступ на площадку посторонним лицам запрещен; разогрев смеси ведут с тщательным соблюдением правил техники безопасности.

Наибольшая допустимая температура прогрева смеси на портландцементе - 70 °С, на шлакопортландцементе - 80 °С. Температуру уточняют на производстве из условий скорости загустения смеси, возможности плотной укладки в опалубку и потребляемой электрической мощности. Устройство для прогрева получает питание от сети напряжением 120...380 В, в связи с чем требуется спободная установочная мощность 25...150 кВ-А, а иногда и выше. В целях снижения потребляемой электрической мощности (до 25...50 кВ-А) прогрев ведут при напряжении 120 В, а в смесь на бетонном заводе добавляют поваренную свяув^лязмерр 1 1^%массы ттемён-T;I. 1емпературу прогрева назначают в зависимости от температуры наружного воздуха (при наружной температуре -15...-20 °С смесь разогревают до. 45...55°С)

В тех случаях, когда возможна выгрузка бетонной смеси из автомобиля непосредственно в конструкции, смесь подогревают в кузове автомобиля перед ее разгрузкой, для чего кузов оборудуют аналогично бадьям.