Заливка бетона при минусовых температурах – возможные варианты бетонирования. При какой температуре возможна заливка бетона зимой Бетонный раствор при минусовой температуре

Оптимальный температурный диапазон для устройства бетонных фундаментов по традиционным технологиям – от 15 до 25 °С. Поэтому в подавляющем большинстве случаев эти работы ведутся в теплый период года. Но что делать, если нужно продолжить или начать строительство осенью или посреди зимы, когда на улице мороз? Чтобы ответить на поставленный вопрос, предлагаем разобраться, при какой минимальной температуре можно заливать бетон и чем это чревато для застройщика.

Можно ли бетонировать при морозе

После заливки при благоприятных условиях в бетоне начинается процесс гидратации, проходящий в 2 этапа:

Вода вступает в химическую реакцию с цементом, отчего между частицами возникают связи и раствор начинает густеть. Стадия схватывания длится 10-20 часов и сопровождается выделением тепла.
Второй этап – застывание (твердение) бетонной смеси, продолжающееся до 4 недель. За этот период монолитная конструкция набирает максимальную прочность.

Чем ниже температура окружающей среды, тем дольше происходит гидратация. Для наглядности приведем пример в виде таблицы, отражающей поведение стандартного бетона М250 на основе портландцемента марки 400 при разных температурах.

Справка. Согласно строительным нормам, опалубка снимается после достижения 50% прочности, а дальнейшие работы – не ранее, чем при 70%.

При отрицательной температуре вода замерзает и практически не вступает в реакцию с цементом. Если же образуются кристаллы льда, то не успевший застыть монолит начинает разрушаться. Из приведенной таблицы хорошо видно, что даже при нулевой температуре ваша стройка растянется на неопределенный срок.

Чтобы этого избежать, нужно воспрепятствовать замерзанию воды, а в идеале – нагреть ее до требуемой кондиции, чтобы ускорить гидратацию. Существует несколько методов, как можно организовать бетонирование фундамента под дом в осенний и зимний период:

введение в бетонную смесь противоморозных добавок;
прогрев монолитной конструкции изнутри и снаружи;
укрывание и утепление бетона после заливки.

Практика строительства показывает, что правильное применение этих способов поодиночке или в комбинации позволяет спокойно возводить фундаменты вплоть до -15 °С на улице. Если вы проживаете в крупном городе, то наверняка отмечали, что зимой работы на крупных объектах не прекращаются. В равной степени указанные технологии применимы и для устройства небольших оснований под дом или баню.

Использование добавок

Эти химические вещества делятся на группы по способу воздействия на бетонную смесь:

Присадки, не дающие воде замерзнуть при минусовой температуре и позволяющие протекать гидратации цемента. Их лучше применять в комбинации с подогревом, чтобы сократить периоды схватывания и отвердевания.
Добавки – ускорители, обладающие свойствами антифризов. Их функция – резко повысить активность цемента и таким образом заставить бетон набрать проектную прочность независимо от температуры окружающей среды. Успешно используются без прогрева конструкций.
Вещества, ускоряющие схватывание раствора и вызывающие максимальное выделение теплоты, отчего монолит в первое время подогревается самостоятельно.

Справка. С финансовой точки зрения введение добавок считается наиболее выгодным способом, поскольку электрический или воздушный нагрев бетона обходится дороже.

Особенность применения любых присадок – соблюдение точной дозировки в соответствии с условиями бетонирования, особенно при комбинации веществ. Дело в том, что часть составов инициируют появление ржавчины арматурного каркаса, но придают воде антифризные свойства. Другие же являются ингибиторами коррозии, поэтому обе группы используются совместно.

Отсюда вывод: не пытайтесь самостоятельно сделать раствор для зимнего строительства путем добавления присадок, такой материал нужно заказывать на заводе и доставлять бетоновозом (на жаргоне - миксером). Свяжитесь со специалистами предприятия и узнайте, при какой температуре можно будет применить их продукцию, чтобы залить фундамент без последствий. В случае крайней необходимости, правильно скомбинированные и точно дозированные примеси позволяют снизить порог укладки раствора до минус 25 °C.

В роли антифризных и ускоряющих присадок чаще всего выступают такие вещества:

калий углекислый (поташ);
различные соли кальция и натрия;
мочевина (иначе – карбамид);
формиат натрия.

Больше подробностей о химических примесях – модификаторах вы узнаете из следующего видео:

Подогрев конструкций

Данный метод широко применяется при заливке железобетонных фундаментов небольших зданий и реализуется двумя способами:

Вся площадь будущего дома перекрывается шатром из пленки, установленным на каркасе из деревянных брусьев. Внутри размещаются электрические либо газовые тепловые пушки, поддерживающие определенный температурный режим в течение всего срока застывания бетона.
Перед заливкой арматурный каркас фундамента обматывается греющим кабелем, который подключается к сети после укладки раствора в опалубку. Есть другие типы электронагревателей — ТЭНы, спирали из нихрома и так далее.

Примечание. Оба варианта обычно используются без введения противоморозных добавок в бетонную смесь. Но при слишком низких температурах (-15 °С и меньше) без присадок не обойтись.

Устройство бетонного основания с последующим воздушным прогревом – не слишком эффективная методика в условиях крепких морозов и промерзших грунтов. Нагнетание тепла в пространство под шатром позволяет повысить температуру воздуха на 15-20 °С, чего бывает недостаточно. В свою очередь, греющий кабель может перегореть внутри монолита и тогда часть фундамента останется без обогрева.

Выгрузка бетона из машины в подогреваемое укрытие

Главным недостатком данных способов является высокое энергопотребление и большие первоначальные вложения на возведение навеса либо закупку кабеля (тепловые пушки можно взять в аренду). Опять же, работу обогревателей или кабеля необходимо отслеживать и постоянно находиться на объекте. Для понимания процесса предлагаем посмотреть видео

Проведение строительных работ не всегда производится при благоприятных погодных условиях. Заливка бетонного пола или возведение фундамента – то есть все процессы, связанные с приготовлением и укладкой бетонной смеси, ограничены довольно узким температурным диапазоном окружающей среды. В частности, пониженные значения в немалой степени влияют на процессы схватывания и твердения, а также на время набора бетоном марочной прочности. Существует ли возможность проведение таких работ при минусовой температуре и насколько это оправданно? Попробуем ответить на этот вопрос.

Особенности бетонной смеси

Физико-химические свойства бетона определяют оптимальный диапазон температур при работе с ним, находящийся в пределах от +17 до +25 градусов. Нормальные условия обеспечивают заявленную марочную прочность отвердевшего раствора примерно через 28 суток.

Скорость процесса гидратации цементной смеси сильно замедляется в случае снижения температуры и практически приостанавливается при +5 градусах. При дальнейшем понижении до отрицательных значений, вода, содержащаяся в растворе, замерзает, а ее объем значительно увеличивается. Возникающие силы внутреннего давления приводят к разуплотнению и разрыхлению структуры бетона, а его монолитность обеспечивается лишь за счет смерзшейся влаги.

При повышении температурных значений до положительных значений происходит оттаивание воды, возобновление реакции гидратации цемента и постепенное отвердение бетона. Однако последствия нарушения структуры при заморозке значительно сказываются на прочности монолита.

Экспериментальным путем и после проведения различных расчетов были определены критические точки, когда различные марки бетонного раствора могли бы подвергаться замораживанию без ощутимых последствий. Критическая прочность бетона, по достижении которой негативный процесс перестает оказывать заметные воздействия на характеристики конструкции, была установлена на уровне 50% от марочного показателя прочности.

Таким образом, заливка бетоном при минусовых температурах сводится к комплексу мер, предотвращающих замерзание воды до набора им критической прочности. Для этого существует несколько методов:

изготовление раствора из предварительно подогретых компонентов;
утепление опалубки;
подогрев уложенной смеси;
холодное бетонирование с помощью различных химических добавок, снижающих точку замерзания.

Рациональное применение одного из способов обуславливается объемом возводимой конструкции, исполнением заявленных прочностных характеристик, наличием и доступностью энергоресурсов. Но метеорологические условия, все же, являются решающим фактором при выборе варианта заливки.

Все озвученные методы неплохо работают как поодиночке, так и в совокупности.

Бетонирование с использованием собственного тепла раствора

Данный способ применяется при суточных колебаниях температуры с ее переходом через нулевую отметку, а также при незначительных заморозках. Суть заключается в том, что в подготовленную утепленную опалубку укладывается прогретая бетонная смесь, для приготовления которой важно правильно подобрать марку цемента. Чем выше она будет, тем быстрее произойдет схватывание и отвердевание раствора, и тем больше выделится тепла при гидратации.

Замес производят на воде, имеющей температуру не менее 90 градусов, и наполнителях, предварительно прогретых путем обдува горячим воздухом. При этом изменяется порядок закладки компонентов смеси: сначала в бетономешалку заливается вода, потом – строительный песок и щебень. Добавление цемента, который должен иметь комнатную температуру, производится в последнюю очередь, после нескольких оборотов бака.

Ни в коем случае не допускается нагревание цемента или его засыпка в горячую воду!

Для набора бетоном критической прочности необходимо как можно дольше сохранять оптимальный тепловой режим, не допуская быстрого остывания. С этой целью используют любые материалы – полиэтиленовую пленку, брезент, соломенные маты. Наиболее эффективным считается применение утепленной опалубки из пенополистирола. Материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет продлить временной интервал остывания, способствуя качественному вызреванию бетона. Являясь несъемной, такая опалубка в дальнейшем обеспечивает надежную теплоизоляцию конструкций.

Бетонирование с подачей тепла от внешних источников

Заливка бетона в зимний период при минусовой температуре требует постоянного прогрева уложенного раствора, не допуская его замерзания. Обеспечить условия для набора монолитом критической прочности можно несколькими способами.

Устройство тепляков

Наиболее надежный способ поддержания плюсовых значений температуры уложенного бетона подразумевает возведение временного сооружения над залитой конструкцией. Тепляк представляет собой каркас, обитый фанерой или обтянутый полиэтиленовой пленкой по типу огородной теплицы. Размеры времянки должны быть минимальными. Нагрев внутреннего воздуха производится с помощью калориферов, инфракрасных обогревателей или переносных газовых горелок.

Наиболее существенным моментом здесь является контроль и поддержание влажностного режима, так как циркулирующий прогретый воздух интенсивно забирает влагу из раствора, необходимую для полноценной реакции гидратации цемента. Чтобы влага не испарялась, уложенный бетон накрывают полиэтиленовой пленкой и периодически увлажняют.

При зимнем бетонировании иногда применяют прогревание уложенного раствора паром низкого давления. Для этого сооружают специальную опалубку с паровой рубашкой, охватывая ей всю конструкцию. Однако такой способ в последнее время заменяют электрическим подогревом.

Электрический прогрев бетона

Создание условий для вызревания бетона при минусовых температурах может осуществляться с помощью электрического тока, подведенного к электродам. Специальные металлические стержни или пластины располагают на поверхности опалубки или погружают внутрь раствора, подсоединив к разным полюсам электросети. Влажный бетон замыкает цепь и, обладая определенным сопротивлением, преобразует электроэнергию в тепло, нагревая раствор. Такая технология значительно сокращает вызревание смеси, которая к 28-дневному возрасту может приобретать до 80% критической прочности.

Данный метод возможен только для неармированных и малоармированных конструкций, что является существенным недостатком его применения для обогрева раствора. Кроме того, высокое потребление электроэнергии делает его экономически невыгодным.

В индивидуальном строительстве будет лучше воспользоваться прокладкой специальных греющих кабелей по арматурному каркасу или по внутренней стороне опалубки. При этом ее необходимо надежно термоизолировать, не допуская утечки тепла через стенки. Подогрев бетонного раствора следует надлежащим образом круглосуточно контролировать, проводя измерения каждые несколько часов и не допуская его нагрева более 30 градусов.

Относительно новым способом теплового воздействия в зимнем строительстве является применение термоматов. По сути, это большая электрогрелка, состоящая из нагревательного элемента и теплоизоляции, герметично вмонтированная внутрь водонепроницаемой оболочки. Греющие маты обеспечивают равномерное распределение температурного поля в толще бетона и по периметру на расстоянии до 20 см от себя. Их использование возможно при температурах окружающей среды до -20 градусов.

Холодное бетонирование

Для возможности набора бетоном критической прочности в условиях заливки раствора при отрицательных температурах, широко используются противоморозные добавки. Они поддерживают реакцию гидратации цемента, предотвращают преждевременное замерзание влаги в смеси, нормализуют процесс отвердевания бетона, и обладают следующими положительными качествами:

ускоряют набор требуемой критической прочности;
понижают точку кристаллизации содержащейся в растворе воды;
увеличивают подвижность бетонной массы, облегчая работу с ней;
защищают металлическую арматуру от коррозии.

Противоморозные добавки следует применять только при отрицательных температурах внешней среды и в строгом соответствии с прилагаемой инструкцией производителя, так как их ненормированное использование способно изменить свойства бетонного раствора не в лучшую сторону.

Наиболее распространенными противоморозными добавками для приготовления бетона являются:

поташ и другие вещества, основу которых составляют соли монокарбоновых кислот – ускоряют действие при отвердении бетона. Они не вызывают коррозии арматуры, не образуют на поверхности застывшего раствора высолов и допускают работу с ним при температурах до -30 градусов, сохраняя, при этом, его свойства.
хлористый натрий – применяется совместно с портландцементами. Он пластифицирует смесь, препятствуя ее чрезмерно быстрому загустению. Основным недостатком является его коррозирующее воздействие на стальную арматуру.
нитрит натрия – запрещается использовать совместно с глиноземистыми цементами. Добавка допускает работу с бетонным раствором при температуре не ниже -15 градусов.
формиат натрия - используется только в сочетании с пластифицирующими добавками. В противном случае он может вызвать дефекты в бетонной смеси в виде пустот, обусловленных образованием и скоплением солей.

Метод холодного бетонирования имеет некоторые недостатки:

его применение запрещено в предварительно напряженных конструкциях;

уложенный раствор имеет повышенную усадку;
бетон обладает пониженным показателем морозостойкости и водопроницаемости.

Кроме того, некоторые добавки накладывают свои дополнительные ограничения в применении.

Работы, связанные с заливкой бетона, целесообразно производить при наиболее благоприятных условиях. При этом нужно помнить, что начинать работы следует при температуре не менее +10 градусов, и если в ближайшие 28 суток не ожидается ее понижения. Современные технологии, конечно, позволяют выполнять бетонирование и при отрицательных температурах окружающей среды, однако это приводит к немалым дополнительным финансовым затратам и приступать к ним можно только в случае крайней необходимости. Если нет возможности перенести сроки проведения работ на более благоприятный период, стоит учесть некоторые советы специалистов, помогающие добиться приемлемого качества при заливке:

наполнители – песок и щебень, использующиеся для приготовления раствора, в обязательном порядке прогреваются для исключения попадания в замес включений льда или снега;
опалубка должна быть очищена от наледи и заранее утеплена;
дно котлована и арматуру необходимо прогреть, добившись хотя бы минимальных положительных значений температуры;
заливка бетоном должна производиться за один раз при непрерывной подаче смеси;
максимальная температура используемого раствора допускается не более 35-40 градусов;
готовые залитые сегменты конструкции укрываются теплоизолирующими материалами, не допуская утечки собственного тепла из бетона.

На протяжении всего срока набора бетоном критической прочности требуется соблюдение температурного режима. При этом не стоит забывать о контроле равномерности распределения теплового поля в толще конструкции, так как применение греющих электрокабелей может привести к пересушке ее отдельных сегментов.

Заливка бетона при минусовых температурах производится, в основном, при крупном капитальном строительстве, так как требует применения специального оборудования, наличия дополнительных стройматериалов и финансовых средств. Целесообразность проведения таких работ в индивидуальном порядке во многом зависит от наличия ресурсов и связано с определенными рисками.

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)

Температура

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.

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.
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!

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.

Особенности бетонирования заключаются в том, что бетонное основание не моментально становится прочным, а набирает этот показатель постепенно. Процесс набора прочности считается оптимальным, если бетон достиг проектного показателя за 28 дней. Но этот временной показатель зависит от некоторых фактором. А самым влиятельными является температурный и влажностный показатели. Тем более, что бытует мнение о невозможности заливать бетон в минус.

Особенности твердения бетона

Как же происходит набор прочности бетона? Самое простое объяснение - это потеря бетонной смесью влаги. Влагосодержание должно проходить равномерно, в соответствии с нормативными требованиями. А если температура не оптимальна, а приближается к минусу или отрицательная?

В этом случае бетон начнёт твердеть в течении нескольких часов только благодаря отдаче собственного тепла, а затем возможны два варианта:

вода в микротрещинах и порах замёрзнет и начнёт расширяться, что приведёт не к твердению монолита, а к его растрескиванию;
при очень низких температурах бетон сам замёрзнет и процесс набора прочности остановится до его полного оттаивания. Прочность после оттаивания обычно снижается, а срок эксплуатации всей конструкции становится меньше.

Ни первый, ни второй вариант строителей не устраивает. Поэтому стоит взвесить все за и против заливки бетона при минусовой температуре.

Организация работы зависит от того, с какой маркой бетона проводится работа. Для разных марок существует показатель критической прочности, который устанавливает процент от проектного значения, при котором заморозка бетона не нарушит его структуру на столько, чтобы повлиять на конечное значение прочности. Например, для марки бетона М300 этот процент равен 40%, а для марок более низких чем М200 - 50%.

Задача строителей: обеспечить такие условия застывания бетона, чтобы он успел достигнуть критической прочности до момента полного замерзания.

Существует несколько вариантов укладки бетона при минусовой температуре, когда требования по показателю критической прочности можно выполнить:

применение электрического подогрева;
способ термоса;
введение противоморозных добавок;
создание укрытий с поддержанием определённого режима или конвективный способ.

Этап изготовления и транспортировки зимой

Если не соблюдать всех технологических требований на каждом этапе создания бетонной конструкции зимой, можно потерять качество ещё на стадии формирования смеси или её транспортировки.

Температура транспортируемой смеси должна быть такой, чтобы в момент её выгрузки на строительном объекте она соответствовала проектной для данной марки и способа укладки. При использовании подогрева или добавок бетонная смесь может иметь температуру около 5 0 С, а если применятся вариант «термос», тогда необходимо обеспечить температуру 25 0 С.

Обратить внимание! Высокая температура снижает подвижность бетона.

Чтобы конечный продукт имел требуемую температуру, можно применить несколько технологий:

использовать подогретую до высокой температуры воду;
нагреть заполнитель - песок, щебень, гравий;
прогрев паром всех компонентов во время смешивания в бетоносмесителе.

Обратить внимание! При изготовлении бетона на стройплощадке порядок работы такой: горячая вода в начале соединяется с заполнителем, а затем только вводится цемент.

Для сохранения температуры полученного бетона, в машинах утепляют кузов или используют тёплые контейнера. Но наиболее выгодный способ - это использование автобетоносмесителей, когда для затворения смеси применяют горячую воду прямо на строительной площадке.

В условиях, когда вовремя транспортировки смесь остыла, но не начала схватываться, её разогревают электродами до необходимой температуры.

Работа при минусовой температуре

Избежать бетонирования при минусовой температуре не удаётся, значит необходимо уменьшить время достижения критической прочности состава. Кроме уже перечисленных методов, часто идут по более простому пути и повышают марку бетона, но такой вариант требует тщательных расчётов и подбора компонентов.

При любом способе бетонирования зимой, следят за тем, чтобы внутри всей конструкции температура была выше 0 0 С в течении всего времени набора необходимого процента прочности.

Создание утепленного защитного сооружения или покрытие термоплёнкой с настилом из теплоизолирующих материалов, считается самым простым. В качестве материала для настила служат опилки, снег, торф. Они обеспечивают необходимую температуру, и требуется только контроль за влажностью.

При необходимости привести заливку бетона при минус 5 0 С, одного утепления может оказаться недостаточно. Эффективным вариантом может стать использование электрического тока, который обеспечит изотермический прогрев. В этом случае сама бетонная смесь становится частью электрической цепи как сопротивление. В ней электрическая энергия будет превращаться в тепловую. В качестве электродов используют стальную арматуру. Сами электроды могут располагаться внутри смеси и на её поверхности.

Электробогрев проводят не только с помощью электродов. Для этого используют ещё несколько способов и устройств, таких как:

термоактивная опалубка;
электрические отражательные печи;
инфракрасные обогревательные приборы;
цилиндрические приборы сопротивления.

В качестве обогревающего устройства может выступить любой электроприбор, генератор пара, индукционное поле. выбор прибора и метода прогрева зависит от следующих факторов:

конструкция сооружения, её геометрические параметры;
показатель критической прочности состава;
наличие требуемой мощности электрического тока.

Противоморозные добавки

Менее затратным с точки зрения энергоресурсов считается введение добавок повышающих морозостойкость бетонной смеси. Противоморозные добавки могут составлять до 10% от общего объёма цемента в бетонной смеси. Они не дают бетону замёрзнуть и способствуют его набору прочности при температуре ниже 0 0 С.

Наиболее распространённые химические добавки в бетон при минусовой температуре это хлорид кальция или натрия, нитрат и сульфат натрия, поташ. В армированный бетон в качестве добавки используют поташ, который позволяет смеси твердеть при температуре -25 0 С. Иногда можно использовать, так называемый, холодный бетон. В нём количество добавок достигает 15% к массе цемент. Такой бетон защищается тепловой подушкой со всех сторон, чтобы обеспечить одинаковую температуру по всему объёму конструкции.

Нельзя применять противоморозные добавки, если сама конструкция будет эксплуатироваться при температуре более 60 0 С или в условиях агрессивной среды.

Работы по бетонированию в зимний период проводит можно, но это достаточно затратное и энергоёмкое мероприятие. Возможно стоит немного подождать, чтобы была возможность соблюдать все технологические требования.