Схватывание бетона при низких температурах: Бетон - до какой температуры можно заливать

Содержание

Схватывание бетона при низких температурах: добавки, ускоритель

Как известно, все растворы имеют определенный период жизнеспособности, в течение которого их можно выравнивать, наносить и заполнять формы. Но через некоторое время в составе проходят необратимые процессы, и материал начинает приобретать определенные свойства. Очень важно, чтобы соблюдались оптимальные внешние условия – схватывание бетона при низких температурах может растянуться на несколько суток, вследствие чего значительно снизится прочность и долговечность.

На фото — выравнивать поверхность можно только до схватывания

Что такое схватываемость

Главная причина, по которой бетон приобретает высокие прочностные свойства это то, что цемент при взаимодействии с водой приобретает очень высокую прочность и превращается в так называемый цементный камень. По-научному процесс называется гидратация, и проходит он в несколько этапов, главными из которых является первоначальное схватывание и дальнейшее твердение (читайте также статью «Фибропенобетон: особенности и область применения»).

Цемент – уникальный материал, с помощью которого можно своими руками возвести конструкции, которые простоят века, при этом его цена достаточно демократична и доступна

В рамках данной статьи мы рассмотрим, за сколько схватывается бетон и как влияет на это температура окружающего воздуха. Стоит отметить, что процесс этот, в отличие от твердения очень скоротечен: он происходит в первые сутки, а то и часы после заливки той или иной бетонной конструкции. Именно поэтому ему нужно уделить самое пристальное внимание, так как от него во многом зависит прочность.

Срок схватывания бетона напрямую зависит от температурных условий, рассмотрим эту зависимость в таблице:

Температура схватывания бетона	Время гидратации
Отрицательные значения	В этих условиях проводить бетонные работы без применения специальных добавок или использования различных способов нагрева категорически запрещено – вода замерзнет и процесс остановится.
0 градусов	Бетон начинает схватываться примерно через 6-10 часов после заливки, что отрицательно сказывается на свойствах материала. Процесс затягивается на 18-20 часов.
20 градусов	Можно сказать, это норма температуры для схватывания бетона. Именно при 20 градусах достигаются наилучшие показатели прочности. Процесс начинается через два часа и длится примерно час.
30 и более градусов	Такие условия, естественно, ускоряют процесс испарения влаги, вследствие чего уже через полтора-два часа схватывание может быть окончено. Быстрое схватывание также отрицательно влияет на качество.

При высоких температурах работы следует проводить очень быстро

Как можно влиять на схватываемость

Если раньше при низких и отрицательных температурах все работы приостанавливались, то в наше время появилось множество способов ускорить или замедлить схватывание, что позволяет проводить бетонирование практически круглый год.

Именно их мы и рассмотрим более подробно.

Добавки

На рынке существует множество специальных составов, которые способны ускорить схватывание или замедлить его, при этом отрицательное влияние на прочность будет минимальным.

Все их условно можно разделить на следующие группы:

Добавки в бетон для быстрого схватывания, чаще всего используются, когда необходим быстрый набор прочности, при этом естественно сокращается и период первичного твердения. Например, некоторые из них позволяют материалу набрать до 50% от прочности всего за 2 дня. Применение таких составов стоит ограничить на объектах, где очень важна высокая прочность, так как показатели все равно уменьшаются.

Морозостойкий ускоритель схватывания бетона – такой вариант используется при отрицательных температурах. Состав снижает температурный порог замерзания влаги и ускоряет первоначальное схватывание без значительных потерь прочности. В подобных условиях важно, чтобы вода не замерзла – это имеет необратимые последствия для прочностных характеристик.

Как правильно использовать составы подобного типа, подскажет инструкция на упаковке

Важно! Стоит помнить, что чем ниже температура, тем больше пропорция добавления состава. Именно этот фактор является основополагающим при приготовлении бетона.

Замедлители схватывания бетона – этот тип составов применяется в следующих случаях: при высокой температуре окружающего воздуха, при транспортировке бетона миксерами на дальние расстояния, при длительном рабочем процессе, когда состав должен сохранять первоначальные свойства на протяжении длительного срока . Также замедлители незаменимы при устройстве монолитных конструкций: так можно избежать возникновения слоев и ослабления бетона.

При транспортировке на большие расстояния замедлитель схватывания гарантирует доставку качественного раствора

Совет! Стоит помнить, что помешивание раствора не дает начаться стадии затвердения, поэтому если нужно продлить жизнеспособность раствора на полчаса-час, то с помощью данной операции вы избежите преждевременного схватывания.

Если твердение рассчитывается по дням, то схватывание проходит скоротечно, это и есть его самая большая особенность. И очень важно, при какой температуре схватывается бетон – она должна быть максимально приближенной к оптимальной, в противном случае добиться хорошего результата без добавок будет проблематично.

Использование различных систем и конструкций для подогрева бетона

Сразу отметим, что используются они при отрицательных температурах и направлены на ускорение схватывания и твердения (см.также статью «Время схватывания бетона и его механизм»).

Чаще всего применяются следующие варианты:

Электрический подогрев конструкций. Его особенности следующие: в конструкцию укладывается специальный нагревательный провод еще до заливки или вставляются металлические электроды, пока бетон еще свежий. Пропуская по системе ток, можно нагревать всю конструкцию, предотвращая ее замерзание и ускоряя схватывание.

Провода укладываются перед началом бетонирования

Использование термоактивной опалубки, это вариант предполагает использование электрического подогрева или водяной рубашки для того, чтобы поддерживать положительную температуру в конструкции.

Используется он достаточно редко ввиду сложности устройства.
Еще один вариант, который подходит для масштабных строительств – устройство тепляка, это может быть разборная конструкция или система пологов из тента, важно, чтобы внутри поддерживалась положительная температура.

Стоит помнить, что алмазное бурение отверстий в бетоне и резка железобетона алмазными кругами допускаются только после набора как минимум 50 % прочности. Не стоит спешить с данными работами, иначе можно нарушить структуру материала.

Сверление можно начинать только после набора бетоном прочности

Вывод

Как вы смогли убедиться, схватывание имеет огромное значение для бетона, и любые нарушения процесса снижают прочность материала. Видео в этой статье наглядно покажет некоторые особенности рассматриваемого процесса.

Добавить в избранное Версия для печати

Поделитесь:

Статьи по теме

Все материалы по теме

Заливка бетона при низких температурах | Строительство фундамента | Дома ЛСТК | Framecad

Заказать строительство дома вы можете по телефонам или в нашем офисе.

Бетон в фундаменте проходит две стадии: схватывания и твердения. Время схватывания не превышает суток, на этой фазе бетонный раствор переходит из жидкой фазы в твердую. Но прочность его при этом еще не высока. После схватывания начинается процесс твердения, он длится значительно дольше и определяется многими факторами: маркой бетона, его составом, наличием добавок, температурным и влажностным режимом.

График твердения бетона на портландцементе при температурах от +1 до + 35 С.

Оптимальными условиями для схватывания и твердения обычного бетона считают диапазон температур от 3° до 25°С. При этом скорость процесса имеет прямую зависимость от температуры – чем теплее, тем быстрее происходит схватывание бетона и набор прочности, также она повышается с увеличением марки бетона.

Понижение температуры ниже нулевой отметки приводит к полной остановке процесса гидратации цемента, процесс твердения полностью останавливается. После повышения температуры и оттаивания процесс может возобновиться, но обратного восстановления разрушенных связей уже не произойдет.

Однако если бетон достиг критической прочности, понижение температуры не вызовет в нем необратимых изменений, и после оттаивания процесс твердения возобновится. При отрицательной температуре вода, содержащаяся в бетонной смеси, превращается в лед и не вступает в соединение с цементом, поэтому бетонная смесь не твердеет.

Так же замерзшая вода увеличивается в объеме, при этом создавая большое давление на неокрепшие частицы цемента, что приводит к разрушению бетонной конструкции (крошению и трещинам). При заливке бетона в мороз вокруг арматуры образуется ледяная плёнка, которая препятствует её сцеплению с бетоном, что опять же снижает долговечность и прочность возведенной конструкции.

Правила заливки бетона в зимних условиях при отрицательных температурах:

Бетон должен набрать «минимальную прочность» до момента замерзания воды, входящей в его состав. «Минимальная прочность» для бетона, используемого при заливке фундаментов в загородном строительстве, составляет 50%. Как только бетон набирает 50% прочности, морозы ему не нанесут вреда.

При приготовлении бетонной смеси, которая используется в минусовых температурах, в неё добавляют горячую воду, тем самым повышают температуру смеси до 35-40 градусов.

Перед началом бетонирования необходимо очистить опалубку от снега и льда. Желательно прогреть каркас арматуры до положительной температуры, если её диаметр превышает 25 мм. Существует проверенный способ растапливания снега и льда: развести костёр, на котором нагреть воду, и непосредственно перед самой подачей бетона, проливать воду участками. При небольшом количестве снега, можно воспользоваться газовой горелкой.

Для предотвращения замерзания воды в бетоне используют противоморозные добавки. Противоморозные добавки – это специально разработанные различные химические растворы, понижающие температуру замерзания воды в бетонной смеси.

Когда противоморозная добавка подобрана правильно, то есть не ниже среднесуточной температуры воздуха на ближайший месяц после заливки конструкции, время набора бетоном прочности составляет 28 дней.

В том случае если, была произведена ошибка при подборе противоморозной добавки или подвел гидромецентр, и конструкция после заливки замерзла, то бетон будет набирать прочность только после оттаивания, при температуре от нуля и выше. Важно! Если конструкция замерзла, не набрав минимальную прочность, нельзя давать нагрузку на фундамент, то есть возводить на нем сооружения.

После заливки бетона в зимний период необходимо провести утепление конструкции. Конструкцию накрывают плёнкой и обкладывают утеплителем. В качестве утеплителя можно использовать опилки. Опалубку желательно не демонтировать.

Дома ЛСТК — проектирование, производство и строительство быстровозводимых зданий жилого и коммерческого назначения.

Сделать заказ Вы можете в любой день недели по телефону.

Руководство по передовым методам бетонирования в холодную погоду

Американский институт бетона (ACI) определяет бетонирование в холодную погоду как «период, когда температура окружающей среды ниже 40 ° F (5 ° C) в течение трех или более дней». Температура рассчитывается как среднее значение самой высокой и самой низкой температуры с полуночи до полуночи.

Если средняя температура выше 40°F или если она опускается ниже этой температуры только на короткие периоды, вам не нужно учитывать холодную погоду при укладке и твердении бетона.

Понимание определения бетонирования в холодную погоду поможет вам определить, когда нужно внести коррективы в процесс, а когда можно продолжать как обычно.

Как холодная погода влияет на бетон?

Низкие температуры влияют на бетон несколькими способами. Как только вы узнаете о проблемах бетонирования в холодную погоду, вы сможете принять меры для их учета.

Время схватывания при 30°F может быть в два раза больше, чем при 50°F. Реакции с выделением тепла, возникающей при отверждении бетона, недостаточно для борьбы с влиянием низких температур на время схватывания.

Растрескивание
Бетон, уложенный на мерзлый грунт, может привести к растрескиванию. При повышении температуры грунт под застывшим бетоном оттаивает и оседает. Если он сдвинется, на поверхности могут образоваться трещины. Укладка бетона на мерзлый грунт также означает, что нижний слой схватывается медленнее, чем верхний слой, что приводит к дефектам поверхности.

В конечном счете, бетон становится не таким прочным и имеет больше поверхностных дефектов при низких температурах без надлежащих мер предосторожности.

Каковы передовые методы бетонирования в холодную погоду?

Лучшие методы бетонирования в холодную погоду помогут вам достичь желаемых результатов.

Используйте ускоряющие добавки — Ускоряющие добавки могут ускорить процесс сушки, противодействуя влиянию погодных условий. Хлорид кальция, нитрит натрия и нитрит кальция — все это хорошие варианты, но вы не должны использовать хлорид кальция в железобетоне. Имейте в виду, что ускоряющие добавки не предотвращают замерзание. В таких ситуациях необходимы дополнительные меры предосторожности.

Проверка температуры основания

Перед укладкой бетона проверьте температуру основания. Если земляное полотно замерзло, подождите, пока оно оттает и температура повысится, прежде чем двигаться дальше.

Тепловые материалы

Нагрев материалов может помочь вам противодействовать низким температурам при бетонировании в холодную погоду. При правильных условиях с помощью этого метода можно добиться постоянного времени схватывания и прочности. Однако было бы лучше, если бы вы приняли другие меры, потому что условия должны быть очень конкретными.

Вы можете нагреть воду до температуры от 140°F до 180°F. При низких температурах (ниже 25°F) вы можете нагревать заполнители, чтобы предотвратить образование льда и замороженных комков, но вам не нужно нагревать заполнители до температуры более 60°F, если вы также нагреваете воду.
Не рекомендуется нагревать заполнители кипящей водой, так как остаточная вода может повлиять на конечную смесь. Вместо этого можно использовать циркулирующий пар для нагрева заполнителей до необходимой температуры.

Избегайте антиобледенителей

Все противогололедные вещества отрицательно реагируют на свежеуложенный бетон и портят конечный продукт. Если они вступают в контакт с бетоном во время схватывания, антиобледенители вызывают отслаивание и образование накипи на поверхности. Иногда для высококачественного плотного бетона можно использовать хлорид натрия и хлорид кальция. Однако лучше вообще избегать антиобледенителей, потому что альтернативных методов более чем достаточно.

Поддержание температуры при схватывании

После укладки бетона необходимо обеспечить поддержание правильной температуры во время схватывания. Вы можете использовать отапливаемые корпуса и нагреватели внутреннего сгорания, но нагреватели должны быть хорошо вентилируемыми, чтобы избежать непосредственного нагрева бетона. Ограждения должны быть атмосферо- и ветронепроницаемыми, чтобы обеспечить стабильную температуру в течение всего периода схватывания. Изолирующие одеяла также могут помочь создать стабильную температуру.

Пока бетон схватывается, постоянный мониторинг температуры является ключом к предотвращению резких колебаний, которые могут повлиять на процесс гидратации и вызвать трещины. Вы также можете поместить датчики температуры в бетон и настроить их на беспроводную отправку обновлений.
Необходимо увеличить установленное время в зависимости от температуры. В следующей таблице приведены общие сведения о времени схватывания при различных температурах:

Температура Среднее время схватывания (часы)

20°F	Бетон не схватывается
30°F	19
40°F	14
50°F	11
60°F	8
70°F	6
80°F	4
90°F	2-3
100°F	1-3

После завершения процесса отверждения необходимо медленно снять обогреваемые кожухи, одеяла и пламенные нагреватели. Удаление их всех сразу приводит к быстрому охлаждению, поэтому начните с отключения температуры, но оставьте корпус включенным. Продолжайте следить за температурой, пока она не стабилизируется и вы не сможете безопасно снять корпус.

Бетонирование в холодную погоду может быть сложной задачей, но вы можете добиться хороших результатов, следуя этому важному совету.

Почему белая кепка?

White Cap® может помочь вам с бетонированием в холодную погоду и любыми дополнительными добавками, которые могут вам понадобиться.

Наши опытные менеджеры по работе с клиентами могут предложить индивидуальные решения и профессиональные консультации на рабочем месте или в вашем офисе. Имея в среднем 12-летний опыт работы в отрасли, наша команда действительно является самым знающим профессионалом в области строительных материалов.

Меры предосторожности при бетонировании в холодную погоду

Профессионалы

Домовладельцы

Факторы окружающей среды, встречающиеся в холодную погоду, могут отрицательно сказаться на свойствах бетона. Крайне важно, чтобы все стороны, включая производителей бетона
, спецификаторов, подрядчиков и рабочих, полностью понимали эти факторы и высокий риск необратимого повреждения характеристик свежего и затвердевшего бетона. Все действия должны быть тщательно спланированы с соблюдением соответствующих мер предосторожности в таких условиях.

Температура

Есть три аспекта, связанные с температурой, которые необходимо учитывать при бетонировании в холодную погоду. Любое одно или комбинация этих условий может легко привести к необратимому ухудшению качества бетона.

1. Температура окружающего воздуха. Как правило, когда температура окружающей среды ниже 5°C при падающем термометре или 3°C при восходящем термометре, существует риск повреждения бетона. Более высокие температуры окружающей среды при наличии эффекта охлаждения ветром также представляют риск

2. Температура земли или поверхности. Бетон никогда не должен укладываться на мерзлую землю или другие поверхности или подложки

3. Температура бетона. Для соответствия I.S. EN 206, свежий бетон должен поставляться при температуре не менее 5°C. Принимая во внимание три основных фактора риска, связанных с температурой, важно, чтобы бетон был защищен от перепадов температуры и возможного замерзания до тех пор, пока он не наберет достаточную прочность. Как правило, температура самого бетона должна постоянно поддерживаться на уровне не менее 5°C в течение не менее 48 часов и до тех пор, пока прочность на сжатие не превысит 5 Н/мм2. В то время как бетон может быть уложен в течение дня в подходящих условиях, неблагоприятные ночные условия после укладки бетона часто упускаются из виду.

Потенциальное воздействие холодной погоды на бетон

• Замерзание воды в свежем бетоне может привести к катастрофическому разрушению бетона

• Замерзание бетона после первоначального затвердевания, но до достижения достаточной прочности, также может вызвать различные уровни повреждения, варьирующиеся от повреждения поверхности или образования накипи до полного разрушения конструкции

• Мягкие повреждения от воздействия холода могут быть незаметны сразу, но могут привести к необратимому снижению прочности на сжатие и снижению долговечности полученного бетонного элемента

• Раннее развитие прочности бетона является функцией гидратации цемента водой, которая выделяет тепло. Эта реакция и
последующее развитие прочности могут быть значительно замедлены более низкими температурами. Существует ряд практических мер, которые могут быть реализованы, включая:

Работы на площадке

• Рассмотрите возможность укладки бетона за пределами ожидаемых условий низких температур. Критическая работа должна быть отложена и выполнена в идеальных
условиях окружающей среды
• Тщательно планируйте и сообщайте о доставке и спросе. Бетон следует заливать, выгружать, укладывать и отделывать без промедления
• Необходимо как можно быстрее обеспечить надлежащее отверждение и защиту свежего бетона от потери тепла
• В холодную погоду нельзя использовать методы мокрого отверждения с использованием воды
• Для защиты бетона в холодных погодных условиях следует использовать противоморозные покрытия и изолированные опалубки. В некоторых случаях, когда холодные погодные условия являются относительно мягкими, обычная деревянная опалубка, оставленная на месте на более длительный срок, может обеспечить достаточную защиту
• Помня, что холодные погодные условия приведут к более медленному набору прочности, следует оставил на месте на длительный срок. По крайней мере, через 48 часов после установки, пока не разовьется достаточная прочность или, в идеале, дольше.
• Не добавляйте воду в бетон на месте. Это усугубляет риск. При необходимости закажите бетонную смесь подходящей удобоукладываемости для задачи
• Для плоских конструкций, т.е. плит и полов, заливку бетона, по возможности, следует производить после кровли и возведения стен. По-прежнему могут потребоваться противоморозные покрытия или другие методы защиты поверхности
• Защита бетона от экстремальных температур, ударов и вибрации является неотъемлемой частью мероприятий по отверждению бетона. Все бетонные проекты должны иметь плановую процедуру отверждения для конкретных операций на объекте в соответствии с EN 13670, пункт 8.