Заливка бетона при низких температурах

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:

1. Зимние скидки на строительные материалы и спад востребованности рабочей силы позволяют сэкономить.
2. Зимой можно бетонировать фундаменты на слабом или хрупком грунте.
3. 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:

1. прекращение реакции гидратации;
2. рост внутреннего давления из-за промерзания и связанного с ним расширения материала;
3. образование кристаллов льда вокруг арматуры, что приводит к плохому сцеплению ее с бетоном;
4. 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.

Для зимнего бетонирования рекомендуется использование портландцементов и высокомарочных быстротвердеющих цементов.

Технология бетонирования в зимних условиях

В составе проекта производства работ разрабатываются мероприятия, которые обеспечивают:

1. Предотвращение замерзания бетонного раствора в период транспортировки, укладки и уплотнения.
2. Предупреждение замерзания свежеуложенного бетона вплоть до достижения критической прочности.
3. 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.

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:

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:

1. натриевые соли не применяют в армированном бетоне, поскольку они приводят к коррозии арматуры;
2. некоторые виды портландцемента (например, высокощелочные или полученные из клинкера с высоким содержанием алюмосиликатов) не применяются совместно с электролитами;
3. соли натрия и калия не применяются в смесях с заполнителем потенциально реакционно-способных пород;
4. 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:

1. метод термоса;
2. устройство тепляков;
3. прогрев бетона.

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

Выбор метода производится в зависимости от многих факторов:

1. тип конструкции;
2. состав бетонной смеси;
3. наличие и тип арматуры;
4. наличие или отсутствие соответствующего оборудования;
5. 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.

1. экономия электроэнергии;
2. использование собственного тепла бетона;
3. относительная простота.

Недостатки метода термоса:

1. применение только в массивных конструкциях;
2. неэффективность при особо низких температурах (решается добавлением противоморозных добавок);
3. 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:

1. Электродный. Внутри опалубки закрепляются электроды, которые могут быть пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, струнными. Тепло выделяется при пропускании тока через бетонную смесь.
2. Кондуктивный (контактный). Тепло выделяется в проводнике при прохождении через него тока и передается бетонной смеси.
3. Инфракрасный. ИК-излучение используется для прогрева основания, арматуры и нагревания бетона без переносчика тепла.
4. 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.

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.

Температурный режим при заливке бетона

Чтобы готовое изделие из бетона, после заливки, набрало необходимую проектную прочность и прослужило долгие годы, необходимо соблюдать температурный режим во время твердения. Оптимальная температура для твердения бетона +20С, при которой бетон набирает прочность за 28 суток. Но что делать, если вы заливаете фундамент осенью, когда температура воздуха чуть выше нуля? Современные технологии позволяют справиться с этой проблемой. Более того, при соблюдении определённых мер, бетонные работы можно производить даже зимой.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы ответить на вопрос: «При какой температуре можно заливать бетон?», необходимо понять, что происходит с бетоном во время твердения. После приготовления бетонной смеси в ней начинает происходить химическая реакция между водой и цементом. Этот процесс называют гидратацией цемента, которая проходит две стадии:

При схватывании в реакции участвуют алюминаты (С3А). В результате образуются иглообразные кристаллы, которые связываются между собой. Спустя 6 — 10 часов из этих кристаллов образуется подобие скелета.

С этого момента начинается твердение бетона. Здесь уже вступают в реакцию с водой клинкерные минералы (C3S и C2S) и начинает формироваться силикатная структура. В результате этой реакции образуются мелкие кристаллы, которые объединяются в мелкопористую структуру, что по сути и является бетоном.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Скорость течения гидратации сильно зависит от температуры. Снижение температуры с +20С до +5С увеличивает время твердения бетона до 5 раз. Но особенно резко замедляется реакция при дальнейшем снижении до 0С. А при отрицательной температуре гидратация прекращается, т.к. вода замерзает. Как известно, вода при замерзании расширяется. Это приводит к увеличению давления внутри бетонной смеси и разрушению сформировавшихся связей кристаллов. Как следствие происходит разрушение структуры бетона. Также образовавшийся лёд обволакивает крупные элементы заполнителей смеси (щебень, арматуру), разрушая их связи между цементным тестом. Это приводит к ухудшению монолитности конструкции.

При оттаивании воды процесс твердения возобновляется, но уже при деформированной структуре бетона. Что может привести не только к отслоению арматуры и больших элементов заполнителя бетонной смеси, но и к трещинам. Естественно, прочность такой бетонной конструкции будет гораздо меньше расчетной.

Следует заметить, что чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем меньше будет его прочность.

Бетонирование зимой

Так как низкая температура значительно снижает скорость твердения, а мороз губительно сказывается на конструкции в целом, значит бетон надо согреть. Причем необходимо обеспечить равномерный прогрев. Минимальная температура для заливки бетона должна быть выше +5С. Если температура внутри смеси будет больше температуры снаружи смеси, то это может привести к деформации конструкции и образованию трещин. Прогревают бетон до момента набора критической прочности. При отсутствии данных в проектной документации о значении критической прочности она должна быть не менее 70% от проектной прочности. Если установлены требования по показателям морозостойкости и водонепроницаемости, то критическая прочность должна быть не менее 85% от проектной.

При заливке бетона в минусовую температуру используют разные технологии прогрева бетона. Чаще всего применяют способы:

Метод термоса

Данный метод используется при массивных конструкциях. Он не требует дополнительного обогрева, но температура укладываемой смеси должна быть более +10С. Суть данного метода состоит в том, чтобы уложенная смесь, остывая, успела набрать критическую прочность. Химическая реакция твердения бетона является экзотермической, т.е. выделяется тепло. Поэтому, бетонная смесь подогревает сама себя. При отсутствии теплопотерь бетон может разогреться до температуры более 70С. Если опалубку и открытые поверхности защитить теплоизолирующим материалом, снизив таким образом теплопотери твердеющего бетона, вода не замерзнет и бетонная конструкция будет набирать прочность.

Для реализации метода термоса не требуется дополнительного оборудования, поэтому он является экономичным и простым.

Электронагрев бетонной смеси

Если в установленные сроки нельзя обеспечить набор критической прочности методом термоса, то прибегают к электронагреву. Разделяют три основных способа:

• прогрев электродами
• индукционный нагрев
• использование электронагревательных приборов

Способ прогрева электродами заключается в следующем, в свежеуложенную смесь вводят электроды и подают на них ток. При протекании электрического тока электроды нагреваются и обогревают бетон. Следует отметить, что ток должен быть переменным, т.к. при постоянном токе происходит электролиз воды с выделением газа. Этот газ экранирует поверхность электродов, сопротивление тока возрастает и нагрев существенно снижается. Если в конструкции используется железная арматура, то её можно использовать в качестве одного из электродов. Важно обеспечить равномерность прогрева бетона, и осуществлять контроль температуры. Она не должна превышать 60С.

Расход электроэнергии при данном способе варьируется в пределах 80 – 100 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Индукционный прогрев используется редко, в силу сложности реализации. Он основан на принципе бесконтактного нагрева электропроводящих материалов токами высокой частоты. Вокруг стальной арматуры обматывают изолированный провод и пропускают через него ток. В результате появляется индукция и происходит нагрев арматуры.

Расход энергии при индукционном прогреве составляет 120 – 150 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Ещё один из способов электронагрева бетона – это применение электронагревательных приборов. Существуют греющие маты, которые раскладываются на поверхности бетона и включаются в сеть. Так же можно соорудить над бетоном подобие палатки и уже внутри поставить электронагревательные приборы, например тепловую пушку. Но в данном случае необходимо позаботиться об удержании влаги в бетоне, не допустить преждевременного высыхания.

При температуре окружающего воздуха -20С расход электроэнергии, при данном методе, будет составлять 100 — 120 кВт*ч на 1 м3 бетона.

Паропрогрев бетона

Прогрев бетона паром является весьма эффективным и рекомендуется для тонкостенных конструкций. С внутренней стороны опалубки создаются каналы, через которые пропускают пар. Можно сделать двойную опалубку и пропускать пар между её стенками. Так же можно проложить трубы внутри бетона, и пропускать пар по ним. Бетон этим способом нагревают до 50 – 80С. Такая температура и благоприятная влажность ускоряет твердение бетона в несколько раз. Например, за двое суток, при данном методе, бетон набирает такую же прочность как при недельном твердении в нормальных условиях.

Но у этого метода есть существенный недостаток. Требуются внушительные затраты на его организацию.

Использование присадок

Ещё одним способом зимнего бетонирования является использование химических ускорителей твердения и противоморозных добавок. К ним относятся хлористые соли, нитрит натрия, карбонат кальция и др. Эти добавки понижают температуру замерзания воды и ускоряют гидратацию цемента. Их использование позволяет обойтись без прогрева бетона. Некоторые добавки повышают морозостойкость бетона, тем самым гидратация происходит даже при -20С.

Использование присадок обладает рядом недостатков. Их наличие в смеси пагубно сказывается на арматуре, начинается процесс коррозии. Поэтому использовать их можно только в неармированной конструкции. Также, при использовании противоморозных добавок, в зимний период, бетон наберёт прочность не более 30%. При наступлении плюсовой температуры произойдет оттаивание и дальнейший процесс набора прочности. Поэтому в бетоне, работающем при динамических нагрузках (фундамент под вибростанки, молоты и т.д.), использовать добавки нельзя.

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Наряду с холодом бетон боится жары. Если температура окружающего воздуха превышает 35С и влажность менее 50%, то это способствует повышенному испарению воды из бетонной смеси. В результате водноцементный баланс нарушается и процесс гидратации замедляется или вовсе прекращается. Поэтому необходимо применять определённые меры по защите смеси от потери влаги. Можно понизить температуру свежеприготовленной смеси, если использовать охлаждённую воду, либо разбавить воду льдом. Этот нехитрый способ позволит избежать значительной потери воды при укладке смеси. Но через некоторое время смесь нагреется, поэтому следует позаботиться о дальнейшей герметичности конструкции. Опалубка должна быть герметичной, чтобы избежать потерь влаги через трещины. Впитывающую поверхность опалубки необходимо обработать специальным составом, ограничивающим сцепку с бетоном и поглощение влаги из него.

Необходимо оградить твердеющий бетон от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого поверхность бетона укрывают мешковиной или брезентом. Через каждые 3 — 4 часа необходимо производить смачивание поверхности. Причём период увлажнения может достигать 28 суток, т.е. до полного набора прочности.

Одним из способов защиты при дефиците воды является возведение над поверхностью бетонной конструкции воздухонепроницаемого колпака из плёнки ПВХ толщиной не менее 0,2 мм.

Заключение

При +20С бетон набирает прочность за 28 суток. Бетонная смесь, без использования методов нагрева или охлаждения, твердеет при температуре от +5С до +35С. Но время набора проектной прочности будет разным. Чем выше температура смеси, тем быстрее она твердеет. Для заливки бетона выходящего за рамки указанной температуры, необходимо использовать определённые методы.

При отрицательных температурах надо прибегать к методам нагрева на протяжении всего срока набора критической прочности. Необходимо чтобы нагрев смеси был равномерным, без больших перепадов температуры в центре и на периферии. Так же необходимо осуществлять постоянный контроль за температурой.

Если же температура выше +35С, то необходимо принимать меры по охлаждению смеси в момент приготовления, транспортировки и укладки. Это делается для предотвращения потери воды и, как следствие, нарушению водноцементного баланса, что негативно сказывается на прочности бетонной конструкции. После укладки необходимо либо увлажнять бетон, либо обеспечить герметичность конструкции.

Особенности заливки бетона при низких температурах

Благоприятный температурный режим для укладки готового раствора от +15 до +25°C. При данных показателях смесь хорошо схватывается, затвердевает и быстро набирает необходимую прочность. В условиях мороза работа с материалом затруднена, но заливка бетона при низкой температуре возможна, если знать особенности процесса и соблюдать определенные методики.

Влияние низкой температуры на затвердевание бетона

Функцию растворителя в бетонной смеси выполняет вода. Под влиянием минусовых температур она замерзает и переходит в твердое состояние. Это приводит к увеличению объема влаги на 7–10% и возникновению чрезмерного давления внутри конструкции.

Если бетонный раствор еще не набрал требуемую прочность, а процесс твердения нарушен, негативные последствия неизбежны. Они проявляются в виде трещин различного размера и сколов.

Ситуация значительно ухудшается, если в процессе армирования применялся каркас из стали. В таком случае замерзание начинается с зон соприкосновения раствора с металлическими прутками. Следствие — нарушение целостности всего каркаса конструкции.

Кроме того, если неправильно заливать бетон при низких температурах, снижаются его показатели морозостойкости и водонепроницаемости.

Методы бетонирования при минусовой температуре воздуха

Главное требование при работе с бетоном зимой — поддержание температуры, сохраняющей технические характеристики материала. Проще говоря, нужны такие условия, при которых раствор не будет замерзать. Для создания благоприятного температурного режима существует три способа. Рассмотрим их.

Повышение показателей температуры при замесе

Изготовление смеси при температурах ниже нуля подразумевает использование прогретых наполнителей и горячей воды. Способ подходит только для замеса раствора в бетономешалке, так как при ручном перемешивании компоненты быстро остывают.

Составляющие прогреваются с помощью специальной печи. Если ее нет, вполне подойдет небольшая тепловая пушка или электрообогреватели с функцией обдува. Чтобы получить нужный результат, придерживаются следующих этапов:

1. В автобетономешалку заливается вода, нагретая до 90°C.
2. Оставшиеся компоненты разогреваются до 60°C и закладываются в воду.
3. К полученной смеси добавляется цемент комнатной температуры (максимум 30–35°C).

Застывание бетона при низких температурах замедляется в 2 раза. Чтобы ускорить процесс, необходимо увеличить время замеса на 30–50%. Это поможет активизировать реакции, улучшить схватываемость и скрепляющие свойства материала. При укладке показатели раствора не должны быть ниже, чем 35–38°C.

Установка тепловых шатров

Методика подразумевает строительство временных тепляков вокруг забетонированной площадки. Конструкция возводится из дерева и укрывается теплоизоляционными материалами. Например, брезентом. Для поддержания необходимого теплового режима используются электрокалориферы или нагреватели воздуха. Процесс застывания ускоряется, но способ достаточно затратный.

Использование морозостойких добавок

Введение специальных присадок в раствор — самый легкий и экономичный способ. Добавки различаются по характеристикам и делятся на два вида:

1. Для понижения температуры замерзания жидкости. Раствор будет долго застывать, но свойства бетона в таком случае не ухудшатся. Обусловлено это тем, что присадка предотвращает замерзание жидкости и образование ледяных кристаллов. Для ускорения реакции в смесь вводят теплоизоляционные компоненты — поташ, соль натрия и фосфат кальция.
2. Ускоряющие твердение бетона при низких температурах воздуха. Добавки этой группы ускоряют процесс набирания материалом необходимой прочности, вследствие чего жидкость не успевает превратиться в лед. Для приготовления состава используют азотнокислый кальций, поташ, а также мочевину в сочетании с фосфатами кальция.

Количество вводимых присадок напрямую зависит от климатических условий. От -5 до -100°С дозировка составляет 5–8% от общей массы цемента. Если показатель снижается до -15°С, норму на куб бетона увеличивают в среднем на 8-10%. От -160°С потребуется ввести не меньше 15% добавок.

Обратите внимание: выбирая цемент для укладки в условиях отрицательных температур, отдавайте предпочтение высокой марке. Чем она выше, тем лучше показатели схватывания бетона.

Общие рекомендации

Кроме того, что при работе с бетоном в морозы требуется обогрев, есть еще масса нюансов, которые необходимо учитывать.

1. При устройстве плитного фундамента тщательно подготавливают опалубку. Сначала с конструкции удаляется снег и образовавшаяся наледь. После этого устанавливается тепловое оборудование, прогревается дно и арматура, а затем заливается смесь. Это ускорит схватывание бетона при низких температурах воздуха.
2. Работы выполняются непрерывно. Частичная заливка, как правило, приводит к неравномерному распределению слоя и снижению прочности всей конструкции.
3. Если заказывается машина бетона с доставкой, нужно точно рассчитать требуемый объем. При неверных подсчетах придется делать дозаказ, а это большая потеря времени.
4. Перед укладкой раствора в подготовленную опалубку проверяются показатели его температуры. Оптимальный вариант 35–38°C. Если цифры будут выше, то время затвердевания увеличивается, вода в растворе замерзает, качество бетона значительно падает.
5. При работе с ленточными видами фундамента сначала прогревается часть траншеи, в которую сразу же заливается раствор. Сверху укладывается теплоизоляционный материал. Такая последовательность соблюдается до окончания устройства конструкции.

Многие при обогреве раствора переживают из-за финансовых затрат. Волнения вполне понятны, однако стоит учитывать, что некачественный бетон будет значительно снижать прочность всей возведенной конструкции. Лучше вложить финансы в качественное строительство один раз, чем во время эксплуатации здания постоянно заниматься ремонтом.

Особенности заливки бетона при минусовой температуре без прогрева

При температуре ниже нуля затвердевание бетонного раствора становится проблематичным. Часто с этим сталкиваются при устройстве фундаментов осенью и зимой. Специалисты уверяют, что заливка бетона при минусовой температуре возможна и без прогрева, но для этого выполняются определенные требования, обеспечивающие правильное затвердевание бетонной смеси.

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

• Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
• Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
• Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
• Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

• Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
• Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
  Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
• Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетоного раствора зимой:

1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

Общие рекомендации при заливке

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства. Именно поэтому делать плитные фундаменты в низком температурном диапазоне не рекомендуется, поскольку сложно полностью обогреть все элементы на большой площади.

Работа с ленточным фундаментом в такую погоду вполне возможна. Для этого нужно прогревать траншею постепенно, заливая в нее бетон. После заливки обязательный этап – качественная термоизоляция. Процесс продолжается до тех пор, пока периметр не замкнется. С применением добавок в бетонный раствор и качественной изоляцией ленточный фундамент можно заливать при температуре до -15⁰С.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Заливка частями может привести к неравномерности свойств конструкции и снижению ее качества.

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

Требования к заливке бетона при низких температурах

Еще совсем недавно индивидуальное строительство придавалось замораживанию в зимний период, сегодня, наоборот, наблюдается явная тенденция роста. Все чаще индивидуальные застройщики прибегают к возведению фундамента именно в зимний период. Причин повышенного спроса на данный вид услуг несколько:

1. Отсутствие заказов у строительных компаний благоприятствует снижению стоимости выполнения работ.
2. Проведенные работы по обустройству основания под здание, влияют на сокращение сроков окончания строительства.
3. К весенне-летнему периоду основание готово, поэтому можно возводить стены, обустраивать крышу, выполнять отделочные работы и в течение сезона дом готов к сдаче в эксплуатацию.

А так же вы можете узнать какие достоинства и недостатки строительства фундамента в зимний период здесь.

Что нужно учитывать при устройстве фундамента зимой

Главным недостатком возведения основания в зимний период являются плохие климатические условия, которые неблагоприятно сказываются на работе с бетоном. Но с применением новых технологий и материалов появилась возможность этот недостаток полностью исключить. Для того чтобы заливка бетона при минусовой температуре была качественной, изготовленная смесь и способы ее транспортировки должны соответствовать ГОСТ 10268-70, а при выполнении бетонных работ обязательным является строгое соблюдение требований СНиП 3.03.01-87. Узнайте больше про строительство ленточного фундамента зимой тут.

Как осуществляются бетонные работы при низких температурах

Чтобы бетонирование при отрицательных температурах имело высокое качество и отвечало прочностным требованиям, необходимо выполнять работы со строгим соблюдением технологий. Перейдя по этой ссылке вы узнаете можно ли произвести заливку зимой?

Смесь не потеряет своих свойств и характеристик, если:

• в состав вводятся дополнительные морозостойкие добавки, которые не позволяют бетону промерзать и слишком медленно твердеть;
• опалубка и бетон прогреваются специальным кабелем;
• производится общее утепление объекта.

Для этих целей применяется поэтапное проведение мероприятий.

Перед началом бетонирования необходимо выполнить подготовительные работы:

• установка опалубки;
• удаление снега и мусора;
• подведение источника питания к объекту (прокладка кабеля), который необходим для прогрева опалубки и заливаемой бетонной смеси.

Качественное соединение между слоями бетона происходит только в том случае, когда новый залитый слой имеет хорошую адгезию с предыдущим, который не успел полностью схватиться. Поэтому работы выполняются по максимуму быстро и в одну смену. Попутно осуществляется тщательное уплотнение смеси в углах и в местах соединения. Чтобы бетон хорошо уплотнился его нужно освободить от воздушных пузырьков, работа выполняется с помощью металлического лома или специального вибратора.

После того как вся опалубка будет заполнена бетоном, открытые участки накрываются щитами, строительной пленкой, рубероидом либо другим материалом.

Строгий контроль бетонной смеси производится на всех производственных этапах: начиная с процедуры изготовления и заканчивая заливкой ее в опалубку. Главное внимание уделяется температурным показателям смеси: марка М 400 в процессе замешивания имеет около +60°С, а при заливке она должна не превышать +35°С. С применением противоморозных добавок температура на выходе из бетономешалки может иметь другой показатель и он определяется специалистами лаборатории, так как на него непосредственно влияет временной показатель схватывания.

Для того чтобы правильно рассчитать время твердения, необходимо правильно подободрать противоморозные добавки, так как в их состав включены различные пластификаторы, от применения которых зависит хороший набор прочности бетона при отрицательных температурах.

Важно! При какой температуре можно заливать бетон? Заливать бетон можно при температуре -5ºС и при -15ºС. Но температура не должна быть ниже -15ºС.

Электропрогрев при заливке бетона при низких температурах

Очень важно создать систему электропрогрева, которая является главной составляющей при работе с бетоном в условиях зимы. Технология прогрева предусматривает применение проводов типа ПНСВ, которые монтируются непосредственно в опалубку либо в строительные конструкции, а иногда их устанавливают с внешней стороны. Главное следить за оптимальной температурой, так как ее повышение влечет пересушивание, а понижение – замедляет процедура схватывания и твердения.

Важно! В целях техники безопасности во время проведения уплотнительных работ необходимо отключать электропитание.

Продолжительность электропрогрева полностью зависит от температуры воздуха окружающей среды и самой смеси, которая поднимается до +35°С. От заливки до достижения прочностных показателей проходит примерно 7 дней, но процесс может проходить значительно дольше, если температура воздуха окружающей среды будет приближена к +5°С.

Процесс твердения постоянно держится под контролем, что способствует успешному проведению данного вида работ. Ведь после того как состав набирает прочности (50%) низкая температура уже не может ему причинить вред, повлиять на ухудшение качества и свойств. Происходит набор прочности бетона в зависимости от температуры воздуха окружающей среды, чем она ниже, тем дольше длится процесс. Подсыхающий слой бетона необходимо увлажнять, периодически сбрызгивая его теплой водой.

Важно! Когда осуществляется заливка бетона при отрицательной температуре обязательно нужно следить за процедурой затвердевания. Для этих целей используются термометр и термопара.

Утепление строительного объекта

Еще одним способом заливки бетона при отрицательных температурах является утепление объекта путем установки временного шатра над основанием будущего дома и крытая территории я прогревается тепловыми пушками или другими обогревательными устройствами, а также буржуйками. Такой способ не требует включения в состав бетонной смеси химических добавок и это является положительным моментом, тем более, что химические компоненты не работают на все сто процентов при температуре ниже -5°С. А в этой статье вы сможете узнать какие способы утепления ленточного фундамента есть.

Ускорить процесс возведения фундамента стало возможным благодаря новым материалам и технологиям. Какие из них лучше применить, каждый выбирает для себя наиболее оптимальный и эффективный вариант. Так же вы можете ознакомиться с гидроизоляцией ленточного фундамента и с основными способами выполнения перейдя по этой ссылке.

При какой температуре можно бетонировать — правила соблюдения температурного режима

Какой бы ни была постройка, она должна быть надежной и с крепким фундаментом. Чтобы конструкция была прочной, температура бетонной смеси при укладке должна соответствовать стандартам. Именно поэтому при строительстве стоит внимательно и предвзято относиться к используемым материалам и соблюдать температурный режим при бетонировании, ведь никому не хочется, чтобы здание было ненадежным.

Граничные температуры

Во всех без исключения нормативных документах, в которых говорится о температурном режиме заливания бетона, сказано, что минимальной температурой заливки бетонной смеси является -20°C, а максимальной, соответственно, не выше +45 градусов по Цельсию. Наилучшими условиями для работ будет среднее значение между этими двумя показателями. Взяв во внимание взаимодействие цемента при застывании и температурного режима, установлено, что оптимальная температура бетона — от +5 до +15°C.

Правила проведения бетонных работ

Строительство в жаркий период

Принято говорить, что труднее производить бетонирование зимой, так как при минусовых показателях срок застывания смеси увеличивается. Но нужно помнить, что летние жаркие месяцы так же небезопасны для работ, как и заливка бетона при отрицательных температурах. Жаркий период способствует увеличению цементной смеси в объеме. После окончательного образования цементного камня он начнет остывать и убавляться, но из-за появления сложившейся кристаллической структуры такой процесс нарушится. В результате затвердевание при высоких температурных показателях спровоцирует огромное внутреннее перенапряжение основания и, как следствие, появление расколов и трещин на фундаменте. В основном они могут проявляться уже через несколько часов после укладки бетонного раствора.

Большие летние температуры побуждают работников пользоваться особенной зарубежной быстросхватывающейся смесью, особенно в случае, когда строительная деятельность по созданию фундамента предполагается осуществляться при температуре выше +25 градусов и при влажности воздуха меньше 50%.

В том случае, если укладку цемента требуется произвести в период жары, то марка состава должна превышать в 1,5 раза проектные параметры стройматериала. Помимо этого, в раствор нужно дополнительно включать пластификаторы и примеси. Не стоит забывать, что лучшим временем для такого рода работ станут максимально холодные часы дня. Для защиты бетонной смеси от испарений необходимо:

• присыпать залитый периметр сыпучими материалами (опилки, стружка);
• систематично орошать залитый участок из лейки;
• обдавать края периметра с помощью ведер либо других емкостей.

Заливка бетона при низких температурах

Проводить строительные работы с использованием цемента зимой довольно рискованно. В минус время застывания бетона увеличивается, впоследствии чего фундамент не приобретет нужную ему плотность и структуру. Заливка периметра при отрицательных температурных показателях и в 0 градусов по Цельсию нередко приводит к тому, что процесс затвердевания смеси снаружи останавливается, а внутри может продлиться еще на протяжении нескольких часов, пока все составляющие не остынут. Из-за такого нарушения вода не успевает полностью войти в реакцию и, попросту, замерзает, тем самым разрушая структуру раствора. Специалистами настоятельно не рекомендуется бетонировать что-либо во время морозов, но все же если приходится сталкиваться с такими обстоятельствами, нужно придерживаться специальных технологичных процессов:

• Нагрев элементов смеси перед началом бетонирования и обогрев опалубки при минусовой температуре.
• Укладка прогретого кабеля внутрь фундамента.
• Установка обогревательных систем вокруг периметра работ на первые три дня от начала работ.
• Сооружение теплицы путем накрытия пленкой всей площади, на которой проводится бетонирование.
• В зимнее время использование для раствора специальных реагентов, ускоряющих реакцию.

Введение в практику каждого с представленных процессов значительно увеличит затраты на работу. В результате частным собственникам невыгодно пользоваться такими советами. Бетонные работы при отрицательных температурах возможно провести без дополнительных трат. Для этого существует небольшое количество приемов, например, замена процентного соотношения жидкости и порошка при изготовлении раствора, когда скорость застывания смеси нормализуется. Это требует грамотности и правильности в вычислениях, поэтому без специальных дополнительных знаний правильно произвести расчет невозможно, так как температура бетонной смеси должна быть приемлема для нужных реакций при низких температурах.