Разрешенная температура заливки бетона на открытой площадке в холод и жару

Дата публикации: 28.05.2021

1542

Температура заливки бетона влияет как на технико-эксплуатационные показатели монолита, так и на скорость и принципиальную осуществимость процесса отверждения. Если не соблюсти температурные требования, бетонная конструкция может потрескаться или не достичь заявленной прочности и в дальнейшем деформироваться, либо разрушиться полностью.

 

Чтобы бетон набрал проектную прочность, поддерживать оптимальный уровень температуры (около +20°C) нужно не только в ходе заливки, но и вплоть до завершения отвердевания, т.е. минимум 28 дней.

 

Иногда приходится заливать бетон в мороз, либо погода резко ухудшается до окончания строительных работ. Тогда на помощь приходят разные способы прогревания бетона, введение в смесь противоморозных присадок, утепление конструкции и пр. Конечно, это влияет на цену строительства, удорожая его. Перед выбором метода прогрева следует внимательно изучить правила применения и специфику каждого из них.

Прочность бетонных конструкций

После смешивания цемента с водой текучесть раствора сохраняется в течение нескольких часов, но затем начинается сгущение, запускается процесс застывания и отвердения.

Для схватывания бетона требуется от 20 мин. до 20 ч., скорость процесса определяется температурой окружающей среды. В морозную погоду, при опускании столбика термометра до 0°C, схватывание начинается через 6-10 ч. после заливки и продолжается в течение 15-20 ч. Для набирания марочной прочности бетону потребуется еще 4 недели. Лучше всего раствор затвердевает при +20°C и высокой влажности воздуха (вплоть до 100%).

Зависимость скорости затвердевания от температуры

При +5°C скорость отверждения бетона снижается в 5 раз относительно значений, достигаемых при +20°C. В целом здесь действует правило: чем холоднее воздух, тем ниже скорость отвердевания. При опускании температуры ниже 0°C данный процесс приостанавливается, а замерзшая вода вследствие расширения разрушает бетон изнутри без возможности восстановления. Получившийся монолит уже не достигнет проектной прочности, наоборот – может трескаться, деформироваться или крошиться.

Перед тем, как купить цемент с доставкой, стоит узнать, что осуществлять заливку бетонного раствора нельзя в следующих случаях:

• При температуре за окном +5°C и меньше, если не планируется прогревать бетон или добавлять в раствор морозостойкие присадки.
• В межсезонье – из-за нестабильности температуры и влажности воздуха.
• При температуре от +25°C в сочетании с уровнем влажности воздуха менее 50%, т.к. быстрое испарение воды не позволит монолиту набрать прочность.

 

Бетонирование зимой

Иногда приостановка строительных работ невыгодна или невозможна, но мороз действует разрушительно на бетон, поэтому он нуждается в подогреве вплоть до набора минимально допустимого уровня прочности. В общем случае это 70% от заявленной производителем проектной прочности, но если монолит должен быть водонепроницаемым или морозостойким, то это значение повышается до 85%. Рассмотрим самые распространенные способы прогревания бетона.

Прогрев компонентов смеси перед приготовлением раствора

Этот вариант отличается простотой и дешевизной и позволяет обеспечить температуру заливаемого бетона на уровне +35 -40°C и выше. Для этого сухие компоненты нагревают до +60°C, а воду – до +90°C.

Метод термоса

Данный способ предназначен для изготовления массивных конструкций. Заливаемый раствор должен иметь температуру не ниже +10°C. Далее, поскольку отверждение бетона относится к экзотермическим реакциям, в ходе него выделяется тепло, обеспечивающее самонагревание монолита. При снижении тепловых потерь за счет теплоизоляционных материалов можно добиться температуры от +70°C и выше.

Электронагрев смеси

Для этого можно воспользоваться тремя способами:

• Внутрь залитого раствора вводят электроды и затем подают переменный ток, чтобы обеспечить нагревание максимум до +60°C. При укладке арматуры роль электродов можно отвести именно ей. Потребление энергии составит от 80 до 100 кВт/час на 1 кубометр бетона.
• Метод индукции – довольно сложный и не очень популярный способ, базирующийся на принципе бесконтактного прогрева высокочастотными токами проводящих электричество материалов. Расход энергии, как правило, достигает 120-150 кВт/час на 1 м³ бетона.
• Использование электронагревателей (греющих матов, тепловых пушек и пр.). Потребление электроэнергии в среднем достигает 100-120 кВт/час на 1 м ³ бетона, но есть риск пересыхания монолита, что требует принятия дополнительных мер по удержанию влаги.

Паропрогрев

Прогревание паром через каналы или специальные трубы в опалубке – оптимальный вариант для тонкостенных конструкций. Это обеспечивает температуру в диапазоне от +50°C до +80°C с сохранением нужного уровня влажности, что сокращает длительность отверждения в несколько раз. Но этот метод трудоемок в реализации и требует существенных финансовых расходов для обеспечения непрерывной поставки пара.

Использование присадок

Добавление в заказанный цемент противоморозных добавок и специальных химических ускорителей отверждения позволяет значительно снизить температуру замерзания воды и избавиться от необходимости нагрева бетона после заливки. Однако их не рекомендуется использовать при армировании бетона, т.к. есть риск коррозии арматуры.

Основные категории противоморозных присадок:

1. Сульфаты.
2. Антифриз.
3. Ускорители.

Наибольшей популярностью сегодня пользуются:

• Карбонат кальция (поташ).
• Тетраборат натрия.
• Нитрит натрия.
• Формиат кальция или натрия.
• Аммиачная вода.

Бетонирование в сухом жарком климате

Жара так же губительна для бетона, как и холод из-за замедления либо полного прекращения процесса гидратации. При температуре за окном от +35°C и выше и влажности воздуха не более 50% бетонный раствор придется охлаждать. Для этого можно использовать при смешивании холодную воду (или в сочетании со льдом) и герметизировать опалубку, предварительно обработав ее водозащитным составом. Также бетон надо защитить от ультрафиолета, покрыв его поверхность брезентом и смачивая с периодичностью в 3-4 часа.

При какой температуре можно заливать бетонную смесь, советы от строителей

Содержание

1. Особенности заливки бетона при разных погодных условиях
2. Качество раствора при различных температурах
3. Наиболее оправданное время для заливки
4. Заливка в дождливую погоду или в мороз
5. Рекомендации при работе в минусовой температуре
6. Советы по работе в морозную погоду
7. Противоморозные добавки в бетон

Часто люди затеявшие строительство или ремонт не имеют достаточного количества практических навыков и как следствие привлекают к работе профессионалов.

Но часто для того что бы выполнить ту или иную процедуру достаточно просто уделить немного времени на изучение технологии. К слову, за что бы вы не взялись, в строительстве и ремонте, скорее всего, придётся столкнуться с заливкой бетона. В этой статье мы и поговорим на эту тему.

Особенности заливки бетона при разных погодных условиях

Особенности современных строительных материалов заключается в том, что благодаря техническому прогрессу появилось огромное количество добавок, которые дают возможность производить работы по строительству в любых погодных условиях.

Но при этом, некоторые особенности бетона диктуют правила работы с ним, которые нарушать категорически нельзя.

Качество раствора при различных температурах

Низкие температуры при различных погодных условиях могут вызывать в растворе необратимые изменения а, следовательно, нужно учитывать некоторые нюансы:

• Так, например, раствор, который был изготовлен в жару, отличается хорошей скоростью застывания и высокой прочностью. К слову, тёплая погода в целом отличается довольно благоприятными условиями для выполнения подобных работ.
• В случае, если работать приходится в минусовые температуры, то стоит понимать, что раствор, содержащий в себе воду изначально не может себя комфортно «чувствовать» в таких условиях. Качество бетона резко падает, впоследствии могут возникать трещины и разломы, что существенно сказывается на качестве.

Наиболее оправданное время для заливки

Естественно, что вопрос о том, когда же именно нужно производить работы по заливке волнует всех, кто берётся за этот процесс, особенно в первый раз.

Как показывает практика, наиболее комфортными для заливки бетона будут следующие условия:

• Осуществлять процедуру необходимо в летнее время года, когда стоит устойчивая тёплая погода без резких перепадов, особенно в сторону холодной погоды.
• Оптимальной температурой будет являться промежуток от 5 до 15 градусов по Цельсию. При этом влажность воздуха должна быть как можно выше.
• Дополнительно стоит отметить, что в таких условиях раствор стоит делать более жидким, не смотря на то, что сохнуть он будет дольше, это значительно скажется на уровне прочности.

Заливка в дождливую погоду или в мороз

Естественно, что сроки, как правило, поджимают и иногда работа с бетонов в условиях мороза или дождя является вынужденной мерой.

Казалось бы, ситуация безвыходная, однако, работать в экстремальных условиях всё же можно, естественно при учёте того, что у того кто производит заливку есть определённый багаж полезных знаний.

Так, например в мороз нужно учитывать следующее:

• Во-первых, ни в коем случае нельзя экономить на бетоне и его доставке, материал в данном случае играет весьма важную роль.
• Во-вторых, следует обязательно позаботиться о включении в раствор специальных добавок, обеспечивающих морозоустойчивость.
• В-третьих, стоит обеспечить опалубку с утеплением, встречаются варианты, когда участки бетонирования обеспечивают дополнительным обогревом. Однако, такой способ является достаточно дорогостоящим и будет далеко не всем по карману.

В дождь стоит учитывать следующие особенности:

• В целом некоторая часть строителей, достаточно часто считает дождливую погоду более удобной, даже бытует мнение, что бетон будет схватываться равномернее, да и к тому же влажность воздуха будет высокой, а это, как известно даже к лучшему.
• Если же дождь достаточно сильный и есть опасения в том, что раствор будет попросту размыт, вполне допустимо накрыть залитую площадку полиэтиленом, который укроет конструкцию от влаги.
• Но стоит учесть, что в случае затяжных проливных дождей производить работы не следует, т.к. от чрезмерного воздействия стихии способов защиты просто не существует.

Рекомендации при работе в минусовой температуре

Ещё раз подробно стоит остановиться на том, как производить работы в мороз, т.к. чаще всего именно это вызывает сложности. Рассмотрим подробно несколько весьма полезных советов, с помощью которых можно осуществить успешную заливку раствора при минусовой температуре.

Советы по работе в морозную погоду

• Ни в коем случае нельзя дать бетонной смеси замёрзнуть, т.к. это приведёт к полной негодности материала и потребуется заново организовывать доставку.
• Материал следует разводить исключительно тёплой водой, и осуществляться это должно в промышленных или приближенных к ним условиях. Тут же есть возможность добавить специальные компоненты, которые помогут повысить морозостойкость материала. Стоит отметить, что для проведения таких расчётов потребуется опытный технолог, который сможет «подогнать» состав смеси под погоду.
• Отдельное внимание уделяется доставке, контроль над временем подвоза и заливки должен быть максимально точным. Особенно остро вопрос транспортировки стоит, если строительная площадка находится  в удалении от города.
• Перед заливкой фундамента требуется убедиться в том, что подушка в траншее не замёрзла.
• К слову сказать, отдельно стоит позаботиться о строительной технике, которая будет способна осуществлять подготовительные работы на замёрзшей земле.
• Заранее следует подготовить материалы для теплоизоляции, что бы раствор не перемёрз.

Противоморозные добавки в бетон

Фактически такие добавки представляют собой специальное химическое вещество, производится оно как в виде сухой смеси, так и специального раствора. Суть их действия заключается в том, что они просто ускоряют процесс кристаллизации воды, до того, как она превратится в лёд и разрушит смесь.

Стоит учитывать, что не смотря на достаточно высокую эффективность, в процессе затвердевания бетон наберёт лишь около тридцати процентов от своей полной прочности, остальное будет проявляться в процессе оттаивания а, следовательно, подвергать залитый зимой бетон чрезмерно высоким нагрузкам противопоказано.

В зависимости от химической основы можно выделить следующие виды добавок:

• Антифриз. Добавка, которая снижает температуру кристаллизации воды. Собственно именно за счёт этого свойства и достигается нужный эффект. При этом он никак не влияет на общий процесс формирования бетона. Отлично подходит для применения в не самых сложных условиях при умеренно низких температурах.
• Сульфаты. Добавки, в основе которых лежит такое вещество являются достаточно популярными и эффективными. Основой их действия является то, что сульфаты активно выделяют тепло. Реакция начинается сразу же после добавления в раствор.
• Добавки-ускорители. В данном случае в основе лежит повышение уровня растворимости силикатных компонентов цемента, которые вследствие протекания реакции гидратации понижают температуру замерзания воды в растворе.

Заливка бетона в сложных условиях чаще всего крайняя и вынужденная мера, если есть возможность избежать данного процесса, то лучше однозначно это сделать. Наиболее верным решением будет отложить работу до наступления более благоприятных условий, особенно это касается конструкций, на которые в будущем планируются высокие нагрузки.

Бетон для холодной погоды | JLC Онлайн

Бригада Purinton Builders укладывает плиту фундамента жилого дома на рассвете зимним утром. Пуринтон говорит, что благодаря правильному составу смеси и хорошему контролю температуры бетона в автобетоносмесителе его бригады могут безопасно укладывать плиты в морозную погоду без обогреваемого помещения, а иногда даже без одеял.

[Примечание редактора от 02.03.2022: ACI 306 был обновлен в 2016 г., и ссылка на документ указывает на версию ACI 306 2016 г.]

В декабрьский день 2014 года при температуре 9°F подрядчик по бетону из Коннектикута Деннис Пуринтон заливал плиту на грунт. Это была та работа, которую Пуринтон уже достаточно часто проделывал раньше. Но на этот раз у него была небольшая аудитория экспертов и представителей поставщиков со всей бетонной промышленности — некоторые из них, как и сам Пуринтон, члены консенсусного комитета, который создает ACI 306, Руководство Американского института бетона по бетону для холодной погоды.

Целью Пуринтона было продемонстрировать своей аудитории — и, соответственно, всему комитету ACI 306 — то, что он уже знал из многолетнего опыта работы в условиях Новой Англии: «Бетон очень, очень хорошо работает в холодную погоду. ”

ACI 306 — это не код и даже не стандарт. Это рекомендательный документ, который помогает профессионалам в бетонной промышленности понять, как достичь своих целей, когда температура наружного воздуха падает до точки замерзания. Инсайдеры комитета говорят, что издание документа 2010 года, в котором отражены достижения в технологии и практике бетона, которые развились с момента предыдущего обновления в 1988 году, было значительным обновлением (подробнее см. «Бетонирование в холодную погоду 101» Уильяма Д. Палмера). Младший и Стив Моррикал в книге Хэнли Вуда «Бетонная конструкция», 9/29/2011). Рекомендации из версии 1988 года остаются в книге, чтобы обеспечить основу для основ. Но текущая практика продолжает развиваться, и даже документ 2010 года не включает все последние отраслевые исследования. Итак, комитет ACI 306 работает над еще одним обновлением. После формального процесса проверки ACI новое издание, вероятно, будет выпущено в 2016 или 2017 году

(см. примечание редактора выше ).

Стены подвала в холодную погоду

Работа Денниса Пуринтона по укладке плит в холодную погоду следует по стопам более ранней программы, проведенной Ассоциацией бетонных фундаментов (CFA), торговой группой со штаб-квартирой в Маунт-Вернон, штат Айова. С 2001 по 2004 год подрядчики CFA изучали практические пределы укладки бетона на стены подвала зимой. Ассоциация разработала десятки бетонных смесей с использованием различных цементов и добавок и проверила характеристики бетона в холодных условиях. (Подробнее см. «Pour It On» Теда Кушмана, Builder 9./05).

Для каждой смеси исследователи CFA разработали так называемую «кривую зрелости» — математическую взаимосвязь между температурой бетона, временем и развитием прочности, — которая позволяет подрядчику отслеживать прирост прочности любого бетона с течением времени, просто наблюдая за его температурой. измеряется датчиком, помещенным в бетон при его заливке. Таким образом, вместо того, чтобы полагаться на общие эмпирические правила, установленные кодексом, подрядчик, использующий «метод зрелости», может оценить прирост прочности своего материала в режиме реального времени. Подрядчики, которые понимают этот метод и хорошо знают свои бетонные смеси, могут укладывать бетон в холодную погоду без дорогостоящих мер, таких как навес, обогрев или даже изоляция. А зная прочность бетона от часа к часу, они могут с точностью до часа узнать, достиг ли бетон минимальной прочности, необходимой для того, чтобы бригада могла снять опалубку или даже засыпать стену подвала. Это может сэкономить дни в графике строительства.

Выводы CFA помогли сформировать еще один документ ACI, ACI 332 ( Жилищные нормы и правила, требования к конструкционному бетону и комментарий ). В отличие от ACI 306, ACI 332 написан на кодовом языке, и на него можно ссылаться непосредственно в контрактах на строительство. На основе исследования CFA ACI 332 содержит формулировку, поддерживающую использование метода зрелости при размещении в холодную погоду в качестве альтернативы выполнению требований по защите, которые не отражают прогнозы прочности в реальном времени.

Но данные, полученные в ходе исследования CFA, и извлеченные уроки не применяются автоматически к размещению плоских конструкций, таких как фундаментные плиты или тротуары, поскольку условия, очевидно, другие. В отличие от стены подвала, плита не имеет защиты опалубки стены. Когда на улице холодно, холодное основание может «высасывать» тепло из свежего бетона, замедляя процесс твердения. А плиты имеют большую площадь поверхности, которая подвергается воздействию холодного зимнего воздуха, что создает большой риск повреждения из-за раннего промерзания. Поэтому продолжаются исследования, чтобы обосновать применение методов зрелости к открытой плоской конструкции в холодных погодных условиях.

Демонстрация Денниса Пуринтона в Коннектикуте — хорошее начало. Но работа Пуринтона не была опубликована или воспроизведена, и одних его данных, вероятно, будет недостаточно, чтобы стимулировать дальнейшие пересмотры ACI 306. Но другие исследователи изучают способы улучшения размещения в холодную погоду. А тем временем подрядчики на местах уже могут воспользоваться преимуществами метода зрелости. В принципе, сказал Пуринтон, «если у вас есть мобильный телефон и ноутбук, у вас есть возможность сделать это — за очень небольшую сумму денег».

Понимание зрелости

Зрелость: отслеживание времени и температуры

Просмотреть все 3 фото

Поминутный мониторинг температуры бетона позволяет подрядчику узнать, когда бетон затвердел.

Воспроизвести слайд-шоу

Бетон представляет собой смесь песка, гравия (камня), воды и цемента (см. «Основы бетона», Брент Андерсон, JLC, июнь 2000 г.). доменный шлак) и химические примеси. Бетон выделяет тепло при затвердевании в результате химического процесса, при котором цемент реагирует с водой с образованием твердой, стабильной массы. Образующееся тепло называется «теплотой гидратации».

Ключевой задачей бетонирования в холодную погоду является предотвращение повреждения бетона в результате раннего замерзания. Бетон, защищенный от замерзания до тех пор, пока он не достигнет прочности на сжатие не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, не будет поврежден при воздействии одного цикла замораживания. Но если замерзание произойдет до того, как будет достигнуто давление 500 фунтов на квадратный дюйм, окончательная прочность бетона может снизиться вдвое.

Гидратация цемента. У науки нет полного объяснения химического процесса гидратации или полного описания окончательной структуры бетона. Но у экспертов есть хорошая рабочая модель (см. слайд-презентацию «Гидратация портландцемента» доктора Кимберли Кертис, Школа гражданского строительства, Технологический институт Джорджии). Гидратация цемента происходит поэтапно, от «застывания» (потеря удобоукладываемости) к «схватыванию» (затвердеванию) и далее к «твердению» (набор прочности). На протяжении всего процесса вода расходуется — распадается на водород и кислород, которые связываются с развивающимися соединениями, формирующими твердый бетон.

Но на ранних стадиях затвердевания и схватывания затвердевающий материал хрупок, и остается много свободной воды. Если лед образуется в этот ранний период — до того, как бетон достигнет прочности на сжатие около 500 фунтов на квадратный дюйм, — расширяющийся лед разрушит слабый цемент, ухудшив качество бетона.

По мере протекания реакции свободная вода расходуется, бетон становится прочнее, а в бетоне образуются воздушные пустоты, так что образовавшемуся льду будет куда расширяться. С этого момента температура бетона может опускаться ниже точки замерзания, и он не будет поврежден. Таким образом, зимой основная цель состоит в том, чтобы удерживать бетон выше точки замерзания, пока его прочность на сжатие не превысит примерно 500 фунтов на квадратный дюйм. После этого можно безопасно снять лечебные одеяла, тепло, укрытие и так далее.

В прошлом не было возможности узнать, достаточно ли затвердеет бетон в течение нескольких часов или дней после заливки. Таким образом, правила ошибались в сторону осторожности: вы должны были держать защиту на месте в течение установленного периода дней, который включал в себя разумный запас прочности (см. «Бетонирование в холодную погоду», Ким Башам,

JLC 1/95) .

Измерение температуры. Но современный метод зрелости позволяет подрядчикам непосредственно наблюдать за бетоном, чтобы узнать, насколько далеко зашла реакция гидратации. Это связано с тем, что скорость реакции гидратации напрямую связана с температурой материала: чем выше температура, тем быстрее протекает реакция. Если вы измеряете и записываете температуру с течением времени, вы можете оценить, насколько далеко зашла реакция. И для любой конкретной смеси вы можете с достаточной степенью точности узнать, насколько прочным стал бетон.

Чтобы узнать больше об использовании зрелости для принятия решений в бетонных работах, JLC обратился к Джону Гнэдингеру, директору инженерных служб Con-Cure Premiere. Con-Cure производит датчики температуры, электронные устройства и пакеты программного обеспечения, которые подрядчики по бетонным работам используют для отслеживания зрелости бетона в полевых условиях.

Gnaedinger проводит обучение и техническую поддержку для подрядчиков, которые используют систему зрелости Con-Cure. Среди его клиентов поставщики готовых смесей, производители сборного железобетона и компании по производству бетона с постнапряжением, а также такие подрядчики, как Деннис Пуринтон, которые работают в основном в жилищном строительстве. Гнедингер также является членом комитета ACI 306 и помогал Purinton с его зимней демонстрационной программой в 2014 году.0007

«Прежде всего, — объяснил Гнэдингер, — любая система зрелости должна регистрировать температуру с течением времени. Вы должны иметь возможность просматривать эти данные и сопоставлять их с кривой зрелости, которую вы устанавливаете заранее в лаборатории».

Но применять метод зрелости в полевых условиях — это целое искусство, — сказал Гнедингер. «Место, где вы размещаете датчик, важно», — объяснил он. «Вы выбираете области, которые, как вы ожидаете, будут самыми холодными, и области, где вы ожидаете наибольшего воздействия элементов».

В системе зрелости Con-Cure «ZoneCure» датчик температуры защищен пластиковым кожухом, поэтому датчик можно восстановить и использовать несколько раз. Датчик отправляет данные на электронный монитор, который записывает информацию на месте, а также отправляет ее по беспроводной связи на портативный компьютер. Система создает температурную историю, которая описывает опыт бетона и одновременно рассчитывает зрелость материала, предоставляя оценку прочности бетона на месте в режиме реального времени.

Цилиндры. Подрядчики обычно не используют систему зрелости для определения окончательной прочности бетона, сказал Гнедингер. Для этого они используют старомодный метод: заливают тестовые цилиндры и разбивают их в лаборатории после 28-дневного отверждения. Но они используют данные о зрелости на ранних этапах работы, чтобы принимать ежедневные производственные решения.

Цилиндры часто отверждаются в условиях, отличных от реальной конструкции, и прочность цилиндров может отставать от прочности монолитного бетона. «Благодаря системе зрелости вы можете в любой момент узнать, какова эта сила в структуре, без необходимости ломать цилиндр, — сказал Гнедингер, — и вы знаете, что сама структура передает прочность, так что вы можете снимать формы. . Я был на работе, где эта разница во времени составляла три дня».

Контроль расходов. Подрядчик из Коннектикута Деннис Пьюринтон (Dennis Purinton) из Коннектикута не устанавливает датчики зрелости в каждую заливаемую плиту. Но, по его словам, он часто использует эту систему, особенно если ему нужно задокументировать качество своей работы для клиента или третьей стороны.

С опытом компания Purinton научилась использовать информацию о сроках погашения для управления затратами. «ACI 306 дает вам варианты, что делать зимой», — сказал он. «Пользуетесь ли вы горячей водой, используете ли вы ускорители, используете ли вы одеяла, используете ли вы обогреватели? Что вы делаете? Отслеживая прирост прочности и температуру бетона в течение сезона, вы знаете, как работает ваш бетон. Затем, когда становится холоднее, вы добавляете в бетон какой-то усилитель производительности. Но вы можете указать стоимость каждого из этих усилителей. Так что со временем вы сможете значительно повысить свою рентабельность, используя систему измерения зрелости».

Arctic Concrete

Есть еще одна организация, заинтересованная в бетоне для холодной погоды: военные США. В сотрудничестве с несколькими департаментами автомобильных дорог штата (которые сами заинтересованы в продлении сезона бетонных работ и сокращении времени, необходимого для ввода тротуаров в эксплуатацию), исследователи из Инженерно-исследовательской лаборатории холодных регионов (CRREL) Инженерного корпуса армии в Нью-Гэмпшире. изучали способы снижения точки замерзания бетона с помощью готовых добавок, содержащих нитрат кальция, нитрит кальция и тиоцианат натрия.

Проталкивание конверта

Фэрбенкс, Аляска, забастовки бетонной бригады, бычьи поплавки и мастерки свежеуложенного бетона в испытательной плите для демонстрационного проекта, организованного инженерами Инженерной лаборатории холодных регионов армии США (CRREL). Исследователи CRREL считают, что использование бетонных смесей с антифризными добавками может продлить сезон бетонного строительства до зимних месяцев, даже в холодных регионах, без необходимости обеспечения отапливаемых ограждений или изоляции.

В отличие от хлорида кальция, добавки, которая обычно используется для ускорения схватывания бетона в холодную погоду, эти альтернативы не вызывают коррозии арматуры и даже могут обеспечить некоторую защиту от коррозии стали. Кроме того, метод «антифриза», который оценивает CRREL, не зависит от нагрева бетона во время раннего схватывания; вместо этого основное внимание уделяется предотвращению замерзания воды даже при низких температурах. Когда бетон схватывается и отверждается при более низких температурах (но не замерзает), его долговременная прочность повышается.

«Незамерзающий бетон» CRREL зарекомендовал себя как практичный подход к укладке бетона в холодную погоду без обогреваемых ограждений или изолирующих покрытий. Для демонстрации 2010 года недалеко от Фэрбанкса, Аляска, CRREL залил пять секций парковочной плиты, используя свой рецепт, и наблюдал, как температура свежего бетона упала ниже 30°F без какого-либо повреждения готовых плит (которые в конечном итоге достигли прочности на сжатие 7000 фунтов на квадратный дюйм после 28 -дневное лечение).

При тестировании небольших образцов для определения точки замерзания одна из смесей CRREL достигла 23°F до того, как вода в смеси замерзла. «Если минимальная температура бетона будет снижена до 23 ° F вместо текущего предела 40 ° F, — отмечается в отчете CRREL об испытаниях, — по оценкам, к строительному сезону можно добавить дополнительные 3–4 месяца. в пределах континентальной части Соединенных Штатов».

Но вам не нужно максимально использовать метод антифриза, чтобы применить его, сказала инженер CRREL Линетт Барна JLC . «На площадке есть пять тестовых плит, — пояснил Барна. «Все дозировки, которые мы используем, находятся в пределах рекомендаций производителя, но одна из плит была в более высоком диапазоне дозировок. На другом конце площадки кладем плиту с минимальной дозировкой. Даже при самой низкой дозировке мы по-прежнему получаем очень хорошие результаты от этой плиты».

Арктический опыт

Бригада местной компании по производству готовых смесей в Фэрбенксе, Аляска, укладывает бетонную плиту, приготовленную из «незамерзающего бетона» Инженерного корпуса армии США, в морозный день на Аляске. Исследователи сообщили, что бетон твердеет, несмотря на падение температуры ниже нуля. По словам Линетт Барна, инженера Исследовательской и инженерной лаборатории холодных регионов (CRREL), члены экипажа предпочли этот метод работе в отапливаемом помещении.

Барна сказал, что антифризный бетон также кажется более долговечным, чем бетон, помещенный в отапливаемый корпус. «Возможность снизить температуру и не нагревать ее, вы создаете более равномерные условия для затвердевания бетона», — сказал Барна. «Мы провели параллельное сравнение ремонта бордюров в Нью-Гемпшире. С западной стороны мы использовали антифризный подход, а с восточной сделали палатку и обогрев. Обычная сторона теперь начинает скалываться и трескаться через 10 лет. Со стороны антифриза состояние по-прежнему очень хорошее, все трещины узкие, выкрашивания нет. Таким образом, имея возможность иметь более однородное состояние, мы создали более прочный бетон».

Исследователи CRREL также подозревают, что антифризный бетон имеет лучшую структуру внутренних пустот, которая обеспечивает большую защиту от повреждений при замораживании и оттаивании в процессе эксплуатации. Добавка антифриза становится более концентрированной по мере расходования воды в смеси при схватывании и твердении; Инженеры CRREL считают, что некоторое количество антифриза может оставаться в застывшем бетоне в процессе эксплуатации, обеспечивая постоянную защиту от замерзания и оттаивания в течение многих лет. Эти идеи, сказал Барна, требуют изучения в будущем.

Можно ли заливать бетон зимой? Заливка в холодную погоду

ByRon 1 февраля 2022 г. 30 января 2022 г.

Строительство не прекращается даже зимой. Но как залить бетон в мороз? Какие меры предосторожности следует принять?

Содержание

• 1 До какой температуры можно заливать бетон?
  • 1.1 Влияет ли холодная погода на отверждение бетона?
  • 1.2 Можно ли укладывать бетон зимой?
  • 1.3 Можно ли заливать бетон, если ночью замерзает?
• 2 Как заливать бетон в холодную погоду?
  • 2. 1 Какой тип цемента использовать в холодную погоду?

Насколько холодной можно заливать бетон?

Рекомендуемая температура заливки бетона составляет от 40° до 60°F (температура бетонной смеси). Однако не лейте его на промерзшую землю. Используйте обогреватели или одеяла, чтобы отогреть землю как минимум до 32 ° F (по Фаренгейту), прежде чем заливать бетон в холодную погоду.

Влияет ли холодная погода на затвердевание бетона?

Да, холодная погода вредит отверждению бетона. Затвердевание бетона замедляется с понижением температуры. Когда термометр достигает 50°F (10°C), бетон невероятно медленно схватывается, а реакция гидратации практически прекращается при 40°F (4°C). Обратите внимание, что это температура бетона, а не температура воздуха. Если вы сможете поддерживать температуру бетона выше 50°F (10°C) до тех пор, пока он не достигнет окончательного схватывания, качество конечного продукта останется неизменным.

Можно ли класть бетон зимой?

Да, можете, при условии, что вы защитите бетон от холода, ветра и дождя. Если температура бетона падает ниже 40°F (4°C), реакция гидратации останавливается, эффективно сохраняя бетон в жидком состоянии. Здесь вы рискуете, что вода в бетонной смеси замерзнет, ​​что испортит заливку.

Также необходимо защищать бетон от холода, пока он не достигнет прочности на сжатие не менее 500 фунтов на кв. дюйм (3 МПа). В этот момент он обычно может противостоять внутреннему давлению, возникающему в результате отрицательных температур. Обычно в холодную погоду бетон достигает этой точки на следующий день после заливки. На данный момент процесс гидратации израсходовал большую часть воды свежего бетона. Если оставшаяся вода замерзнет в типичной смеси, этого будет недостаточно, чтобы повредить внутренние поры бетона.

Можно ли заливать бетон, если ночью замерзает?

Да, если правильно защитить. Если вы можете сохранить влажный бетон теплым, вы сможете заливать бетон, даже когда ночные температуры опускаются ниже нуля. Здесь важно заливать бетон на повышающемся термометре. То есть рано утром, пока температура окружающей среды повышается. Это дает ему наилучшие шансы установить до наступления темноты.

Бетон здесь необходимо сохранять теплым, обычно накрывая его брезентом и изоляционными материалами. Покрытие с подогревом также можно использовать в экстремальных погодных условиях, хотя это становится дорогостоящим, особенно при больших заливках.

К счастью, реакция гидратации является экзотермической (она выделяет тепло). Это означает, что бетон будет способствовать нагреванию внутри покрытия по мере его отверждения, повышая шансы достичь окончательного схватывания до наступления темноты.

Как заливать бетон в холодную погоду?

Повышение температуры бетона и ускорение реакции гидратации необходимо для бетонирования в холодную погоду. С этой целью существует множество профессиональных хитростей, которые помогут вам на этом пути, в основном при корректировке дизайна микса и управлении окружением. Вот некоторые ключевые аспекты, которые следует помнить при бетонировании в холодную погоду.

• Нагрейте воду для смешивания. Это нагревает свежий бетон, ускоряя реакцию гидратации. Обратите внимание, что температура свежего бетона не должна превышать 77°F (25°C), но должна быть не менее 65°F (18°C), поэтому соответствующим образом отрегулируйте температуру воды для затворения.
• Если можете, нагрейте заполнители, используемые в вашей смеси. Некоторые более крупные смесительные заводы имеют нагревательные устройства, которые позволяют пару проникать через склады песка и камня, нагревая их перед добавлением в бетонную смесь.
• Использовать ускорители схватывания. Существует два типа ускоряющих добавок – те, которые усиливают окончательное схватывание, и те, которые усиливают начальное схватывание. Здесь оба применимы и могут использоваться свободно. Ускорение времени схватывания имеет два преимущества при бетонировании в холодную погоду: время схватывания сокращается, поэтому снижается риск замерзания свежего бетона до его схватывания. Второе преимущество – тепловыделение. Чем быстрее протекает реакция гидратации, тем больше тепла выделяется внутри бетона при его схватывании. Это дополнительно сокращает время схватывания и снижает риск замерзания.

Обратите внимание на тип используемой ускорительной добавки. Ускорители установок старого поколения обычно изготавливаются на основе хлорида кальция, который может вызвать коррозию стальной арматуры. Это также может привести к обесцвечиванию цветного бетона. В ускорителях схватывания нового поколения используются специальные полимеры, специально разработанные для увеличения времени схватывания без негативного влияния на другие качества бетона.

• Используйте подходящие добавки для снижения содержания воды. Разбавители воды старого поколения основаны на глюкозе, что сокращает время схватывания. Водоразбавители нового поколения основаны на полимерах и не влияют на время схватывания. При правильном использовании они уменьшат количество воды, необходимой для создания вашей смеси, и, таким образом, уменьшат количество вытекания при заливке.
• Не используйте наполнители для цемента, такие как летучая зола, шлак и микрокремнезем. Наполнители для цемента обычно сокращают время схватывания, уменьшая тепло, выделяемое реакцией гидратации. Это то, что вы использовали бы при бетонировании в жаркую погоду. При бетонировании в холодную погоду требуется максимально возможное тепловыделение внутри свежего бетона, и исключение наполнителей из состава смеси помогает в этом. Исключением из этого правила является шлак Corex, особый тип шлака, образующийся во время определенного процесса выплавки чугуна, который ускоряет реакцию гидратации, а не замедляет ее. Этот шлак производится только на западном побережье Южной Африки.
• Добавьте больше цемента в смесь. Это может означать, что ваша конечная прочность на сжатие намного выше той, что указана для проекта. Тем не менее, начальная прочность на сжатие также будет выше, что сократит время, необходимое для защиты свежей заливки.
• Бетон с низкой посадкой. Здесь оптимальным является прогиб менее 4 дюймов (100 мм). Это сводит к минимуму количество воды в смеси, снижая риск кровотечения.
• Уменьшить риск кровотечения путем добавления воздухововлекающих добавок. При бетонировании в холодную погоду кровотечение обычно начинается позже, чем обычно, и его больше. Чрезмерное кровотечение может привести к образованию трещин и изменению отношения поверхностной воды к цементу. Это приводит к локальному ослаблению, что отрицательно сказывается на качестве конструкции.

По совпадению воздухововлекающие добавки действуют как внутренняя изоляция бетона – вовлеченный воздух не проводит температурные изменения, как остальная часть бетона. Таким образом, он будет оставаться немного теплее, уменьшая общие потери тепла свежего бетона.

• Не заливайте свежий бетон на промерзшую землю. Подготовьте место за несколько дней до заливки, используя трубы с подогревом или электрические одеяла.
• Защитите заливку от непогоды. Там, где это возможно, установите ветрозащитные экраны, чтобы предотвратить попадание холодных ветров на свежий бетон.