Бетон при низких температурах

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Особенности бетонирования при отрицательных температурах

Категория:

   Бетонные работы в зимних условиях

Особенности бетонирования при отрицательных температурах

Далее: Приготовление бетонной смеси в зимних условиях

При производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0°С, а также при бетонировании конструкций, расположенных в вечно-мерзлых грунтах, применяют способы бетонирования, позволяющие получать бетон необходимого качества.

Если не применять специальных способов бетонирования, то при замерзании бетона содержащаяся в нем свободная вода обращается в дед и твердение бетона прекращается. Если до замерзания твердение не началось, то не начнется и после него, если же началось, то практически приостанавливается до тех пор, пока свободная вода в бетоне будет находиться в замерзшем состоянии. Замерзшая в бетоне вода увеличивается в объеме приблизительно на 9%. Возникающее внутреннее давление льда разрывает слабые связи в незатвердевшем бетоне.

Вода, скапливающаяся на поверхности зерен крупного заполнителя, при замерзании образует тонкую ледяную пленку, нарушающую сцепление между заполнителем и раствором и снижающую прочность бетона. На арматуре образуется пленка льда, нарушающая сцепление арматуры с бетоном.

При оттаивании бетона находящийся в нем лед тает и твердение бетона возобновляется, но конечная прочность бетона, его плотность и сцепление с арматурой снижаются. Эти потери тем больше, чем в более раннем возрасте замерз бетон.

Наиболее опасно замерзание бетона в период схватывания цемента. Также вредно и многократное замораживание и оттаивание бетона в начале твердения, что бывает, когда оттепели сменяются заморозками. Прочность бетона к моменту замерзания или охлаждения ниже расчетных температур, так называемая критическая прочность, при которой конечная прочность не снижается или снижается незначительно, должна указываться в проекте производства работ или в технологической карте.

Для бетона без противоморозных добавок монолитных конструкций и монолитной части сборно-монолитных конструкций прочность к моменту замораживания должна составлять не менее 50% проектной при марке бетона 150, 40%—для бетонов марки 200— 300, 30% —для бетонов марок 400—500, 70% —независимо от марки бетона для конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания замораживанию и оттаиванию, 80%—для бетона в предварительно напряженных конструкциях, 100% —для бетона конструкций, подвергающихся сразу после окончания выдерживания действию расчетного давления воды, и конструкций, к которым предъявляются специальные требования по морозостойкости и водонепроницаемости.

Для бетона с противоморозными добавками прочность к моменту его охлаждения до температуры, на которую рассчитано количество добавок, должна быть не менее 30% проектной при марке до 200, 25% —для бетона марки 300 и 20% —для бетона марки 400.

Условия и срок, к которому допускается замерзание бетона блоков массивных гидротехнических сооружений, указываются в проекте.

Бетон, достигший к моменту замерзания критической прочности, проектную прочность приобретает только после оттаивания и выдерживания при положительной температуре не менее 28 суток.

Заливка бетона при отрицательных температурах: секреты технологии зимнего бетонирования

В тех случаях, когда конструкции, забетонированные зимой (в том числе бетон сборных элементов с обычной и предварительно напряженной арматурой, входящих в состав сборно-монолитных конструкций), подлежат полному загружению при отрицательной температуре наружного воздуха, требуется выдержать бетон при положительной температуре до тех пор, пока не будет достигнута проектная прочность.

Величину прочности бетона в конструкции к моменту его замерзания определяют по минимальной прочности образца из контрольной серии.

Для получения необходимой прочности бетона проводят специальные мероприятия цр подготовке составляющих бетона и приготовлению бетонной смеси. Особое внимание уделяют защите забетонированных конструкций от непосредственного воздействия отрицательной температуры и ветра.

Необходимо, чтобы бетонная смесь, укладываемая в опалубку, имела определенную, заданную расчетом температуру.

Для защиты забетонированных конструкций от воздействия отрицательной температуры, создания искусственной тепловлажносхной среды для бетона, приготовленного на подогретых материалах, и выдерживания его в таких условиях до приобретения необходимой (критической) прочности применяют различные способы.

Бетон, уложенный в массивные конструкции зимой, наиболее часто выдерживают способом термоса, основанным на использовании утепленной опалубки, тепла подогретых составляющих бетонной смеси и тепла, выделяемого при схватывании и твердении цемента. Хорошо укрытый бетон остывает настолько медленно, что к моменту замерзания успевает набрать критическую прочность.

Для расширения области применения способа термоса используют предварительный электроразогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку, химические добавки-ускорители, цементы с повышенным тепловыделением и быстротвердеющие цементы, а также сочетают способ термоса с различными методами обогрева бетона, например с периферийным электропрогревом или обогревом конструкций.

При применении предварительного электроразогрева бетонной смеси температура разогрева для бетонов на портландцементах с содержанием трехкальциевого алюмината до 6% не должна превышать 80°С; на портландцементах с содержанием трехкальциевого алюмината более 6%—устанавливается строительной лабораторией после экспериментальной проверки; для бетонов на шлако-портландцементах — не должна превышать 90°G.

Бетонную смесь разогревают в специально оборудованных бункерах и бадьях, обеспечивающих ее равномерный прогрев, а также в оборудованных для этой цели кузовах автомобилей.

Часто при бетонировании фундаментов, расположенных в отдельных котлованах, способ термоса сочетают с использованием теплоотдачи талого грунта. В этом случае котлованы хорошо утепляют сверху, благодаря чему в них устанавливается небольшая положительная температура.

Бетон в тонких конструкциях остывает быстро, поэтому их приходится обогревать электрическим током, паром или теплым воздухом. Иногда в целях экономии электроэнергии сочетают способ термоса с обогревом.

Легкие бетоны на пористых заполнителях в зимних условиях выдерживают по способу термоса с предварительным электроразогревом бетонной смеси.

Кроме изложенных способов зимнего бетонирования, основанных на твердении бетона при положительной температуре, существует способ твердения бетона при отрицательной температуре. При этом бетонную смесь приготовляют с введением противоморозных добавок. Противоморозные добавки настолько понижают температуру замерзания воды, что обеспечивают твердение бетона при отрицательных температурах до —25°С. При выборе способа выдерживания бетона в первую очередь рассматривают возможность применения способа термоса, способа термоса с добавками — ускорителями твердения.

Если, применяя этот способ, невозможно получить требуемую прочность бетона в заданные сроки, то последовательно рассматривают возможность применения бетона с противоморозными добавками, способов электротермообработки, обогрева паром, теплым воздухом. В случае невозможности выдерживания бетона в конструкциях с помощью указанных мероприятий бетонные работы выполняют с применением тепляков.

Тот или иной способ производства бетонных и железобетонных работ в зимних условиях принимают на основе сравнительных технико-экономических расчетов.

Читать далее: Приготовление бетонной смеси в зимних условиях

Категория: — Бетонные работы в зимних условиях

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Общие положения. Понятие «зимние условия» при производстве бетонных работ отличается от календарного. «Зимние условия» для конкретной стройки начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха снижается до + 5°С, а в течение суток наблюдается ее падение ниже нуля.

При температуре ниже 0°С в бетоне прекращаются процессы гидратации, т.е. взаимодействие минералов цемента с водой. Твердение бетона приостанавливается, так как бетон замерзает, превращаясь в монолит, прочность которого обусловливается силами смерзания. В бетоне появляются внутренние напряжения, вызываемые увеличением объема свободной воды примерно на 9% при замерзании. Эти напряжения разрывают неокрепшие адгезионные связи между отдельными компонентами бетона, снижая его прочность. Свободная вода, замерзая на поверхности зерен заполнителей в виде тонкой пленки, препятствует сцеплению цементного теста с заполнителем. Это также ухудшает прочностные свойства бетона.

После оттаивания бетона твердение при положительной температуре возобновляется, но прочность оказывается ниже проектной, т.е. той, которая была бы достигнута при твердении в нормальных условиях. Снижаются и другие свойства бетона: плотность, долговечность, сцепление с арматурой и т. д. Свойства бетона ухудшаются тем значительнее, чем раньше после укладки произошло его замерзание. Если бетон к моменту замерзания наберет определенную прочность, то отрицательное влияние замораживания на его свойства невелико: после оттаивания прочность бетона может достигнуть проектной величины.

Бетонирование при отрицательных температурах

В этом случае адгезионное сцепление между цементным тестом и заполнителем значительно больше внутренних напряжений. Поэтому вероятность деформаций в контактной зоне меньшая.

Минимальную прочность бетона к моменту его замерзания, достаточную для достижения им после оттаивания проектной прочности, называют критической. Эта прочность для бетонов в конструкциях с ненапрягаемой арматурой должна быть не менее 30…50% от проектной в зависимости от класса бетона и не ниже 50 кг/см2. В предварительно напряженных конструкциях она должна быть не ниже 70% от проектной. Если конструкции предполагается нагружать в зимний период, то к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигнуть 100% от проектной величины.

Для получения в зимних условиях бетона проектного качества необходимо обеспечить для него температурно-влажностный режим, при котором физико-химические процессы твердения не нарушаются и не замедляются. Продолжительность поддерживания такого режима должна обеспечивать достижение критической или проектной прочности.

Задача «зимнего» бетонирования: получить бетон заданной прочности. Для этого выполняются общие мероприятия и различные технологии обеспечения нормального режима твердения бетона.

Общие мероприятия:

а) Работы ведутся на подогретой бетонной смеси. Эта смесь в момент укладки в конструкцию должна иметь положительную температуру, по величине обратную температуре окружающего воздуха. Это достигается подогревом воды, щебня и песка (паром) при приготовлении бетонной смеси на заводе.

б) Для исключения охлаждения в пути кузов самосвала закрывается сверху щитами, а снизу подогревается выхлопными газами от двигателя автомобиля через устроенное двойное дно кузова.

в) Бадьи и бункера накрываются деревянными утепленными крышками, а снаружи обшиваются. При сильных морозах их периодически прогревают паром. Бетононасосы устанавливают в отапливаемых помещениях. Перед началом работы через бетоновод прокачивается горячая вода. Звенья труб магистрального бетоновода при температуре ниже минус 10°С заключают в теплоизоляцию вместе с обогревающей грубой трубопровода.

г) Перед укладкой бетонной смеси опалубка и арматура очищаются от мусора, снега, наледи. Для этого при необходимости используется продувка горячим воздухом от калориферов или паром, а также промыв горячим паром с последующей продувкой горячим воздухом.

д) При морозах ниже минус 15°С арматуру из стержней диаметром более 25 мм и прокатных профилей отогревается до плюс 5°С, чтобы обеспечить хорошее сцепление бетона с арматурой. С этой же целью выступающие за пределы утепленной опалубки металлические элементы после отогрева утепляются на длине не менее 1,5 м от блока.

е) На качество бетона сильно влияет состояние основания, на которое его укладывают. Важно исключить раннее замораживание бетона в стыке с основанием и последующее деформации пучинистых грунтов основания.

До начала бетонирования фундаментов пучинистые грунты отогреваются паром, огневым способом или с помощью электричества. Не пучинистые грунты не прогревают. Температура укладываемой смеси должна быть как минимум на 10°С выше, чем температура грунта основания. Не допускается укладка бетонной смеси на замерзший грунт («промороженное» основание).

При необходимости укладки бетонной смеси на ранее уложенный и замерзший бетон он отогревается на глубину не менее 400 мм и предохраняется от промерзания до приобретения свежим бетоном критической прочности.

ж) При бетонировании, для уменьшения тепловых потерь, бетонная смесь укладывается небольшими участками по длине и ширине, чтобы ранее уложенные слои быстрее перекрывались новыми, и температура бетона не успевала опускаться ниже расчетной.

з) Бетонирование ведется круглосуточно без перерывов, так как подготовка замерзших рабочих швов весьма трудоемка и не всегда обеспечивается необходимое качество.

Технологии, обеспечивающие нормальный режим твердения бетона:

1. Применение химических добавок.

Химические добавки понижают температуру замерзания жидкой части бетонной смеси, обеспечивающая твердение бетона при температуре ниже 0°С, что увеличивает время набора прочности.

Этот метод относительно недорогой (дополнительные затраты по сравнению с обычными условиями (удорожание) около 16%) и широко применяется в строительстве. В качестве добавок используются: хлористый натрий, хлористый кальций, углекислый калий (поташ), нитрит натрия и др.

Добавки вводятся в бетонную смесь при ее приготовлении. В зависимости от их количества получают заданный эффект:

— при 1–2% от веса цемента – ускорение твердения бетона;
— при 3–5% от веса цемента – понижение температуры замерзания на 5–10°С;
— при 10–15% от веса цемента – полное исключение замерзания «холодный бетон», но при этом набор прочности продолжается 40–90 суток.

2. Прогрев бетона.

а) Метод «термоса». Используется тепло, выделяющееся при химических реакциях твердения бетона. Для этого конструкцию дополнительно утепляют.

Метод эффективен для массивных конструкций простой формы, особенно для заглубленных сооружений и конструкций на грунте и в грунте (фундаменты, стены подвалов, фундаменты под оборудование, полы на грунте и т. п.). Для усиления эффекта при приготовлении смеси используются цементы с повышенным тепловыделением.

б) Прогрев паром. Вокруг забетонированной конструкции устраивается «рубашка» из рубероида, деревянных или стальных щитов, под которую подается пар (рис. 4.52). «Рубашка» обеспечивает необходимый прогрев конструкции и влажность (не высушивает бетон).

Используется пар низкого давления 0,5 –0,7 атм. с температурой 80–90°С. Примерный режим паропрогрева: скорость подъема (градиент) температуры не более 5–10 град/ч; изотермический прогрев при температуре 80°С для бетонов на обычном портландцементе и 95°С – на шлакопортландцементе и пуццолановом цементе. Скорость остывания (градиент) бетона должна быть 10 град/ч. Паропрогрев бетона возможно вести до набора им проектной прочности, что особенно актуально для наших восточных и северных регионов, где «зимний период» составляет
8… 10 месяцев.

Метод применяется для прогрева различных бетонных конструкций, но лишь там, где имеется пар в необходимом количестве.

в) Электропрогрев. Внутренний – с помощью электродов. Тепло выделяется при прохождении электрического тока через сырую бетонную смесь. Электроды могут внедряться в свежеуложенный бетон или до бетонирования в конструкцию закладываются греющие провода. Количество электродов, греющих проводов в каждом случае определяется расчетом.

Достоинство способа – простота. Недостатки – сложность контроля (круглосуточное наблюдение) и высокая стоимость.

Наружный – тепло выделяется «греющей» опалубкой или греющими гибкими электрошнурами.

Рис. 4.52. Схемы устройства опалубки при обогреве железобетонных конструкций паром: а – обогрев фундаментов; б – обогрев бетонных плит (полов, площадок); в – капиллярная опалубка для прогрева колонны; г – обогрев ребристого перекрытия; 1 – утеплитель; 2 – съемный короб; 3 – короб колонны; 4 – подача пара; 5 – короб плиты перекрытия; 6 – опалубка; 7 – отверстия в ребрах короба для пара

3. Бетонирование в «тепляках». Над бетонируемой конструкцией или частью ее устраивают легкое каркасное ограждение из брезента, пленки и т.п. (шатер) и под него подается теплый воздух или нагреватели ставятся внутри шатра. Под шатром (температура плюс 5–10 °С) бетонирование выполняется в обычных условиях.

В зависимости от задания тепляк может «работать» 3–16 суток, до набора бетоном 50% проектной (расчетной) прочности или все расчетные 28 суток.

4. Обогрев бетона инфракрасными лучами (проникающий прогрев).

Особенность метода в том, что передача тепла бетону (прогрев) происходит на всю толщину конструкции одновременно и с одинаковой интенсивностью (рис. 4.53).

Для обогрева монолитного бетона применяют ТЭНы типа НВСЖ (нагреватель воздушный сушильный жаростойкий) или НВС (нагреватель воздушный сушильный). Мощность этих обогревателей на 1 м длины колеблется от 0,6 до 1,2 кВт, температура излучающих поверхностей – от 300 до 600°С. ТЭНы работают при напряжении 127, 220 и 380 В.

Карборундовые излучатели имеют мощность до 10 кВт/ч, а их рабочая температура достигает 1300–1500 °С.

Рис. 4.53. Схемы обогрева инфракрасными лучами: а – прогрев бетона в плитах; б, в – то же, в стенах; 1 – прогреваемые конструкции; 2 – трапецеидальные отражатели; 3 – инфракрасные излучатели; 4 – сферические отражатели; 5 – толь; 6 – опалубка; 7 – щиты скользящей опалубки

Оптимальное расстояние между инфракрасной установкой и обогреваемой поверхностью 1–1,2 м.

Обогревать инфракрасными излучателями можно как открытые поверхности бетона, так и через опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Температура на поверхности бетона не должна превышать 80–90°С. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, пергамином или рубероидом.

Инфракрасные установки ставят на таком расстоянии друг от друга, чтобы прогреть все участки бетонной поверхности. Прогрев бетона инфракрасными лучами условно делят на три периода: выдержку бетона и его разогрев; изотермический прогрев; остывание.

Способ применяют для термообработки бетона в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности (например, стен, бетонируемых в скользящей опалубке, плит, балок). Этот метод применяют также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах, при укладке бетона в штрабы, а также для отогрева арматуры, закладных деталей и «активной» поверхности опалубки-облицовки перед укладкой в нее бетона.

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.

5.12 Особенности производства бетонных работ при отрицательных температурах

Бетонирование при низких температурах

Аннотация

Рассматривается зимнее бетонирование. Проблемы и причины твердения бетона при отрицательных температурах и их возможное решение. Введение добавок для повышения морозостойкости. Метод термоса. Прогрев бетона. А так же совместное использование нескольких методов для экономии ресурсов и повышения качества зимнего бетонирования.

Ключевые слова: бетонирование при низких температурах, метод термоса, прогрев бетона, укрывание бетона пленкой и ТЭМами, совместное использование всех методов

05.23.05 — Строительные материалы и изделия

В настоящее время все больше прогрессирует монолитное домостроение. Строительство из монолитного бетона позволяет свободно осуществлять любую планировку квартир и домов, а так же позволяет проводить обширное строительство в районах, где отсутствует место для полносборного домостроения или оно недостаточно.

Ответственным периодом в монолитном строительстве является зимнее время.  При пониженных температурах скорость бетонирования резко снижается или оно вообще прекращается. Основным вопросом бетонирования является  ускорение твердения при отрицательных температурах. Так чем же можно ускорить твердение?

В процессе исследований и обследования объектов монолитного строения, а так же результатов научно-технического сопровождения ряда объектов выявил ряд проблем, решение которых позволит сделать бетонирование круглогодичным, ускорить процесс возведения монолитных зданий, повысить качество бетона, конструкций и растворов.

Основными проблемами и причинами являются отсутствие контроля температуры твердения бетона, что ведет к недобору прочности в контролируемом возрасте; нарушение технологии прогрева бетона в монолитных конструкциях, что обуславливает недобор прочности как в промежуточном так и в проектном возрасте; затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона); вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности); чем раньше до завершения процесса твердения был заморожен бетон, тем ниже будет конечная прочность и его свободная вода при замерзании увеличивается в объеме, что приводит к разрушению формирующихся структурных связей и особенно интенсивно в начале твердения бетона.

Каким же образом каждая из причин воздействует на поведение набирающего прочность бетона?  

И так низкая температура (0+10 оС) существенно затормаживает процесс  гидратации цемента,  растягивает срок набора прочности бетона. На пример, в нормальных условиях (+20 оС) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 оС, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели.

Повышенная температура является катализатором химических процессов, а так же процесс гидратации цемента. Поэтому, при изготовлении  железобетонных изделий (ЖБИ) применяется пропаривание свежеотлитых изделий из бетона. При пропаривании, в камере с погруженными в неё свежеизготовленными железобетонными изделиями поддерживается температура 70-80 оС и повышенная влажность. Благодаря таким условиям, бетон ускоренными темпами набирает марочную прочность.

Проведение бетонных работ при отрицательных температурах

И нужные 70% прочности, бетон может набрать за 8-12 часов.

Если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная — полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в бетоне. Процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Она является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

Стандартный срок набора марочной прочности бетона – 28 суток. В таком возрасте он должен набрать прочность  спрогнозированую лабораторией бетонного завода. Однако, как мы уже выяснили, при бетонировании в зимних условиях, процесс схватывания и набора прочности может растянуться, а то и вовсе остановиться, вплоть до наступления оттепели.

Бетон, укладываемый при отрицательной температуре, должен приобрести определенную прочность (распалубочную, для частичной нагрузки, или полную). Чем больше времени проходит от укладки до замерзания воды в бетонной смеси, тем прочность бетона будет ближе к проектной и тем меньше образуется внутренних микродефектов, которые отрицательно сказываются на его долговечности. 

Так же в ГОСТах регламентируется значение критической прочности бетона, являющейся минимальной, при которой обеспечивается необходимое сопротивление давлению образующегося льда и сохранение в последующем при положительных температурах способности к твердению без ощутимого ухудшения прочности и других свойств. Размер критической прочности зависит от требуемого проектного класса бетона, времени и температуры бетонной смеси до замерзания. При отрицательной температуре окружающего воздуха во избежание недобора прочности после твердения при нормальной температуре. К моменту загрузки конструкции прочность должна достигнуть 100% проектной прочности. 

Мы подошли к тому что нужно ускорить твердение и сохранить воду затворения бетона от вымерзания за счет: использования внутреннего запаса тепла бетона;  дополнительной подачей тепла извне.

Чтобы использовать внутренний запас тепла бетона применяют высокопрочные, быстротвердеющие, тонкомолотые портландцементы, ускорители твердения и противоморозные добавки. Так же нужно пытаться уменьшить количество воды затворения за счет применения пластифицирующих, пластифицирующе-воздухововлекающих добавок, суперпластификаторов. 

Внутренняя температура бетона зависит от выделяемого тепла при гидратации цемента (экзотермии цемента), но этого запаса тепла не хватает для достижения критической прочности в короткие сроки и при низких температурах нужной прочности невозможно достичь без дополнительных мероприятий. Температура бетонной смеси перед укладкой должна быть не ниже 5оС, а в тонкостенные — 20оС. Обеспечить эту температуру за счет экзотермии цемента не всегда удается, особенно при низких отрицательных температурах. Поэтому внутренний запас тепла повышают путем подогрева составляющих бетонной смеси (воды, заполнителей). Но при этом температура бетонной смеси при выходе из смесителя не должна превышать 30оС, в противном случае она быстро теряет свою подвижность. Это отрицательно сказывается на укладке и уплотнении бетонной смеси, что приводит к ее недоуплотнению.

Рассмотрим пример введения добавок в бетон под названием «холодный бетон». Этот способ основан на введении в бетонную смесь водных растворов противоморозных добавок хлористого кальция совместно с хлористым натрием NaCl в количестве до 7,5%, нитрата натрия NaNO3 до 10% и поташа К2СО3 до 15% от массы цемента. Такие добавки снижают температуру замерзания воды, а хлористый кальций, кроме того, ускоряет процесс твердения. Бетонные смеси холодного бетона целесообразно укладывать лишь при отрицательных температурах (не ниже —20°С).

Для дополнительной подачи тепла в наше время используют: электропрогрев бетона; укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и использование ТЭМов и другого; сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками.

Чаще электропрогрев бетона применяется на массивных стройках, где имеется возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). Но на рядовых строительных площадках подстанции и электросети недостаточной мощности, зимний прогрев бетона — это малореальное мероприятие для частного застройщика. Поэтому стоит задуматься о снижении потребления электроэнергии.

Для сохранения тепла необходимо применять утепленные опалубки, укрывать горизонтальные поверхности теплоизоляционным материалом с соответствующими теплотехническому расчету. Этот способ называется – термос. Этот способ достаточно эффективен при бетонировании массивных конструкций при температурах наружного воздуха не ниже минус 10–15оС, в зависимости от вида применяемого цемента, температуры смеси перед укладкой и т. д. При бетонировании сравнительно тонкостенных конструкций в условиях более низких температур для достижения распалубочной прочности в короткие сроки применяют подачу тепла извне сразу после укладки и уплотнения бетонной смеси. 

Укрывание бетона – наиболее подходящий метод бетонирования в зимнее время, при пограничных температурах воздуха +3-3 оС. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. И для удержания тепла  необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, утеплителем или ТЭМом. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5-15) целесообразно использовать газовые или электрические пушки. Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п. Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура в помещении, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

Режимы прогрева бетона должны выбираться таким образом, чтобы уменьшить негативные изменения в его структуре. Этому содействуют мероприятия, которые достаточно широко применяются при бетонировании в зимнее время: 

  • предварительное выдерживание для достижения начальной прочности, равной критической, в процессе которого часть воды связывается с минералами цементного клинкера, адсорбируется на поверхности субмикрокристаллов новообразований и частично испаряется (способствует снижению количества «лишней» воды в бетоне); 

  • уменьшение скорости подъема температуры, которое обеспечивает опережение прироста прочности бетона по сравнению с ростом внутреннего давления, возникающего в нем, тем самым создавая необходимое сопротивление этому давлению. 

Условие зименего прогрева — это мягкий режим, под которым подразумевают медленный подъем температуры (10–15 o С/час., не более) до температуры изотермического прогрева, а также соблюдение требований по температуре изотермического прогрева в зависимости от модуля поверхности конструкции.

Таким образом одним прогревом бетона за счет ТЭМов или другим утеплителем, не всегда можно достичь требуемых результатов, тем более что следует задуматься о растущих каждый год затратах на электроэнергию.  Поэтому стоит применять в комплексе противоморозные добавки.  Их применение способствует понижению температуры замерзания воды в бетонной смеси, что обеспечивает проведение бетонных работ и твердение бетона даже при отрицательных температурах, а достижение критической прочности в более короткие сроки.

Литература

  1. Аханов В.С.  Электротермия в технологии бетона – Махачкала: ростовский научно-исследовательский институт академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, 1971

  2. Невский В.А. Строительное материаловедение: учебное пособие. – Изд. 2-е, доп. И перераб. Ростов-на-Дону, Феникс, 2009

  3. Шестеров С.В. Технология бетона. Учебное пособие для вузов. Москва, «Высшая школа», 1977

  4. Киреева Ю.И., Лазаренко О.В. Строительные материалы и изделия. – Изд. 3-е, доп. – Ростов-на-Дону, Феникс, 2010

Особенности бетонных работ при низких температурах.

Для нормального твердения бетонной смеси уложенной в опалубку необходимо обеспечить достаточное количество тепла и влажную среду. При температуре ниже 10 градусов твердение постепенно затухает, а при 0 градусов практически прекращается. Свободная вода замерзая увеличивается в объеме что приводит к разрушению формированной структуры связи. Повторное оттаивание и замерзание значительно снижает прочность бетона. Только после достижением бетона 30-50% проектной прочности значительно снижается влияние замораживания на свойства бетона. Норм условия твердения бетона при низких температурах воздуха достигается путем:

— использование внутреннего тепла смеси.

— дополнительной подачей тепла из вне.

— введением в смесь ускорителей твердения.

Основным положением зимнего бетонирования является получение бетона с критической прочностью в максимально короткие сроки. Для этого используют:

— быстро твердеющий цемент.

— снижают водоцементное отношение.

Внутренний запас тепла смеси увеличивают путем предварительного прогрева составляющих при этом воду нагревают до 80 градусов, а песок и щебень до 40. Это повышает температуру смеси в момент укладки и уплотнения, а также способствует ускорению нарастания прочности бетона. При этом следует следить за тем, чтобы температура смеси не превышала 40 градусов иначе резко снижается ее подвижность. Значительное ускорение твердения достигается введением в смесь добавок хлористого кальция в количестве от 1.5 — 3% от массы цемента. Для использования внутреннего тепла бетонной смеси применяют способ термоса, при этом поверхность бетонируемого элемента покрывается слоем теплоизоляционного материала. Данный способ рационален при бетонировании массивных сооружений, имеющих относительно малую поверхность охлаждения. Способ пригоден к применению при температуре воздуха до “ – 15 “ градусов. Подогрев бетонной смеси осуществляется следующими способами:

Водяным паром циркулируем по каналам опалубки. Это обеспечивает температуру 50 -70 градусов и позволяет в течении 2 – 3 суток достичь проектной прочности бетона.

Теплым воздухом. Осуществляется при небольших объемах работ, для этого устраивают тепляки из фанеры или брезента с отоплением обычными или электрическими отражателями печами.

Электроподогрев основан на том, что при пропускании через бетонную смесь переменного тока температура повышается. В качестве электродов могут использовать стальные стержни железобетонных конструкций. Электропрогрев проводят при пониженном направлении тока 50 – 100 В. Скорость повышения температуры должна быть не более 1 градуса в час, а максимальная температура не более 60 градусов.

Холодный бетон.

Возможно устройство дорожных и аэродромных покрытий при “ – “ температуре методом холодного бетона.

Температурный режим при заливке бетона

Этот способ основан на введении в бетонную смесь хлористого Ca и Na. При этом резко падает температура замерзания воды в бетонной смеси. Кроме того соли значительно пластифицируют бетонную смесь, а хлор Ca является ускорителем твердения. Нарастание прочности бетона с добавками солей при “ – “ температуре происходит достаточно медленно. За 7 суток – 30%, 28 суток – 50%, 90 суток – 90 – 100%. Соли вводятся в бетонную смесь в виде растворов, допускается изготавливать и укладывать холодную бетонную смесь при температуре – 20 градусов. Уложенную и уплотненную бетонную смесь обязательно защищают способом термоса. Изготовленную железобетонную конструкцию с применением холодной бетона не рекомендуется так – как хлорированные соли вызывают коррозию стальной арматуры. Свойства холодного бетона несколько хуже чем у бетона твердеющего в обычных условиях. При равной прочности холодный бетон обладает меньшей долговечностью, морозостойкостью и повышенной усадкой и хрупкостью.

Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 394;

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *