Зимнее бетонирование: как и зачем нужно прогревать бетон

Содержание

Зимнее бетонирование, описание зимнего бетонирования

Бетон считается тем типом строительного материала, который используется чаще всего. Он обладает несомненными преимуществами перед другими вариантами, поскольку при простоте своего изготовления обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики, а также целый ряд других факторов. Заливка состава может быть осуществлена в любое время года, но предпочтительнее выполнять работы при наличии положительной температуры окружающей среды. Зимнее бетонирование имеет ряд недостатков, среди которых следует особенно отметить застывание смеси. Следует более внимательно рассмотреть этот фактор, поскольку он оказывает крайне важное влияние на процессы, происходящие в материале.

Зимнее бетонирование осложняется наличием отрицательных температур, что считается главным недостатком подобных работ. Когда выполняется заливка состава, он схватывается за счёт того, что происходит химическая реакция между цементом и водой. В ходе осуществления, происходит образование монолитной массы, обладающей высокой прочностью и долговечностью. Когда температура окружающей среды низкая, процессы замедляются. Если происходит падение данного показателя ниже нулевой отметки, в воде начинаются процессы кристаллизации. Именно этот фактор требует, чтобы зимнее бетонирование производилось по специально установленным правилам и стандартам. Стоит отметить тот фактор, что цена работ несколько возрастает и это следует принимать во внимание, когда планируется бюджет. Если зимнее бетонирование выполнено без применения особых методик, то смесь останется в жидкой форме вплоть до того времени, пока условия внешней среды не станут благоприятными для начала химического взаимодействия. При этом, за время в спокойном состоянии, произойдёт расслоение и качество бетона будет серьёзно снижено. Следует сказать, что зимнее бетонирование вовсе не всегда подразумевается в случае начала работ. Например, серьёзное влияние может оказать такой фактор, как ранние заморозки. Они считаются серьёзной проблемой для строителей. Несмотря на то, что имеется несколько эффективных вариантов минимизировать возникшую проблему, всегда присутствует необходимость выхода за рамки установленного бюджета. В конечном итоге, это может оказать негативное влияние, когда придётся временно приостановить возведение объекта. Следует подробнее рассмотреть, как следует проводить зимнее бетонирование, а также определить особенности выполнения работ этого типа. Достаточно распространены способы, включающие в себя осуществление подогрева конструкции. Для этого используется специальная система труб, расположенных в непосредственном контакте с опалубкой. Вода нагревается до температуры около 60-80 градусов. При этом, следует обеспечить соблюдение нескольких требований. В первую очередь, нельзя сразу пускать воду с заданной температурой, поскольку результат может стать достаточно неблагоприятным для эксплуатационных показателей. Причина заключается в вероятности мгновенного схватывания. Другим, не менее важным требованием, считается необходимость устранить контакт воды с самим составом. Смесь уже содержит заданное количество данного компонента и его увеличение приведёт только к разжижению.

Несколько похожий способ подразумевает, что смесь не будет подогреваться извне, поскольку её температура уже будет повышена. Зимнее бетонирование подобного типа достаточно распространено за счёт того, что нет необходимости использования различных типов специализированного оборудования или создания дополнительных конструкций. Следует осуществить постепенный нагрев смеси, используемой в процессе строительных работ. Он выполняется до тех пор, пока температура не достигнет 55-75 градусов по Цельсию. Такой состав схватывается гораздо быстрее и по этой причине существует серьёзное ограничение относительно способа смешивания. Его следует осуществлять только на строительной площадке, иначе смесь просто не успеет доехать до места. Зимнее бетонирование данного типа подразумевает, что при достижении составом температуры окружающей среды, он успеет перейти в твёрдое состояние и начнет постепенно набирать прочность. Если рассматривать условия, при котором может осуществляться зимнее бетонирование, то оптимальное протекание подобных процессов является возможным при воздействии температуры около 20 градусов. Минимальным значением является 10 градусов, поскольку при параметрах ниже, происходит некоторое замедление. Чтобы сохранить тепло, зимнее бетонирование использует методику накрывания конструкции. Например, присутствует возможность накрыть плёнкой фундамент и засыпать его сверху грунтом или снегом.

Одним из наиболее привлекательных методов обеспечения зимнего бетонирования является возможность использования специальных добавок. На данный момент, существует большое количество их разновидностей. Они способны обеспечить зимнее бетонирование даже в тех случаях, когда температура окружающей среды доходит до минус двадцати градусов. Как правило, используются не столь мощные добавки. Чтобы обеспечить максимальную эффективность, следует вводить вещество в состав в строго заданных пропорциях. Это не только выгодно, но и не снижает эксплуатационные характеристики после затвердевания смеси. Достаточно большую опасность при зимнем бетонировании представляет понижение температуры. Это не единственная проблема, с которой можно столкнуться в процессе проведения подобных мероприятий. Например, чем меньший размер имеет конструкция, тем сильнее она нуждается в защите при отрицательных температурах. Зимнее бетонирование может быть существенно осложнено при воздействии такого фактора, как ветер. Он способствует быстрому охлаждению, а также ухудшению условий использования добавок и различных методик обеспечения схватывания.

Зимнее бетонирование – уход за бетоном в зимнее время, методы и технологии заливки

Содержание:

  • Особенности заливки бетона зимой
  • Методы зимнего бетонирования
  • Повышение температуры бетона перед зимней укладкой
  • Применение противоморозных добавок
  • Способы прогрева смеси при зимнем бетонировании
  • Преимущества и недостатки заливки бетона в зимних условиях
  • Часто задаваемые вопросы

При проведении бетонирования монолитных конструкций в зимних условиях низкие температуры окружающей среды нарушают нормальное течение схватывания и твердения бетонной смеси, замедляют или делают невозможным набор марочной прочности. В соответствии с нормативными документами к зимнему бетонированию относятся работы, проводимые при среднесуточной температуре +5 °C, минимальной суточной температуре ниже 0 °C. Теоретически считается, что такие мероприятия при выполнении дополнительных операций можно проводить при температурах до -40 °C, но на практике минимальный температурный порог составляет -25 °C.


Особенности заливки бетона зимой

В состав бетонной смеси входят:

  • портландцемент (чаще всего) – вяжущее, обеспечивающее при затворении с водой образование прочного и долговечного бетонного камня;
  • инертные, мелкий и крупный, заполнители – строительный песок и щебень;
  • вода, не содержащая вредных примесей;
  • добавки различного назначения.

При добавлении воды начинается процесс кристаллизации кальциевых силикатов, входящих в состав цемента. Его результатом является набор марочной прочности бетона в течение 28 дней при +5…+20 °C.

При низких положительных температурах скорость твердения снижается (при +5 °С она замедляется в 3-4 раза по сравнению с твердением смеси при +20 °C), а при отрицательных прекращается совсем из-за замерзания воды. При бетонировании зимой наиболее опасны низкие температуры в самом начале схватывания смеси. При повышении температур процессы твердения возобновятся, но прочностные характеристики такого бетонного камня будет значительно ниже прочности бетона, который не был заморожен. Еще один опасный фактор замерзания воды в порах свежезалитой смеси – ее расширение, приводящее к разупрочнению материала. Вокруг арматурного каркаса образуются кристаллы льда, ухудшающие сцепление бетона с арматурной сталью.


Бетон, достигший критической прочности, может быть заморожен и разморожен без структурных разрушений. Для строительных конструкций общего назначения критической считается прочность, равная 50 % от марочного показателя, ответственного назначения – 70 %.

Методы зимнего бетонирования

Варианты проведения бетонных работ при низких температурах окружающей среды:

  • введение в состав раствора противоморозных добавок;
  • предварительный нагрев компонентов перед приготовлением раствора;
  • прогрев свежеуложенного бетона;
  • укрытие забетонированной конструкции теплоизоляционными материалами.

Повышение температуры бетона перед зимней укладкой

Бетонную смесь готовят в обогреваемых бетоносмесителях с применением подогретых воды и заполнителей. Заполнители можно не отогревать, если они сухие и не имеют наледи. Время перемешивания компонентов бетонной смеси увеличивается на 25 % по сравнению с летним бетонированием.

Примерная температура воды, используемая для разных видов вяжущего при производстве бетона зимой:

  • шлакопортландцемент и пуццолановый цемент: +80 °C;
  • быстротвердеющий портландцемент: +60 °C;
  • глиноземистый цемент: +40 °C.

Транспортное средство, используемое для перевозки готового к применению бетона, должно обеспечивать поддержание его температуры на расчетном уровне. Заливка осуществляется ускоренными темпами, желательно с использованием бетононасоса. Температура основания и технология укладки должны предотвращать замерзание раствора в зоне его контакта с основанием. Необходимо тщательное вибрирование залитого бетона.

При бетонировании в зимний период для конструкции, в которой арматура имеет диаметр 24 мм и более или представляет собой жесткий стальной прокат, выполняется подогрев металла или осуществляется зональное уплотнение раствора.


Применение противоморозных добавок

Осуществление мероприятий зимнего бетонирования, перечисленных выше, усиливает действие противоморозных добавок, которые разделяют на три основные группы:

  • Вещества, вызывающие экзотермическую реакцию, которая сопровождается выделением тепла.
    Это соли-электролиты, органические спирты. Применение солей-электролитов ограничено, поскольку они проявляются высолами на бетонной поверхности и провоцируют коррозию металлической арматуры.
  • Модификаторы, приготовленные на базе хлорида кальция, в последнее время замененные формиатами кальция, натрия, готовыми комплексами заводского приготовления. Эти вещества разогревают раствор в течение длительного времени, ускоряют гидратационные процессы.
  • Трехвалентные соли алюминия и железа ускоряют гидратацию.

Наиболее эффективную добавку может подобрать только специалист с учетом характеристик используемых бетонов, температуры окружающей среды и других конкретных строительных условий. Облегчают задачу зимнего бетонирования приготовленные в заводских условиях составы, содержащие пластификаторы: «Лигнопан», «Гидрозим», «Гидробетон С-3М-15».


Способы прогрева смеси при зимнем бетонировании

Для обеспечения нормальных условий схватывания и набора марочной прочности залитого бетона используют следующие методы:

  • электродный обогрев через опалубку;
  • популярный в современном строительстве вариант – прогрев специальными проводами ПНСВ, для которых указывают максимально возможную температуру нагрева;
  • инфракрасный нагрев арматуры и укрывного материала;
  • индукционный способ, при котором тепловая энергия от индуктора передается в залитый раствор через стальную арматуру;
  • нагрев тепловыми пушками с устройством шатра над строительной конструкцией из ПВХ-материала.

Для массивных монолитных конструкций используется метод «термоса», подразумевающий утепление опалубки матами из минваты и ПВХ-пленкой.

Преимущества и недостатки заливки бетона в зимних условиях

Преимущества укладки бетона зимой:

  • сезонные скидки на строительные материалы;
  • упрощенная доставка компонентов бетонной смеси или готового бетона по замерзшим дорожным покрытиям, особенно это важно в болотистых местностях;
  • сезонное снижение расценок на строительные работы.

Минусы заливки бетона в зимнее время:

  • Необходимость разработки оптимальной технологии зимнего бетонирования и контроль всех этапов ее реализации. Самостоятельное зимнее бетонирование без контроля и консультаций специалиста может привести к самым негативным результатам.
  • Ограниченное время транспортировок бетонной смеси, приготовленной в заводских условиях. Повышенные требования к компонентам этой смеси и технологии ее приготовления.
  • Дополнительные затраты на химические добавки и/или проведение теплоизоляционных мероприятий.

Часто задаваемые вопросы

  1. Можно ли вести заливку фундамента ленточного типа зимой, если днем температура положительная, а ночью она опускается до -5 °C?

    2. Можно. Бетон необходимо уложить утром, чтобы до падения температуры ниже нулевой отметки он успел набрать прочность 10 %, затем – соблюдать правила ухода за уложенным бетоном в зимнее время. Требуется укрыть конструкцию пленкой и теплоизоляторами: изолоном, пеноплексом, матами из минваты.

  2. Как определить, годен ли бетон к укладке в зимнее время?

    3. Доставленный бетон должен быть пластичным, подвижным. Он должен иметь серый цвет или серо-коричневый оттенок. Изменение его цвета на черный свидетельствует о замерзании. Такой материал можно использовать при кабельном обогреве, но не при электродном.

  3. Сколько времени можно транспортировать бетонную смесь зимой?

    4. При -10…-15 °C бетонная смесь может перевозиться в течение часа, не более.

    Период между укладкой и временем включения электроподогрева – не более получаса.

Бетонирование в холодную погоду | Giatec Scientific Inc.

Для многих строительных компаний приближается время года, когда понижение температуры играет огромную роль в повседневной работе ваших рабочих, особенно там, где речь идет о бетоне. Мониторинг температуры бетона становится более важным в холодную погоду, поскольку низкие температуры снижают скорость набора прочности во время отверждения. По этой причине точный и последовательный мониторинг температуры вашей плиты на месте важен для обеспечения оптимального качества вашей конструкции.

Что такое бетонирование в холодную погоду

В Американском институте бетона (ACI) 306: Руководство по бетонированию в холодную погоду «холодная погода» определяется как три или более дней подряд низких температур, в частности температура наружного воздуха ниже 40°F (4 °C) и температуре воздуха ниже 50°F (10°C) в течение более чем 12-часового периода.

Узнайте о пяти фазах выделения тепла в бетоне.

Почему вы должны заботиться о надлежащих методах бетонирования в холодную погоду?

Температура обычно измеряется, чтобы убедиться, что бетон соответствует определенным спецификациям, определяющим допустимый диапазон температур. Стандартные спецификации требуют, чтобы температура бетона во время укладки находилась в диапазоне от 50°F до 90°F (от 10°C до 32°C). Однако в зависимости от размера элемента и условий окружающей среды предусмотрены различные указанные пределы (ACI 301, 207). Температура бетона во время укладки влияет на температуру бетона во время следующей фазы гидратации.

Внимательно отслеживая колебания температуры вашего бетонного элемента во время отверждения, вы обеспечите приемлемую прочность, качество и долговечность вашей конструкции. Если методы бетонирования в холодную погоду не соблюдаются в соответствии со спецификациями, вы рискуете столкнуться с многочисленными проблемами и, возможно, даже с повреждением конструкции.

К числу этих проблем относятся;

  • Замерзание бетона в раннем возрасте,
  • Отсутствие требуемой прочности,
  • Быстрые изменения температуры,
  • Неадекватная защита конструкции и ее пригодность к эксплуатации и
  • Неправильные процедуры отверждения.

5 советов по контролю температуры бетона в холодную погоду

  1. Установка внутреннего электрического обогрева:

    Для этого необходимо использовать встроенные катушки и изолированные электрические резисторы.

  2. Оптимизация бетонной смеси:

    Использование низкотемпературного цемента; заменители заполнителей, такие как летучая зола, известняк или шлак; и материалы с низким содержанием воды в цементе — все это хорошие способы оптимизировать бетонную смесь для сохранения тепла в холодную погоду.

  3. Использование Изоляция:

    Наслоение помогает сохранить тепло, выделяемое бетоном. Как и нагревательные одеяла или формы, это позволяет вам контролировать разницу температур между сердцевиной и поверхностью вашей плиты.

  4. Охладите бетон перед укладкой:

    Это можно сделать с помощью охлажденной воды, колотого или колотого льда или жидкого азота.

  5. Холодный бетон после укладки:

    Перед заливкой бетона используйте встроенные нержавеющие охлаждающие трубы. Это отводит тепло за счет циркуляции холодной воды из близлежащего источника.

Оптимизация монолитного бетона для холодной погоды

  • При работе с ранним бетоном температура должна быть выше точки замерзания или в пределах 10°F (-12°C) от минимальной требуемой температуры.
  • Требуемая температура бетона составляет 40°F (>5°C) в течение 48 часов (ACI 306)
  • Желаемая прочность бетона до замерзания составляет 3,5 МПа/500 фунтов на кв. дюйм (ACI 306). Бетон с давлением ниже 3,5 МПа/500 фунтов на квадратный дюйм может привести к растрескиванию, поскольку он не обладает прочностью, чтобы противостоять расширению воды из-за образования льда.
  • Для защиты бетона от замерзания все бетонные поверхности необходимо защитить в течение первых 24 часов после укладки.
  • При удалении льда объем льда не должен превышать 75 процентов воды замеса (NPCA).

7 распространенных ошибок, которых следует избегать при бетонировании в холодную погоду

Чтобы помочь вам избежать структурных проблем и задержек проекта, важно ознакомиться с тем, что можно и чего нельзя делать при бетонировании в холодную погоду. Взгляните на эти 7 распространенных ошибок, которых следует избегать при заливке бетона в холодную погоду.

  1. Заливка бетона на мерзлый грунт

    При заливке бетона размещение плиты влияет на эффективность условий твердения бетона. Замерзший грунт может оседать при оттаивании, что приводит к растрескиванию бетона. Свежий бетон, ближайший к земле, также затвердевает медленнее, чем поверхность, то есть верхняя часть ваших укладок остается мягкой, а нижняя остается мягкой. Это проблема, потому что бетон с разным температурным градиентом не набирает прочности должным образом, что приводит к растрескиванию и возможному разрушению конструкции.

  2. Замораживание бетона

    Бетон следует поддерживать в тепле (около 50 °F (10 °C)), чтобы он застыл должным образом. Свежий бетон может замерзнуть при температуре 25 °F (-4 °C), поэтому важно прогревать свежий бетон до тех пор, пока он не получит надлежащее измерение прочности на сжатие. Это можно сделать более эффективно с помощью измерителя температуры и зрелости бетона, такого как SmartRock.

  1. Использование холодных инструментов

    Согревать инструменты и строительные материалы так же важно, как и бетон. Если формы или инструменты слишком холодные, это может изменить бетон, который вступает с ними в контакт. Это может отрицательно сказаться на развитии прочности вашей плиты.

  2. Без использования обогревателей

    Бетон должен оставаться теплым, чтобы набраться прочности и продолжить твердение. Если температура вашей плиты становится слишком низкой, отверждение полностью прекращается. Портативные обогреватели подают дополнительное тепло в землю и непосредственно на бетон, обеспечивая непрерывное затвердевание и набор прочности бетона. Будьте осторожны при использовании тепла; неправильный нагрев бетона может привести к ослаблению конструкции.

  3. Герметизация бетона, когда слишком холодно

    Герметики для бетона делают ваш бетон более устойчивым к атмосферным воздействиям и другим внешним воздействиям. Если вы укладываете бетон в холодную погоду, рекомендуется приобрести герметик, который хорошо работает в экстремальных погодных условиях, в соответствии с рекомендациями производителя/производителя. Как правило, герметизацию не следует выполнять, если температура ниже 50 °F (10 °C).

  4. Неверная оценка дневного света

    В холодные месяцы количество дневного света уменьшается. Очень важно использовать свое время с умом, так как отставание от графика может привести к большим проблемам. Дневной свет не только даст вам обилие света, но и приведет к более теплым температурам. Если бетон необходимо залить до или после захода солнца, обязательно следуйте пункту 4 в этом списке.

  5. Без использования датчиков температуры в режиме реального времени

    Для того чтобы эти методы имели важное значение, вы должны иметь возможность отслеживать и сообщать об изменении температуры вашей бетонной конструкции. Используются традиционные проводные системы, такие как термопары и регистраторы. Однако в большинстве этих систем провода торчат из бетона, и их необходимо защитить от повреждений на месте. Регистраторы данных, прикрепленные к концам термопар, также могут работать со сбоями при очень низких температурах. Более того, ручной процесс установки датчиков такого типа, наряду с трудоемким процессом сбора данных, усложняется в холодных погодных условиях. В частности, когда используются тепловые одеяла, их сложно поднять и найти конец температурных кабелей для сбора данных.

Беспроводные датчики температуры, такие как SmartRock, предназначены для решения этих проблем при бетонировании в холодную погоду. Одним из преимуществ полностью встроенных датчиков при мониторинге температуры бетона в холодную погоду является устранение физического подключения к регистраторам данных, которое требуется при использовании проводных систем. Это позволяет датчикам оставаться защищенными в бетоне и избавляет от необходимости находить датчики под защитным покрытием. Это также устраняет потенциальные неисправности из-за низких температур и оголенных проводов.

Мониторинг бетона в холодную погоду с помощью беспроводных датчиков

Способность SmartRock отслеживать влияние температуры бетона на месте и температуры окружающей среды упрощает контроль затвердевания бетона и обеспечивает оптимальные условия набора прочности. Они предоставляют данные о температуре и прочности в режиме реального времени на всех этапах процесса отверждения, от раннего возраста до закалки. Эти измерения загружаются непосредственно в бесплатное приложение SmartRock (доступно как для устройств iOS, так и для Android), откуда их можно загрузить и поделиться с любым членом команды. Оттуда вы можете просмотреть минимальные и максимальные значения температуры и отслеживать историю температуры и прочности вашей заливки.

Оптимизация вашего монолитного бетона для холодной погоды с помощью SmartRock

SmartRock не только облегчает вашу работу по мониторингу температуры, но также позволяет вам узнать больше информации о вашем бетоне, чем когда-либо прежде. С помощью приложения SmartRock и его настольной панели управления Giatec 360 легко проверить температурные градиенты вашего бетона на месте, чтобы вы могли убедиться, что сердцевина и поверхность ваших плит постоянно затвердевают. Имея результаты в режиме реального времени, подрядчики могут улучшить процесс отопления, снизить затраты на энергию и сэкономить время в графике своего проекта, зная, когда переходить к последующим строительным операциям, таким как; снятие опалубки или последующее натяжение.

Узнайте больше о бетонной зрелости

Электронная книга Get the Maturity

Concrete Maturity: From Theory to Application — полное руководство по концепции и практическим аспектам метода зрелости бетона на основе ASTM C1074. Понимание метода зрелости бетона позволяет специалистам в строительной отрасли оптимизировать критические строительные операции, такие как снятие опалубки, последующее натяжение и открытие бетонного покрытия для движения транспорта.

Бетонирование в холодную погоду — Интеллектуальные датчики бетона Maturix I

Содержание

Зачем использовать датчики бетона для бетонирования в холодную погоду​

По данным Американского института бетона, бетонирование в холодную погоду требует специальных методов для предотвращения повреждения бетона из-за замерзания в раннем возрасте;