При какой температуре можно заливать бетон – строительство зимой и летом. Температура цемент


Влияние пониженных и повышенных температур на твердеющий цемент.

Понижение температуры замедляет процесс твердения цемента и, следовательно, снижает его механическую прочность. Схватывание и твердение практически прекращаются при превращении воды в лед. После оттаивания этот процесс возобновляется, но конечная прочность при этом уменьшается. Быстротвердеющие цементы менее чувствительны к понижению температуры, так как характеризуются повышенным тепловыделением и быстрее наращивают прочность.

Прочность бетона к моменту возможного замораживания должна составлять не менее 50-70% от проектной в зависимости от вида конструкции. Для достижения этой прочности в зимних условиях бетон должен выдерживаться по методу термоса, основанному на применении утепленной опалубки и защитного покрытия открытых поверхностей, обеспечивающих замедленное остывание бетона до того момента, когда он приобретет требуемую прочность. Наряду с этим применяют искусственный прогрев бетона электрическим током, паром или теплым воздухом.

При зимних работах используют и так называемые противоморозные добавки, затворяя бетон на растворах солей (смесь CaCl2 с NaCl, поташ), понижающих температуру замерзания жидкой фазы в твердеющем бетоне и ускоряющих его твердение. Применение противоморозных добавок позволяет не нагревать бетон при твердении. При использовании в качестве противоморозных добавок хлористых солей бетон можно применять только для неармированных конструкций.

Большое значение для целого ряда сооружений имеет морозостойкость уже затвердевшего цементного раствора или бетона, особенно в тех случаях, когда многократное замораживание и оттаивание сопровождаются увлажнением водой. Такое совместное действие воды и мороза наблюдается, в частности, в частях плотин, шлюзов и ряда других гидротехнических сооружений, расположенных в зоне переменного горизонта воды. Вредное действие описанных факторов объясняется тем, что вода, замерзая в порах и случайных трещинах бетона, увеличивается в объеме, что создает давление на стенки пор и вызывает в бетоне внутренние напряжения. Многократное замерзание и оттаивание могут разрушить бетон. Следует отметить, что наиболее морозостойкие бетоны получаются на основе цемента. Большое значение имеет структура бетона, его плотность и степень водонасыщения.

В зависимости от назначения сооружений и климатических условий бетон должен выдерживать от 15 до 150, а иногда и более циклов замораживания с промежуточным оттаиванием.

Для повышения морозостойкости; а следовательно, и долговечности цементного бетона применяют так называемые воздуховлекающие добавки, к которым относят: абиетат натрия - продукт нейтрализации (омыления) абиетиновой смолы (винсол), омыленный (нейтрализованный) древесный пек и некоторые другие. Эти добавки вводят в небольшом количестве, примерно 0,05-0,2%.

Воздухововлекающие добавки не только повышают морозостойкость, для чего они главным образом и предназначены, но и водонепроницаемость, улучшают подвижность и уменьшают водопотребность бетонов и растворов. При этом несколько снижается прочность и уменьшается объемный вес. Обычно при смешении цемента (без добавок) с водой и заполнителями в процессе приготовления бетонной смеси в ее состав вовлекается некоторое количество мелких пузырьков воздуха (не более 2%). Введение воздухововлекающих добавок увеличивает содержание воздуха в бетонной смеси на 3-5%, в ней образуется много мельчайших замкнутых воздушных пузырьков, равномерно распределенных по всей массе материала. Эти пузырьки воспринимают возникающее при замерзании бетона давление расширяющейся воды и тем самым ослабляют давление на стенки пор.

Повышение температуры ускоряет процесс твердения цемента и увеличивает его прочность. Необходимым условием при этом является наличие влажной среды. В противном случае повышение температуры может значительно понизить прочность твердеющего цемента.

С учетом этого заводы бетонных изделий пользуются следующими приемами, ускоряющими процесс твердения бетона: пропариванием в пропарочных камерах насыщенным паром нормального давления; запариванием бетонных изделий в автоклавах паром под давлением около 9 атм; электропрогревом твердеющего бетона. Наиболее распространен первый метод, причем обычно через 10-12 ч пропаривания достигается не менее 70% отпускной прочности изделий. Через 28 суток прочность пропаренных изделий все же на 10-20% ниже прочности изделий, твердевших весь этот срок при обычных температурах.

Затвердевшие растворы и бетоны не могут считаться вполне огнестойкими, а тем более огнеупорными, так как продукты, составляющие затвердевший цементный камень, разрушаются при повышенных температурах. Так, например, Са(ОН)2 обезвоживается при 547 С, а гидросиликат кальция начинает терять гидратную воду при температуре 180-200 С. Тем не менее бетон оказывается достаточно стойким при пожарах, так как в этом случае высокие температуры действуют только на его поверхность, внутри же него температура не доходит до критических пределов.

Согласно исследованиям К. Д. Некрасова, стойкость цементных растворов и бетонов по отношению к длительному действию высоких температур может быть повышена при  добавке к цементу некоторых тонкомолотых минеральных добавок. В сочетании с огнеупорными заполнителями них можно получать жаростойкие бетоны, пригодные для применения в условиях высоких температур. Обычный бетон на цементе используют в элементах конструкций тепловых агрегатов, где температура не выше 200 С. Бетон на цементе или шлакоцементе с заполнителями виде боя глиняного кирпича, отвального доменного шлака, вулканического туфа, базальта, диабаза и андезита без тонкомолотых добавок может применяться в условиях службы до 350 С При введении в эти бетоны тонкомолотых добавок цемянки, золы-уноса, пемзы, гранулированного доменного шлака температура, которую может выдержать материал, повышается до 700 С. При добавке же к цементу шамота в тонком лотом виде, а также в виде мелкого и крупного заполнителя, получают жаростойкий бетон, который может служить 1200°С. Наконец, если в цемент ввести фосфорный ангидрид (в виде фосфоритной муки или ортофосфорной кислоты), а в бетон тонкомолотые хромит и магнезит и в виде мелкого и крупного заполнителя - хромит, то температура службы того бетона повышается по 1700 С.

www.voscem.ru

Оптимальная температура бетонной смеси при укладке

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

Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.

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

Температура свежеприготовленного бетона

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

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

Схема твердения конуса бетонной смеси.

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

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

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

Зимний период

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

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

График усадки при высыхании бетона.

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

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

  • применение внутренней температуры бетона;
  • дополнительная подача тепла.

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

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

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

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

Обогрев бетона

Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.

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

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

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

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

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

Пластинки-электроды

Схема процессов при твердении бетонной массы.

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

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

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

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

Использование противоморозных добавок

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

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

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

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

o-cemente.info

При какой температуре можно заливать бетон?

На стыке сезонов особую актуальность приобретает вопрос, при какой температуре можно заливать бетон под фундамент, чтобы не подвергнуть опасности конструктивные элементы нового здания. Для получения ответа необходимо разобраться в протекающих процессах внутри цементного раствора.

1

Гидратация бетона – загустевание и отвердение цементного раствора

Гидратация – химический процесс затвердения смеси цемента с водой до состояния камня. Он начинается после смешивания раствора, однако схватывание бетона происходит лишь после заливки фундамента. Пока смесь перемешивают с помощью миксера или бетономешалки она подвергается вибрациям, благодаря которым отвердение откладывается, и качество бетона совсем не страдает. После того, как раствор вынимают из бетономешалки, материал начинает твердеть и проходит два этапа:

  1. 1. На первом этапе происходит схватывание раствора. Этот процесс, в зависимости от состава смеси и внешних условий, занимает от 1 до 20 часов.
  2. 2. На втором этапе раствор твердеет и набирает до 90 % от своей окончательной прочности. Этот процесс происходит в течение 28 дней. После этого бетон продолжает твердеть на протяжении всего срока эксплуатации.

Протекание гидратации напрямую зависит от внешних факторов, в частности – от окружающей температуры. При +5 градусах по Цельсию процесс схватывания начинается через 2 часа и длится до 10 часов. При +20 градусах через 3 часа после заливки бетона начинается его отвердевание, при этом схватывание еще не успевает завершиться. Затвердевание цемента обусловлено компонентами, входящими в его состав: алюминат трехкальциевый, силикат трехкальциевый, силикат двухкальциевый, алюмоферрит четырехкальциевый.

Отвечая на вопрос, при какой температуре можно заливать фундамент, можно сказать, что идеальными условиями для гидратации являются следующие:

  1. 1. Температура смеси – +30 градусов по Цельсию в нормальных погодных условиях, до +70 градусов в холодные месяцы за счет разогрева компонентов (воды, песка и щебенки) теплым воздухом или паром.
  2. 2. Температура окружающей среды (воздуха) – от +5 до +30 градусов по Цельсию.

Из-за того, что температура застывания (затвердевания) бетона имеет рамки, при заливке фундамента необходимо учитывать внешние условия.

2

Правила бетонирования фундамента в летние месяцы

Считается, что наибольшую сложность представляет заливка фундамента зимой, ведь из-за минусовой температуры до завершения процесса гидратации раствор может замерзнуть. Однако жара не менее опасна для свежего фундамента, чем зимние морозы. Из-за высокой внешней температуры во время химической реакции цемента смесь увеличится в объеме. После формирования цементного камня он неминуемо будет остывать и уменьшаться, но из-за сформировавшейся кристаллической структуры этого не произойдет.

Заливка фундамента

В результате застывание при высокой температуре приводит к возникновению сильного внутреннего напряжения в фундаменте еще до начала возведения конструктивных элементов нового дома, и собственник получит в эксплуатацию фундамент, способный в любой момент покрыться трещинами. Обычно первые их признаки проявляются уже спустя несколько часов после укладки раствора внутрь опалубки.

Высокие летние температуры вынуждают строителей использовать специальные портландные быстротвердеющие цементы, если работы по заливке фундамента планируется проводить при температуре выше +25 градусов и при влажности воздуха меньше 50 %.

Марка используемого цемента должна в полтора раза превышать проектные параметры бетона, кроме того, для повышения эксплуатационных качеств фундамента в смесь придется добавлять пластификаторы и всевозможные модифицирующие добавки, благодаря которым гидратация замедлится. Для бетонирования рекомендуем использовать наименее жаркие часы суток (раннее утро или вечер). Еще одной опасностью для основания дома летом является возможное обезвоживание раствора. Чтобы защитить бетон от испарения воды, необходимо:

  • засыпать поверхности стружкой, песком или опилками;
  • увлажнять фундамент из лейки;
  • поливать деревянную опалубку из ведер.

3

Зимние работы – строительство при низких температурах

При низких температурах гидратация не ускоряется, а замедляется, в результате чего фундамент не успевает набрать необходимую ему прочность. При нуле градусов процесс затвердевания раствора в наружном слое полностью останавливается, а внутри конструкции продолжается несколько часов, пока все компоненты не остынут. Вода в этом случае не успевает войти в реакцию с цементом, после чего она замерзает, увеличивается в объеме и буквально разрывает структуру бетона.

Зимние строительные работы

Специалистам прекрасно известно, при какой температуре можно заливать для фундамента бетон, не опасаясь потери его эксплуатационных качеств. Морозы являются существенным препятствием для бетонирования, потому в зимний период специалисты вынуждены использовать специальные технологии и средства:

  • прогрев элементов бетона перед заливкой и обогрев опалубки;
  • укладка нагретого кабеля внутрь плитного или ленточного фундамента;
  • подача на элементы арматурного каркаса электрического тока для обогрева;
  • установка обогревателей вокруг фундамента на первые трое суток;
  • создание теплицы за счет укрытия всего периметра фундамента пленкой;
  • введение в смесь специальных реагентов, которые снижают t кристаллизации воды или ускоряют время твердения фундамента.

Применение любой из описанных технологий существенно увеличивает стоимость строительства фундамента. Потому частным собственникам сложно рекомендовать приведенные средства. Существуют и другие способы заливки бетона при минусовой температуре. Одним из них является изменение количества воды и цемента в изготавливаемом растворе. Он требует максимально точной и грамотной дозировки используемых компонентов смеси. В домашних условиях просчитать необходимое количество воды и цемента для улучшения затвердевания фундамента зимой практически невозможно.

Прогрев бетона

Зимой рекомендуется использовать портландные цементы с повышенной скоростью затвердевания. Они содержат в маркировке литеру R. Технология их использования предполагает:

  • нагрев двух третей воды для раствора до t порядка 70 градусов по Цельсию;
  • добавление в воду песка и щебенки;
  • добавление в смесь оставшейся трети воды и цемента.

Замес раствора нужно производить в два раза дольше, чем обычно. Время вибрационного уплотнения тоже увеличивается в 1,5 раза. Перед тем, как заливать раствор, опалубку нужно проверить на наличие льда, удалить снег и прогреть подстилающий слой. Залитый раствор укрываем полимерной пленкой, которая позволит сохранить тепло смеси на некоторое время. Если приведенные правила бетонирования фундамента невозможно соблюсти в домашних условиях, рекомендуется дождаться повышения температуры воздуха выше +5 градусов. При благоприятном прогнозе на ближайшие три недели собственник дома сможет выполнить заливку по стандартной технологии.

4

Зависимость стоимости работ от погоды – как экономить на фундаменте?

Почти все современные строительные компании осуществляют работы по заливке бетона в летние месяцы, в конце весны и в начале осени. Все это объясняется очень просто – в это время дешевле всего осуществлять строительство в целом и возводить фундамент в частности.

Строительство дома зимой может привести к дополнительным и крайне существенным финансовым тратам:

  • при самых оптимистичных прогнозах бюджет строительства в холодные месяцы увеличивается на 25-30 %;
  • оттепели зимой не отменяют необходимости использовать дорогостоящие реагенты при строительстве фундамента;
  • зимой невозможно приготовить раствор на месте, потому собственнику придется дополнительно заказывать доставку бетона миксерами;
  • для обогрева фундамента требуется трансформаторная подстанция, так как домашняя электросеть не может выдержать столь высокие нагрузки.

Единственное достоинство создания фундамента в зимние месяцы кроется в возможности ранней весной приступить к возведению конструкций объекта и завершить строительные, необходимые отделочные и иные работы до конца осени. На практике же собственнику приходится вкладывать в зимнее строительство колоссальные средства, которые однозначно омрачат радость возведения частного дома.

obustroen.ru

Температура застывания бетона: как застывает бетонный раствор

При работе с бетоном крайне важно учитывать влияние температуры окружающей среды на скорость его застывания и прочность. Игнорирование этого момента может привести к снижению качества материала, что в некоторых случаях просто недопустимо. Поэтому далее мы рассмотрим, какая оптимальная температура для застывания бетона, и что делать, если температура окружающей среды значительно ниже этого показателя.

Выполнение стяжки в холодное время года

Общие сведения

Итак, наилучшей температурой для твердения бетона считается около + 20 градусов по Цельсию. Однако, не всегда получается выдержать подобные условия. Бывают случаи, когда необходимо выполнить бетонирование в холодное время года.

К примеру, потребность в зимних работах может возникнуть в следующих случаях:

  • Бетонирование при осыпающихся грунтах, что сложно выполнить в теплое время года.
  • Зимние скидки на цемент. Иногда цена материала может быть действительно очень низкой, но, в то же время, хранить его до наступления потепления не имеет смысла, так как качество цемента будет снижаться. В такой ситуации оптимальным вариантом будет проведение работ в условиях низкой температуры.
  • При частном строительстве. Зачастую, зимой легче получить отпуск, чем в летнее время.

Обратите внимание! Зимой дороже копать траншеи, к тому же, необходимо предусмотреть место для обогрева людей. Поэтому заниматься строительством не всегда выгодно.

Заливка фундамента в зимнее время

Особенности заливки бетона при низких температурах

В первую очередь следует разобраться, какую температуру, при работе с бетоном, следует считать низкой. Среди строителей принято считать погоду холодной, если среднесуточная температура опускается ниже + 4 градусов по Цельсию. В этом случае, для успешного проведения данной строительной операции своими руками необходимо предпринять специальные меры предосторожности, которые защитят раствор от негативного влияния холода.

Дело в том, что застывание бетона при низких температурах происходит особым образом. Скорость протекания этого процесса и качество итогового результата во многом зависит от температуры воды в составе.

Чем она выше, тем, соответственно, быстрей происходит застывание. Оптимальный ее показатель составляет 7-15 градусов.

Однако, низкая температура окружающей среды в любом случае оказывает критическое воздействие на скорость гидратации цемента. В итоге, набор прочности и застывание происходит значительно медленнее.

Утепление свежезалитого фундамента

Чтобы высчитать, сколько застывает бетон при минусовой температуре, нужно учесть, что ее падение на 10 градусов снижает скорость твердения в два раза. Подобные расчеты важны при планировании строительных работ и снятии опалубки.

Обратите внимание! Если температура опустится ниже -4 градусов по Цельсию, то раствор просто замерзнет, и, в таком случае, процесс застывания вообще прекратится, а бетон потеряет до 50 процентов своей прочности.

Однако, имеются и положительные стороны заливки при низкой температуре – при правильной организации процесса, есть шанс получить более качественный результат, так как меньшая исходная температура в итоге дает большую прочность. Единственное, необходимо помнить при какой температуре застывает бетонный раствор, т.е. следить, чтобы она не опускалась ниже -4 градусов.

Добавка для увеличения скорости застывания

Искусственное увеличение скорости застывания

Так как застывает бетон при минусовой температуре очень медленно, а сроки строительства зачастую ограничены, строители придумали несколько способов, как ускорить этот процесс.

Наиболее распространенные из них следующие:

  • Добавление специальных присадок в раствор;
  • Подогрев бетона электрическим кабелем;
  • Использование большего количества цемента в составе.

Теперь подробней рассмотрим особенности каждого из этих методов.

Использование модификаторов

Чаще всего, при проведении строительных работ в зимнее время используют модификаторы следующих типов:

Наиболее эффективным и распространенным является хлорид калия. Однако, его доля в общей массе должна составлять не более 2 %.

Надо сказать, что ускорители затвердения не влияют на качество бетона, однако, в то же время они не защищают его от замерзания. Кроме того, их применение не отменяет требования к температуре раствора и выполнение мер по его защите от замерзания.

Обратите внимание! При выполнении стяжки или фундамента, нужно сразу продумать наличие отверстий и каналов для коммуникаций, так как последующая обработка будет весьма трудоемкой. К тому же она потребует специального инструмента, к примеру, резка железобетона алмазными кругами подразумевает наличие мощной болгарки.

Использование провода для обогрева бетона

Подогрев бетона

Для подогрева бетона зачастую используют специальный кабель. Это метод, можно назвать наиболее естественным. Единственное, для достижения положительного результата, должна строго соблюдаться определенная инструкция по обогреву (узнайте также как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).

В отличие от предыдущего метода, обогрев позволяет защитить бетон от замерзания. Соответственно, нет необходимости высчитывать при какой температуре застывает бетон и сколько длится этот процесс, так как можно обеспечить вполне нормальные условия.

На фото – кабель для прогрева бетона

Увеличение дозировки цемента

Данный метод можно использовать при незначительном снижении температуры. Увеличение дозировки должно быть небольшим, в противном случае качество бетона и его долговечность может существенно снизиться.

Совет! Если после застывание раствора понадобилось его просверлить, то наиболее эффективным методом является алмазное бурение отверстий в бетоне.

Вывод

Бетонирование при минимальных температурах имеет ряд особенностей и требует особого подхода к выполнению работ. Самое главное – не допустить цикл замораживания и размораживания раствора. Но, в то же время, если выполнить операцию правильно, то в итоге вы получите более прочный материал, чем при заливке в нормальных условиях (см.также статью “Перегородки из газобетона – основные нюансы возведения”).

Из видео в этой статье вы можно получить некоторую дополнительную информацию по данной теме.

загрузка...

masterabetona.ru

При какой температуре можно заливать фундамент осенью?

В отличие зимнего бетонирования с подогревом осенью можно заливать фундамент, даже при ночных заморозках. Земля еще не промерзла, внутри бетона температура гарантированно плюсовая днем, на ночь достаточно укрывных материалов.

При каких температурах заканчивается формирование цементного камня?

Чтобы полностью разобраться, при какой температуре осенью без снижения характеристик несущей конструкции можно фундамент заливать, необходимо учесть процессы, протекающие внутри бетона во время гидратации. Вода присутствует внутри образующегося конструкционного материала в химически, механически связанном состоянии.

При понижении наружной температуры жидкость в капиллярах, кристаллической решетке замерзает не сразу:

  • при -1 градусе формируется до 20% льда
  • при -4 градусах его количество повышается до 60%

Бетон обладает некоторым теплосопротивлением, поэтому внутри ж/б массива жидкая фаза воды способна сохраняться даже при -30 градусах. Худшим вариантом для осеннего бетонирования является замерзание конструкции в течение 30 минут после укладки смеси. В таком фундаменте будет 90 – 97% льда, ни о каких проектных характеристиках речи быть не может.

Если же бетон набрал какое то количество прочности, ситуация меняется:

  • ¾ марочной прочности – 14 – 22% льда при температуре -3 – -5 градусов, соответственно
  • половина проектной прочности – 20 – 27% льда при аналогичных температурах
  • 1/3 прочности – 30 – 48% льда

Внимание: Если количество льда в бетоне не превышает 20%, материал продолжает набирать прочность при отрицательных температурах в пределах -5 градусов.

Как только температура опускается ниже этого значения, жидкая фаза воды вместо поддержания процесса гидратации становится причиной раскрытия микротрещин. Основными факторами льдистости бетона являются водоцементное отношение, степень гидратации, время твердения. Влияние на эти характеристики позволяет получить железобетонную конструкцию с заданными характеристиками при осенней заливке фундамента.

Цементный камень имеет мелкопористую структуру, поэтому содержащаяся в капиллярах жидкость стремится наружу, в зону более низких температур. Таким образом, периметр фундамента становится более насыщен водой, чем ядро массивной конструкции. При замерзании объем воды увеличивается на 9%, в поверхностных слоях образуются крупные каверны.

После оттаивания каверны повышают влагопроницаемость конструкционного материала. Поэтому наиболее опасным температурным барьером для бетонирования фундаментов в межсезонье является -3 – — 5 градусов.

Внимание: Если смесь уложена в опалубку, выдержана в ней при температуре в пределах – 2 градуса, она гарантированно наберет 60% прочности без дополнительных усилий со стороны застройщика. Не потребуется утепление, использование антиморозных добавок.

Однако уже при -5 градусах фундамент не сможет набрать больше 18%, что недостаточно для продолжения процессов формирования цементного камня весной после оттаивания. В отсутствие обогрева, химических реагентов при -10 градусах бетон вообще не способен набрать прочность.

Технология осеннего бетонирования

Укладка смеси внутрь опалубки при положительной температуре осенью ничем не отличается от стандартной технологии. Тепло выделяется в процессе химических реакций, поэтому достаточно сохранить его внутри конструкции вместе с необходимой для формирования цементного камня водой.

В 30 градусную жару конструкция набирает необходимые 70% прочности на 3 – 4 сутки. Осенью процесс затягивается на несколько недель, однако если обеспечить нормальное отвердевание без замораживания фундамента в первые трое суток, бетон продолжит набор прочности весной при потеплении.

Трудозатраты, смета строительства во многом зависят от того, какой тип фундамента заложен в проект, геологических условий, региона эксплуатации.

Внимание: Осенью можно заливать любой фундамент. Однако меньше усилий, средств понадобится при защите от замерзания свай, больше – для плавающей плиты, МЗЛФ.

Водоцементное соотношение В/Ц

Для химической реакции формирования цементного камня (гидратация) достаточно 1/3 части воды от массы цемента. Однако такой раствор имеет нулевую подвижность, пластичность, укладываемость, воздух не может выйти из смеси даже при уплотнении вибратором. Поэтому в бетонах используется заведомо избыточное количество воды, необходимое для приготовления пластичной смеси.

При положительной температуре осенью бетон можно замесить на объекте, значительно снизив бюджет строительства. Индивидуальному застройщику следует учесть:

  • чем выше водоцементное соотношение (максимальное 0,8), тем быстрее конструкция наберет прочность
  • снижать В/Ц можно только увеличением марки цемента, что обходится дороже
  • фундамент заливать осенью можно лишь при точном соблюдении технологии (от замеса до распалубки)
  • уплотнение глубинным вибратором является обязательным условием, поскольку раствор обладает минимальной пластичностью даже при добавлении Суперпластификатора

Простейшим способом вычислить необходимую пропорцию воды для максимально возможного В/Ц, является технология пробного замешивания:

  • 3 лопаты цемента смешиваются с лопатой песка (по объему)
  • поле добавления небольшого количества воды (обязательно из ведра, а не из шланга, чтобы контролировать количество) компоненты перемешиваются
  • затем добавляется 5 лопат щебня

Далее бетон перемешивается с добавлением воды для получения густого раствора. Из смеси формируется комок (шар), укладывается на жесткую поверхность. Минимальный объем воды, достаточный для нормального смешивания компонентов необходимо запомнить для того, чтобы приготовить необходимый объем в бетономешалке.

Смесь не должна пачкать руки цементом, шарик не должен расползаться при высыхании 5 – 15 минут. Расслоение бетона в комке указывает на недостаток воды, оплывание формы – на переизбыток.

Внимание: При максимальном водоцементом соотношении, использовании портландного цемента М400 – М500 можно сократить время набора прочности до 75%. После чего, ж/б конструкция не боится замерзания. Весной фундамент оттаивает, продолжает набирать марочную прочность.

Какие добавки использовать?

Применение противоморозных добавок (ПМД) экономически выгодно лишь при отрицательной температуре осенью в диапазоне -2 – -5 градусов. В более сильные холода отдельно от обогрева опалубки, бетона эта технология не спасет, при плюсовых температурах вполне можно обойтись без химических реагентов. Наиболее востребованы ПМД следующих видов:

  • натрия формиат – ускоряет процесс твердения цементного камня, рекомендуемый расход 2 – 6% от общей массы раствора, часто применяется в комплексе с нафталина лигносульфанолом
  • натрия нитрит – применяется в сильные морозы, ядовит, расход 0,1 – 0,4 л/кг цемента, снижает температуру кристаллизации воды
  • поташ – концентрация в пределах 30% по массе, является замедлителем схватывания, без сульфитно-дрожжевой бражки, натрия тетрабората снижает прочность смеси

Внимание: Производители выпускают специальные ПМД различных брендов с комплексными модифицирующими добавками. Следуя инструкции на упаковке, можно фундамент заливать осенью в указанном диапазоне дневных, ночных температур.

Добавки ПМД размешиваются в воде при изготовлении смеси. По окончании замеса запрещается повышать пластичность бетона добавлением воды.

Подогрев компонентов смеси

При температуре ниже +5 градусов можно фундамент заливать подогретой смесью. Причем, разогревают перед замешиванием исключительно воду, наполнители. Цемент при повышении температуры теряет прочность. При этом нужно учесть:

  • песок, щебень можно нагреть паром, водой, прокаливанием на металлических листах до 35 градусов при периодическом перемешивании
  • воду можно нагревать осенью до 40 градусов

В последнем случае вода предварительно смешивается с наполнителями, затем в смесь добавляется вяжущее. Если залить цемент горячей водой сразу, он «запарится», потеряет свойства.

Внимание: При использовании горячей воды время перемешивания следует увеличить в полтора раза. Уплотнение вибратором производится чуть дольше, чтобы гарантированно удалить воздух.

Укрывной материал

В отличие от утеплителей, укрывные материалы предотвращают испарение влаги из ж/б конструкции по умолчанию. При незначительном снижении температуры ночью осенью можно фундамент укрыть брезентом, полиэтиленовой пленкой. Если прогноз обещает похолодание, утеплитель закладывается под пленку.

Основной задачей в межсезонье является снижение бюджета строительства при сохранении тепла, выделяющегося в бетоне. Поэтому чаще применяются имеющиеся материалы либо обладающие бюджетной ценой. Например, можно насыпать на фундамент опилки, укрыть его пленкой либо сохранить тепло минватой, пенополистиролом под брезентовым пологом.

Зимняя консервация фундамента

Бесплатным утеплителем традиционно является снежный покров. Однако на необжитых участках обычно отсутствует растительность, снег выдувается с открытых участков. В этом случае можно оградить фундамент щитами, имеющимся стройматериалом, обеспечив снегозадержание практически без затрат бюджета.

Основными проблемами вновь изготовленных подземных ж/б конструкций традиционно являются:

  • вспучивание промерзающего грунта – ненагруженный фундамент может перекоситься, подняться на поверхность
  • вода внутри ленточного фундамента – цокольная часть без перекрытия является бассейном, набравшаяся вода замерзает, оказывая давление на ленту изнутри, бетон впитывает влагу
  • намокание бетона – в отсутствие гидроизоляции вода внутри бетона расширится, образовав многочисленные микротрещины

Поэтому оптимальным вариантом консервации в зиму является укрывание ж/б конструкций пленками. В домах сезонного, периодического проживания подо всем периметром фундамента должен быть уложен пенополистирол. Утеплитель способен задержать геотермальное тепло недр, предотвратить морозное вспучивание, не дав глинистой почве замерзнуть.

Внимание: В коттеджах круглогодичного проживания внутренняя часть ленточного фундамента не имеет. Поэтому необходимо засыпка опилок, укладка теплоизоляционных материалов, которые так же необходимо укрыть пленкой, брезентом.

Таким образом, бетонировать фундамент осенью можно с достаточно небольшими затратами. В зависимости от дневной температуры можно использовать специальные добавки. На ночь конструкцию необходимо укрывать пленками, опилками, утеплителем. Если прогноз обещает резкое похолодание, придется обогревать фундамент в первые трое суток. После чего, необходимо обеспечить консервацию до будущего сезона, согласно приведенным рекомендациям.

fundamentdomov.ru

Температура бетона

dom.dacha-dom.ru

Бетонирование при низкой тепрературе При низкой температуре наблюдается замедление схватывания и нарастания прочности бетона. При среднесуточной температуре + 5 °C требуется в два раза больше времени, чтобы бетон достиг такой же прочности, как при температуре +20 °C. При температуре, близкой к температуре замерзания, набор прочности бетона практически прекращается. Если свежий бетон замерзает, то его структура может  разрушиться.  Неиспользованная при гидратации цемента избыточная вода образует в твердеющем  бетоне систему капиллярных пор. При воздействии мороза вода, находящаяся в порах, полностью или частично замерзает, а образуемый в результате замерзания лед оказывает давление на стенки пор, которые могут привести к разрушению их структуры. Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это происходит из-за разрыва кристаллами льда связей между поверхностью зернистого заполнителя и цементным клеем (цементным камнем). Устойчивости свежеуложенного бетона к замерзанию можно добиться специальным составом бетонной смеси и требуемыми сроками твердения бетона при положительной температуре.

Таблица. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (директива RILEM)

Класс прочности цемента

5 °C

12 °C

20 °C

 

Температура бетона (среднесуточная температура)

 

Необходимое время твердения (дни) для достижения устойчивости к замерзанию бетона с водоцементным отношением 0,60

 М400 Д20 32,5Н (32,5N)

5

3 ½

2

32,5R (быстротвердеющий)

2

1 ½

1

42,5N

2

1 ½

1

45,5R (быстротвердеющий)

¾

½

½

 

Таблица. Время твердения бетона, необходимое для достижения достаточной стойкости к замерзанию (Адаптировано с упрощением из таблицы №6 СНиП 3.03.01-87)

Класс (марка) бетона

Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания, %

Количество суток выдержки бетона при температуре бетона

 

 

+5°C

+10°C

В7,5-В10 (М100)

50

14

10

В12,5-В25 (M150 – М350)

40

9

6

В30 (М400) и выше

30

6

4

Бетон в водонасыщенным состоянии с попеременными циклами замораживания

70

25

20

Бетон с противоморозными добавками, рассчитанными на определенную температуру

20

4

3

 

К эффективным мерам для производства работ по бетонированию принизких температурах относятся:

  • использование цемента с быстрым набором прочности (литера “R”  в классе прочности),
  • повышение содержания цемента в бетонной смеси,
  • снижение водоцементного отношения,
  • предварительный подогрев заполнителей (до + 35°C) и воды (до + 70°C) для бетонной смеси [таблица 6 СНиП 3.03.01-87] ,
  • использование противоморозных и воздухововлекающих добавок.

При применении подогрева бетона нельзя нагревать его до температур выше +30°C. При применении горячей воды с температурой до + 70°C ее предварительно следует смешать с зернистым заполнителем (до введения цемента в бетонную смесь), чтобы не «запарить» цемент. Для этого соблюдают следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель:

  • одновременно с заполнителем подают основную часть нагретой воды,
  •  после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды,
  • продолжительность перемешивания увеличивают в 1,25 -1,5 раза по сравнению с летними нормами для получения более однородной смеси (минимум 1,5 - 2 минуты), 
  • продолжительность вибрирования бетонной смеси увеличивают в 1,25 раза.

При предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (песчаную подушку) или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания [пункт 2.56  СНиП 3.03.01-87].  После укладки бетона и вибрирования, его необходимо укрыть полимерной пленкой и теплоизолирующими материалами (в том числе возможно использование снега), чтобы сохранить выделяющееся тепло при гидратации цемента (на протяжении 3-7 суток в нормальных условиях).  При морозах следует построить над фундаментом парник и подогревать его. Для самодеятельных дачных строителей без опыта можно рекомендовать придерживаться следующего правила: производить бетонные работы при ожидаемых среднесуточных температурах в пределах 28 суток от момента заливки фундамента ниже +5°C не рекомендуется. Также следует помнить, что не допускается оставлять малозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период. Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фунда­ментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания [пункт 6.6 ВСН 29-85]. Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

 

Бетонирование при высокой температуре

Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет твердение бетона. С другой стороны, избыточный нагрев бетонной смеси  приводит к расширению, которое фиксируется при схватывании бетона и твердении цементного камня. В дальнейшем, при охлаждении бетон сжимается, однако возникшая структура препятствует этому, и в бетоне возникают остаточные напряжения и деформации. Обычно бетон сильнее нагревается с поверхности, поэтому и избыточное напряжение в первую очередь возникает у его поверхности, где могут образовываться трещины. Критический период времени, когда в бетоне образуются усадочные трещины, часто начинается через час после приготовления бетонной смеси и может продолжаться от 4 до 16 часов. (Усадка пористых ячеистых бетонов протекает по другим механизмам). При прогнозируемой среднесуточной температуре воздуха выше + 25°C и относительной влажности воздуха менее 50%  для бетонирования рекомендуется использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза.  Для бетонов класса В22,5 и выше допускается применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок [пункт 2.63 СНиП 3.03.01-87].  Либо использовать добавки, замедляющие сроки твердения бетона. Также разумным может быть укладка бетона в утреннее, вечернее или ночное время при падении температуры воздуха и исключения воздействия на бетонную смесь солнечных лучей. При бетонировании температура поверхности бетона не должна превышать + 30 +35°C. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания укладки.  В особых случаях для охлаждения бетона можно использовать чешуйчатый лед. Свежеуложенную бетонную смесь надо защищать от обезвоживания из-за воздействия температуры воздуха, солнечных лучей и ветра. После набора бетоном прочности 0,5 МПа, уход за бетоном должен заключаться в обеспечении постоянного влажного состояния поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его постоянного увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем воды или  непрерывного распыления влаги над поверхностью конструкций с помощью распылителя для газонов или перфорированного шланга. При этом только периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается. Во избежание возможного возникновения термонапряженного состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать отражающей (фольгированной) полимерной пленкой или бумагой в комбинации с теплоизолирующими материалами. При использовании деревянной опалубки, ее также нужно постоянно поливать водой. Особенно актуальны меры по охлаждению твердеющего бетона при минимальном размере сечения фундаментной ленты 80 см и более. В этом случае при гидратации выделяется слишком много тепла и перегрев бетона и последующее образование трещин возможно даже при обычных температурных условиях.


Смотрите также