Вы здесь

Бетонные работы при отрицательных температурах воздуха


Бетонные работы при отрицательных температурах

Формирование прочностных характеристик бетона при отрицательных температурах наружного воздуха (зимние условия) имеет свои особенности.

Основной проблемой является замерзание в начальный период структурообразования бетона несвязной воды затворения. При отрицательных температурах наружного воздуха вода, не вступившая в реакцию гидратации с цементом, переходит в лед и, следовательно, бетон не твердеет. Тонкий слой воды, находящийся на поверхности крупного заполнителя и арматуры, в процессе замораживания свежеуложенного бетона образует вокруг арматуры и зерен заполнителя ледяные пленки. Благодаря притоку воды из менее охлажденных зон бетона, эти пленки увеличиваются в объеме и препятствуют необходимому сцеплению арматуры и заполнителя с цементным тестом.

Это приводит к тому, что в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9 %) объема воды при переходе ее в лед. При раннем замораживании бетона уже сформировавшаяся структура бетонного камня нарушается этими силами. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость и процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются. Конечная прочность бетона оказывается на 15–20 % ниже прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях твердения; уменьшается его плотность и долговечность.

Теоретически и практически доказано, что после оттаивания замерзшего бетона в нем будет продолжаться процесс набора прочности до заданной марочной при условии набора им к моменту замерзания так называемой критической прочности. Поэтому цель зимнего бетонирования – предохранение бетона от замерзания в ранние сроки, обеспечение надлежащих условий его твердения, приводящих к набору критической прочности.

Минимальную прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называют критической. Величина нормируемой критической прочности зависит от факторов, включающих тип монолитной конструкции, класс примененного бетона, условия его выдерживания, срок приложения проектной нагрузки к конструкции, условия эксплуатации, и составляет для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой – 50 % проектной прочности для В7,5 – В10; 40 % для B12,5 – B25 и 30 % для В30 и выше; с предварительно напрягаемой арматурой – 80 % проектной прочности.

Основной целью зимнего бетонирования является обеспечение условий, при которых монолитные бетонные и железобетонные конструкции в короткие сроки с наименьшими затратами могут набрать критическую прочность.

Для решения поставленной цели на строительной площадке рекомендуется руководствоваться следующей технологией при зимнем бетонировании.

Температура укладываемой в конструкцию бетонной смеси должна быть не ниже определенной расчетом для метода термоса и не ниже +5 °С при искусственном прогреве и применении противоморозных добавок.

При приготовлении бетонной смеси в зимних условиях ее температуру повышают до 35–45 °С путем подогрева заполнителей и воды. Такая температура бетона обеспечивается подогревом заполнителей – песка и щебня – не выше 60 °С при помощи паровых регистров, во вращающихся барабанах и установках с продувкой дымовых газов через слой заполнителя – горячей водой. Воду подогревают в бойлерах или водогрейных котлах до 90 °С.

Подогрев цемента запрещается, но его рекомендуется хранить в утепленном помещении. Температура приготовленной бетонной смеси при выходе из бетономешалки оказывается в этом случае в пределах до +45 °С. При приготовлении подогретой бетонной смеси во избежание «заваривания» цемента вначале в барабан смесителя заливают 50 % воды затворения, засыпают крупный заполнитель, а после нескольких оборотов барабана бетономешалки – песок, цемент, заливают оставшееся количество воды. По сравнению с летним периодом продолжительность перемешивания увеличивается в 1,25–1,5 раза.

Транспортирование бетонной смеси осуществляют в закрытой утепленной и прогретой перед началом работы таре (бадьи, кузова машин). Автомашины имеют двойное днище, в полость которого поступают отработанные газы мотора, что предотвращает потери тепла. Бетонную смесь следует транспортировать от места приготовления до места укладки по возможности быстрее и без перегрузок. Места погрузки и выгрузки должны быть защищены от ветра, а средства подачи бетонной смеси в конструкции (хоботы, виброхоботы и др.) утеплены.

Подготовка основания, на которое будут укладывать бетонную смесь, заключается в его отогреве до положительной температуры и предохранении от промерзания. Слой старого или ранее уложенного бетона отогревают на 30 см и предохраняют от промерзания все то время, которое требуется свежеуложенному бетону для приобретения начальной прочности, которая не может быть ниже критической.

Опалубку и арматуру до бетонирования очищают от снега и наледи. Арматура диаметром 25 мм и более, жесткие прокатные профили и крупные металлические закладные детали при температуре –10 °С и ниже отогревают до положительной температуры.

Для предотвращения примерзания опалубки к бетону распалубливание осуществляют при температуре контактирующего слоя не ниже +5 °С.

Так как основная цель зимнего бетонирования – обеспечение условий, позволяющих набрать монолитным конструкциям критическую прочность, приоритетом технологии бетонных работ при отрицательных температурах является выбор эффективного способа выдерживания бетона монолитных конструкций в опалубке.

Укажем основные способы выдерживания бетона монолитных конструкций согласно рекомендуемым нормативным документам ТКП 45-5.03-21-2006.

Способ термоса. Сущность этого способа заключается в том, чтобы сохранить утепленной опалубкой аккумулированную энергию от нагрева воды и наполнителей, а также теплоту, выделяющуюся в процессе экзотермической реакции гидратации цемента с водой. Данный способ эффективен при возведении массивных бетонные и железобетонные конструкций с модулем поверхности от 3 до 6 м–1. Для минимизации основного недостатка способа термоса (большая продолжительность выдерживания бетона в утепленной опалубке) рекомендуется введение противоморозных добавок или ускорителей твердения бетона в бетонную смесь при ее приготовлении.

Введение противоморозных добавок в бетонную смесь при ее приготовлении обеспечивает протекание реакции гидратации цемента и твердения бетона при температуре наружного воздуха ниже 0 °С. Добавки вводят в бетонную смесь в виде водных растворов солей нитрита натрия (НН), нитрита калия (НК), поташа (П), хлористого натрия (ХН) и др. Противоморозные добавки добавляют в бетонную смесь в процентном отношении к массе цемента.

Ускорители твердения позволяют существенно снизить сроки набора бетоном величины нормируемой критической прочности и тем самым снизить затраты на эксплуатацию утепленной опалубки. Ускоряющие твердение бетона добавки являются пластификаторами и добавляют их при замесе бетона вместе со всеми ингредиентами твердения в виде водных растворов. Сегодня рекомендуют применять добавки Универсал П-2, Релаксол, Реламикс-ПК.

Для бетонирования конструкций с модулем поверхности Мп = 12 м–1 способом термоса практики рекомендуют применять предварительный электроразогрев бетонной смеси, который заключается в быстром разогреве бетонной смеси в построечных условиях путем пропускания через нее электрического тока и укладке смеси в утепленную опалубку. Бетон достигает заданной прочности в процессе медленного остывания в опалубке.

Продолжительность электроразогрева бетонной смеси до заданной температуры составляет от 5 до 20 мин.

Бетонную смесь следует транспортировать к месту укладки без перегрузок в промежуточные емкости, а укладку ее в опалубку производить в минимально короткие сроки. Время от момента окончания разогрева до окончания виброуплотнения не должно, как правило, превышать 15 мин.

Разогретую бетонную смесь укладывают в конструкцию (подготовленную опалубку) и уплотняют обычными способами. Сразу после уплотнения неопалубленную поверхность бетона укрывают влаго- и теплоизолирующим покрытием расчетной толщины, обеспечивающей последующее остывание монолитной конструкции по заданному температурному режиму.

Согласно ТКП 45-5.03-21-2006 при возведении монолитных конструкций с модулем поверхности от 6 до 10 м–1 (колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, стены, перекрытия и др.) рекомендуется применять способы искусственного прогрева бетона. Сущность искусственного прогрева заключается в обеспечении требуемой температуры бетона во время его выдерживания в опалубке до набора им критической или заданной прочности.

Искусственный прогрев базируется на применении следующих методов:

  • бетонирование в тепляках;
  • электродный прогрев бетона;
  • обогрев бетона с применением нагревательных проводов;
  • прогрев бетона в термоактивной опалубке.

Бетонирование в тепляках. Тепляки – это временные сооружения или приспособления, внутри которых поддерживается положительная температура для обеспечения твердения бетона, а в некоторых случаях и для производства подготовительных и бетонных работ. По конструкции, габаритам и способам укладки в них бетонной смеси применяют тепляки следующих типов.

Малые – это палатки из паронепроницаемых материалов, в которых укладка смеси производится средствами механизации, расположенными вне тепляка, или тепляк устраивается немедленно после укладки бетона. Малые тепляки-палатки рекомендуется применять при бетонировании конструкций небольших размеров в плане (фундаменты под колонны, под оборудование, опоры, небольшие устои мостов и т. п.).

Объемные тепляки, внутри которых размещаются средства механизированной укладки бетона и производятся подготовительные и бетонные работы.

Подвижные тепляки с легким металлическим каркасом применяют для бетонирования протяженных конструкций (ленточных фундаментов, монолитных каналов подземных коммуникаций и т. п.) по захваткам. Тепляк перемещают по подготовленным направляющим или опорам. Установку опалубки и арматуры, а также распалубку захватки осуществляют вне тепляка.

Подъемные тепляки используются для возведения высотных железобетонных сооружений в скользящей опалубке. Технология производства бетонных с использованием таких тепляков апробирована при строительстве объектов в районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера Российской Федерации.

Для создания и поддержания достаточно равномерной температуры в тепляках необходимо размещать воздухонагреватели равномерно по периметру внутреннего пространства тепляка и направлять теплый воздух вниз либо устанавливать воздухонагреватели в одном месте и подавать теплый воздух в другие зоны тепляка

Электродный прогрев бетона (электропрогрев) основан на выделении внутри твердеющего бетона тепловой энергии, получаемой при пропускании переменного электрического тока через жидкую фазу бетона, используемую в качестве омического сопротивления. Для питания электропрогрева и других способов электротермообработки применяют, как правило, понижающие трансформаторы. Благодаря омическому сопротивлению пониженное напряжение в электроцепи подводят к прогреваемой монолитной конструкции посредством различных электродов (стержневых, полосовых и струнных), погружаемых в бетон или соприкасающихся с ним по поверхности. Область применения электропрогрева – прогрев монолитных конструкций с модулем поверхности 5–20 м–1.

Пластинчатые электроды применяют для сквозного прогрева конструкций толщиной до 300 мм (балки, прогоны, стены, перегородки, тоннели и т. п.). Их изготавливают из кровельной стали толщиной до 4 мм; они крепятся к палубе стальных щитов. Располагаются электроды на противоположных поверхностях конструкции опалубки (см. рис. 8, а).

Полосовые электроды применяют для периферийного прогрева конструкций толщиной до 300 мм (балки, прогоны, стены, перегородки, тоннели и т. п.). Электроды изготавливают из полосовой стали толщиной до 4 мм. Электроды располагают вертикально и закрепляют на деревянной палубе щитов опалубки. В зависимости от области применения опалубки электроды могут располагаться на одной поверхности конструкции, на двух противоположных поверхностях конструкции или с расположением на всех опалубленных плоскостях конструкций. Расстояние между электродами находится в пределах от 150 до 400 мм. Оно уточняется и при необходимости корректируется расчетом удельной мощности, которую обеспечивает принятая схема их размещения. Схемы расстановки полосовых электродов на щитах опалубки при сквозном и периферийном прогреве приведены на рис. 8, б, в, г.

Наряду с электродами, установленными на деревянной палубе щитов опалубки, применяют стержневые электроды из круглой стали диаметром от 4 до 10 мм. Такие электроды устанавливают (забивают) в бетон отдельно или в виде плоских электродных групп. Применяют такое решение для сквозного прогрева конструкций любых размеров и типов (рис. 8, д, е).

Для искусственного прогрева бетона конструкций, длина которых значительно превышает размеры сечения (балки, прогоны, колонны и т. п.), рекомендуется применять струнные электроды. Изготавливаются они из круглой стали диаметром от 4 до 16 мм. Электроды устанавливают по оси конструкции или параллельно оси.

Электрообогрев нагревательными проводами рекомендуется применять для монолитных конструкций с модулем поверхности Мп = 6 – 10 м–1, бетонирование которых может производиться при минимальной температуре воздуха до –40 °С.

288

Рис. 8. Схемы размещения электродов: а – пластинчатых; б – при периферийном прогреве; в – при двухстороннем сквозном прогреве; г – при периферийном прогреве массивных конструкций полосовыми электродами; д – при прогреве с помощью плоских групп стержневых электродов; е – при прогреве стержневыми электродами; ж – при прогреве струнными электродами; 1ф, 2ф, 3ф – фазы понижающего трансформатора

Сущность электрообогрева нагревательными проводами заключается в передаче контактным путем выделенного проводами тепла в бетон. Провода со стальной токонесущей изолированной жилой, подключаемые в электрическую сеть, работают как нагреватели сопротивления. Нагревательные провода закладываются непосредственно в массив конструкции, где они и остаются. В монолитных железобетонных конструкциях провода размещают на арматурном каркасе после установки арматуры в проектное положение. Крепление провода к арматуре производят с помощью скруток из мягкой вязальной проволоки, обрезками изолированного провода, пластмассовыми фиксаторами, скрепками из стальной проволоки, полиэтиленовым шпагатом. Во избежание обгорания изоляции, замыкания на массу и перегорания нагревательного провода устраивают выводы нагревательного провода из бетона с помощью монтажного провода. Узлы соединения тщательно изолируют. Перед укладкой бетонной смеси проверяют мегомметром отсутствие замыкания шинопроводов на массу.

Для обогрева монолитных бетонных и железобетонных конструкций рекомендуется применять нагревательный провод марки ПНСВ с жилой из стальной оцинкованной проволоки диаметром 1,2 мм, покрытой слоем изоляции (поливинилхлоридный пластикат толщиной 0,8 мм).

Для этих целей могут также использоваться аналогичные по конструкции провода марок ПВЖ, ППЖ, ПРСП и нагревательные провода марок ПОСХВ, ПОСХВП и др. – с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена. Нагревательные провода с поливинилхлоридной изоляцией рекомендуются для обогрева армированных монолитных конструкций, а провода с полиэтиленовой изоляцией – неармированных.

Основными требованиями для обеспечения нормального обогрева с помощью нагревательных проводов являются: предотвращение механических повреждений изоляции при размещении и закреплении проводов на арматурном каркасе; устранение возможности коротких замыканий токоведущей жилы с арматурой, стальной опалубкой и другими металлическими элементами. Нагревательный провод укладывают в конструкцию без натяжения; в угловых местах, местах возможного перегиба провода устраивают дополнительную изоляцию из рубероида или битумизированной бумаги. Диаметр, длина нагревательного провода и шаг его раскладки в конструкции в зависимости от температуры наружного воздуха и электрического напряжения принимаются по расчету. Укладку бетонной смеси в конструкцию производят только после раскладки нагревательных проводов, подключения их к шинопроводу, проверки работы всей системы обогрева. Подготовку конструкции к бетонированию и укладку бетонной смеси при отрицательных температурах наружного воздуха производят с учетом следующих требований. Арматура диаметром 25 мм и более, прокатные профили и крупные закладные детали конструкции должны быть отогреты до положительной температуры. Укладку бетонной смеси следует вести непрерывно, без перевалок, обеспечивая минимальное охлаждение смеси при ее подаче и укладке. Температура уложенной в опалубку смеси не должна быть ниже +5 °С.

После укладки бетонной смеси горизонтальную поверхность конструкции укрывают гидроизоляционным материалом (полиэтиленовой пленкой, пергамином, толем и др.) и слоем теплоизоляции (минераловатные маты, пенополистирол и др.). Выбор и расчет режима обогрева бетона с применением нагревательных проводов приведен в разд. 9 ТКП 45-5.03-21-2006.

Прогрев бетона в термоактивной опалубке используется для обогрева бетонных и железобетонных конструкций различных конфигураций и размеров (колонн, стен, перекрытий, балок, бункеров и пр.) с модулем опалубливаемой поверхности Мп = 2 м–1 и более.

Бетонирование конструкций в термоактивной опалубке допускается при температуре наружного воздуха до –40°С. Возможна эксплуатация термоактивной опалубки при более низкой температуре, если средства механизации бетонных работ приспособлены для работы в таких условиях. Температура бетонной смеси перед ее укладкой в опалубку должна быть не ниже 5–7 °С. Скорость подъема температуры бетона не должна превышать:

  • для конструкций с модулем поверхности Мп от 2 до 4 м–1 – 5 °С/ч;
  • от 4 до 6 м–1 – 8 °С/ч;
  • более 6 м–1 – 10 °С/ч;
  • в каркасных и тонкостенных конструкциях длиной до 6 м, а также в конструкциях, возводимых в скользящей опалубке – 15 °С/ч;
  • при замоноличивании стыков – 20 °С/ч.

Предельная температура обогрева бетона не должна превышать: для конструкций с Мп от 2 до 4 м–1 – 40 °С; от 4 до 6 м–1 – 60 °С; от 6 до 10 м–1 – 80 °С.

В конструктивном решении термоактивная опалубка представляет собой щиты опалубки заводского изготовления, в которые устанавливаются стандартные и аттестованные электрические нагреватели. В качестве нагревателей в опалубке могут применяться: трубчатые электронагреватели (ТЭНы), электрокабели и провода, электропроводные углеродистые ткани и ленты, пластины из них, полимерные греющие провода, проволочные, сетчатые, пластинчатые, стержневые и другие, соответствующие требованиям по электрическому сопротивлению и со сроками службы не менее 1000 ч.

Закрепление нагревателей на опалубочных щитах должно осуществляться способом, обеспечивающим их плотное примыкание к поверхности опалубки и надежное крепление. В металлических опалубках нагревательные элементы следует размещать в межреберном пространстве. Пример размещения и подключения нагревательных элементов приведен на рис. 9.

Рис. 9. Размещение и подключение нагревательных элементов в межреберном пространстве крупнощитовой металлической опалубки

С внешней стороны нагревательные элементы и открытые поверхности опалубки покрывают теплоизоляционными материалами (пенополиуретан, минеральная вата, минеральная плита и др.), выдерживающими температуру нагрева элементов. Толщину утепления определяют теплотехническими расчетами.

Перед закреплением теплоизоляции проводят испытание всей системы нагревательных элементов под током соответствующего напряжения для проверки надежности нагрева, изоляции проводов и в местах подсоединения проводов с нагревателями. При испытаниях и в условиях эксплуатации подача тока осуществляется через понижающий трансформатор с подачей соответствующего напряжения. По степени нагрева нагреватели могут быть низкотемпературные (из проводов ПОСХВ, ПОСХП, ПНСВ и др.), которые применяют при мягких режимах прогрева и высокотемпературные (из труб, кабелей, ТЭНы и др.), используемые при режимах прогрева до высоких температур (70–80 °С) в крупногабаритных и многооборачиваемых опалубках.

Укладку, распределение и уплотнение бетонной смеси в термоактивной опалубке производят так же, как и в летних условиях. Для уменьшения тепловых потерь рекомендуется укрывать опалубочные формы конструкций с модулем опалубливаемой поверхности Мп = 4 м–1 полотнищами брезента сверху, а подачу бетонной смеси осуществлять через люки или отверстия, открываемые на время бетонирования.

В период термообработки необходимо контролировать температуру прогрева. Замеры температуры с записью в журнал прогрева выполняются:

  • через 30–60 минут (в период подъема температуры); через 60–90 минут (в период прогрева);
  • 1 раз в смену (при остывании).

При обнаружении нарушений режима прогрева необходимо принимать соответствующие меры: например, при перегреве бетона – периодически отключать ток, при падении температуры принимать меры к усилению прогрева.

Продолжительность термообработки монолитных конструкций основных типов в термоактивной опалубке рекомендуется определять, руководствуясь номограммами, представленными на рис. 4 и 5 в ТКП 45-5.03-21-2006.

Термоактивная опалубка может быть демонтирована после завершения периода изотермического выдерживания, при этом процесс остывания конструкций должен происходить под укрытиями из этафома, брезента, полиэтиленовой пленки или инвентарных тепляков.

Наряду с вышеперечисленными нагревателями, в опалубке все более широко применяют термопрессованные опалубочные плиты (ТОП). Они изготавливаются из отходов синтетических волокон. Плиты водоустойчивые, не подвержены коррозии и гниению и обладают определенными теплозащитными свойствами. Новый материал способствовал разработке термоактивной опалубочной плиты (ТАОП), представляющей собой плоскую плиту с запрессованными внутрь проволочными нагревателями марки ПНСВ.

Плиты ТАОП рекомендуется использовать как в качестве инвентарного греющего покрытия плоских бетонных конструкций, так и в качестве греющей палубы мелкощитовых опалубок (рис. 10). Инвентарное греющее покрытие имеет максимальные размеры 1800 × 850 мм при толщине 10, 12, 15 мм. При использовании в мелкощитовых опалубках типоразмеры плит ТАОП соответствуют размерам щитов.

При использовании сухих бетонных смесей применяют паропрогрев с нагнетанием пара в объем бетона.

Суть способа состоит в том, что в опалубку укладывают и уплотняют сухие бетонные смеси. Затем через металлические трубы диаметром от 25 до 50 мм с перфорацией (отверстия диаметром от 5 до 10 мм) в сухую смесь нагнетается водяной пар под избыточным давлением от 0,3 до 0,6 МПа. В результате конденсации пара при контакте с более холодными компонентами сухой бетонной смеси образуется вода, обеспечивающая реакцию гидратации и твердения цемента. Выделяемое при реакции гидратации большое количество тепла приводит к разогреву бетона за относительно короткий период времени подачи пара.

Водяной пар для влагонасыщения и разогрева бетона может быть получен от теплоцентрали либо от мобильных передвижных парогенерирующих устройств, смонтированных на шасси автомобиля (ППУ-160-100) или на прицепных шасси.

Рис. 10. Мелкощитовая опалубка МОДОСТР-КОМБИ с греющей плитой ТАОП: а – щит мелкощитовой опалубки МОДОСТР-КОМБИ с палубой из ТАОП; б – термоактивная опалубочная плита (ТАОП); 1 – каркас щита; 2 – плита ТАОП; 3 – клеммы; 4 – кабельный отвод с вилкой; 5 – нагревательный провод; 6 – полимерный каркас

extxe.com

Производство бетонных работы при отрицательных температурах

Сайт строителя

Выдержки из СНиП имеющие отношение к бетонным работам в зимнее время: транспортировка, укладка бетонной смеси, как заливать бетон зимой при отрицательных температурах.

СНиП. ПРОИЗВОДСТВО БЕТОННЫХ РАБОТ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОЗДУХА

2.53. Настоящие правила выполняются в период производства бетонных работ при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С.

2.54. Приготовление бетонной смеси следует производить в обогреваемых бетоносмесительных установках, применяя подогретую воду, оттаянные или подогретые заполнители, обеспечивающие получение бетонной смеси с температурой не ниже требуемой по расчету. Допускается применение неотогретых сухих заполнителей, не содержащих наледи на зернах и смерзшихся комьев. При этом продолжительность перемешивания бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.

2.55. Способы и средства транспортирования должны обеспечивать предотвращение снижения температуры бетонной смеси ниже требуемой по расчету.

2.56. Состояние основания, на которое укладывается бетонная смесь, а также температура основания и способ укладки должны исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с основанием. При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания.

При температуре воздуха ниже минус 10 °С бетонирование густоармированных конструкций с арматурой диаметром больше 24 мм, арматурой из жестких прокатных профилей или с крупными металлическими закладными частями следует выполнять с предварительным отогревом металла до положительной температуры или местным вибрированием смеси в приарматурной и опалубочной зонах, за исключением случаев укладки предварительно разогретых бетонных смесей (при температуре смеси выше 45 °С). Продолжительность вибрирования бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.

2.57. При бетонировании элементов каркасных и рамных конструкций в сооружениях с жестким сопряжением узлов (опор) необходимость устройства разрывов в пролетах в зависимости от температуры тепловой обработки, с учетом возникающих температурных напряжении, следует согласовывать с проектной организацией. Неопалубленные поверхности конструкций следует укрывать паро- и теплоизоляционными материалами непосредственно по окончании бетонирования.

Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

2.58. Перед укладкой бетонной (растворной) смеси поверхности полостей стыков сборных железобетонных элементов должны быть очищены от снега и наледи.

2.59. Бетонирование конструкций на вечномерзлых грунтах следует производить в соответствии со СНиП II-18-76.

Ускорение твердения бетона при бетонировании монолитных буронабивных свай и замоноличивании буроопускных следует достигать путем введения в бетонную смесь комплексных противоморозных добавок, не снижающих прочность смерзания бетона с вечномерзлым грунтом.

2.60. Выбор способа выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций следует производить в соответствии с рекомендуемым приложением 9.

2.61. Контроль прочности бетона следует осуществлять, как правило, испытанием образцов, изготовленных у места укладки бетонной смеси. Образцы, хранящиеся на морозе, перед испытанием надлежит выдерживать 2-4 ч при температуре 15-20 °С.

Допускается контроль прочности производить по температуре бетона в процессе его выдерживания.

2.62. Требования к производству работ при отрицательных температурах воздуха установлены в таблице. 6

6. Требования к производству бетонных работ при отрицательных температурах.
ПараметрВеличина параметраКонтроль (метод, объем, вид регистрации)
Заливать бетон при отрицательных температурах.
1. Прочность бетона монолитных и сборно-монолитных конструкций к моменту замерзания: Измерительный по ГОСТ 18105-86, журнал работ
для бетона без противоморозных добавок:
конструкций, эксплуатирующихся внутри зданий, фундаментов под оборудование, не подвергающихся динамическим воздействиям, подземных конструкцийНе менее 5 МПа
конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации, для класса:Не менее, % проектной прочности:
В7,5-В1050
В12,5-В2540
В30 и выше30
конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания переменному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии или расположенных в зоне сезонного оттаивания вечномерзлых грунтовпри условии введения в бетон воздухововлекающих или газообразующих ПАВ70
в преднапряженных конструкциях80
для бетона с противоморозными добавкамиК моменту охлаждения бетона до температуры, на которую рассчитано количество добавок, не менее 20 % проектной прочности
2. Загружение конструкций расчетной нагрузкой допускается после достижения бетоном прочностиНе менее 100 % проектной-
3. Температура воды и бетонной смеси на выходе из смесителя, приготовленной: Измерительный, 2 раза в смену, журнал работ
на портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе марок ниже М600Воды не более 70 °С, смеси не более 35 °С
на быстротвердеющем портландцементе и портландцементе марки М600 и вышеВоды не более 60°С,смеси не более 30 °С
на глиноземистом портландцементеВоды не более 40 С, смеси не более 25 °С
Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания или термообработки: Измерительный, в местах, определенных ППР, журнал работ
при методе термосаУстанавливается расчетом, но не ниже 5°С
с противоморозными добавкамиНе менее чем на 5 С выше температуры замерзания раствора затворения
при тепловой обработкеНе ниже 0 °С
5. Температура в процессе выдерживания и тепловой обработки для бетона на:Определяется расчетом, но не выше, °С:При термообработке - через каждые 2 ч в период подъема температуры или в первые сутки. В последующие трое суток и без термообработки - не реже 2 раз в смену. В остальное время выдерживания - один раз в сутки
портландцементе80
шлакопортландцементе90
6. Скорость подъема температуры при тепловой обработке бетона: Измерительный, через каждые 2 ч, журнал работ
для конструкций с модулем поверхности:Не более, °С/ч:
до 45
от 5 до 1010
св. 1015
для стыков20
7. Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки для конструкций с модулем поверхности: Измерительный, журнал работ
до 4Определяется расчетом
от 5 до 10Не более 5°С/ч
св. 10Не более 10°С/ч
8. Разность температур наружных слоев бетона и воздуха при распалубке с коэффициентом армирования до 1 %, до 3 % и более 3 % должна быть соответственно для конструкций с модулем поверхности: То же
от 2 до 5Не более 20, 30, 40 °С
св. 5Не более 30, 40, 50 °С

Источник: СНиП 3.03.01-87

СНиП Бетонные работы

stroyremkom.ru

Бетонные работы при отрицательных температурах воздуха

Сегодня многих жителей волнует вопрос зимнего бетонирования. Люди интересуются как производить этот процесс в холодное время и какой бетон лучше всего подойдет для таких условий.

И именно поэтому в этой публикации следует раскрыть все детали бетонирования в зимнее время. Самой основной проблемой зимнего бетонирования считается весьма низкая температура воздуха.

Вначале необходимо сказать о том, как может повлиять низкая температура на затвердение и схватывание бетона. Итак, существует две важные причины:

  • Низкая температура затормаживает процесс гидратации цемента. Проще говоря, в холоде бетон очень долго набирает прочность.
  • Второй причиной может являться вымерзание воды из бетонного состава. Стоит заметить, что в холоде при вымерзании воды процесс набора прочности бетона, вообще ,останавливается.

Теперь нужно по порядку разобрать каждую причину и понять, как каждая из них влияет на набор прочности бетона. Кроме того, необходимо выяснить основную проблему бетонирования в зимнее время и почему для свежего раствора так опасны отрицательные температуры.

Температура от 0 до +10 градусов является низкой для гидратации бетона. Поэтому процесс набора прочности при таких температурах серьезно затормаживается. Например, если процесс набора прочности происходит при температуре +20 градусов, то за неделю состав из бетона наберет прочность в 70%. а если этот процесс происходит при температуре +5 градусов, то бетон будет набирать 70% прочности в течение трех недель или месяца.

Для многих химических процессов высокая температура является отличным катализатором.

Поэтому гидратация цемента также нуждается в теплых температурах. Стоит заметить, что для длительного срока службы изделий ЖБИ применяется пропаривание свежих изделий, которые были произведены из бетона. Чтобы пропарить железобетонные изделия их помещают в камеру повышенной влажности с температурой +80 градусов. Такие условия способствуют бетонным изделиям за сутки набрать 70% прочности.

Если низкие, но положительные температуры тормозят процесс набора прочности, то отрицательные температуры вообще полностью его останавливают. И причиной тому является вымерзание воды. А без воды процесс набора прочности, вообще, невозможен. И удивляться этому не стоит. Ведь вода — это главный компонент, который участвует в образовании цементного камня. Нужно помнить, что цемент во время созревания должен быть обязательно в контакте с влагой.

Стандартный срок набора марочной прочности бетона обычно составляет 28 полных суток. Именно за такой период бетон наберет ту самую прочность, которую спрогнозировал и рассчитал бетонный завод. Однако те люди, которые производят бетонирование в зимних условиях своими руками помнить, что этот процесс может пойти не по плану и даже растянутся на несколько месяцев.

Как бетонировать в зимнее время

Теперь стоит сообщить все тонкости бетонирования при отрицательных температурах. Итак, в этом процессе важно проследить за тем, чтобы вода в бетонном составе не замерзла. Ведь цементу для правильно застывания необходима вода. Поэтому технология бетонирования в зимних условиях направлена на сохранение влаги в бетоне.

И для того чтобы вода при минусовой температуре не застыла, применяются современные методы. Например, в состав раствора могут быть добавлены противоморозные добавки.

Электропрогрев подойдет также для качественного застывания бетона. Для гидратации бетонного состава в зимнее время можно использовать пленку ПВХ и любые современные утеплители. Также для того чтобы ускорить процесс набора прочности, можно использовать временные укрытия, в которых устанавливают тепловые пушки.

В основном бетонные работы при отрицательных температурах воздуха проводятся с применением противоморозных добавок. Многие заводы по производству бетона создают цемент сразу с зимними добавками. Смесь с подобными добавками выпускается в нескольких вариантах. Однако все они между собой отличаются процентным содержанием добавок. Стоит заметить, что противоморозные добавки в состав бетона добавляются в строгих пропорциях. Здесь производитель учитывает много факторов. Поэтому именно такой бетон поможет произвести качественное бетонирование при минусовых температурах.

На больших стройках применяется другой метод, а именно электропрогрев бетона. Однако на Российских стройках со слабыми электроподстанциями этот процесс крайне тяжело осуществить.

Самым рациональным методом для гидратации цемента в зимних условиях считается укрывание бетона. Цемент при застывании и контакте с водой выделяет тепло. Поэтому чтобы сохранить тепло, нужно использовать не только пленку ПВХ, но и утеплитель. Но в отдельных случаях при очень низких температурах, целесообразнее применить тепловые пушки.

Если во время гидратации применяются тепловые пушки, то бетон полностью пленкой укрывать не нужно. Лучше всего соорудить временный каркас из досок. Верх этого каркас нужно укрыть пленкой. И прямо под такой каркас необходимо установить тепловые пушки. Важно помнить, что при высокой температуре под таким навесом процесс набора прочности пройдет гораздо быстрее.

Чтобы бетон набрал прочность в 50%, нужно устроить прогрев тепловыми пушками на 1 — 3 суток.

Какие последствия могут возникнуть при зимнем бетонировании

При низких температурах бетон довольно быстро застывает. И если в вашем случае произошло именно так, то переживать не стоит. Ведь с приходом оттепели бетонный состав оттает и работы возобновятся.

Подобные ситуации в основном случаются в октябре или ноябре, когда отрицательные температуры длятся всего лишь несколько дней. Поэтому как только морозы отступят, бетон продолжит набирать прочность.

Во время заморозка самые серьезные воздействия испытывает верхняя часть бетона. Массив при этом сохраняет свою прочность. Однако в дальнейшем верхний слой может облупиться. Облупление верхнего слоя бетона происходит из-за того, что вода как легкий компонент поднимается верх.

Лишняя влага нарушает в верхней части конструкции водоцементное отношение. А еще появлению такого эффекта способствует отрицательная температура воздуха.

Если бетонный раствор не получилось использовать по прямому назначению и он замерз, а оттепели настанут еще нескоро, то необходимо принять некоторые меры по спасению. Итак, бетонное сооружение нужно накрыть пленкой ПВХ. Сделать этого необходимо для того, чтобы перепады температур не смогли нарушить верхней слой раствора. Такое действие поможет спасти бетон и дать ему возможность в теплое время продолжить гидратацию. Стоит сказать, что у такого состава прочность будет сравнительно меньше. Но это не так уж страшно. А если бетон просто бросить на открытом пространстве, то он вообще окажется негодным для строительства.

После зимнего периода неприкрытый бетонный состав теряет некоторую часть своего верхнего слоя. Происходит это из-за того, что осадки и перепады температур негативно влияют на состояние неокрепшего состава. Поэтому весной верхний слой просто сметают веником.

Теперь вы поняли, как производить бетонирование при отрицательных температурах в домашних условиях. Из этой публикации понятно, что этот процесс требует особой подготовки и определенных знаний, которые помогут сделать все грамотно.

www.beton-area.com

Особенности бетонирования при отрицательных температурах

При производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0°С, а также при бетонировании конструкций, расположенных в вечно-мерзлых грунтах, применяют способы бетонирования, позволяющие получать бетон необходимого качества.

Если не применять специальных способов бетонирования, то при замерзании бетона содержащаяся в нем свободная вода обращается в дед и твердение бетона прекращается. Если до замерзания твердение не началось, то не начнется и после него, если же началось, то практически приостанавливается до тех пор, пока свободная вода в бетоне будет находиться в замерзшем состоянии. Замерзшая в бетоне вода увеличивается в объеме приблизительно на 9%. Возникающее внутреннее давление льда разрывает слабые связи в незатвердевшем бетоне.

Вода, скапливающаяся на поверхности зерен крупного заполнителя, при замерзании образует тонкую ледяную пленку, нарушающую сцепление между заполнителем и раствором и снижающую прочность бетона. На арматуре образуется пленка льда, нарушающая сцепление арматуры с бетоном.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При оттаивании бетона находящийся в нем лед тает и твердение бетона возобновляется, но конечная прочность бетона, его плотность и сцепление с арматурой снижаются. Эти потери тем больше, чем в более раннем возрасте замерз бетон.

Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Также вредно и многократное замораживание и оттаивание бетона в начале твердения, что бывает, когда оттепели сменяются заморозками. Прочность бетона к моменту замерзания или охлаждения ниже расчетных температур, так называемая критическая прочность, при которой конечная прочность не снижается или снижается незначительно, должна указываться в проекте производства работ или в технологической карте.

Для бетона без противоморозных добавок монолитных конструкций и монолитной части сборно-монолитных конструкций прочность к моменту замораживания должна составлять не менее 50% проектной при марке бетона 150, 40%—для бетонов марки 200— 300, 30% —для бетонов марок 400—500, 70% —независимо от марки бетона для конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания замораживанию и оттаиванию, 80%—для бетона в предварительно напряженных конструкциях, 100% —для бетона конструкций, подвергающихся сразу после окончания выдерживания действию расчетного давления воды, и конструкций, к которым предъявляются специальные требования по морозостойкости и водонепроницаемости.

Для бетона с противоморозными добавками прочность к моменту его охлаждения до температуры, на которую рассчитано количество добавок, должна быть не менее 30% проектной при марке до 200, 25% —для бетона марки 300 и 20% —для бетона марки 400.

Условия и срок, к которому допускается замерзание бетона блоков массивных гидротехнических сооружений, указываются в проекте.

Бетон, достигший к моменту замерзания критической прочности, проектную прочность приобретает только после оттаивания и выдерживания при положительной температуре не менее 28 суток. В тех случаях, когда конструкции, забетонированные зимой (в том числе бетон сборных элементов с обычной и предварительно напряженной арматурой, входящих в состав сборно-монолитных конструкций), подлежат полному загружению при отрицательной температуре наружного воздуха, требуется выдержать бетон при положительной температуре до тех пор, пока не будет достигнута проектная прочность.

Величину прочности бетона в конструкции к моменту его замерзания определяют по минимальной прочности образца из контрольной серии.

Для получения необходимой прочности бетона проводят специальные мероприятия цр подготовке составляющих бетона и приготовлению бетонной смеси. Особое внимание уделяют защите забетонированных конструкций от непосредственного воздействия отрицательной температуры и ветра.

Необходимо, чтобы бетонная смесь, укладываемая в опалубку, имела определенную, заданную расчетом температуру.

Для защиты забетонированных конструкций от воздействия отрицательной температуры, создания искусственной тепловлажносхной среды для бетона, приготовленного на подогретых материалах, и выдерживания его в таких условиях до приобретения необходимой (критической) прочности применяют различные способы.

Бетон, уложенный в массивные конструкции зимой, наиболее часто выдерживают способом термоса, основанным на использовании утепленной опалубки, тепла подогретых составляющих бетонной смеси и тепла, выделяемого при схватывании и твердении цемента. Хорошо укрытый бетон остывает настолько медленно, что к моменту замерзания успевает набрать критическую прочность.

Для расширения области применения способа термоса используют предварительный электроразогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку, химические добавки-ускорители, цементы с повышенным тепловыделением и быстротвердеющие цементы, а также сочетают способ термоса с различными методами обогрева бетона, например с периферийным электропрогревом или обогревом конструкций.

При применении предварительного электроразогрева бетонной смеси температура разогрева для бетонов на портландцементах с содержанием трехкальциевого алюмината до 6% не должна превышать 80°С; на портландцементах с содержанием трехкальциевого алюмината более 6%—устанавливается строительной лабораторией после экспериментальной проверки; для бетонов на шлако-портландцементах — не должна превышать 90°G.

Бетонную смесь разогревают в специально оборудованных бункерах и бадьях, обеспечивающих ее равномерный прогрев, а также в оборудованных для этой цели кузовах автомобилей.

Часто при бетонировании фундаментов, расположенных в отдельных котлованах, способ термоса сочетают с использованием теплоотдачи талого грунта. В этом случае котлованы хорошо утепляют сверху, благодаря чему в них устанавливается небольшая положительная температура.

Бетон в тонких конструкциях остывает быстро, поэтому их приходится обогревать электрическим током, паром или теплым воздухом. Иногда в целях экономии электроэнергии сочетают способ термоса с обогревом.

Легкие бетоны на пористых заполнителях в зимних условиях выдерживают по способу термоса с предварительным электроразогревом бетонной смеси.

Кроме изложенных способов зимнего бетонирования, основанных на твердении бетона при положительной температуре, существует способ твердения бетона при отрицательной температуре. При этом бетонную смесь приготовляют с введением противоморозных добавок. Противоморозные добавки настолько понижают температуру замерзания воды, что обеспечивают твердение бетона при отрицательных температурах до —25°С. При выборе способа выдерживания бетона в первую очередь рассматривают возможность применения способа термоса, способа термоса с добавками — ускорителями твердения.

Если, применяя этот способ, невозможно получить требуемую прочность бетона в заданные сроки, то последовательно рассматривают возможность применения бетона с противоморозными добавками, способов электротермообработки, обогрева паром, теплым воздухом. В случае невозможности выдерживания бетона в конструкциях с помощью указанных мероприятий бетонные работы выполняют с применением тепляков.

Тот или иной способ производства бетонных и железобетонных работ в зимних условиях принимают на основе сравнительных технико-экономических расчетов.

Рекламные предложения:
Читать далее: Приготовление бетонной смеси в зимних условиях

Категория: - Бетонные работы в зимних условиях

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Бетонирование при отрицательных температурах

Общие положения. Понятие «зимние условия» при производстве бетонных работ отличается от календарного. «Зимние условия» для конкретной стройки начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до + 5°С, а в течение суток наблюдается ее падение ниже нуля.

При температуре ниже 0°С в бетоне прекращаются процессы гидратации, т.е. взаимодействие минералов цемента с водой. Твердение бетона приостанавливается, так как бетон замерзает, превращаясь в монолит, прочность которого обусловливается силами смерзания. В бетоне появляются внутренние напряжения, вызываемые увеличением объема свободной воды примерно на 9% при замерзании. Эти напряжения разрывают неокрепшие адгезионные связи между отдельными компонентами бетона, снижая его прочность. Свободная вода, замерзая на поверхности зерен заполнителей в виде тонкой пленки, препятствует сцеплению цементного теста с заполнителем. Это также ухудшает прочностные свойства бетона.

После оттаивания бетона твердение при положительной температуре возобновляется, но прочность оказывается ниже проектной, т.е. той, которая была бы достигнута при твердении в нормальных условиях. Снижаются и другие свойства бетона: плотность, долговечность, сцепление с арматурой и т. д. Свойства бетона ухудшаются тем значительнее, чем раньше после укладки произошло его замерзание. Если бетон к моменту замерзания наберет определенную прочность, то отрицательное влияние замораживания на его свойства невелико: после оттаивания прочность бетона может достигнуть проектной величины. В этом случае адгезионное сцепление между цементным тестом и заполнителем значительно больше внутренних напряжений. Поэтому вероятность деформаций в контактной зоне меньшая.

Минимальную прочность бетона к моменту его замерзания, достаточную для достижения им после оттаивания проектной прочности, называют критической. Эта прочность для бетонов в конструкциях с ненапрягаемой арматурой должна быть не менее 30...50% от проектной в зависимости от класса бетона и не ниже 50 кг/см2. В предварительно напряженных конструкциях она должна быть не ниже 70% от проектной. Если конструкции предполагается нагружать в зимний период, то к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигнуть 100% от проектной величины.

Для получения в зимних условиях бетона проектного качества необходимо обеспечить для него температурно-влажностный режим, при котором физико-химические процессы твердения не нарушаются и не замедляются. Продолжительность поддерживания такого режима должна обеспечивать достижение критической или проектной прочности.

Задача «зимнего» бетонирования: получить бетон заданной прочности. Для этого выполняются общие мероприятия и различные технологии обеспечения нормального режима твердения бетона.

Общие мероприятия:

а) Работы ведутся на подогретой бетонной смеси. Эта смесь в момент укладки в конструкцию должна иметь положительную температуру, по величине обратную температуре окружающего воздуха. Это достигается подогревом воды, щебня и песка (паром) при приготовлении бетонной смеси на заводе.

б) Для исключения охлаждения в пути кузов самосвала закрывается сверху щитами, а снизу подогревается выхлопными газами от двигателя автомобиля через устроенное двойное дно кузова.

в) Бадьи и бункера накрываются деревянными утепленными крышками, а снаружи обшиваются. При сильных морозах их периодически прогревают паром. Бетононасосы устанавливают в отапливаемых помещениях. Перед началом работы через бетоновод прокачивается горячая вода. Звенья труб магистрального бетоновода при температуре ниже минус 10°С заключают в теплоизоляцию вместе с обогревающей грубой трубопровода.

г) Перед укладкой бетонной смеси опалубка и арматура очищаются от мусора, снега, наледи. Для этого при необходимости используется продувка горячим воздухом от калориферов или паром, а также промыв горячим паром с последующей продувкой горячим воздухом.

д) При морозах ниже минус 15°С арматуру из стержней диаметром более 25 мм и прокатных профилей отогревается до плюс 5°С, чтобы обеспечить хорошее сцепление бетона с арматурой. С этой же целью выступающие за пределы утепленной опалубки металлические элементы после отогрева утепляются на длине не менее 1,5 м от блока.

е) На качество бетона сильно влияет состояние основания, на которое его укладывают. Важно исключить раннее замораживание бетона в стыке с основанием и последующее деформации пучинистых грунтов основания.

До начала бетонирования фундаментов пучинистые грунты отогреваются паром, огневым способом или с помощью электричества. Не пучинистые грунты не прогревают. Температура укладываемой смеси должна быть как минимум на 10°С выше, чем температура грунта основания. Не допускается укладка бетонной смеси на замерзший грунт («промороженное» основание).

При необходимости укладки бетонной смеси на ранее уложенный и замерзший бетон он отогревается на глубину не менее 400 мм и предохраняется от промерзания до приобретения свежим бетоном критической прочности.

ж) При бетонировании, для уменьшения тепловых потерь, бетонная смесь укладывается небольшими участками по длине и ширине, чтобы ранее уложенные слои быстрее перекрывались новыми, и температура бетона не успевала опускаться ниже расчетной.

з) Бетонирование ведется круглосуточно без перерывов, так как подготовка замерзших рабочих швов весьма трудоемка и не всегда обеспечивается необходимое качество.

Технологии, обеспечивающие нормальный режим твердения бетона:

1. Применение химических добавок.

Химические добавки понижают температуру замерзания жидкой части бетонной смеси, обеспечивающая твердение бетона при температуре ниже 0°С, что увеличивает время набора прочности.

Этот метод относительно недорогой (дополнительные затраты по сравнению с обычными условиями (удорожание) около 16%) и широко применяется в строительстве. В качестве добавок используются: хлористый натрий, хлористый кальций, углекислый калий (поташ), нитрит натрия и др.

Добавки вводятся в бетонную смесь при ее приготовлении. В зависимости от их количества получают заданный эффект:

- при 1–2% от веса цемента – ускорение твердения бетона; - при 3–5% от веса цемента – понижение температуры замерзания на 5–10°С;

- при 10–15% от веса цемента – полное исключение замерзания «холодный бетон», но при этом набор прочности продолжается 40–90 суток.

2. Прогрев бетона.

а) Метод «термоса». Используется тепло, выделяющееся при химических реакциях твердения бетона. Для этого конструкцию дополнительно утепляют.

Метод эффективен для массивных конструкций простой формы, особенно для заглубленных сооружений и конструкций на грунте и в грунте (фундаменты, стены подвалов, фундаменты под оборудование, полы на грунте и т. п.). Для усиления эффекта при приготовлении смеси используются цементы с повышенным тепловыделением.

б) Прогрев паром. Вокруг забетонированной конструкции устраивается «рубашка» из рубероида, деревянных или стальных щитов, под которую подается пар (рис. 4.52). «Рубашка» обеспечивает необходимый прогрев конструкции и влажность (не высушивает бетон).

Используется пар низкого давления 0,5 –0,7 атм. с температурой 80–90°С. Примерный режим паропрогрева: скорость подъема (градиент) температуры не более 5–10 град/ч; изотермический прогрев при температуре 80°С для бетонов на обычном портландцементе и 95°С – на шлакопортландцементе и пуццолановом цементе. Скорость остывания (градиент) бетона должна быть 10 град/ч. Паропрогрев бетона возможно вести до набора им проектной прочности, что особенно актуально для наших восточных и северных регионов, где «зимний период» составляет 8... 10 месяцев.

Метод применяется для прогрева различных бетонных конструкций, но лишь там, где имеется пар в необходимом количестве.

в) Электропрогрев. Внутренний – с помощью электродов. Тепло выделяется при прохождении электрического тока через сырую бетонную смесь. Электроды могут внедряться в свежеуложенный бетон или до бетонирования в конструкцию закладываются греющие провода. Количество электродов, греющих проводов в каждом случае определяется расчетом.

Достоинство способа – простота. Недостатки – сложность контроля (круглосуточное наблюдение) и высокая стоимость.

Наружный – тепло выделяется «греющей» опалубкой или греющими гибкими электрошнурами.

Рис. 4.52. Схемы устройства опалубки при обогреве железобетонных конструкций паром: а – обогрев фундаментов; б – обогрев бетонных плит (полов, площадок); в – капиллярная опалубка для прогрева колонны; г – обогрев ребристого перекрытия; 1 – утеплитель; 2 – съемный короб; 3 – короб колонны; 4 – подача пара; 5 – короб плиты перекрытия; 6 – опалубка; 7 – отверстия в ребрах короба для пара

3. Бетонирование в «тепляках». Над бетонируемой конструкцией или частью ее устраивают легкое каркасное ограждение из брезента, пленки и т.п. (шатер) и под него подается теплый воздух или нагреватели ставятся внутри шатра. Под шатром (температура плюс 5–10 °С) бетонирование выполняется в обычных условиях.

В зависимости от задания тепляк может «работать» 3–16 суток, до набора бетоном 50% проектной (расчетной) прочности или все расчетные 28 суток.

4. Обогрев бетона инфракрасными лучами (проникающий прогрев).

Особенность метода в том, что передача тепла бетону (прогрев) происходит на всю толщину конструкции одновременно и с одинаковой интенсивностью (рис. 4.53).

Для обогрева монолитного бетона применяют ТЭНы типа НВСЖ (нагреватель воздушный сушильный жаростойкий) или НВС (нагреватель воздушный сушильный). Мощность этих обогревателей на 1 м длины колеблется от 0,6 до 1,2 кВт, температура излучающих поверхностей – от 300 до 600°С. ТЭНы работают при напряжении 127, 220 и 380 В.

Карборундовые излучатели имеют мощность до 10 кВт/ч, а их рабочая температура достигает 1300–1500 °С. 

Рис. 4.53. Схемы обогрева инфракрасными лучами: а – прогрев бетона в плитах; б, в – то же, в стенах; 1 – прогреваемые конструкции; 2 – трапецеидальные отражатели; 3 – инфракрасные излучатели; 4 – сферические отражатели; 5 – толь; 6 – опалубка; 7 – щиты скользящей опалубки

Оптимальное расстояние между инфракрасной установкой и обогреваемой поверхностью 1–1,2 м.

Обогревать инфракрасными излучателями можно как открытые поверхности бетона, так и через опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Температура на поверхности бетона не должна превышать 80–90°С. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, пергамином или рубероидом. 

Инфракрасные установки ставят на таком расстоянии друг от друга, чтобы прогреть все участки бетонной поверхности. Прогрев бетона инфракрасными лучами условно делят на три периода: выдержку бетона и его разогрев; изотермический прогрев; остывание.

Способ применяют для термообработки бетона в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности (например, стен, бетонируемых в скользящей опалубке, плит, балок). Этот метод применяют также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах, при укладке бетона в штрабы, а также для отогрева арматуры, закладных деталей и «активной» поверхности опалубки-облицовки перед укладкой в нее бетона.

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.

build.novosibdom.ru

Заливка бетона при отрицательных температурах: без прогрева и с прогревом

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.

Капризы природы нередко вносят коррективы в планы застройки на отечественной территории. То проливной дождь мешает рытью котлована, то шквальный ветер прерывает сооружение крыши, 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 строительство из пенобетонных блоков 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 свайного фундамента 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 (К2СО3). 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 (NaNO2). 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 (CaCl2), 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.

Видео-рекомендации для зимнего бетонирования

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.

stroy-banya.com

Бетонирование при отрицательной температуре

Бетонные работы являются частью практически любого серьезного строительства. Но в традиционном исполнении их разрешается проводить при температуре не ниже +5 градусов. Чтобы иметь возможность продолжать работу после наступления холодов, применяются специальные технологии.

Как влияют на бетон отрицательные температуры

Негативные последствия замерзания бетона:

  • Как известно, роль растворителя в бетонной смеси выполняет вода. После ее замерзания «склеивающее» воздействие цемента приостанавливается
  • При переходе влаги в твердое состояние она увеличивает свой объем почти на 10%, что приводит к появлению внутреннего давления в бетонной конструкции. Если к тому времени смесь не набрала требуемой прочности, возникшее внутри напряжение начнет ее разрушать: обычно это проявляется в образовании трещин и сколов
  • Ситуация усугубляется, если для армирования применяют стальной каркас. Дело в том, что сталь отличается повышенной теплопроводностью, поэтому замерзание в первую очередь происходит в тех областях бетонной заливки, которые непосредственно соприкасаются с арматурными прутками. Замерзшая влага, увеличиваясь в объеме, начинает «раздвигать» пространство для воды из других слоев. В результате вокруг прутков образуются своеобразные ледяные карманы, подрывающие монолитность всего каркаса. Когда такой раствор полностью застынет, его прочностные характеристики будут далеки от оптимальных

Воздействие мороза на бетон не несет негативных последствий только в том случае, если к тому времени конструкция хорошо схватится. На строительном языке этот показатель именуется «порогом критической прочности»: на его значение влияет марка используемого раствора.

Методы зимнего бетонирования

Работая с бетоном при отрицательных температурах, необходимо создать такую ситуацию, при которой он не будет замерзать. Есть несколько способов поддержания оптимального для застывания раствора температурного режима:

1. Нагревание смеси. Перед укладкой бетонной смеси в морозную погоду ее нагревают до нужной температуры. Это позволяет повысить порог критической прочности.

2. Подогрев конструкции изнутри. Этот способ предусматривает закладку внутрь опалубки специальных обогревающих элементов (кабелей), которые после заливания раствора будут поддерживать его нужном температурном режиме.

3. Наружный обогрев. В этом случае идут путем повышения температуры воздуха на локальном участке бетонирования. Для этих целей используются мощные обогреватели (тепловые пушки) и разборные конструкции («тепляки»).

4. Теплоизолирующая опалубка. Если мороз не очень сильный (до -5 градусов), проблему можно решить, используя специальную утепленную опалубку закрытого типа: она сохраняет внутри необходимый уровень температуры для качественного застывания бетона.

Заказать прогрев бетона у нашего бетонного завода.

Использование противоморозных добавок

Однако самым недорогим и простым методом бетонирования в морозную погоду является использование специальных модификаторов. Как правило, они применяются в комбинации с одним из вышеперечисленных способов. Противоморозные добавки имеют две разновидности:

1. Понижающие уровень кристаллизации воды. Речь идет о химических компонентах, обеспечивающих качественную полимеризацию раствора во время мороза.

2. Ускорители твердения. Благодаря им время застывания бетона значительно сокращается.

Процентная доля этих модификаторов обычно находится в пределах 2-10% от части цемента. Противоморозные добавки в состоянии обеспечить проведение бетонных работ при достаточно сильных морозах (до -25 градусов). Однако лучше всего их использовать в менее экстремальных условиях.

Список наиболее популярных добавок данного типа:

  • Поташ (углекислый калий). Наиболее распространенная добавка для бетона, которая не провоцирует ржавление металлической арматуры. Процесс полимеризации раствора после введения в его состав поташа не прекращается даже при температуре -25 градусов. На поверхности готовой конструкции обычно отсутствуют соляные разводы. Однако есть и отрицательный момент – смесь начинает очень быстро схватываться: вырабатывать ее рекомендуется в течении 50 минут.
  • Нитрит натрия. Благодаря этому модификатору бетонные работы можно проводить при температуре до -19 градусов. Вещество обладает антикоррозийными характеристиками, увеличивая скорость застывания. На готовом бетоне могут присутствовать высолы.
  • Хлорид кальция. Обеспечивает застывание бетона при -20 градусов, параллельно с ускорением его схватывания. Как и предыдущий модификатор, хлорид кальция может оставлять разводы на поверхности конструкции.

Рекомендации при зимнем бетонировании

Для того, чтобы получить хорошее качество бетона после наступления холодов, при его укладке необходимо соблюдать следующие правила:

1. Опалубка должна быть тщательно подготовлена. Из нее необходимо удалить весь снег и наледь, разогрев арматурный каркас и дно до положительных температур. Для этих целей используются переносные жаровни или тепловые пушки, работающие на сжиженном газе.

2. Плиточный фундамент. Поддержать нужную температуру застывания при значительных морозах в этом случае практически нереально. Основания данного типа можно заливать только при небольших заморозках.

3. Ленточный фундамент. Более удобный для зимней реализации вариант, т.к. здесь можно выполнять работы поэтапно (создать необходимые для застывания раствора условия на локальных участках намного проще).

4. Непрерывность процедуры. Даже если фундамент заливается частями, каждый следующий участок необходимо укладывать до начала схватывания предыдущего.

5. Комбинирование методов. Наилучшая эффективность зимнего бетонирования достигается при использовании не одного, а сразу нескольких методов.

Это были основные рекомендации по заливке бетона в холодное время года. Несмотря на эффективность описанных методов, нужно помнить: строительство при положительных температурах всегда будет оставаться проще, дешевле и надежнее.

Написать новый комментарий

Читайте так же:

Для чего используется армирование бетона?

Бетон имеет отличные показатели сжатия, но считается крайне неустойчивым во время растяжения. К тому же, армирование бетона позволяет предотвратить столь неприятный процесс, как усадка недавно возведенного дома или любого другого строения.

Подробнее

Copyright © 2007-2018 Московской строительный комбинат №1 Страница загружена за: 0.1337 s

Заказать бетон: +7 (499) 350-03-90

betonnyi-zavod.ru


Смотрите также