бетонирование зимой

Как залить бетон зимой без прогрева

11 января, 2015. Прочитано 12684 раз(а)

В процессе строительства и проектирования жилых или нежилых зданий, зачастую появляется необходимость заливки фундамента бетонным раствором в поздний осенний или уже зимний период. Когда температура воздуха опускается ниже 0°С. Согласно рекомендациям специалистов и завода изготовителя бетона – оптимальная температура для заливки и застывания смеси составляет +5°С. Отсюда, возникает следующий вопрос — как залить бетон зимой без прогрева?

Многие квалифицированные специалисты и строительные компании для заливки смеси в осенне-зимний период используют специальные системы подогрева, которые представлены тремя методами:

Однако если нет такой возможности в использовании вышеперечисленных методов, то в данной статье мы рассмотрим более подробно, как можно без вспомогательного прогрева залить бетон зимой.

Полезная информация

Заливка раствора при минусовых температурах имеет ряд специфических нюансов. Зимние условия в строительной сфере начинаются при средней температуре воздуха ниже +5°С, или когда этот показатель опускается ниже 0°С в течении суток.

Главная задача в процессе бетонирования зимой – обеспечение затвердение раствора при влажной и теплой среде в период всего срока его застывания. Другими словами, Вам необходимо обеспечить оптимальные условия для набора бетонным раствором процента прочности – не менее 60%, которая будет гарантировать сохранность структуры всего фундамента и оптимальное его затвердение уже после оттепели.

Заливаемый раствор должен набрать свою прочность в зимой, которой будет достаточно для полной загрузки монолитной конструкции или частичной, а также для распалубки.

Внизу приведем таблицу с оптимальными данными по времени выдерживания бетонной смеси и набора прочности.

Важно! Бетон может набирать прочность, только в том случае если температура раствора будет плюсовая.

В процессе бетонирования следует в первую очередь защитить раствор от замерзания, чтобы нормально проходил процесс гидратации, и раствор не набрал достаточную прочность, обеспечивающую оптимальное сопротивление льда, и сохранить способность затвердевания при плюсовой температуре без ухудшения главных свойств монолитной конструкции. Когда к фундаменту предъявляются высокие условия к динамическим характеристикам и морозостойкости, то следует защитить бетон от промерзания до тех пор, пока он не наберет достаточную марочную прочность. Процент набора оптимальной прочности для раствора будет зависеть от марки используемого цемента, добавок, температуры смеси и других условий.

Специальные добавки

Если у Вас нет возможности выполнить полноценный обогрев бетона, то необходимо использовать специальные противоморозные добавки, которые обладают рядом преимуществ:

• Ускоряют процесс затвердения;
• Увеличивают продолжительность затвердения смеси;
• Понимают температуры замерзания воды;
• Позволяют бетону при отрицательных температурах набрать достаточную прочность.

Антиморозные добавки позволяет бетону не замерзнуть до тех пор, пока не произойдет весь процесс гидратации смеси. В противном случае вода начнет разрывать, замерзая схватившуюся часть фундамента. Как правило, вода будет подниматься в верхние слои бетона (что в случае оттаивания и промерзания может начаться шелушение).

Гидратация будет происходить, только когда вода находится в жидком состоянии, а скорость протекания реакции при отрицательных температурах быстро снижается. Для этого используют морозостойкую добавку, которая также ускоряет процесс затвердения и схватывания.

В зависимости от температуры окружающего воздуха, способа заливки монолитной конструкции, требования предъявленных к раствору и способу ухода за затвердевающим бетоном будет зависеть количество и вид добавок вводимых в готовую смесь.

Подогрев бетона

Вторым немаловажным фактором, если нельзя залить бетон зимой без прогрева, для полноценного бетонирования – подогрев раствора. В зависимости внешних факторов, температуры воздуха, массивности конструкции, можно прогревать воду для раствора или наполнители – гравий, щебенку, песок и т.д. Оптимальная температура для раствора при выходе из миксера не должны быть более 40°С, в противном случае бетон будет практически мгновенно густеть. Минимальной температурой раствора при заливке массивных фундаментов считается не менее 5°С, а для заливки тонких конструкций не менее 20°С.

Когда заливка конструкции раствором закончена необходимо, накрыть весь фундамент плотной пленкой или специальными утеплителями (пенопласт, опилки, минеральной ватой и т.д.). Также можно дополнительно утеплить всю опалубку по периметру.

Для того, чтобы бетон без подогрева набрал достаточную прочность можно использовать следующие методы:

• Можно жечь костер с подветренной стороны в течение 3-4 часов (этот метод особенно эффективный при отрицательных температурах до -5-6°С).
• Как писалось выше утеплить фундамент при помощи теплоизолирующих материалов.

Рекомендация! Чтобы определить есть ли морозостойкая добавка в растворе, молочко должно быть зеленого цвета. Лучше всего поднять W (морозостойкость) до 6, чтобы добиться максимального эффекта.

После зимы, осматриваем внимательно всю монолитную конструкцию, в сомнительных местах поковырять или простучать. Если начали проявляться дефекты, отшелушивание, недостаточная рекламация бетонной смеси, то необходимо связаться с заводом поставщиком раствора и предъявить претензии к качеству бетона. Удачи!

Бетонирование зимой: способы, особенности, необходимые мероприятия

При необходимости проведения зимнего бетонирования главной проблемой являются низкие температуры окружающей среды, которые приводят к замерзанию строительных материалов. Соответственно, технология бетонирования в зимних условиях направлена на предотвращение замерзания воды и других материалов.

Требования к зимнему бетонированию определяются СНиП 3.03.01, согласно которому зимними условиями считаются температуры ниже 5°С.

Особенности зимнего бетонирования

Существуют две важные причины, усложняющие процесс укладки бетона в зимой.

• При низких температурах замедляется процесс гидратации цемента, что является причиной увеличения сроков набора твердости бетоном.

При температуре окружающей среды, равной 20 0 С, в течение недели бетон набирает около 70% проектной прочности. При понижении температуры до 5 0 С для набора такого уровня прочности потребуется времени в 3-4 раза больше.

• Еще одним нежелательным процессом является развитие сил внутреннего давления, которые возникают из-за расширения замерзшей воды. Это явление приводит к разупрочнению бетона. Помимо этого, из замерзшей воды вокруг заполнителей образуются ледяные пленки, нарушающие связь между компонентами смеси.

При замерзании воды в порах твердеющей смеси развивается значительное давление, которое приводит к разрушению структуры неокрепшего бетона и снижению его прочностных характеристик.

Снижение прочности тем значительнее, чем в более раннем возрасте бетона замерзла вода. Наиболее опасным является период схватывания бетонной смеси. Если смесь замерзнет сразу после укладки ее в опалубку, то ее прочность при отрицательных температурах будет обусловлена только силами замерзания. При повышении температуры процесс гидратации цемента возобновится, но прочность такого бетона будет значительно уступать аналогичной характеристике материала, который не подвергался замораживанию.

Противостоять замораживанию без структурных разрушений может только тот бетон, который уже набрал определенное значение прочности. Важно соблюдать правило беспрерывной укладки бетона во избежание холодных швов.

В современном строительстве в мировой практике наиболее распространен способ зимнего бетонирования, когда бетонная смесь предохраняется от замерзания во время ее схватывания и набора определенной величины прочности, которая называется критической.

Под критической величиной прочности бетона принимают прочность, которая равна 50% от марочной. В конструкциях ответственного назначения бетон предохраняется от замерзания до достижения 70% от проектной прочности.

В современном строительстве применяют несколько способов бетонирования в зимний период:

• использование добавок противоморозного действия;
• укрытие бетонной смеси пленкой ПХВ и другими утеплителями;
• электрический и инфракрасный прогрев бетона.

Основной закон прочности бетона, описанный здесь, позволяет грамотно спланировать строительные работы.

Самые популярные производители бетона, бетонных смесей и составляющих.

Применение добавок противоморозного действия

Технологически наиболее удобным и экономически выгодным методом проведения зимнего бетонирования является применение противоморозных добавок. Этот безобогревный способ гораздо дешевле бетонирования с предварительным ограждением и утеплением конструкции, прогрева электричеством и инфракрасными лучами.

Модификаторы противоморозного действия могут использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с различными методами подогрева.

Все существующие «зимние» добавки в бетон можно разделить на три основные группы.

• К первой группе относят добавки, которые либо слабо ускоряют, либо слабо замедляют процессы схватывания и твердения смеси. Представители этого класса — сильные и слабые электролиты, неэлектролиты и составы органического происхождения — карбамид и многоатомные спирты.
• Ко второй группе принадлежат модификаторы на основе хлорида кальция. Эти вещества имеют способность сильно ускорять процессы схватывания и твердения и обладают значительными антифризными свойствами.
• В третью группу входят вещества, обладающие слабыми антифризными свойствами, но являющиеся сильными ускорителями схватывания и твердения с сильным тепловыделением сразу после заливки. Сфера применения этих добавок невелика, но они представляют интерес с научной точки зрения. К таким добавкам относятся трехвалентные сульфаты на основе алюминия и железа.

Мероприятия, увеличивающие эффективность применения противоморозных добавок

Противоморозные добавки выполняют важную роль — активируют процессы твердения смеси и снижают температуру замерзания жидкой фазы. Но для получения эффективного результата, наряду с использованием модификаторов, необходимо выполнять ряд сопутствующих мероприятий.

• Созданию внутренней теплоты в бетонной смеси способствует предварительный подогрев ее компонентов.
• После окончания укладки поверхность бетона необходимо утеплить матами, что позволит сохранить тепло, выделенное в результате экзотермической реакции цемента и воды, и сохранить условия, подходящие для твердения.
• Зимой наиболее эффективно использовать портландцементы и высокомарочные быстротвердеющие цементы.

При зимнем бетонировании не рекомендуется использовать замерзшие заполнители.

• При изготовлении бетонной смеси из подогретых компонентов применяют иной порядок загрузки всех элементов, чем в традиционных летних условиях, когда все сухие составляющие одновременно загружаются в заполненный водой барабан смесителя. Зимой, чтобы избежать заваривания цемента, сначала в барабан заливают воду, затем засыпают крупный заполнитель, а потом проворачивают барабан несколько оборотов и засыпают песок и цемент.

Продолжительность перемешивания компонентов в зимнее время должна быть увеличена примерно в полтора раза.

• Транспортировка смеси должна осуществляться в утепленной машине, с двойным днищем, куда поступают отработанные газы. Места погрузки и выгрузки бетонной смеси необходимо изолировать от воздействия ветра, а средства подачи смеси — тщательно утеплить.
• Опалубка и арматура должны быть очищены от снега и наледи, арматуру необходимо отогреть до положительной температуры.
• Обязательное условие зимнего бетонирования — быстрые темпы его проведения.

Сертификат качества на бетон, который можно скачать по этой ссылке, содержит результаты тестирования бетона и основных его характеристик.

Хотите заказать бетонные работы? Узнайте тут, сколько они стоят.

Метод «термоса»

Технологически метод «термоса» осуществляется укладкой смеси положительной температуры в утепленную опалубку. Бетон набирает прочность благодаря начальному теплосодержанию и экзотермическому выделению при реакции гидратации цемента.

Максимальное тепловыделение обеспечивают портландцементы и высокомарочные цементы. Особо эффективен метод «термоса» в сочетании с противоморозными добавками.

Бетонирование методом «горячего термоса» заключается в кратковременном подогреве смеси до 60-80 0 С, уплотнении ее в горячем состоянии и выдерживании в «термосе» или с применением дополнительного подогрева.

В условиях строительной площадки бетонную смесь разогревают с помощью электродов. Смесь выступает в цепи переменного электротока в роли сопротивления. Электропрогрев проводят в кузовах автосамосвалов или бадьях.

Способы искусственного нагрева и прогрева бетона

Сущность этого метода заключается в создании и дальнейшем поддержании температуры смеси при максимально допустимой величине, пока бетон не наберет требуемую прочность. Этот способ применяется в случаях, когда метода «термоса» оказывается недостаточно.

Существует несколько вариантов достижения требуемого результата:

• Физический смысл электродного прогрева аналогичен выше описанному методу электродного разогрева смеси. В данном случае используется теплота, которая выделяется смесью при пропускании через нее электрического тока. Для подведения электротока к бетону применяют электроды нескольких типов: пластинчатые, струнные, полосовые, стержневые. Наиболее эффективными являются пластинчатые электроды, изготавливаемые из кровельной стали. Пластины нашивают на поверхность опалубки, непосредственно соприкасающуюся с бетоном, и подключают к разноименным фазам сети. Между противолежащими электродами происходит токообмен, в результате чего осуществляется нагрев всей бетонной конструкции.
• Сущность контактного или кондуктивного нагрева заключается в использовании тепла, выделяемого в проводнике во время прохождения по нему электротока. Контактным способом теплота передается всем поверхностям бетонного элемента. От поверхностей тепло распространяется по всей конструкции.

Для контактного нагрева бетона используют термоактивные гибкие покрытия или термоактивные опалубки.

• Способ инфракрасного нагрева основан на способности инфракрасных лучей при их поглощении телом трансформироваться в тепловую энергию. Теплота от излучателя к нагреваемому телу осуществляется моментально без использования переносчика тепла. В качестве генераторов инфракрасных волн используют кварцевые и трубчатые металлические излучатели. Инфракрасный нагрев применяется для отогрева арматуры, промороженных бетонных поверхностей, тепловой защиты уложенной бетонной смеси.
• При индукционном нагреве используется теплота, которая выделяется в стальной опалубке или арматурных деталях и изделиях, расположенных в электромагнитном поле катушки-индуктора. Этот метод применяется с целью отогрева ранее выполненных бетонных конструкций при любой температуре окружающей среды и в любой опалубке.

Соблюдение рекомендаций по зимнему бетонированию позволит избежать утраты прочностных характеристик бетонных и железобетонных конструкций, выполненных при пониженных температурах наружного воздуха.

Чем отличается бетонирование зимой от бетонных работ в теплое время года

Бетонная смесь является идеальным строительным материалом для возведения монолитных стен и несущих каркасов любых типов зданий и сооружений.

Свежеприготовленная смесь, благодаря пластичной и подвижной структуре способна заполнять пустоты и принимать любую форму, повторяя контуры установленной опалубки, что позволяет создавать несущие элементы строительных конструкций практически любой сложности.

Заливка монолитной плиты в зимний период.

Монолитный бетон может застывать без доступа воздуха, а некоторые марки строительных смесей могут достигать своей прочности даже при полном погружении в воду, однако в использовании этого материала есть одно существенное ограничение.

Нормальное отвердевание жидкой бетонной смеси может происходить при температуре окружающего воздуха не ниже +5 °С, а при отрицательных температурах в массе раствора происходят структурные изменения, которые приводят к потере прочности всей конструкции, что существенно затрудняет его использование в зимнее время.

Особенности бетонирования в холодное время года

Для того чтобы разобраться с вопросом, как бетонировать зимой в условиях отрицательных температур, в этой статье будут рассмотрены главные причины нарушения эксплуатационных свойств жидкого бетона, а также описаны различные методы борьбы с подобными явлениями.

Кроме того читателю будет представлена подробная инструкция, в которой описаны наиболее распространенные способы выполнения бетонных работ в зимний период.

Укладка греющих матов на поверхности бетона.

Причины снижения прочности

Процесс затвердевания жидкой бетонной смеси происходит в результате гидратации, то есть реакции связующего вещества, в данном случае цемента, с водой. В процессе гидратации частицы цемента скрепляются между собой, связывая тем самым частицы заполнителя (песок, щебень, отсев), в результате чего образуется монолитный бетонный массив.

Под воздействием низких температур в готовой строительной смеси, которая заливается в опалубку, в зависимости от конкретных условий, могут возникать следующие процессы:

1. При температуре ниже +5 °С существенно замедляется реакция гидратации, значительно снижая, таким образом, скорость затвердевания рабочей смеси.
2. При отрицательных значениях окружающей температуры вся вода, находящаяся в растворе постепенно переходит в твердое состояние, в результате чего гидратация полностью прекращается.
3. Переходя в твердое состояние, вода увеличивается в объеме примерно на 9%, разрывая при этом частицы цемента и заполнителя, которые только начали скрепляться между собой, тем самым нарушая структуру и снижая прочность бетона.

Со временем микротрещины могут привести к разрушению конструкции.

1. Замерзшая вода, превратившись в лед, оттесняет растворное тесто от элементов арматурной обвязки, увеличиваясь в объеме, создает очаги локального напряжения, а после оттаивания образует раковины и пустоты внутри монолитного элемента конструкции.
2. При длительном воздействии отрицательных температур вода полностью вымерзает из строительной смеси, в результате чего последующая гидратация становится невозможной.

В совокупности, все эти процессы приводят не только к ухудшению качества готового бетона, но и к снижению прочности, несущей способности и долговечности всей строительной конструкции, которая к тому же, по СНиП не будет соответствовать нормам.

Ленточный фундамент, который был залит в сильный мороз.

Зависимость проектной прочности от степени воздействия холода

Однако, даже принимая во внимание все сказанное выше, на вопрос: можно ли бетонировать зимой, следует ответить утвердительно, поскольку выполнение бетонных работ в холодное время года в принципе возможно, при соблюдении определенных условий.

Дело в том, что влияние низких температур на снижение качества строительной смеси происходит не сразу. Если бетонный раствор успеет набрать критическую прочность до наступления описанных выше явлений, его дальнейшее отвердевание может происходить в нормальном, хоть и слегка замедленном режиме, без каких либо неприятных последствий.

Критическим принято считать такое значение прочности, при котором воздействие низких температур не будет оказывать отрицательного влияния на твердеющий раствор. В общестроительных работах это значение составляет 50% от проектной прочности, а при строительстве ответственных узлов может быть увеличено до 70%.

График отвердевания бетона на портландцементе при различных температурах окружающей среды.

Существует определенная зависимость проектной прочности от воздействия низких температур после достижения критической прочности.

1. При полном промерзании раствора до того момента, как он достиг своей критической, то есть 50% проектной прочности, дальнейшее использование конструкций не допускается. Даже после оттаивания такой раствор считается непригодным.
2. При замерзании раствора после достижения 50% проектной прочности внутренние структурные изменения проявляются в незначительной мере, и после оттаивания гидратация протекает в нормальном режиме. Снижение конечной прочности может составлять не более 10% от проектного значения.
3. Промерзание раствора после достижения 70% проектной прочности, не вызывает каких либо изменений в его структуре, а лишь увеличивает время полного отвердевания. После оттаивания гидратация будет продолжена в нормальном режиме до набора проектной прочности.

Таким образом, при бетонировании в холодное время года важно сразу же после заливки не допустить промерзания строительного раствора до достижения им определенного значения прочности. Далее будут рассмотрены различные методы предупреждения раннего замерзания бетонной смеси.

График, который показывает влияние добавок, ускоряющих процесс гидратации..

Обратите внимание!
Для механической обработки конструкции из бетона, который достиг своей проектной прочности, может использоваться только резка железобетона алмазными кругами при помощи специального электроинструмента.

Противоморозные добавки

Одним из наиболее распространенных методов противодействия низким температурам является использование противоморозных реагентов, которые добавляются в строительную смесь в процессе приготовления в соответствии с инструкцией по применению.

Главной отличительной особенностью такого способа является достаточно низкая стоимость, а также удобство применения, что позволяет выполнять бетонирование своими руками без использования специального оборудования.

Все противоморозные добавки по принципу действия условно можно разделить на три группы.

1. Добавки, которые увеличивают пластичность и незначительно ускоряют реакцию гидратации, благодаря чему способствуют равномерному распределению смеси и ускоряют схватывание цемента. Они применяются главным образом при низких положительных температурах.
2. Вещества, которые существенно ускоряют процесс гидратации, а кроме того обладают сильным антифризным действием, тем самым значительно уменьшая время схватывания цемента и не допуская замерзания воды. Такие добавки могут использоваться без ограничений в условиях значительных отрицательных температур.
3. К третьей группе относятся модификаторы, которые обладают слабо выраженным антифризным действием, но очень сильно ускоряют процесс гидратации. Они могут применяться при низких отрицательных температурах для работы на открытых площадках.

На фото показаны жидкие противоморозные добавки.

Совет!
Противоморозные добавки третьей группы, по причине их очень малого времени схватывания не рекомендуется использовать в труднодоступных местах и скрытых полостях, например для бетонирования свай.

Эффект термоса

К такому методу чаще всего прибегают при изготовлении массивных бетонных конструкций, например при заливке ленточного фундамента, в условиях низких положительных или незначительных отрицательных температур.

Его суть заключается в том, что гидратация является экзотермической реакцией, то есть цемент при взаимодействии с водой выделяет некоторое количество тепла, которого при соблюдении определенных условий может быть достаточно для того, чтобы раствор успел набрать необходимую прочность до полного промерзания.

Для того чтобы выполнить эти условия прибегают к следующим действиям.

1. Прежде всего, чтобы уменьшить теплоотдачу нужно выполнить теплоизоляцию опалубки, а также подготовить накрывающий материал для последующей теплоизоляции залитого раствора.
2. Изготовление рабочего раствора необходимо выполнять непосредственно на месте проведения работ, использую для его приготовления подогретую воду.
3. Если есть такая возможность, ковш бетономешалки можно подогревать в процессе работы при помощи газовой горелки.
4. Для увеличения времени остывания раствора, металлические элементы арматурной обвязки также нужно подогреть до плюсовой температуры.
5. Разогретую бетонную смесь за один прием залить в опалубку, равномерно распределить по всему объему, не допуская образования пустот и воздушных пузырей, после чего накрыть теплоизоляционным материалом и оставить до полного отвердевания.

Теплоизолирующая опалубочная система для работы в зимний период.

Совет!
Необходимо помнить, что при разогреве строительной смеси, ее подвижность и пластичность существенно снижается, поэтому в воду для приготовления раствора нужно добавлять пластификатор.

Теплая опалубка

Более прогрессивной, по сравнению с предыдущим способом является заливка строительной смеси в утепленную опалубку с электроподогревом. Такой способ позволяет выполнять строительные работы независимо от времени года и климатических условий и не требует применения специальных противоморозных добавок.

Однако цена покупки и эксплуатации таких опалубочных систем достаточно высока, поэтому их использование имеет смысл только в случае массового серийного строительства.

Термоактивная опалубочная система с электроподогревом.

Подогрев монолитной конструкции

Применение некоторых видов противоморозных добавок для бетона может вызывать коррозию металлических элементов арматурной обвязки, поэтому для борьбы с вредным влиянием низких температур часто используют искусственное прогревание бетонного раствора, который уже уложен в опалубку.

Для этих целей, в зависимости от конкретных условий используются различные источники тепла.

1. Электрический подогрев при помощи электродов, которые погружаются в толщу раствора, происходит за счет электропроводности воды и растворенных в ней минеральных солей. Два электрода погружаются в раствор на определенную глубину в разных частях опалубки, и при подведении к ним электрического тока он проходит сквозь толщу раствора, вызывая нагревание воды.
2. Подогрев горячим паром выполняют при помощи парогенераторной установки, которая подает разогретый пар внутрь специального теплоизолированного кожуха, устанавливаемого непосредственно вокруг опалубки.
3. Иногда используется укладка греющего кабеля, однако следует понимать, что это крайняя мера, потому что извлечь его оттуда уже не получится, и он останется там навсегда.

Укладка нагревающего кабеля.

1. Для прогревания больших площадей над местом заливки опалубки возводится специальный шатер из брезентовой или тентовой ткани. Внутри шатра устанавливаются дизельные или электрические тепловые пушки, или как вариант, инфракрасные излучатели. Они нагревают бетонную поверхность раствора и воздух внутри шатра, а в толщу смеси тепло передается за счет теплопроводности бетона.

Последний способ удобно использовать для заливки монолитной плиты под фундамент жилого дома при индивидуальном строительстве. При этом следует учесть, что все необходимые коммуникации нужно провести заранее, однако если так случилось, что этого не сделали, для сквозной проходки монолитной плиты можно использовать алмазное бурение отверстий в бетоне после его полного отвердевания.

Ручная установка для алмазного бурения.

Выбор марки бетона

В таблице 1 представлены наиболее подходящие марки бетона для различных объектов индивидуального жилищного строительства, пригодные для использования в зимний период.