Температура бетонной смеси при укладке зимой и летом

Для того чтобы бетон не тратил свои свойства, его нужно транспортировать с помощью специальных машин и поддерживать нужную температуру. Правильное соблюдение температурного режима позволит создать благоприятные условия твердения смеси, предотвратить опасное трещинообразование не только в период выполнения строительных работ, но и в дальнейшей эксплуатации всего строения.

Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.

В материале данной статьи речь пойдет о том, какой должна быть температура бетона для того, чтобы он смог затвердеть и набрать необходимую прочность.

Температура свежеприготовленного бетона

Итак, свежеприготовленный бетон должен иметь температуру не более 30°C. При укладке смеси из бетона в условиях температуры воздуха окружающей среды от +5 до -3°C ее температура должна быть не меньше +5°C. Здесь следует учесть, что данный температурный показатель, характерный для массы цемента как минимум 240 кг/м³ (марка М200 и более), при использовании меньшего количества цемента температура приготовленной смеси должна быть не меньше +10°C.

Соответствующей температурной средой для твердения специалисты считают +15+20°С. Время схватывания бетона, которое напрямую зависит от его температуры, можно посмотреть в таблице.

Схема твердения конуса бетонной смеси.

Конечно, при укладке смеси из бетона с пониженной температурой окружающей среды ее прочность нарастает намного медленнее. А если температура ниже нуля, то твердение будет практически прекращено, если только в смесь не включены соли, которые способны снизить точку замерзания влаги.

Бетон, который начал уже твердеть, а после этого замерз, после оттаивания в теплой среде будет продолжать твердеть только в том случае, если в начале его твердения не было повреждения замерзающей водой. По мнению специалистов, допускается одноразовое замораживание бетона и, соответственно, его оттаивание только в том случае, когда температурный режим бетонной смеси на протяжении не менее 72 часов поддерживался на отметке не ниже +10°C.

При бетонировании с повышенной температурой окружающей среды бетон твердеет намного быстрее, особенно это характерно в условиях повышенной влажности. Обогрев бетонной смеси до температуры более 80°C приводит к быстрому ее высыханию. Исключением является лишь обработка бетона насыщенным паром в специально герметизированной камере с температурой 90-100°C или изготовление изделий на заводах в автоклаве под давлением.

Зимний период

К укладке бетонной смеси в холодное зимнее время года есть одно главное требование — приобретение бетоном прочности, достаточной для распалубки, полной или частичной нагрузки конструкции. Следствием замерзания бетонной смеси в начальной стадии является существенное снижение ее прочности после того, как произойдет оттаивание.

Данное явление происходит из-за того, что свежеприготовленный бетон насыщен влагой, которая при низкой температуре замерзает и расширяется, результатом этого становится разрыв связи между слабо схватившимся цементным камнем и поверхностью заполнителей.

График усадки при высыхании бетона.

Кроме того, при сооружении железобетонных конструкций раннее замораживание бетонной смеси значительно снизит ее сцепление с металлической арматурой.

При выполнении бетонных работ в зимний период нужно обеспечить твердение бетонной смеси во влажной и теплой среде на протяжении определенного времени. Этого можно достичь двумя способами:

• применение внутренней температуры бетона;
• дополнительная подача тепла.

В первом способе нужно использовать быстротвердеющий и высокопрочный портландцемент. Специалисты рекомендуют применять различные ускорители твердения цемента, например, хлористый кальций. Таким образом, ускорение твердения бетонной смеси добивается путем уменьшения количества воды, добавления в нее воздухововлекающих и пластифицирующих добавок, а также использование при укладке высокочастотного вибратора.

Выполнение всех этих мероприятий непременно позволит ускорить твердение и даст возможность добиться достаточной прочности бетонной смеси прежде, чем она замерзнет.

Запас внутренней теплоты создается путем нагревания материалов, из которых состоит бетонная смесь, кроме того, в застывающем бетоне тепло выделяется и в результате химической реакции, которая происходит между водой и цементом (экзотермия цемента).

Следует знать, что для замешивания бетонной смеси подогревать можно только воду или воду и составные (щебень, гравий, песок). Вода подогревается до 90°С, наполнители — до 40°С.

Обогрев бетона

Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.

Нужно учесть, что температура смеси при выгрузке из бетономешалки должна быть не более 30°С, так как при большей температуре она просто застынет и потеряет необходимую для укладки подвижность. Также следует знать, что не рекомендуется добавлять воду в приготовленную смесь, потому что это приводит к снижению ее прочности.

Непосредственно перед тем, как уложить бетон в конструкцию, его можно подогреть в специальном бункере — использовать электропрогрев. Электрический ток проникает через бетонную смесь, и она разогревается до температуры 50-70°С.

Разогретая смесь должна быть сразу же уложена, так как она достаточно быстро густеет. Процесс твердения составляет 3-7 дней, при этом бетон будет выделять весомое количество тепла. Для того чтобы на некоторое время это тепло сохранить, опалубку и открытые ее места нужно накрыть хорошим изоляционным материалом (минеральная вата, шевелин, опилки и т.д.). Данный способ называется термос. Таким способом обогрева бетонной смеси специалисты рекомендуют пользоваться для сооружения конструкций со средней толщиной.

Существует обогрев бетона с использованием пара. Водяной пар пропускается посередине двойной опалубки, которая его окружает, или по трубкам, расположенным внутри бетонной смеси. Пар может пропускаться и по каналам, которые заблаговременно вырезаются на внутренней стороне опалубки. Как правило, температура пара колеблется в пределах от 50 до 80°С.

Обогрев бетонной смеси с помощью пара позволяет достичь ее твердения в сравнительно короткое время (2 суток).

Пластинки-электроды

Схема процессов при твердении бетонной массы.

В данном способе подогрева используется переменный ток. Специальные пластинки-электроды из стали соединяются с электрическими проводами и укладываются с боку или сверху конструкции на начальном этапе схватывания бетона. Также могут быть использованы продольные электроды или короткие стержни из стали, которые вбиваются в бетон с последующим подключением к электрическим проводам. После того как бетон затвердеет, концы стержней просто срезаются.

Пластинки-электроды применяют, как правило, для прогрева плит и стен, поперечные стальные стержни и продольные электроды — для обогрева колонн и балок.

На начальной стадии прогрева необходимо подавать ток с низким напряжением (50-60 В). Свежеуложенная бетонная смесь при прохождении через нее электричества подогревается и затвердевает. Следует учесть, что подогрев нужно выполнять очень медленно, это позволит избежать преждевременного высушивания бетона и появления в нем трещин. Температуру бетонной смеси повышают не больше чем на 5°С/ч, таким путем необходимо довести его температуру до 60°С. При этом способе обогрева бетонной смеси она на протяжении 1-2 дней твердения наберет необходимую прочность.

Обогрев бетонной смеси можно выполнить путем нагревания воздуха, который ее окружает. Для этого необходимо создать брезентовый или фанерный тепляк, в котором соорудить временную печь (газовая горелка, калорифер и т.д.). В сооруженном тепляке ставится сосуд с водой для создания влажной среды. Такой способ намного дороже предыдущего и используется при очень низкой температуре и небольших объемах бетонирования.

Использование противоморозных добавок

Существует и холодный способ бетонирования в зимних условиях. Данный способ не предусматривает подогрев материалов бетонной смеси. Суть его заключается в добавлении в воду большого количества солей: хлористый кальций, поташ, нитрит натрия, хлористый натрий. Эти соли способны снизить точку замерзания влаги и обеспечить бетонной смеси необходимые условия набора прочности на морозе. Но здесь следует учесть, что бетон, приготовленный с добавлением поташа, очень быстро застывает, а быстрое схватывание приводит к трудностям его укладки в опалубку. Поэтому для удобства работы с бетоном, в котором присутствует данная добавка, добавляется сульфитно-дрожжевая бражка или мылонафт.

Самым простым и экономичным вариантом использования бетона зимой является замешивание бетонной смеси с добавлением противоморозных добавок. Но здесь существуют и свои недостатки, к примеру, большое количество химических элементов (соли) ухудшает структуру бетонной смеси, а это приводит к уменьшению долговечности конструкции.

При эксплуатации конструкции во влажной среде возможно возникновение коррозии арматуры из-за воздействия на нее хлористых солей. Следует знать, что применение для замешивания бетонной смеси нитрита натрия и поташа не вызывает коррозии.

Специалисты не рекомендуют использовать бетон, в приготовление которого включены противоморозные добавки, для сооружения ответственных бетонных конструкций и в сооружениях, которые будут эксплуатироваться во влажной среде.

1pobetonu.ru

Температура для бетонных работ: особенности бетонирования

Основной проблемой, сопровождающей работы по бетонированию в зимнее время, является низкая температура. Как выход можно рассматривать применение материала специальных марок, использование противоморозных добавок, электро-прогревание и прочие современные хитрости.

Каждый из вариантов хорош по-своему. Но только правильно подобранная технология поможет проводить бетонные работы при низких температурах без потери качества.

Часто бетонные работы приходится осуществлять зимой.

Температурные условия

Забетонированная поверхность схватывается и затвердевает тем быстрее, чем теплее и суше вокруг.

Чему мешает холод

Зимой мешает не только холод, но и чрезмерная влажность, способствующая замедлению процесса застывания.

Вот основные факторы, отрицательно влияющие на процесс.

1. Гидратация цемента замедляется, вплоть до полной остановки застывания и набора прочности бетонного изделия.
2. Вода, обязательно присутствующая в смеси, вымерзает, разрушая структуру материала .
3. Влага, содержащаяся в окружающем воздухе в повышенной концентрации, замедляет застывание. Время набора прочности в этом случае значительно увеличивается.

Оптимальные условия

Сроки отвердения бетона при разных температурах.

С наступлением зимнего сезона строительные работы не останавливаются.

В зависимости от условий, температура при бетонных работах может способствовать, не препятствовать или мешать процессу.

1. При режиме от 0⁰ до +10⁰ гидратация заметно затормаживается. В среднем процесс набора прочности до 70% составляет до 4-х недель.
2. Температура выше +11⁰ немного ускоряет затвердевание, но до норм и в этом случае далеко.
3. Благоприятной считается температура в +20⁰, тогда можно не проводить дополнительные операции по ускорению набора прочности.

Обратите внимание!
Стандартом, установленным нормативными документами, принято считать полную гидратацию материала в течение 28 суток.
Для достижения 70 процентной прочности при благоприятных факторах достаточно 10–12 суток.

Вода как необходимость

Гидратация цемента без присутствия воды невозможна. Она выступает в качестве необходимой составляющей, помогающей образованию цементного камня. На протяжении всего времени созревания обязателен контакт воды с цементом.

Температурная отметка ниже 0⁰ считается критической.

В это время жидкость начинает замерзать, расширяясь и разрушая структуру материала. Тем более нежелательны несколько циклов замерзания и оттаивания. В этом случае структурные связи разрываются интенсивнее, в конечном итоге полностью разрушая готовую конструкцию.

Особенности проведения работ зимой

Обогрев конструкции при помощи тепляка.

Рассмотрим все нюансы и возможные проблемы, возникающие при отрицательной окружающей температуре. Главная задача – не дать воде в растворе замерзнуть. Тем более актуальна проблема, если вы работаете своими руками, обустраивая быт.

Лета ждать долго, придется подстраиваться под не самые комфортные условия.

1. Можно применить противоморозные добавки (ПМД) для бетона.
2. В отдельных случаях помогает укрывание залитой поверхности ПВХ пленкой или рулонным утеплителем.

Время прогрева бетона, исходя из температуры воздуха.

3. Хорошо работает электро-прогрев бетонных конструкций.
4. Над забетонированными участками возводят временные сооружения и обеспечивают обогрев тепловой пушкой.
5. Нередко цементную смесь готовят на подогретой воде. Поддерживаемая при замешивании положительная температура даст неплохой результат. Особенно, если уложенный бетон изолировать от мороза одним из вышеперечисленных способов.

Обратите внимание!
При монтажных работах большого объема дорогостоящие приемы не всегда используются из-за высокой стоимости.
Нередко инструкция запрещает применение электронагревательных приборов.
Значит, придется выбирать оптимальный для вашего случая вариант.

Основные правила и нормативы

Способы защиты смеси.

1. При удачно подобранном тепловом балансе готовой смеси, не содержащие наледей сухие наполнители, загружают в бетономешалку в не подогретом состоянии.
2. Температура смеси при выходе из смесителя для портландцемента (в том числе и пуццоланового), шлакопортландцемента марок ниже 600 должна составлять +35⁰.
3. Для марок выше 600 и быстротвердеющих аналогов температурная планка +30⁰, для глиноземистого цемента +25⁰.
4. Время транспортировки и укладки подогретой цементной смеси не должно превышать времени до того, как бетон начнет схватываться.
5. Температура уложенной в опалубку бетонной смеси к началу нагрева или выдерживания не должна быть ниже +5⁰ (при использовании бетона с противоморозными компонентами). При тепловой обработке соблюдается режим не ниже +2⁰.
6. Заливка бетона ведется непрерывно, при вынужденных перерывах его накрывают пленкой или обогревают.

Обратите внимание!
Нормативными считаются условия, когда проводятся бетонные работы и температура воздуха вокруг не ниже +5 ⁰.
Поднять ее до нужного уровня помогут временные тепляки над конструкцией.

7. Бетон без противоморозных добавок к моменту замерзания должен приобрести прочность 50%, 40% и 30% для марок В-12.5; В-15/В-22.5 и В-30/В-40 соответственно. Для подверженных периодичной заморозке и оттаиванию после выдерживания конструкций, граница прочности независимо от марки бетона – 80%.
8. Раствор с противоморозными добавками к моменту замерзания должен достичь прочности в 30%, 25% и 20% для марок В-15, В-22.5 и В-30 соответственно.
9. При разнице температур уложенного бетона и окружающего воздуха более 25⁰, конструкцию со снятой опалубкой укрывают.

Проведение работ на грунтах с вечной мерзлотой

Защита бетонной конструкции в условиях вечной мерзлоты.

Следует особо отметить, что манипуляции с бетонными смесями на грунтах в регионах с вечной мерзлотой рекомендуется производить в строгом соответствии с нормами.

Учитывается и влияние на остывание заливки суровых воздействий ветра и температуры.

1. При подборе состава смеси придется взять во внимание влияние сопутствующих компонентов на поведение цемента. Сезон завоза, срок хранения на складах также, имеет немаловажное значение.
2. Монтаж бетонных конструкций в специфических регионах производят тогда, когда условия почвы соответствуют проектным.
3. Приготовленное для заливки основание защищают от оттаивания в летний период и от промерзания в зимний.

Теплоизоляция фундамента из бетона при помощи пленки.

4. При укладке непосредственно на мерзлоту, температура бетонного раствора не должна быть выше +10⁰. Это вычисляется теплотехническими расчетами, не допускающими оттаивание грунта.
5. При необходимости укладки смеси с температурой, превышающей +10⁰ с выдерживанием способом термоса или электро-подогревом, делается подушка.

Она представляет собой термоизолирующий песчаный слой с положительной температурой. Песок трамбуют и дожидаются промораживания.

Затем на него насыпают еще один песчаный слой, настилают гидроизоляцию и заливают бетоном. Толщина изолирующей подушки зависит от производственного проекта.

6. Для ускорения застывания раствора нередко используются противоморозные компоненты и ускорители твердения. Их количество не должно спровоцировать размораживания грунтовой основы.
7. Присутствующие опалубка и гидроизолирующий слой исключают переход солей из бетонной конструкции в вечномерзлую почву. Здесь допускается использование бетонирования с большим процентом противоморозных компонентов.

Вероятные последствия бетонирования зимой

Верхний слой не отвердевшего бетона при заморозках может разрушиться.

Случается, что застройщик начал работы ранней осенью, в надежде закончить их до заморозков. Но холода наступили раньше запланированного, а бетонные конструкции уже залиты, но не достигли положенной прочности.

Хозяин, тщательно изучивший информацию, при какой температуре можно работать с бетоном, испытывает легкий шок и замешательство. Но переживать не стоит, так как набор прочности только приостановится. При наступлении оттепели процесс застывания возобновится в стандартном режиме.

Специалисты поясняют, что при временном понижении температуры воздуха подмерзает только тонкий поверхностный слой бетона. Мощная плита фундамента или перекрытие не пострадают, конструкция не понесет необратимых повреждений. Самое плохое, что ждет строителя – осыпание тонкого верхнего слоя, в любое время подлежащего восстановлению.

Почему страдает только внешняя оболочка

1. Свежая бетонная смесь проходит изотермический процесс. То есть – этапы реакции взаимодействия воды с цементом и прочими компонентами. Благодаря этому выделяется тепло, согревающее большую часть конструкции.
2. Присутствие опалубки также, играет немаловажную, утепляющую роль. Поверхностный же слой, хоть и подмерзает, защищает собой все остальное.
3. Из всех компонентов бетонной массы вода является самым легковесным. Поэтому она устремляется в верхний пласт блока, концентрируясь там в излишке. Как следствие – кристаллизация, расширение и разрушение оболочки фундамента, плиты и прочего.

Если замерз бетон

На фото укрытие бетона пленкой.

Случилось, и ваше творение все же, подверглось нечаянно нагрянувшим ранним морозам, не успев застыть должным образом.

1. Купите в строительном магазине ПВХ пленку. У материала доступная цена, зато пользу получите немалую. Укройте ею бетонные элементы, прижав по краям камнями. Если на оттепель нет надежды, оставьте конструкцию до весны. Так вы спасете все, пожертвовав лишь тонким верхним слоем.
2. Не накрытый бетон разрушится к весне сильнее. Снег, скапливаясь на нем, будет ускорять процесс кристаллизации воды, разрушающей материал. Несколько циклов оттаивания и замерзания пагубно повлияют на плоды вашего труда.
3. Если по весне вы обнаружили отслоившиеся фрагменты, тщательно сметите их веником или щеткой. За главную часть не беспокойтесь, она в порядке. А вот поверхности просто отреставрируйте, заштукатурив их. Бетон дойдет «до ума» тем быстрее, чем теплее будет на улице.

Метод холодного бетона

Противоморозная добавка.

Этот способ сегодня широко применяется при строительстве больших площадей, аэродромов, дорог. Принцип заключается в добавлении к смеси противоморозных присадок — хлористого натрия и хлористого кальция.

Добавки сильно понижают порог замерзания воды.

1. Хлористый кальций сокращает сроки застывания состава, а другие компоненты пластифицируют смесь, облегчая ее укладку.
2. Соли примешивают к бетонной массе в виде водных растворов. Их концентрацию рассчитывают по таблицам.
3. Конструкция набирает необходимую прочность за месяц на 50%, за три месяца – на 100%.

Дозировки присадки.

4. При плюсовых температурах работать с такой смесью не рекомендуется из-за слишком быстрого застывания. Материал целесообразно использовать зимой, но нежелательно работать при морозах ниже -20⁰.
   
5. В отличие от обычных составов данный тип менее прочен и долговечен, технические характеристики немного уступают, но удовлетворительны.

Вывод

Суровый климат или вынужденные строительные работы при низких температурах не должны настораживать. Грамотный расчет, правильно подобранные добавки и технологии помогут справиться с задачей. Подробнее тему раскроет видео в этой статье.

masterabetona.ru

Минимально-необходимая температура воздуха для заливки бетона

Заливка бетона при низких температурах затруднена, ведь стандартный раствор замерзает при температуре -4ºС.

Замерзший бетон не набирает твердость, и в конечном итоге такая конструкция потеряет 50% прочности и существенно снизит долговечность эксплуатации. Считается, что оптимальная температура заливки бетона — +10ºС, причем ее нужно поддерживать в первые 2 суток после заливки.

Почему может потребоваться зимнее бетонирование?

Заливка бетона при отрицательных температурах может быть вызвана необходимость в одном из следующих случаев:

• на участке осыпающийся грунт, и, пока он не замерзнет, проводить работы по подготовке котлована затруднительно;
• зимой снижаются цены на цемент и прочие строительные материалы;
• расценки строительных бригад также становятся ниже, ведь зимой – «не сезон»;
• если вы проводите работы самостоятельно, то зимой легче выделить нужное время, оформив на работе отпуск.

Однако учитывайте, что земельные работы зимой дороже, а для рабочих потребуется предоставить обогреваемое помещение.

Как твердеет бетон на морозе

Важно, чтобы раствор набирал прочность, а не замерз. На скорость отверждения бетона влияет температура воды, использованной в растворе, — чем вода теплее, тем быстрее проходит процесс отверждения. Холодная вода замерзает быстрее – каждые 10 градусов снижение температуры увеличивает скорость отверждения вдвое.

Есть еще один момент – в первую очередь кристаллами льда покрывается арматура, поскольку металл обладает хорошей теплопроводностью. Поэтому часто при зимней заливке предусматривают электрообогрев арматуры.

Температурный режим заливки

Минимальная температура заливки бетона находится в пределах +7…+15ºС. Если температура окружающей среды ниже, то бетонный слой обязательно утепляется снаружи. Теплоизоляция может выполняться слоем опилок – он создаст «термос». Но учитывайте, что разница температур между бетоном и окружающей средой не должна превышать 20 градусов.

Так, если температура бетонного раствора будет +5ºС (что возможно при добавлении определенных присадок), то минимальные значения уличного термометра – минус 15ºС. При отверждении бетона при отрицательных температурах его необходимо тщательно контролировать.

beton-pesok.kh.ua