Бетон и мороз: заливка раствора и эксплуатация конструкций при отрицательных температурах. Бетон мороз


Бетон и мороз: особенности укладки, влияние, фото

В идеале информация о том, как залить бетон в мороз, нужна только профессиональным строителям. Для нас куда проще будет спланировать работу таким образом, чтобы застывание раствора пришлось на теплое время года.

Однако так получается далеко не всегда, потому изучить особенности возведения конструкций на холоде будет полезно каждому мастеру. Тем более что для этого достаточно освоить всего несколько методик.

Заливка раствора на холоде сопряжена с определенными трудностями

Заливка раствора на холоде сопряжена с определенными трудностями

Цементный раствор и низкая температура

Процессы, протекающие при застывании

Бетонные работы в мороз обычно проводятся только в исключительных случаях. Связано это с тем, что при падении температуры ниже нуля нарушаются процессы твердения цемента. Это может не только замедлить набор прочности, но и полностью прекратить его, причем механические характеристики конструкции не достигнут и 50% от проектного значения.

Происходит это по целому ряду причин:

  • Во-первых, вся вода, которая необходима для гидратации цемента, превращается в лед. Находясь в инертной форме, она становится недоступной для реакции, и потому бетон на морозе просто не твердеет.
  • Во-вторых, разрушительное влияние мороза на бетон возникает за счет расширения пор: при замерзании объем жидкости увеличивается на 10-12%, и внутри бетонного монолита формируется полость неправильной формы. Даже если потом мы прогреем материал и растопим лед, то размеры пор все равно будут увеличенными.
  • В-третьих, тонкая ледяная корка на стальной арматуре понижает связность металла с раствором на порядок. После таяния льда в эту щель попадает свободная влага, потому появление ржавчины и разрушение каркаса будет вопросом времени.
Последствия зимней заливки: отслоение материала с поверхности

Последствия зимней заливки: отслоение материала с поверхности

  • Но к самым худшим результатам приводит многократное замерзание и оттаивание раствора. В этом случае его плотность становится неравномерной, и прочность конструкции серьезно снижается.

Чтобы избежать подобных последствий, при заливке раствора инструкция рекомендует использовать различные методы его обогрева. Естественно, цена конструкции при этом повышается, однако это единственный способ обеспечить необходимую прочность.

Методы борьбы

Использование греющих проводов

Использование греющих проводов

Укладка бетона в мороз обязательно сопровождается проведением комплекса мероприятий, направленных на нейтрализацию воздействия низких температур. На сегодняшний день существует несколько методик, основные из которых охарактеризованы в таблице:

Методика Особенности реализации
Химическая обработка В раствор вводится специальная жидкость для бетона от мороза. При смешивании с водой она предотвращает ее замерзание, оставляя доступной для гидратации цемента. Дополнительным плюсом является существенное ускорение полимеризации раствора.
Теплоизоляция Здесь реализуются два аспекта методики:· Во-первых, раствор заливается в подогретом состоянии. Масса температурой до 70 0С способна долго противостоять замерзанию, что способствует набору прочности.

· Во-вторых, для сохранения высокой температуры раствора опалубка тщательно утепляется. Кроме того, сверху конструкция также накрывается фольгированной пленкой, отражающей тепловые волны.

Электродный прогрев В бетон погружаются отрезки арматуры, к которым подключаются электропровода. При прохождении тока через раствор формируется электромагнитное поле, часть энергии которого передается входящей в бетон влаге.
Кабельный прогрев Метод работает по принципу «теплого пола»: в опалубку укладываются проводники в полиэтиленовой или полихлорвиниловой изоляции, которые присоединяются к понижающему трансформатору. При подаче тока провода разогреваются, передавая тепло окружающему материалу.Также для данной цели используются специальные кабели, которые могут работать без трансформатора. Стоят они несколько дороже, но зато проще монтируются своими руками.
Фото теплоизоляционной опалубки

Фото теплоизоляционной опалубки

Обратите внимание! Анализируя, что добавляют в бетон при морозе, вы можете встретить как описание фирменных составов, так и примеры самодельных смесей.Наиболее доступным по цене будет использование водных растворов хлористого кальция (от 3 до 4,5% в зависимости от температуры) или нитрата натрия (от 4 до 10%).

Специалисты в области бетонных работ рекомендуют применять эти методы в комплексе, сочетая, например, антиморозные присадки с кабельным прогревом.

Холодостойкость бетона

Однако залить раствор и дождаться, пока он отвердеет под нагревом — это только половина дела. Резка железобетона алмазными кругами наглядно демонстрирует, что даже очень твердый материал под воздействием низких температур со временем утрачивает прочность. Происходит это за счет замерзания воды, попадающей в поверхностные поры.

Состав для предотвращения замерзания

Состав для предотвращения замерзания

Обратите внимание!Чем больше циклов замерзания/оттаивания проходит за сезон, тем сильнее будут разрушения.

Бороться с этим можно несколькими способами:

  • Во-первых, достаточно просто закрыть поры на поверхности специальной пропиткой. Правда, при этом может нарушиться естественная паропроницаемость бетона, потому действовать нужно аккуратно, с оглядкой на мощность вентиляционной системы здания.
Применение вибрационных уплотнителей

Применение вибрационных уплотнителей

  • В-вторых, можно снизить пористость за счет уплотнения бетона. Для этого на этапе заливки применяется вибрационная обработка, в результате которой практически весь воздух из раствора уходит.

Обратите внимание!Другой эффект от виброуплотнения – повышение прочности материала: при необходимости обработки может понадобиться резка специальным инструментом или алмазное бурение отверстий в бетоне.

  • Наконец, есть третий, несколько парадоксальный способ: количество пор не уменьшаем, а увеличиваем до избыточности (примерно на 20% больше нормального водопоглощения бетона). При этом создается резервный объем воздуха, который не позволяет замерзающим кристаллам льда «рвать» материал изнутри.

Вывод

Применяя эти методы, вы сможете надежно защитить конструкцию от холода и обеспечить ей комфортные условия для набора прочности. Но лучше все же запланировать стройку на тот период, когда бетону не страшен мороз и нам не придется тратиться на дополнительный обогрев. А если не получилось – тогда уже пытаться реализовать методики, описанные в тексте и приведенные на видео в этой статье.

masterabetona.ru

можно ли заливать бетон при заморозках

Можно ли бетонировать в мороз? Стандартный ответ на этот вопрос отрицательный. Но если ситуация требует обязательного продолжения строительных работ, то всегда можно найти выход из ситуации – в этой статье мы вам предложим даже несколько.

Фото фундамента, заложенного в зимний период

Фото фундамента, заложенного в зимний период

Общие положения

Почему бетонирование в мороз противопоказано? Давайте рассмотрим ингредиенты, входящие в состав бетона. Цемент, песок и гравий не пострадают даже при весьма низких температурах.

Но есть ещё и вода, которая объединяет все компоненты и заставляет вяжущее вещество превращаться в камень. И именно она является слабым звеном в зимнюю пору, кристаллизуясь в тот момент, когда градусник начинает показывать ниже нуля.

Преобразование воды в лёд – это основная причина, мешающая зимнему бетонированию

Преобразование воды в лёд – это основная причина, мешающая зимнему бетонированию

Заледеневшая жидкость не только перестаёт выполнять свои функции по образованию цементного камня, но еще и, увеличиваясь в размерах, вспахивает структуру бетона изнутри. То есть, даже после оттаивания вы, скорее всего, получите рыхлую бесформенную массу вместо ожидаемой монолитной конструкции.

При этом также верным утверждением является то, что более высокая температура ускоряет процесс застывания. Это хорошо отображено в следующей таблице:

Температура, 0С Время достижения 70% прочности, ч
30 80
40 56
50 40
60 32
70 18
80 14

Как вы видите, если разогреть раствор до восьмидесяти градусов Цельсия, то дальнейшие строительные работы можно будет выполнять уже на следующий день.

Способы зимнего бетонирования

Итак, бетонирование при заморозках возможно только в том случае, если удастся предотвратить кристаллизацию воды. Существует несколько методов выполнить поставленную задачу:

Противоморозные добавки

Контейнер с антифризом для бетона

Контейнер с антифризом для бетона

Вы, возможно, слышали что-то о различных модифицирующих добавках для бетона, применяющихся для улучшения качества цементных растворов. Среди них есть такие, которые справляются с предотвращением преждевременного замерзания воды. Можно выделить три основные группы таких модификаторов:

№ группы Представители Оказываемое воздействие
1 Электролиты различного уровня силы, неэлектролиты, карбамид, многоатомные спирты. Слабое, но при этом устойчивое ускорение процесса образования цементного камня.
2 Модифицирующие смеси на основе хлорида кальция. Значительное увеличение скорости твердения бетона в сочетании с антифризовой защитой.
3 Трёхвалентные сульфаты на основе железа. Быстрый набор прочности с выделением большого количества тепловой энергии.

Использование противоморозных добавок для бетона имеет ряд преимуществ:

  • Доступная цена. Стоимость их использования выходит ниже вариантов применения электрического оборудования.
  • Простота эксплуатации своими руками. По большому счёту вам достаточно просто добавить купленную смесь в раствор.

Совет: рекомендуется увеличить период замешивания бетона при добавлении противоморозных смесей в полтора раза.Необходимо, чтобы модификатор распространился по раствору как можно более равномерно, и неохваченных им зон не осталось.Иначе это пагубно повлияет на всю конструкцию.

Замешивать бетон на морозе следует тщательнее

Замешивать бетон на морозе следует тщательнее

  • Эффективный результат. Вы можете с помощью описываемых средств как защитить раствор от промерзания на период застывания, так и сократить период схватывания, чтобы цемент не успел испортиться.

Но есть и отрицательная сторона: с использованием антифризовых добавок можно бетонировать при морозе не ниже -10 градусов Цельсия, из-за чего иногда приходится сочетать их с другими методами защиты бетона от промерзания.

Нагревательный кабель

Укладка обогревающего провода по армированным прутьям

Укладка обогревающего провода по армированным прутьям

Инструкция реализации такого метода выглядит так:

  1. Перед заливкой раствора прокладываем специальный одножильный провод, фиксируя его к элементам арматуры и опалубки, так чтобы он оказался внутри будущей конструкции.
Процесс монтажа системы электрического обогрева

Процесс монтажа системы электрического обогрева

Совет: не допускайте резких перегибов кабеля, так как это может привести к перелому внутренней жилы.

  1. Выводим концы наружу, в необогреваемую зону.
  2. Подсоединяем к трансформатору.
Подключение к трансформаторам

Подключение к трансформаторам

  1. Заливаем раствор и включаем систему.

Несмотря на некоторую трудоёмкость осуществления прогрева бетона электрическим проводом и немалую стоимость, он является наиболее эффективным, потому что:

  • Спокойно выдерживает морозы до -30 градусов Цельсия.
  • Обогревает всю структуру, а не только её верхнюю часть, как это происходит у последующих методов.

Так что вода в таком случае не замёрзнет, и в итоге только резка железобетона алмазными кругами сможет нанести какие либо повреждения.

Алмазное бурение отверстий в бетоне, уже набравшем свою прочность в зимний период

Алмазное бурение отверстий в бетоне, уже набравшем свою прочность в зимний период

Сооружение шатра

Шатры на промышленном строительном объекте

Шатры на промышленном строительном объекте

Данный способ предполагает установку шатра над бетонной стяжкой и прогрев её внутри тепловыми пушками.

Но тут сразу стоит отметить связанные с таким процессом сложности:

  • Большая трудоёмкость.
  • Высокая стоимость.
  • Ограниченность применением только к горизонтальным поверхностям.
  • Охват лишь верхней зоны всей конструкции.

Утепление различными материалами

Защита бетона от холода подручными способами

Защита бетона от холода подручными способами

Если накрыть стяжку полиэтиленовой плёнкой, досками или другими подручными материалами, то вы сможете защитить её от холода до -3 градусов Цельсия. Универсальным, конечно же, назвать такой вариант нельзя, но зато он прекрасно сочетается с другими методами прогрева, усиливая их, и не требует значительный вложений сил и финансов.

Вывод

Бетонирование зимой всё-таки возможно, хоть и нежелательно. Просто следует позаботиться о том, чтобы вода в составе раствора не кристаллизировалась. Для этого можете воспользоваться одним или сразу несколькими из выше описанных способов.

Заливка бетона в зимний период

Заливка бетона в зимний период

Видео в этой статье предоставит дополнительную информацию. Тщательная подготовка позволит бетонировать в любое время года.

masterabetona.ru

Действие мороза назатвердевший бетон |

Действие мороза на затвердевший бетон

Рассмотрим теперь затвердевший бетон, подвергаемый попеременному замораживанию и оттаиванию в интервале температур, наиболее часто встречающемся в природе.

С понижением температуры насыщенного водой затвердевшего бетона вода, проникая в поры цементного камня, замерзает аналогично замерзанию в капиллярах горных пород и вызывает расширение бетона.

При повторном замораживании происходит дальнейшее расширение, так что повторные циклы замораживания и оттаивания имеют куммулятивный эффект. Большие поры в бетоне, образуемые при недостаточном уплотнении, обычно заполнены воздухом и поэтому не оказывают существенного влияния на действие мороза.

Замораживание — процесс постепенный вследствие небольшой скорости теплопереноса через бетон, увеличения концентрации щелочей в еще не замерзшей воде, а также вследствие изменения температуры замерзания в зависимости от размера пор.

Хотя поверхностное натяжение кристаллов льда в капиллярах создает в них давление, тем большее, чем меньше кристалл, замораживание начинается в больших порах и постепенно распространяется на меньшие.

Поры геля слишком малы для образования кристалликов льда при температуре выше —78°С, поэтому обычно лед в них не образуется. С понижением температуры вследствие разной энтропии воды геля и льда вода геля приобретает потенциальную энергию, позволяющую ей двигаться по капиллярам, содержащим лед. Диффузия воды геля приводит к росту кристаллов льда и к расширению цементного камня.

Таким образом, мы имеем два источника давления расширения. Первый: замерзание воды вызывает увеличение объема приблизительно на 9% так, что избыток воды из пор удаляется. Скорость замораживания определяет скорость, с которой удаляется вода, вытесняемая фронтом льда. Величина гидравлического давления зависит от сопротивления фильтрации, т. е. от длины пути и проницаемости цементного камня между замерзшей порой и порой, в которую может переместиться избыток воды.

Вторая расширяющая сила в бетоне возникает вследствие диффузии воды, приводящей к росту относительно небольшого количества кристаллов льда. Рядом исследований установлено, что последний механизм играет важную роль в разрушении бетона под действием мороза. Эта диффузия вызывается осмотическим давлением из-за местного увеличения концентрации раствора вследствие отделения замерзающей (чистой) воды от раствора.

Например, плита, замораживаемая сверху, разрушается, если вода подходит к ее основанию и может проникать сквозь толщу плиты вследствие осмотического давления. Влажность бетона становится выше, чем до замораживания, и в ряде случаев наблюдаются разрушения вследствие расслоения бетона кристаллами льда.

Об осмотическом давлении следует напомнить и в другой связи. Соли, применяемые для борьбы с обледенением дорог, поглощаются поверхностным слоем бетона. Это создает высокое осмотическое давление, сопровождающееся движением воды к наиболее холодной зоне, где происходит замораживание. Экспериментальные данные об этом процессе, однако, недостаточны.

Когда давление расширения в бетоне превышает предел его прочности при растяжении, происходит разрушение. Степень р-азрушения варьирует от шелушения поверхности до полного разрушения, так как линзы льда образуются, начиная с поверхности бетона и распространяясь в глубь его. В Англии бордюрные камни (которые остаются влажными в течение долгого времени) наиболее подвержены действию замораживания по сравнению с другими бетонными конструкциями. При применении солей для борьбы с обледенением дорожные плиты также находятся в тяжелых условиях эксплуатации. В странах с суровым климатом наблюдаются значительные разрушения бетона от действия мороза, если не принимается специальных мер при его изготовлении.

Морозостойкость бетона зависит от ряда его свойств: прочности цементного камня, растяжимости, ползучести, но главными среди них являются степень насыщения и структура порового пространства цементного камня.

Влияние насыщения бетона показано на рис. 7.10. Ниже критического уровня насыщения бетон обладает высокой морозостойкостью, а сухой бетон вообще не разрушается (табл. 7.4). Следует заметить, что даже в образцах водного твердения не все поры заполнены водой, вследствие чего эти образцы не разрушаются от первого же замораживания. Бетон при эксплуатации в естественных условиях теряет влагу. При повторном увлажнении он уже не может поглотить то же количество воды, какое было им потеряно. Поэтому перед эксплуатацией в условиях зимы бетон целесообразно высушивать, если этого не сделать — разрушения от действия мороза будут больше.

Какова критическая величина насыщения? Закрытый контейнер, в котором более 91,7% объема занято водой, будет при замораживании заполнен льдом и разорвется. Таким образом, 91,7% является критическим насыщением в замкнутом объеме. Это не относится к пористым телам, где критическое насыщение зависит от размера образца, его однородности и скорости замораживания. Пустоты, в которые может удаляться избыточная вода, должны быть расположены достаточно близко к порам, в которых образуется лед, на этом основано использование воздухововлечения: если цементный камень разделен на достаточно тонкие слои пузырьками воздуха, у него нет критического насыщения. Аналогично у зерна заполнителя нет критического размера, если оно имеет низкую пористость или если его капиллярная система нарушена достаточно большим количеством макропор. Зерно заполнителя в бетоне может рассматриваться как закрытая емкость, если низкая проницаемость окружающего его цементного камня не позволяет воде проникать в воздушные поры с достаточной скоростью. Таким образом, зерно заполнителя, насыщенное водой выше 91,7%, вызовет при замораживании разрушение окружающего бетона.

Следует отметить, что, как правило, заполнители имеют пористость от 0 до 5%, заполнители с большей пористостью обычно не применяют. Но и использование последних не обязательно приводит к разрушению от действия мороза. Крупные поры, имеющиеся в ячеистом бетоне и в беспесчаном бетоне, повышают, очевидно, морозостойкость этих материалов.

При применении обычных заполнителей также не удается установить определенной зависимости между пористостью заполнителя и морозостойкостью бетона.

Влияние высушивания заполнителей перед приготовлением смеси на долговечность бетона показано на рис. 7.11. Можно отметить, что при применении насыщенного водой крупного заполнителя бетон может разрушиться независимо от содержания в нем вовлеченного воздуха. Если заполнители не насыщены к моменту приготовления бетонной смеси или если они частично обезвоживаются после укладки, а цементный камень имеет замкнутые поры, повторное насыщение происходит с трудом, за исключением длительного нахождения при пониженной температуре.

При повторном увлажнении бетона цементный камень насыщается легче, чем заполнитель, так как вода может проникнуть к заполнителю только через цементный камень, а также потому, что мелкопористый цементный камень обладает большим капиллярным притяжением. Таким образом, цементный камень легче разрушается, но он может быть защищен вовлеченным воздухом.

midas-beton.ru

Заливка бетона при отрицательных температурах — какова технология работ?

Заливка бетона при отрицательных температурах может оказаться губительной для строительств, если не делать этого строго в соответствии с технологией. О поэтапном процессе выполнения работ мы расскажем в данном материале.

Как залить бетон в мороз и что для этого необходимо? ↑

Заливка фундамента для брусового дома зимой представлена на видео

Прежде чем будет производиться заливка бетона при минусовой температуре, важно провести подготовительную работу. Она включает: подготовку опалубки, дополнительную прокладку электросети. Сначала поговорим о том, как делается бетонная смесь. Отличие в приготовлении заключается в том, при выходе из бетоносмесителя состав должна иметь строго определенную расчетную температуру. После перевозки температура понижается и важно, чтобы она была высокой при заливке. То есть контролируют ее в двух случаях — при выходе из бетоносмесителя и на месте укладки.

Так, если используется 400 марка, то при замешивании получается температура 60° С. А при выходе из бетономешалки — 35° С. В том случае, когда применяются противоморозные компоненты, то температура на выходе из бетономешалки определяется лабораторией. При этом обязательно учитываются необходимые сроки схватывания. Тщательный подбор противоморозных компонентов обоснован тем, что используются они в основном в комплексе с пластификаторами. Сегодня даже на рынке  представлены специальные составы, совмещающие в себе суперпластификаторы и добавки противоморозные. К примеру, это может быть «Криопласт П25», «Криопласт СП15». Готовят бетонный состав в отапливаемом помещении при температуре от +40° С.

На втором этапе готовят опалубку и делают прокладку электросети для прогрева бетонной смеси. Сначала опалубку очищают от загрязнений и снега. Плюс ко всему ее как следует прогревают. Заливка смеси в опалубку производится непрерывно для того, чтобы следующий слой перекрывал предыдущий, пока тот не успел высохнуть. Особо тщательно важно уплотнять состав в месте рабочих швов и углах. По завершению работ открытые участки важно укрывать пленкой, щитами, рубероидом или другим материалом. Результатом качественного уплотнения можно назвать: прекращение оседания бетонного состава, отсутствие воздушных пузырьков.

Укладка бетона при отрицательных температурах — несколько слов об электропрогреве ↑

Видео демонстрирует заливку ленточного фундамента в зимнее время

Как уже было сказано, когда осуществляется заливка бетона при отрицательных температурах, то важно прогревать смесь. Способов может быть несколько. Однако мы расскажем об электропрогреве. Он применяется как вместе с методикой «термоса», так и самостоятельно. В процессе используются только провода ПНСВ. Их монтируют в строительные конструкции или опалубку, в которую будут потом заливать бетон. В некоторых случаях их укладывают с внешней стороны в виде катанки или «плавающих» электродов.

Чтобы не было пересушивания, нужно подогревать бетон до температуры не более чем 35° С.

Если открытая поверхность только начала подсыхать, то ее можно слегка увлажнить водой. Естественно ток в это время отключают. Продолжительность данного прогрева напрямую зависит от температуры уложенной смеси и воздуха. После того, как бетон нагреется до 35 градусов, электропрогрев полностью выключают. Сверху его укрывают каким-либо материалом. Так в течение 7 суток бетон должен набрать необходимую прочность.

Качество бетона, залитого при низкой температуре ↑

Итак, когда укладывается бетон при минусовой температуре, важно  проводить контроль качества, который включает в себя следующие этапы:

  • Проверяется качество бетонного состава, привезенного с завода-производителя, температура во время укладки в соответствии с проектом и технической документацией.
  • Когда осуществляется заливка бетона в мороз, важно постоянно проверять температуру при которой он затвердевает. При этом допускается измерение при помощи термопары и термометра.
  • Контроль прочности бетона в возводимой конструкции путем испытания некоторых образцов, которые твердели в этих же условиях.
  • На месте монтажа и заливки бетона обязательно ведется журнал работ, где отражается: дата, наименование объекта, объем залитого за сутки бетона, способ укладки, состав смеси, номера паспортов сопроводительных, время отопления и прочие данные. Они позволят отслеживать процессы твердения и контролировать качество.

Если следовать всем вышеописанным рекомендациям, то работы по заливке бетона в зимнее время года пройдут максимально успешно. А сама конструкция в дальнейшем будет иметь высокое качество.

mastter.ru


Смотрите также