Температура бетона: Температура бетона

Температура бетона

Бетонирование при отрицательной температуре — работа с бетоном при низкой температуре

Для получения качественной строительной конструкции или изделий из бетона необходимо, чтобы во время производства, транспортировки и заливки смеси соблюдался температурный режим. Оптимальная температура, при которой должно происходить схватывание и твердение бетона до критической прочности, составляет примерно +20 °C. Но в холодных регионах часто возникает необходимость продлить строительный сезон, чтобы сдать строящийся объект в назначенные сроки. В этом случае на помощь приходят современные технологические мероприятия, которые позволяют вести бетонные работы не только при температурах немного выше нуля, но даже до -25 °C.

Влияние температурных условий на поведение бетонной смеси

Бетон – это строительная смесь, в которую входят следующие основные компоненты: вяжущее (в рассматриваемых случаях – это цемент), крупный и мелкий заполнители, вода. При взаимодействии цемента и воды происходит гидратация вяжущего с выделением тепла. При этом осуществляются: схватывание цементного камня (процесс длится примерно сутки) и твердение (для набора марочной прочности в стандартных условиях нужно 28 дней).

Оптимальная температура окружающей среды – +20 °C. В таких условиях бетон достигает 70 % прочности в течение недели. Наименьшей допустимой (без применения спецмероприятий) является температура +5 °C. 70 % прочности в этом случае достигается в течение 3-4 недель. Заливка бетона при отрицательных температурах без специальных технологических приемов не проводится, поскольку в таких условиях процесс твердения смеси не происходит.

При минусовых температурах происходит еще один негативный процесс – внутри бетона развиваются силы внутреннего давления. Их появление объясняется тем, что вода при замерзании и превращении в лед увеличивается в объеме. В результате структура не отвердевшего бетона нарушается, прочностные характеристики бетонного продукта снижаются. Падение прочности тем больше, чем раньше произошло замерзание воды. Наиболее опасна ситуация, при которой вода замерзает на стадии схватывания смеси.

Специалисты считают, что смесь способна выдержать однократное замораживание при условии, что после размораживания температура воздуха в течение трех последующих суток будет +10 °С и выше. В любом случае бетон, прошедший через стадии замораживания-размораживания до достижения критической прочности, значительно уступает по прочности материалу, твердение которого проходило в нормальных условиях. Снижение температуры окружающей среды после набора материалом критической прочности на характеристики готового бетонного продукта не влияет.

Определение! Критической прочностью бетона в рядовых строительных конструкциях называют величину, равную 50 % от марочной прочности. Для ответственных конструкций этот показатель равен 70 %.

В каких случаях работы с бетоном при низких температурах оправданы и даже полезны?

Бетонирование при низких температурах имеет следующие преимущества:

• Возможность ведения строительства на сыпучих непрочных грунтах. При минусовых температурах прочность такого грунта повышается.
• Снижение сметной стоимости строительства. В холодный период года материалы обычно продаются с существенными скидками.
• Сокращение сроков строительства.

Если строительный объект расположен в регионе с суровыми климатическими условиями, то ведение бетонных работ при низких положительных и отрицательных температурах является вариантом, которого избежать практически невозможно.

Какие методы бетонирования применяют при низких положительных и отрицательных температурах

Существует несколько видов технологических мероприятий, позволяющих выполнять бетонирование в температурных условиях, далеких от оптимальных. Конкретный способ или комплекс мероприятий обеспечения качества зимнего бетонирования выбирают на основании сравнительных технико-экономических расчетов, которые обычно проводятся на стадии проектирования объекта.

Повышение температур компонентов перед замешиванием

Один из вариантов бетонирования при пониженных температурах – подогрев компонентов:

• крупного и мелкого заполнителей – до +60 °C;
• воды – до +90 °C;
• цемента – только до комнатных температур, выше его нагревать нельзя, поскольку он утратит свои вяжущие свойства.

Метод термоса

Разогрев компонентов может быть частью технологического приема, называемого «горячим термосом». В этом случае смесь заливается в утепленную опалубку. Благодаря начальному теплосодержанию смеси и выделению тепла при гидратации цемента, создаются приемлемые условия для схватывания продукта. Утепленная опалубка сохраняет выделенное тепло. Для теплоизоляции используются: сено, солома, ветошь. При зимнем бетонировании (при -5 °C и ниже) утепления опалубки недостаточно. В этом случае понадобится ее обогрев одним из ниже описанных способов, что повлечет дополнительные материальные затраты.

Внимание! Максимальное выделение тепла при гидратации обеспечивают высокомарочные портландцементы.

Наиболее эффективным является сочетание метода «термоса» и противоморозных добавок.

Обогрев тепловыми пушками или печами в «тепляках»

«Тепляками» называют временные сооружения по типу теплиц, внутри которых устанавливают тепловые пушки, работающие на дизтопливе или газе. При использовании этого метода требуется постоянное увлажнение поверхности бетонного элемента. Такой способ обогрева применяют на стройплощадках, удаленных от источников централизованного электроснабжения.

Технологии электрического подогрева

Один из способов подогрева твердеющего бетона – использование электрических термоматов, которые раскладывают по поверхности бетонного элемента и подключают к источнику электропитания. Температурный режим работы термоматов определяется в проектной документации.

Для вертикально расположенных и труднодоступных бетонных элементов используют инфракрасные излучатели. Интенсивность и направление нагрева регулируются отражателями.

Один из современных способов электроподогрева – использование специальных кабелей и электродов, которые укладывают в опалубку перед заливкой смеси. Это затратный способ, требующий предварительного определения его экономической целесообразности.

Противоморозные добавки для зимнего бетонирования

Распространенный способ укладки бетона при низких положительных и отрицательных температурах – применение противоморозных добавок. Противоморозные добавки могут использоваться самостоятельно или быть частью комплекса технологических мероприятий по зимнему бетонированию. Такие добавки делят на два основных типа.

Присадки для уменьшения температуры замерзания воды, используемой для затворения цемента

К составам, предотвращающим быструю кристаллизацию воды и ее превращение в лед, относятся: соли кальция, натрия, поташ. Реакция гидратации при этом протекает медленно. Для ее ускорения применяют различные способы подогрева смеси и обогрева опалубки.

Присадки для ускорения процесса твердения

Применение этих добавок сочетают с предварительным подогревом компонентов. Присадки сокращают период набора бетоном критической прочности, и вода просто не успевает трансформироваться в лед. К таким присадкам относятся: нитрит-нитрат кальция, поташ, смесь солей кальция и мочевины. Концентрация противоморозных присадок зависит от температуры, при которой осуществляется бетонирование, максимально возможная отрицательная температура – -25 °C:

• до -10 °C – содержание присадок составляет 5-8 % от массы вяжущего;
• -10…-15 °C – 10 %;
• -15…-25 °C – не менее 15 %.

Общие рекомендации по зимнему бетонированию

Перед началом работ необходимо точно знать, при каких температурных условиях они будут производиться. А также необходимо придерживаться следующих советов:

• Опалубка перед бетонированием должна быть очищена от снега и льда.
• Грунт и арматуру желательно прогреть с помощью тепловых пушек или инфракрасных излучателей. Тающий грунт будет источником дополнительного тепла для твердеющей смеси.
• Независимо от типа бетонируемой конструкции, важна непрерывность заливки смеси в опалубку.
• Особенное внимание необходимо уделять подогреву тонкостенных конструкций, в которых бетонная смесь остывает очень быстро.

Правильный выбор современных технологических мероприятий по обеспечению зимнего бетонирования позволит создать прочную и надежную строительную бетонную конструкцию c требуемой марочной прочностью.

Температура бетона: технологические особенности процесса.

Содержание статьи:

В строительстве важно соблюдать правильную температуру бетона. От нее зависит, насколько хорошо раствор сохранит свои свойства, как быстро будет затвердевать и наберет необходимую прочность. Идеальная температура набора прочности бетона составляет 18-20°.

В этой статье разберемся, как делают измерение температуры бетона и как добиться подходящих условий при зимнем бетонировании и при строительных работах жарким летом.

Технологические особенности процесса

Набор прочности бетона в зависимости от температуры может происходить быстро или медленно. По нормативам ГОСТа и СНиПа нормальные условия для правильного твердения бетона составляют 15-25° тепла и 90-95% влажности. Если температура заливки бетона больше 25°, необходимо вводить повышающий коэффициент.

Для измерения температуры набора прочности бетона используют специальные технические термометры. Они бывают разных видов: инфракрасные, биметаллические, беспроводные.

Процесс созревания бетона можно разделить на два этапа:

• Схватывание – внутренние химические процессы в растворе уже начинаются, но сама смесь все еще сохраняет подвижность. Постоянное помешивание раствора на этом этапе не дает начаться процессу твердения. Срок схватывания напрямую зависит от температуры окружающий среды: при +20° – схватывание начинается через 1,5 – 2 часа и длится около часа, а при 0 – +1° процесс запустится лишь через 6 – 10 часов и будет длиться около 15-18 часов.
• Твердение бетона начинается сразу после схватывания. Для того чтобы раствор набрал прочность, соответствующую маркировке продукта, необходимо подождать от двух недель до нескольких месяцев. Существует прямая зависимость прочности бетона от температуры окружающей среды – чем холоднее на улице, тем дольше будет нарастать прочность.

Спустя месяц после заливки набор прочности не заканчивается, а продолжается еще несколько лет. 28 дней необходимо лишь для набора заявленных характеристик.

Температура бетона при зимнем бетонировании

Одна из основных сложностей зимнего строительства – соблюсти необходимую температуру заливки бетона.

Если бетон замерз, то процесс твердения остановится, и начнется снова только после оттаивания. Характеристики такого раствора могут существенно снизиться. Это происходит потому что вода, входящая в состав раствора, превращается в лед и разрушает хрупкие связи внутри смеси.

Технология строительства допускает один цикл заморозки – оттаивания. При этом для полноценного оттаивания бетону необходимо прогреться хотя бы до +10° в течение 3 суток. В более теплых условиях срок может быть чуть меньше.

Чтобы не допустить заморозки состава при зимнем бетонировании используют разнообразные способы сохранения температуры бетона. Всех их можно выделить в две большие группы:

1. Внутренние. Этот способ подразумевает использование специальных противоморзных добавок (ПМД). В состав ПМД входят особые химические соединения, которые не дают раствору замерзнуть раньше, чем закончится схватывание смеси. При использовании такого способа важно понимать, что даже самые качественные добавки не дадут смеси набрать марочную прочность при серьезной минусовой температуре. Они лишь помогают бетону схватиться, набрать около 25-30% прочности, затем смесь замерзает. После разморозки процесс твердения запустится снова.
2. Внешние. К этому типу относятся прогрев залитого бетона тепловыми пушками, использование полиэтилена для укрывания строительной площадки, электропрогрев раствора с помощью погружных электродов, инфракрасный прогрев и другие способы.

Зависимость прочности бетона от температуры вынуждает использовать разные методы прогрева. Практика опытных строителей показывает, что сочетание внешних и внутренних способов дают наиболее стабильный и предсказуемый эффект.

Бетонирование при жаркой погоде

Не только мороз, но и слишком жаркая погода могут помешать правильному процессу твердения бетона. Твердение – химический процесс, если вода из раствора под воздействием высокой температуры, испаряется раньше, чем будут созданы прочные цементные связи, бетон может покрыться трещинами и даже раскрошиться.

Чтобы избежать этого, нужно придерживаться нескольких принципов:

• соблюдать режим строительства и все работы по заливке бетона вести утром или вечером, но не в полдень;
• использовать быстротвердеющие портландцементы, марка которых в 1,5-2 раза больше марки бетона;
• постоянно увлажнять заливку, например, поливать поверхность водой из шланга со специальной рассеивающей насадкой;
• регулярно делать измерение температуры бетона, чтобы не пропустить момент, когда потребуются кардинальные меры по охлаждению, например, использование чешуйчатого льда.

Итоги

Набор прочности бетона в зависимости от температуры может быть быстрым и медленным. Если раствор заливают в холодное время года, нужно позаботиться о внешних и внутренних способах обогрева площадки. При летнем бетонировании важно не допустить пересыхания. Для этого используют специальные быстротвердеющие портландцементы и постоянно увлажняют состав водой.

Если Вас интересует наш бетон или бетонная смесь позвоните нам — +7 (495) 505-46-60

Также вы можете ознакомиться с ценами и нашей продукцией

Оптимальная температура бетонной смеси при укладке

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

Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.

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

Температура свежеприготовленного бетона

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

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

Схема твердения конуса бетонной смеси.

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

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

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

Зимний период

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

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

График усадки при высыхании бетона.

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

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

• применение внутренней температуры бетона;
• дополнительная подача тепла.

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

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

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

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

Обогрев бетона

Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.

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

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

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

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

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

Пластинки-электроды

Схема процессов при твердении бетонной массы.

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

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

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

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

Использование противоморозных добавок

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

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

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

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

Зависимость прочности бетона от температуры затвердевания.

 Как правило, нормальной температурой твердения бетона принято считать 15 – 20°. Чем ниже температура, тем медленнее нарастает прочность. Если отметка падает ниже ноля, бетон будет твердеть только в том случае, если в воду добавлены соли, которые снижают точку замерзания.

В случае, когда бетон начал твердеть, а затем замерз, после оттаивания процесс продолжится. Если замерзшая вода изначально не повредила структуру бетона, то прочность материала значительно возрастет.

Твердение при высоких температурах. 

 В условиях повышенной температуры бетон затвердевает быстрее, особенно если процесс происходит в условиях повышенной влажности. При высоких температурах сложно защитить бетон от высыхания, потому нельзя нагревать его сильнее 85°. Пример исключения – обработка в автоклавах паром под высоким давлением на заводах.

 Прочность бетона, который твердеет при разных температурах (скорость не имеет значения), приблизительно определяется по проектным показателям бетона R28 умножением на коэффициенты таблицы С. А. Миронова (см. таблицу). R28 затвердевает при нормальной температуре за 28 дней. 

Производство работ и основные требования к бетону в зимний период. 

 Важно, чтобы бетон, уложенный в зимнее время, затвердел и набрал прочность этой же зимой. Прочности должно хватить на распалубку, частичную или даже полную загрузку строения.

В любом случае, бетон не должен замерзнуть пока не наберет хотя бы половину своей проектной прочности. Даже если используются быстротвердеющие материалы, время затвердевания в теплых условиях не должно быть менее 2 – 3 суток, если используется обычный бетон – от 5 до 7 суток. 

Негативное влияние низких температур. 

 Как показывает практика, замерзание бетона на раннем этапе сильно снижает его надежность в дальнейшем. Замерзающая вода в свежем растворе нарушает связь между цементным камнем и заполнителем, а также сцепление с арматурой в железобетонных конструкциях.

Чем позднее бетон замерз, тем выше его прочность. Чтобы бетон набрал нужные характеристики, зимой нужно обеспечить его затвердевание в теплых и влажных условиях на весь необходимый срок. 

Обеспечение правильного твердения бетона зимой. 

 Стимулировать процесс можно двумя путями:

• используя внутреннее тепло бетона;
• передавая дополнительное тепло извне.

 В первом случае нужно использовать только быстротвердеющие высокопрочные марки цемента, например, глиноземистый или портландцемент. Рекомендуется также применить ускоритель твердения, такой как хлористый кальций, уменьшить объем воды в растворе, уплотнить его высококачественными вибраторами. Это позволит бетону набрать нужную прочность не за 28 дней, а всего за 3 – 5 суток.

Температура твердения бетона

Оптимальная температура бетонной смеси при укладке

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

Изображение 1. Таблица времени твердения бетона.

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

Температура свежеприготовленного бетона

Итак, свежеприготовленный бетон должен иметь температуру не более 30°C. При укладке смеси из бетона в условиях температуры воздуха окружающей среды от +5 до -3°C ее температура должна быть не меньше +5°C. Здесь следует учесть, что данный температурный показатель, характерный для массы цемента как минимум 240 кг/м³ (марка М200 и более), при использовании меньшего количества цемента температура приготовленной смеси должна быть не меньше +10°C.

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

Схема твердения конуса бетонной смеси.

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

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

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

Зимний период

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

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

График усадки при высыхании бетона.

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

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

• применение внутренней температуры бетона;
• дополнительная подача тепла.

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

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

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

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

Обогрев бетона

Таблица ускорителей и замедлителей схватывания бетонных смесей.

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

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

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

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

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

Пластинки-электроды

Схема процессов при твердении бетонной массы.

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

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

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

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

Использование противоморозных добавок

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

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

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

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

При какой температуре заливают бетон, оптимальная температура твердения бетона

Одним из важных критериев набора бетоном требуемой прочности (прочность на сжатие) является температура его твердения. Несоблюдения температурного режима на строительной площадке может вылиться в значительное увеличение сроков сдачи объекта или, что значительно хуже, в изъяны будущей конструкции.

Именно поэтому еще на этапе планирования монолитных работ необходимо четко уяснить, при какой температуре заливают бетон. За эталонные условия, при которых бетон набирает максимальную (марочную) прочность за 28 суток принято считать +20°C. Этот показатель обозначается R28 и принимается равным единице при данных условиях. В других ситуациях прочность принимает дробное значение. Так 0,3 R28 означает 30% проектной прочности.

Зависимость прочности бетона от температуры и времени выдерживания представлена в таблице:

Прочность бетона от температуры и времени

Данные в таблице приведены для лабораторных условий и марок цементов, имеющих нормальную скорость твердения. В реальных же условиях и температура меняется в значительных диапазонах, и раствор может иметь разные характеристики. Поэтому рекомендуется немного увеличивать сроки выдерживания.

Заливка бетона при низких и высоких температурах

Основной совет, который можно дать людям, которые строят что-то своими руками, не прибегая к профессиональной помощи и технике, это заливать бетон летом при температурах выше 10°C (в крайнем случае – выше 5°C). Тогда бетон затвердеет в нужной степени за достаточно короткий срок.

Если же температура за время выдерживания может опуститься ниже 5°C, то следует подумать о технологиях прогрева бетона или сохранения выделяемого им тепла. Особенно это актуально в первые дни, когда происходит схватывание. Если в это время вода в растворе кристализуется, то лед попросту разорвет образовавшиеся связи цемента с наполнителем и конечное изделие получится крайне хрупким.

С другой стороны при температурах выше 30°C возникает проблема чрезмерного испарения влаги из тела бетона, что также негативно сказывается на его качестве. В этом случае залитый бетон необходимо накрывать защитной пленкой и периодически поливать его поверхность водой.

Для измерения температуры можно использовать бесконтактный термометр (пирометр), например, такой, как на видео:

Прочность бетона при распалубке и его нагрузка

Распалубку бетона можно проводить при достижении прочности в районе 50%, то есть на третий день при температуре воздуха 20°C. При достижении им 60-70% допускается производить частичную нагрузку конструкции.

Почему испытание бетона на температуру важно в экстремальных погодных условиях

Выделение тепла в бетоне — очень сложная и широко исследуемая тема. Чтобы упростить этот процесс, выделение тепла с течением времени можно разделить на пять отдельных фаз. Тепловой профиль может меняться в зависимости от типа цемента. Типичная гидратация цемента типа I графически представлена ​​на рисунке ниже.

Таблица 1: Состав портландцемента

Силикат трикальция

* Сульфат кальция составляет только 10% массы цемента.Остальные четыре фазы представляют собой основные соединения портландцемента, и их индивидуальная массовая доля изменяется в зависимости от типа цемента.

Рисунок 1: Теплота гидратации для цемента типа 1

Фаза I: предварительная индукция

Вскоре после того, как вода вступает в контакт с цементом, происходит резкое повышение температуры, которое происходит очень быстро (в течение нескольких минут) . В течение этого периода основными реактивными фазами бетона являются алюминатные фазы (C3A и C4AF).Фазы алюмината и феррита реагируют с ионами кальция и сульфата с образованием эттрингита, который осаждается на поверхности частиц цемента. Во время этой фазы, в меньшей степени, силикатные фазы (в основном C3S) также будут реагировать в очень малых фракциях по сравнению с их общим объемом и образовывать очень тонкий слой гидрата силиката кальция (C-S-H).

Фаза II: период покоя

Эта фаза также известна как фаза индукции. В этот период скорость гидратации значительно замедляется.Считается, что это происходит из-за осаждения вышеупомянутых соединений на поверхности частиц цемента, что приводит к возникновению диффузионного барьера между этими частицами и водой. Тем не менее, существуют серьезные споры относительно физических и химических свойств, стоящих за возникновением этой стадии, и методов ее прогнозирования.

В этот период осуществляется транспортировка и укладка свежего бетона. На данный момент бетон еще не затвердел и еще можно обрабатывать (пластичный и жидкий).Было показано, что продолжительность периода покоя варьируется в зависимости от множества факторов (типа цемента, примесей, Вт / см и т. Д.). Конец периода покоя обычно характеризуется начальным наступлением.

Этап III и IV: Повышение прочности

На этом этапе бетон начинает затвердевать и набирать прочность. Тепло, выделяемое во время этой фазы, может длиться несколько часов и вызвано в основном реакцией силикатов кальция (в основном C3S и в меньшей степени C2S). В результате реакции силиката кальция образуется гидрат силиката кальция «второй стадии» (C-S-H), который является основным продуктом реакции, придающим прочность цементному тесту.В зависимости от типа цемента также можно наблюдать третий, более низкий пик тепла от возобновленной активности C3A.

Фаза V: устойчивое состояние

В этот момент температура бетона стабилизируется с температурой окружающей среды. Процесс гидратации значительно замедлится, но не остановится полностью. Гидратация может продолжаться в течение месяцев, лет или даже десятилетий при условии наличия достаточного количества воды и свободных силикатов для гидратации. Однако прирост силы в этот период будет минимальным.

Что такое предел температуры бетона?

Пределы температуры бетона установлены для обеспечения производства высококачественного бетона с заданными требованиями. Различные стандарты и спецификации устанавливают пределы температуры бетона для достижения заданной прочности и долговечности.

Конкретные ограничения температуры изменяются в зависимости от типа элементов и условий работы; жарко или холодно, ветрено или спокойно, сухо или влажно. В этой статье освещаются конкретные температурные пределы в различных условиях на основе различных стандартов, таких как Кодекс ACI, стандарты ASTM и Австралийский стандарт (AS).

Причины установки предела температуры бетона

Высокая начальная температура требует высокого содержания воды для поддержания требуемой осадки. Высокое содержание воды приводит к более низкой прочности, высокой проницаемости, большей усадке, более низкому содержанию воздуха при данной воздухововлекающей добавке.

Повышение температуры окружающей среды в сочетании с высокой начальной температурой приводит к сокращению времени схватывания, более высокой прочности на ранний возраст, проблемам с долговечностью, термическому растрескиванию массивной бетонной конструкции.

Рис.1: Предельная температура бетона

Наконец, низкая начальная температура приводит к недопустимому времени схватывания в прохладную погоду, влияет на скорость достижения прочности и снижает предел прочности до 50% в случае замерзания свежего бетона.

Пределы температуры бетона

• ACI 301.5, ACI 301 и ASTM C94 не устанавливают температурный предел для свежего бетона в жарких погодных условиях, если меры предосторожности приняты во внимание при дозировании, производстве, доставке, размещении и выдерживании бетона.Тем не менее, ASTM C 1064-86 устанавливает максимальный предел от 26,7 ° C до 35 ° C. Это может быть изменено в соответствии со спецификациями проекта.

  Рис. 2: Снижение температуры бетона в жарких погодных условиях

• Для температур выше 35 ° C рекомендуется использовать ледяную воду, чтобы предотвратить образование трещин на ранних стадиях.
• В жарких погодных условиях AS 1379 требует, чтобы температура бетона в месте доставки находилась в диапазоне от 5 ° C до 35 ° C.
• Бетон, уложенный и выдержанный при умеренной температуре (15–25 ° C), приобретет более высокую прочность и долговечность, чем бетон при 35 ° C.
• Отверждение бетона при высокой температуре ускоряет отверждение и достижение прочности, но обеспечивает более низкую максимальную прочность бетона.
• ACI 306 устанавливает пределы температуры бетона в холодных погодных условиях. Они представлены в таблице 1 и во многом соответствуют минимальным размерам рассматриваемого элемента конструкции. Секции с меньшими размерами имеют более высокие требования к минимальной температуре, чтобы учесть меньше тепла, которое может удерживаться.

Таблица 1 Минимальный предел температуры бетона при укладке

• Необходимо предотвратить замерзание свежеуложенного бетона в течение первых 24 часов после укладки, чтобы бетон достиг минимальной прочности 3,45 МПа, в противном случае произойдет непоправимая потеря прочности.
• Если температура воздуха во время укладки бетона ниже 4,5 ° C и ожидаются отрицательные температуры в течение первых 24 часов после укладки, должна быть установлена ​​высокая начальная температура, обеспечивающая защиту бетона во время укладки, уплотнения и отделки, чтобы избежать задержки схватывания.

  Рис. 3: Предельная температура бетона в холодных погодных условиях

• Для конструкций, которые несут большие нагрузки в раннем возрасте, бетон должен поддерживаться при температуре не менее 10 ° C, чтобы обеспечить снятие опалубки и опалубки и нагрузку на конструкцию.
• Сушка уложенного бетона из-за низкой зимней влажности и обогревателей, используемых в ограждениях, является проблемой. Рекомендуется оставлять формы на месте как можно дольше, потому что они помогают более равномерно распределять тепло и помогают предотвратить высыхание бетона.
• Если бетон нагревается, необходимо предотвратить резкое охлаждение, поскольку оно вызывает термическое растрескивание. Это может быть достигнуто путем ослабления форм при сохранении покрытия пластиковой пленкой, постепенного уменьшения нагрева внутри корпуса или выключения тепла и обеспечения возможности корпуса медленно уравновеситься до температуры окружающей среды.
• ACI 305 R-10 рекомендует, чтобы пробные партии бетона для любого проекта выполнялись при указанной ограниченной температуре или при максимальной ожидаемой температуре на площадке проекта вместо диапазонов температурных пределов от 20 до 30 ° C, предусмотренных в ASTM C192 / C192M.

Максимальная температура бетона | Журнал Concrete Construction

Q .: Некоторые спецификации бетона содержат максимальную температуру для свежезамешенного бетона в состоянии поставки. Типичные значения составляют от 80 ° до 95 ° F, как измерено в соответствии с ASTM C 1064-86. За прошедшие годы я очень мало убедился в обоснованности требования максимальной температуры в жаркую погоду при условии, что смесь была правильно спроектирована. В разделе 3.2.1 ACI 305R говорится, что «бетон можно производить в жаркую погоду без максимальных ограничений по температуре укладки, и он будет работать удовлетворительно, если соблюдаются надлежащие меры предосторожности при дозировании, производстве, доставке, укладке и выдержке».В рамках этих мер предосторожности необходимо сделать все возможное, чтобы температура бетона оставалась настолько низкой, насколько это возможно ». Есть ли необходимость в ограничении максимальной температуры для свежезамешенного бетона в жаркую погоду?

A .: Простая истина в том, что бетон, уложенный и выдержанный при умеренной температуре (от 60 ° до 80 ° F), превзойдет бетон + 90 ° F по прочности и долговечности. Если вы ищете бетон превосходного качества, контролируйте температуру.

Другая проблема с более теплым бетоном — это растрескивание.Эти максимальные заданные температуры необходимы для контроля над преждевременным растрескиванием бетона. Бетон обычно заливают днем, когда он теплый. Раннее растрескивание плит и других больших бетонных конструкций часто вызывается резким перепадом температур в бетоне, вызванным охлаждением поверхности ночным воздухом, когда бетон имеет очень низкую прочность. После начала гидратации бетон нагреется до максимальной температуры, которая будет зависеть от толщины элемента, типа, количества цемента и т. Д.Как только бетон начинает остывать, градиент, который сильно зависит от внешней температуры, будет определять риск растрескивания этого бетона. На этом этапе (от 24 до 72 часов после заливки), если бетон способен создавать растягивающие напряжения, превышающие предел прочности, появится трещина. Любые меры по уменьшению разницы температур, такие как использование специальных цементов с низкой гидратацией, более низкое содержание цемента, охлаждение компаундов перед смешиванием, охлаждение бетона в течение первых часов или предотвращение резких перепадов температуры через 1 день, помогут.Один из способов — заливка ночью, во-первых, чтобы снизить максимальную температуру, потому что ночью внешняя температура помогает охлаждать бетон, а во-вторых, когда начинается день, повышение температуры помогает уменьшить разницу температур и дает бетону больше времени для генерировать прочность на разрыв.

Какая лучшая температура для заливки бетона?

Идеальная температура для заливки бетона составляет от 50 до 60 градусов по Фаренгейту. Это связано с тем, что бетон приобретает свою прочность и долговечность благодаря процессу, известному как гидратация , на который могут повлиять условия сильной жары или холода.

Как работает бетон

Чтобы понять, почему правильная температура так важна для заливки бетона, важно знать основы того, как работает бетон.

Бетон похож на рецепт, в котором есть два ключевых «ингредиента»: заполнитель и паста .Заполнитель представляет собой смесь песка и щебня, смешанных в необходимом количестве. Паста представляет собой смесь воды и цемента (цемент представляет собой мелкодисперсный порошок, содержащий несколько элементов, таких как мелко измельченный камень, зола и другие минералы).

Когда заполнитель и паста смешиваются вместе, они образуют липкую субстанцию, которая легко разливается и может принимать различные формы и формы. Однако если оставить это вещество какое-то время в покое, оно начинает затвердевать. В конце концов, он затвердевает до состояния скалы.

Важность гидратации

Даже после того, как бетон затвердел, он приобретает повышенную прочность за счет процесса гидратации (также известного как «отверждение»). При этом соединения цементной смеси химически реагируют с молекулами воды в бетоне. Эти химические реакции приводят к тому, что частицы цемента соединяются вместе, создавая более прочное и связное вещество.

Хотя бетон затвердеет в течение относительно короткого времени после первоначальной заливки, после этого процесс гидратации будет продолжаться в течение недель, даже месяцев.Вот почему знающие люди говорят, что бетон со временем крепнет. Однако, если бетон заливается или отверждается при экстремальных температурах, процесс гидратации может работать не так, как должен.

Почему важно поддерживать правильную температуру

Первоначальная заливка и первые 72 часа после заливки являются наиболее критическим временем в процессе гидратации. На химическую реакцию, в которой молекулы воды помогают связывать частицы цемента друг с другом, влияет тепло — или его отсутствие.Это означает, что заливка бетона в летние или зимние месяцы может быть сопряжена с дополнительными проблемами.

Риски заливки бетона в жаркую погоду

Температура, превышающая 90 градусов по Фаренгейту, может изменить соотношение воды, цемента и заполнителя из-за испарения воды. Это может привести к более слабому конечному продукту, а также к отклонениям в форме или форме.

Однако риски, связанные с жаркой погодой, бледнеют по сравнению с рисками заливки бетона в холодную погоду.

Риски заливки бетона в холодную погоду

При заливке бетона при температуре ниже 40 градусов по Фаренгейту процесс гидратации может занять до 24 часов дольше. Однако самый опасный аспект заливки бетона в холодной среде — это когда вода в цементной смеси замерзает и расширяется. Это расширение может привести к отрыву верхнего слоя свежего бетона от нижележащих слоев. В худшем случае это может в конечном итоге привести к растрескиванию фундамента здания под весом надстройки, что приведет к полному обрушению.

Кроме того, даже если сама цементная смесь остается незатронутой холодом, если бетон заливается на очень холодную или промерзшую поверхность, он может не затвердеть должным образом. Со временем слои бетона могут сместиться, что приведет к серьезным структурным повреждениям любого здания наверху.

Способы достижения наилучшей температуры при заливке и отверждении

Даже при заливке бетона при экстремальных температурах есть шаги, которые профессионалы могут предпринять для достижения успеха.В жаркую погоду, возможно, потребуется предпринять следующие шаги:

• Рабочие будут избегать пролива в самые жаркие части дня (полдень и полдень).
• Они могут использовать более крупные (более крупные) частицы заполнителя в бетонной смеси, что минимизирует риск усадки от тепла.
• Они могут охладить агрегат, периодически обрызгивая партию водой.
• Они могут использовать лед как часть цементной смеси или жидкий азот для охлаждения партии.

Существуют также определенные шаги для заливки в холодную погоду, которые могут оказаться эффективными, например:

• Использование обогревателей или подогреваемых матов для оттаивания мерзлого грунта
• Смешивание в горячей воде с цементом
• Использование дополнительного цемента для повышения температуры химических реакций и ускорения гидратации
• Использование добавок, ускоряющих процесс затвердевания
• Использование нагретых бетонных смесей или специальных смесей, предназначенных для использования в холодную погоду
• Использование химических ускорителей для ускорения процесса отверждения
• Удержание форм или каркаса бетона на месте до завершения процесса твердения (раннее удаление приведет к обрушению бетона)

После того, как бетон застыл, важно, чтобы он оставался при температуре выше 50 градусов по Фаренгейту как минимум в течение следующих двух дней, чтобы завершить процесс отверждения.Есть несколько способов сохранить бетон в нужном температурном диапазоне, например:

• Использование обогреваемого корпуса, защищенного от ветра, дождя и воды. Очень важно, чтобы в таком ограждении было достаточно вентиляции для обогревателя внутри помещения, чтобы избежать случайного карбонизации поверхности бетона.
• Покрытие бетона изолирующими одеялами.
• Укладка соломы на бетонную поверхность в качестве изоляционного материала.

Партнерство с экспертами по бетону

Укладка бетона в идеальных погодных условиях требует навыков, знаний и опыта.Это еще более верно, когда заливка бетона должна выполняться при очень высоких или низких температурах. Одно неверное движение или неверный расчет могут привести к более слабому конечному продукту, дополнительной работе в краткосрочной перспективе и потенциально опасным структурным последствиям в долгосрочной перспективе.

В Empire Parking Lot Services наши специалисты по бетону имеют за плечами годы обучения и опыт, а также знают, как успешно выполнить заливку бетона, независимо от того, насколько она горячая или холодная.Кроме того, наши рабочие обладают необходимыми навыками для выполнения ремонта бетонных автостоянок, тротуаров и других поверхностей по мере необходимости.

Если вы хотите приступить к конкретному проекту в ближайшие недели или месяцы, тогда станьте партнером конкретных экспертов в Empire Parking Lot Services. Свяжитесь с нами по телефону 714-633-0300 или свяжитесь с нами через наш веб-сайт. Мы будем рады помочь.

Другие блоги по бетону:

6 советов по укладке бетона в холодную погоду

Опубликовано 9 октября 2018 г.

В северном климате успешное бетонирование в холодную погоду расширяет возможности подрядчика при соблюдении жестких графиков строительства.Ожидание полного сотрудничества Матери-природы часто приводит к дорогостоящим задержкам, которые владельцы, инвесторы и застройщики просто не могут себе позволить.

Однако правильное планирование необходимо для успешного бетонирования в холодную погоду.

Очевидно, что правильно уложенный бетон в неблагоприятных погодных условиях приносит пользу всем заинтересованным сторонам. Американский институт бетона (ACI) требует бетонирования в холодную погоду в соответствии с ACI 306, когда «более трех дней подряд средняя дневная температура воздуха опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту более половины любого 24-часового периода. .«Более конкретная информация находится в таблице« Рекомендуемые температуры бетона ».

Какое неблагоприятное воздействие на бетон оказывает холодная погода

В целом успешное бетонирование в холодную погоду зависит от соблюдения «4 Ps.» То есть бетон должен быть правильно подобран, изготовлен, размещен и защищен, чтобы противостоять неблагоприятному воздействию низких температур.

Увеличенное время установки

Необходимо сделать поправку на то, что время схватывания значительно увеличивается в более холодную погоду.Например, время схватывания при 30 градусах по Фаренгейту может быть в два раза дольше, чем при 50 градусах по Фаренгейту. Тот факт, что гидратация бетона является экзотермической (выделяющей тепло) реакцией, помогает компенсировать влияние низких температур воздуха, но только до некоторой степени.

Замерзание и кристаллы льда

Когда кристаллы льда образуются в свежеуложенном бетоне, гидратация прекращается и прочность серьезно снижается. Например, бетон, замерзающий в течение первых 24 часов, может потерять половину своей 28-дневной прочности.В любом случае замерзание не должно происходить до тех пор, пока бетон не достигнет прочности 500 фунтов на квадратный дюйм. Как только он достигнет порога 500 фунтов на квадратный дюйм, он может выдержать один цикл замораживания.

Советы по успешной заливке в холодную погоду

Лучшие практики бетонирования в холодную погоду — это больше, чем рекомендации. Спецификации кодов ACI 306R-16 и ACI являются частью строительных норм Пенсильвании.

Вот несколько важных советов по заливке в соответствии с нормами, которые приводят к получению прочного и долговечного бетона.

1. Тепловые материалы

Производители могут нагревать воду до 140 градусов и более (но не выше 180 градусов), чтобы компенсировать влияние холода. Нагревательные агрегаты — вариант, когда на строительной площадке очень низкие температуры. Особое внимание следует уделять обогреву опалубки при температуре окружающей среды ниже 10 градусов F.

Когда начальная температура бетона достаточна и уровни влажности приемлемы, можно достичь нормального времени схватывания и требуемого увеличения прочности даже в холодную погоду.

2. Использовать ускоряющие добавки

В дополнение к нагревательным материалам производители могут включать ускорители, которые позволяют сократить время схватывания в холодную погоду. Использование ускоряющих добавок предназначено для дополнения, а не замены надлежащей защиты бетона в холодную погоду. Ускоряющие добавки не препятствуют замерзанию бетона, и их использование не отменяет надлежащих требований, необходимых для отверждения и защиты от замерзания.Примеры включают хлорид кальция, нитрит натрия и нитрит кальция. Однако хлорид кальция нельзя использовать в железобетоне.

3. Оценить температуру земляного полотна

Необходимо учитывать температуру земляного полотна. Не кладите бетон на замерзшее основание.

4. Используйте средства защиты от холода после заливки

Research поддерживает утверждение, что бетон уязвим для циклов замораживания-оттаивания до тех пор, пока его прочность на сжатие не достигнет 4000 фунтов на квадратный дюйм.После заливки подрядчики должны использовать нагревательные элементы, изолирующие одеяла и ограждения, чтобы обеспечить важную защиту от холодной погоды в соответствии с ACI 306R.

5. Используйте термоотверждающие ящики

Также обратите внимание на испытательные цилиндры. Чтобы обеспечить отверждение при температуре 60-80 градусов по Фаренгейту в течение 24-48 часов, их следует поместить в нагретую камеру для отверждения. Поместите в коробку термометр минимума-максимума, чтобы правильно регистрировать температуру.

6. Поддерживайте надлежащую температуру в течение увеличенного времени установки

Продолжительность периода защиты должна быть увеличена на 50–100 процентов.Например, по данным Американского института бетона, если бетон с нормальным схватыванием на открытом воздухе, без нагрузки обычно требует двухдневного периода защиты, то в холодную погоду это требование расширяется до трех дней.

За дополнительными указаниями обратитесь к NRMCA CIP 27 «Бетонирование в холодную погоду».

Что произойдет, если вы не будете следовать передовым методам?

Новый бетон может выдержать суровые зимние условия, только если он:

• Достигает прочности на сжатие не менее 4000 фунтов на квадратный дюйм
• Имеет максимальное значение 0.45 водно-цементное соотношение
• Содержит воздухововлечение от пяти до семи процентов
• Не подлежит воздействию каких-либо антиобледенителей в течение одного года

Наказание за несоблюдение передовых методов бетонирования в холодную погоду двойное — потеря прочности и деградация поверхности. Экономические соображения и сжатые сроки строительства важны, но не в ущерб долговечности бетона. Несоблюдение передовых методов вредит клиенту и вредит долгосрочной репутации.

Поскольку замерзание свежеуложенного бетона может серьезно снизить его прочность, необходимы активные действия. Когда кристаллы льда образуются при отрицательных температурах, с наступлением весны часто возникают проблемы. Возможны отслаивание, шелушение, оспины и другие поверхностные дефекты.

Избегайте антиобледенителей

Сочетание неправильного бетонирования в холодную погоду и неизбирательного использования антиобледенителей вызывает особые хлопоты. Свежеуложенный бетон и антиобледенители просто несовместимы.

Подрядчики по снегоуборочной технике, отвечающие за уборку снега и льда, часто используют различные антиобледенители, включая хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид калия, хлорид магния, ацетат кальция и магния, соли азота, сульфат аммония и мочевину. Хотя хлорид натрия и хлорид кальция приемлемы для использования на высококачественном плотном бетоне, все остальное может вызвать проблемы. В частности, нитрат аммония и сульфат аммония несовместимы с бетонными поверхностями.

Считайте уплотнители

Использование подходящего герметика в определенной степени предотвращает появление поверхностных дефектов.Проникающие герметики для бетона на основе силана или силоксана обычно обеспечивают лучшую устойчивость к неблагоприятным воздействиям антиобледенителей. Водоотталкивающие герметики также обеспечивают дополнительную защиту.

О PACA

Ассоциация производителей щебня и бетона Пенсильвании продвигает передовые методы укладки бетона, которые приносят пользу всем, включая производителей, подрядчиков и клиентов. Пожалуйста, свяжитесь с нами в удобное для вас время, если вам потребуется дополнительная помощь.

Контроль температуры укладки и отверждения бетона — ключ к успеху

При бетонировании в холодную погоду преследуются три основные цели: 1) Защитить только что уложенный бетон от повреждений из-за раннего замерзания; 2) Поддерживайте условия отверждения, чтобы обеспечить адекватный прирост прочности; и 3) Защитите бетон от теплового удара и связанного с ним растрескивания в конце периода защиты.

Если свежеуложенный бетон замерзнет, ​​это может привести к немедленному и необратимому повреждению. Повреждение происходит из-за того, что вода (т.е. вода для замеса или смешивания) расширяется на 9% в объеме при замерзании. Образование кристаллов и линз льда, в результате чего происходит расширение пасты и микротрещины, может снизить прочность на сжатие и увеличить пористость затвердевшего бетона (рис. 1). Снижение прочности до 50% может произойти, если замерзание произойдет в первые несколько часов после укладки или до того, как бетон достигнет прочности на сжатие примерно 500 фунтов на квадратный дюйм.Последующее отверждение не устранит повреждения и не восстановит свойства бетона.

Свежеуложенный бетон необходимо защищать от раннего замерзания до тех пор, пока количество воды для затворения или степень насыщения не будут в достаточной степени снижены за счет процесса гидратации, который описывает химическую реакцию между портландцементом или вяжущими материалами и водой. Во время гидратации степень насыщения бетонной смеси постоянно снижается, так как вода для смешивания соединяется с вяжущими материалами, и смесь начинает затвердевать и затвердевать.Из-за процесса гидратации количество доступной воды для смешивания, которая образует кристаллы и линзы льда, уменьшается, поэтому риск необратимого повреждения в случае замерзания бетона снижается.

Когда нет внешних источников воды, критическая степень насыщения — так, чтобы один цикл замерзания не повредил бетон необратимо — возникает, когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм. При заданных температурах отверждения бетонные смеси с правильными пропорциями должны достичь этой прочности в течение примерно 24 часов.Для богатых цементом смесей или смесей с горячей водой и химическими ускорителями прочность 500 фунтов на квадратный дюйм может быть достигнута намного раньше. Поэтому очень важно, чтобы свежеуложенный бетон был защищен от замерзания в течение первых 24 часов или до тех пор, пока бетон не достигнет прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм.

Когда бетон достигает прочности не менее 500 фунтов на квадратный дюйм, он может выдержать один цикл замораживания-оттаивания без повреждений, если бетон является воздухововлекающим и не подвергается воздействию внешнего источника воды. Для воздействия повторяющихся циклов замораживания и оттаивания новый бетон должен достигать минимальной прочности на месте не менее 3500 фунтов на квадратный дюйм, если подвергается повторяющимся циклам замораживания и оттаивания, и 4500 фунтов на квадратный дюйм, если также подвергается воздействию химикатов для борьбы с обледенением.Кроме того, недавно уложенный бетон, или, точнее, вода для смешивания в порах бетона, не замерзает, пока температура не упадет ниже 32 ° F из-за щелочей в порах воды и других факторов. Поэтому не паникуйте и предполагайте, что бетон замерз, если измеренная температура бетона составляет 32 ° F или на несколько градусов меньше. Чтобы избежать необратимого повреждения в раннем возрасте из-за холодной погоды, защитите бетон от замерзания как можно скорее после укладки, уплотнения и отделки.

Фигура 1.Крупным планом — отпечатки ледяных кристаллов в замороженном бетоне. Для этого образца морозное повреждение или микротрещины распространяются на бетон примерно на 2 дюйма. Фото предоставлено Дэвидом Ротштейном, DRP, компания Twining. и 73 ° F. Изображение предоставлено: Клигер, П. Влияние температур смешивания и отверждения на прочность бетона, RDB RX103, Portland Cement Association, 1958, www.cement.org

Защита для обеспечения адекватного увеличения прочности

Скорость затвердевания и набора прочности бетона зависит от температуры бетона.Как показано на рисунке 2, низкие температуры отверждения бетона снижают скорость гидратации и, следовательно, замедляют скорость набора прочности. Чтобы гарантировать, что вновь уложенный бетон приобретает необходимую прочность для безопасного снятия опалубки, опор и перекладин, а также для безопасной загрузки конструкций во время и после строительства, необходимо поддерживать адекватную температуру бетона в течение периода защиты или отверждения.

Температура укладки и отверждения бетона: На всех поверхностях, на которые наносится свежий бетон, не должно быть снега, льда и стоячей воды.Не кладите свежий бетон на замерзшие основания или основания. Избегайте разницы температур, превышающей 20 ° F между свежим бетоном и основным материалом для плит на земле; в противном случае может произойти непостоянное схватывание, быстрая потеря влаги, расслоение и растрескивание при пластической усадке.

Обычно в спецификациях для бетонирования в холодную погоду устанавливаются минимальные температуры укладки бетона, минимальные температуры отверждения бетона и периоды отверждения для защиты бетона как от раннего замерзания, так и для обеспечения соответствующего увеличения прочности.Наиболее распространенные минимальные температуры укладки и отверждения бетона, указанные в DOT, составляют 50 ° F и 55 ° F, но некоторые из них достигают 40 ° F. Некоторые DOT имеют понижающуюся или понижающую минимальную температуру схватывания бетона в зависимости от времени.

Большинство инспекторов будут измерять температуру свежего бетона в месте доставки или размещения. Однако некоторые могут измерить бетон после укладки или в формах. Для некоторых DOT указаны только минимальные температуры укладки бетона. Вместо указания минимальной температуры отверждения в этих DOT указывается минимально необходимая изоляция (значение R) или температура обогреваемого корпуса на основе минимального размера сечения и температуры окружающего воздуха.Несмотря на то, что каждый DOT отличается, каждый DOT имеет спецификации начинать отверждение сразу после окончания, чтобы поддерживать температуру только что уложенного бетона для защиты от замерзания в раннем возрасте и для обеспечения адекватного увеличения прочности. На следующей работе обязательно знайте минимальную температуру укладки и выдержки бетона; Кроме того, не забудьте учесть падение температуры бетона во время доставки.

Периоды защиты: DOT по-разному определяют период времени отверждения. Некоторые требуют минимальных периодов времени с минимальной температурой отверждения, в то время как другие основывают минимальный период отверждения на основе прочности на сжатие или изгиб, в первую очередь определяемой методом созревания.Зрелость бетона — это косвенный способ оценки прочности бетона на месте путем сочетания температуры и времени (рис. 3).

Некоторые DOT требуют минимального периода отверждения в 5, 7 или 14 дней с указанной минимальной температурой отверждения для различных типов структурных элементов, в то время как другие основывают продолжительность периода отверждения на набранной прочности бетона, определяемой методом зрелости. Например, DOT часто требуют, чтобы подрядчик поддерживал температуру дорожного покрытия на уровне 40 ° F или выше, пока бетон не достигнет прочности на сжатие на месте не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, или указать минимальный период отверждения с момента бетонирования. укладку до тех пор, пока бетон не достигнет заданного процента от требуемой прочности.Если разрешено, всегда используйте метод зрелости для оценки прочности на месте, потому что это, как правило, самый безопасный и экономичный способ.

Методы защиты: Изоляция или одеяла для зимнего отверждения являются наиболее экономичным средством поддержания адекватных температур отверждения бетона, поскольку этот метод использует тепло гидратации или тепло, выделяемое в результате химической реакции между вяжущими материалами и водой (рис. ). В зависимости от массы бетона, содержания вяжущих материалов, температуры бетона и условий окружающей среды изоляция обычно может поддерживать адекватную температуру отверждения.

Как можно скорее накройте бетон одеялом, не повреждая поверхность, чтобы улавливать как можно больше тепла гидратации. Улавливание раннего тепла поможет поддерживать температуру отверждения, но также способствует гидратации, что, в свою очередь, дает дополнительное тепло. Обязательно защитите края, углы и поверхности, поскольку эти области наиболее подвержены замерзанию и повреждению в раннем возрасте. Обязательно перекрывайте и закрепляйте одеяла, чтобы ветер и проезжающие грузовики не сдували их с бетона.

В экстремальных зимних условиях иногда тепла гидратации недостаточно для поддержания адекватной температуры отверждения, и требуется дополнительное тепло. Дополнительное тепло можно подавать с помощью бетонных одеял с электрическим подогревом, водяных обогревателей с одеялами зимнего отверждения и обогреваемых шкафов. Конечно, использование дополнительного тепла может значительно увеличить стоимость бетонирования в холодную погоду.

Рис. 3. Система зрелости в пробуренной стволе опоры моста, обеспечивающая оперативный, удаленный или беспроводной доступ к температуре и прочности бетона (данные о зрелости).Фото: Джон Гнэдинджер, Con-CureFigure 4. Установите зимние одеяла как можно скорее, чтобы уловить исходное тепло бетона и тепло гидратации.

Защита от теплового удара и трещин

В конце периода защиты постепенно снимайте изоляцию или другую защиту, чтобы температура поверхности постепенно снизилась в течение последующих 24 часов. В противном случае поверхность бетона может остыть слишком быстро, создавая большие температурные градиенты между поверхностью и внутренними частями бетона, и возникающие термические напряжения могут вызвать случайное растрескивание поверхности.По сути, поверхность бетона термоусадочная, но внутренняя часть остается теплой и не дает усадки, поэтому поверхность трескается. Рассмотрите возможность постепенного уменьшения количества источников тепла или оставьте изоляцию на месте, пока температура бетона не остынет до средней температуры воздуха. Некоторые подрядчики снимают защиту днем, когда температура выше, и заменяют ее ночью, когда температура падает; однако это дорогостоящий подход с точки зрения рабочей силы.

Спецификации обычно ограничивают максимальное падение температуры поверхности до 50 ° F в течение 24 часов.Однако ваши характеристики могут отличаться (менее 50 ° F) или основаны на минимальных размерах бетонной секции, поэтому проверьте максимальное падение температуры поверхности, допустимое после снятия защиты.

Предварительное планирование — залог успешного бетонирования в холодную погоду. При разработке или реализации вашего следующего плана бетонирования в холодную погоду рассмотрите три основные цели: защитить бетон от раннего замерзания, защитить, чтобы обеспечить достаточный прирост прочности, и защитить от теплового удара и растрескивания.

Заливка бетона в холодную погоду | Для профессионалов в строительстве

Для многих подрядчиков заливка бетона в холодную погоду — это нервное испытание — настолько сильное, что они сокращают строительный сезон, чтобы избежать проблем, связанных с холодной заливкой.

Но так быть не должно. С сегодняшними улучшенными конструкциями бетона и методами заливки любой подрядчик может быть уверен в получении хороших результатов даже в холодную погоду при небольшом планировании .

Прочность бетона частично зависит от температуры, при которой он затвердевает.Нормальная прочность на сжатие основана на отверждении бетона при его идеальной температуре выдерживания 72 градуса по Фаренгейту в течение 28 дней. Более высокие температуры сокращают время отверждения. С другой стороны, более низкие температуры увеличивают продолжительность периода отверждения.

Холодная погода технически определяется как период, когда в течение более 3 дней подряд средняя дневная температура воздуха составляет менее 40 градусов по Фаренгейту, а температура воздуха не превышает 50 градусов по Фаренгейту в течение более половины любых 24-часовых часов. период.

Заливка бетона в таких условиях может быть выгодна подрядчикам. Пока разница между температурой окружающего воздуха и температурой бетона минимальна, бетон, заливаемый в холодных условиях, будет иметь более высокий предел прочности, чем обычно, и лучшую долговечность.

Подготовка площадки

Секрет хорошей холодной погоды начинается с хорошей подготовки площадки. В холодную погоду это означает, что перед началом заливки убедитесь, что все ваше изоляционное и обогревательное оборудование находится на месте и работает должным образом.Солома, брезент и изолирующие одеяла должны быть сухими и в хорошем состоянии. Если для утепления используется пенопласт, обязательно выясните, как он будет удерживаться на месте в случае сильного ветра. Проверьте работоспособность всех нагревателей и убедитесь, что в них достаточно топлива на весь период отверждения.

Гидравлические обогреватели отверждают зимний блюз бетона

Бетон нельзя укладывать на мерзлое земляное полотно. Если ожидается замерзание, земляное полотно должно быть защищено и его температура должна быть выше точки замерзания.Обычно это означает использование около 6 дюймов соломенного покрытия для изоляции области разлива. Солома должна быть закреплена брезентом или полиэтиленовой пленкой. Будьте осторожны, не уплотняйте соломинку слишком сильно, иначе вы уменьшите ее изоляционные свойства.

Эти меры предосторожности распространяются на формы с классом и выше, а также на арматурную сталь, нагретую до температуры выше точки замерзания перед заливкой. Формовочные детали и арматурная сталь не должны иметь льда, снега и инея. Сами формы должны быть теплее, чем 32 градуса по Фаренгейту, но не теплее, чем бетон, который будет уложен напротив них.Для утепления форм можно использовать теплоизоляционные одеяла и панели из пенопласта. В случае отверстий для столбов убедитесь, что на дне отверстий нет скопления льда, который может вызвать смещение столбов после оттаивания.

В центре внимания: оборудование для нагрева и отверждения бетона

В некоторых случаях вам может потребоваться построить ограждения для защиты застывающего бетона от ветра и слишком быстрого испарения.

В смеси

Хорошая связь между поставщиком бетона и руководителем бетонирования — еще один ключевой фактор успешного бетонирования в холодную погоду.Завод должен знать температуру на вашем участке, особенно если завод по производству замеса находится на некотором расстоянии.

У вашего бетонного завода есть три метода обеспечения того, чтобы бетон, поступающий на рабочую площадку, соответствовал погодным условиям.

Прежде всего, растение просто повысит температуру воды, используемой в смеси. Если в агрегатах нет льда, этот метод вполне подходит для умеренно холодных дней. Можно использовать воду с температурой от 140 до 180 градусов по Фаренгейту, но температура выше 180 градусов по Фаренгейту ухудшит смесь.Чтобы предотвратить возможность схватывания бетона, цемент ни в коем случае не должен контактировать с горячей водой; вместо этого заполнитель следует смешать с водой перед добавлением цемента. В качестве альтернативы заполнители и цемент могут быть добавлены в горячую воду путем загрузки партии лентой.

Более мелкие заполнители могут нуждаться в оттаивании, если в них присутствует лед. При размораживании заполнителя в смесителе необходимо соблюдать осторожность, чтобы не было избыточного количества воды из-за таяния льда.

Контроль количества воздуха, захваченного и захваченного бетоном, имеет решающее значение во время заливки в холодную погоду. Когда ваша партия прибывает на место работы, она должна содержать не более указанного для проекта воздуха. Поставщик бетона должен уделять пристальное внимание осадке смеси, размеру заполнителя, пропорции цемента, добавок, градации песка, температуре воды в смеси и времени перемешивания, чтобы обеспечить соответствие бетона техническим характеристикам.

Декоративный бетон: корректировка состава смеси при изменении температуры

Еще один способ модифицировать бетон для использования в холодную погоду — добавить в смесь больше цемента.Дополнительное содержание цемента обеспечит дополнительное тепло во время гидратации. В то время как цемент типа 10 (1) достигнет этой цели, использование цемента типа 30 (III) позволит достичь еще более высокой начальной прочности.

Холодная погода практически не повредит свежий бетон, если его прочность на сжатие составляет 500 фунтов на квадратный дюйм (3,5 МПа). Чем раньше будет достигнута эта прочность на сжатие, тем меньше вероятность того, что заливка не удастся. Чтобы обеспечить прочность на сжатие на раннем этапе, заводы периодического действия могут модифицировать смесь, добавляя ускорители для ускорения процесса отверждения.Наиболее часто используемым ускорителем является водный раствор хлорида кальция или хлорид кальция и водоредуцирующая добавка. Хлорид кальция не является антифризом, и для успешного результата необходима защита после заливки. Хлорид кальция помогает ускорить процесс гидратации бетона, действуя как катализатор, помогая освободить оксид кальция в цементе, что позволяет быстрее инициировать процесс гидратации и быстрее достичь критической прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм (3,5 МПа).