Как набирает прочность бетон зимой


При какой температуре можно заливать бетон на улице?

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, очень важен, так как от него во многом зависят не только технические и эксплуатационные характеристики застывшего монолита, но и вообще вероятность прохождения процесса застывания. Залитый при неверной температуре или замерзший при твердении бетон может покрываться трещинами, демонстрировать меньшие показатели прочности и стойкости в сравнении с нормативными, становиться причиной деформации или полного разрушения конструкции, здания.

Для набора бетоном проектной прочности и гарантии длительного срока службы очень важно соблюдение температурного режима как в момент заливки, так и на протяжении всего времени твердения (28 суток). Оптимальной считается температура воздуха в районе +20 градусов. Но далеко не всегда на строительной площадке удается соблюсти это условие.

Довольно часто появляется необходимость лить бетон при отрицательной температуре или в процессе выполнения работ неожиданно портится погода. В таких случаях используются разные методы прогрева бетона, в состав смеси вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию непосредственно на площадке и т.д. Прежде, чем использовать любой этот способ прогрева, необходимо тщательно изучить его особенности и условия реализации.

Процесс набора прочности бетонных конструкций

Чтобы определить, до какой температуры можно заливать бетон, необходимо сначала хотя бы поверхностно рассмотреть особенности процесса набора прочности монолитом. Реакция начинает протекать между цементом/водой в момент затворения. В первые часы бетон еще текучий и с ним можно работать, но уже по прошествии нескольких часов он начинает застывать, становиться сначала более густым, а потом и вовсе твердым.

Процесс взаимодействия воды и цемента называется гидратацией. Гидратация проходит в два этапа: сначала смесь схватывается, потом твердеет. В схватывании задействованы алюминаты, появляются иглообразные кристаллы, связанные между собой. Через 6-10 часов эти кристаллы становятся своеобразным каркасом, скелетом. Бетон начинает твердеть.

Весь процесс схватывания может занимать от 20 минут до 20 часов, что напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Дольше всего процесс проходит в холодное время года – когда на улице около 0, схватываться бетон начинает через 6-10 часов, длится этап 15-20 часов.

В процессе твердения в реакцию с находящейся в растворе водой вступают клинкерные минералы, постепенно формируется силикатная структура. Реакция провоцирует появление мелких кристаллов, они объединяются в уникальную мелкопористую структуру. Это и есть бетон, который на протяжении 28 суток уже набирает марочную прочность и стойкость, не меняя формы и структуры.

Оптимальное значение температуры для стадии твердения также равно +20 градусам, влажность – до 100%.

Отклонения от параметров существенно влияют на прочность: полное созревание монолита длится несколько лет (но набор проектной прочности должен быть завершен через 28 суток после заливки), скорость твердения меняется со временем.

Влияние отрицательной температуры на твердение бетона

Как уже было указано выше, скорость гидратации очень сильно зависит о температуры окружающей среды. Так, при снижении с +20 до +5 градусов твердение проходит медленнее в среднем в 5 раз. Дальше чем ниже температура, тем медленнее проходит реакция. При достижении минусовой температуры гидратация и вовсе прекращается (вода просто замерзает).

В момент замерзания вода имеет свойство расширяться, что становится причиной повышения давления внутри бетонного раствора и разрушения уже сформировавшихся связей кристаллов. Структура бетона разрушается и в дальнейшем восстановиться уже не может. Кроме того, появившийся в смеси лед может обволакивать крупные наполнители, разрушая сцепление с цементом. Все это существенно ухудшает монолитность конструкции и понижает прочность.

Когда вода оттаивает, твердение продолжается, но структура бетона уже деформирована. Могут появляться отслоения, деформации, трещины, наблюдаться отделение крупных наполнителей и арматуры от монолита. Чем на более ранней стадии свежезалитый бетон замерз, тем меньшим будет показатель прочности.

В каких условиях нельзя заливать бетон:
  • Когда температура окружающей среды находится на отметке +5 С и ниже, а никаких мероприятий по прогреву или повышению морозостойкости бетона осуществляться не планируется.
  • В межсезонье – когда температура нестабильна, отмечены сильные скачки как отметок на термометре, так и влажности.
  • Если термометр показывает температуру +25 градусов и выше, а влажность воздуха ниже 50%. В такое время лучше использовать специальные цементы или не проводить работы, так как процесс гидратации будет происходит очень быстро: вода испарится, а бетон не успеет набрать прочность, вследствие чего нередко появляются трещины, деформации, отслоения и т.д.

  • Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева в течение минимум 3 дней до отметки в +10-30 градусов.
  • Когда уже приготовлен бетон со специальными присадками, а за окном внезапно наступила оттепель или влажность воздуха стала выше 60%, начался дождь и т.д.
  • В случае неумения определить оптимальный режим прогрева, настроить приборы, контролировать бетон в мороз. Ведь для бетона одинаково страшны как мороз, так и перегрев.
При какой оптимальной температуре можно заливать бетон:
  1. От +5 до +20 градусов – нормальные условия для заливки бетона, приготовленного по стандартному рецепту.
  2. От нуля до +5 градусов – исключительно с использованием специальных добавок.
  3. От 0 до -20 градусов – со специальными добавками и прогревом.
  4. Идеальные условия – температура бетона +30 и воздуха +20, влажность до 100%.

Бетонирование зимой

Использовать бетон в мороз может понадобиться в самых разных случаях – когда невыгодно останавливать строительство на целый сезон, в случае выполнения экстренных работ и т.д. С учетом губительного воздействия минусовой температуры на материал и его технические характеристики, бетон нужно прогревать. В случае, когда температура внутри раствора выше температуры снаружи, могут появляться деформации.

Прогрев бетона осуществляется до момента набора критического показателя прочности. Если таковых данных нет в проектной документации, то значение принимают в 70% от проектной прочности. Когда есть требования со значениями водонепроницаемости/морозостойкости, то критическая прочность составляет 85% от проектной.

Основные методы прогрева бетона для заливки при минусе:
  • Прогрев самих компонентов для приготовления смеси.
  • Использование эффекта термоса.
  • Осуществление электронагрева.
  • Применение паропрогрева.

Таким образом, вопроса о том, при какой минимальной температуре можно заливать бетон, нет вообще. Задача заключается в том, чтобы в соответствии с условиями работ оптимально подготовить смесь и объект для сохранения технических свойств материала и основных требований по прочности, надежности, долговечности.

Самый простой и дешевый вариант – прогрев всех компонентов, использующихся для приготовления бетона. Их греют для того, чтобы в момент заливки бетон имел минимум +35-40 градусов.

Греют все материалы, кроме цемента: щебень/песок до +60, воду до +90, цемент просто на время оставляют в теплом помещении (чтобы был комнатной температуры). Потом смешивают все компоненты и выполняют заливку.

Метод термоса

Этот вариант актуален в случае заливки массивных конструкций. Дополнительного прогрева не предусматривается, но укладываемая смесь должна демонстрировать температуру в +10 градусов как минимум (лучше больше). Данный метод заключается в том, чтобы залитая смесь в процессе остывания успела приобрести критическую прочность.

Принцип работы этого метода заключается в том, чтобы бетон вступил в реакцию и начался процесс затвердевания, который является экзотермическим (то есть, сопровождается выделением тепла). Таким образом, бетоном будет выполняться самоподогрев. Если исключить теплопотери, бетон может прогреться до +70 и выше.

Опалубку надежно защищают теплоизолирующими материалами, устраняя теплопотери бетона, находящегося в процессе затвердевания. Вода не замерзает, бетонный монолит постепенно набирает прочность без разрушения внутренней структуры. Такой вариант используют для заливки фундаментов зимой, он считается наиболее простым и экономичным, так как не требует использования какого-либо оборудования.

Электронагрев бетонной смеси

Задумываясь о том, при каких температурах можно заливать бетон, многие рассматривают в качестве выхода из ситуации электропрогрев. Осуществляться прогрев может с использованием нескольких способов: с применением электродов, метода индукции и с различными электронагревательными устройствами.

Нагрев электродами осуществляется так:
  • В свежезалитую смесь вводят электроды.
  • Потом на электроды подают ток.
  • В процессе прохождения тока по электродам они нагреваются, передают тепло бетону.

Ток должен быть переменным, так как постоянный станет причиной прохождения процесса электролиза, который сопровождается выделением газа. Газ экранирует поверхность всех электродов, значительно возрастает сопротивление тока, в результате чего нагрев заметно снижается. В случае, если в бетоне уложена арматура, она может использоваться в качестве электрода.

Чтобы данный способ сработал, необходимо сделать так, чтобы бетон прогревался равномерно и максимум до +60 градусов. Расход электроэнергии в таких случаях обычно не превышает 80-100 кВт*ч на кубический метр бетонного раствора.

Индукционный нагрев применяется достаточно редко, так как его реализация предполагает ряд сложностей. Данный тип прогрева бетонной смеси работает на принципе бесконтактного нагрева высокочастотными токами электропроводящих материалов. Так, вокруг стальной арматуры мотают изолированный провод, а через него пропускают ток. Таким образом появляется индукция, арматура нагревается и греет бетон. Расход электроэнергии составляет обычно 120-150 кВт*ч на кубический метр бетона.

Применение электронагревательных приборов предполагает использование самых разных средств для уменьшения негативного воздействия мороза на процесс гидратации смеси. Это могут быть греющие маты, к примеру, которые раскладывают на бетон и затем подключаются к сети. Можно сделать над залитым монолитом что-то типа палатки, установить внутри тепловую пушку и греть.

Тут важно обеспечить удержание влаги в бетоне, чтобы он, в процессе прогрева, не пересох, что также негативно влияет на качество и прочность, как и холод (при замерзании). Расход электроэнергии (при условии, что температура окружающего воздуха составляет около -20 градусов) составляет 100-120 кВт*ч на кубический метр.

Паропрогрев бетона в зимнее время

Когда температура окружающей среды на нуле или ниже, есть смысл задуматься о прогреве бетона паром. Данный метод особенно эффективен для тонкостенных конструкций. В опалубке с внутренней стороны делают каналы, через них пускают пар. Иногда делают двойную опалубку, а пар пропускают между двумя стенками.  Можно смонтировать трубы внутри бетона, а затем по ним пускать пар.

С использованием данного метода можно прогреть бетон до +50-80 градусов. Столь высокая температура и оптимальная влажность ускоряют в несколько раз процесс твердения. Так, за 2 суток при паропрогреве бетон набирает прочность, аналогичную твердению в течение недели в нормальных условиях.

Единственный недостаток данного метода – существенные затраты времени, финансов и усилий для его реализации.

Использование присадок при морозе

Сегодня очень распространено использование противоморозных добавок и особых химических ускорителей твердения бетона. Чаще всего в качестве этих добавок выступают нитрит натрия, хлористые соли, карбонат кальция и другие. Добавки существенно понижают температуру замерзания воды, активизируют гидратацию цемента (таким образом повышается температура застывания бетона).

Благодаря введению в состав смеси добавок можно избежать необходимости прогрева. Некоторые добавки способны повысить стойкость бетона к морозу настолько, что вопрос о том, можно ли заливать бетон при минусе, не стоит вообще: гидратация проходит даже при окружающей температуре -20 градусов.

Но, несмотря на все преимущества, присадки обладают и некоторыми недостатками.

О чем нужно помнить, вводя в бетон присадки:
  • Они пагубно влияют на арматуру – может начаться процесс коррозии, поэтому актуально вводить добавки лишь в неармированный бетон.
  • Добавки позволяют бетону набрать прочность, равную максимум 30% от проектной, а потом при оттаивании смеси (при плюсовой температуре) процесс набора прочности продолжается. В связи с этим, по СНиП, добавки нельзя вводить в бетон, работающий в условиях динамических нагрузок (молоты, вибростанки и т.д.).
Основные виды противоморозных добавок:
  1. Сульфаты – активно выделяют тепло, сопровождая процесс гидратации. Прочно связываются с труднорастворимыми соединениями, для снижения температуры замерзания смеси их использовать нельзя.
  2. Антифриз – уменьшает температуру кристаллизации жидкости, увеличивает скорость схватывания раствора, на скорость формирования структур не влияет.
  3. Ускорители – повышают растворимость силикатных компонентов цемента, они реагируют с продуктами гидратации, создают основные и двойные соли, которые понижают температуру замерзания жидкости в растворе.

Наиболее распространенные противоморозные добавки:
  • Карбонат кальция (поташ) – кристаллическое вещество, противоморозный компонент, который ускоряет схватывание и затвердевание. Понижает прочность бетонного монолита на 20-30%, поэтому его обычно сочетают с сульфидно-дрожжевой бражкой (тетраборатом натрия) в концентрации максимум 30%.
  • Тетраборат натрия (сульфатно-дрожжевая бражка) – смесь солей кальция, натрия, аммония либо лигносульфоновых кислот. Добавка используется в виде примеси к поташу, не дает бетону терять прочность.
  • Нитрит натрия – кристаллический порошок, ядовитое пожароопасное вещество, применяется при возведении многоэтажных зданий, легко растворяется, не разрушает арматуру, повышает скорость застывания в 1.5 раза.
  • Формиат кальция или натрия – используется с пластификаторами в объеме не более 2-6% от массы раствора. Добавляется в процессе замеса.
  • Аммиачная вода – раствор аммиака в концентрации 10-12%, не провоцирует корродирования металла, не дает высолов.

Бетонирование в условиях сухого жаркого климата

Бетон не любит не только мороза, но и жары. Когда температура воздуха повышается до +35 и выше, а влажность находится на уровне 50%, вода испаряется слишком быстро, что провоцирует нарушение водоцементного баланса. Гидратация замедляется либо прекращается вовсе, в связи с чем бетон нужно защищать от слишком быстрой потери влаги.

Для понижения температуры смеси используют охлажденную (либо разбавленную льдом) воду. Так устраняют быстрое испарение воды в процессе укладки смеси. Через определенное время смесь нагревается, поэтому важно обеспечить герметичность опалубки (чтобы вода не испарялась через щели). Опалубка также может впитывать влагу, в связи с чем для ограничения адгезии бетона и материала конструкции до заливки ее обрабатывают специальными составами.

Твердеющий бетон защищают от прямых ультрафиолетовых лучей – поверхность укрывают брезентом (мешковиной), каждые 3-4 часа осуществляют смачивание поверхности. Увлажнение может понадобиться все 28 суток набора прочности монолитом.

Часто для защиты бетона от жары используют такой метод: над поверхностью создают воздухонепроницаемый колпак из ПВХ пленки толщиной минимум 0.2 миллиметра.

Приготовленный по рецепту бетон способен схватиться, затвердеть и приобрести все проектные характеристики при окружающей температуре +20 градусов и влажности около 100%. В случае проведения работ на морозе или жаре необходимо позаботиться о мерах прогрева или охлаждения, которые будут гарантировать прочность и долговечность готовой конструкции.

Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева: методы и рекомендации

При температуре ниже нуля затвердевание бетонного раствора становится проблематичным. Часто с этим сталкиваются при устройстве фундаментов осенью и зимой. Специалисты уверяют, что заливка бетона при минусовой температуре возможна и без прогрева, но для этого выполняются определенные требования, обеспечивающие правильное затвердевание бетонной смеси.

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

Методики бетонирования в зимних условиях

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

  • Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
  • Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
  • Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
  • Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Повышение температуры в процессе замеса

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

Подогрев и утепление раствора

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

  • Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
  • Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
    Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
  • Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетоного раствора зимой:

  1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
  2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

Общие рекомендации при заливке

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства. Именно поэтому делать плитные фундаменты в низком температурном диапазоне не рекомендуется, поскольку сложно полностью обогреть все элементы на большой площади.

Работа с ленточным фундаментом в такую погоду вполне возможна. Для этого нужно прогревать траншею постепенно, заливая в нее бетон. После заливки обязательный этап – качественная термоизоляция. Процесс продолжается до тех пор, пока периметр не замкнется. С применением добавок в бетонный раствор и качественной изоляцией ленточный фундамент можно заливать при температуре до -15⁰С.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Заливка частями может привести к неравномерности свойств конструкции и снижению ее качества.

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

зимнее бетонирование, зимний бетон, методы, способы, технология зимнего бетонирования, бетон в зимнее время

Наши цены на зимний бетон >>>

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.

Низкая температура является главной проблемой сопровождающей зимнее бетонирование. Для начала стоит упомянуть - каким образом отрицательная температура может повлиять на процесс схватывания и твердения бетона. Существует две основных причины:

  • Затормаживание процесса гидратации цемента (увеличение сроков набора прочности бетона)
  • Вымерзание воды, входящей в состав бетона (полная остановка процесса набора прочности)

Разберем по порядку: каким же образом каждая из причин воздействует на поведение набирающего прочность бетона. В чем основная проблема бетонирования при низких температурах. Почему для свежеуложенного бетона опасна отрицательная температура. Что конкретно не хватает цементу для полноценного схватывания и образования цементного камня, при бетонировании зимой.

Низкая температура (0+10 градусов) существенно затормаживает процесс гидратации цемента. Попросту - растягиваются сроки набора прочности бетона. К примеру: в нормальных условиях (+20 градусов Цельсия) за неделю бетон набирает до 70% прочности. При температуре окружающего воздуха +5 градусов, срок набора 70% марочной прочности бетона может растянуться на 3-4 недели.

Высокая температура является катализатором большинства химических процессов. Не исключением является и процесс гидратации цемента. Именно поэтому, при изготовлении ЖБИ изделий применяется пропаривание свежеотлитых изделий из бетона. При пропаривании, в камере с погруженными в неё свежеизготовленными железобетонными изделиями поддерживается 70-80 градусная температура и повышенная влажность. Благодаря таким условиям, бетон ускоренными темпами набирает марочную прочность. И пресловутые 70% прочности, бетон может набрать за 8-12 часов (в стандартных 20-градусных условиях аналогичная прочность бетона достигается за неделю).

И если низкая положительная температура тормозит процесс схватывания и набора прочности бетона, то отрицательная - полностью его останавливает. Причина тому – вымерзание воды в молодом бетоне. Сам процесс гидратации цемента невозможен в отсутствие воды. Вода является необходимым компонентом для образования цементного камня. Цемент должен находиться в контакте с водой (влагой) в течение всего времени созревания.

Классический срок набора марочной прочности бетона – 28 суток. Именно в таком возрасте он должен набрать прочность, которая была рассчитана и спрогнозирована лабораторией бетонного завода. Однако, как мы уже выяснили, при бетонировании в зимних условиях, процесс схватывания и набора прочности может растянуться, а то и вовсе остановиться, вплоть до наступления оттепели. 

Как бетонировать зимой

Коль уж мы завели речь о зимнем бетонировании, будем считать, что температура, при которой мы производим монолитные работы, – отрицательная. Основная задача – не дать замерзнуть воде, входящей в состав бетона. Как говорится в рекламе: «Не дай себе засохнуть». В данном случае – не дайте засохнуть цементу. Цемент нуждается в воде. Это его жизнь и его сила. По сути, технология зимнего бетонирования и нацелена на сохранение воды от замораживания (кристаллизации).

Какие же методы зимнего бетонирования наиболее часто используются на современной стройке. Существует несколько основных способов сохранения воды затворения бетона от вымерзания:

  • Применение противоморозных добавок в бетон (ПМД)
  • Использование электропрогрева бетона
  • Укрывание бетона пленкой ПВХ, утеплителями и т.п.
  • Сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушками

Применение противоморозных добавок в бетон - наиболее распространённый способ, применяемый при бетонировании в зимних условиях. Большинство бетонных заводов выпускают бетон с зимними добавками ПМД. Так называемый зимний бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой процентным содержанием добавок.

Противоморозные добавки вводятся в бетон в строгом процентном соотношении с количеством цемента, входящего в ту или иную марку бетона. Так же, количество противоморозной добавки зависит от предполагаемой температуры воздуха, при которой будет происходить бетонирование. Более подробную информацию читайте в разделе противоморозные добавки для бетона.

Электропрогрев бетона чаще применяется на больших стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). В российских реалиях дряхлых подстанций и электросетей недостаточной мощности, зимний прогрев бетона - это малореальное мероприятие для частного застройщика. Электрический прогрев бетона зимой, на мой взгляд - лучший метод, при проведении монолитных работ, но... Как говорится: "Чем богаты, тем и рады".

Укрывание бетона – наиболее рациональный метод бетонирования в зимнее время, при пограничных температурах воздуха +3-3. Схватывание и твердение бетона – изотермический процесс, то есть: при застывании и наборе прочности, цемент, контактируя с водой, выделяет тепло. И было бы неплохо сохранить это тепло. Для этого необходимо свежеотлитую конструкцию из бетона укрыть ПВХ плёнкой, или утеплителем. В некоторых случаях, если при бетонировании в зимнее время применялся обычный бетон без противоморозных добавок, а температура воздуха резко упала до низких минусовых значений (-5-15) целесообразно использовать газовые или электрические пушки.

Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками, то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т.п . Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев.

В большинстве случаев, для первичного набора прочности бетона, достаточной для проведения дальнейших работ, хватает 1-3 суток прогрева тепловыми пушками. За это время бетон может набрать до 50% марочной прочности.

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.

 

 

 

 

Бетонные работы в зимнее время 👷

Технологии строительства с применением бетонирования и получения искусственного камня, переходом однородной пластичной бетонной массы в твердое состояние рассчитаны на теплое время года. Летом монолитная плита набирает 70 % прочности в течение 7 суток от момента укладки. Зимой для этого требуется месяц. Останавливать строительство на холодный период нерационально. Укладку строительных смесей, когда средняя температура за сутки температура опускается ниже 5 0С называют зимним бетонированием. Показатель регламентирован СП 70.13330 и СНиП 3.03.01.

Чем отличается зимнее бетонирование от летнего

Бетонная смесь представляет пластичное тесто. Она получена соединением цемента, воды, инертных наполнителей – песка и щебенки. Цемент состоит из кальциевых силикатов C2S, C3S, алюминатов C3A, и четырехкальциевого феррита C4AF. В соединении с водой образуется бетонный камень. Происходит кристаллизации сложных гидратов. Процесс неспешный, основанный на получении комплексов гидросиликатов. Результат – набор прочности монолитом в течение 28 суток при температуре массы 5-20 градусов.

Химизм процесса получения искусственного камня из бетонного теста:

  • C3S трехкальциевый силикат 3CaOxSiO2 участвует в реакции кристаллизации во все периоды нарастания прочности камня. Реакция экзотермическая, греет заливку до начала твердения.
  • C3A, формула 2CaOxAl2O3 начинает создавать структуру скелета с самого начала схватывания и активен первые дни, наиболее важные в зимних условиях.
  • C2S и C4AF соединения проявляют активность через месяц, продолжая упрочнять конструкцию.

В холоде скорость реакции гидратации замедляется до нуля, вода превращается в лед и разрушает структуру за счет внутреннего давления. Если жидкий бетон перемерз до вступления в реакцию гидратации, камень не образуется. Это значит, на практике нужно выполнить 3 условия:

  • Ускорить процесс твердения массы за счет повышения температуры всех компонентов до смешения.
  • Использовать химические добавки, ускоряющие гидратацию бетона и снижающие температуру образования льда.
  • Подогревать бетонное тесто до застывания энергией, поступающей извне.

Все способы зимней укладки основаны на комбинации перечисленных условий схватывания и твердения искусственного камня.

С достижением критической прочности бетона (50 % от марочной), разрушительные усилия воды сводятся к минимуму. Но следует учесть, распалубку можно проводить при твердении искусственного камня до 70 %. Главная задача зимнего бетонирования – создать условия, чтобы массив отвердел в кратчайшие сроки.

Плюсы и минусы зимней заливки

Работа с цементными составами зимой сложна, но остановить стройку на длительный период – оставить рабочих без заработка, остановить заводы ЖБИ – недопустимо.

Преимущества:

  • Зимой компоненты для производства бетона стоят дешевле.
  • По замерзшему грунту легче доставить материалы, не разбивая дорогу на болотистой местности.
  • Можно устанавливать фундамент на слабом или сыпучем грунте.
  • Проще найти рабочих на тяжелый физический труд.

Недостатки:

  • Требуется систематический контроль за температурой массы бетона на этапах заливки, схватывания и упрочнения бетона.
  • Применение портландцемента и химических ингредиентов, влияющих на процесс набора прочности и снижающих температуру образования льда в смеси.
  • Ограниченное время на транспортировку смеси с РБУ.
  • Высокие энергозатраты.

Методы зимнего бетонирования

Чтобы прочность массива при зимней заливке соответствовала нормативам, используют две технологии:

  • Холодный способ.
  • Теплая укладка.

Конечная цель – набор прочности камня в результате кристаллизации гидратированных частиц. Предотвращение образования в цементном тесте льда.

Укладка цементного теста холодным способом

Схватывание и твердение смеси происходит в результате химических реакций с выделением тепла. Но повышение температуры на 2-3градуса в холодное время недостаточно. Важно сохранить температуру бетона, утепляя поверхность и бока специальными матами.

В зимних композициях применяется портланд цемент, глиноземистый и другие быстротвердеющие марки. Для быстрого набора прочности бетона зимой рекомендуется использовать цемент маркой выше, чем заложено в проекте. Ускорит процесс уплотнения при заливке вибраторами и снижение количества воды в бетонном тесте.

При нулевой температуре процесс схватывания прекращается. Зимой на РБУ необходимо использовать подогретые ингредиенты, изменить порядок смешивания компонентов. Применять специальные химические добавки, ускоряющие процесс набора прочности и предотвращающие замерзание бетона.

Как подогреть массу бетона до укладки

В зимний период РБУ готовят теплую смесь для бетонирования. В нагретую воду добавляют инертные материалы не уличного хранения, потом цемент.

Виды цемента Температура воды 0 С Температура массы на выходе
Пуццолановый, шлакопортландцемент 80 35
Быстротвердеющий портландцемент 60 30
Глиноземистый 40 25

Общий замес продолжается в полтора дольше летнего, к месту заливки раствор доставляется нагретым до 20-30 градусов. Заливается смесь ускоренно, чтобы избежать охлаждения. В теплой массе схватывание начинается быстро, транспортное плечо должно быть коротким. При заливке массива обязательно применение бетононасоса. В зимнее время правило непрерывной укладки должно соблюдаться неукоснительно.

Важно, конструкции под прием подогретой массы также готовятся. С них счищается снег и наледь, прогревается ранее уложенное основание.

Прогрев и уплотнение обеспечивают равномерность структуры бетона его прочности. На период застывания теплую массу накрывают специальными теплоизоляционными плитами, рулонными материалами.

Использование противоморозных добавок

Дополнительные химические соединения в бетон добавляют в расчетных количествах, ориентируясь на показатели окружающей среды, толщину слоя и марку цемента. Использование противоморозных добавок понижает образования льда и ускоряет гидратацию.

Химические добавки зимой полезны для заливки бетона любым способом. Выбирать их нужно в соответствие обстоятельствам. Следует соблюдать инструкции по введению противоморозных добавок.

Применяемые зимой соли, образующие в растворе электролиты агрессивны, могут позже проявлять себя высолами на поверхности бетона, ускорять коррозию металла в железобетонных конструкциях. Готовые комплексные смеси ускоряют прирост марочной прочности, повышают адгезию с арматурой, служат ингибиторами коррозии. Составы улучшают пластичность бетона, обладают ингибирующими свойствами. На ответственных объектах рекомендуется применять комплексы с пластификаторами.

Существует 3 группы зимних добавок в цементную массу.

  • Группа веществ, способных вызвать слабую экзотермическую реакцию. В нее входят соли-электролиты карбамид, органические многоатомные спирты.
  • Модификаторы на основе хлорида кальция – разогревают массу длительное время, ускоряют гидратацию, но заменены формиатами кальция и натрия или готовыми добавками заводского изготовления.
  • Трехвалентные сульфатные соли железа и алюминия – ускоряют гидратацию, но почти не повышают температуру массы.

Цена противоморозных добавок зависит от стоимости их получения и эффективности в малых дозах.

У строителей пользуются спросом недорогие соли-электролиты поташ, нитрит натрия, применяемые в пропорции.

Температура 0 С % добавки
+5~-5 5-6
До -10 6-8
До -15 8-10

Однако необходимо помнить хлориды и натриевые соли приводят к коррозии арматуры. Их нельзя использовать, если смесь содержит высокощелочной цемент с алюмосиликатами С3А. Специалист по технологии силикатов подбирает добавку, эффективно работающую в конкретных условиях. Необходимо учитывать инструкцию по применению состава, напечатанную на упаковке.

Промышленность предоставляет готовые стандартные составы с пластификаторами, например:

  • гидрозим;
  • лигнопан;
  • победит-антимороз;
  • гидробетон С-3М-15, и другие.

Технология теплой укладки

Нагревание уложенного массива, близлежащей зоны внешними источниками тепла в период набора монолитом критической плотности называют теплым бетонированием. За счет подогрева массы до 50 0 С происходит быстрый набор жесткости и прочности монолита. Нагревание можно обеспечить, используя электрическую энергию. Бетонное тесто нагревают не выше 70 градусов. Подобные условия обеспечивают быстрое твердение монолита.

Применяют:

  • Электродный подогрев через опалубку, когда тепло выделяется при прохождении тока сквозь бетонную толщу.
  • Инфракрасным нагревом воздействуют на арматуру и специальный укрывной материал, прогревающих массив.
  • Используют разложенные на поверхности залитой массы сетки из проводов, выделяющие тепло при прохождении электричества.
  • Индукционный метод, когда тепло от индуктора передается в монолит через арматуру.

Все перечисленные способы энергозатратны, что негативно влияют на стоимость строительства.

Применение тепловых пушек

Шатровой обогрев выполняют подачей разогретого воздуха или пара под герметичный купол, установленный над бетонным пирогом. Испытанное оборудование – тепловые пушки. Шатер представляет тент из ПВХ материала. Пушки устанавливаются внутри, на временный каркас. Для набора критической плотности с применением тепловых пушек требуется до 3 суток.

Метод термоса

Если монолит массивный, с малой площадью контакта с окружающей средой, применяется сохранение тепла, полученного в ходе реакции гидратации. Заливка в утепленную опалубку, укрытие минматами и пленкой ПВХ даст возможность сохранить температуру объекта на момент набора критической плотности.

Технология низкотемпературной заливки способом термоса в последние годы стала более совершенной. Используют смеси с электроподогревом в бункере до 70-80 0 С. Нагрев скорый, в 2 этапа, перед самой укладкой в утепленное ложе. При этом лабораторный контроль сопровождает процесс до полного остывания массы. Для этого в массиве формируются скважины в контрольных точках. Их расположения и размеры регламентированы стандартом.

Для ленточных фундаментов, монолитной плиты подходит метод горячего термоса. Основание под заливку – керамзитовая крошка, нагретая до температуры 200-300 градусов. После остывания поверхности до 100 0 С заливается теплый бетон с уплотнением. Весь массив закрывается утепляющими матами и герметичной пленкой.

Когда применяют паровой прогрев цементного теста

Тонкостенные конструкции с большой открытой площадью интенсивно испаряют воду при нагревании. Недостаток воды затрудняет гидратирование монолита, ведет к растрескиванию поверхности. Использование парового прогрева снимает перечисленные проблемы. В паровую рубашку подается насыщенный пар, нагретый до 80-95 0 С. При этом сам материал не должен нагреваться выше 70 0. Кратковременный нагрев ускоряет твердение цементных композитов.

Если используется воздушный обогрев, необходимо обеспечить герметичность кожуха, чтобы отходящие газы не уносили влагу.

Заключение

Выполнять бетонирование строительных конструкций зимой можно. К весне фундамент приобретет нужную структуру. Главное, не допустить перемерзания раствора и довести объект до критической плотности, используя предложенные методы. Тогда качество заливки будет соответствовать расчетным показателям прочности. Если вы сомневаетесь в своих возможностях – обратитесь к специалистам компании ЕвроБетон. Воспользуйтесь контактным телефоном и получите бесплатную консультацию.

Смотрите также


особенности, плюсы и минусы, методы

Дата: 14 ноября 2017

Просмотров: 3619

Коментариев: 0

Зимнее похолодание доставляет серьезные неудобства строителям при выполнении мероприятий, связанных с бетонированием. Вода, входящая в состав раствора, при охлаждении превращается в лед, увеличиваясь в объеме. Монолит теряет прочность и покрывается сетью трещин. Вместе с тем заливка бетона зимой возможна благодаря специальным методам бетонирования. Их с успехом применяют профессиональные строители и частные мастера. Рассмотрим подробно специфику бетонирования при зимнем строительстве.

Бетонные работы зимой – особенности выполнения

Сложно назвать зимние месяцы благоприятным периодом для бетонирования монолитных конструкций, заливки фундаментов и формирования буронабивных опор. Это связано с кристаллизацией воды. Она затрудняет процесс гидратации, в результате которого формируются прочные связи на молекулярном уровне. При расширении воды в результате кристаллизации возрастает пористость, снижаются прочностные характеристики, происходит растрескивание массива.

Чтобы зимний бетон был крепким, необходимр создать условия или присадки для его вызревания

После бетонирования происходят следующие процессы:

  • схватывание. Продолжительность данной стадии составляет не более 24 часов, на протяжении которых осуществляется переход из жидкого состояния в твердую фазу. Прочностные характеристики при этом довольно низкие;
  • твердение. Это длительный процесс, в результате которого на протяжении месяца приобретаются эксплуатационные характеристики. Они зависят от марки раствора, введенных модификаторов, а также окружающей температуры.

Ряд застройщиков интересуется, до какой температуры можно заливать бетон зимой. Специалисты считают, что нормальное протекание процессов схватывания и достижения максимальной прочности происходит при температуре от плюс 3 до плюс 5 градусов Цельсия. При этом скорость набора твердости прямо пропорциональна температуре и возрастает при использовании портландцемента увеличенных марок.

Процесс гидратации при нормальном протекании процесса твердения проходит следующим образом:

  • образуется на поверхности тонкий слой натриевого гидросиликата;
  • цементные зерна постепенно поглощают воду, связывая все компоненты смеси;
  • внешние слои массива стают более плотными при испарении из раствора воды;
  • процесс твердения постепенно переходит в глубину массива;
  • концентрация влаги снижается до достижения эксплуатационной прочности.

Отвечая на вопрос, при какой температуре замерзает бетон, сообщаем, что процесс гидратации может протекать только при положительной температуре. Образование ледяных кристаллов затрудняет связывание компонентов бетонной смеси. При гидратации происходит нагрев раствора. Это позволяет при незначительном похолодании выполнять бетонные работы при условии использования теплосберегающей опалубки или специальных матов.

Прежде всего, необходимо правильно выбрать цемент для зимнего бетонирования фундамента

При бетонировании зимой применяют различные методы, позволяющие изменить порог замерзания и сократить продолжительность схватывания:

  • вводят модифицирующие добавки, снижающие порог кристаллизации. Специалисты индивидуально определяют, сколько соли в бетон зимой необходимо вводить, а также в каких пропорциях добавлять модификаторы;
  • нагревают раствор, используя различные способы. Выбор оптимального варианта разогрева бетонного раствора осуществляется в зависимости от специфики работ и уровня затрат на реализацию выбранного способа;
  • применяют в составе бетонного раствора портландцемент более высоких марок. Такой цемент достигает необходимой для эксплуатации прочности за более короткое время и интенсивно поглощает влагу.

Остановимся детально на нюансах заливки бетона в зимнее время.

[testimonial_view id=”20″]

Заливаем бетон зимой – достоинства зимнего бетонирования

Выполнение работ в условиях отрицательных температур имеет определенные плюсы:

  • позволяет осуществлять заливку на сыпучих почвах. На таких грунтах проблематично выполнять земляные работы в теплый период, так как почва осыпается. Повышение твердости грунта при замерзании облегчает выполнение работ;

Для замеса в зимнее время используют горячую воду и подогретую засыпку. Цемент греть нельзя

  • существенно уменьшает сметную стоимость работ. Это достигается за счет снижения стоимости строительных материалов зимой. Благодаря сезонным скидкам уровень затрат может быть намного ниже;
  • обеспечивает сокращения сроков выполнения строительных мероприятий. При неблагоприятных природных условиях строители вынуждены работать оперативнее, что позволяет осуществлять строительство ускоренными темпами.

Кроме того, возможны ситуации, когда объект строительства находится в холодной климатической зоне, и зимнее бетонирование является единственно возможным решением.

Можно ли заливать бетон зимой – проблемные моменты

Ряд застройщиков считает, что целесообразно воздержаться от зимнего бетонирования и выполнить весь объем работ с наступлением теплых месяцев.

Они руководствуются при этом следующими соображениями:

  • приобретение покупного материала, содержащего противоморозные добавки, повысит объем затрат;
  • создание специальных условий по укладке и применение методов разогрева повлечет дополнительные расходы;
  • сокращенная продолжительность зимнего дня потребует дополнительного финансирования, связанного с освещением площадки и теплоизоляцией бытовок;
  • использование сложных методов прогрева потребует привлечения специалистов и применения специального оборудования;
  • при значительном снижении температуры потребуется больше времени для набора эксплуатационной прочности;
  • малейшее отклонение от проверенной технологии и резкое изменение погодных условий является причинами повышенной хрупкости.

При зимнем замесе раствора меняется порядок закладки составляющих: заливается вода, в нее засыпается щебень и песок

Проанализировав комплекс проблемных моментов можно сделать заключение, что велика вероятность получения некачественного бетона и резкого возрастания общего уровня затрат.

Применяемые методы зимнего бетонирования

При выполнении бетонных мероприятий в зимний период используются следующие способы:

  • повышение температуры бетонной смеси, за счет использования предварительно нагретой воды;
  • ведение пластифицирующих добавок и модификаторов, значительно снижающих порог замерзания воды;
  • повышение температуры раствора специальными методами электрического и инфракрасного разогрева.

Остановимся детально на особенностях каждого технического приема.

Заливка бетона зимой в домашних условиях

Этот метод предусматривает прогрев смеси различными путями:

  • добавлением в раствор горячей воды, нагретой до 70–80 градусов Цельсия;
  • введением заполнителя, предварительно разогретого тепловой пушкой;
  • разогрев бетонного раствора в смесителе, прогреваемом со стороны.

Использование разогретой смеси – простейший метод, применяемый при зимней заливке. Условия применения данной технологии:

  • выполнение незначительных объемов работ;
  • бетонирование в бытовых условиях;
  • незначительное похолодание в ночное время.

Еще один способ заливки бетона при отрицательных температурах — использование химических веществ

Для достижения требуемого эффекта необходимо соблюдать следующие правила:

  • применять портландцемент марки М400 и выше;
  • вводить пластификаторы, ускоряющие процесс набора твердости;
  • не превышать максимально допустимую температуру нагрева воды.

Последовательность действий:

  1. Налейте в бетоносмеситель воду, нагретую до 80 градусов Цельсия.
  2. Засыпьте наполнитель и песок, соблюдая необходимые соотношения.
  3. Введите портландцемент, применяемый в качестве вяжущего вещества.
  4. Добавьте специальные присадки, которые ускоряют твердения раствора.
  5. Перемешайте ингредиенты до необходимой консистенции и произведите заливку.

После бетонирования следует уплотнить материал вибратором и защитить от охлаждения теплоизоляционным материалом.

Можно ли добавлять соль в бетон зимой и модифицирующие добавки

Введение специальных пластификаторов позволяет уменьшить уровень замерзания воды. При этом гидратация будет осуществляться по стандартной схеме, несмотря на пониженную температуру окружающей среды.

Наиболее распространенная присадка, повышающая «морозоустойчивость» бетона и ускоряющая его твердение, — хлористый кальций

Наряду с готовыми составами, которые можно приобрести в магазинах, используют следующие ингредиенты:

  • хлористый кальций:
  • поташ;
  • хлорид натрия;
  • натриевый нитрат.

Ряд застройщиков добавляют соль (хлорид натрия), что позволяет незначительно уменьшить порог замерзания, но не гарантирует сохранение свойств бетона. Специалисты рекомендуют использовать модификаторы, изготовленные промышленным путем, и не проводить эксперименты с доступными добавками.

Можно ли зимой заливать бетон технически сложными способами

В строительной отрасли при зимнем бетонировании используют следующие прогрессивные методы:

  • установку изоляционной обшивки, которая выполняет функцию термоса и сооружается вокруг опалубки;
  • укладку нагревающего кабеля, который соединяется с трансформатором и прогревает массив;
  • использование для разогрева воткнутых в бетон электродов, на которые подается напряжение;
  • прогрев инфракрасными обогревателями, которые направленно воздействуют на бетонный массив;
  • индукционный разогрев массива, при котором магнитное поле преобразуется в тепловую энергию.

Использование указанных технических приемов требует предварительного выполнения расчетов, применения специального оборудования и высокой квалификации.

Заключение

Принимая решение о целесообразности укладки бетона зимой, следует тщательно проанализировать, каким образом будет осуществляться процесс заливки, а также оценить общий уровень расходов. Если имеется возможность, стоит перенести зимнее бетонирование на теплый период года.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Зимний бетон: добавки пмд, прогрев конструкций

Основной проблемой осуществления зимнего бетонирования считается низкая температура воздуха, при которой замерзают используемые строительные материалы. Поэтому необходима эффективная технология предотвращения этого процесса.

Требования к процессу бетонирования определены строительными нормами и правилами, по которым температура менее 5С относится к зимнему периоду.

Особенности зимнего бетонировани

Осуществляемая укладка бетонного раствора зимой усложняется из-за следующих причин:

  1. При низкой температуре начинается замедление гидратации цемента, поэтому период набора прочности бетона возрастает.
  2. Рост давления в бетоне начинается из-за замерзшей расширяющейся воды, что в результате вызывает его разупрочнение.

Образующиеся ледяные корки нарушают связанные между собой компоненты раствора. Уменьшение прочности зависит от точного возраста бетона и произошедшего замерзания воды. Самым опасным считается период схватывания свежей залитой смеси, ведь прочность появляется из-за ее замерзания. При возрастании температуры цементная гидратация начинается снова. При этом по прочности бетон серьезно уступает не замороженному раствору.

Устоять перед разрушением структуры может качественный зимний бетон, набравший определенный уровень прочности. Очень важно соблюдение беспрерывной укладки готовой смеси, что не позволяет появиться холодным швам.

В Москве в строительстве самым популярным методом бетонирования стала защита бетона от вероятного замерзания при происходящем схватывании, а также наборе критической прочности, составляющей 50% от усиленной марочной. В более серьезных конструкциях обустраиваемый бетон защищается от замерзания почти до 70% от величины проектной прочности.

Сегодня используются следующие методы зимнего бетонирования:

  • введение в состав разработанных противоморозных добавок или химических веществ;
  • тщательное укрытие смеси утеплителями;
  • разные виды прогрева поверхности бетона.

Применение добавок противоморозного действия

Сегодня самым удобным способом защиты бетонирования зимой стало применение разработанных противоморозных добавок. Способ считается более дешевым по сравнению с бетонированием, требующим тщательного утепления конструкции, включая прогрев электричеством или используемыми инфракрасными лучами. Такие специальные добавки применяются самостоятельно или сочетаются с остальными методами подогрева.

  1. Добавки для ускорения или замедления схватывания смеси. Например, это электролиты, не электролиты и карбамид, а также многоатомные спирты.
  2. Модификаторы, созданные из хлорида кальция и существенно ускоряющие время схватывания бетона.
  3. Вещества с антифризными свойствами, которые ускоряют схватывание раствора с усиленным тепловыделением после выполнения заливки. Это трехвалентные сульфаты, созданные из алюминия и добавленного железа.

Многих строителей интересует вопрос о том, можно ли добавлять соль в бетон зимой. Техническая соль не разъедает цемент и считается самой доступной и недорогой противоморозной добавкой, которая обеспечивает непрерывность бетонных работ при низкой температуре воздуха.

Мероприятия увеличивающие эффективность применения противоморозных добавок пмд

Разработанные противоморозные добавки необходимы для ускорения схватывания и твердения бетона. Причем для нормального результата проводится ряд следующих важных мероприятий:

  1. Создание участков теплоты внутри бетонного раствора с проведением подогрева его основных компонентов.
  2. Утепление поверхности бетона для необходимого сохранения тепла, образующегося при изотермической реакции цемента с добавленной водой.
  3. Использование высокомарочных твердеющих цементов.
  4. Изготовление смеси из предварительно подогретых компонентов требует иного порядка процесса их загрузки в отличие от летних условий и одновременной загрузки материалов в барабан смесителя. Например, зимой в барабан необходимо заливать горячую воду, затем добавляется выбранный заполнитель, вводятся цементная смесь и песок.
  5. Смесь транспортируется в утепленной специальной машине, имеющей двойное днище. Пункт проведения погрузочно-разгрузочных работ защищается от ветра. Заливать бетон необходимо с помощью устройств, которые обязательно утепляются.
  6. С опалубки счищаются снег и образующаяся наледь, арматура тоже должна быть обязательно очищена.
  7. Зимнее бетонирование проводится в быстром темпе.

Совет! При зимнем выполняемом бетонировании нежелательно применение каких-либо замерзших заполнителей.

Замерзание воды

Серьезным фактором при укладке бетонного раствора является срок замерзания воды, ведь от этого зависит прочность конструкции. Поэтому бетон получится хрупким при замерзании именно в своем раннем возрасте. Причем период схватывания раствора считается самым критичным.

Используемая технология бетонирования в зимних условиях свидетельствует о том факте, что при замерзании бетона практически сразу после размещения в опалубке на величину его прочности повлияет сила мороза. При росте температуры воздуха начнется продолжение гидратации. Но конструкция по свой прочности уступит похожему строению, смесь которого не замерзала при укладке. Но если бетон смог набрать прочность до замерзания, в дальнейшем он может замораживаться без изменений своей структуры и появления дефектов. Предотвращение появления xoлoдныx швoв возможно с помощью непрерывного укладывания смеси.

Метод «термоса»

Технология метода «термоса» состоит в укладке нормальной по температуре смеси в хорошо утепленную опалубку. Бетон становится прочным из-за выделения тепла при происходящей реакции цементной гидратации. Большое количество образующегося тепла выделяется при работе с высокомарочными цементами.

Эффективность «термоса» возрастает при сочетании с используемыми противоморозными добавками и другими веществами.

Бетонирование зимой с помощью «горячего термоса» состоит в подогреве раствора до температуры 60-80 °С. На месте строительства бетонная смесь постепенно разогревается специальными электродами. При этом она является сопротивлением в действующей цепи переменного тока. Электропрогрев осуществляется в специальных бадьях.

Способы искусственного нагрева и прогрева бетона

Для нормальной прочности бетона требуется поддержание высокой температуры подготовленной смеси. Такой способ используется при недостаточности метода «термоса».

Существуют следующие варианты получения необходимого результата:

  1. Электродный прогрев бетона, приводящий к токообмену и эффективному нагреву конструкции.
  2. Контактный нагрев с применением проводника.
  3. Инфракрасный нагрев с помощью излучателей.
  4. Индукционный нагрев с применением специальной катушки-индуктора.

Прогрев и нагрев бетона с помощью электричества и инфракрасного излучения

Суть такого метода заключается в нагревании бетона и сохранении тепла до набора необходимой самой высокой прочности конструкции. Чаще всего нагревание осуществляется электрическим током, причем бетон становится сопротивлением в электроцепи. Цель достигается при его постепенном нагревании.

Для нагрева бетона используются следующие виды электродов:

  • струнные;
  • стержневые;
  • полосовые;
  • пластинчатые.

Самым подходящим вариантом стали пластинчатые электроды, изготовленные из высококачественного кровельного железа. Они нашиваются на часть опалубки, контактирующую с бетоном. Затем выполняется подключение электродов к электросети. Между ними появляется разность потенциалов, а через бетонную конструкцию течет ток, приводящий к нагреву. В результате цена объекта после прогревания конструкции возрастает из-за особенности такой работы зимой. Понесенные затраты являются полностью оправданными, ведь из-за них предотвращается появление хрупкости бетона, приводящее к разрушению конструкции.

Марки бетона по водонепроницаемости свидетельствуют о степени устойчивости бетона к воздействию влаги. Причем высокий коэффициент свидетельствует о лучшей устойчивости.

Meтoд инфpaкpacнoгo нaгpeвa

При необходимости используется метод специального инфракрасного нагрева. Он основан на трансформации инфракрасных лучей в необходимую тепловую энергию.

Для создания инфракрасных волн необходимы кварцевые и трубчатые виды специальных излучателей, изготовленные из металла. В основном такой способ используется для отогревания промерзших бетонных конструкций и для эффективной тепловой защиты размещенной в опалубке смеси.

Индукционный метод выполняется с помощью катушки, генерирующей выделение тепла в рабочих металлических деталях в зоне своего действия. Такой метод используется для отогревания готовых конструкций и может быть применен для бурения отверстий в прочном бетоне независимо от температуры.

Обогрев конструкций

Конвективный способ равномерного воздушного прогревания конструкций из бетона осуществляется от подведенного снаружи горячего воздуха.

Для этого используется гибкий длинный шланг или специальный прорезиненный рукав. Выработка воздуха осуществляется теплогенератором, запитанным от электросети или функционирующим на дизельном топливе. Но все же рекомендуется использование электрических устройств, ведь при работе дизеля происходит выделение большого объема выхлопных газов.

Эффективный воздушный обогрев применяется после заливки бетона для фундаментов в установленную опалубку в помещении с воздушной циркуляцией, которую усиливает вентилятор для более равномерного распределения прогрева. При этом рекомендовано применение материалов из плотного брезента для создания необходимого тепляка над прогреваемой бетонной конструкцией.

Бетонирование в зимнее время при зимних отрицательных температурах не является сложным делом, ведь при соблюдении положенных правил характеристики прочности созданной конструкции сохраняются на достаточно высоком уровне.

Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

Прочность бетона обычно проверяется через 28 дней как прочность бетонного куба или прочность бетонного цилиндра. Обсуждается причина испытания бетона на прочность через 28 дней.

Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

Бетон после заливки со временем набирает прочность. Чтобы бетон набрал 100% прочность, требуется много времени, и время для этого пока неизвестно.Скорость набора прочности бетона на сжатие увеличивается в течение первых 28 дней заливки, а затем замедляется.

В таблице ниже показана прочность на сжатие, полученная бетоном через 1, 3, 7, 14 и 28 дней в зависимости от марки используемого нами бетона.

Возраст Прочность в процентах
1 день 16%
3 дня 40%
7 дней 65%
14 дней 90%
28 дней 99%

Из приведенной выше таблицы мы видим, что бетон набирает 16 процентов прочности за один день, 40 процентов за 3 дня, 65% за 7 дней, 90% за 14 дней и 99% прочности за 28 дней.

Таким образом, очевидно, что бетон быстро набирает прочность в первые дни после заливки, т.е. на 90% всего за 14 дней. Когда его прочность достигла 99% за 28 дней, бетон продолжает набирать прочность после этого периода, но эта скорость увеличения прочности на сжатие очень низка по сравнению с 28 днями.

После 14 дней заливки бетона бетон набирает только 9% в следующие 14 дней. Итак, темп набора силы снижается. У нас нет четкого представления о том, когда бетон наберет прочность, 1 год или 2 года, но предполагается, что бетон может набрать свою окончательную прочность через 1 год.

Итак, поскольку прочность бетона составляет 99% через 28 дней, она почти близка к его конечной прочности, поэтому мы полагаемся на результаты испытания прочности на сжатие через 28 дней и используем эту прочность в качестве основы для нашего проектирования и оценки.

Хотя существуют также некоторые экспресс-методы испытаний бетона на сжатие, которые показывают связь между методами экспресс-испытаний и прочностью за 28 дней. Этот экспресс-тест проводится там, где время на строительство ограничено, и необходимо знать прочность элемента конструкции для выполнения дальнейших строительных работ.

Подробнее:

Бетон - определение, марки, компоненты, производство, конструкция и изделия

Прочность бетонных кубов на сжатие

Планирование испытаний бетона на прочность, долговечность и повреждения на месте

.

Изменение прочности бетона на сжатие во времени

Возраст бетонных конструкций во многом зависит от их прочности и долговечности. Понимание зависимости прочности бетона от времени помогает узнать эффект нагрузки в более позднем возрасте.

В этом разделе объясняется различное влияние возраста на прочность бетона.

Изменение прочности бетона во времени

Согласно исследованиям, прочность бетона на сжатие с возрастом увеличивается.Большинство исследований проводилось для изучения прочности бетона на 28-е сутки. Но на самом деле сила на 28-й день меньше по сравнению с долгосрочной силой, которую он может набрать с возрастом.

Изменение прочности бетона с возрастом можно исследовать разными методами. На рисунке 1 ниже показано изменение прочности бетона в сухом и влажном состоянии. Этот график основан на исследовании, проведенном Байкофом и Сиглофом (1976).

Они обнаружили, что в сухих условиях через 1 год прочность бетона не увеличивается, как показано на рисунке 1.С другой стороны, прочность образцов, хранящихся во влажной среде (при 15 ° C), значительно увеличивается.

Рис.1: Изменение прочности бетона во времени

Рис.2: Изменение прочности бетона на сжатие со временем (Уоша и Вендт (1989))

Скорость увеличения силы с течением времени

Процесс непрерывной гидратации повысит прочность бетона. Если условия окружающей среды, которым подвергается бетон, способствуют гидратации, прочность с возрастом постоянно увеличивается.Но эта скорость гидратации высока на ранних этапах и задерживается позже.

Прочность на сжатие, полученная бетоном, таким образом измеряется на 28-й день, после чего показатель прочности снижается. Прочность на сжатие, полученная в более позднем возрасте, проверяется неразрушающими испытаниями.

Подробнее: Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?

В таблице 1 ниже показан темп набора силы с первого по 28 день.

Таблица 1: Прочность бетона с возрастом

Возраст Прирост силы (%)
1 день 16%
3 дня 40%
7 дней 65%
14 дней 90%
28 дней 99%

Правильные условия отверждения помогут предотвратить утечку влаги, которая будет способствовать реакции увеличения прочности.На рисунке 3 ниже показано изменение прочности на сжатие с возрастом для различных условий отверждения.

Рис.3. Прочность на сжатие в зависимости от возраста для различных сред отверждения (Мамлук и Заневски)

Факторы, влияющие на длительную прочность бетона на сжатие

Достижение прочности бетона на сжатие в долгосрочной перспективе отличается от набора прочности в раннем возрасте. Различные факторы, влияющие на долговременную прочность бетона на сжатие:

1.Соотношение вода-цемент

Адекватное водоцементное соотношение необходимо для прохождения реакций гидратации в более позднем возрасте. Реакции гидратации улучшают прочность бетона на сжатие.

Недостаточное содержание воды приведет к образованию огромного количества пор до 28 дней, что со временем увеличит шансы ползучести и усадки. Это отрицательно скажется на прочности бетона на сжатие.

Также читайте: Технологичность бетона - типы и влияние на прочность бетона

2.Условия отверждения

Надлежащие условия отверждения - это своего рода подготовка бетона перед его эксплуатацией. Степень отверждения бетона зависит от предполагаемых условий воздействия на конструкции.

Правильно затвердевший и высококачественный бетон не подвержен старению в экстремальных условиях. Следовательно, эффективное отверждение улучшает сжимаемость бетона.

Также читайте: Отверждение цементного бетона - время и продолжительность

3.Температура

Исследования показали, что высокая температура ускоряет реакцию гидратации, но получаемые продукты не будут однородными или хорошего качества. В результате могут остаться поры, влияющие на прочность бетона.

4. Условия окружающей среды

Бетонная конструкция с возрастом подвергается воздействию таких условий окружающей среды, как дождь, замерзание и оттаивание, химические воздействия и т. Д. Непроницаемый бетон может подвергаться проникновению влаги, частому замерзанию и оттаиванию, что приводит к образованию трещин в бетоне.

Химическое воздействие может вызвать коррозию арматуры, что снижает ее предел текучести. Все это может повлиять на прочность бетона.

.

Развитие прочности бетона

На скорость увеличения прочности бетона после смешивания влияют многие факторы. Некоторые из них обсуждаются ниже. Во-первых, хотя может быть полезно несколько определений:

Часто путают процессы «настройки» и «упрочнения»:

Настройка - это укрепление бетона после его укладки. Бетон можно «затвердеть» в том смысле, что он больше не жидкий, но все еще может быть очень слабым; например, вы не сможете ходить по нему.Отверждение связано с образованием эттрингита и гидрата силиката кальция на ранних стадиях. Обычно используются термины «начальный набор» и «окончательный набор»; это произвольные определения раннего и позднего множества. Существуют лабораторные процедуры для их определения с помощью утяжеленных игл, проникающих в цементное тесто.

Отверждение - это процесс роста прочности, который может продолжаться в течение недель или месяцев после того, как бетон был смешан и укладан. Затвердевание происходит в основном из-за образования гидрата силиката кальция по мере того, как цемент продолжает гидратировать.

Скорость схватывания бетона не зависит от скорости его затвердевания. Быстротвердеющий цемент может иметь время схватывания, подобное обычному портландцементу.

Измерение прочности бетона

Обычно это делается путем изготовления бетонных кубов или призм, затем отверждать их в течение указанного времени. Обычное время отверждения: 2, 7, 28 и 90. дней. Температура отверждения обычно составляет 20 градусов по Цельсию. После по достижении возраста, необходимого для испытаний, кубики / призмы измельчаются в большой пресс.

Единицей измерения прочности бетона в системе СИ является мегапаскаль, хотя «ньютоны на квадратный миллиметр» все еще широко используются, поскольку числа более удобны. Таким образом, «бетон на пятьдесят ньютонов» означает бетон, плотность которого составляет 50 ньютонов на квадратный миллиметр или 50 мегапаскалей.

В то время как измерения на основе бетонных кубиков широко используются в строительной отрасли, европейский стандарт для производства цемента EN 197 определяет процедуру испытаний, основанную на призмах из раствора, а не на бетонных кубах.Например, можно ожидать, что цемент, описанный как соответствующий стандарту EN 197-1 CEM I 42,5 N, достигнет не менее 42,5 МПа за 28 дней с использованием указанного испытания призмы из строительного раствора. Будет ли «настоящий бетон», изготовленный из этого цемента, достичь 42,5 МПа при испытаниях бетонных кубов, зависит от ряда других факторов в дополнение к любым внутренним свойствам цемента.

Факторы, влияющие на прочность бетона

Есть много важных факторов; Вот некоторые из наиболее важных:

Пористость бетона: Пустоты в бетоне можно заполнить воздухом или водой.Воздушные пустоты - очевидный и легко видимый пример пор в бетоне. Вообще говоря, чем пористее бетон, тем он слабее. Вероятно, наиболее важным источником пористости в бетоне является соотношение воды и цемента в смеси, известное как соотношение воды и цемента. Этот параметр настолько важен, что мы обсудим его отдельно ниже.

Соотношение вода / цемент: определяется как масса воды, деленная на массу цемента в смеси. Например, бетонная смесь, содержащая 400 кг цемента и 240 литров (= 240 кг) воды, будет иметь отношение вода / цемент 240/400 = 0.6. Соотношение вода / цемент может быть сокращено до «вод / цементное соотношение» или просто «вод / цемент». В смесях, в которых соотношение воды к воде больше примерно 0,4, весь цемент теоретически может реагировать с водой с образованием продуктов гидратации цемента. При более высоких соотношениях w / c отсюда следует, что пространство, занятое дополнительной водой выше w / c = 0,4, останется как поровое пространство, заполненное водой или воздухом, если бетон высохнет.

Следовательно, с увеличением соотношения вода / цемент пористость цементного теста в бетоне также увеличивается.По мере увеличения пористости прочность бетона на сжатие будет снижаться.

Прочность заполнителя: будет очевидно, что если заполнитель в бетоне слабый, бетон также будет слабым. По своей природе слабые породы, такие как мел, явно не подходят для использования в качестве заполнителя.

Связка заполнитель-паста: Решающее значение имеет целостность связи между пастой и заполнителем. Если облигации нет, совокупность фактически представляет собой пустоту; Как уже говорилось выше, пустоты являются источником слабости в бетоне.

Параметры, связанные с цементом: Многие параметры, относящиеся к составу отдельных минералов цемента и их пропорциям в цементе, могут влиять на скорость роста прочности и конечную достигнутую прочность. К ним относятся:

  • Содержание алита
  • Реактивность алита и белита
  • Содержание сульфата цемента

Т. алит - самый реактивный цементный минерал, который способствует значительно влияет на прочность бетона, большее количество алита должно давать лучшее начало сильные стороны («рано» в этом контексте означает примерно до 7 дней).Однако, это утверждение должно быть тщательно оговорено, так как многое зависит от записи условия в печи. Возможно, что более легкое горение конкретный клинкер может привести к более высокой начальной прочности из-за образование более реактивного алита, даже если его немного меньше. Не все алиты созданы равными!

Для конкретного цемента существует будет то, что называется «оптимальным содержанием сульфата» или «оптимальным содержанием гипса». содержание. ' Сульфат в цементе, сульфат клинкера и добавленный гипс, замедляет гидратацию алюминатной фазы.Если недостаточно сульфат, может произойти мгновенное схватывание; и наоборот, слишком много сульфата может вызвать ложная установка.

Следовательно, требуется баланс между способность основных минералов клинкера, особенно алюминатной фазы, вступать в реакцию с сульфатами на ранних стадиях после смешивания и способности цемента для подачи сульфата. Оптимальное содержание сульфатов будет зависит от многих факторов, включая содержание алюмината, алюминат размер кристаллов, реакционная способность алюмината, растворимость различных источники сульфата, размеры частиц сульфата и наличие примесей используемый.

Если это не было достаточно сложно, сумма сульфат, необходимый для оптимизации одного свойства, например прочности, может не быть таким же, как это требуется для оптимизации других свойств, таких как усадка при высыхании. Бетон и раствор также могут иметь разные оптимальные сульфатное содержание.

Эта увлекательная область рассматривается далее в разделе «Изменчивость прочности бетона, связанная с цементом».

В дополнение к параметрам состава, рассмотренным выше, также важны физические параметры, в частности площадь поверхности цемента и гранулометрический состав.

Тонкость помола цемента, очевидно, повлияет на скорость гидратации цемента и, следовательно, на скорость роста прочности; Более тонкий помол цемента приведет к более быстрой реакции. Если производитель цемента обнаруживает, что его сила уменьшается, часто первое, что он делает, чтобы исправить проблему, - это измельчать цемент более мелко.

Тонкость частиц часто выражается через общую площадь поверхности частиц, например: 400 квадратных метров на килограмм.Однако не менее, если не больше, важен гранулометрический состав цемента; полагаться только на измерения площади поверхности может ввести в заблуждение. Некоторые минералы, например, гипс, могут измельчаться, в результате чего получается цемент с большой площадью поверхности. Такой цемент может содержать очень мелкоизмельченный гипс, а также относительно крупные частицы клинкера, приводящие к более медленной гидратации.

Более подробная информация о прочности бетона

Мы только что рассмотрели некоторые из основных факторов, влияющих на прочность бетона.Конечно, есть еще много других, некоторые из которых связаны с внутренними проблемами с цементом, а некоторые из них довольно тонкие. Другие относятся к тому, как используется цемент, очевидным примером является то, что в смеси недостаточно цемента, но есть много других, которые менее очевидны.

Я написал книгу именно по этой теме - чтобы получить более подробную информацию, просто щелкните кубик ниже.


Дополнительные статьи по этой или смежным темам можно найти в Каталоге статей.

.

Как делается бетон (новое исследование) - Цементный бетон

Как производится бетон: - Бетон представляет собой жидкую смесь цемента, воды, песка и гравия . Бетон можно заливать в формы или формы, и он затвердеет, чтобы создать необходимые компоненты бетонной конструкции. Вам интересно узнать о микроструктуре бетона? Вот Новое исследование по микроструктуре бетона.

Химическая реакция и гидратация

схватывание и твердение бетона вызвано химической реакцией между портландцементом и водой, это может быть продемонстрировано путем добавления небольшого количества цемента в воду, содержащую индикатор, быстрое развитие синего цвета отражает выделение гидроксила. Ионы из растворяющегося цемента химическая реакция между цементом и водой называется гидратацией.

Связанные: - Высокопрочные свойства бетона, прочность, добавки и состав смеси

Рис.1. Состав бетона

Растворение цемента увеличивает уровни кальция и кремния в растворе, когда концентрация растворенных веществ достигает критических уровней, в результате реакции осаждения образуются новые твердые продукты. Это эскиз зерен цемента, взвешенных в воде.

Твердые продукты Hydration образуют покрытия вокруг частиц цемента и постепенно заполняют пространство между ними, когда покрытия впервые начинают схватываться, происходит устойчивое увеличение прочности по мере того, как покрытия растут вместе, величина прочности, достигаемая за счет смесь цемента и воды зависит от того, насколько эффективно заполнено пространство между зернами.

Бетон затвердеет в течение нескольких часов, , но гидратация продолжается в течение недель, даже лет после укладки. Вот изображение частиц цемента до воздействия воды. Сухой цемент представляет собой мелкодисперсный порошок, и частицы не прикрепляются друг к другу после того, как цемент смешан с водой и оставлен стоять.

Сейчас картина совсем другая, частицы сгруппированы вместе и прикреплены твердым материалом, обеспечивающим структурную целостность.Ученые из Национального института стандартов и технологий научились смоделировать гидратацию цемента на компьютере с помощью компьютерного моделирования.

Гидратация ускоряется за несколько минут, а не дней до гидратации. Моделирование частиц цемента размещаются на дисплее компьютера, компьютер определяет области частиц, которые могут растворяться в воде.

Кусочки растворенного цемента случайным образом диффундируют в воде и реагируют с образованием твердых фаз.Согласно определенным правилам после завершения цикла , растворения, диффузии и осаждения компьютер переходит к другому циклу, поскольку этот процесс повторяется снова и снова.


Микроструктура бетона

Микроструктура создает мосты между частицами, которые придают материалу прочность. Компьютерное моделирование оказалось ценным, поскольку позволяет исследователям проверять условия и проводить измерения, которые трудно достичь в реальной жизни.В конце моделирования гидратации структура затвердевшего цементного теста очень похожа на ту, что наблюдается под микроскопом.

Гидратация - это экзотермический процесс, при котором в результате химических реакций выделяется тепло, за процессом гидратации можно легко следить, отслеживая выделение тепла, которое сопровождает реакции,

это делается путем отхаркивания раствора из партии бетона и его взвешивания в бутылку, которая помещается в изотермический контейнер, термистор - это погруженный в свежий раствор , выходной сигнал термистора может быть зарегистрирован На компьютере результаты этого эксперимента могут быть представлены в виде кривой зависимости температуры от времени .

Подробнее : Производство портландцемента - процесс и материалы

Площадь под основным пиком может быть связана с ранним развитием прочности, первоначальное растворение цемента Purdue - это кратковременное выделение тепла, показанное первым пиком на калориметрической кривой.

После того, как продукты гидратации начального растворения быстро осаждаются на поверхности каждой частицы цемента, слой действует как защитный барьер и временно задерживает дальнейшее растворение частицы, это замедляет реакцию на несколько часов и называется период покоя.

Наличие периода покоя позволяет транспортировать бетон на строительную площадку, укладывать и обрабатывать формы, конец периода покоя представляет собой начало схватывания, после чего цемент снова начинает реагировать. быстро с водой, поскольку образуются новые продукты гидратации.

Ученые используют измерения других свойств для контроля схватывания и твердения бетона, исследователям часто необходимо знать, какая часть цемента гидратирована.


Степень гидратации

Степень гидратации можно оценить путем нагревания образца цементного теста и измерения потери веса в зависимости от температуры с использованием оборудования для термогравиметрического анализа . , свободная вода в образце удаляется путем нагревания до 105 градусов Цельсия при 105 градусах. . Образец сухой, но сохраняет свою прочность.

Вода, участвующая в реакциях гидратации, химически соединяется с цементом. Ее можно удалить из образца путем нагревания до 1000 градусов при 1000 градусов всей исходной смеси.вода была удалена из образца. Степень гидратации рассчитывается по массе химически объединенной воды, типичное цементное тесто, отвержденное во влажных условиях, достигает степени гидратации около 80% за 28 дней с,

Электрические свойства образцов цемента или строительного раствора можно отслеживать с течением времени, что приводит к профилям изменений электрического сопротивления. Электрические свойства этого образца цемента измеряются с использованием двух металлических дорог и оборудования, которое измеряет сопротивление и импеданс.

На этой диаграмме показано, как сопротивление электричества через цемент увеличивается по мере того, как цемент гидратируется в раннем возрасте, вода легко проводит ток через образец, но когда продукты гидратации заполняют открытые пространства внутри образца, электрический ток не может проходить так же легко, в этом случае Таким образом, электрические свойства могут быть связаны со степенью гидратации.

Сопротивление и импеданс цемента - это тема исследований, которые когда-нибудь могут изменить методы испытаний свежего бетона в полевых условиях.Текучие свойства бетона очень важны в этой области, потому что качественное строительство требует соответствующего уплотнения.

Стандартное испытание на осадку обеспечивает грубую оценку удобоукладываемости бетона, это испытание широко используется, потому что его легко проводить в полевых условиях, свойства жидкости также являются предметом исследования в лаборатории из-за потока изменений цемента по мере гидратации. Такие свойства, как вязкость и начальное сопротивление потоку, используются для характеристики жидких материалов.

Вода - это жидкость с низкой вязкостью и низким начальным сопротивлением текучести, но бетонный раствор и свежий цементный клей имеют гораздо более высокую вязкость, чем вода.

Вибрация часто используется для преодоления этого сопротивления в бетоне в лаборатории, жидкие свойства цементного теста могут быть измерены с помощью этого реометра Brookfield , исследователи используют более крупное оборудование, такое как реометр Tattersall, для измерения свойств раствора и бетона.


Реологическое оборудование т может использоваться для измерения начального сопротивления потоку, которое во время схватывания называется пределом текучести.Предел текучести начинает увеличиваться, и способность к течению теряется, исследователи заинтересованы в характеристиках текучести, чтобы понять, как процесс гидратации делает свежий бетон жестким и приводит к его застыванию.

Скорость гидратации можно контролировать несколькими способами, такими как температура, тип цемента и примеси . влияет на скорость, одной из наиболее важных переменных является температура окружающей среды, высокие температуры ускоряют гидратацию, так что схватывание также происходит быстрее. как последующее развитие силы.

Когда температура понижается, происходит обратное, хорошее практическое правило состоит в том, что на каждые 10 градусов Цельсия изменение температуры скорость гидратации изменяется в два раза, например, повышение температуры с 20 градусов Цельсия до 30. градусов Цельсия удваивает скорость гидратации , важно помнить, что когда погода становится более прохладной, бетон медленно затвердевает и его необходимо хранить в форме в течение более длительного периода времени.

Гидратацию бетона также можно контролировать, используя различные типы цемента для противодействия влиянию высоких или низких температур в полевых условиях, например, использование 3 типов цемента противодействует холоду, поскольку они быстрее гидратируются, также есть специальные химические вещества которые регулируют гидратацию, могут быть добавлены в бетон, чтобы ускорить процесс гидратации.

Установить замедлители гидратации этих материалов широко доступны.

Таким образом, гидратация - это химическая реакция между цементом и водой, которая связывает частицы цемента и заполнитель в бетоне в прочный, и во время массирования одно из важных преимуществ бетона перед другими строительными материалами заключается в том, что он смешивается и формируется на месте и может принимать очень большие и гибкие . Способность бетона быстро набирать прочность делает его ценным материалом для дорог, зданий, мостов и других важных сооружений .

Вам также понравится:

(Посещали 1594 раза, сегодня 5 посещений)

Продолжить чтение

.

Смотрите также

Новости

Скидки 30% на ремонт квартиры под ключ за 120 дней

Компания МастерХаус предлагает качественные услуги по отделке, которые выполнены в соответствии с вашими пожеланиями. Даже самые невероятные фантазии можно воплотить жизнь, стоит только захотеть.

29-01-2019 Хиты:0 Новости

Подробнее

Есть вопросы? Или хотите сделать заказ?

Оставьте свои данные и мы с вами свяжемся в ближайшее время.

Индекс цитирования