Заливка бетона при минусовой температуре: особенности и процесс выполнения работ. Противоморозные добавки в бетон: применение и расход Жидкие противоморозные добавки в бетон

Существует серьёзное заблуждение, что противоморозные добавки потому и называются «противоморозными», что их надо использовать, когда за окном уже ниже нуля.

Однако, при любой температуре ниже +20°С происходит замедление схватывания, твердения и набора прочности бетона. Для наглядности это показано в таблице на примере бетона класса В25.

Набор прочности бетона В25 (в % в расчетной на 28 сутки)

Так что не нужно ждать понижения температуры ниже 0°С!

Необходимо применять противоморозные добавки уже при температуре ниже +10°С, только таким образом можно выполнить бетонные работы качественно и получить надёжное и долговечность бетонной конструкции!

В Европейской части России погодные условия в октябре-ноябре характерны пониженными температурами. Хотя за окном ещё нет 0°С и вода на улице не замерзает, но происходит значительное охлаждение воздуха и строительных конструкций. Ночью бетон аккумулирует холод, который и днем будет негативно влиять на химические процессы твердения бетона и общее качество проводимых строительных работ.

Если строительные работы на открытом воздухе или в не отапливаемых помещениях, не успели выполнить в теплое время года (температура +20°С ±2°С), то с приходом осени их приходится заканчивать, либо использовать противоморозные добавки.

Что влияет на схватывание и твердение бетона при пониженных температурах?

Давайте рассмотрим физические и химические процессы, которые протекают при выполнении бетонных, кладочных и штукатурных работ.

Бетон и цементный раствор в конструкциях должны набрать расчетную прочность, это необходимо для того, чтобы строительные конструкции выдерживали все эксплуатационные нагрузки и обеспечили долговременную безремонтную работу самого сооружения.

Материалы, приготовленные с использованием цемента в процессе укладки или нанесения проходят две фазы: схватывание и твердение.

1. Фаза схватывания - длится недолго (максимум несколько часов): вода в смеси вступает в реакцию с цементом, материал в своей массе теряет подвижность, структура становится хрупкой, но прочности смесь еще не набрала.
2. Фаза твердения - продолжается продолжительное время (иногда месяцами), но максимальный расчетный 100% набор прочности достигается на 28 сутки.

Немного теории и практики

При температуре ниже +5°С, вода в смеси не вступает в реакцию с цементом, не происходит процесса гидратации в смеси, вода через некоторое время испаряется и материал не набирает расчетной марочной прочности.

Это заметно на кладке стен, когда при нормальной температуре можно в первый день выложить 4 ряда кирпича и на второй день продолжать кладку, т.к. раствор схватился и начал твердеть, то при температуре от +10°С до +5°С – раствор в кладке на второй день еще мягкий, процесс схватывания происходит медленно или не начался. Это грозит разрушением стены под весом следующих рядов кладки.

В монолитных тонкостенных конструкциях после снятия опалубки на вторые или третьи сутки на поверхности бетона образуется многочисленные усадочные трещины.

При температуре ниже 0°С, вода в смеси замерзает и показатели прочности отражают прочность кристаллов льда в порах материалов, такие конструкции можно принимать в эксплуатацию только в условиях вечной мерзлоты, при оттаивании весной такие конструкцию разрушаются, потому что кристаллы льда разрывают структуру бетона, и несущая способность конструкции стремится к нулю.

Решением вопроса по производству работ при пониженных температурах является применение универсальных противоморозных добавок CEMMIX CemFrio и HotIce и ускорителя твердения CemFix . Добавки также являются пластификаторами, обеспечивают экономию цемента для получения требуемой марки смеси, сокращают время схватывания и твердения, обеспечивают ускоренный набор прочности.

Звоните на нашу горячую линию, и мы подберем подходящее именно Вам, лучшее решение по использованию добавок для бетона и проведению бетонных работ в условиях пониженных температур!

Заливка бетона – это неотъемлемая часть большинства строительных работ. Как известно, идеальный период для проведения ремонтных и строительных работ – это теплое время года и заливка бетона не является исключением из данного правила. Однако, что делать тем, кто решил продолжать строительство, несмотря на морозную погоду?

Заливка бетона в минусовую температуру в большинстве случаев противопоказана стандартами СНиП, так как сильный холод не дает в полной мере полимеризоваться составам, которые содержат в себе жидкость. Но в некоторых случаях, обстоятельства складываются таким образом, что бетон должен быть залит, несмотря ни на что. И вполне естественным является вопрос, можно ли заливать бетон при минусовой температуре?

Для областей, где отсутствует теплое время года или ситуаций, в которых зимнее строительство жизненно необходимо — существует несколько технологических решений, посредством которых, можно без ущерба для качества формировать бетонные конструкции. В данной статье вам будет предоставлена подробная инструкция о том, как залить бетон при минусовой температуре.

Заливка бетона

При минусовой температуре, жидкость в цементном растворе замерзает, и кристаллы льда разрывают кристаллическую решетку бетона, тем самым ослабляя прочность будущей конструкции. После оттаивания структура связей не восстанавливается, и конструкция теряет значительную часть прочностного потенциала, вплоть до полного разрушения.

Прямое воздействие минусовой температуры на бетонную конструкцию допустимо только после того, как она приобретет необходимое количество прочности, морозостойкости и т.д. В строительной терминологии, это значение называется порогом критической прочности – после его преодоления мороз не оказывает негативного влияния на структуру бетонной конструкции.

Порог критической прочности определяется в зависимости от марки бетонного раствора. Стандартная цементная смесь марки М400 должна набрать не менее 30% от своей максимальной прочности и чем ниже будет марка бетона, тем выше должен быть процент набранной .

Перед тем как заливать бетон в минусовую температуру, необходимо создать условия, которые будут препятствовать его замерзанию. Существует несколько технологий, которые помогают создать или поддержать необходимую для преодоления порога критической прочности температуру.

Среди них следует выделить следующие:

• Подогрев смеси . Перед тем как заливать бетон при минусовой температуре, раствор подогревается до определенного состояния, что дает ему возможность преодолеть предел критической прочности по мере остывания;
• Внутренний обогрев . Поддерживать плюсовую температуру в армированных железобетонных конструкциях можно посредством внутреннего электро-обогрева, который осуществляется за счет электроэнергии и металлических составляющих;
• Внешний обогрев . Создать необходимую для достижения критической прочности температуру, можно при помощи внешнего парового или ;
• Теплоизоляция . Заливка бетона при минус 5 градусах может осуществляться при помощи качественно утепленной опалубки, которая не выпускает тепло изнутри и дает холоду проникнуть внутрь;
• Применение специализированных добавок , которые препятствуют замерзанию воды.

Каждая из этих технологий обладает своими особенностями, которые необходимо учитывать, отдавая им свое предпочтение. Рассмотрим вышеперечисленные варианты более подробно.

Подогрев смеси

Бетонный раствор замешивается на подогретой воде, температура которой может составлять от 60 до 90 градусов. Данную технологию можно использовать только если температура окружающей среды не опускается ниже — 15 градусов. Это обстоятельство следует учитывать, если вы задаетесь вопросом, “При какой минусовой температуре можно заливать бетон?”

Специализированные смеси

В цементную смесь добавляются различные антифризы, которые предотвращают образование кристаллов льда. Чаще всего для этой цели используются хлористый кальций или хлорид натрия (поваренная соль), которые могут составлять не более 2% от общей массы компонентов. Если температура не опускается ниже 15 градусов мороза, то модифицирующие добавки спасут конструкцию от промерзания.

Обратите внимание!
Несмотря на то, что цена модифицирующих компонентов является вполне доступной – лучше всего приобретать заводские смеси, которые гарантируют технические качества продукта.
Самодельная рецептура, замешанная своими руками, может оказаться пустой тратой ресурсов.

Теплоизоляция

Если вы хотите залить фундамент при минусовой температуре, то можно обойтись без подогрева или сторонних добавок. Достаточно качественно теплоизолировать опалубку листовым или сыпучим утеплителем.

При кристаллизации бетонного раствора выделяется тепло, которого вполне достаточно для преодоления порога критической прочности, если опалубка собрана по принципу термоса. Однако данную технологию нежелательно использовать при слишком низких температурах.

Обратите внимание!
Теплоизоляционную опалубку можно использовать в совокупности с вышеперечисленными технологиями – таким образом, вы повысите их эффективность.

Внутренний и внешний обогрев

Внутренний обогрев осуществляется посредством подключения к армирующему каркасу переменного тока из специального трансформатора — металл разогревается и обогревает цементную смесь. Внешний обогрев состоит из специализированной передвижной опалубки, которая содержит в себе нагревательные элементы, которые питаются паром или электроэнергией.

Недостатками данной технологии являются высокая себестоимость конструкции – сказывается колоссальный расход ресурсов на обогрев. Также данную технологию нельзя использовать самостоятельно, так как без наличия необходимых знаний и оборудования, добиться необходимого эффекта невозможно.

Среди достоинств, следует отметить то, что вы можете не задумываться над вопросом, “До минус скольки можно заливать бетон?” – обогрев бетона позволяет осуществлять заливку при температуре до -25 градусов.

Итог

Правильный подход к вопросу, как залить бетон в минусовую температуру, дает возможность получить качественный результат даже в самых неблагоприятных условиях. В дальнейшем устранить небольшие погрешности и установить дополнительные элементы вам поможет резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне. Более подробную информацию по данной теме вы можете получить посредством просмотра видео в этой статье.

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

Давайте попробуем разобраться как это сделать.

Технология заливки бетона при минусовых температурах

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

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

Использование добавок при заливке бетона

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

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

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

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

Технология подогрева бетона в процессе его заливки

Подогрев бетона электричеством осуществляется двумя способами:

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

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

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

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

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

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

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

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

При больших морозах необходимо дополнительное утепление опалубки или самого бетона.

Утепление бетона во время твердения

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

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

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

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

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

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

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

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

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