Бетонирование фундамента методом термоса

Обновлено: 18.05.2024

Бетонирование методом термоса

В зимнее время года, когда среднесуточная температура воздуха на строительной площадке опускается ниже 3-х градусов по Цельсию, по СНиПу положено прогревать бетон для обеспечения правильного режима его твердения.

В монолитном строительстве часто используют метод термоса для поддержания оптимальной температуры раствора. Суть этой технологии сводится к изотермии не за счет прогрева, а за счет сохранения внутреннего тепла бетона, а также тепла, выделяемого при твердении бетона. Соответственно, для этого необходимо сначала нагреть раствор до допустимых температур, а затем уже залить его в максимально термоизолированную двойную опалубку.

Так называемый термос может создаваться из различных материалов, главное требование к ним — это хорошее удержание тепла. Температуру и утеплитель подбирают таким образом, чтобы залитый бетон набрал необходимый процент от проектной прочности (в районе 60%) до того момента, когда его температура опуститься ниже 0°C. Таким образом, вода из раствора не будет замерзать, и реакция гидролиза пройдет полностью.

По предварительно проведенным расчетам и прогнозам температуры окружающего воздуха, подбирают материал для утепления и толщину слоя укладки. Метод термоса применим для конструкций с модулем поверхности до 8 для портландцементов средней активности, и до 10-16 для бетонов с химическими добавками ускорителями твредения.

В качестве утеплителей применяют доски и фанеру с прокладкой из пенопласта, картон, опилки, шлаковату, а также многие другие современные утеплители с необходимыми параметрами.

Бетонирование фундамента методом термоса

ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНИРОВАНИЯ БЕЗОБОГРЕВНЫМ СПОСОБОМ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОСА И УСКОРЕННОГО ТЕРМОСА. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (извлечение из ТР 80-98)

Аннотация:

Дата введения 1999-01-01

РАЗРАБОТАНЫ НИИМосстроем при участии Мосстройлицензии.

ВНЕСЕНЫ Управлением развития Генплана.

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города Е.П.Заикиным 25 декабря 1998 года.

Рекомендации распространяются на производство бетонных и железобетонных работ в зимнее время с применением термоса и ускоренного термоса при строительстве на территории Москвы и Московской области.

В рекомендациях представлены требования к материалам и особенности подбора состава бетона, определение длительности остывания, прочности бетона и температурного режима конструкций, область применения термоса и ускоренного термоса, выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций, рекомендуемые противоморозные добавки, области применения бетонов с добавками нитрита натрия и нитродапа, требования к приготовлению, транспортированию, укладке бетонной смеси, контроль за производством работ и качеством бетона, требования безопасности, охрана окружающей среды.

В приложениях даны расчеты продолжительности остывания бетона, графики нарастания прочности различных марок бетона в зависимости от марок цемента и температуры, коэффициенты теплопередачи опалубок различной конструкции, табличный метод расчета выдерживания бетона и выбор тепловой защиты конструкций различной массивности, номограмма для определения термического сопротивления теплоотдаче опалубки в зависимости от расчетной скорости ветра и термических сопротивлений слоев опалубки соответствующих толщин и коэффициентов теплопроводности, список литературы.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации распространяются на производство бетонных и железобетонных работ в зимнее время с применением термоса и ускоренного термоса при строительстве на территории Москвы и Московской области.

1.2. Замораживание бетона в раннем возрасте отрицательно влияет на его свойства после оттаивания при последующем твердении вследствие необратимого разрушающего воздействия мороза на структуру бетона. Поэтому в соответствии с требованиями главы СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции" не допускается замерзание бетона в конструкциях до достижения им критической* прочности, которая должна составлять от проектной:

а) для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой:

для бетонов классов: В 15 (М 200) и ниже - 50%

В 22,5-В 25 (М 300-М 350) - 40%;

В 30 (М 400) и выше - 30%;

б) для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой - 80%.

* Критической называется прочность бетона, в % от марочной, после достижения которой бетон может быть заморожен без снижения прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.

1.3. Для достижения бетоном прочности, требуемой проектом при твердении в зимних условиях без искусственного обогрева, технологически наиболее простым и экономичным является метод термоса, основанный на принципе использования тепла, введенного в бетон путем прогрева материалов или бетонной смеси до укладки ее в опалубку, и экзотермического тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона.

Общий запас тепла должен соответствовать его потерям при остывании конструкции (при соответствующем утеплении) до набора бетоном заделанной прочности (критической или распалубочной).

1.5. С целью сокращения сроков твердения бетона ускоренный термос может применяться в сочетании с методами электрообогрева или электропрогрева бетона.

1.6. Ускоренный термос, как и обычный термос, применяют при производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха +5 °С и минимальной ниже 0 °С.

Наиболее экономичные методы выдерживания бетона монолитных конструкций при зимнем бетонировании приведены в табл.1.

Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

Бетонирование фундамента методом термоса

Технические рекомендации
по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций
с применением термоса и ускоренного термоса

Дата введения 1999-01-01

ВНЕСЕНЫ Управлением развития Генплана

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города Е.П.Заикиным 25 декабря 1998 года

Рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса разработаны лабораторией сборного домостроения НИИМосстроя (к.т.н. Ф.С.Белавин, научные сотрудники З.И.Глухова и И.Р.Младова) при участии Мосстройлицензии (Ю.П.Емельянов).

Метод термоса основан на использовании тепла, вводимого в бетон путем прогрева материалов или бетонной смеси до ее укладки в опалубку, и экзотермического тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона.

Ускоренный термос - это условное название технологии бетонирования монолитных конструкций без предварительного прогрева исходных материалов или бетонной смеси за счет введения в нее противоморозных добавок, что позволяет: снизить критическую прочность бетона в конструкциях с ненапрягаемой арматурой; сократить время выдерживания конструкций до снятия ненесущей опалубки и утеплителя; бетонировать конструкции при более низких отрицательных температурах наружного воздуха. Ускоренный термос - это технологически простой, удобный и экономически выгодный способ зимнего бетонирования.

Рекомендации разработаны с учетом требований СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции", а также с использованием материалов по методам зимнего бетонирования, опубликованных после 1975 года.

Рекомендации согласованы с Управлением развития Генплана, АОХК "Главмосстрой", НИИЖБом Госстроя РФ, ГП "Мосгосэкспертиза".

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

а) для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой:

для бетонов классов: В 15 (М 200) и ниже - 50%

В 22,5-В 25 (М 300-М 350) - 40%;

В 30 (М 400) и выше - 30%;

б) для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой - 80%.

Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

Бетонирование конструкций при пониженных температурах. Метод термоса

Метод термоса — это старый, недорогой и проверенный способ выполнения бетонных работ при температурах ниже +5° С, когда твердение бетона прекращается, и он остается жидким, а при отрицательных температурах вода замерзает, и он может разрушиться.

В чем заключается метод термоса

Принцип этого способа заключается в том, что бетон приготавливается и доставляется на место бетонирования в подогретом виде (затворение смеси происходит теплой водой около +30° С). Бетон должен быть уложен в опалубку без потери температуры и накрыт теплоизоляционными материалами, который не пропускают влагу и пар.

В процессе гидратации выделяется тепло, которое называется экзотермическим.

Важно!

Гидратацией называется химическая реакция цемента с водой замеса.

Тенты, пленки и прочие утеплители выполняют роль термоса, сохраняют и поддерживают положительную температуру в массе бетона, чтобы его остывание происходило медленно, и твердение до критической прочности к этому времени закончилось.

Важно обеспечить положительную температуру в бетоне первые 10 часов после бетонирования. Через 10–16 часов начинается процесс выделения тепла от реакции гидратации цемента. Известно, что 1 кг цемента при этом химическом процессе выделяет около 80 килокалорий тепла. Температура в бетоне в это время достигает +60° С.

Нужен ли дополнительный обогрев

Конструкция опалубки, в которую укладывается бетон, может быть открытая с одной или нескольких сторон. В этом случае опалубку выполняют со слоем утеплителя, который удержит тепло в бетоне.

Принято все же укрывать всю конструкцию тентами и теплоизоляционными материалами, потому что по трудоемкости этот вариант наиболее дешевый, и есть возможность при резком понижении температуры установить дополнительно обогревательное оборудование.

Наиболее сложным вопросом при производстве бетонных работ при пониженных температурах является подготовка процесса утепления. Материалы для этого должны быть качественными и в объеме, достаточном для утепления.

Все время, пока продолжается обогрев бетона в термосе, необходимо контролировать температуру бетона и сохранность укрывочных и теплоизоляционных материалов. Они должны быть надежно закреплены от ветра и не деформироваться от осадков в виде дождя или снега.

Как правило, если конструкции массивные, выделяемого тепла гидратации достаточно для разогрева бетонной смеси, и дополнительного обогрева не требуется.

При производстве бетонной смеси рекомендуется использовать противоморозную добавку CemFrio , которая позволит набрать первоначальную прочность быстрее, как правило, на 3-и сутки, в то время как в бездобавочных смесях это происходит только на 7-е сутки.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Сущность способа заключается в нагревании бетона за счет подогрева заполнителей и воды или бетонной смеси на строительной площадке до укладки ее в опалубку и использовании тепла, выделяющегося при твердении цемента, для приобретения бетоном заданной прочности в процессе его медленного остывания в утепленной опалубке.

1.2. Областью наиболее экономичного применения метода «термоса» в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 являются массивные монолитные фундаменты, блоки, плиты, стены, колонны, рамные конструкции с разными значениями модуля поверхности (Мп), а также температурных режимов подогрева и выдерживания бетонной смеси (таблица 1).

* Модуль поверхности бетонируемой конструкции определяется отношением суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций к ее объему и имеет размерность «М -1 ».

1.3. В технологической карте приводятся:

указания по подготовке конструкций к бетонированию; профессиональный и численно-квалификационный состав рабочих; выбор параметров выдерживания бетона; указания по контролю качества и приемке работ; потребность в материально-технических ресурсах; решения по технике безопасности.

1.4. Метод «термоса» включает:

обычный «термос» при укладке бетонной смеси в опалубку с начальной температурой ( t _бн ) 10, 20, 30 °С;

предварительный электроразогрев бетонной смеси на строительной площадке до 50 - 70 °С с помощью электродов с питанием от сети переменного тока с напряжением 380 (220, 127) В.

1.5. В настоящей карте приводятся методические примеры определения модуля поверхности, пользования картой, определения прочности бетона и расчета подбора электрической мощности (приложения 1, 2, 3, 4).

Рекомендуемая номенклатура монолитных конструкций, выдерживаемых с применением метода «термоса»

Температура наружного воздуха t _нв , °С

Температурные условия укладки бетонной смеси

с температурой укладываемой бетонной смеси t б.н. = 25 - 30 ° C

с температурой укладываемой бетонной смеси t б.н. = 50 ° C

способ выдерживания бетона

С добавками - ускорителями твердения

Фундаменты, массивные плиты и стены толщиной 40 - 50 см, балки высотой 70 см

Фундаменты, колонны сечением 50 - 70 см и балки высотой 50 - 70 см, стены и плиты толщиной 25 - 30 см

С добавками - ускорителями твердения

Рамные конструкции, колонны сечением 30 - 40 см, плиты и стены толщиной 20 - 25 см, балки высотой 30 - 40 см, покрытие дорог

В сочетании с греющей опалубкой

С добавками - ускорителями твердения и нитритом натрия

В сочетании с греющей опалубкой

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2.1. Картой предусматривается укладка бетонной смеси на отогретое и подготовленное к бетонированию основание, для чего:

основание очищается от снега и наледи, пятен мазута, нефти, битума и масел, а имеющиеся трещины заполняются цементным раствором;

удаляются поверхностная цементная пленка со всей площади бетонирования, а также, наплывы и раковины, поверхность старого бетонного основания обрабатывается струей сжатого воздуха.

Ранее уложенный бетон и промерзшее основание отогреваются на глубину 300 мм. Мерзлые пучинистые грунты отогреваются до положительной температуры на глубину не менее 500 мм;

отогревание основания и соприкасающихся элементов конструкции выполняется в тепляках (из брезента, фанеры и т.п.) способом электропрогрева с помощью вертикальных или горизонтальных электродов или прогревом жидкостно-топливными нагревателями. Отогрев производится способами, не вызывающими снижения качества бетона;

способ отогрева основания выбирается с учетом имеющегося оборудования, температуры наружного воздуха, типа утепленной опалубки, размеров конструкции, стоимости энергоресурсов и требуемой глубины отогрева.

2.2. Опалубка и арматура перед бетонированием также очищается от снега, наледи, цементной пленки и грязи струей горячего воздуха. Не допускается снимать наледь паром или горячей водой.

2.3. Арматура диаметром более 25 мм, а также арматура из жестких прокатных профилей и крупные закладные детали, при температуре наружного воздуха ниже -10 °С отогреваются до положительной температуры.

2.4. Перед началом бетонирования конструкции проверяются:

наличие исправного оборудования и необходимых механизмов для укладки и уплотнения бетонной смеси с заданной интенсивностью в зимних условиях;

подготовленность опалубки и теплоизоляции, а также мест укладки бетонной смеси и наличие средств защиты уложенного бетона от снега, дождя, ветра;

наличие освещения для работы в вечерние и ночные смены.

2.5. Допустимое время нахождения бетонной смеси в пути от момента выгрузки из бетоносмесителя до начала укладки в конструкцию, устанавливается строительной лабораторией в зависимости от вида цемента, состояния погоды и начальной температуры бетонной смеси. Допустимое время, исходя из условий удобоукладываемости, не должно превышать:

30 мин при температуре смеси t _б. _c _. = 40 °С

45 мин при температуре смеси t _б. _c _. = 20 - 30 °С

120 мин при температуре смеси t _б. _c _. = 5 - 10 °С.

2.6. Оптимальная температура отпускаемой с завода бетонной смеси составляет 30 °С, а с учетом предварительного разогрева бетонной смеси у места укладки 10 °С. Предварительный разогрев бетонной смеси на строительном объекте предусмотрен на специально подготовленной площадке (рис. 1).

2.7. Расчет подбора необходимой электрической мощности для предварительного разогрева бетонной смеси производится с учетом требуемой температуры разогрева, температуры смеси после транспортирования, ее удельного сопротивления, емкости бункеров для разогрева смеси (приложение 3).

2.8. Укладка бетонной смеси послойно производится темпами, не допускающими время перекрытия каждого слоя более 2,5 - 3 ч. Предварительно допустимая продолжительность перекрытия слоев должна назначаться строительной лабораторией. При цементах с началом схватывания не менее 1 ч 30 мин допустимая продолжительность перекрытия слоев бетонной смеси назначается расчетными данными (таблица 7).

2.9. Величина снижения температуры бетонной смеси за время ее укладки и уплотнения приводится в зависимости от толщины, высоты бетонируемой конструкции и длительности укладки и уплотнителя смеси (таблица 6).

2.10. Перепад температуры между открытой поверхностью бетонируемой конструкции и наружным воздухом для предотвращения появления трещин в конструкциях не должен превышать:

20 °С для монолитных конструкций с Мп < 5

30 °С для монолитных конструкций с Мп ³ 5.

В случае невозможности соблюдения указанных условий поверхность конструкции после распалубливания укрывается брезентом, толью, щитами и т.д.

2.11. После укладки бетонной смеси в опалубку открытые поверхности бетона укрываются полиэтиленовой пленкой и теплоизоляцией в виде минераловатных плит для сохранения требуемой температуры.

2.12. Основными параметрами термосного выдерживания монолитных конструкций являются марка цемента, его расход на 1 м 3 бетона, класс бетона и его начальная температура, температура наружного воздуха, модуль поверхности, коэффициент теплопередачи опалубки, продолжительность остывания бетона (таблицы 2 и 3).

2.13. Прочность бетона в конструкции в % от R ₂₈ определяется по результатам измерения температуры твердеющего бетона в соответствии с п. 2.14. Ориентировочно для этого можно пользоваться графиками нарастания прочности (рис. 2, 3). График нарастания прочности бетона при различных температурах подготавливается строительной лабораторией в процессе подбора состава бетона. При определении прочности бетона по кривым нарастания прочности рассчитывается средняя температура бетона для интервала времени, перепад температур в котором не превышает 10 °С. В настоящей карте приводится пример определения прочности бетона по графику нарастания прочности (приложение 3).

2.15. При снятии с бетонируемых конструкций опалубки или теплоизоляции соблюдаются следующие требования:

не допускается распалубливание или снятие теплоизоляции с конструкции, если температура бетона в ее центре продолжает повышаться;

снятие с конструкции опалубки и теплоизоляции разрешается не ранее достижения в контрольной точке требуемой прочности.

опалубка или тепловая изоляция конструкции снимается, когда температура бетона в наружных слоях конструкции достигает +5 °С и не позже, чем слои остынут до 0 °С. Не допускается примерзание опалубки, гидро- и теплоизоляции к бетону;

распалубка и снятие теплозащиты с монолитных массивных конструкций с Мп £ 2 допускается при перепаде температур между центром конструкции и средней температурой наружного воздуха (в ближайшие 10 дней после распалубки) не более 30 °С при оптимальной теплоизоляции и 27° С при теплоизоляции выше оптимальной.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕРМОСНОГО ВЫДЕРЖИВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Конечная прочность бетона 40 % от R ₂₈

Зимний фундамент: как залить, чтобы не пожалеть

Среди начинающих застройщиков бытует мнение, что возведение фундамента зимой – это невозможная или – в лучшем случае – трудновыполнимая задача. Результат – стройка при температуре ниже 0 °С «замораживается», а строительные бригады «уходят в спячку» в ожидании нового сезона. Оправдан ли такой подход?

Чтобы разобраться в этом вопросе, воспользуемся рекомендациями опытных экспертов с FORUMHOUSE, хорошо разбирающихся в современных строительных технологиях. Итак, главные вопросы, на которые будут даны ответы:

Что такое «зимние условия бетонирования».
О чем нужно знать перед началом строительства фундамента зимой.
Для чего нужны противоморозные добавки и суперпластификаторы.
Какие способы обеспечивают качественную заливку фундамента зимой.

Почему можно строить фундамент зимой

Зимние условия строительства – это погодные условия, при которых днём температура не превышает +5 °С, а ночью столбик термометра опускается ниже 0 °С.

Из-за изменений климата, резких оттепелей и похолоданий «зимние» условия строительства, в зависимости от климатической зоны, могут наступить и в сентябре, и в ноябре, и даже в декабре. При этом снега может и не быть. Кроме этого, есть северные регионы, где тёплых дней практически не бывает, а среднегодовая температура не превышает +5 °С . В обычном гражданском строительстве зимой работы также не прекращаются, а зачастую ведутся круглосуточно.

Сергей Астафьев

Современные технологии возведения фундамента позволяют продлить строительный сезон и осуществить качественную заливку основания под дом при температуре до -15 °С, а при использовании особых методик – до -25 °С. Это форсирует сроки строительства, т. к. весной можно будет сразу приступить к возведению стен (если коттедж каркасный или деревянный, то его можно успешно строить и зимой), что позволит въехать в дом раньше.

К основным преимуществам зимнего строительства фундамента относятся:

Сезонное снижение цен на строительные материалы и работы.
Низкая загруженность строительных бригад.
Возможность заезда тяжёлой строительной техники на участок, т. к. увеличивается несущая способность грунта, обычно раскисающего весной.
Минимизация рисков обрушения стенок у вырытых котлованов, а также их затопление грунтовыми водами.

Андрей Пашухин

Распространено мнение, что фундамент лучше всего строить летом. При этом следует помнить, что погода в этот период времени также накладывает определённые ограничения. Например, могут начаться затяжные дожди, приводящие к размытию или полному обрушению стенок котлованов и траншей. Соответственно, необходимо рыть их заново, а это потеря времени и средств. На участках с высоким УГВ необходимо предпринять целый комплекс мер, связанных с откачкой и отводом воды из котлована.

Эти меры включают в себя рытье приямков, водоотводящих траншей, установки дренажных насосов. Кроме этого, высокие температуры – более +35 °С , и низкая влажность так же вредны для набора бетоном необходимой прочности, как и низкие температуры.

Поэтому сидеть и ждать «идеальных» погодных условий для бетонирования – непродуктивно. Ведь они могут и не наступить.

Особенности зимнего возведения фундамента

Среди особенностей зимнего строительства фундамента, о которых необходимо знать заранее, можно выделить:

Короткий световой день, который «удлиняется» при использовании дополнительного осветительного оборудования.
Необходимость обустройства утеплённой бытовки, где бы рабочие могли согреться и принять горячую пищу.
Недопустимость промораживания основания вырытой траншеи или котлована. Если залить бетон в заледеневший грунт, то весной, при его оттаивании, фундамент может дать неравномерную осадку.
Необходимость использования специальных добавок, а также повышения марочной прочности бетона. Например, вместо бетона М250 заливается М300. Это позволит гарантированно выйти на необходимую прочность в соответствии с проектом.

Сергей Астафьев

Стоит учитывать, что непосредственно процессу бетонирования фундамента предшествует ряд подготовительных работ, требующих больших временных затрат, и на выполнение которых низкие температуры не накладывают существенных ограничений .

К таким работам относятся:

завоз стройматериалов на участок;
разметка участка и рытьё траншеи под ленточный фундамент или котлована под строительство цокольного этажа или погреба;
устройство дренажа фундамента;
возведение опалубки;
арматурные работы.

Базовые принципы строительства фундамента зимой

Строительство фундамента любого типа зимой, точно так же, как и летом, требует решения целого комплекса задач. Отрицательные температуры накладывают определённые ограничения при бетонировании. Чтобы понять, как «обойти» эти ограничения, нужно выяснить, сколько твердеет залитый в опалубку бетон.

Андрей Пашухин

Считается, что при нормальных условиях (примерно +20 °С и 95-100% влажности) обычный бетон на портландцементе, залитый в опалубку без добавок, набирает свою марочную 100 % прочность за 28 дней. А распалубочную прочность (70 %) от марочной – за 7-10 дней.

Как сделать зимний бетон не хуже летнего. Методы зимнего бетонирования

Климатические условия в большинстве регионов России не позволяют вести бетонные работы при положительных температурах круглый год.

Во многих районах более 6 месяцев в году держатся низкие температуры, вот почему осуществляется зимнее бетонирование.

Что такое зимнее бетонирование

Согласно СП 70.13330, зимним называется бетонирование при среднесуточных температурах ниже 5°С или минимальных суточных температурах ниже 0°С.

Есть ли плюсы у зимних бетонных работ

В целом работа с бетоном в суровых условиях низких температур влечет дополнительные сложности, но невозможно прекращать стройку на полгода всякий раз с наступлением осени, к тому же, у зимних работ есть и существенные плюсы:

Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
Замерзшие подъездные пути позволяют без проблем доставить на стройку тяжелую технику и материалы.

Особенности зимнего бетонирования

Зимой основной враг качественного бетонирования – низкие температуры, которые оказывают негативное влияние на процессы, происходящие как при бетонировании, так и при твердении бетона.

Образование твердого вещества – бетона – происходит в результате реакции гидратации минералов, входящих в состав портландцемента. Чтобы эта реакция шла, необходима температура выше 0°С, поскольку при отрицательных температурах вода замерзает, и реакция гидратации прекращается.

Уже при температуре ниже 5°С скорость протекания реакции резко тормозится, и набор прочности бетона замедляется.

Низкие температуры вызывают следующие проблемы:

прекращение реакции гидратации;
рост внутреннего давления из-за промерзания и связанного с ним расширения материала;
образование кристаллов льда вокруг арматуры, что приводит к плохому сцеплению ее с бетоном;
получение бетона низкой прочности.

Основная задача зимой – обеспечить набор критической прочности бетона (30–50% от проектной прочности), после чего отрицательные температуры уже не оказывают негативного воздействия на бетон. Как правило, в оптимальных условиях критическая прочность достигается на 4–6-й день после укладки.

Поэтому зимой главное значение приобретает температура.

Температуру бетонной смеси измеряют до укладки, во время и после.

Важно!

Для зимнего бетонирования рекомендуется использование портландцементов и высокомарочных быстротвердеющих цементов.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
Благоприятные тепло-влажностные условия набора прочности твердеющего бетона.

Приготовление бетона зимой. Меры предотвращения замерзания готовой бетонной смеси при транспортировке, укладке и уплотнении

Готовая бетонная смесь, поступающая на стройку, должна иметь температуру не ниже 5°С. Для этого замешивание производят на теплой (до 70°С) воде, а заполняющие материалы прогревают.

Важно!

Цемент не подвергают прогреванию во избежание заваривания. Время транспортировки готового бетонного раствора не должно превышать 4 часов.

Поверхности под бетонирование и арматура должны быть прогреты близко к температуре бетонного раствора, для чего используется теплый или горячий воздух, но не пар и не вода.

При длительной транспортировке готовой бетонной смеси и невозможности использовать подогрев, применяют противоморозные добавки.

Меры предупреждения промораживания бетона до достижения критической прочности

Различают два основных метода зимнего бетонирования:

теплый бетон;
холодный бетон.

Холодным называется бетон, который будет твердеть без подогревающих мероприятий. Обеспечить его твердение призваны специальные противоморозные добавки, которые снижают температуру замерзания воды и одновременно ускоряют реакции гидратации с тем, чтобы количество несвязанной воды в растворе как можно быстрее уменьшалось.

Широко распространенные противоморозные присадки – электролиты, соли Na и K, но их применение имеет некоторые ограничения:

натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
соли-электролиты должны проверяться опытным путем на образование высолов.

Современные комплексные противоморозные добавки не имеют недостатков солей-электролитов, обеспечивают возможность вести бетонные работы при низких температурах и обладают комплексным действием (не только противоморозным, но и пластифицирующим и другими).

Теплым называют бетон, который после укладки подвергается различным прогревающим и обогревающим процедурам.

Методы прогрева бетона

После того, как бетон уложен и уплотнен, необходимо поддерживать оптимальную температуру до достижения критической прочности, для чего применяют три вида мероприятий:

метод термоса;
устройство тепляков;
прогрев бетона.

Эти мероприятия применяются как самостоятельно, так и в сочетании с противоморозными добавками.

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

тип конструкции;
состав бетонной смеси;
наличие и тип арматуры;
наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
экономическая целесообразность.

Сохранение тепла или «метод термоса»

Метод термоса применяется в массивных конструкциях самостоятельно или в сочетании с добавками-ускорителями. Ускорители способствуют более быстрому отвердеванию бетона, а значит, критическая прочность будет набрана быстрее.

Реакция гидратации является экзотермической, то есть, протекает с выделением тепла.

В массивных конструкциях тепла выделяется достаточно для обогрева, поэтому, если заливать бетон в утепленную опалубку, а после заливки укрыть пленкой ПВХ и теплоизолирующими материалами (маты, рулонные материалы, доски, пенопласт), бетон будет сохранять температуру, подходящую для твердения вплоть до набора критической прочности.

экономия электроэнергии;
использование собственного тепла бетона;
относительная простота.

Недостатки метода термоса:

применение только в массивных конструкциях;
неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
не подходит для конструкций с большой площадью поверхности охлаждения.

Метод «горячего сухого термоса»

В этом случае можно укладывать бетон на промороженное основание без подогрева. В утепленную опалубку насыпается слой керамзита, разогретого до температуры 200–300°С, а после его остывания до 100°С выполняется укладка бетона, замешанного на теплой воде. В результате тепло остывающего керамзита используется для подогрева бетона.

Устройство тепляков

Тепляки – это своеобразные шатры, которые устанавливаются над замоноличенными конструкциями. Внутри тепляков устанавливают тепловые пушки в таком количестве, чтобы обеспечить необходимую температуру твердения (выше 5°С). Особенную важность имеет герметичность укрытия.

Методы искусственного прогрева бетона

Наиболее высокая скорость твердения бетона при температуре 50°С.

Обеспечить расчетную температуру отвердевания бетона до достижения критической прочности можно, применяя искусственный нагрев бетона различными методами:

Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
Индукционный. Тепло выделяется арматурой, находящейся в электромагнитном поле индуктора.

Недостаток методов – необходимость использования дорогостоящего оборудования и электроэнергии.

Применение противоморозных и ускоряющих добавок позволяет бетону быстрее набирать критическую прочность и таким образом экономить электроэнергию и повышать оборачиваемость оборудования.

Заливка бетона зимой технически сложными способами

Целесообразно использование технически сложных способов зимнего бетонирования с применением утепленной опалубки, электродов для подогрева, укладки нагревающего кабеля и т.д. Эти методы требуют проведения тщательных предварительных расчетов.

Зимний бетон в домашних условиях

При домашнем строительстве бетонирование в условиях отрицательных температур допустимо для объектов невысокой важности.

Для самостоятельных работ используют замес на подогретой (не выше 70°С) воде.

Порядок закладки компонентов бетонной смеси меняют: сначала в воду засыпают крупный заполнитель, затем песок и цемент.

Совет: Зимой рекомендуется применять портландцемент марки не ниже М400.

В домашних условиях применение прогрева бетона или устройства тепляков не выгодно; на первый план выходят специальные противоморозные добавки, которые позволяют успешно проводить бетонные работы в зимнее время.

Можно ли добавлять в бетон соль и модифицирующие добавки?

В зимнее время для понижения температуры замерзания свободной воды в бетонный раствор добавляют соль (хлорид натрия) или другие соли натрия и калия, которые работают как электролиты.

Применение солей может привести к коррозии арматуры и появлению высолов на готовом бетоне. Оптимальный вариант – использование комплексных противоморозных добавок и пластификаторов.

Возможные последствия зимнего бетонирования

Несоблюдение технологий укладки бетона зимой приводит к получению бетонных изделий пониженной прочности, с трещинами, высолами и прочими дефектами, а также к плохому сцеплению с арматурой. Изделия получаются недолговечными в эксплуатации.

Важно!

Следует помнить, что критическая прочность бетона составляет 30–50% от расчетной прочности, а распалубочная – 70%. После достижения бетоном критической прочности мороз ему уже не вредит, и меры по обогреву можно сворачивать. Но в этот момент еще нельзя производить распалубку и давать нагрузку на бетон.

Бетонные работы зимой – чаще всего, вынужденная мера, но и в этом случае есть свои преимущества. При выборе технологии проведения зимних работ учитываются многие факторы: тип конструкций, состав бетонной смеси, наличие оборудования и экономический эффект от их применения. Противоморозные добавки желательны к применению при выборе любого метода ведения бетонных работ зимой.

Читайте также: