можно заливать бетон
Можно ли заливать бетон в воду и какими способами это делается?
В частном домостроении никто не будет заливать бетон в опалубку, если в котловане или траншее стоит вода. Уровень грунтовых вод – один из главных показателей проведения бетонных работ. Но вот в промышленном строительстве подводное бетонирование – это нормальная строительная операция. Ведь надо же как-то строить пирсы, волнорезы и другие гидротехнические сооружения.
В настоящее время строители пользуются двумя технологиями заливки бетона под водой:
- При помощи свай.
- Кессонный вариант.
Оба способа будут подробно рассмотрены далее.
Свайный способ
Для этого обычно используют специальные сваи, которые забиваются в дно водоема. При этом сами сваи представляют собой железобетонные столбы, которые соединяются между собой замком паз-шип. Такие замки используются для соединения шпунтованных половых досок, ламината и других строительных материалов. Поэтому сваи носят название шпунтованные.
Герметичность замок не создает, поэтому через него вода свободно проникает внутрь опалубки. Но это не мешает производить бетонирование под водой. Потому что в данном строительном процессе используется особый вид бетона, к тому же он, если так можно выразиться, полуготовый.
Как правильно приготовить бетонный раствор
Для этих целей готовят два вида раствора: насыщенный и ненасыщенный. Друг от друга они отличаются рецептурой. Ненасыщенный бетон изготавливается из 6 объемов щебня и 1 объема цемента. Насыщенный состоит из 7 объемов щебня и 2 объемов портландцемента.
Самое важное, что оба вида должны выдерживаться на воздухе, чтобы немного превратиться в твердую массу. Только таким образом можно избежать размывания смеси, что приводит к большим расходам материала.
Первый раствор должен на воздухе выдерживаться 5 часов, второй 3 часа. Обратите внимание, что бетон не должен лежать на солнце, поэтому его укладывают под навес и закрывают брезентом. Кстати, ветер также снижает его качественные характеристики.
Правила заливки
Почему готовят два вида? У них разная прочность. Насыщенный бетон более плотный и прочный, поэтому его закладывают около опалубки. А вот из ненасыщенного вида производится заливка ядра конструкции.
Есть во всем этом деле один очень тонкий момент. Понятно, что за один раз залить всю бетонную конструкцию не получится. Заливка бетона в воду – процесс поэтапный. Поэтому придется строго контролировать две строительные процедуры: замес бетонного раствора и его заливку в опалубку.
Необходимо следить, чтобы раствор, который заливается первым, был еще в полужидком состоянии, то есть еще до конца не затвердел. Потому что заливаемый сверху него замес должен хорошо с ним скрепиться.
Если нижний слой уже превратился в камень, то верхний ляжет на него, как на твердое основание. Монолитность конструкции будет нарушена. Любое колебание создаст напряжение по стыковочному слою. Минимально – это трещина, которая будет все время расти. Максимально – моментальный излом конструкции.
Подготовительные работы
Нельзя просто так провести бетонирование в воде, не проведя подготовительных работ. Что относится к этому этапу?
Во-первых, необходимо исследовать дно водоема, где будет производиться бетонирование. Оно должно быть прочным и без каменных вкраплений. Если на дне лежат камни, то огороженный сваями участок необходимо заполнить щебнем так, чтобы камни скрылись в его слое.
Во-вторых, может произойти утечка бетонного раствора даже через щебенчатый слой. Поэтому дно покрывается плотной тканью. Это может быть парусина или брезент. Обратите внимание, что ткань укладывается таким образом, чтобы можно было ею закрыть и часть опалубки. То есть должно образоваться своего рода корыто.
Эта технология используется в местах, где нет большого течения и сильных волн.
Кессонный способ
Этот вариант бетонирования под водой используется в тех случаях, если в водоеме есть сильное подводное течение и всегда присутствуют волны. Поэтому основной упор делается на сооружение опалубки. Ее обычно изготавливают из металла.
Здесь два варианта, которые друг от друга отличаются видом опалубки. Если бетонируется небольшой участок, то можно установить уже готовую конструкцию, опустив ее на дно с помощью подъемного крана. Если необходимо провести бетонные работы большой территории, тогда проводится сборка кессона.
Монтаж опалубки
Для этого выкапывается на дне траншея или котлован, которые засыпаются кулями (мешками) с бетонным раствором. Это будет дно новой конструкции. Раствор в кулях застынет и превратится в монолит.
После чего по всему периметру устанавливаются металлические сваи, которые изнутри обшиваются или деревянными досками толщиной 50 мм, или металлическими листами толщиной 8-10 мм. Обратите внимание, что сваи устанавливаются с небольшим уклоном во внешнюю сторону. Это делается с одной-единственной целью – создать откосы котлована или траншеи.
При этом сваи между собой стягиваются специальными металлическими прутами, которые будут создавать жесткость всей конструкции. А для того чтобы уклон свай не нарушился, их крепят ко дну водоема при помощи тросов и якорей. В общем, своими руками такую конструкцию не собрать. Здесь необходима специальная техника с персоналом и много времени.
Как заливается бетонный раствор
Так как этот вариант используется для глубоководного сооружения, подводное бетонирование производится по специальным трубам. С двух их концов установлены клапаны. Верхний открывается, когда раствор подается внутрь приспособления. Затем он закрывается, а открывается нижний клапан, через который бетон подается по месту назначения.
При этом внутри трубы создается определенное давление, под действием которого смесь выдавливается наружу, заливая необходимый участок. Таким способом можно выполнять работы на глубине 30 м.
Как видите, проводить бетонирование в воде можно. Но это касается промышленного строительства. Вначале уже упоминалось, что редко кто из частных застройщиков своими руками рискнет проводить бетонные работы в воде. Хотя такие технологии есть.
Работы с бетоном в воде для частного домостроения
Есть несколько вариантов, которые можно использовать в частном домостроении.
Устройство с помощью мешков
Самый простой вариант – это использовать мешки с бетонным раствором по типу кессонного варианта. Делаете насыщенный раствор, заполняете им мешки и опускаете их в подготовленную траншею или котлован. Заполняете выше уровня грунтовых вод.
Но тут возникает вопрос, застынет ли бетон в воде? Даже и не сомневайтесь, застынет обязательно. Тот, кто уже сталкивался с бетонными работами, знает, что любую бетонную конструкцию надо поливать водой, чтобы придать ей необходимую прочность. Недостаток влаги снижает качественные характеристики.
В таком состоянии мешки с раствором должны пролежать не меньше месяца. После чего устанавливается опалубка и заливается, к примеру, фундамент по классической технологии.
Капиллярная технология
Это более сложный вариант, он носит название – восходящий раствор. Вся суть данной технологии заключается в том, что жидкий бетонный раствор, изготовленный на основе цемента и песка (нередко используется и водный раствор цемента с пластификаторами и без таковых), подается в заранее подготовленную подушку. Делается это так.
Во-первых, выкапывается траншея или котлован, куда равномерно по площади устанавливаются металлические трубы диаметром 40-100 мм. Во-вторых, производится засыпка щебня сверх уровня грунтовых вод. Обратите внимание, что в данном случае используются разные фракции материала. Их можно просто смешать.
Теперь через трубы заливается цементный раствор, который будет заполнять собой пространство между элементами щебеночного слоя. При постепенном заполнении трубы поднимаются так, чтобы раствор равномерно заполнил все пространство будущего фундамента.
Сложность всей строительной операции заключается в том, что для ее проведения придется использовать подъемный кран. Но и это не самое сложное. Здесь важно контролировать подачу раствора. А так как трубы будут подниматься все выше и выше, то придется сооружать постамент или любую другую конструкцию, которая бы возвышалась над строительной площадкой. Хорошо, если данная конструкция будет мобильной. Это упростит ее перемещение.
До скольки градусов можно заливать бетон без добавок
После заливки жидкого раствора бетон набирает свою прочность на протяжении 28 дней. В зависимости от того, какая в этот период держится погода, конструкция, после полного затвердевания, будет обладать более высокими или низкими прочностными характеристиками. Чтобы возведение фундамента прошло успешно, необходимо знать до какой температуры можно заливать бетон без добавок. Дело в том, что использование пластификаторов повлечет за собой довольно внушительные расходы, поэтому мы рассмотрим, при каких условиях бетон набирает максимальную прочность, а также альтернативные способы заливки раствора при пониженных температурах.
Идеальные условия для заливки бетона
Эталонные условия для набора бетоном марочной (максимальной) прочности за 4 недели – это +20 о С. Этот параметр обозначается как R28. Если же цементно-песчаная масса твердела при других условиях, то перед показателем будут цифры, указывающие на уровень прочности бетонной массы. Например, 0,3 R28 означает, что за 28 дней смесь набрала 30% марочной прочности.
В таблице указаны сроки созревания бетона при разных температурных показателях (прочность раствора М 200 – М 300, произведенного на основе ПЦ М 400).
Если на улице будет сильный мороз, то компоненты, входящий в состав раствора не смогут полимеризироваться на должном уровне. Кроме этого, вода, которая попала в микротрещины монолита, начнет увеличиваться и уменьшаться в объеме, что приведет к трещинообразованию.
Слишком высокая температура (более 30 о С) тоже негативно сказывается на процессе набора прочности. В этом случае влага слишком стремительно испаряется из бетонной массы, что также негативно скажется на прочностных характеристиках конструкции.
Совет! Если на улице стоит жаркая погода, накройте залитый раствор полиэтиленовой пленкой и периодически смачивайте монолит водой из распылителя.
Если вы хотите избежать добавления пластифицирующих добавок в смесь или применения дорогостоящей техники, то лучше всего выполнять заливку бетона летом, при температуре выше 5-10 о С. В этом случае монолит наберет нужную прочность довольно быстро.
Если же у вас нет возможности выполнять строительные работы при оптимальных температурных условиях, то стоит продумать технологию утепления раствора без использования добавок.
Как повысить морозоустойчивость бетона без пластификаторов
Учитывая, при каких температурах можно заливать бетон без пластифицирующих добавок, в морозную погоду крайне сложно получить монолит нужной прочности. Однако, есть несколько альтернативных способов, которые помогут утеплить раствор:
- «Термос». Этот не затратный метод позволяет защитить фундаментальное основание от потери тепла. Для этого необходимо как можно быстрее заполнить опалубку разогретым бетонным раствором и оперативно укрыть его тепло- и пароизоляционным материалом. Благодаря такой изоляции монолит не будет терять тепло, а вырабатываемых им 80 ккал тепловой энергии будет достаточно для полноценного набора прочности.
- Тепляки. Некоторые строители строят над бетонной конструкцией своеобразный парник. Для этого вокруг опалубки необходимо установить трубчатые каркасы и закрепить на них полиэтилен. Внутрь получившегося шатра устанавливаются тепловые пушки. Однако такой способ отличается своей дороговизной. Еще одна разновидность тепляка – это конструкция из каркаса и брезента, которая надежнее защищает фундамент от низких температур. В этом случае также используются тепловые пушки.
Помимо этого, можно прогреть бетон с помощью электропрогрева. В этом случае можно воспользоваться одним из двух способов:
- Пропустить через бетон электроды под напряжением. Этот способ отличается относительной простотой реализации, так как арматура прекрасно проводит электричество и может выполнять роль электродов. Однако, стоит учитывать, что для подобного прогрева придется использовать специализированное оборудование. Если вы увеличиваете скорость твердения монолита с помощью арматуры, то ток нужно подавать под напряжением 127 вольт, если армирующий каркас отсутствует, то ток увеличивается до 380 вольт.
- Пропустить ток, через заложенный в середине бетонной массы провод. В этом случае нагревательный кабель закладывается вдоль армирующего каркаса до заливки бетона. После производится укладка раствора, а провод подключается к подстанции. Эффективность данного способа намного выше, но расходы на оборудование сильно ударят по карману. Кроме этого при использовании нагревательного кабеля необходимо постоянно следить за уровнем температуры, чтобы цементно-песчаная масса не пересохла.
Кроме этого можно воспользоваться более простыми методами утепления. Например, можно утеплить только видимую часть опалубки. Для этого подойдет все, что угодно, начиная с опилок, заканчивая пенопластом.
В заключении
Если вы не хотите тратить лишние деньги на утепление опалубки дорогостоящими пароизоляционными материалами или брать в аренду тепловые пушки, то проще всего спланировать работы таким образом, чтобы монтаж фундаментального основания пришелся на теплую погоду.
Температура при заливке бетона для обустройства фундамента
Создание прочного надежного строения — это итог тщательно и грамотно проделанной работы, основой для производства которой непременно будет качественный и долговечный фундамент. Закладка данного элемента будущего здания имеет большое значение. В процессе строительства следует опираться на большое число особенностей. Данный процесс требует от строителей брать во внимание огромное число условий.
Прочность смеси для фундамента определяется не только качеством самого бетона, но и технологией его сооружения, а также погодными условиями, в которых ведется укладка. Именно то, при какой температуре заливают бетон, может повлиять на прочность и долговечность будущего строения. Поэтому очень важно знать, при какой минимальной температуре можно заливать бетон.
Работа с теплой смесью
Качество раствора в различных температурных условиях
Современные строительные смеси содержат в своем составе некоторые добавки, которые делают возможным производство строительных работ как зимой, так и летом. Но бетон все же обладает химическими свойствами, которые обуславливают некоторые ограничения для работ с данным материалом.
Процесс создания монолита делят на два основных этапа:
- Схватывание бетона. Время для завершения данного этапа составляет не более суток;
- Твердение бетона.
Время завершения данного этапа определяется следующими параметрами:
- Марка раствора;
- Наличие химических добавок в составе;
- Температурный режим;
- Уровень влажности.
Давайте выясним, при какой температуре можно заливать бетонную стяжку. Оптимальным считается температурный режим от 3 до 25 градусов. Именно такие условия позволяют фундаменту пройти оба этапа твердения в минимальные сроки с наилучшими качественными показателями.
Обратите внимание! Скорость процесса напрямую зависит от температуры. На улице теплее, тем быстрее происходит набор прочности массы.
Температура окружающей среды и иные погодные условия могут оказать серьезное воздействие на скорость твердения фундамента и также на его прочность. Такая зависимость напрямую связана с тем, что вода в растворе может изменить свое состояние из жидкого на твердое.
Зимнее строительство
Что бы понять, при какой температуре нельзя заливать бетон, важно помнить, что при температуре -3 0 С вода в растворе начинает кристаллизоваться. При этом процессе необратимо может нарушиться структура изделия, и на поверхности образуются микротрещины, которые со временем будут только разрастаться.
Но несмотря на это следует отметить, что к остановке процесса гидратации может привести температура ниже нуля. А это значит, что процесс твердения замедляется и просто останавливается.
Обустройство ленточной основы
Обратите внимание! Если после замерзания бетона температура повысится и раствор оттает, разрушенные связи все равно не восстановится, а значит качество изделия будет ниже.
Но строительство — это процесс, который ограничивается сроками и приходится работать даже в мороз. Поэтому для застройщиков актуальным является вопрос о том, при какой низкой температуре можно заливать бетон.
Для того чтобы залить фундамент своими руками при минусовой температуре, можно воспользоваться следующими методами:
- Подогреть раствор;
- Обеспечить прогрев заливаемой конструкции;
- Работать с продуктом высоких марок;
- Ввести в строительную смесь специализированные противоморозные пластификаторы и иные добавки.
Обратите внимание! Используя данные методы, вы получите прочную и надежную конструкцию, для сверления или резки которой следует применять такие методы, как резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне.
Можно ли заниматься фундаментом в мороз
Еще совсем недавно мороз мог стать причиной задержки строительства, то применение современных технологий сделало возможным производство строительных работ даже зимой.
Работая в мороз, необходимо следовать требованиям, которые оговаривает инструкция зимней заливки:
- Рытье котлована или траншеи;
- Установка опалубки;
- Установка армированного каркаса;
- Предусмотреть подогрев конструкции, в которую будет заливаться бетон;
Обратите внимание! Особенно важно осуществлять подогрев опалубки и залитой массы в период первых 48 часов, как раз в то время, когда происходит схватывание.
Подготовка в заливке
- Подготовка гидроизоляции, которой укрывается залитый раствор;
- После первых двух суток подогрев можно снизить.
- После того как масса затвердеет опалубку следует удалить и оставить конструкцию набирать прочность.
На фото — заливка конструкции
Рекомендации при работе в минусовой температуре
Заливка бетона при низких температурах для сооружения подошвы строения – это максимально ответственный и важный процесс, который требует от застройщика знаний некоторых его особенностей:
- Перед заливкой зимой следует быть уверенным в том, что есть возможность создать условия, способствующие тому, что фундамент будет обладать нормативным уровнем прочности без микротрещин и повреждений. Следует также понимать, что цена строительных работ в зимнее время будет немного больше;
Обратите внимание! Замес раствора влечет за собой некоторые химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла, так что смесь при заливке может согреться самостоятельно.
- Для того чтобы тепла выделялось больше следует использовать мелкофракционный раствор, т.к. он в разы быстрее начинает взаимодействовать с водой;
- Чем толще будет слой бетона, тем больше выделится тепла, а соответственно тем медленнее монолит остынет;
- При необходимости повысить температуру раствора следует повергать подогреву только воду иди добавки. Цемент нельзя греть ни в коем случае, потому что это приведет к потере связующих свойств данного компонента строительной массы.
В заключение
Укладка ленточного фундамента зимой
Теперь, когда стало понятно при какой температуре можно заливать бетон и из всего вышесказанного ясно, что укладка бетона может быть произведена в любое время года, главное следовать технологии и выдерживать сроки окончательного твердения раствора. Но несмотря на то, что существует возможность заливки фундамента зимой следует при возможности все же выполнять такие работы летом.
Видео в этой статье расскажет вам еще больше тонкостей работы с бетонной массой в холодное время года.
До какой температуры можно заливать бетон
Добавки в бетон при минусовой температуре позволят залить фундамент даже в холодное время года, обеспечив необходимую прочность, надежность и долговечность сооружения. Хотя самые благоприятные условия внешней среды для строительства – это плюсовая температура в пределах +3…+25ºС. Однако в некоторых случаях не всегда есть возможность начать возведение дома в теплое время года, вот и приходится прибегать к специальным средствам.
Оптимальные параметры микроклимата для заливки бетона
При какой температуре можно заливать фундамент ? Ведь это основа всего дома и самый ответственный этап во всем строительстве. Получить хороший бетон можно с помощью высококачественного цемента и соблюдения технологий приготовления раствора, однако не последнюю роль играют и показатели погодных условий. Ведь недостаточно просто залить бетон в подготовленные траншеи или опалубку, он должен успеть схватиться и затвердеть. Заливать его нужно равномерно, при это обязательно проследить, чтобы не образовывались пустоты. И если для того чтобы цемент схватился, достаточно всего лишь 1-2 суток, то для окончательного затвердевания понадобится довольно много времени – до 1 месяца, чтобы в дальнейшем с фундаментом не возникло никаких проблем. Именно во время этого процесса очень важно соблюдать оптимальные параметры окружающей среды.
Скорость затвердевания напрямую зависит от температуры воздуха. Чем она выше – тем быстрее происходит этот процесс.
До какой температуры можно заливать бетон , чтобы не прибегать к специальным добавкам ? При падении температуры до нулевой отметки затвердевание раствора полностью прекращается, а в бетоне образуются трещины, он начинает крошиться при физическом воздействии на него. Это обусловлено тем, что вода попросту замерзает, превращаясь в кристаллы.
Сроки застывания бетона при разных температурах
Потепление приводит к оттаиванию льда и процессы затвердевания возобновляются. Однако это уже не даст необходимого эффекта, поскольку нарушенные связи в цементе после остановки гидратации восстановить невозможно. Поэтому ни в коем случае нельзя допускать заливания фундамента накануне морозов, особенно если при укладке бетона не проводится добавление специальных добавок , замедляющих температуру замерзания воды и обладающих другими свойствами, а также утепление основы.
Когда фундамент заливают в мороз?
Можно ли заливать фундамент в минусовую температуру ? К сожалению, не у всех есть возможность проведения бетонных работ в теплое время года. Иногда могут поджимать сроки или возникают другие непредвиденные обстоятельства. К примеру, срочно залить основу при низких температурах может понадобиться при осыпающемся грунте.
Минимальная прочность бетона
Кроме того, важную роль играют личные и финансовые факторы. Занимаясь постройкой дома самостоятельно, летом может быть очень проблематично взять отпуск. Поэтому свободное время появляется только в холодный период года.
К тому же цены на цемент и другие строительные материалы зимой значительно падают, а приобрести их и держать до потепления нельзя, так как они могут в некоторой степени потерять полезные свойства. Да и услуги строителей зимой намного ниже, поскольку многие из них остаются без работы.
Кроме того, в некоторых регионах крупная техника может подъехать к месту строительных работ исключительно по замерзшему грунту. Поэтому даже начальные работы по возведению основания будущего дома могут вестись только зимой.
При какой температуре можно заливать бетон ? Современная промышленность идет в ногу со временем, предлагая специальные средства, позволяющие проводить бетонирование даже при минусовой температуре .
Этим вовсю пользуются строительные организации, которые работают круглогодично, независимо от сезона. Для достижения необходимой прочности основания они широко применяют специальные средства, обеспечивают прогревание раствора изнутри с помощью электрооборудования и утепляют объект снаружи.
Специальные добавки в раствор
Заливание бетона при отрицательных температурах возможно, если добавить в раствор специальное противоморозное средство. Эти вещества очень популярны в профессиональном строительстве, когда работы ведутся круглый год. Добавка весьма доступна в цене, поэтому и нашла столь широкое применение.
В ее состав входят соли монокарбоновых кислот, а также нитрит и формиат натрия. Кроме того, зачастую присутствуют и другие примеси. С их помощью процессы твердения бетона значительно ускоряются, в результате чего он становится еще прочнее. Поэтому зачастую их используют даже в летнее время. Химическое средство не позволит воде, входящей в состав раствора замерзнуть. Поскольку одно из главных его функций – понижать температуру замерзания воды в бетоне. Однако даже в случае применения специальных средств работать зимой можно только при температуре окружающей среды не более -5ºС. При сильных морозах они значительно теряют свою эффективность и прочность бетона может упасть на 30% и более.
Химический компонент, понижающий температуру кристаллизации воды, зачастую характеризуется негативным воздействием на арматуру. Поэтому если для увеличения прочности фундамента используется металл, химические средства нужно применять весьма осторожно.
В этом случае в раствор нужно добавить пластификатор. Эта добавка поможет улучшить плотность и крепость бетона, усилит сцепление с арматурой и увеличит влагостойкость. Дополнительная польза этого средства заключается еще и в том, что при его применении уменьшается конечный расход цемента до 20%.
При заказе на заводе готового цементного раствора все необходимые компоненты будут добавлены изначально. И только для бетона , который вы будете мешать самостоятельно с помощью бетономешалки, нужно заранее продумать все необходимые дополнительные составляющие, такие как противоморозные добавки и пластификаторы.
Противоморозные добавки к бетону
Прогревание раствора
Заливаемый бетон перед применением можно нагревать. В первую очередь для приготовления раствора следует использовать сухие ингредиенты. А вода и разнообразные добавки предварительно нагреваются. Чем выше температура жидкости в растворе, тем быстрее он застынет. При этом следует помнить, что греть цемент категорически нельзя, иначе он потеряет свои сцепляющие свойства.
Если для заливки бетона с целью укрепления конструкции используется арматура, надо знать, что она хорошо проводит тепло. Это качество часто используют для эффективного прогревания бетона, пропуская через нее ток.
Нагрев арматуры
Другой способ – пропускание тока через толщу раствора с помощью предварительного заложенного специального кабеля. Он укладывается вдоль арматурного каркаса. К кабелю подключается ток и через электрическую подстанцию подается напряжение. Используя этот метод, степень прогревания следует тщательно контролировать, поскольку слишком высокая температура может привести к его пересыханию. В результате этого он потрескается, а желаемая прочность не будет достигнута.
Наружное утепление
Данный метод весьма эффективный, но только в том случае, если забетонированный фундамент был прогрет еще на этапе заливки. Иначе применение наружных методов будет абсолютно бесполезным.
Сразу после заливки основу нужно накрыть тепло- и гидроизоляционными материалами, которые следует подготовить заранее. Это позволит максимально сохранить тепло и не допустить его утери. А в случае возникновения осадков защитит от попадания влаги.
Обязательно нужно утеплить опалубку и видимые части фундамента. Для этого можно использовать любые подручные материалы – опилки, пенополистирол, солому и даже снег. Хорошие результаты показывает формирование шатра вокруг основы. Для достижения лучшего эффекта внутрь шатра устанавливаются специальные обогревательные пушки.
Цель наружного утепления при бетонировании заключается не только в создании благоприятных условий для скорейшего затвердевания раствора, но и в предохранении фундамента от негативного воздействия перепада температур.
Утеплять основу нужно и тогда, когда она была залита осенью, незадолго до наступления холодов. Это поможет ей лучше перенести зиму и достичь необходимой прочности и надежности.
Возведение фундамента можно делать в любое время года. Главное – придерживаться технологий и нужной последовательности проведения всех работ. Это поможет получить прочную и надежную основу для дальнейшего возведения жилого дома или других сооружений.
Заливка бетона при минусовой температуре – особенности и технология
Несмотря на то, что идеальными условиями затвердевания бетона считается температура окружающей среды +20 0 С, все же иногда возникает необходимость в заливке, когда на улице минусовая температура.
Что делать в этом случае и как поступить, если нет возможности ждать теплого времени года?
Давайте попробуем ответить на этот вопрос, учитывая характеристики бетона и особенности его поведения при минусовой температуре.
Почему не рекомендуется заливать бетон при минусовой температуре
Начну с того, что вода в бетоне нужна не только для его текучести, она также играет очень важную роль в процессе затвердевания.
При минусовой температуре окружающего воздуха, вода начинает превращаться в лед, вследствие чего, не только прекращает процесс твердения, но и способствует разрушению связей, которые образовались до ее замерзания.
Следует знать, что бетон может замерзнуть при температуре около -4 0 С. При температуре ниже +5 0 С – в разы замедляется процесс его твердения, и набор прочности откладывается до тех пор, пока не станет теплее. Так вот, чем дольше в процессе твердения будет застой, тем меньше прочности он наберет в итоге.
Это означает только одно – при минусовой температуре, нам необходимо создать такие условия, при которых бетон не только не будет замерзать, но и продолжит набирать свою прочность.
Давайте попробуем разобраться как это сделать.
Технология заливки бетона при минусовых температурах
Существует несколько технологий заливки бетона, когда температура окружающего воздуха ниже нуля:
- При помощи добавления в бетон противоморозных добавок
- При помощи электропрогрева бетона изнутри
- При помощи утепления объекта заливки
Использование добавок при заливке бетона
Использование противоморозных добавок в приготовленном бетоне очень распространено. Это связано с тем, в первую очередь, с небольшими затратами и их доступностью. А если Вы используете покупной бетон, то все необходимые противоморозные добавки в нем уже должны будут быть, в соответствии со значениями минусовой температуры.
Эти добавки содержат в себе различные химические примеси, на подобии солей монокарбоновых кислот, нитрит и формиат натрия и т.п., которые значительно ускоряют процессы твердения, увеличивают конечную прочность бетона, и самое главное – не дают воде, содержащейся в бетоне, замерзнуть.
Основными недостатками применения различного рода добавок в бетон, является то, что они хорошо справляются со своей работой только при небольшой минусовой температуре – около -5 0 С.
При больших морозах некоторые из добавок будут работать, но все равно твердение значительно замедлится и в конечном итоге будет недобор прочности бетона до 30%. Так же некоторые добавки агрессивны к металлической арматуре, и действуют на нее разрушающе.
Технология подогрева бетона в процессе его заливки
Подогрев бетона электричеством осуществляется двумя способами:
- Пропусканием тока через бетон с помощью электродов
- Пропусканием тока через заранее заложенный провод внутри бетона
Если кому-то интересна технология электропрогрева бетона в зимнее время, я подробно описывал ее в одной из моих статей. Поэтому здесь не буду заострять на этой технологии большого внимания.
Первый способ гораздо дешевле, так как в роле электродов может выступать арматура.
Если следовать правилам, то для этих целей необходимо дополнительное спецоборудование, но некоторые умельцы, вставив в бетон арматурные электроды подключают к ним сварочный аппарат, тем самым пропуская ток через бетон и нагревая его.
Стоит отметить, что армированный бетон прогревают напряжением до 127 В, а бетон без металлической арматуры можно греть напряжением до 380 В.
Второй способ подразумевает дополнительные затраты на специальный нагревательный кабель, который, как правило, необходимо уложить по арматурному каркасу и подключить к нему ток через специальные подстанции.
Этот способ гораздо дороже, но в тоже время – гораздо эффективнее чем подогрев бетона электродами.
Основным недостатком использования такого метода являются значительные финансовые расходы, и в тоже время, при прогреве бетона необходимо постоянно следить за его температурой. Высокая температура приведет к пересыханию бетона и может нанести значительный ущерб будущей конструкции.
При больших морозах необходимо дополнительное утепление опалубки или самого бетона.
Утепление бетона во время твердения
Кроме создания искусственного подогрева бетона, при небольшой минусовой температуре, можно применить стандартные методы утепления.
Утепляется, как правило, сама опалубка, если таковая присутствует, а также все видимые части бетона. Утепление производиться различными материалами, от обычных опилок до использования пенополистирола.
Одним из наиболее популярных способов утепления является создание, так называемого, шатра вокруг объекта бетонирования. Дополнительно внутрь такого шатра можно установить обогревательные пушки.
Недостатком такого метода является то, что бетон должен подаваться уже прогретым, а также обычное утепление, без дополнительного прогрева, будет малоэффективно при сильных морозах.
Выводы и советы:
Вот мы и рассмотрели основные способы заливки бетона при минусовых температурах, ко всему этому хочется добавить, что частенько для этой цели используют не какой-то один конкретный способ, а планируется заранее комплекс мероприятий, начиная от добавления противоморозных добавок, и заканчивая прогревом с последующим утеплением.
Но несмотря на это, сам процесс заливки бетона в минусовую температуру – занятие не из дешевых, несмотря на то, что производители делают огромные «зимние скидки» на строительный материал.
В добавок к этому, очень сложно с помощью искусственного подогрева поддерживать постоянную комфортную температуру, и что не маловажно – температура должна быть равномерно распределена по всему объему заливки.
Внимание! Заливка бетона при минусовой температуре возможна только в том случае, если у Вас нет другого выбора, потому что минимальная температура окружающей среды в процессе затвердевания, без дополнительных вмешательств, весной должна составлять +5 0 С, а осенью – +10 0 С.
Для осени требования жестче, потому что основной срок твердения составляет 28 суток, а за это время осенняя температура воздуха может значительно упасть.
Температура при заливке бетона
Заливка бетона – это один из основных этапов деятельности на строительном участке. Ну и конечно же, каждый уважающий себя строитель просто обязан знать, какая должна быть оптимальная температура для качественного выполнения работы. Ведь от этого полностью зависит надежность построенного здания. При этом деле просто необходимо учитывать множество факторов, чтобы не допустить ошибки, особенно при отрицательных температурах.
Почему не рекомендуют заливать бетон при минусовой температуре?
Конечно же, для каждого не секрет, что заливкой бетона лучше заниматься в теплое время года. Не нужно отчаиваться и тем, кто хочет продолжить свои ремонтные работы при отсутствии плюсовой температуры. В этом решении есть как позитивные, так и негативные стороны.
Всегда нужно помнить, что при сильном морозе компоненты, которые содержат в себе жидкость, не могут нормально полимеризироваться. Часто бетон твердеет за счет отдачи собственного тепла, при этом вода, которая содержится в микротрещинах, замерзает и может начать увеличиваться, что в свою очередь приводит к появлению трещин. Также в минус бетон начинает замерзать, не успев набрать необходимую прочность, в результате срок эксплуатации всей конструкции резко уменьшается.
Технологии заливки
Без особенной и тщательной подготовки нельзя браться за работу, ведь не каждый профессионал может сделать все качественно. Нужно каждые несколько часов проверять смену низких и высоких температур. На сегодняшний день применяются различные технологии укладки в холодное время года, которые помогут затвердеть бетону при минусе.
Добавление в бетон противоморозных добавок
Это одна из наиболее популярных техник. Потому что она не требует огромных финансовых затрат и является доступной. Также вы можете пользоваться специальным бетоном, уже готовым, купленным в магазине, ведь все добавки будут в нем. Обычно они содержат в себе разные химические примеси, такие как соли монокарбоновых кислот, нитрит, формиат натрия и многие другие, с помощью которых вы сможете ускорить сам процесс твердения.
Противоморозные добавки намного увеличивают прочность и самое главное, они не дают воде, которая содержится в бетоне, замерзнуть, что поможет избежать нежелательных трещин.
Минусом данного средства является то, что его использование ограничивается температурой около минус пять градусов. Обязательно нужно учитывать, что некоторые компоненты добавок могут негативно влиять на металлическую арматуру, которую часто используют строители.
Электропрогрев бетона изнутри и снаружи
Эта технология зачастую выполняется несколькими способами. К первому относят пропускание тока через бетон с помощью электродов, а ко второму пропускание тока через уже заложенный провод в средине самого фундамента.
Если вы решите применить первый способ, то сможете сэкономить, ведь в роли электродов выступает арматура. Но при этом обязательно нужно придерживаться всех правил, например, иметь дополнительное спецоборудование. Не забывайте что при наличии арматуры бетон прогревают током до ста двадцати семи вольт, но если ее нет, напряжение увеличивают до триста восьмидесяти вольт.
Второй несет за собой затраты на нагревательный кабель, его обычно закладывают по арматурному каркасу, подключая к нему напряжение через специализированые подстанции. Этот способ является более эффективным, нежели первый. Основной минус — будут дополнительные расходы, которых можно было бы избежать. Также обязательно нужно следить за температурой подогрева бетона, ведь возможно пересыхание, что будет не очень хорошо сказываться на будущей конструкции.
Утепление объекта заливки
При укладке фундамента также часто применяются обычные методы утепления. Часто утепляют все видимые части бетона, опалубку. При этом используются самые различные материалы, начиная от опилок, заканчивая пенополистиролом.
Строители советуют утеплять бетонные конструкции с помощью небольшого шатра, который специально создается вокруг строительного объекта. Также туда можно установить обогревательные пушки, которые послужат точной гарантией, что минус на улице не будет страшен вашему фундаменту. Основным недостатком этого метода является то, что при очень сильных морозах обычное утепление не будет достаточно эффективным.
Общие рекомендации
Огромным плюсом при укладке бетона в зимнее время года будет то, что обычно у строительных компаний нет огромного количества заказов, поэтому стоимость выполнения работы будет намного меньше, нежели весной и летом. При низких температурах сроки окончания строительства значительно уменьшаться. Также не стоит забывать и о том, что когда станет тепло, все уже будет готово для того, чтобы возводить стены, делать крышу, выполнять различные отделочные роботы, и ваш дом будет готов уже к осени.
При отрицательных температурах специалисты рекомендуют перед началом работы установить опалубку, полностью удалить из территории, которая будет заливаться бетоном при укладке фундамента, снег и мусор и, конечно же, подвести кабель питания к объекту. Также это место должно быть очищено от верхнего слоя земли и размечено соответствующим образом.
Еще одной сложностью может оказаться необходимость вырыть траншеи под фундамент. Ведь прежде чем рыть, нужно разметить внутренние границы. Их глубина зависит от типа местности, промерзания земли, особенностей возводимого здания.
На дно этой самой траншеи помещается специальная гидроизолирующая и укрепляющая подушка. Потом все это засыпается песком примерно на десять – пятнадцать сантиметров и утрамбовывается. Сверху — щебенка. Дальше можно приступить к установке самой опалубки, для этого берем доски или деревянные щиты и изолируем их полиэтиленовой пленкой. Затем устанавливается арматурная конструкция, и можно приступать к укладке.
Вы должны помнить, что для заливки бетона при отрицательных температурах не используется один способ, а нужно продумать заранее целый комплекс мероприятий. Также если на улице минус, сложно будет поддерживать температуру для подогрева.
Глава X. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ
Бетонирование при отрицательных температурах. В Советском Союзе в зимних условиях без снижения темпов и качества работ возводят самые разнообразные конструкции и сооружения из бетона и железобетона.
Широкому развитию зимнего бетонирования способствовали исследования советских ученых А. В. Барановского, А. В. Вавилова, Н. Н. Данилова, А. М. Зеленина, А. Е. Кириенко, Б. А. Крылова, С. А. Миронова, В. В. Михайлова, В. М. Москвина, В. Н. Сизова, Б. Г. Скрамтаева, И. Г. Совалова, В. Ф. Утенкова, С. В. Шесто-перова и др.
Как известно, бетон является искусственным камнем, получаемым в результате твердения рационально подобранной смеси цемента, воды н заполнителей. Согласно современным представлениям, образование н твердение цементного камня проходят через стадии формирования коагуляционной н кристаллических структур.
В стадии образования коагуляционной (связной) структуры вода, обволакивая мелкодисперсные частицы цемента, образует вокруг них так называемые сельватные оболочки, которыми частицы сцепляются дург с другом. По мере гидратации цемента процесс переходит в стадию кристаллизации. При этом в цементном тесте возникают мельчайшие кристаллы, превращающиеся затем в сплошную кристаллическую решетку. Этот процесс кристаллизации и определяет механизм твердения цементного камня и, следовательно, нарастания прочности бетона.
Ускорение илн замедление процесса образования и твердения цементного камня зависит от температуры смеси и адсорбирующей способности цемента, определяемой его минералогическим составом.
Для твердения цементного камня наиболее благоприятная температура от 15 до 25°С, при которой бетон на 28-е сутки практические достигает стабильной прочности. При отрицательных температурах вода, содержащаяся в капиллярах и теле, замерзая, увеличивается в объеме примерно на 9%.
В результате микроскопических образований льда в бетоне возникают силы давления, нарушающие образовавшиеся структурные связи, которые в дальнейшем при твердении в нормальных температурных условиях уже не восстанавливаются. Кроме того, вода образует вокруг крупного заполнителя обволакивающую пленку, которая при оттаивании нарушает сцепление, т. е. монолитность бетона. При раннем замораживании по тем же причинам резко снижается сцепление бетона с арматурой, увеличивается пористость, что влечет за собой снижение его прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.
При оттаивании замерзшая свободная вода вновь превращав ется в жидкость и процесс твердения бетойа возобновляется. Однако из-за ранее нарушенной структуры конечная прочность такого бетона оказывается ниже прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях, на 15. 20%. Особенно вредно попеоеменное замораживание и оттаивание бетона.
Прочность, при которой замораживание бетона уже не может нарушить его структуру и повлиять на его конечную поочность, называют критической.
Таким образом, при бетонировании в зимних условиях технологическая задача в основном заключается в использований таких методов ухода за бетоном, которые обеспечили бы достижение предусмотренных проектом конечных физико-механических характеристик (прочность, морозостойкость и др.) или критической прочности.
Критическая прочность для бетонов марок ниже М200 должна быть не менее 50% проектной и не ниже 5 МПа, для бетонов марок М200. М300 — не ниже 40%, для бетонов марок М400. М500 — не ниже 30%. Для предварительно напряженных конструкций прочность бетона к моменту замораживания не.должна быть ниже 70% 28-суточной прочности.
Решению этой задачи должна быть подчинена технология всего цикла бетонирования, начиная от приготовления бетонной смеси и кончая выдерживанием бетона.
Приготовление и транспортирование бетонной смеси в зимних условиях. Температура бетонной смеси зимой при выгрузке ее из бетоносмесителя должна быть такой, чтобы после теплопотерь, связанных с перевозкой смеси от завода к объекту, она была не ниже расчетной температуры, необходимой для принятого режима выдерживания бетона. Например, минимально необходимая температура бетонной смеси сразу же после ее укладки в конструкцию при применении электрического прогрева должна быть не менее 5°С; при использовании способа «термоса» — не менее 25°С; при применении бетонов с противоморозными добавками — не ниже 5°С и т. д.
При высокой температуре бетонной смеси снижается ее подвижность. Поэтому при выходе смеси из бетоносмесителя его температура не должна превышать следующих максимально допустимых значений, °С:
портландцемент марки 250 и шлакопортландцемент марок 200 и 250 . . . 45 портландцемент марки 300 и пуццолановый портландцемент марки 200 . . 40 портландцемент марки 400 и пуццолановый портландцемент марки 250 . . 35
Для получения необходимой температуры смеси при ее приготовлении подогревают воду до 50. 90°С, а иногда — песок, щебень и гравий. За последние годы ряд отечественных организаций и зарубежных фирм пользуются способом прогрева острым паром непосредственно в бетоносмесителе при приготовлении смеси. После предварительного перемешивания смеси в течение примерно 2 мин в барабан бетоносмесителя подают пар, который разогревает смесь со скоростью около ГС/с. При расчетах следует учитывать, что 1 кг пара поднимает температуру 1 м3 смеси примерно на ГС. При таком способе подогрева бетонной смеси следует вводить соответствующие поправки при определении водо-цементного отношения, учитывая, что за счет конденсации пара увеличивается водосодержание бетонной смеси. На крупных бетонных заводах, в том числе на заводах непрерывного действия, инертные материалы прогревают во вращающихся сушильных барабанах.
Принятый способ транспортирования бетонной смеси должен обеспечивать ее доставку к месту укладки в минимальные сроки, которые должны быть меньше начала ее схватывания или времени остывания смеси до температуры, которая требуется для принятого режима выдерживания бетона. Обычно максимальную дальность перевозки бетонной смеси при температуре наружного воздуха ниже —15°С сокращают по сравнению с . временем перевозки в летнее время на 30. 50%.
При перевозке бетонной смеси применяют различные способы
утепления кузова автомобиля, включая использование тепла отработанных газов, перевозят смесь и в утепленных бункерах, коитейнерах и т. д.
Для дальних перевозок целесообразно доставлять на объект
сухую бетонную смесь в автобетоносмесителях, затворять ее горячей водой и перемешивать непосредственно перед укладкой в опалубку.
Способ выдерживания уложенного в опалубку бетона выбирают
с учетом создания необходимой для его твердения тепловлажност-
ной среды. Это может быть обеспечено благодаря:
использованию эффекта экзотермического тепловыделения, воз-
никающего в свежеуложенном бетоне в результате гидротации цемента;
внесению в бетон тепла внешними источниками тепловой энер-
В зависимости от типа бетонируемой конструкции и требуемых сроков ввода ее в эксплуатацию, наличия источников энергии и других местных условий можно пользоваться следующими основными способами выдерживания бетона при отрицательных температурах:
бетонирование конструкций и выдерживание бетона в тепло-
шатрах или других укрытиях, где создается тепловлажностный режим, необходимый для нормального твердения бетона (конвективный способ);
выдерживание бетона в утепленной опалубке с использованием эффекта экзотермии цемента (способ «термоса»);
выдерживание бетона с прогревом внешними источниками тепловой энергии (электропрогрев, контактные методы электропрогрева, индукционные и радиационные эффекты и др.);
выдерживание бетона с применением химических добавок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих твердение бетона.
Указанные способы можно комбинировать. Необходимо учитывать, что при зимнем бетонировании ускорение процесса твердения зависит не только от выбранного способа выдерживания бетона, но и от ряда других технологических факторов, к которым относятся: применение высокоактивных цементов, вибрирования, позволяющего использовать более жесткие бетонные смеси, различного рода химических добавок; повышение качества заполнителей; более технологичные методы приготовления, ”. перевозки и укладки бетонной смеси.
Метод выдерживания бетона в искусственных укрытиях (тепляках) связан с дополнительными затратами, осложняет производство смежных работ и не сокращает сроков строительства. Поэтому его используют, когда это вызвано технологической необходимостью.
Конструкция тепляка обычно состоит из трубчатого каркаса, обшитого фанерой и легким утеплителем.
Для бетонирования линейных сооружений можно применять катучие тепляки, передвигающиеся по рельсовому пути.
Эффективность искусственных тепляков может быть повышена при использовании в качестве укрытий пневматических конструк-
Метод «термоса» является безобогревным методом. Он заключается в том, что бетон с заданной начальной положительной температурой укладывают в утепленную опалубку. За счет тепла, внесенного в бетон, и тепла, выделенного цементом в процессе гидратации (явлейие экзотермии), бетон набирает заданную прочность до того момента, когда температура в какой-либо части забетонированной конструкции снизится до 0°С.
Чем бетонируемая конструкция массивнее и, следовательно, чем меньше площади ее охлаждаемых поверхностей, тем эффективнее метод «термоса».
Для колонн, балок и других линейных конструкций модуль поверхности определяется отношением периметра к площади поперечного сечения.
Теплотехнический расчет режима выдерживания бетона должен подтвердить, что в течение времени, необходимого для достижения бетоном заданной прочности, ни в одной точке конструкции температура не опуститься ниже 0°С. При этом количество тепла, внесенное в бетон и выделенное в результате экзотермической реакции, должно быть сбалансировано с его расходом (теплопотери) при остывании.
Метод «термоса» наиболее эффективен для конструкции с моДулем поверхности меньше 6. Однако благодаря правильному выбору расчетных параметров процесса термосного выдерживания бетона область применения метода может быть значительно расширена.
Оптимальные значения расчетных параметров режима термосного выдерживания могут быть выбраны с помощью математического моделирования. В данном случае математические модели могут быть представлены в виде системы взаимосвязанных пара-
метров. При этом в качестве критерия оптимальности принимают
минимальную себестоимость 1 м3 бетона монолитных конструкций.
Эффективность метода «термоса» в значительной мере зависит
от температуры бетона в момент его укладки в опалубку. Во избежание потери подвижности температура бетона при выходе из бетоносмесительной машины не должна превышать 35. 45°С. В процессе перевозки и укладки смеси при температуре ниже —20°С бетонная смесь остывает на 15. 20°С.
Между тем низкие температуры зимой, доходящие до —40°С, преобладают на Ч* территории Советского Союза. В этих районах даже при перевозке на расстояние до 5 км и неизбежных одной-двух перегрузках применение метода «термоса» оказывается возможным лишь для очень массивных конструкций с модулем поверхности 1.5. 3.
В этих условиях особенно эффективен метод форсированного
предварительного электроразогрева бетонной смеси ( Х.58). Сущность метода заключается в том, что бетонную смесь перед укладкой в опалубку в течение 5. 15 мин интенсивно разогревают до 70. 90°С в специальных бадьях, оснащенных электродами, или в кузовах автомобилей с помощью опускной гребенки электродов, сразу укладывают в неутепленную или малоутепленную опалубку и уплотняют до начала схватывания смеси.
Исследования показали, что электротепловой импульс, внесен» ный в смесь до начала структурообразования, ускоряет гидратацию и экзотермию, а виброуплотнение горячей смеси способствует образованию более плотной структуры бетона. Выдерживание его в малотеплоемкой опалубке снижает аккумуляцию тепла и теплоот-
. дачу опалубки. Кроме того, перепад температур от центра к периферии в неутепленной опалубке создает благоприятное термона-лряженное состояние и повышает трешиностойкость конструкций.
Недостатком существующих методов предварительного электроразогрева бетонной смеси является перераспределение тепла в ней в процессе разогрева и после отключения тока, что приводит к снижению фиксированной к концу разогрева температуры. Это явление может быть устранено при использовании кондуктивного разогрева бетонной смеси. Суть метода сводится к тому, что смесь \ разогревают в емкости с помощью низковольтных термоэлементов, А выполненных в виде стальных параллельно расположенных в ем-“=” кости пластин. .Тепло от горячих пластин кондуктивно передается бетонной смеси, разогревая ее равномерно по всему объему.
Следует иметь в виду, что при электроразогреве бетонная смесь
быстро теряет свои пластические свойства, поэтому необходимо так
организовать работу, чтобы время оперирования.разогретой смесью
не превышало 15 мин.
Применение электроразогретых смесей при соответствующей
технологии бетенирования позволяет сократить время выдержива-
ния бетона, улучшить его качество и повысить коэффициент исполь-
Зования электроэнергии. Наряду с этим появляется возможность
транспортировать бетонную смесь зимой на значительные расстоя-
fния, укладывать ее на мерзлое основание и широко пользоваться
высокооборачиваемой металлической опалубкой. Кроме того, элект-
роразогрев наиболее экономичен по затратам электроэнергии, рас-
ход которой при температуре наружного воздуха —15°С не превы-
шает 40. 60 кВт-ч на 1 м3 бетона.
Рациональная область бетонирования с электроразогревом сме-
си — среднемассивные конструкции при температуре до —40°С. Для
массивных конструкций разогретые смеси применяют с соблюде
нием мероприятий, исключающих трещинообразование в бетоне.
Эффективность метода повышается при использовании быстро-
твердеющих цементов и химических ускорителей твердения.
При методе предварительного электроразогрева благодаря то-
му, что бетонная смесь имеет высокую начальную температуру,
бетон в средиемаосивных конструкциях приобретает до замерзания
не менее 50% проектной прочности в значительно более короткие
сроки, чем при обычном выдерживании бетона методом «термоса».
Расчеты показывают, что метод для конструкций массивных и
средней массивности оказывается экономичнее электропрогрева.
При применении предварительного разогрева бетонной смеси
метод «термоса» может быть использован для конструкций с модулем поверхности до 10. 12.
В отдельных случаях выдерживания конструкций используют метод электротермоса. Сущность этого метода заключается в том, что смесь интенсивно разогревают электродами устанавливаемыми в бетонируемой конструкции, с последующим термосным выдерживанием. Такой метод в принципе не отличается от электропрогрева, а целесообразность его в каждом конкретном случае следует подтверждать расчетом.
При выдерживании методом «термоса» температуру бетона проверяют не менее 2 раза в сутки. Для этого термометры устанавливают в специальные отверстия, созданные в бетоне с помощью деревянных пробок. После измерения температуры отверстия закрывают паклей. Результаты температурных замеров записывают в журналы бетонных работ.
При бетонировании в зимних условиях широко применяют изотермический прогрев смеси электрическим током.
Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций основан на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в качестве сопротивления в электрическую цепь.
Для электропрогрева применяют одно- или трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц), так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне.
Электропрогрев бетона осуществляют при пониженных напряжениях (50. 100 В).
Для прогрева малоармированных конструкций (с содержанием. арматуры до 50 кг на 1 м3) в исключительных случаях применяют бестрансформаторный прогрев с напряжением электрического тока 120. 220 В.
При электропрогреве электрическое сопротивление возрастает, а для поддержания постоянной температуры необходимо сохранять постоянной силу тока. Для этого в процессе прогрева трансформаторами периодически повышают напряжение (ступенчатый прогрев).
По способу расположения в прогреваемой конструкции различают электроды внутренние (стержневые, струнные) и поверхностные (нашивные, плавающие).
Стержневые электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6. 10 мм. Их устанавливают через открытую поверхность бетона или отверстия в опалубке с выпуском на 10. 15 см концов для подключения к сети. Стержневыми электродами прогревают фундаменты, балки, прогоны, колонны, монолитные участки узлов пересечений сборных и других конструкций.
Термоактивная опалубка работает от электрического тока напряжением 40. 121 и 220 В, ориентировочный расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона 100. 160 кВт-ч.
При использовании термоактивной опалубки температура бетонной смеси в момент укладки не должна быть ниже +5°С. Прогрев ведут в зависимости от модуля поверхности при 35. 60°С со скоростью подъема температуры 5. 10°С/ч.
Для уменьшения теплопотерь и создания в прогреваемой зоне режима пропаривания бетонируемые участки конструкций в процессе прогрева рекомендуется укрывать полиэтиленовой пленкой, брезентом или рубероидом. Это же рекомендуется и после снятия термоактивной опалубки, что исключает резкое охлаждение бетона и появление трещин в результате температурных напряжений.
Стыки и другие участки железобетонных конструкций, где применение термоактивной опалубки неудобно, а прогрев электродами может привести ,к пересушиванию бетона, прогревают другими способами. К ним, например, относится прогрев стыков колонн в опалубке, состоящей из короба, заполненного опилками, смоченными токопроводящим раствором. В опилки устанавливают электроды. При прогреве опилки нагреваются и обеспечивают мягкий режим прогрева стыка. Этим же целям могут служить эластичные греющие опалубки (резиновые, пластиковые и др. с вмонтированными в «их электродами).
Электрообогрев горизонтальных поверхностей тонкостенных конструкций можно также осуществлять с помощью электрических отражательных печей, цилиндрических приборов сопротивления и других нагревательных приборов.
Инфракрасный обогрев относится к радиационным методам Прогрева. Его применяют для прогрева монолитных заделов стыков сложной конфигурации, густоармированных стыков старого бетона с вновь укладываемым и других труднодоступных для прогрева мест. Генератор выполнен в виде закрытой изоляцией электроспирали, помещенной в металлический рефлектор на расстоянии 5. 8 см от отражающей поверхности. Продолжительность прогрева инфракрасным облучением до 70. 80°С—15 ч, из которых около 5 ч приходится на изотермический прогрев.
Имеется опыт использования инфракрасного обогрева и при возведении тонкостенных сооружений в скользящей опалубке, где из-за непрерывного бетонирования исключается контактный электропрогрев. При средней скорости подъема скользящей формы около 2,5 м в сутки инфракрасные установки обеспечивали прогрев бетона до 80°С и прочность бетона (к моменту остывания до 0°С) около 70% проектной. При–этом расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона составил около 140 кВт-ч.
Индукционный метод прогрева бетона, или прогрев в электромагнитном поле, относится к контактным методам. Он сводится к вокруг прогреваемого железобетонного элемента устраивают обмотку-индуктор из изолированного провода и включают ее в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля за счет перемагничивания и вихревых токов металлическая опалубка и арматура нагреваются и передают тепловую энергию бетону. При этом благодаря генерации тепла внутри конструкции (в арматуре) и снаружи (в опалубке) в прогреваемом железобетонном элементе устанавливаются благоприятные термов л ажностные условия для твердения бетона. Как показали исследования, наличие электромагнитного поля способствует более равномерному распределению влаги в прогреваемой конструкции и, следовательно, ее более равномерному прогреву.
Режим электропрогрева () зависит от конструкции, требуемой прочности бетона к концу прогрева, возможности менее интенсивного остывания и за счет этого наращивания прочности после отключения электрического тока, объема одновременно прогреваемых конструкций, наличия мощностей, необходимых для электропрогрева, максимальной (пиковой) нагрузки сети.
третий период характеризуется остыванием бетона от расчетной температуры ^р до 0°С.
Чем режим прогрева более интенсивен, тем он менее энергоемок. Однако при, интенсивном подъеме тепературы не исключено пересушивание бетона и появление трещин в поверхностных слоях его при остывании. Поэтому при электропрогреве нербходимо учитывать следующие ограничения: скорость подъема температуры для массивных конструкций с Мц 6—10°С в 1 ч. Для железобетонных каркасных и тонкостенных конструкций интенсивность подъема температуры может быть увеличена до 15°С в 1 ч.
Паровой прогрев бетона позволяет обеспечить мягкий режим выдерживания с наиболее благоприятными тепловлажностными условиями для твердения бетона. Однако этот вид прогрева требует большого расхода пара (0,5. 2 т на 1 м3 бетона), а также большие затраты материалов на устройство паровых рубашек, трубопроводов и т. д.
Максимальная температура при паропрогреве не должна превышать 70. 80°С при использовании портландцемента и 60. 70°С — шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.
Наиболее эффективно пропаривание конструкций с Мп>8. 10, имеющих относительно большие поверхности обогрева. Существуют следующие способы паропрогрева:
погрев в паровой бане, при котором пар подают в огражденное пространство, где находится прогреваемое сооружение. Так как этот способ требует повышенного расхода пара, его применение прогрев в паровой рубашке, при котором пар подают в замкнутое пространство, образованное вокруг прогреваемой конструкции паропроницаемым ограждением. Ограждение должно отстоять от опалубки на 15 см и быть паронепроницаемым, для чего устраивают пароизолявдда из толя. Прогрев в паровой рубашке эффективен для конструкций с большими поверхностями, например для монолитных ребристых перекрытий.
Способ парового прогрева может оказаться эффективным при бетонировании высотных конструкций в скользящей или переставной опалубках. В этом случае пар подают под закрепленный к опалубке и свисающий вокруг возводимой конструкции фартук.
Выдерживание бетона с применением химических добавок: Противоморозные добавки () — это химические соединения, вводимые в бетонную смесь в количестве 2. 10% массы цемента (в зависимости от вида добавки и температуры бетона) и способствующие твердению бетона при отрицательных температурах.
Эти добавки ускоряют процесс твердения бетона, снижают температуру замерзания воды и, следовательно, позволяют увеличить продолжительность твердения бетона. К добавкам, ускоряющим твердение, относятся хлорид кальция (СаС’Ь), хлорид натрия (NaCl), нитрит _натрия (NaNOa), сульфат натрия (Na2S04). К добавкам, снижающим температуру замерзания воды в бетоне, относятся NaNOa+CaOb, /NaCL+CaCl2, HHKM, НКИ, поташ (КгСОз).
При бетонировании армированных конструкций чаще всего применяют поташ — углекислый калий (КгС03) и нитрит натрия (NaiN02), которые не вызывают коррозии арматуры и не дают выводов на поверхности бетона. Добавка поташа обеспечивает твердение бетона при температуре —25°С. Бетонная смесь с добавкой йоташа должна быть уложена в опалубку в течение 45. 50 мин,
Холодные бетоны — это бетоны с химическими добавками, вводимыми в бетонную смесь при ее приготовлении в больших количествах (10. 15% массы цемента). Холодные бетоны приготовляют на подогретой воде, а после укладки в опалубку во избежание вымораживания воды из верхних слоев бетона защищают утепляющими матами.
Следует иметь в виду, что холодные бетоны при отрицательной температуре к концу 28-х суток набирают не более 40. 50% проектной прочности.
Применение бетона с противоморозными добавками не допуска ется в конструкциях, подвергающихся нагрузкам, тепловым воздействиям свыше 60°С (во время эксплуатации), в конструкциях, соприкасающихся с агрессивной средой, содержащей примеси кислот, щелочей и сульфатов. Нельзя использовать солевые добавки и при расположении конструкций на расстоянии менее 100 м от источников тока высокого напряжения.
Производство б.етонных работ в условиях сухого жаркого климата. Сухой жаркий климат характерен для значительной части южных и юго-восточных районов нашей страны. Отличительной его особенностью является высокая температура воздуха (минимальная выше 30°С и средняя в 13 ч дня выше 25°С) при относительной влажности менее 50%.
В этих условиях при твердении бетона под воздействием высоких температур окружащей среды ускряется реакция гидратации. Под влиянием быстрого обезвоживания бетонной смеси, различного теплового расширения компонентов и пластической усадки бетона в еще не окрепшем бетоне развиваются деструктивные явления, снижающие его конечную прочность почти на 50% по сравнению с бетоном, выдерживаемым в нормальных тепловлажностных условиях. Интенсивное раннее обезвоживание приводит к образованию капилляров, направленных в сторону испаряющей поверхности, что ухудшает поровую структуру бетона и, следовательно, снижает его прочность и водонепроницаемость. Обезвоживание приводит также к шелушению наружных слоев бетонной конструкции.
Необходимое качество бетона при производстве бетонных работ в условиях сухого жаркого климата может быть обеспечено за счет применения таких методов приготовления, транспортирования и выдерживания бетона, которые сводили бы к возможному минимуму, его обезвоживание.
Приготовление и транспортирование бетонной смеси. При приготовлении ботонной смеси необходимо принимать меры, обеспечивающие сохранение требуемой консистенции к моменту ее укладки в опалубку. Это может быть достигнуто за счет увеличения расхода воды, что, однако, связано с увеличением расхода цемента. Кроме того, излишнее содержание свободной воды при обезвоживании бетона способствует образованию направленных пор.
Более рациональным решением этой задачи является снижение
температуры смеси в процессе ее приготовления и принятие мер,
исключающих обезвоживание при транспортировании, укладке и
Установлено, что при температуре воздуха до 40°С и низкой относительной влажности температура бетонной смеси может быть снижена до 20. 25°С путем смачивания охлажденной водой заполнителей, их обдува холодным воздухом при подаче в смеситель и т. д.
Консервация консистенции бетонной смеси может быть достигнута и путем введения в бетонную смесь при ее приготовлении поверхностно-активных добавок (0,4. 0,5% массы цемента). Они не только уменьшают обезвоживание смеси, но и пластифицируют ее, снижая водолотребность.
При транспортировании бетонных смесей в условиях сухого жаркого климата кузова бетоновозов или автобетоносмесителей должны иметь термоизоляцию. Однако и в этом случае во избежание интенсивного обезвоживания’ дальность перевозки не должна превышать 10. 15 км.
В условиях сухого жаркого климата должно быть примерно в 1,5 раза увеличено время перемешивания смеси, обеспечена пере-, возка в закрытой таре, ограничено время перевозки и сведены к минимуму перегрузки. При этом следует иметь в виду, что даже при 30. 35°С при В/Ц=0,83 смесь полностью теряет подвижность через 40 мин.
С учетом перечисленных выше особенностей наиболее целесообразно приготовлять смесь непосредственно у места укладки, доставляя туда отдозированные сухие компоненты.
Выдерживание свежеуложенного бетона. Важной технологической задачей является предохранение бетона от обезвоживания после его укладки в опалубку.
Следует иметь в виду, что при высоких температурах воздуха и низкой относительной влажности поливка бетона не только не предохраняет его от обезвоживания, а, наоборот, способствует возникновению после каждой поливки своего рода термического удара, вызывающего через 10. 15 мин после нее интенсивную потерю влаги, ухудшение поровой структуры и, как следствие, появление растягивающих напряжений в поверхностных слоях бетона, иногда превышающих более чем на 50 % допустимые.
Обезвоживание бетона особенно опасно при строительстве сооружений из тонкостенных конструкций с большими открытыми поверхностями, например ирригационных каналов. Поэтому для предохранения от обезвоживания свежеуложенный бетон рекомендуется защищать пленочными покрытиями, битумами, лаками или другими полимеризующимися материалами. Это уменьшает потерю воды в бетоне на 80. 90%.
При строительстве сооружений с незначительными площадями открытых поверхностей, например фундаментов, водопотери свежеуложенного бетона могут быть уменьшены за счет покрытия горизонтальных поверхностей слоем 3. 5 см воды (метод «водяного бассейна»).
В районах с сухим жарким климатом и ограниченными ресурсами пресной воды экономично использовать такой дешевый источник энергии, как солнечная радиация. Для этого свежеуложенный бетон покрывают светопроницаемыми пленками, которые пропускают “лучистую энергию и вместе с тем предотвращают потери воды, создавая условия, близкие к твердению бетона в пропарочных камерах.
В условиях сухого жаркого климата обезвоживание бетона может быть сведено к минимуму и за счет сокращения времени его выдерживания путем интенсификации процесса твердения. Для этого применяют высокоактивные, но малоусадочные цементы, химические добавки — ускорители твердения, а также методы тепловой обработки. Метод тепловой обработки может оказаться наиболее эффективным, так как позволяет не только уменьшить опасность обезвоживания, но и получить необходимую прочность бетона в наиболее короткие сроки. При этом нужно иметь в виду, что после приобретения бетоном 70. 80% проектной прочности он не требует в условиях сухого жаркого климата какого-либо специального ухода.