Заливка бетона при отрицательных температурах

В последнее время в консультационный отдел нашей компании довольно часто стали поступать звонки с вопросами – как бетонировать зимой, какой бетон использовать, стоит ли применять противоморозные добавки в бетон или лучше устроить электропрогрев? Давайте попробуем вкратце описать основные способы зимнего бетонирования.

Прогревание электродами: три главные ошибки

Конструкция из свежего бетона подключается к сети переменного тока с использованием погружаемых электродов. При таком методе зачастую допускаются следующий ошибки:

Во-первых, преждевременное прекращение электропрогрева из-за некачественного контакта бетона и электродов. В чем причина? Плохое вибрирование бетонной массы является причиной образования воздушных пузырьков.

Из-за образовавшихся пузырьков поверхность используемого электрода имеет плохой контакт с бетоном: он отсутствует в местах образования таких «воздушных карманов». А это приводит к росту удельного сопротивления и, как следствию, закипанию воды.

Пар полностью блокирует поверхность электрода, что приводит к остановке прогрева. В итоге мы имеем срыв производства бетонных конструкций.

Во-вторых, многие не учитывают тот факт, что при установке электродов недопустимым является их смещение и контакт с арматурой. Соприкосновение с арматурой двух электродов с разными фазами приведет к короткому замыканию, которое может стать причиной, как минимум, перегорания проводов или поломки трансформатора.

В-третьих, возникновение повышенной плотности тока в зоне, прилегающей к электроду. Эта ошибка может привести к выгоранию металла в электроде, вскипанию бетона в месте контакта и локальному перегреву. Кроме того, в зоне возле электрода происходит обезвоживание и снижение скорости гидратации, вследствие чего бетон теряет свою монолитность и становится пористым. Это приводит к снижению прочности конструкции.

Твердение и набор бетоном прочности при низких температурах

При снижении температуры бетона ниже +50С  его твердение и нарастание его прочности резко замедляются, а при температуре равной температуре замерзания практически прекращаются. При отрицательных температурах вода в свежеуложенном бетоне может и замерзнуть. Одновременно прекращается не только твердение бетона, но и под воздействием льда может начаться разрушение слабой структуры бетона. После оттаивания и дальнейшего твердения такой бетон будет иметь пониженную прочность, что объясняется разрывом кристалликами льда связей между зернистым наполнителем и цементным камнем.

Для того чтобы свежий бетон был устойчив к замерзанию используют специальный состав бетонной смеси и обеспечивают твердение при положительной температуре. Ниже приведены данные о времени, необходимом для достижения стойкости к замерзанию (с учетом норм СНиП , таб. №6):

Есть 3 способа создать благоприятные условия для твердения бетона зимой при отрицательных температурах окружающего воздуха:

Твердение и набор бетоном прочности при низких температурах
  1. Бетонирование производят предварительно разогретой бетонной смесью, а далее  сохраняют тепло в бетоне;
  2. Используют обогрев сформированных бетонных конструкций;
  3. Для приготовления бетонной смеси используют противоморозные химические добавки.

Чаще всего зимнее бетонирование  производят с  использованием сочетания вышеперечисленных мероприятий. yandex_partner_id = 119696;
yandex_site_bg_color = ‘FFFFFF’;
yandex_ad_format = ‘direct’;
yandex_font_size = 1.2;
yandex_direct_type = ‘flat’;
yandex_direct_limit = 1;
yandex_direct_title_font_size = 3;
yandex_direct_header_bg_color = ‘FFFFFF’;
yandex_direct_title_color = ‘0000CC’;
yandex_direct_url_color = ‘000000’;
yandex_direct_text_color = ‘000000’;
yandex_direct_hover_color = ‘FF0000’;
yandex_direct_favicon = false;
yandex_no_sitelinks = false;
(»);

Разогрев бетонной смеси

Станция для прогрева бетона СПБ-35 Дуга

Производят в процессе приготовления бетона. Температуру разогрева выбирают в зависимости от длительности и способа транспортировки бетона к месту укладки и температуры окружающего воздуха. Важно, чтобы к моменту окончания формирования монолитной бетонной конструкции температура в теле бетона не опустилась ниже +150С . После кладки бетонной смеси конструкцию накрывают теплоизолирующим материалом, чтобы твердение бетона происходило при положительной температуре.  Бетонирование массивных монолитных конструкций производят с учетом температуры, выделяющейся при гидратации цемента. Для определения точной температуры внутри твердеющего бетона в него помещают датчики температуры.

Твердение и набор бетоном прочности при низких температурах

Обогрев конструкций

для поднятия температуры в теле бетона используют электрический и инфракрасный прогрев.

Читайте также:  Гостевые бани из бруса: особенности планировки и преимущества

Применение противоморозных добавок

используют  для предотвращения замерзания бетона при транспортировке и укладке бетонной смеси. В качестве противоморозных добавок для приготовления бетона используют:

  • хлорид кальция (ХК);
  • нитрат кальция (НК);
  • смесь, состоящую из нитрита кальция и нитрата кальция (ННК);
  • смесь из нитрита, нитрата и хлорида кальция (ННХК);
  • хлорид натрия (ХН);
  • нитрит натрия (НН);
  • сульфат натрия (СН);
  • карбамид (мочевина);
  • поташ (П);
  • формиат натрия;
  • фильтрат технического пентаэритрита.
Твердение и набор бетоном прочности при низких температурах

ХК и СН – наиболее эффективные противоморозные добавки. При этом они могут вызывать коррозию арматуры и образовывать высолы (белый налет) на поверхности. Поэтому их применение строго ограничено. Бетонные смеси с входящими в их состав небольших дозировок НК и формиата натрия можно использовать при температуре окружающего воздуха до -200С, не опасаясь коррозии арматуры и появления высолов на поверхности бетона.

Противоморозные добавки исполняют сразу две функции: они укоряют твердение бетона и одновременно понижают температуру замерзания воды. Вода остается в жидком виде, что позволяет бетону твердеть и при температурах ниже нуля.

Возможные последствия зимнего бетонирования

В любом случае, даже если ничего не сделано, и бетон всё таки замерз – не стоит отчаиваться. Процесс набора прочности возобновится как только восстановится положительная температура и вода оттает. Довольно часта ситуация, когда в октябре-ноябре прихватывают морозы на насколько дней, а потом на протяжении месяца стоит положительная температура. В данной ситуации, бетон, примороженный в эти несколько холодных дней, продолжит набор прочности с наступлением оттепели.

Чаще всего подобное «издевательство» проходит с незначительными потерями для залитой бетонной конструкции. Конечно же, имеет место быть снижение марочной прочности бетона, подмороженного в раннем возрасте. Однако, учитывая проектные запасы этой самой прочности, можно закрыть глаза на это недоразумение.

Как правило, при подмораживании страдает самый верхний слой бетона. Если отливается плита перекрытия или фундаментная плита, то при резких заморозках пострадает поверхность, а не массив конструкции. В дальнейшем эта поверхность, сродни облупившейся краске, обсыпется шелухой. Причин тому немного.

  • Во-первых, внутренний массив бетонной конструкции спасает тепло, выделяемое реакцией взаимодействия цемента и воды (изотермический процесс). Ну и конечно же, помогают защитные функции опалубки и внешнего слоя бетона.
  • Во-вторых, вода, как самый легкий компонент бетона, во всех случаях поднимается наверх. Особенно, если бетон при заливке разбавлялся водой. В результате мы получаем излишнюю несвязанную воду в верхней части плиты, ну и конечно же, нарушенной водоцементное отношение в этой части конструкции. А тут ещё и мороз «помогает».

Если случилась беда: бетон все же замерз, и оттепелей не ожидается, примите хоть какие-то меры по спасению конструкции. Накройте бетонное сооружение плёнкой ПВХ, дабы заморозки и оттепели, которые неизменно будут происходить весной не разрушали и без того слабый верхний слой бетона. В таком случае Вы дадите хоть какой-то шанс цементу продолжить процесс гидратации весной. Прочность будет ниже, чем расчётная марка бетона, но не так критично, как в случае с просто брошенным под снегом и дождями неокрепшим бетоном.

Не укрытый, замороженный бетон, весной может потерять значительную часть своего верхнего слоя. Вы буквально сметёте веником пласты и крошки несхватившегося цемента, песка и щебня. И это немудрено. Снег, лежащий на конструкции, весной будет таять днём и подмерзать ночью, разрушая тем самым и без того слабую поверхность.

Вот собственно и всё, что хотелось рассказать про способы зимнего бетонирования. Всего конечно не упомянешь, но основные рекомендации по зимнему бетонированию я постарался написать. Если определенные моменты остались непонятыми, и у Вас возникли какие-то вопросы, пишите на адрес [email protected]. Глядишь, Вы узнаете что-то нужное, а я какие-то дополнения внесу в эту статью. С элетроподогреваемым незамерзающим приветом, Эдуард Минаев.

PS. Компания БЭСТО поставляет зимний бетон с противоморозными добавками, не провоцирующими процесс корродирования строительной арматуры. Заводы, с которых происходит отгрузка бетона, используют исключительно современные виды противоморозных добавок. Такие виды добавок не оказывают отрицательного влияния на схватывание, твердение, окончательную прочность и долголетие бетонной конструкции. Благодаря современным видам добавок, Вы можете спокойно проводить бетонирование в зимний период, без оглядки на память прошлых лет, когда использовались противоморозные добавки разрушающие арматуру и отрицательно влияющие на долголетие и прочность сооружения из железобетона.

Читайте также:  Баня своими руками: проекты, фото, этапы возведения

Специальные добавки в бетон

Зимнее бетонирование расширяет свои возможности при введении противоморозных добавок. Такие бетонные смеси без подогрева можно использовать при температуре 0-5° С. Самой распространенной противоморозной добавкой являются поташ и нитрат натрия. Количество вводимой добавки зависит от условий твердения бетона:

  • при температуре воздуха до -5° С потребуется 5-6% указанных добавок;
  • при температуре до -10° С — 6-8%;
  • при -15° С — 8-10%.

Способы и средства выдерживания бетона при зимнем бетонировании.

Если твердение массы проходит при большем морозе, то нитрат натрия не применяется, а количество поташа увеличивается до 12-15%. Помимо этих веществ, можно использовать мочевину или смесь нитрата кальция с мочевиной.

Эффект повышения морозостойкости усиливается при одновременном добавлении ускорителей твердения массы. К наиболее распространенным можно отнести формиат натрия, асол-К, смесь на основе ацетилацетона и некоторые другие. В качестве стандартных противоморозных добавок с дополнительными пластифицирующими и ускоряющими свойствами можно рекомендовать:

  • гидробетон С-3М-15;
  • гидрозим;
  • лигнопан;
  • победит-антимороз;
  • бетонсан;
  • сементол.

Наиболее экономичной добавкой для самодельных смесей является аммиачная вода.

Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Как правило, в зимнее время возводят определенные типы фундаментных оснований. Распространенным вариантом является ленточный фундамент, устройство которого зимой имеет свои плюсы и минусы. Основной недостаток связан с низким уровнем производительности, необходимостью частого отдыха для строительной бригады. Кроме того, определенные операции для их выполнения потребуют значительно больше времени, чем в летнее время.

Рекомендуется максимально сократить объемы «мокрых» операций, пользоваться готовыми железобетонными изделиями.

Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Свои плюсы и минусы зимой имеет и свайный фундамент. Он хорош под легкие сооружения, возводимые из древесного материала. Если выдерживать все требования СНиПа, зимой можно установить свайно-винтовой фундамент по любому сложному грунту, используя буронабивные и бурозабивные опоры. Первый тип бетонируется в подготовленные скважины, второй просто забивается в почву. Этот вариант более удобен тем, что нет необходимости замешивать раствор – опорные элементы приобретаются в готовом к применению виде.

При строительстве разных типов фундаментов зимой требуется индивидуальный подход.

Преимущества зимних работ наиболее проявляются при возведении ленточного фундамента с большим заглублением. Его подошва опускается ниже зоны промерзания грунта, и зимой можно определить оптимальную глубину заложения.

Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Мелкозаглубленный ленточный бетонный фундамент зимой строить не рекомендуется. Он полностью располагается в промерзающем грунте, а весной при оттаивании возможны серьезные деформации за счет вспучивания. Повышается риск и проседания конструкции. Аналогичные рекомендации дают специалисты и для столбчатого фундамента.

Свайного

Вопрос о возведении фундамента свайного типа в зимнее время требует особой проработки. Проблема заключается в бурении скважин, которая затруднена в замершем грунте. Для зимнего бурения необходимо привлечение специальной техники, способной работать в таких условиях.

Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Примером может служить буровая установка БМ-811. Забивная технология установки свай оказывается малоэффективной в зимнее время. Наиболее подходят в холодное время года сваи винтового типа. Их устойчивость обеспечивается в любом грунте.

Монолитного

Основание в виде монолитной плиты допускается возводить при минусовых температурах при принятии соответствующих мер. Важно исключить образование пустот в плите, которые способны привести к значительному промерзанию всего дома.

Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Проблемы зимнего строительства фундамента зависят также и от марки заливаемого бетона.

Необходимо учитывать, что для материала устанавливаются нормы критической прочности, которую материал должен набрать в процессе затвердения:

  • для марок М100-М150 – норма составляет 50% от номинального значения прочности;
  • для марок М200-М300 – 40%;
  • для марок М400-М500 – 30%.
Какие виды фундаментов заливают в зимнее время

Исходя из критических значений, разрабатываются и необходимые меры обеспечения прочности.

Внутренний и внешний обогрев бетона

Температура раствора без антиморозных модификаторов не должна быть ниже +5°С, а присадки увеличивают рабочий диапазон до -10°С. Забетонированные конструкции можно нагружать и выполнять дальнейшие работы только после набора 100% прочности на сжатие.

Читайте также:  Правильное утепление мансарды изнутри и снаружи своими руками

Подогретую бетонную массу зимой перемешивают на 25% времени больше по сравнению с приготовлением в тепле. Основание для укладки подогревают, если есть опасность замерзания от контакта со старым бетоном или металлическими закладными деталями. Вибрация бетона для выгонки пузырей осуществляется дольше на 25% времени.

Внешнее утепление организуют с помощью облегченных материалов опалубки, например, панелей стен из трех слоев, наружная часть которых сделана из асбестоцемента, металла, фанеры, а внутренний пласт представлен пенополиуретаном.

Внутренний подогрев использует энергию от распределительного шкафа, которая идет по кабелям. Инфракрасное облучение предполагает полную автоматизацию с периодическим включением и выключением аппарата по заданной программе.

Твердение бетонной массы зимой

В какое время года не проводилась бы заливка фундамента, раствор готовят из цемента и щебня средней величины с добавлением пластификаторов. С добавками бетон приобретает прочность, улучшаются его состояние и влагостойкость. Пластификаторы повышают устойчивость раствора к морозам, поэтому их часто применяют, изготавливая фундамент при низких температурах воздуха.

Минимальная температура застывания бетона составляет не ниже +5 °C. Это крайний показатель для качественного созревания. Но и жаркая погода не особо подходит для строительных работ. Оптимальный температурный режим — от +15 до +20 °C. Соблюдая такие условия, можно создать без дополнительных затрат и технологий прочное основание под возведение здания.

Необходимо знать, при какой температуре застывает бетон. Нормальной температурой воздуха для его затвердения специалисты считают от +15 до +20 °C. Период застывания фундамента длится около 30 дней. Если температура ниже нормы, твердение бетона происходит медленнее — он достигнет нужной прочности примерно через 60 дней. Когда температура ниже 0 °C, процесс приостанавливается. При минусовой температуре залитый в опалубку раствор замораживается. Если фундамент уже успел набрать необходимую прочность, то весной после оттаивания продолжится процесс его твердения до полноценного конечного результата.

Твердение бетонной массы зимой

В случае недостаточной прочности перед замораживанием качество монолита будет неудовлетворительным. Вода в бетонном растворе при замерзании превратится в лёд и увеличится в объёме, что приведёт к пористости и трещинам в бетоне. В итоге сократятся эксплуатационные сроки строения.

Существуют методы, с помощью которых твердение бетона при низких температурах можно довести до состояния критической прочности к моменту его замерзания. По действию они делятся на три вида:

  • обеспечивается внешний уход за залитым в опалубку раствором до степени критической прочности;
  • с помощью электроподогрева повышается температура бетонной массы до момента максимального твердения;
  • введение в раствор модификаторов, ускоряющих процесс застывания.

Возможность зимнего бетонирования зависит от многих факторов: наличия на строительной площадке источников питания, погодных условий на момент твердения, возможности доставки разогретого бетона. Самым простым и экономически выгодным методом является внесение в раствор модификаторов.

Электроподогрев уложенного бетона

Такие способы применяются обычно в промышленном строительстве. Для их реализации нужны достаточные электрические мощности и электрик с серьезной профессиональной подготовкой. Электропрогрев может быть:

  • Сквозным – при прогреве массы бетона изнутри токами, идущими внутри опалубки по стержневым или струнным электродам. Схема расположения электродов и нагрузка должны быть точно рассчитаны. Масса бетона выступает в данном случае, как источник сопротивления.
  • Периферийным – при передаче тепла от источников к ленточным электродам, закрепленным к опалубке (стальная полоса или лист). Интенсивно обеспечивается прогрев на глубину примерно 0,2 м, но и глубже поступающее тепло влияет на критерии прочности.

Методы используются при небольшом арматурном каркасе или вообще без него. При густой арматурной сетке токи замыкаются на нее и система не работает или работает неравномерно. После твердения смеси электроды остаются внутри монолита навсегда.

Универсальным методом можно считать использование греющего электрического кабеля. Такой специальный провод может использоваться в любых конструкциях, независимо от частоты армирования.

Внутренний прогрев бетона кабелем