Заливання бетону в умовах мінусової температури варіанти та їх особливості, рекомендації фахівців
Будівельні роботи, особливо за стислих термінів виконання, найчастіше проводяться у вкрай незручних погодних умовах. Заливка фундаменту, його терміновий ремонт або формування бетонної підлоги - тобто будь-які дії, що мають на увазі готування та укладання бетонної маси, лімітовані досить вузьким діапазоном температурних значень навколишнього середовища.
Точніше, низькі температури мають неабиякий вплив на перебіг процесів структурного схоплювання, затвердіння та набору бетоном повноцінної марочної міцності.
Щоб розібратися в здійсненні заливки бетону за низьких і мінусових температур, розглянемо розроблені технології, покликані попередити потенційно можливі неприємності.
Специфіка бетонного розчину
Комплекс фізико-хімічних властивостей бетону спричиняє оптимальну температуру роботи з ним. Діапазон становить від +17,3 до +25,8 градусів. Відповідні умови гарантують набір заявленої марочної міцності розчину, що схопився і затверділого, приблизно через 27-29 діб.
Швидкість гідратаційного процесу в цементі істотно сповільниться при зниженні температури менше +17 С і практично повністю зупиняється при +5,2 С. Подальше падіння мінусових значень викликає замерзання води, що міститься в розчині з формуванням більшої за сумарним обсягом крижаної речовини. З'являються сили розпираючого (внутрішнього) тиску ведуть до втрати щільності і розпушування внутрішньої структури бетону. монолітність, Що Залишається, підтримується тільки за рахунок міцно змерзлої вологи.
Коли температура зросте, вода почне розморожуватися і реакція цементної гідратації відновиться з поступовим.затвердіння бетону. Проте, наслідки попереднього порушення структурних зв'язків при заморожуванні негативно позначиться на міцності створеного моноліту.
Після ряду експериментальних досліджень та спеціальних розрахунків були виявлені критичні точки, що обмежують межі в яких різні марки бетонних сумішей без істотних наслідків могли б заморожуватися. Критичний рівень міцності, який необхідно набрати бетону для припинення помітних впливів на характеристики міцності споруджуваної конструкції був зафіксований на рівні в 50% від показника марочної міцності.
В результаті, роботи з заливки бетонного розчину при низьких (негативних) температурах зводяться до ефективного комплексу заходів, що перешкоджають замерзанню рідкої води до часу повноцінного набору внутрішньої критичної міцності. Для цього застосовуються кілька ефективних методик:
- Підігрів укладеної суміші;
- Виготовлення розчину із заздалегідь підігрітих компонентів;
- холодне бетонування складом, що містить додаткові хімічні присадки, що зменшують точку замерзання;
Кожен спосіб має своє раціональне застосування, що визначається виконанням заявлених характеристик міцності, доступністю та наявністю енергоресурсів, а також обсягом споруджуваної будови. Однак, метеоумови є визначальною обставиною при виборі оптимального варіанта заливання.
Взяти до уваги! Всі способи, згадані вище, можна застосовувати окремо (поодинці) або в комплексі!
Підігрів укладеної бетонної суміші
У створенні хороших умов нормального визрівання бетонної маси при зовнішніх негативних температурах допомагає електричний струм, підведений безпосередньо до електродів. Особливі металеві пластиниабо стрижні занурюють у розчин або розміщують на поверхні опалубки, приєднавши до різних полюсних контактів джерела електроструму. Бетон, що містить достатньо води, замикає ланцюг. За рахунок наявності власного опору він перетворює на тепло всю електроенергію, нагріваючись при цьому.
Ця технологія застосовується тільки для малоармованих або зовсім неармованих конструкцій. Це, поряд з економічно витратною витратою електрики, є вагомим недоліком способу обігріву розчину, що розглядається.
У приватному будівництві, де фундаменти не відрізняються об'ємністю, краще здійснити прокладання зігрівальних кабелів по внутрішній поверхні опалубних щитів або по арматурному остову. Одночасно потрібно надійно термоізолювати всю конструкцію, не залишаючи можливості теплу «йти» через стінки.
Увага! Підігрів бетонної маси вимагає належного цілодобового контролю. Вимірювання слід робити регулярно, кожні кілька годин. Не можна допускати нагрівання понад 30 градусів!
Другим, сучаснішим способом зовнішнього теплового впливу, які у зимовому будівництві, є застосування спеціальних термоматів. В принципі, це електрогрілки великих розмірів, що складаються з герметичної водонепроникної оболонки, теплоізоляції та нагрівального елемента.
Мати, що зігрівають, сприяють рівномірному поширенню температурного поля всередині бетону і на окружній відстані до 19,5 см. Такі термомати можна використовувати при зовнішній температурі до -20 градусів.
Бетонування розігрітим розчином(використання власного тепла)
Такий спосіб ефективний у застосуванні, якщо добові температурні коливання ледь опускаються нижче за нульову позначку, а також коли заморозки мінімальні (до –4 С). Методика полягає в закладці нагрітої бетонної суміші в попередньо підготовлену опалубку, що утеплює.
Особливість! В даному випадку дуже важливо грамотно підібрати марку порошкового цементу. Чим вище числове маркування, тим менше часу потрібно на схоплювання та подальше затвердіння суміші. Більше виділятиметься теплова енергія при гідратації!
Виробляти заміс потрібно на воді, розігрітій до 85 градусів (це мінімальне значення) та наповнювачах, заздалегідь прогрітих потоком гарячого повітря.
Тут порядок закладки змішуваних компонентів відрізняється від звичайної технології:
- Заливається вода в бетонозмішувач;
- Додається щебінь з будівельним піском;
- Порошковий цемент (кімнатна температура) вводиться в останню чергу, тільки після трьох (мінімум) оборотів бака установки.
Важливо! Неприпустиме попереднє розігрівання цементу, а також його засипання в дуже гарячу воду!
Щоб бетон нормально набрав критичної міцності, слід довше зберігати необхідний тепловий режим. Не можна допускати швидкої втрати тепла та швидкого остигання розчину. Утримувати тепло можна будь-якими доступними матеріалами – солом'яні мати, брезент, поліетиленова плівка тощо.
Найефективнішим варіантом вважається застосування опалубки з екструзійного пінополістиролу. Він має невеликий коефіцієнттеплопровідності, що дозволяє подовжити часовий інтервал поступового остигання, що сприяє повноцінному визріванню бетону. Крім того, пінополістирольна опалубка є незнімною конструкцією і надалі забезпечуватиме додаткову теплоізоляцію.
Холодне бетонування розчином, що містить спеціальні присадки
Протиморозні добавки широко використовуються для досягнення бетонної масою критичної міцності при заливці в холодну пору. Вони допомагають нормально протікати гідратаційну реакцію цементу, нормалізують процес затвердіння бетону, запобігаючи несвоєчасному замерзанню води в суміші.
Присадки мають такі позитивні властивості:
- Збільшують плинність і рухливість бетонного розчину, полегшуючи робочі маніпуляції з ним;
- знижують кристалізаційну точку для води, що міститься у складі;
- Захищають металеві вставки (арматуру) від корозії;
сприяють швидкому набору потрібної критичної міцності.
Суттєво! Протиморозні присадки потрібно застосовувати лише при негативному значенні температури, в суворій пропорційності, позначеної в рецептурній інструкції, що додається. Якщо їх використовувати у неправильній кількості, то висока ймовірність погіршення властивостей бетонного розчину!
- Нітрит натрію - не можна додавати в глиноземисті цементи (ГЦ40 - ГЦ60). Добавка дозволяє працювати з розчином при температурі навколишнього середовища не менше –14,5 градуса;
- Поташ та інші склади з монокарбонкислотними солями - прискорюють процес затвердіння бетону. Вони не формують на поверхні висолів і не потурають корозії металевої арматури.Допускають роботу із розчином при тридцятиградусному морозі, чудово зберігаючи його найважливіші якості;
- Форміат натрію - застосовується виключно в комбінації з добавками-пластифікаторами. При інших поєднаннях може створювати дефектні порожнечі в бетоні через утворення сольових скупчень;
— хлористий натрій – активно застосовується одночасно з портландцементами (сульфатостійкий, білий, з помірною екзотермією, кольоровий та ін.). Добавка пластифікує розчин, перешкоджаючи його прискореному загусенню. При цьому речовина має важливий недолік - діє руйнівно на залізну арматуру.
Методика холодного бетонування має деякі негативні особливості:
- бетон має знижений показник водопроникності та морозостійкості;
- Покладений в опалубку розчин має більш високий ступінь усадки;
- Спосіб не можна застосовувати в попередньо напружених будівельних конструкціях.
Утеплення опалубки
Забезпечити сприятливі умови для повноцінного набору критичної міцності монолітною спорудою можна шляхом побудови тимчасових тепляків.
Це найбільш надійна методика, що сприяє стабільній підтримці плюсової температури у покладеному бетоні. Вона має на увазі створення тимчасової конструкції над залитим масивом.
Тепляк – це міцний каркас, оббитий листовою фанерою або обтягнутий поліетиленовою товстою плівкою (принцип городньої теплиці). Габарити такого часника мають бути гранично мінімальними, але достатніми для роботи. Внутрішнє місце нагрівається за допомогою інфрачервоних обігрівачів, портативних газових пальників або калориферів.
Важливим моментом тут є постійний контроль та регулювання оптимального вологого режиму. Циркулюючі розігрітіповітряні потоки посилено забирають вологу з розчину, а вона необхідна нормальної реакції цементної гідратації. Щоб запобігти інтенсивному випаровуванню вологи, поверхню укладеного бетону потрібно накрити поліетиленовою плівкою і з певною періодичністю зволожувати теплою водою.
Загальні рекомендації для якісного заливання бетону за мінусової температури
Усі роботи, що стосуються бетонної заливки, раціональніше проводити за сприятливих умов.
Потрібно пам'ятати! Комплекс робіт із заливання слід починати при температурному значенні більше + 9,5 градуса без очікуваного зниження протягом найближчих 27 діб!
Зрозуміло, нинішні технології дозволяють проводити бетонування і при нижчих температурних значеннях, але це загрожує серйозними фінансовими витратами. До нього слід вдаватися, коли немає змоги зрушити заплановані терміни робіт.
У будь-якому випадку варто враховувати актуальні рекомендації фахівців, які допомагають досягти відмінної якості під час заливання:
- опалубка заздалегідь повинна бути очищена від інею або криги і надійно утеплена;
- Заливання бетоном необхідно проводити з безперервною подачею розчину за одну «робочу сесію»;
- такі наповнювачі як щебінь і пісок, що використовуються для приготування суміші, обов'язково прогріваються для повного виключення можливості потрапляння снігу або льоду в заміс;
— максимальна температура маси, що заливається, не повинна перевищувати 39,5–42 градуси;
- арматуру та дно котловану потрібно попередньо прогріти до досягнення хоча б мінімальної позитивної температури;
- готові сегменти бетонної конструкції закриваються теплоізолюючим покриттям, щоб уникнути «догляду» внутрішнього тепла.
Весь часовий проміжок формування бетонної критичної міцності потрібно дотримуватися оптимального температурного режиму. Однак, не потрібно забувати про контроль рівномірного поширення тепла всередині конструкції. Застосування гріючих струмопровідних кабелів може швидко призвести до висушення окремих сегментів бетонної будови.
Висновок
За мінусових температур бетон заливається, як правило, при великих капітальних будівництвах. Для цього потрібно спеціальне обладнання, значні фінансові кошти і наявність додаткових будматеріалів. Раціональність виконання таких робіт у приватному порядку визначається наявністю належних ресурсів та повним усвідомленням ризикованості затіяного заходу.